Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải thành phố việt trì

HÀ NGỌC ANH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  HÀ NGỌC ANH  QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ  KHĨA 2011A HÀ NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  HÀ NGỌC ANH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ Chuyên ngành: Quản lý môi trường Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN THANH CHI HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu, đánh giá trạng đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải thành phố Việt Trì ”, chun ngành Quản lý mơi trường cơng trình riêng tơi Luận văn sử dụng thông tin từ nhiều nguồn liệu khác nhau, thơng tin có sẵn trích rõ nguồn gốc Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Cam đoan không chép, vi phạm quyền tác giả tài liệu, số liệu trích dẫn rõ nguồn tham khảo Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn Hà Ngọc Anh i LỜI CẢM ƠN Để thực luận văn này, ngồi nỗ lực thân cịn có nhiều hỗ trợ, giúp đỡ từ nhà trường, thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin chân thành gửi lời tri ân sâu sắc đến cô giáo TS Trần Thanh Chi, người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Nhờ có bảo tận tình cơ, nhờ kiến thức kinh nghiệm quý báu cô truyền đạt mà em hồn thành đề tài Đó trình đào sâu kiến thức giúp em q trình cơng tác sau Em xin cám ơn quý thầy, cô Viện Đào tạo sau đại học - Đại học Bách khoa Hà Nội nói chung thầy, cô Viện Khoa học công nghệ môi trường nói riêng dạy dỗ, bảo em suốt năm qua Cám ơn bạn lớp Quản lý môi trường 11AQLMT-VT bên cạnh, giúp đỡ, động viên tơi lúc khó khăn Và em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln chỗ dựa tinh thần vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập q trình hồn thành đề tài tốt nghiệp Trong phạm vi thời gian kiến thức định nên đề tài tránh khỏi sai sót Mong nhận đóng góp ý kiến chân thành thầy cô bạn bè Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy, cơ, gia đình bạn bè lời chúc sức khỏe thành đạt sống Học viên: Hà Ngọc Anh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ, NƯỚC THẢI ĐƠ THỊ VÀ HỆ THỐNG THU GOM, XỬ LÝ 1.1 Tổng quan thành phố Việt Trì 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.3 Hiện trạng hành chính, xã hội 1.2 Tổng quan nước thải đô thị hệ thống thu gom, xử lý 13 1.2.1 Tổng quan nước thải 13 1.2.2 Tổng quan hệ thống thu gom nước thải đô thị 17 1.2.3 Tổng quan công nghệ xử lý nước thải 19 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THU GOM VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ 26 2.1 Hiện trạng cấp nước 26 2.2 Hệ thống thoát nước 26 2.3 Các nguồn nước thải thành phố Việt Trì 28 2.3.1 Nước thải công nghiệp 28 2.3.2 Nước thải sinh hoạt 28 2.3.3 Ảnh hưởng nước thải đến chất lượng nước 29 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ 41 3.1 Các nội dung đề xuất 41 iii 3.2 Đề xuất giải pháp thu gom nước thải 41 3.3 Tính tốn cơng suất trạm xử lý nước thải khu vực đề xuất 43 3.3.1 Tính tốn dân số 44 3.3.2 Nguồn nước thải sinh hoạt 44 3.3.3 Lượng nước thải thương mại công cộng 45 3.3.4 Lượng nước thải công nghiệp 45 3.3.5 Tỷ lệ nước thấm 46 3.3.6 Công suất trạm xử lý nước thải 47 3.3.7 Xác định đặc trưng ô nhiễm khu vực đến năm 2020 48 3.4 Đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 49 3.4.1 Tiêu chuẩn lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 49 3.4.2 Đề xuất lựa chọn công nghệ cho trạm xử lý nước thải khu vực đề xuất 50 3.4.3 Hệ thống xử lý bùn đề xuất phương án lựa chọn 53 3.4.4 Hệ thống khử trùng đề xuất phương án lựa chọn 