Tổng kết nghiên cứu xử lý nước thải đô thị tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp

Thành phần của n−ớc thải

Chúng th−ờng là những liên kết hữu cơ có trọng l−ợng phân tử lớn: Hydratcacbon (xenlulô, tinh bột), các prôtit (anbumin, hemôglôbin, cazein của sữa, keo động vật và keo cá), xà phòng, phần lớn các chất nhuộm hữu cơ, các vi sinh vật. Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nước thải do các vi khuẩn gây bệnh, người ta đánh giá qua một loại nhóm trực khuẩn đường ruột điển hình là vi khuẩn cô-li trong một đơn vị thể tích nước (chỉ số cô li).

Tính chất của n−ớc thải

Các loại vi khuẩn gây bệnh th−ờng gặp trong n−ớc thải sinh hoạt là: Vi khuẩn th−ơng hàn, lỵ, các vi khuẩn gây bệnh đ−ờng ruột và cả trứng giun sán do quá trình bài tiết của người và động vật. Các chất hoạt động bề mặt là các chất hữu cơ cao phân tử, hoà tan yếu trong n−ớc và tạo bọt trong các trạm xử lý n−ớc thải hoặc trên mặt n−ớc khi xả n−ớc thải vào nguồn.

Tiêu chí lựa chọn công nghệ và công trình xử lý nước thải (XLNT)

- Xử lý cơ học để tách cặn lắng trong nước thải bằng song chắn rác, các bể lắng cát, lắng đợt I, bể lắng 2 vỏ, bể tự hoại, bể biogas (trong phạm vi hộ gia đình - xử lý tại chỗ kiểu phân tán). - Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên nh− hồ sinh học, xử lý yếm khí với dòng hướng lên bằng bể tự hoạ̣i cả̉i tiế́n, xử lý trên vùng đất ngập nước (wetland).

Ngoài nước

- Quản lý, kiểm soát hệ sinh thái và bảo vệ loài cá bằng cách sử dụng chất tiếp xúc vi sinh vật làm giống nhân tạo mà tạo đ−ợc nơi sinh sống cho các loài cá và sinh vật phù du, ngăn đ−ợc ánh sáng mặt trời, hình thành cấu trúc sinh thái do sự lên xuống của sinh vật phù du, do thủy triều. - Loại trừ đ−ợc các loại muối phú d−ỡng nhờ thực vật, nhờ Enzim sản sinh ra do vi sinh vật dính kết vào chất tiếp xúc, vi sinh vật và rễ cây mà làm chuyển hóa chất hữu cơ thành chất vô cơ dễ hấp phụ, mà hấp phụ bởi N, P là nguyên nhân làm phù d−ỡng n−ớc hồ ao và kiểm soát đ−ợc sự sinh tr−ởng màu xanh.

Trong n−íc

- Làm sạch n−ớc nhờ chất tiếp xúc vi sinh vật, vi sinh vật có trong hồ ao dính kết vào chất tiếp xúc vi sinh vật nhân tạo mà làm phân ly chất hữu cơ thành CO2. - Tạo nên cảnh quan đẹp nhờ thực vật: hình thành cảnh quan đẹp của hồ và có thể tạo nên công viên sinh thái tự nhiên, làm nơi nghỉ ngơi giải trí cho nhân dân. + Khi xử lý n−ớc thải bằng ph−ơng pháp sinh học: ngoài các công trình xử lý cơ học và xử lý cặn ở trên, còn phải thêm một trong những công trình sau:. b) Dưới 5000 m3/ngày đêm: cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, bể lọc sinh vật cao tải, m−ơng oxy hoá tuần hoàn hay Aeroten. - Đặng Xuyến Nh− và cộng sự khi nghiên cứu khả năng xử lý của tảo Chlorela trong xử lý n−ớc thải bệnh viện, n−ớc thải sinh hoạt và công nghiệp cho thấy: khả năng loại bỏ các chất hữu cơ của tảo đã làm giảm hàm l−ợng BOD, COD từ 80 đến 90% trong khoảng thời gian 6-7 ngày; giảm 60-70% l−ợng BOD và COD trong n−ớc thải sinh hoạt lẫn n−ớc thải nhà máy cao su và xà phòng; khả năng loại bỏ N-NH4+ trong mẫu nước thải sinh hoạt đạt tới 99% so với ngày đầu thí nghiệm, với nước thải sinh hoạt trộn lẫn nước thải công nghiệp đạt tới 73%.

