CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.7. Phương pháp tần suất thống kê
- Phương pháp thử phép thử sai: Việc hiệu chỉnh và kiểm định nhằm xác
định bộ thông số của các mơ đun trong mơ hình MIKE 11. Bằng phương pháp thử
phép thử sai để điều chỉnh kết quả mô phỏng, tiến đến các giá trị thực đo. Sai số
- Phương pháp tính bốc thốt hơi nước tiềm năng: Bốc thoát hơi nước tiềm
năng là một trong những yếu tố đầu vào của mơ hình tính tốn thủy văn để tính dịng chảy. Áp dụng một số cơng thức giản hóa để thực hiện dự báo chất lượng
nước kênh Than vào năm 2020 và 2030 trong mơ hình MIKE 11.
2.2.8. Phương pháp tính tốn
Trên cơ sở đánh giá chất lượng nước, đề xuất tính tốn xây dựng các cơng trình và cơng nghệ xửlý nước thải đơ thị thích hợp. Việc tính tốn sẽ được áp dụng theo các cơng thức, quy chuẩn đã có trong các sách và những tài liệu hướng dẫn liên quan. Cụ thểnhư sau:
Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thốt nước thải
Tiến hành tính tốn, thiết kế hệ thống thu gom và xửlý nước thải căn cứ trên
các văn bản pháp luật, tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam:
+ TCVN 7957:2008 Thoát nước - Mạng lưới và cơng trình bên ngồi; + QCXDVN 01:2008/BXD – Quy hoạch xây dựng;
+ QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt;
+ TCVN 7222 - 2002 yêu cầu chung về môi trường đối với các trạm xử lý
nước thải tập trung.
Tham khảo các chỉ tiêu, mức độ thoát nước của hệ thống thốt nước đơ thị
trên cảnước đã thực hiện trong thời gian vừa qua như Vinh, Hà Tĩnh, Đồng Hới… thì các thơng số phục vụ cho tính tốn, thiết kế được lựa chọn như sau: Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt tính bằng 80 % tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt theo các giai đoạn từ năm 2020 đến 2030, với tiêu chuẩn cấp nước tương ứng 150 -180 L/người/ngày và tỷ lệthu gom tương ứng 65 % - 90 %. Lượng nước thải tiểu thủ công nghiệp lấy bằng 10 % - 20 % lượng nước thải sinh hoạt. Lượng nước thải thương mại dịch vụ
lấy bằng 10% - 15% lượng nước thải sinh hoạt. Lượng nước thải công cộng lấy bằng 10 % - 15 % lượng nước thải sinh hoạt. Kng-max = 1,20 (hệ sốkhơng điều hồ). Giữa các xã có những đặc thù về mật độ dân cư, việc sử dụng nước nên tiêu chuẩn thải nước cũng như tỷ lệ thu gom nước thải được tính tốn riêng cho từng khu vực.
Chất lượng nước thải
Tải trọng chất thải được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 7957:2008 và có tham khảo nghiên cứu của các dự án đã thực hiện tại đô thị Việt Nam trong thời gian
trước và gần đây. Chất lượng nước thải được thể hiện theo BOD5 và hàm lượng cặn
lơ lửng, và tính theo các giá trị tải trọng chất bẩn, tiêu chuẩn thải nước trên đầu
người. Chất lượng nước đầu vào và quy chuẩn so sánh thể hiện trong Bảng 2.6.
Bảng 2.6. Chất lượng nước đầu vào và quy chuẩn so sánh
STT Các chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết quả Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) 1 pH - 7,02 5 - 9 2 TSS mg/L 343 100 3 Tổng chất rắn hòa tan mg/L 298 1000 4 BOD5 (20 0C) mg/L 58,9 50 5 Amoni (tính theo N) mg/L 0,11 10
6 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/L 43 50
7 Tổng Coliform MPN/100mL 7,02 5.000
Nguyên tắc thiết kế hệ thống thoát nước thải
Tuyến thu gom sẽ xây dựng các điểm đấu nối từ các bể tự hoại của các hộ gia đình ra mạng lưới thốt nước thải mới bên ngồi. Độ dốc thiết kế phải đảm bảo
đạt được vận tốc tối thiểu yêu cầu để làm sạch đường ống thậm chí khi lưu lượng
nước thải thu gom nhỏhơn lưu lượng thiết kế trong những năm đầu tiên.