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 4.1 Kết luận 57 4.2 Kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 iv DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT QCVN : Quy chuẩn Việt Nam GHCP : Giới hạn cho phép BTNMT : Bộ Tài nguyên & Môi Trường TP : Thành phố QL : Quốc lộ TDTT : Thể dục thể thao KCN : Khu công nghiệp NTCN : Nước thải công nghiệp TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam XLNT : Xử lý nước thải NT : Nước thải NTSH : Nước thải sinh hoạt BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa sinh hóa COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa hóa học DO (Dissolved Oxygen) : Oxy hịa tan SS (Suspended Solid) : Chất rắn lơ lửng MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid): Cặn lơ lửng hỗn hợp bùn MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid): Cặn lơ lửng bay v DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU HÌNH VẼ Hình 1.1: Vị trí thành phố Việt Trì Hình 1.2: Sơ đồ đấu nối hộ gia đình 18 Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chuỗi hồ sinh học 21 Hình 1.4: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ mương Oxi hố 22 Hình 1.5: Sơ đồ xử lý Aeroten tăng cường - bùn hoạt tính 22 Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền công nghệ lọc sinh học 23 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu chất lượng nước thành phố Việt Trì 29 Hình 2.2: Biểu đồ diễn biến thơng số TSS nước sơng Hồng thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 30 Hình 2.3: Biểu đồ diễn biến thông số BOD5 nước sông Hồng thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 31 Hình 2.4: Biểu đồ diễn biến thơng số COD nước sơng Hồng thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 31 Hình 2.5: Biểu đồ diễn biến thông số NH nước sông Hồng thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 32 Hình 2.6: Biểu đồ diễn biến thông số TSS nước sông Lô thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 33 Hình 2.7: Biểu đồ diễn biến thơng số TSS nước sơng ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 35 Hình 2.8: Biểu đồ diễn biến thông số DO nước sông ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 35 Hình 2.9: Biểu đồ diễn biến thơng số BOD nước sơng ao, hồ, thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 36 Hình 2.10: Biểu đồ diễn biến thông số COD nước sông ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 36 Hình 2.11: Biểu đồ diễn biến thơng số NH 4+ nước sơng ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 37 vi Hình 2.12: Biểu đồ diễn biến thông số NO 2- nước ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 37 Hình 2.13: Biểu đồ diễn biến thơng số PO 43- nước ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 38 Hình 2.14: Biểu đồ diễn biến thông số Colifom nước ao, hồ thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 38 Hình 2.15: Biểu đồ diễn biến thơng số NH4+ nước ngầm thành phố Việt Trì ảnh hưởng NT 40 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống thu gom nước thải riêng 43 Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý mương Oxy hóa 52 BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thống kê nhiệt độ tháng năm Bảng 1.2: Hiện trạng sử dụng đất thành phố Việt Trì Bảng 1.3: Diện tích, dân số thành phố Việt Trì năm 2011 Bảng 1.4: Tiêu chuẩn thải nước số sở dịch vụ cơng trình công cộng 14 Bảng 1.5: Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư 15 Bảng 2.1: Hệ thống thoát nước thành phố Việt Trì 27 Bảng 3.1: Tính tốn dân số khu vực đề xuất xây dựng trạm xử lý nước thải 44 Bảng 3.2: Thống kê lượng nước thải nhà máy sở nằm