Yêu cầu về chất l−ợng n−ớc thải tái sử dụng cho nông nghiệp

Vấn đề tái sử dụng nước thải cho nông nghiệp dưới dạng sử dụng nguồn thải với thành phần và chất lượng phù hợp để tưới cho cây trồng nhằm tận dụng được nguồn phân bón sẵn có trong nước thải, đồng thời sau tưới nước thải được làm sạch tr−ớc khi chảy vào hồ ao, sông suối là rất có ý nghĩa về khía cạnh kinh tế cũng nh−. Đây là giải pháp phù hợp với quan điểm chung đối với xử lý chất thải của Hội nghị môi tr−ờng thế giới tại Belagio là không coi chất thải là nguồn phế thải vứt bỏ mà phải đánh giá nó là nguồn nguyên liệu sử dụng cho các mục tiêu kinh tế khác (hay còn đ−ợc gọi là nguyên tắc Belagio).

Một số chương trình, dự án nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực xử lý nước thải và bảo vệ môi trường mà Viện ICIM đã thực hiện

Một số thông tin trên cho thấy rằng: Viện nghiên cứu kỹ thuật môi tr−ờng - ICIM Bucharest - Rumani có thế mạnh về công trình nghiên cứu trong lĩnh vực môi trường, đặc biệt các vấn đề về qui hoạch đô thị, nghiên cứu xử lý nước thải cho các đô. Do vậy, Viện Khoa học Thuỷ lợi đã chọn đối tác trên để hợp tác, trao đổi kinh nghiệm thực hiện dự án: “Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nước thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp”.

Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 1. Điều kiện tự nhiên

Bên cạnh sự thay đổi về chức năng và quy mô, sự phát triển của thị trấn Lim còn chịu ảnh hưởng lớn của chuỗi đô thị trên tuyến Quốc lộ 1A và 1B mới mở ở phía Nam, chịu sự tác động của thị xã Bắc Ninh, thị trấn Từ Sơn và của khu công nghiệp Tiên Sơn đang trong quá trình hoàn thành và đi vào hoạt động. Tổng số dân trong độ tuổi lao động là 5.877 người trong đó lao động phi nông nghiệp là 3.960 người chiếm 67% lao động của thị trấn, chủ yếu làm trong các ngành tiểu thủ công nghiệp và kinh doanh dịch vụ th−ơng mại.

Hạ tầng cơ sở

Hiện tại, ở các thôn thuộc thị trấn đều đã được đầu tư xây dựng các trường mầm non đạt chuẩn quốc gia với quy mô xây dựng 2 tầng, cơ sở vật chất khang trang, chất l−ợng dạy dỗ đ−ợc nâng cao, đã thu hút đ−ợc hầu hết các cháu trong độ tuổi đến vui chơi và học tập. Thị trấn Lim không chỉ là trung tâm văn hoá, chính trị và th−ơng mại của huyện Tiên Du mà còn là đầu mối nối liền các khu di tích và thắng cảnh khác trong huyện nh−: chùa Phật Tích, Bách Môn, Vân Khám, Trại Cò và nhiều làng quan họ lân cËn.

Quy hoạch phát triển thị trấn Lim đến năm 2020

Đ−ờng sắt quốc gia đi qua thị trấn có ga Lim sẽ là đầu mối giao thông quan trọng cần đ−ợc nâng cấp, mở rộng phía tr−ớc nhà ga thành khu quảng tr−ờng nhỏ phục vụ cho nhu cầu vận chuyển bằng đ−ờng sắt. Người dân sống hai bên bờ sông đã lấn chiếm làm thu hẹp mặt cắt, các loại rác thải, phế thải do các hoạt động sống của con người đổ xuống cũng là những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng hiện nay.

Tình hình dân sinh kinh tế, xã hội 1. Dân số và lao động

Đánh giá chất lượng nước thải đô thị 1. Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu

Khí amoniac đ−ợc tạo ra trong n−ớc thải do sự khử các nitơrat d−ới điều kiện yếm khí của các vi khuẩn và khí sunfuahydro là sản phẩm của quá trình phân huỷ sinh học kỵ khí các chất hữu cơ lắng đọng dưới đáy các rãnh tiêu nước thải. Nếu nh− trong t−ơng lai các nguồn n−ớc thải này không đ−ợc sử lý thì các loại vi khuẩn, ký sinh trùng, vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật lan truyền trong môi trường nước thải, ảnh hưởng tới nguồn nước mặt, n−ớc ngầm gây ra các loại dịch bệnh cho dân c− trong khu vực.