Nội dung kỹ thuật thiết kế hệ thống thoát nước thải
Xác định lưu vực thoát nước thải
Lưu vực thoát nước thải phụ thuộc vào địa hình, các đường phân thuỷ, tụ
thuỷ, hệ thống sông, suối, hồ, ... Khi xác định tuyến hệ thống thoát nước thải nên lợi dụng địa hình tối đa nhằm giảm độ sâu chơn cống.
Xác định tuyến mạng lưới thốt nước thải
Cơng tác xác định tuyến mạng lưới thốt nước thải phụ thuộc rất nhiều vào hiện trạng các tuyến đường, mật độ phân bổ dân cư,… Nhìn chung các tuyến cống sẽđi bám dọc theo các trục đường nội thị, đặt dưới lòng đường hoặc trên vỉa hè của
đường [7]. Các tuyến đường phố nhỏ, vỉa hè hẹp và nhiều cơng trình hiện trạng như
cây, cột điện, cống thoát nước mưa, hệ thống cáp quang,... việc đặt cống thoát nước thải trên vỉa hè rất khó khăn trong cơng tác thi công và tốn kém trong việc giải phóng mặt bằng cũng như di dời các cơng trình hiện trạng.
Hướng thốt nước được tận dụng triệt để theo độcao địa hình để giảm thiểu
độ sâu chơn cống. Tuy nhiên vì là cống thốt nước tự chảy nên độ sâu chôn cống sẽ tăng dần về phía cuối tuyến. Do vậy các trạm bơm sẽ được xây dựng khi độ sâu chôn cống vượt quá 4,0 m và có thêm tác dụng tăng áp nước thải đưa về trạm xử lý.
Vị trí các trạm bơm nước thải được xác định thơng qua tính tốn thủy lực. Vì hệ thống thốt nước nói chung là hệ thống tự chảy nên các tuyến cống thu gom
nước thải cần phải được đặt sâu hơn các tuyến cống dẫn nước thải từ hộgia đình ra
bên ngồi. Các hố ga bốtrí trên đường ống với cự ly trung bình là 30 m/ hố cho các
đường ống D300 - D400 và 50 m/ hố cho các tuyến đường ống D500 - D800. Tuyến cống bao chạy dọc hai bên bờ kênh Cầu Trắng thu gom nước thải từ các hệ thống cống cấp 2 về trạm xửlý nước thải [14].
Tính tốn mạng lưới thốt nước thải
Lưu lượng nước thải của vùng nghiên cứu sẽ được tính tốn cho hai giai
đoạn: Năm 2020 và năm 2030. Các thơng số đểtính tốn lưu lượng thốt nước thải
được thể hiện trong Bảng 2.7.
Bảng 2.7. Tính tốn thốt nước theo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội
STT Nội dung Đơn vị Năm 2015 Năm 2020 Năm 2030
I Tiêu chuẩn thoát nước
1 Tiêu chuẩn thoát nước (L/ng.ngđ) 100 120 150
2 Nước thải tiểu thủ công nghiệp Qcn (%Qsh) % 10 % 10 % 10 %
3 Nước thải thương mại, dịch vụ Qdv (%Qsh) % 10 % 10 % 10%
4 Nước thải công cộng Qcc(%Qsh) % 10 % 10 % 10 %
5 Hệ số thấm 1,1 1,1 1,1
6 Hệ số thoát nước ngày lớn nhất - Kngày.max 1,2 1,15 1,15
STT Nội dung Đơn vị Năm 2015 Năm 2020 Năm 2030
1 Nước thải sinh hoạt ngày tb m3/ ngđ 1266 2079 3566
2 Nước thải sinh hoạt ngày lớn nhất m3/ ngđ 1519 2391 4100
3 Nước thải tiểu thủ công nghiệp Qcn m3/ ngđ 127 208 357
4 Nước thải thương mại, dịch vụ Qdv m3/ ngđ 127 208 357
5 Nước thải công cộng Qcc m3/ ngđ 127 208 357 6 Công suất ngày lớn nhất - Qmax m3/ ngđ 1899 3015 5170 7 Công suất ngày lớn nhất - Qmax - làm tròn m3/ngđ 1900 3000 5200
Xác định công nghệ xử lý nước thải
Nguồn tiếp nhận nước sau xử lý là kênh Than tại vị trí khu vực gần chân cầu
Đị Bè, trước vị trí giao nhau giữa sơng Bạng khoảng 500 m.
Vị trí đặt cửa xả nước sau xử lý nằm ở khu vực hạ lưu của kênh Than, khu vực này nguồn nước kênh Than có nhiệm vụ chính là tiêu thốt nước.