xen kẽ độc lập 46 Bảng 3.3: Tính tốn cơng suất trạm xử lý nước thải 47 Bảng 3.4: Lượng chất bẩn tính cho người ngày đêm 48 Bảng 3.5: Đặc trưng ô nhiễm nước thải đô thị thành phố Việt Trì cần xử lý đến năm 2020 49 Bảng 3.6: So sánh công nghệ xử lý 50 Bảng 3.7: So sánh phương pháp nén bùn 53 Bảng 3.8: So sánh phương pháp tách nước 54 Bảng 3.9: So sánh phương pháp khử trùng 55 vii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Thành phố Việt Trì trung tâm kinh tế, trị, văn hóa, khoa học kỹ thuật tỉnh Phú Thọ, có vị trí, vai trị quan trọng vùng Việt Trì Chính phủ phê duyệt 12 đô thị trung tâm vùng nước, công nhận đô thị loại I trực thuộc tỉnh Với mục tiêu phát triển tỉnh Phú Thọ xây dựng tỉnh trở thành trung tâm kinh tế vùng: Là trung tâm khoa học, công nghệ, giáo dục đào tạo, y tế, văn hóa, thể thao, du lịch vùng trung du miền núi Bắc Bộ Thành phố Việt Trì đầu mối giao thông quan trọng nội vùng thành phố lễ hội với cội nguồn, địa bàn trọng điểm quốc phòng, an ninh vùng nước, định hướng phát triển khơng gian đô thị tập trung đầu tư kết cấu hạ tầng đô thị, phát triển công nghiệp công nghệ cao, du lịch - dịch vụ, giáo dục đào tạo thiết chế văn hóa - thể thao đồng bộ, đại, phấn đấu trở thành trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục vùng trung du miền núi Bắc Bộ [1] Trong năm qua thành phố Việt Trì tập trung nguồn lực đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, phát triển kết cấu hạ tầng, mở rộng không gian đô thị Tuy nhiên hệ thống thu gom, xử lý nước thải thành phố chưa phát triển tương xứng với tầm vóc quy mơ nó, khơng đáp ứng nhu cầu phát triển, điều làm ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng môi trường sống thành phố, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng đời sống, sinh hoạt cộng đồng dân cư thu hút nhà đầu tư Với tầm quan trọng trên, việc nghiên cứu, đánh giá trạng đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải thành phố Việt Trì cần thiết phục vụ phát triển chung thành phố bảo vệ mơi trường Mục đích đề tài - Nghiên cứu, đánh giá trạng thu gom, xử lý nước thải thành phố Việt Trì nhằm thấy rõ mức độ ảnh hưởng đến môi trường nước thải Nâng cao nhận thức Chỉ tiêu TB năm MN MN MN MN MN MN MN MN 2012 0,237 0,206 0,240 0,136 0,157 0,136 0,164 0,125 2008 0,0424 0,145 0,352 0,568 0,412 1,098 0,846 1,178 Fe 2009 0,148 0,031 0,139 0,479 0,362 0,965 0,682 1,188 mg/l 2010 0,143 0,037 0,140 0,469 0,367 0,968 0,687 1,192 2011 0,151 0,038 0,139 0,492 0,372 0,974 0,695 1,196 2012 0,156 0,041 0,142 0,493 0,372 0,979 0,699 1,198 Ký hiệu mẫu: MN : Mẫu nước ngầm gia đình ơng Nguyễn Hữu Lê, Khu 2, phường Thanh Miếu MN : Mẫu nước ngầm g/đ Bà Nguyễn Thị Liễu, Tổ 4B, phố Hồng Hà, phường Tiên Cát MN : Mẫu nước ngầm g/đ ông Nguyễn Ngọc Cường, khu 18, phường Bạch Hạc MN : Mẫu nước ngầm g/đ ông Trần Văn Hợp, Tổ 16, Khu 2, phườngDữu Lâu MN : Mẫu nước ngầm g/đ ông Cao Thế Hoan, Tổ 23, Khu 3, phường Dữu Lâu MN : Mẫu nước ngầm g/đ ông Lê Văn Cần, khu 3, phường Nông Trang MN : Mẫu nước ngầm g/đ ơng Nguyễn Xn Đình, Đội 2, xã Thuỵ Vân MN : Mẫu nước ngầm g/đ ông Nguyễn Văn Hiển, Đội 4, xã Thuỵ Vân QC: QCVN 09:2008/BTNMT 68 QC Phụ lục Trích kết phân tích mơi trường nước ao, hồ, kênh, mương hưởng nước thải thành phố Việt Trì [10] Chỉ tiêu TB năm MSA MSA MSA MSA MSA 2008 40 76 112 74 106 TSS 2009 46 63 130 59 75 (mg/l) 2010 38 153 274 117 62 2011 44,3 191,8 136 323,8 84,5 2012 45,8 188,0 139,5 327,8 83,3 2008 2,03 0,94 0,68 0,81 0,60 DO 2009 3,93 2,45 1,97 2,88 3,21 (mg/l) 2010 3,45 2,71 2,26 2,95 3,18 2011 3,4 2,25 2,61 2,65 2,71 2012 3,44 2,22 2,54 2,48 2,58 2008 29,7 80 102 86 