Đánh giá chất l−ợng n−ớc trên các kênh t−ới tiêu và ao hồ khu vực thị trÊn Lim

4 mẫu nước ao lấy trong thôn lũng Giang đều bị ô nhiễm nặng trong khi các mẫu n−ớc ao trong thôn Duệ Đông và thôn Lũng Sơn ch−a bị ô nhiễm, đây chính là một trong những lý do để dự án chọn thôn Lũng Giang làm địa điểm xây dựng mô hình xử lý nước thải đô thị. Đây cũng là nguyên nhân quan trọng gây nên hiện t−ợng phì d−ỡng của ao hồ trong khu vực, nếu nh− để tình trạng ô nhiễm này kéo dài, các chất ô nhiễm sẽ lan truyền xuống nguồn n−ớc ngầm làm ô nhiễm nguồn n−ớc cấp cho sinh hoạt đe doạ nghiêm trọng sức khoẻ con ng−ời.

Hiện trạng sử dụng nước thải để tưới

Nước thải đã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường không khí trong khu vực, n−ớc thải bốc lên mùi hôi khó chịu trong phạm vi bán kính vài chục mét dọc theo hai bên bờ của dòng sông Tiêu T−ơng. Dưới tác động của điều kiện môi trường nhất định, vi khuẩn tự nhiên có trong nước và đất tấn công vào các chất thải gây ra các phản ứng sinh hoá làm biến đổi tính chất nước thải.

Hiện trạng sử dụng phân bón và hoá chất BVTV

Đây là nguồn gây ô nhiễm rất lớn (như đã phân tích trong phần đánh giá chất l−ợng n−ớc). Vì vậy rất cần thiết phải xử lý n−ớc thải tr−ớc khi sử dụng làm nước tưới để bảo đảm chất lượng cây trồng và sức khoẻ của con người.

Hiện trạng chất thải rắn thị trấn Lim

Đã mua sắm 3 xe chuyên dùng vận chuyển rác và dụng cụ lao động giao cho 3 xóm quản lý và điều hành vệ sinh môi trường, xóm thu phí vệ sinh ở các hộ và trả hết cho người lao động. Đã đầu t− mua sắm 2 xe chuyên dụng vận chuyển rác và dụng cụ lao động gồm cuốc, xẻng, chổi, găng tay, ủng, khẩu trang giao khoán cho 3 tổ lao động.

Hiện trạng cơ cấu tổ chức và mô hình quản lý tiêu thoát n−ớc

- Các kênh tiêu đầu mối và công trình bơm tiêu do Hợp tác xã nông nghiệp quản lý và chính quyền thị trấn chỉ hỗ trợ việc nạo vét kênh tiêu trục chính bằng biện pháp trích từ nguồn quỹ công ích của địa phương. Các địa phương không thu phí tiêu thoát nước thải riêng biệt, các chi phí cho việc bơm tiêu ở các Hợp tác xã nông nghiệp đ−ợc lấy từ nguồn thu thuỷ lợi phí trên các diện tích canh tác của nông nghiệp.

Mô hình cơ cấu tổ chức và quản lý đội vệ sinh của thị trấn

Các hoạt động quản lý khai thác hệ thống tiêu thoát mới chỉ ở mức độ định kỳ, các HTX tổ chức nạo vét các tuyến kênh dẫn chính và chính quyền thôn huy động nạo vét các nhánh thuộc địa bàn thôn xóm. Đội vệ sinh sẽ đ−ợc ký hợp đồng lao động với uỷ ban nhân dân xã, thị trấn theo quy định của luật lao động và đ−ợc cấp bảo hiểm y tế hàng năm.

Cơ sở tính toán hệ thống XLNT cho khu vực mô hình (thôn Lũng Giang - thị trấn Lim)

Ch−ơng III: Quy trình công nghệ xử lý và tái sử dụng n−ớc thải cho thôn Lũng Giang – thị trấn Lim.

