Luân văn Môi trường ĐỘC QUYỀN: Nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch thoát nước và xử lý nước thải quận Phú Nhuận đền năm 2030

Dịch vụ thành lập Thay đổi Giấy phép kinh doanh cty Việt Nam cty vốn FDI Tuyển Cộng tác viên (CK 15% gói Dịch vụ) 0899315716 MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG x TÓM TẮT LUẬN VĂN xii SUMMARY xiii MỞ ĐẦU 14 I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 14 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1 III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 14 IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 15 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1. LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 3 1.2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 5 1.2.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của hệ thống thoát nước 5 1.2.2. Phân loại hệ thống thoát nước 5 1.3. CÔNG TRÌNH TRÊN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 8 1.4. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 18 1.4.1. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt 9 1.4.2. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 12 1.5. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 20 1.5.1. Vị trí địa lý 20 1.5.2. Dân số 21 1.5.3. Đặc điểm kinh tế xã hội… 22 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI QUẬN PHÚ NHUẬN 24 2.1. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC Ở QUẬN PHÚ NHUẬN 24 2.1.1. Hiện trạng thoát nước mưa 24 2.1.2. Hiện trạng thoát nước thải sinh hoạt 23 2.1.3. Hiện trạng mạng lưới cống thoát nước 25 2.2. HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI QUẬN 26 2.3. NHỮNG TỒN TẠI BẤT CẬP TRONG ĐẦU TƯ XÂY DỰNG, QUẢN LÝ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI QUẬN 26 2.4. ĐỊNH HƯỚNG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO QUẬN PHÚ NHUẬN ĐẾN NĂM 2030 27 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, DỰ BÁO CÁC THÔNG SỐ PHỤC VỤ CHO VIỆC LẬP QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN PHÚ NHUẬN 28 3.1. TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC MƯA VÀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA QUẬN PHÚ NHUẬN 28 3.1.1. Lưu lượng nước mưa 28 3.1.2. Dự báo dân số và lưu lượng nước thải sinh hoạt 28 3.1.2.1. Dự báo dân số 28 3.1.2.1. Lưu lượng nước thải sinh hoạt 29 3.2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG CỦA CÁC NGUỒN TIẾP NHẬN NƯỚC MƯA, NƯỚC THẢI TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN 32 3.3. XÁC ĐỊNH CÁC LƯU VỰC THOÁT NƯỚC CỦA QUẬN 32 3.3.1. Lưu vực 33 3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC ĐẦU TƯ 33 3.4.1. Các lợi ích có thể lượng hóa được 33 3.4.2. Các lợi ích không thể lượng hóa được 35 CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO QUẬN PHÚ NHUẬN ĐẾN NĂM 2030 37 4.1. CĂN CỨ PHÁP LÝ VÀ TÀI LIỆU CƠ SỞ PHỤC VỤ CHO VIỆC LẬP QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 37 4.1.1. Căn cứ pháp lý 37 4.1.2. Tài liệu cơ sở để tính toán hệ thống thoát nước… 37 4.2. GIẢI PHÁP VỀ QUY HOẠCH, ĐẦU TƯ XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI CỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT… 38 4.2.1. Quy hoạch mạng lưới cống thoát nước 38 4.2.1.1. Định hướng, bố trí mạng lưới cống thoát nước… 38 4.2.1.2. Quy hoạch mạng lưới cống thoát nước… 38 4.2.2. Quy hoạch các trạm xử lý nước thải… 39 4.2.2.1. Các yêu cầu đối với vị trí đặt trạm xử lý nước thải… 39 4.2.2.2. Vị trí, quy mô trạm xử lý nước thải… 40 4.2.3. Xác định các điểm xả và cao độ mức nước tại các điểm xả 41 4.2.3.1. Vị trí các điểm xả nước thải 41 4.2.3.2. Cao độ mức nước tại các điểm xả 42 4.2.4. Biện pháp tổ chức thực hiện 42 4.2.4.1. Biện pháp về đầu tư xây dựng… 42 4.2.4.2. Biện pháp quản lý theo quy hoạch… 43 4.3. GIẢI PHÁP VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT… 44 4.3.1. Chất lượng và mức độ xử lý nước thải sinh hoạt… 44 4.3.2. Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ 45 4.3.3. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt… 47 4.3.4. Biện pháp thực hiện… 60 4.4. NHÓM GIẢI PHÁP VỀ CƠ CHẾ CHÍNH SÁCH… 60 4.5. NHÓM GIẢI PHÁP VỀ TÀI CHÍNH 61 CHƯƠNG 5. KHÁI QUÁT KINH PHÍ VÀ PHÂN KỲ ĐẦU TƯ THEO GIAI ĐOẠN QUY HOẠCH 62 5.1. KHÁI QUÁT KINH PHÍ ĐẦU TƯ… 62 5.1.1. Chi phí đầu tư ban đầu… 62 5.1.2. Chi phí phải trả hàng năm… 63 5.1.3. Tổng kinh phí thực hiện dự án 63 5.3. PHÂN KỲ ĐẦU TƯ THEO GIAI ĐOẠN QUY HOẠCH… 64 5.3.1. Giai đoạn 20152020… 64 5.3.2. Giai đoạn 20202030… 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1: Hệ số không điều hòa chung nước thải sinh hoạt 10 Bảng 1.2: Tổ chức hành chính và diện tích tự nhiên… 20 Bảng 1. 3: Dân số phân theo đơn vị hành chính 21 Bảng 1. 4: Dự kiến phân bố dân cư theo Quy hoạch chung cua quận 22 Bảng 2. 1 : Hiện trạng mạng lưới thoát nước của một số trục đường chính 22 Bảng 3. 1: Dự báo tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt của từng lưu vực 31 Bảng 4. 1: Diện tích cần thiết của khu đất xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt có thể lấy sơ bộ 41 Bảng 4.2.: Các chỉ tiêu trong nước thải sinh hoạt của quận trước và sau khi xử lý 44 Bảng 4.3: Kích thước của bể tiếp nhận nước thải 51 Bảng 4.4: Các thông số của sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt 59 DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Cụm từ QCVN QCXDVN : Quy chuẩn Việt Nam : Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BOD (Biochemical oxygen Demand) : Nhu cầu oxy sinh hoá BTCT : Bê tông cốt thép TTQTMT NTSH : Trung tâm Quan trắc Môi trường : Nước thải sinh hoạt NLTN : Nhiêu lộc – Thị nghè XLCH XLSH PH SS TDS (Total dissolved solids) : Xử lý cơ học : Xử lý sinh học : chỉ số xác định tính chất hoá học của nước : Chất rắn rơ lửng : Tổng chất rắn hòa tan trong nước TÓM TẮT LUẬN VĂN Phú Nhuận là một trong những quận nội thành nằm gần trung tâm thành phố Hồ Chí Minh là cửa ngõ từ sân bay Tân Sơn Nhất vào trung tâm thành phố qua các tuyến giao thông chính, gồm 15 phường. Trong khi đó, cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là mạng lưới thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt chưa đáp ứng được yêu cầu. Hệ thống cống thu gom nước thải trong khu vực quận là một hệ thống cống thoát nước chung