Đánh giá khả năng lắng đọng bùn cặn trong hệ thống thoát nước và đề xuất tần suất nạo vét trên lưu vực phía đông thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HUỲNH TRẦN HẠ VŨ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG ĐỌNG BÙN CẶN TRONG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT TẦN SUẤT NẠO VÉT TRÊN LƢU VỰC PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HUỲNH TRẦN HẠ VŨ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG ĐỌNG BÙN CẶN TRONG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT TẦN SUẤT NẠO VÉT TRÊN LƢU VỰC PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chun ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ NĂNG ĐỊNH Đà Nẵng – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các kết quả, số liệu nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Huỳnh Trần Hạ Vũ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa đề tài CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 Phân loại hệ thống nước thị 1.1.1 Hệ thống thoát nước chung 1.1.2 Hệ thống thoát nước riêng 1.1.3 Hệ thống thoát nước nửa riêng 1.2 So sánh hệ thống thoát nước chung riêng Việt Nam 1.3 Đặc điểm hệ thống thoát nước Việt Nam 11 1.4 Hiện trạng công tác nạo vét bùn cặn hệ thống nước thị Việt Nam 13 1.4.113 Nguồn gốc bùn cặn hệ thống thoát nước 13 1.4.2 Số lượng thành phần bùn cặn hệ thống thoát nước đô thị 13 1.3.3 Hiện trạng công tác nạo vét bùn cặn hệ thống nước thị 16 1.4 Các quy định pháp luật liên quan đến công tác quản lý bùn thải 18 CHƢƠNG 2: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC LƢU VỰC NGHIÊN CỨU 19 2.1 Điều kiện môi trường tự nhiên, kinh tế xã hội lưu vực nghiên cứu 19 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 19 2.1.2 Điều kiện kinh tế, xã hội 22 2.2 Khảo sát, đánh giá trạng hệ thống thoát nước lưu vực nghiên cứu 25 2.3 Công tác nạo vét, xử lý quản lý bùn cặn 31 2.4 Điều tra khảo sát tỷ lệ đấu nối vào mạng lưới cấp lưu vực nghiên cứu 34 2.5 Khảo sát, xác định khối lượng, thành phần bùn cặn lắng đọng hệ thống thoát nước 34 2.5.1 Khảo sát, xác định khối lượng bùn cặn lắng đọng hệ thống thoát nước lưu vực nghiên cứu 34 2.5.2 Khảo sát, đánh giá đặc điểm bùn cặn từ hệ thống thoát nước lưu vực phía Đơng 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Đánh giá trạng khả lắng đọng bùn hệ thống thoát nước theo thời gian lưu vực nghiên cứu 39 3.1.1 Đánh giá khả lắng đọng bùn hệ thống thoát nước theo thời gian lưu vực 39 3.1.2 Đánh giá khác khả lắng đọng bùn hệ thống thoát nước theo thời gian cấp tuyến cống thoát nước 41 3.2 Đề xuất tần suất nạo vét bùn cặn lưu vực nghiên cứu 43 3.3 Đề xuất giải pháp quản lý lượng bùn cặn hệ thống nước thị 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Kết luận 49 Kiến nghị 49 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 i TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG ĐỌNG BÙN CẶN TRONG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT TẦN SUẤT NẠO VÉT TRÊN LƢU VỰC PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Huỳnh Trần Hạ Vũ Mã số: 8520320 Khóa: K32 Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Mục đích đề tài xác định lượng bùn cặn lắng đọng cống thoát nước lưu vực nghiên cứu theo thời gian thành phần chủ yếu bùn cặn lắng đọng nhằm làm tài liệu tham khảo cho Cơng ty Thốt nước Xử lý nước thải Đà Nẵng có sở lập kế hoạch