120 BOD 2009 24 71 91 49 44 (mg/l) 2010 19 103 125 62 39 2011 19,1 99,3 63,1 120,8 45,9 2012 20,0 96,8 64,8 124,8 47,8 2008 41 108 133 117 157 COD 2009 38 93 113 67 64 (mg/l) 2010 28 145 170 86 59 2011 26,8 143,5 88,1 166,4 69,2 2012 25,8 143,3 86,3 164,3 72,3 2008 0,180 0,734 0,929 0,691 0,946 NH 2009 0,373 1,505 1,990 1,498 1,975 (mg/l) 2010 0,275 3,481 7,323 2,798 0,970 2011 0,296 4,107 2,948 8,325 1,862 69 QC (B1) 50 15 30 0,5 Chỉ tiêu TB năm MSA MSA MSA MSA MSA 2012 0,300 4,314 2,984 8,691 2,166 2008 0,029 0,053 0,058 0,054 0,040 NO - 2009 0,033 0,065 0,062 0,057 0,051 mg/l 2010 0,029 0,073 0,067 0,059 0,052 2011 0,036 0,093 0,063 0,074 0,073 2012 0,033 0,096 0,068 0,081 0,077 2008 0,152 0,356 0,388 1,926 0,466 PO 3- 2009 0,159 0,381 0,397 2,033 0,478 (mg/l) 2010 0,161 0394 0,412 2,124 0,511 2011 0,165 0,426 0,466 2,249 0,537 2012 0,167 0,432 0,472 2,253 0,546 2008 3730 12130 12900 11200 13970 Coliform 2009 4760 12320 13640 11890 14265 MPN/ 2010 5010 12980 14010 12930 11450 100ml 2011 5125 13305 13291 14563 15063 2012 5255 13440 13335 14728 15873 2008 34 158 142 163 112 35 156 140 161 112 E.coli MPN/ 100ml 2012 QC (B1) 0,04 0,3 7500 100 Ký hiệu mẫu: MSA : Mẫu nước Đầm Cả, phường Thọ Sơn MSA : Mẫu nước Mương tiếp nhận NTSH khu vực phường Nông Trang MSA : Mẫu nước Mương tiếp nhận NTSH thành phố phường Tiên Cát MSA : Mẫu nước Mương tiếp nhận NT Bệnh viện NTSH thành phố phường Gia Cẩm MSA : Mẫu nước Mương NTSH cống Hạ Giáp, phường Thanh Miếu QC (B1): QCVN 08:2008/BTNMT (cột B1) 70 Phụ lục Trích kết phân tích mơi trường nước ngầm hưởng nước thải thành phố Việt Trì [10] Chỉ tiêu TB năm NS NS 2008 5,87 6,42 2009 6,24 6,54 2010 6,48 6,76 2011 6,42 6,83 2012 6,44 6,82 2008 217 151,3 Độ 2009 219 152,6 cứng 2010 218,5 152,8 mg/l 2011 219,3 153,5 2012 223,0 156,3 Độ oxy Quý I/2011 1,29 1,285 hóa mg/l 2012 1,32 1,34 2008 0,232 0,289 NH4+ 2009 0,241 0,307 mg/l 2010 0,239 0,308 2011 0,244 0,315 2012 0,249 0,318 2008 1,112 1,414 Fe 2009 0,663 1,434 mg/l 2010 0,662 1,364 2011 0,668 1,288 2012 0,674 1,449 pH QC 5,5 -8,5 Ký hiệu mẫu: NS : Mẫu nước ngầm g/đ bà Nguyễn Thị Vịnh, Khu 4, phường Vân Phú NS : Mẫu nước ngầm g/đ bà Lê Thị Chừng, Khu 8, phường Vân Phú QC: QCVN 09:2008/BTNMT 71 500 0,1 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 72 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 73 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 74 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 75 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 76 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 77 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 78 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 79 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 80 Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Phú Thọ 81 Sơ đồ vị trí lấy mẫu chất lượng nước thành phố Việt Trì Nguồn: Mạng lưới quan trắc mơi trường - Trung tâm quan trắc bảo vệ môi trường tỉnh Phú Thọ 82 ... xuất trạm xử lý nước thải cho số khu vực nội thành cần ưu tiên đầu tư Nội dung - Tổng quan thành phố Việt Trì - Đánh giá trạng hệ thống thu gom, xử lý nước thải thành phố Việt Trì - Đánh giá ảnh... hưởng nước thải đến mơi trường nước thành phố Việt Trì - Tìm hiểu phương pháp thu gom, công nghệ xử lý nước thải - Đề xuất phương án lựa chọn hệ thống thu gom, xử lý nước thải phù hợp với thành phố. .. sử dụng rộng rãi 25 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THU GOM VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ 2.1 Hiện trạng cấp nước Hiện nước thành phố Việt Trì Cơng ty cổ phần cấp nước Phú Thọ cung cấp, khai