thu gom tất cả các loại nước thải bao gồm ( nước mưa và nước thải sinh hoạt khu dân cư, thương mại khách sạn, bệnh viện, nước thải công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp), vào một hệ thống cống tròn. Quận Phú nhuận có thủy đạo thoát nước chính là Rạch Nhiêu LộcThị Nghè, rất thuận lợi cho việc thoát nước, nhưng khả năng thoát nước còn yếu do mạng lưới đường cống chưa đáp ứng được yêu cầu thoát nước nhất là khi mưa lớn chiều lên, gây ngập lụt một số khu vực. Mặt khác, cống và rạch lâu ngày không được nạo vét, lòng rạch bị ô nhiễm, gây cản trở khả năng thoát nước mưa cũng như thoát nước thải bẩn. Bằng những kiến thức đã học trong lĩnh vực về quản lý môi trường kết hợp với số liệu quản lý của quận tác giả đưa ra những đánh giá về hiện trạng hệ thống thoát nước của quận. Kết quả nghiên cứu cho thấy cần phải xây dựng 1 trạm xử lý nước thải tập trung trước khi nước được thải ra kênh Nhiêu lộc. TỪ KHOÁ: Hệ thống thoát nước đô thị; Xử lý nước thải sinh hoạt; Xử lý nươc thải, Thoát nước, quy hoạch đô thị. SUMMARY Phu Nhuan is one of the districts located near the center of Ho Chi Minh City is the gateway from Tan Son Nhat airport to the city center via major traffic routes, including 15 wards. Meanwhile, the infrastructure development disproportionate, particularly collection network and sewage treatment has not met the requirements. Sewer system to collect waste water in the area is a county sewer system to collect all types of waste including (rainwater and waste water residential, commercial hotels, hospitals, water industrial waste and handicrafts), in a circular sewer system. Phu Nhuan District have drainage waterways is the Nhieu LocThi Nghe canal, very convenient for the drainage, but the ability is still weak due to the drainage network of sewers not meet the required drainage especially when heavy rains way up, causing flooding in some areas. On the other hand, drains and canals dredged long day, feel free to polluted canals and hinder the ability of rainwater drainage and dirty water drain. With the knowledge learned in the field of environmental management combined with the countys data management authors make an assessment of the current state of the county sewer system. The study results indicate the need to build one station centralized wastewater treatment before the water is discharged Nhieu Loc. KEYWORDS: Urban drainage systems; Domestic waste water treatment; Sewage treatment, drainage, urban planning. MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Quận Phú Nhuận là một trong những quận nội thành nằm gần trung tâm thành phố Hồ Chí Minh có tổng diện tích đất tự nhiên toàn quận là 486,34 ha, là một quận có diện tích tương đối nhỏ so với các quận khác. Đồ án điều chỉnh quy hoạch chung của quận đã được phê duyệt tại Quyết định số 6789QĐQLĐT ngày 18121998 của Ủy ban nhân dân thành phố. Từ năm 1998 đến nay tốc độ đô thị hóa tại quận diễn ra rất nhanh, quận có mật độ dân cư cao, trong khi đó cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là mạng lưới thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt chưa đáp ứng được yêu cầu. Hệ thống cống thu gom nước thải trong khu vực quận là một hệ thống cống thoát nước chung thu gom tất cả các loại nước thải bao gồm ( nước mưa và nước thải sinh hoạt khu dân cư, thương mại khách sạn, bệnh viện, nước thải công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp), vào một hệ thống cống tròn. Quận Phú nhuận có thủy đạo thoát nước chính là Rạch Nhiêu LộcThị Nghè, rất thuận lợi cho việc thoát nước, nhưng khả năng thoát nước còn yếu do mạng lưới đường cống chưa đáp ứng được yêu cầu thoát nước nhất là khi mưa lớn chiều lên, gây ngập lụt một số khu vực. Mặt khác, cống và rạch lâu ngày không được nạo vét, lòng rạch bị ô nhiễm, gây cản trở khả năng thoát nước mưa cũng như thoát nước thải bẩn. Trong những năm tiếp theo, việc gắn liền các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội với vấn đề khắc phục ô nhiễm, bảo vệ môi trường là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của quận Phú Nhuận. Trước những vấn đề cấp bách nêu trên, việc xây dựng và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch thoát nước và xử lý nước thải quận Phú Nhuận đến năm 2030” là vấn đề cấp thiết, đáp ứng nhu cầu thiết thực đang đặt ra của quận. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu chung: Cụ thể hóa Đồ án quy hoạch chung xây dựng quận Phú Nhuận đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 đối với hệ thống thoát nước. Mục tiêu cụ thể: Phân tích hiện trạng mạng lưới thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt của toàn quận để thấy được những tồn tại cần khắc phục. Mặt khác, đề tài cũng làm rõ những vấn đề cấp bách cần phải thực hiện trong thời gian sắp tới nhằm đáp ứng tốc độ phát triển kinh tế xã hội của quận và phù hợp với chiến lược môi trường của thành phố. Qua đó, đề xuất các giải pháp tổng thể về thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt cho toàn quận. Cung cấp luận cứ khoa học cho chính quyền địa phương trong việc xây dựng các kế hoạch, chương trình về đầu tư cơ sở hạ tầng nói chung và mạng lưới thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt nói riêng để phù hợp với từng giai đoạn. Giúp chính quyền địa phương thực hiện tổng kết, đánh giá, rút ra bài học kinh nghiệm đối với công tác quản lý nhà nước về quy hoạch, xây dựng và phát triển mạng lưới thoát nước trên địa bàn. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thoát nước, xử lý nước thải quận Phú Nhuận. Đồ án Quy hoạch chung xây dựng đô thị quận Phú Nhuận đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 đối với ngành thoát nước. Phạm vi nghiên cứu: Về không gian: Quận Phú Nhuận. Hệ thống thoát nước, xử lý nước thải quận Phú Nhuận IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Ý nghĩa khoa học Đề tài được thực hiện nhằm mục tiêu cung cấp hiện trạng hệ thống thoát nước và đề xuất các giải pháp triển khai thực hiện biện pháp thoát nước và xử lý nước thải quận Phú Nhuận đến năm 2030. Đây là cơ sở khoa học giúp cho địa phương thực hiện triển khai hệ thống thoát nước thải. Ý nghĩa thực tiễn Giúp ích cho địa phương về mặt phân bổ tiến độ, phương pháp triển khai thực hiện Đồ án Quy hoạch chung xây dựng đô thị quận Phú Nhuận đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 đối với ngành thoát nước. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được sử dụng như cơ sở khoa học và cơ sở pháp lý trong việc triển khai thực hiện biện pháp thoát nước và xử lý nước thải quận Phú Nhuận đến năm 2030. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 1.1.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước là tổ hợp các thiết bị, công trình kỹ thuật và các phương tiện để thu nước thải tại nơi hình thành, dẫn vận chuyển đến các công trình làm sạch (xử lý), khử trùng và xả ra nguồn tiếp nhận. Ngoài ra, nó còn bao gồm cả việc xử lý, sử dụng cặn, các chất quý chứa trong nước thải và cặn. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt cho đô thị phải đảm bảo các yêu cầu sau: Thoát hết lượng nước thải sinh hoạt của đô thị, kể cả nước mưa nếu xây dựng hệ thống thoát nước chung. Biện pháp xử lý nước thải phải phù hợp, đảm bảo đô thị không bị ngập úng, không bị ô nhiễm môi trường. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vô cơ và vi trùng gây bệnh, rất nguy hiểm cho người và động vật. Vì vậy, nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là vận chuyển một cách nhanh chóng nước thải sinh hoạt ra khỏi khu dân cư; đồng thời, làm sạch và khử trùng tới mức cần thiết trước khi xả vào nguồn nước. 1.1.2. Phân loại hệ thống thoát nước Tùy thuộc vào đặc điểm thực tế của từng đô thị và việc vận chuyển nước thải sinh hoạt chung hay riêng, người ta chia hệ thống thoát nước làm 4 loại: hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước riêng, hệ thống thoát nước nữa riêng và hệ thống thoát nước hỗn hợp. Hệ thống thoát nước chung: Là hệ thống được sử dụng để vận chuyển tất cả các loại nước thải (nước mưa, nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất) chung trong cùng một mạng lưới cống tới trạm xử lý hoặc xả ra nguồn tiếp nhận. Để giảm bớt quy mô công trình (mạng lưới cống và trạm xử lý), chúng ta có thể xây dựng giếng tràn tách nước mưa tại cuối cống góp chính, đầu cống góp nhánh. Hệ thống này thường được xây dựng ở những đô thị nằm cạnh sông lớn hay trong thời kỳ đầu tư xây dựng khi chưa có phương án thoát nước hợp lý. Phương án này có những ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: Đảm bảo tốt nhất về phương diện vệ sinh, vì toàn bộ nước bẩn đều được qua công trình làm sạch trước khi xả ra nguồn. Chiều dài mạng lưới đường ống nhỏ nên chi phí quản lý hệ thống thấp. Hiệu quả kinh tế đối với các nhà cao tầng vì tổng chiều dài của mạng tiểu khu và mạng đường phố giảm khoảng 30% 40% so với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn. Chi phí quản lý mạng lưới thoát nước giảm khoảng 15% 20%. Phù hợp với những đô thị trong từng nhà có bể tự hoại. Nhược điểm: Chế độ làm việc của hệ thống không ổn định, lúc mưa nhiều lưu lượng tăng nhanh, dễ tràn cống. Khi nắng khô, lưu lượng nhỏ nên tốc độ nước chảy trong cống giảm, làm ứ đọng bùn cặn, gây thối rửa. Chi phí xây dựng trạm bơm, trạm làm sạch lớn. Do chế độ hoạt động của hệ thống không ổn định nên việc vận hành trạm bơm, trạm làm sạch rất khó khăn, làm tăng chi phí quản lý, vận hành. Hệ thống thoát nước riêng Là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới đường ống riêng biệt dùng để vận chuyển nước bẩn nhiều (nước thải sinh hoạt) đến công trình xử lý trước khi xả vào nguồn và vận chuyển nước ít bẩn hơn (nước mưa) xả thẳng vào nguồn tiếp nhận. Dựa vào cấu tạo, hệ thống thoát nước riêng được chia làm 2 loại: Hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn: Các loại nước thải được dẫn vào từng mạng lưới đường ống riêng biệt. Nước thải sinh hoạt và sản xuất được xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Nước mưa xả trực tiếp ra môi trường. Hệ thống này thích hợp cho những đô thị lớn và xây dựng tiện nghi; đồng thời nó cũng như thích hợp cho các xí nghiệp công nghiệp. Hệ thống thoát nước riêng không hoàn toàn: là hệ thống chỉ cho nước thải sinh hoạt và sản xuất chảy theo kênh, máng hở ra sông hồ. Hệ thống này thường được đầu tư xây dựng trong giai đoạn giao thời, chờ xây dựng hệ thống riêng hoàn toàn. Nó thích hợp cho các đô thị và vùng ngoại ô có cùng mức độ xây dựng tiện nghi hoặc giai đoạn đầu xây dựng hệ thống thoát nước. Hệ thống này có những ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm: Chỉ làm sạch nước thải sinh hoạt nên giảm được vốn đầu tư xây dựng công trình xử lý và giá thành xử lý nước thải thấp. Chế độ thủy lực của hệ thống ổn định. Dễ dàng trong khâu quản lý và bão dưỡng. Nhược điểm: Tổng chiều dài đường cống lớn, tăng từ 30% 40% so với hệ thống thoát nước chung. Tồn tại song song nhiều hệ thống công trình và mạng lưới thoát nước trong đô thị. Điều kiện vệ sinh kém, vì các chất bẩn trong nước mưa không được xử lý mà thải trực tiếp ra nguồn (nhất là khi nguồn tiếp nhận đang ít nước, khả năng pha loãng kém). Hệ thống thoát nước riêng một nửa Là hệ thống có hai mạng lưới đường ống riêng: một đường ống để dẫn nước thải bẩn và một đường ống để dẫn nước mưa nhưng hai mạng lưới này lại nối với nhau bằng cửa xả nước mưa (giếng tràn) trên các tuyến góp chính. Đây là hệ thống có nhiều ưu điểm, khắc phục được nhược điểm của hệ thống thoát nước chung và riêng. Hệ thống này có những ưu, nhược điểm sau đây: Ưu điểm: Điều kiện vệ sinh tốt vì trong thời gian mưa, các chất bẩn không theo nước mưa chảy ra nguồn. Phối hợp được ưu điểm của hai loại hệ thống thoát nước chung và riêng. Nhược điểm: Vốn đầu tư ban đầu cao vì phải xây dựng đồng thời hai hệ thống. Những chỗ giao nhau của hai mạng phải xây giếng tách nước mưa, thường không đạt hiệu quả cao về điều kiện vệ sinh. Hệ thống thoát nước hỗn hợp Là hệ thống tổng hợp của các loại hệ thống trên (hệ thống chung, riêng và riêng một nửa). Hệ thống này thường gặp ở các thành phố lớn, đã có hệ thống thoát nước chung, cần nhu cầu cải tạo, mở rộng. Hệ thống này có cả ưu và nhược điểm của các hệ thống trên. (Theo tài liệu tham khảo số 1) Qua phân tích, so sánh ưu nhược điểm của từng hệ thống thoát nước và điều kiện thực tế tại địa phương thì hệ thống thoát nước hỗn hợp phù hợp với quận Phú Nhuận. 