kiểm tra, tính tốn lượng bùn cặn cần nạo vét hàng năm cách khoa học đưa giải pháp quản lý vận hành hệ thống thoát nước cách hiệu Qua trình thực đề tài nghiên cứu, ta nhận thấy lượng bùn cặn lắng đọng cống thay đổi liên tục thời gian khảo sát, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm kinh tế xã hội, độ dốc địa hình, độ dốc cống nước, tình trạng vệ sinh mơi trường, thời gian không mưa, thời gian mưa Kết đề tài sở thiết thực để đưa tần suất nạo vét lực vực cụ thể Do đó, với lưu vực có đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, trạng hệ thống thoát nước tương đồng với lưu vực nghiên cứu, áp dụng tần suất nạo vét theo đề xuất Từ khóa – Bùn cặn lắng đọng, tần xuất nạo vét, lưu vực phía Đơng thánh phố Đà Nẵng ASSESSMENT OF THE ABILITY TO SETTLE OF SLUDGE IN WATER DRAINAGE SYSTEM AND SUGGESTION ON PIPE CLEANING FREQUENCY FOR EASTERN DRAINAGE BASIN OF DA NANG CITY Student: Huynh Tran Ha Vu Code: 8520320 Science: K32 Specialized: Enviromental engineer Polytechnic University – DN University Abstract - The purpose of this project is to determine the amount of sludge settled in drainage system of the study basin over time and the composition of the sludge The result of this project is expected to be used as a reference for Da Nang Drainage and Wastewater Treatment Company to develop plan for investigating, calculating the amound of sludge to clean up annually in a scientific manner and propose measures for effective management of water drainage system Through the project, it is found that the amount of sludge deposited in drainage pipe constantly varied during the survey, depending on several factors such as: socio-economic characteristics, slope of terrain, slope of drainage pipe, sanitary conditions, precipitation patterns…The result of the project is the basis for proposing pipe cleaning frequency for specific basin Therefore, it is possible to apply the proposed pipe cleaning frequency for other basins with similar natural features, social-economic characteristics, and comparable water drainage system with that of the study basin Key words - sludge deposit, pipe cleaning frequency, eastern drainage basin of Da Nang city ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường CSO Combined sewer overflows Giếng tách nước thải CTXL Cơng trình xử lý HTTN Hệ thống thoát nước ISO International Organization for Standardization Tổ chức Quốc tế tiêu chuẩn hóa NM Nước mưa NT Nước thải NTSX Nước thải sản xuất NTSH Nước thải sinh hoạt QCCP Quy chuẩn cho phép QCVN Quy chuẩn Việt Nam SH Sinh hoạt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TB Trạm bơm THCS Trung học sở TXLNT Trạm xử lý nước thải XLNT Xử lý nước thải iii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 1.1 Tên bảng Trang So sánh đặc điểm hệ thống thoát nước chung riêng 10 1.2 Thành phần chất dinh dưỡng kim loại nặng bùn cặn 14 2.1 Đặc trưng tổng lượng mưa tháng năm Đà Nẵng 20 2.2 Đặc trưng nhiệt độ trung bình tháng năm Đà Nẵng 21 2.3 Tỷ lệ loại đất 22 2.4 Hiện trạng dân số lưu vực phía Đơng 23 2.5 Khối lượng bùn cặn từ q trình thơng tắc nạo vét hệ thống thoát nước giai đoạn 2011 đến 2017 32 2.6 Chiều cao bùn lắng đọng hệ thống cống nước 37 2.7 Thành phần tính chất bùn cặn hệ thống cống thoát nước từ lưu vực nghiên cứu 38 3.1 Tần suất nạo vét lưu vực nghiên cứu 46 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Sơ đồ hệ thống thoát nước chung 1.2 Sơ đồ hệ thống thoát nước riêng 1.3 Sơ đồ hệ thống nước nửa riêng 1.4 Sơ đồ hình thành bùn cặn từ hệ thống thoát nước 13 1.5 Sơ đồ nguyên tắc quản lý loại bùn cặn hệ thống nước thị 16 2.1 Tỷ lệ phần trăm theo loại đất lưu vực lưu vực phía Đơng 22 2.2 Tỷ lệ phần trăm theo đối tượng sử dụng đất lưu vực lưu vực phía Đơng 23 2.3 Hiện trạng hệ thống nước lưu vực 27 2.4 Tình trạng chất lượng cống cấp 1, cấp thuộc lưu vực nghiên cứu 27 2.5 Hiện trạng vệ sinh môi trường lưu vực 27 2.6 Nước thải nước mưa chảy tràn cửa xả ven biển lưu vực 27 2.7 Hiện trạng hệ thống thoát nước lưu vực 28 2.8 Tình trạng chất lượng cống cấp 1, cấp thuộc lưu vực nghiên cứu 29 2.9 Hiện trạng vệ sinh môi trường lưu vực 29 2.10 Nước thải nước mưa chảy tràn cửa xả ven biển lưu vực 29 2.11 Hiện trạng hệ thống nước lưu vực 30 2.12 Tình trạng chất lượng cống cấp 1, cấp thuộc lưu vực nghiên cứu 31 2.13 Hiện trạng vệ sinh môi trường lưu vực 31 v 2.14 Biểu đồ bùn cặn nạo vét từ HTTN hàng năm (tấn/năm) 32 2.15 Cơng tác nạo vét bùn cống nước Đà Nẵng 33 2.16 Vị trí khảo sát lưu vực 34 2.17 Vị trí khảo sát lưu vực 35 2.18 Vị trí khảo sát lưu vực 35 2.19 Công tác khảo sát bùn cặn cống thoát nước 36 3.1 Biểu đồ đánh giá khả lắng đọng bùn cặn cống theo thời gian lưu vực 39 3.2 Biểu đồ đánh giá khả lắng đọng bùn cặn cống theo thời gian lưu vực 40 3.3 Biểu đồ đánh giá khả lắng đọng bùn cặn cống theo thời gian lưu vực 40 3.4 Biểu đồ so sánh khả lắng đọng bùn cặn cống theo thời gian tuyến cống cấp 41 3.5 Biểu đồ so sánh khả lắng đọng bùn cống theo thời gian tuyến cống cấp 42 48 - Loại bùn cặn thứ hai chủ yếu cát, xà bần… phần tử vơ cơ, tỷ trọng lớn, theo nước mưa tích tụ đầu mạng lưới thoát nước Loại bùn cặn sau tách nước sơ điểm thu gom, nạo vét đưa phơi bãi chôn lấp bùn cặn nước thải - Loại bùn cặn thứ ba hình thành phần hạ lưu tuyến cống nước cấp hai, kênh, sông, hồ trạm xử lý nước thải đô thị Thành phần loại bùn cặn chủ yếu chất hữu nên sau tách nước sơ điểm thu gom, đưa bể phân huỷ kỵ khí (bể metan) Biogas tạo thành thu hồi sử dụng Bùn nước thải sau lên men, có thành phần hữu chất dinh dưỡng N, P phù hợp với trồng sử dụng làm phân bón Trứng giun sán vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt trình lên men Hàm lượng kim loại nặng bùn cặn mức cho phép đất nông nghiệp Theo cách tiếp cận quản lý bền vững, bùn cặn xử lý sử dụng nông nghiệp Hệ thống nước trì tốt, đảm bảo chế độ thuỷ lực để tiếp nhận nước mưa, góp phần giải úng ngập đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường sông hồ đô thị 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, trạng hệ thống nước qua việc khảo sát, phân tích đánh giá khả lắng đọng bùn cặn cống thoát nước, đề tài xác định tần suất nạo vét cụ thể lưu vực nghiên cứu Qua kết thu được, tác giả rút số kết luận sau: - Lượng bùn cặn lắng đọng cống thay đổi liên tục thời gian khảo sát, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm kinh tế xã hội, độ dốc địa hình, độ dốc cống nước, tình trạng vệ sinh môi trường, thời gian không mưa, thời gian mưa - Tùy thuộc đặc điểm lưu vực, tần suất nạo vét bùn cặn lắng đọng hệ thống thoát nước đề xuất sau: + Đối với tuyến cống cấp 1:  Cống có độ dốc ≤ 0.2%, độ dốc địa hình ≤ 0.37%, khu vực có nhiều nhà hàng, khách sạn: tần suất nạo vét ≤ 03 năm  Cống có độ dốc ≤ 0.2%, độ dốc địa hình ≤ 0.1%, khu vực có nhiều nhà hàng, khách sạn nhiều cơng trình xây dựng: tần suất nạo vét ≤ 01 năm  Cống có độ dốc ≤ 0.8%, độ dốc địa hình ≤ 1.7 %, khu vực có dân cư ổn định: kiểm tra hệ thống thoát nước theo định kỳ + Đối với tuyến cống cấp 2:  Cống có độ dốc ≤ 0.2%, độ dốc địa hình ≤ 0.37%, khu vực có nhiều nhà hàng, khách sạn: tần suất nạo vét ≤ 03 năm  Cống có độ dốc ≤ 0.2%, độ dốc địa hình ≤ 0.1%, khu vực có nhiều nhà hàng, khách sạn nhiều cơng trình xây dựng: tần suất nạo vét ≤ 0.5 năm  Cống có độ dốc ≤ 0.3%, độ dốc địa hình ≤ 1.7 %, khu vực có dân cư ổn định: tần suất nạo vét ≤ 02 năm Kiến nghị - Đề tài tiến hành nghiên cứu cho lưu vực đặc trưng cho phía Đơng thành phố Đà Nẵng Vì vậy, lưu vực có đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, trạng hệ thống thoát nước tương đồng với lưu vực nghiên cứu, áp dụng tần suất nạo vét đề xuất - Cần có nghiên cứu tương tự lưu vực khác nhau, từ có sở lập kế hoạch cụ thể công tác nạo vét, tu, bảo dưỡng cho hệ thống thoát nước hàng năm thành phố Đà Nẵng 50 - Qua trình thực đề tài nghiên cứu, ta nhận thấy lượng bùn cặn lắng đọng hệ thơng nước chung phụ thuộc nhiều yếu tố, phụ thuộc nhiều vào điều kiện kinh tế xã hội, vệ sinh môi trường khu vực, việc xác định khối lượng bùn cặn lắng đọng tương đối khó khăn Do đó, để hạn chế ảnh hưởng yếu tố này, cần có kế hoạch dài hạn nghiên cứu xây dựng bổ sung hệ thống nước riêng Vì hệ thống thoát nước riêng mạng lưới đường ống kín hồn tồn, tính tốn thiết kế thủy lực để đạt tốc độ chảy tự làm sạch, ngăn lắng cặn, khơng phát sinh mùi khu vực sử dụng hệ thống, chí tồn diện tích từ khu vực thu gom đến nhà máy xử lý nước thải Do vậy, tình trạng nhiễm mùi khu vực xung quanh khu vực sử dụng dịch vụ nói chung cải thiện đáng kể 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đánh giá hoạt động quản lý nước thải đô thị Việt Nam, Ngân hàng Thế giới, 2013 [2] Hoàng Văn Huệ, Thoát nước tập – Mạng lưới thoát nước, NXB Khoa học kỹ thuật [3] Kỷ yếu hội nghị quốc tế quản lý bùn thải từ hệ thống nước cơng trình vệ sinh: “Quản lý bùn thải Việt Nam – Cơ hội để cải thiện” (2015) [4] [5] Nghị định 80/2014/NĐ-CP (2014) Nghị định nước xử lý nước thải, Chính Phủ Niên giám thống kê Đà Nẵng từ năm 2005 đến 2015, Cục thống kê Đà Nẵng [6] Tạp chí Mơi trường, số 1+2/2015 [7] TCVN 7957:2008, Thoát nước – Mạng lưới cơng trình bên ngồi – Tiêu chuẩn thiết kế, Tiêu chuẩn Quốc gia; [8] Ủy Ban Nhân Dân phường Phước Mỹ - Ủy Ban Nhân Dân phường Mỹ An (2017), Báo cáo Kinh tế - Xã hội, Quốc phòng - An ninh năm 2016 nhiệm vụ năm 2017 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 ... TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 i TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG ĐỌNG BÙN CẶN TRONG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT TẦN SUẤT NẠO VÉT TRÊN LƢU VỰC PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên:... ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HUỲNH TRẦN HẠ VŨ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG ĐỌNG BÙN CẶN TRONG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT TẦN SUẤT NẠO VÉT TRÊN LƢU VỰC PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ... gian lưu vực nghiên cứu 39 3.1.1 Đánh giá khả lắng đọng bùn hệ thống thoát nước theo thời gian lưu vực 39 3.1.2 Đánh giá khác khả lắng đọng bùn hệ thống thoát nước theo