Lựa chọn công nghệ XLNT cho khu mô hình bằng PP cơ học 1. Các công nghệ XLNT bằng ph−ơng pháp cơ học phù hợp cho khu mô hình

Do được tách cặn, nước thải sau bể tự hoại có thể xả trực tiếp vào hệ thống cống chung để đ−a đi xử lý tập trung hoặc xử lý trong các công trình tiếp theo nh− bãi lọc ngầm, bể lọc kị khí, hồ sinh vật. Các công trình xử lý n−ớc thải tiếp theo của bể tự hoại có thể là ngăn lọc hiếu khí, kị khí, giếng thấm, bãi lọc ngầm, bãi lọc sinh học ngập nước, hồ sinh vật, kênh ô xy hoá tuần hoàn.

Lựa chọn công nghệ XLNT cho khu mô hình bằng PP sinh học

Hồ kỵ khí áp dụng để xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt hoặc nước công nghiệp có thành phần tính chất gần giống với n−ớc thải sinh hoạt (kết hợp với xử lý cặn lắng của nó) tr−ớc khi dẫn vào hồ tuỳ tiện (Facultative). Do đó nếu trạm bơm đặt trước bể lắng đợt I thì phải có biện pháp để đảm bảo hàm lượng chất lơ lửng của nước thải khi dẫn vào bể lọc sinh học trong mọi tr−ờng hợp không đ−ợc v−ợt quá 150mg/l.

So sánh lựa chọn công nghệ xử lý n−ớc thải thôn Lũng Giang - thị trấn Lim

Sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt áp dụng cho quy mô

N−ớc thải từ khu vệ sinh, bế́p, chuồng trại chăn nuôi ở hộ̣ gia đình chảy vào công trình XLNT tại chỗ là bể tự hoại cải tiến hoặc Biogas. Trong trường hợp diện tích đất, vườn không cho phép, nước thải sau bể này được chảy thẳng ra cống thoát n−ớc khu vực, rồi đ−ợc dẫn tới công trình xử lý tập trung (được tính toán với lưu lượng và nồng độ chất bẩn cao hơn trường hợp có xử lý tại chỗ trong ao/hồ sinh học).

Xử lý n−ớc thải chăn nuôi

Việc lựa chọn bể tự hoại cải tiến cho phép có thể giảm hàm l−ợng cặn lơ lửng trong nước thải đến mức cho phép trước khi xả vào ao, hồ xử lý nước thải sinh học hoặc nguồn n−ớc t−ới tiêu cho nông nghiệp với mức chi phí hợp lý, vận hành và bảo dưỡng đơn giản. Với n−ớc thải sinh hoạt, chăn nuôi tại thôn Lũng Giang, thị trấn Lim, kiến nghị chọn ph−ơng án 2 thể hiện trên các hình 3.5b và 3.6, bao gồm xử lý n−ớc thải phân tán tại hộ gia đình kết hợp xử lý nước thải theo nhóm hộ gia đình - cuối mỗi ngõ, xóm.

Thuyết minh thiết kế công nghệ mô hình XLNT cho thôn Lũng Giang a. Các thông số tính toán

Căn cứ vào các yêu cầu trên, mô hình công nghệ xử lý n−ớc thải cho cụm dân c− thôn Lũng Giang là xử lý sơ bộ tách các chất cặn lắng trong n−ớc thải bằng các bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng hướng lên theo kết quả hợp tác trao đổi công nghệ với các chuyên gia tại Viện Nghiên cứu Môi tr−ờng ICIM – Rumani và kết hợp với kết quả nghiên cứu của GS.TS. Đối với các cụm dân cư khác do diện tích hồ tại địa phương không đủ nên chúng tôi chỉ đ−a ra biệp pháp giảm thiểu l−ợng ô nhiễm n−ớc bằng việc xây dựng hệ thống bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng hướng lên và thải vào các hồ, ao hiện có để tận dụng khả năng làm sạch tự nhiên của chúng.