1.2. CÔNG TRÌNH TRÊN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC Cống và kênh mương thoát nước Cống và kênh mương dùng để dẫn nước thải cần phải bền vững, sử dụng được ở độ sâu lớn, không thấm nước, không bị ăn mòn bởi axit và kiềm, đáp ứng được yêu cầu về mặt thủy lực. Đồng thời, giá thành phải thấp, dùng được vật liệu ở địa phương, có khả năng công nghiệp hóa trong sản xuất và cơ giới hóa trong xây dựng. Hiện nay, mạng lưới thoát nước thường sử dụng rộng rãi là các loại cống sành, nhựa, bê tông, bê tông cốt thép, xi măng amiang,… Kênh mương chủ yếu được xây dựng bằng gạch, đá hoặc bằng bê tông cốt thép. Giếng thăm và giếng chuyển bậc Giếng thăm: dùng để kiểm tra chế độ hoạt động của mạng lưới thoát nước một cách thường xuyên, đồng thời dùng để thông rửa trong trường hợp cần thiết. Giếng thăm được xây dựng ở những chỗ cống thay đổi dòng chảy, thay đổi đường kính, thay đổi độ dốc, chỗ có cống nhánh đấu nối vào và trên những đoạn cống thẳng theo khoảng cách quy định để tiện cho việc quản lý. Giếng chuyển bậc: được xây dựng trên mạng lưới thoát nước tại những chỗ cống nhánh nối vào cống góp chính có độ sâu khác nhau, những chỗ cần thiết giảm tốc độ dòng chảy và những chỗ cầu nối đặt cống vào và cống ra chênh lệch nhau nhiều. Nếu chuyển bậc với độ cao chênh lệnh lớn phải tính toán thiết kế tiêu năng để tránh trường hợp giếng bị phá vỡ. Trạm bơm thoát nước thải Nhiệm vụ của trạm bơm thoát nước thải là đưa nước từ cống đặt sâu lên cống đặt nông, từ nơi này qua nơi khác hoặc lên công trình làm sạch. Trạm bơm nước thải phải có gian đặt máy, gian đặt song chắn rác, máy nghiền cùng với bể thu nhận, gian điều khiển và nhà phục vụ sinh hoạt cho công nhân vận hành. Nên bố trí trạm bơm ở khu vực thấp của đô thị có xét đến yêu cầu vệ sinh, điều kiện đất đai, khả năng đặt cống xả dự phòng và nguồn cung cấp điện. Tiêu chuẩn thoát nước và hệ số không điều hòa Tiêu chuẩn thoát nước Tiêu chuẩn thoát nước là lượng nước thải trung bình ngày đêm tính cho mỗi người sử dụng hệ thống thoát nước hay lượng nước thải tính theo sản phẩm. Tiêu chuẩn thoát nước thải sinh hoạt thường lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (thực tế tiêu chuẩn thoát nước khoảng 60% 80% tiêu chuẩn cấp nước). Tiêu chuẩn thoát nước phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện trang bị vệ sinh, điều kiện khí hậu, vệ sinh và đặc điểm của từng địa phương. Tiêu chuẩn thoát nước được phân biệt theo hai thời kỳ: đợt đầu và tương lai. Do đó, khi tính toán phải sử dụng số liệu tương ứng với nhau. Các đô thị khác nhau sẽ thải ra lượng nước khác nhau. Đô thị lớn có thể lấy tiêu chuẩn thoát nước lớn hơn các đô thị nhỏ. Những ngày lễ, thứ bảy, chủ nhật thì tiêu chuẩn thoát nước lớn hơn những ngày bình thường. Vào giờ ban đêm, nước thải ít hơn giờ ban ngày,… Nói tóm lại, nước thải chảy ra không đều theo thời gian và không bằng nhau giữa các đô thị trong vùng và giữa vùng này với vùng khác. Do vậy, khi tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt của một đô thị, phải sử dụng hệ số không điều hòa. Hệ số không điều hòa Nước thải ra không đồng đều theo thời gian. Để tính toán hệ thống thoát nước, không những phải biết lưu lượng trung bình ngày mà còn phải biết sự thay đổi lưu lượng nước theo các giờ trong ngày. Giá trị đặc trưng trị số giữa lưu lượng ngày lớn nhất và lưu lượng ngày trung bình (tính trong năm) gọi là hệ số không điều hòa ngày (Kng). Kng = Qmax..ngQtb Giá trị đặc trưng trị số giữa lưu lượng giờ tối đa và lưu lượng trung bình giờ (trong ngày thải nước tối đa) gọi là hệ số không điều hòa giờ (Kh). Kh = Qmax.hQtb.h Tỉ số giữa lưu lượng giờ tối đa trong ngày có lưu lượng lớn nhất và lưu lượng trung bình trong ngày có lưu lượng trung bình gọi là hệ số không điều hòa chung (K0). K0 có thể lấy bằng tích số giữa hệ số không điều hòa ngày và giờ. Khi tính toán mạng lưới thoát nước thường sử dụng hệ số không điều hòa chung. Đại lượng này phụ thuộc vào lưu lượng trung bình giây nước thải chảy vào hệ thống thoát nước. K0 = Kng.Kh Bảng 1.1: Hệ số không điều hòa chung nước thải sinh hoạt Hệ số không điều hoà chung K0 Lưu lượng nước thải trung bình qtb (ls) 5 10 20 50 100 300 500 1000 ≥5000 K0 max 2,5 2,1 1,9 ,17 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 K0 min 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 (Nguồn: TCXDVN 51 : 2008 Thoát nước Mạng lưới và công trình bên ngoài Tiêu chuẩn thiết kế) 1.3. TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.3.1. TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC Tất cả các hệ thống thoát nước tại các đô thị lớn của Việt Nam đều là hệ thống thoát nước chung. Phần lớn những hệ thống thoát nước này được xây dựng cách đây khoảng 100 năm, chủ yếu để thoát nước mưa, ít khi được sửa chữa, duy tu, bảo dưỡng nên đã xuống cấp nhiều; việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị. Hơn nữa, hiện nay dân số tại các đô thị tăng nhanh, cùng với sự phát triển về kinh tế, có nhiều cơ sở sản xuất được thành lập do đó các hệ thống thoát nước tại các đô thị lớn không còn phù hợp. Cả nước hiện có 13 thành phố: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hạ Long, Huế, Buôn Mê Thuột, Đà Lạt, Thái Nguyên, Vũng Tàu, Cần Thơ, Bắc Ninh, Hải Dương và Vinh có các dự án trạm xử lý nước thải đô thị. Mỗi trạm có công suất xử lý trên 5.000 m3(ngày đêm) nhưng còn đang trong giai đoạn quy hoạch và xây dựng. Trên tổng số 76 khu công nghiệp và chế xuất, chỉ có 36 khu công nghiệp có trạm xử lý nước thải tập trung, hoạt động với tổng công suất là 41.800 m3(ngày đêm). Công nghệ chủ yếu là sinh học hoặc hoá học kết hợp với sinh học. Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu loại A hoặc loại B theo QCVN 24 : 2009BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp. Hiện nay, có hai xu hướng xử lý nước thải, đó là xử lý tập trung và xử lý phân tán. Mỗi xu hướng đều có những ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc từng khu vực. Theo pháp luật Việt Nam, không yêu cầu bắt buộc phải xử lý nước thải tập trung hay phân tán, tùy đặc điểm từng địa phương mà có thể linh hoạt trong hình thức xử lý. Khi chúng ta chưa thể có được một hệ thống thu gom nước thải hoàn chỉnh và đồng bộ thì tốt nhất là nên sử dụng hình thức xử lý phân tán. Nước thải trong khu vực nội thị của chúng ta thường đổ ra các con sông nên nếu được xử lý từ gốc là tốt nhất, tránh gây ô nhiễm nguồn nước mặt. Những năm gần đây, việc đầu tư vào hệ thống thoát nước đô thị được cải thiện đáng kể. Một số dự án đã và đang được triển khai bằng nguồn vốn vay ODA tại các thành phố như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Vinh,... Nguồn vốn đầu tư này tuy đã lên tới tỉ USD, nhưng nó cũng chỉ đáp ứng một tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 16) so với yêu cầu hiện nay. Hầu hết các đô thị đã có quy hoạch phát triển tổng thể đến năm 2020, nhưng quy hoạch hạ tầng cơ sở chưa được thực thi đầy đủ và đồng bộ, nhất là đối với ngành thoát nước đô thị. Ở thành phố Hồ Chí Minh hiện nay tất cả hệ thống thoát nước đều là hệ thống thoát nước chung. Nước mưa và nước thải sinh hoạt được dẫn chung trong một hệ thống cống. Nguồn thu nước thải là các kênh, rạch, mương, suối tự nhiên và sau đó chảy ra sông Sài Gòn. Trên thế giới tùy theo mỗi nước, mỗi vùng sẽ có những hệ thống thoát nước và xử lý nước thải khác nhau phù hợp với đặc điểm, tính chất và thành phần nước thải của khu vực đó. Sau đây là một số bài học về xây dựng hệ thống thoát nước đô thị bền vững của một số nơi. Thoát nước đô thị bền vững tại Hàn Quốc Từ kinh nghiệm bản thân, hiện nay thành phố Xơun – Thủ đô của Hàn Quốc đã cấm việc đào núi, lấy đất ruộng, san lấp hồ ao, kênh rạch. Nhiều hồ, sông bị san lấp này bắt buộc phải đào lại. Có một công trình có thể nói là rất lớn đã được làm như thế: Công trình Chân Kây. Chân Kây trước là một con kênh chỉ rộng chừng 15m chạy giữa Xơun, dài gần 50 cây số, đầu vào và đầu ra đều từ sông Hàn, giống như sông Tô Lịch của Hà Nội, hay kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè của thành phố Hồ Chí Minh. Khi Xơun phát triển, kênh bị lấn chiếm, nước xả ra làm ô nhiễm, hôi thối, rồi cuối cùng là bị san lấp hoàn toàn. Ở trên dòng kênh cũ đó, nhà cửa đã mọc lên. Có 22 vạn dân sống ở khu vực này. Xí nghiệp, chợ búa, cửa hàng lên tới con số vạn cái. Thậm chí, có một đoạn đường tàu điện nổi cũng chạy qua khu vực này. Cứ tưởng như vậy là việc đã rồi, không thể đảo ngược, dẫu trời mưa nước mưa không có lối thoát. Nhưng một quyết định táo bạo đã được đưa ra: Phải đào lại con kênh đã bị lấp, phải khơi thông, trả lại dòng chảy như đã vốn có. Phải biến con kênh này trở thành một dòng suối mát trong lành, hai bên bờ có rừng cây, bãi cỏ, bờ kênh, ghế đá, có đường dọc, cầu ngang… đáp ứng cho cả triệu người nghỉ nghơi thư giãn. Phải di dân, tái định cư cho 22 vạn người, phải di dời 6 vạn cơ sở sản xuất dịch vụ, phải dịch chuyển đường tàu điện. Chưa kể đến vốn xây dựng, chỉ cần việc di dời giải phóng mặt bằng đã tốn kém biết chừng nào. Được biết Thị trưởng Xơun đã phải có trên 3000 cuộc gặp dân, đối mặt với hàng chục cuộc biểu tình lớn phản đối của cư dân ở đó…Phải nói, đó là một cái giá rất đắt trả cho tầm nhìn thiển cận trước đó. Với quyết tâm và món tiền khổng lồ đã chi ra, xơun đã được đền bù xứng đáng: Ngày khánh thành, dòng nước trong mát từ sông Hàn chảy vào thông suốt 50 cây số dọc kênh Chân Kây, hàng chục vạn người, kể cả Thị trưởng, Tổng thống đều xắn quần lội bộ trên dòng nước. Xơun đã có một công viên dài 50 cây số, lá phổi của Thủ đô Hàn Quốc và không còn phải lo lắng mỗi khi có mưa lớn. Xử lý nước thải phân tán với bãi lọc trồng cây (Constructed Wetland) – Thái Lan Trên hòn đảo du lịch Phi Phi (Thái Lan), nơi từng bị ảnh hưởng nặng nề của thảm họa sóng thần năm 2005, người ta vừa xây dựng một hệ thống xử lý nước thải phân tán đẹp và hiệu quả cho các khách sạn, nhà hàng, công suất 400 m3 ngày, bao gồm các bể tự hoại và chuỗi các bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng và dòng chảy nằm ngang, kết hợp với bãi lọc trồng cây ngập nước và hồ sinh học, bố trí ngay trong khuôn viên khu nghỉ dưỡng. Nước thải sau xử lý được tái sử dụng cho tưới vườn. (Nguồn: Giải pháp quy hoạch và xây dựng hệ thống thoát nước đô thị bền vững, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường (CEE)). 1.3.2. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt phát sinh trên địa bàn quận Phú Nhuận có nguồn gốc chủ yếu từ các khu dân cư, công trình công cộng và các cơ sở dịch vụ như: chợ, bệnh viện, trường học, khách sạn,…Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (chiếm từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật (trong đó có vi sinh vật gây bệnh). Để lựa chọn công nghệ xử lý và tính toán thiết kế các công trình đơn vị xử lý nước thải, trước tiên cần phải biết thành phần và tính chất của nước thải. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện thiết bị, trạng thái làm việc của mạng lưới cống thoát nước, phong tục tập quán, mức sống của người dân, điều kiện tự nhiên,…Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt thường được chia làm ba nhóm chính: Thành phần và tính chất vật lý Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt được chia làm ba dạng chính: Các chất không hòa tan, các chất bẩn ở dạng keo và các chất bẩn ở dạng hòa tan (chúng có thể ở dạng phân tử hoặc ion). Tính chất vật lý của nước thải sinh hoạt: + Khả năng lắng đọng hoặc nổi lên của chất bẩn. + Khả năng tạo mùi và các ảnh hưởng của mùi. + Khả năng tạo màu và các ảnh hưởng của màu. + Khả năng biến đổi nhiệt độ của nước thải. + Khả năng giữ ẩm của bùn và cặn. Thành phần và tính chất hoá học Các chất bẩn tồn tại trong nước thải có các tính chất hóa học khác nhau, được chia làm 2 dạng chính: Thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ. Tính chất hoá học của nước thải sinh hoạt: + Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn có sẵn trong nước thải. + Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn có sẵn trong nước thải và các hóa chất thêm vào. + Khả năng phân hủy hóa học nhờ các lực cơ học và vật lý. Thành phần và tính chất sinh học Trong nước thải có chứa vô số vi sinh vật, gồm các dạng như: nấm, vi khuẩn, tảo,… Tính chất sinh học của nước thải sinh hoạt là khả năng phân hủy sinh học của các chất bẩn trong điều kiện hiếu khí, kị khí, tự nhiên và nhân tạo. 1.3.3. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Phương pháp cơ học Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học được sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Phương pháp xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả xử lý của các bước tiếp theo. Đồng thời, nó đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải hoạt động ổn định. Những công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm: a) Song chắn rác Song chắn rác dùng để chắn giữ các cặn bẫn có kích thước lớn hay ở dạng sợi (giấy, rau, cỏ, rác,..) và được gọi chung là rác. Song chắn rác có 2 loại: song chắn thô (khoảng cách giữa các thanh từ 60 100mm) và song chắn mịn (khoảng cách giữa các thanh từ 10 25mm). Song chắn rác có thể đặt cố định hoặc di động, nghiêng một góc 600 750 ở cửa vào của kênh dẫn. Thanh song chắn được làm bằng kim loại, có tiết diện hình tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Để tính kích thước của song chắn, người ta dựa vào vận tốc của nước thải chảy qua khe giữa các thanh, thường lấy bằng 0,8 đến 1,0 ms và chấp nhận giả thuyết 30% diện tích song chắn bị bít kín. b) Bể lắng cát Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 đến 2,0mm ra khỏi nước thải. Nhờ đó, các thiết bị cơ khí không bị cát, sỏi bào mòn; tránh tắc các đường ống dẫn, các ảnh hưởng xấu và giảm tải trọng cho các thiết bị xử lý sinh học. Vận tốc dòng chảy trong bể không được vượt quá 0,3 ms. Với vận tốc này, các hạt cát sỏi và hạt vô cơ khác sẽ lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ nhẹ và nhỏ sẽ theo dòng nước ra khỏi bể. Trên thực tế, bể lắng cát thường được thiết kế 2 ngăn để luân phiên nhau làm việc và cào cặn. Tuỳ theo quy mô của bể, chúng ta có thể cào cặn bằng thủ công hoặc cơ giới. Theo nguyên tắc chuyển động của nước, bể lắng được chia làm các loại sau đây: bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến, bể lắng cát thổi khí, thiết bị xiclon lắng cát. c) Bể lắng Bể lắng dùng để tách các chất lơ lững có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước. Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố chính: lưu lượng nước thải, thời gian lắng, khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lững, tải lượng thuỷ lực, sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng. Phân loại bể lắng: + Theo chức năng và vị trí của bể lắng trong dây chuyền công nghệ, bể lắng được chia làm 2 loại: bể lắng đợt 1 (đứng trước công trình xử lý sinh học) và bể lắng đợt 2 (đứng sau công trình xử lý sinh học). + Theo cấu tạo và hướng dòng chảy, bể lắng được chia làm 3 loại: bể lắng đứng, bể lắng ngang và bể lắng li tâm. + Ngoài các bể lắng theo cách phân loại nêu trên, còn có bể lắng trong có tầng cặn lơ lững và bể lắng có lớp mỏng. d) Bể làm thoáng sơ bộ và đông tụ sinh học Bể lắng đợt 1 chỉ giữ lại khoảng 40 đến 60% các chất không hoà tan trong nước thải; BOD giảm được 10 đến 20%. Để giảm hàm lượng cặn lơ lững và các chất bẩn khác có ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý nước thải ở các bước tiếp theo, người ta thường thực hiện các biện pháp sau đây: Thổi khí sơ bộ kết hợp với cung cấp bùn hoạt tính vào công trình làm thoáng. Đông tụ sinh học cặn bằng cách cho bùn màng sinh vật hoặc bùn hoạt tính dư có kết hợp thổi khí trong ngăn đông tụ sinh học của bể lắng. Làm thoáng tự nhiên nước thải kết hợp với lọc nước thải qua tầng cặn lơ lững. Nguyên tắc của các quá trình này là khi thổi khí, các hạt nhỏ sẽ kết bông, đông tụ tạo thành hạt lớn nên dễ lắng. Khi cho thêm bùn hoạt tính và thổi khí, ngoài các quá trình đông tụ, keo tụ, hấp phụ,… còn diễn ra quá trình oxy hoá các chất hữu cơ hoà tan dễ bị oxy hoá sinh hoá, làm tăng hiệu quả lắng và giảm BOD rõ rệt. Phương pháp hoá lý Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là quá trình cho các hoá chất vào nước thải để tăng cường tách các tạp chất không tan, keo và một phần chất hoà tan ra khỏi nước thải; chuyển hoá các chất tan thành không tan và lắng cặn hoặc thành các chất không độc; thay đổi phản ứng (pH) của nước thải, khử màu nước thải,…Các phương pháp hoá lý sau đây thường được dùng để xử lý nước thải: a) Đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan, vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần phải tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng cần phải trung hoà điện tích của chúng và liên kết chúng lại với nhau. Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ. Các chất đông tụ thường được dùng là các muối nhôm, muối sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Việc lựa chọn chất đông tụ phụ thuộc vào các tính chất hoá lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH và thành phần muối trong nước. Thực tế, người ta thường dùng các muối nhôm Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O và muối sắt (Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O và FeCl3) làm chất đông tụ. Trong đó, Al2(SO4)3 thường được dùng rộng rãi nhất, vì nó hoà tan tốt trong nước, chi phí thấp và hoạt động có hiệu quả cao trong môi trường nước có pH từ 5 đến 7. Hiệu quả đông tụ phụ thuộc vào hoá trị của ion, chất đông tụ mang điện tích trái dấu với điện tích của hạt. Hoá trị của ion càng lớn thì hiệu quả đông tụ càng cao. Để tăng cường quá trình tạo bông keo hydroxyt nhôm và hydroxyt sắt với mục đích tăng hiệu quả lắng, người ta tiến hành quá trình keo tụ bằng cách cho thêm vào nước thải các hợp chất cao phân tử, gọi là chất trợ đông tụ. Việc sử dụng các chất trợ đông tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất đông tụ, giảm thời gian quá trình đông tụ và nâng cao tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ đông tụ thường được sử dụng có nguồn gốc tự nhiên như: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, xenlulo và dioxit silic hoạt tính xSIO2.yH2O) hoặc nhân tạo: (CH2CHCONH2)n, (CH2CHCOO)n. b) Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách ra khỏi pha lỏng các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém. Trong một số trường hợp, quá trình này cũng được dùng để tách các chất hoà tan như chất hoạt động bề mặt và được gọi là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Về nguyên tắc, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lững và làm đặc bùn sinh học. Quá trình này được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt. Sau đó chúng tập hợp với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt nhiều hơn trong chất lỏng ban đầu. So với phương pháp lắng, phương pháp này có ưu điểm là có thể khử được hoàn toàn trong một thời gian ngắn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm. c) Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học hoặc xử lý cục bộ khi nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả. Các chất hấp phụ thường được sử dụng như than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải từ sản xuất như xỉ, xỉ tro, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng chất như đất sét, keo nhôm. Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng thông dụng nhất. Quá trình làm sạch nước thải bằng hấp phụ được tiến hành ở điều kiện khuấy trộn mãnh liệt chất hấp phụ với nước hoặc lọc nước thải qua lớp chất hấp phụ. Quá trình hấp phụ có thể tiến hành ở một bậc hoặc nhiều bậc. Hấp phụ một bậc ở trạng thái tĩnh được áp dụng khi chất hấp phụ có giá thành thấp hoặc chất thải sản xuất. Tuy nhiên, quá trình hấp phụ tiến hành trong nhiều bậc sẽ có hiệu quả cao hơn. d) Trao đổi ion Trao đổi ion là một quá trình mà trong đó các ion bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit (các chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước. Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch các kim loại ra khỏi nước thải như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,…Phương pháp này cũng cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ làm sạch cao. Vì vậy, nó là phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối ra khỏi nước thải. Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, mang tính axit. Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là các anionit, mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là các ionit lưỡng tính. Các chất trao đổi ion có thể là chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo. Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm: các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét,…Các chất có tính trao đổi cation là các chất chứa nhôm silicat loại Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O. Các chất trao đổi ion có nguồn gốc các chất vô cơ tổng hợp gồm silicagen, các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crom, ziniconi,… Các chất trao đổi ion (ionit) hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm: axit humic của đất (chất mùn) và than đá. Các chất trao đổi ion có nguồn gốc hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn, chúng là các hợp chất cao phân tử. e) Các quá trình tách bằng màng Màng là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Đó có thể là chất rắn hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí là một chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua màng. Quá trình tách bằng màng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải. Chúng được thực hiện bằng các kỹ thuật như thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tích và các quá trình tương tự khác. f) Các phương pháp điện hoá Mục đích của phương pháp này là khử các tạp chất tan và phân tán trong nước thải bằng các quá trình oxy hoá cực anot và khử của catot, đông tụ điện,… Phương pháp này cho phép thu hồi các sản phẩm có giá trị bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản và tự động hoá, không cần sử dụng các tác nhân hoá học. Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. Hiệu suất của các phương pháp điện hoá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu suất theo năng lượng. Nhược điểm chính của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn. Phương pháp hoá học Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học là quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất, khử nitơ, photpho bằng các hợp chất hoá học hoặc tiếp tục keo tụ nước thải trước khi tái sử dụng hoặc thải ra nguồn. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ xử lý trước khi xả ra nguồn, với yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết tái sử dụng nước thải. Các phương pháp hoá học sau đây được dùng trong xử lý nước thải: a) Phương pháp trung hoà Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm; bổ sung các tác nhân hoá học, lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà; hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit,… Việc lựa chọn phương pháp trung hoà tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hoá học. Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình. b) Phương pháp oxy hoá khử Để làm sạch nước thải, người ta có thể sử dụng các chất oxy hoá như clo ở dạng khí và hoá lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hydroclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali,… Trong quá trình oxy hoá, các chất độc hại trong nước thải được chuyển hoá thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học. Do đó, quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác (ví dụ như khử xyanua hay hợp chất hoà tan của asen). c) Khử trùng nước thải Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo cho hiệu suất xử lý và khử trùng đạt từ 91 đến 98%. Trong đó vẫn còn một số loài vi khuẩn gây bệnh. Nếu xả nước thải ra nguồn tiếp nhận thì khả năng lan truyền bệnh rất lớn. Do đó, phải khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá huỷ, triệt bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải. Một số phương pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là: Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo. Dùng hypoclorit canxi dạng bột Ca(ClO)2 hoà tan trong thùng dung dịch 35% rồi định lượng vào bể tiếp xúc. Dùng hyphoclorit natri, nước javen NaClO. Dùng clorua vôi, CaOCl2. Dùng ozon được sản xuất từ không khí bằng máy tạo ozon đặt trong nhà máy xử lý nước thải. Dùng tia cực tím (UV). Khi khử trùng nước thải, người ta dùng clo nước tạo hơi và các hợp chất của clo vì clo là hoá chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị trường, giá cả hợp lý và hiệu quả khử trùng cao. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học khuyến cáo hạn chế dùng clo để khử trùng nước thải vì lượng clo dư 0,5 mgl sẽ gây hại đến cá và sinh vật nước có ích. Mặt khác, lượng clo dư sẽ kết hợp với hydrocarbon thành hợp chất có hại cho môi trường. Ở các nước phát triển, người ta thay dần clo bằng ozon để làm chất khử trùng nước thải và đang nghiên cứu áp dụng quy mô công nghiệp việc khử trùng nước thải bằng thiết bị phát tia cực tím. Phương pháp sinh học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật có khả năng phân hoá những chất hữu cơ thành nước, thành những chất vô cơ hay các khí đơn giản. a) Các phương pháp sinh học dùng trong xử lý nước thải Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: phương pháp này dựa trên hoạt động của quần thể vi sinh vật hiếu khí để oxy hoá các chất hữu cơ bằng oxy hoà tan trong nước, làm cho các chất nhiễm bẩn bị phân huỷ và nước được làm sạch. Các quá trình của phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. + Ở điều kiện tự nhiên, người ta cho nước thải chảy vào các ao hồ ổn định hoặc chảy tràn ra đồng ruộng. Ở những nơi đó, hệ vi sinh vật nước thải sẽ dần hình thành và làm sạch nước. + Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên tốc độ và hiệu suất xử lý cao hơn rất nhiều. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khí: phương pháp này dùng để loại bỏ các chất hữu cơ trong phần lắng cặn và bùn đáy bằng các vi sinh vật kị khí và kị khí tuỳ tiện. Phương pháp kị khí dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học. Đây là phương pháp cổ điển nhất dùng để ổn định bùn cặn, trong đó các vi khuẩn yếm khí phân huỷ các chất hữu cơ. Ngoài 2 phương pháp trên, người ta có thể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện thiếu khí hoặc kết hợp giữa hiếu khí và kỵ khí. b) Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm các công trình lọc nước thải qua đất (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc), hồ sinh học hiếu khí, hồ sinh học kỵ khí. Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm: ở môi trường hiếu khí có các công trình như lọc sinh học, bể Aerotank, đĩa quay và mương oxy hoá,… Ở môi trường yếm khí có các công trình: bể UASB, bể lọc kị khí, bể kị khí tiếp xúc,… (Tài liệu tham khảo số 3, 6). 1.4. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.4.1. Vị trí địa lý, khí hậu. Hình 1.1: Bản đồ quận Phú Nhuận Quận có diện tích đất quân sự khá lớn chiếm đến 16,5% tổng diện tích đất. Do diện tích quận nhỏ nên bán kính phục vụ của các công trình công cộng ngắn. Ngoài ra, do mối liên hệ trên phạm vi chung của thành phố, quận có diện tích đất dành cho giao thông chung của khu vực tương đối lớn, diện tích dành cho các công trình công cộng (trong đó có y tế) và cây xanh còn thấp so với quy định. Các khu dân cư trong quận phần lớn đã ổn định, mật độ dân cư cao, quỹ đất đã sử dụng hết ,do đó có thể thấy được khó khăn của quận trong việc tìm quỹ đất để mở rộng phát triển mạng lưới y tế. Quận có 1 lưu vực thoát nước đó là Kênh Nhiêu lộc – Thị nghè. Quận nằm trong địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh nên bị ảnh hưởng của vùng khí hậu nhiệt đới, gió mùa cận xích đạo nên nhiệt độ và độ ẩm cao, có nhiều mây thay đổi khí hậu giữa các năm nhỏ, thiên tai hầu như không có hoặc chỉ bị ảnh hưởng nhẹ không đáng kể. Hiện nay Quận Phú Nhuận có tổ chức hành chánh gồm 15 phường, phân thành 05 khu vực : Bảng 1.2. Tổ chức hành chính và diện tích tự nhiên STT Đơn vị hành chánh Diện tích tự nhiên (ha) (%) Toàn quận 486,34 100 Khu vực 1 139,99 28,78 1 Phường 9 139,99 28,78 Khu vực 2 76,89 15,81 2 Phường 3 18,49 3,80 3 Phường 4 28,17 5,79 4 Phường 5 30,23 6,22 Khu vực 3 100,17 20,60 5 Phường 1 19,69 4,05 6 Phường 2 37,23 7,66 7 Phường 7 43,25 8,89 Khu vực 4 68,08 14,00 8 Phường 8 30,33 6,24 9 Phường 15 23,19 4,77 10 Phường 17 14,56 2,99 Khu vực 5 101,21 20,81 11 Phường 10 33,27 6,84 12 Phường 11 22,61 4,65 13 Phường 12 16,15 3,32 14 Phường 13 13,83 2,84 15 Phường 14 15,35 3,16 (Nguồn Niên giám thống kê 20102015 của quận Phú Nhuận). 1.4.2. Dân số Biến động dân số của quận Phú Nhuận trong giai đoạn vừa qua có xu hướng giảm, tốc độ tăng dân số tự nhiên từ 0,834 % (năm 2010) giảm xuống 0,726 % (năm 2015). Tỉ lệ tăng chung từ 0,667 % (năm 2010 ) giảm xuống 0,068 % (năm 2015). Mật độ dân số trung bình của Quận là 362 ngườiha, mật độ khu vực cao nhất gấp 6 lần khu vực thấp nhất (phường 13 là 724 ngườiha và phường 9 là 122 ngườiha). Bảng 1.3 : Dân số phân theo đơn vị hành chánh STT Đơn vị hành chánh Dân số Số hộ (ha) (%) Toàn quận 176.175 39.160 Khu vực 1 17.094 4.323 1 Phường 9 17.094 4.323 Khu vực 2 37.485 7.901 2 Phường 3 8.792 1.894 3 Phường 4 12.670 2.704 4 Phường 5 16.023 3.303 Khu vực 3 44.779 10.358 5 Phường 1 12.545 2.607 6 Phường 2 11.120 2.870 7 Phường 7 21.114 4.881 Khu vực 4 32.571 6776 8 Phường 8 10.122 2.184 9 Phường 15 12.945 2.670 10 Phường 17 9.504 1.922 Khu vực 5 44.246 9802 11 Phường 10 9.759 2.260 12 Phường 11 9.749 2.342 13 Phường 12 6.999 1.504 14 Phường 13 10.037 2.004 15 Phường 14 7.702 1.692 (Nguồn: Niên giám thống kê 2015 quận Phú Nhuận). Bảng 1. 4 :Dự kiến Phân bố dân cư theo Quy hoạch chung của Quận Phú Nhuận S tt Khu vực Hiện trạng 2015 Quy họach 2020 1 Khu vực 1 : phường 9 17.094 48.000 2 Khu vực 2 : phường 3, 4, 5 37.485 42.000 3 Khu vực 3 : phường 1, 2, 7 44.779 25.000 4 Khu vực 4 : phường 8, 15, 17 32.571 35.000 5 Khu vực 5 : phường 10,11,12,13,14 44.246 50.000 Toàn quận 176.175 200.000 1.4.3. Điều kiện Kính tế Xã hội Quận Phú Nhuận là quận nội thành có tốc độ tăng trưởng kinh tế khá cao. Giá trị sàn xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp tăng bình quân mỗi năm 11,46%, xuất khẩu tăng bình quân 9,89% chiếm tỉ trọng 52% Trong giá trị sản xuất, doanh số thương mại dịch vụ tăng bình quân 33,83%, thu ngân sách tăng bình quân 21,99%. Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo đúng hướng dịch vụ – thương mại – sản xuất như đã xác định và ngày càng phát triển rõ nét. Bước đầu định hình một số loại hình dịch vụ cao cấp như tài chính, tín dụng, dịch vụ tin học , xuất nhập khẩu trên các tuyến đường chính . Kinh tế phát triển cùng với đời sống đô thị sẽ làm nhu cầu khám chữa bệnh tăng cao, đồng thời với sự gia tăng một số bệnh đô thị như tim mạch, tiểu đường, ung thư... Bên cạnh đó do mật độ dân cư quá đông, ô nhiễm môi trường và vấn đề vệ sinh thực phẩm làm các bệnh lý truyền nhiễm như tả, lỵ, ngộ độc thực phẩm, sốt xuất huyết... cũng gia

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	576,53 KB
File đính kèm	xử lý nước thải quận Phú Nhuận.rar (2 MB)