Ph−ơng án quy hoạch

Các ao này có vai trò nh− hồ sinh học, trong hồ diễn ra quá trình ô xy hoá sinh hoá các chất bẩn hữu cơ nhờ vi khuẩn, tảo và các loại thuỷ sinh vật khác, tương tự như quá trình tự làm sạch nguồn nước mặt. Các ao này có vai trò nh− hồ sinh học, trong hồ diễn ra quá trình ô xy hoá sinh hoá các chất bẩn hữu cơ nhờ vi khuẩn, tảo và các loại thuỷ sinh vật khác, t−ơng tự nh− quá trình tự làm sạch nguồn n−ớc mặt.

Tính toán các tuyến tiêu quy hoạch 1. Tuyến tiêu số 1

Đây là dòng sông Tiêu Tương cũ từ xa xưa chảy qua thôn, nên theo mong muốn của nhân dân địa phương, muốn được nạo vét và xây tường kè bảo vệ đoạn sông này. Bờ bên phải có bố trí đường giao thông để thuận tiện cho công tác nạo vét với Bđ−ờng = 2m, kết cấu mặt đ−ờng bằng BT M150 dày 15cm.

Khối l−ợng chủ yếu

Mô hình là tổ quản lý vận hành có 4 thành viên gồm 01 Tr−ởng thôn là tổ trưởng, 04 thành viên khác là người trong khu vực hưởng lợi công trình trong đó có 01 ng−ời là của hội Phụ Nữ, 2 ng−ời còn lại là những ng−ời thuộc tổ vệ sinh môi trường của thôn đảm nhiệm luôn cả việc thu gom rác thải hàng ngày trong thôn. Các tài liệu phục vụ cho công tác truyền thông và tập huấn gồm: Tài liệu h−ớng dẫn quản lý vận hành hệ thống công trình xử lý n−ớc thải, Tài liệu giới thiệu công nghệ xử lý chất thải sinh hoạt, tờ rơi phát cho các hộ gia đình nhằm nâng cao nhận thức về vệ sinh môi tr−ờng và h−ớng dẫn thu gom xử lý chất thải.

Chất lượng nước thải sau xử lý, đánh giá hiệu quả và diễn biến môi tr−ờng sinh thái thôn lũng giang

Đánh giá hiệu quả xử lý n−ớc thải

Sau khi xây dựng mô hình, toàn bộ nước thải chảy qua khúc sông này đã được qua bể xử lý, hai bên bờ sông đã được kè mái, dưới lòng sông có thả bèo vừa có tác dụng tạo cảnh quan vừa có tác dụng nh− một hồ sinh học xử lý n−ớc thải ở b−ớc tiếp theo sau khi qua bể xử lý, cảnh quan môi trường trở nên sạch đẹp, mùi hôi thối giảm xuống rừ rệt, đặc biệt là tỷ lệ cỏc loại ruồi muỗi giảm xuống rất nhiều. Các bệnh liên quan đến nước như: Bệnh ngoài da, ngứa ghẻ do tiếp xúc với nước cống rãnh, các bệnh đ−ờng ruột, bệnh ỉa chảy ở trẻ em, các bệnh viêm đ−ờng hô hấp (viêm mũi, viêm xoang), đau mắt do sử dụng nguồn n−ớc bị ô nhiễm tr−ớc đây tuy ch−a thành ổ dịch nh−ng rất phổ biến trong vùng.

Nghiên cứu tổng quan về các công nghệ xử lý nước thải đô thị và tái sử dụng n−ớc thải trong nông nghiệp

Trong n−íc

ƒ Viện nghiên cứu kỹ thuật môi tr−ờng - ICIM Bucharest- Rumani đ−ợc thành lập năm 1952, các lĩnh vực hoạt động chính bao gồm: Kết cấu công trình thuỷ lợi, kỹ thuật môi tr−ờng, kỹ thuật vệ sinh (xử lý n−ớc thải, chất thải rắn..), giám sát môi trường, kinh tế và luật môi trường, qui hoạch lãnh thổ, sinh thái đô thị, xây dựng các khu mẫu, đào tạo, kiểm định các phòng thí nghiệm của các cơ quan bảo vệ môi tr−êng. Dựa trên hiện trạng thoát n−ớc thôn Lũng Giang và khả năng tài chính của Dự án trong năm 2005-2006, l−ợng n−ớc thải từ tiểu khu nằm giữa đ−ờng trục chính của thôn và sông Tiêu T−ơng sẽ đ−ợc dẫn vào công trình xử lý n−ớc thải sinh hoạt thí điểm quy mô công suất khoảng 30 m3/ngđ.