Căn cứ theo yêu cầu sử dụng của nguồn nước sông Bạng tại vị trí xảnước và u cầu bảo vệ mơi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT, dây chuyền công nghệ
trạm xửlý nước thải phải đảm bảo xửlý được nước thải đạt tiêu chuẩn loại B trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Do vậy việc lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ hợp lý, phải phù hợp với điều kiện tài chính, kinh tế của địa phương, phù hợp với đặc thù của khu vực và mức độ phát triển của đơ thị Tĩnh Gia thì có 3 phương án lựa chọn công nghệ xửlý nước thải được đưa ra phân tích lựa chọn trong Bảng 2.8.
Bảng 2.8. So sánh lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
Các tiêu chí Phương án 1
Hồ sinh học
Phương án 2
Mương Oxy hóa Phương án 3MBBR
Mơ tả phương án Công nghệ xửlý nước thải bằng hồ sinh học dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng phương pháp sinh hoá tự nhiên dựa trên cơ sở sự sống và hoạt động của các loại vi sinh vật.
Mương ôxy hoá là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hồn
Cơng nghệ được phối hợp giữa kỹ thuật huyền phù (vi sinh vật phân bố đều trong môi trường nước) và màng vi sinh vật (vi sinh vật tạo thành lớp màng trên chất mang) với mật độ
Các tiêu chí Phương án 1
Hồ sinh học
Phương án 2
Mương Oxy hóa Phương án 3MBBR
liên tục trong mương. chất mang chiếm 10 - 15 % thể tích khối phản ứng nhằm tăng mật độ vi sinh trong một đơn vị thể tích – làm tăng hiệu quả xử lý.
Về kỹ thuật
Các cơng trình đơn xây dựng đơn giản; Quản lý vận hành dễ dàng. Xây dựng các cơng trình khá phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật cao; Phù hợp với chất lượng và lưu lượng nước thải đầu vào thay đổi theo mùa, theo thời gian;
Hiệu quả xử lý cao, đảm bảo tiêu chuẩn với điều kiện nghiêm ngặt.
Thiết kế dưới dạng Modun nên thuận tiện trong thi công lắp đặt;
Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, rất thích hợp cho việc lắp đặt trong diện tích hẹp.
Về mơi
trường Có khchịu (nhả năng gây mùi,ất là vào mùa hè). khó
Hạn chế mùi. Hệ thống tự hoạt động, không phát sinh mùi.
Về xã hội
Diện tích chiếm đất rất lớn;
Có khả năng gây mùi, khó chịu (nhất là vào mùa hè). Diện tích chiếm đất khơng lớn Diện tích chiếm đất khơng lớn Kinh phí
Chi phí sản xuất (nhân cơng, điện năng) thấp nhất;
Chi phí xây dựng: 7.000.000 VNĐ/m3;
Chi phí vận hành: 2.200 VNĐ/m3.
Chi phí sản xuất (nhân cơng, điện năng) thấp;
Chi phí xây dựng 14.000.000 VNĐ/m3;
Chi phí vận hành 2.300 VNĐ/m3.
Chi phí bảo hành đơn giản, chi phí bảo hành, bảo dưỡng thấp;
Chi phí xây dựng 12.000.000 VNĐ/m3;
Chi phí vận hành 1.500 VNĐ/m3.
Kết luận điềTừ nhu kiữệng phân tích vn thực tế tại đô thịề kỹ thuTĩnh Gia, đềật, môi trườ xung, chi phí vất lựa chọn ậPhương án 1 – Cơng nghệ n hành, kinh phí đầu tư và Hồ sinh học.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng thoát nước và chất lượng nước khu vực nghiên cứu 3.1. Hiện trạng thoát nước và chất lượng nước khu vực nghiên cứu
3.1.1. Hiện trạng thoát nước
Trên cơ sở khảo sát thực tế, đã đưa ra sơ đồ thoát nước và các hướng thoát
nước trên địa bàn trung tâm vùng huyện Tĩnh Giađược thể hiện như trên Hình 3.1.
Hình 3.1. Sơ đồ các lưu vực thoát nước trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia
Bên cạnh đó cũng đưa ra được sơ đồ mạng lưới các kênh tiêu cho toàn bộlưu
vực kênh Than, đồng thời xác định được những điểm có cơng trình như cầu, cống
và các điểm nhập lưu của các kênh nhánh tại những lý trình cụ thể được thể hiện
như trên Hình 3.2.
Kênh Than Biển đơng Kênh cầu Trắng
QL 1A
Suối cầu Hung Ranh giới trung
tâm vùng huyện
Hồ ao quan
Suối khe Chan
LV 2: F= 960 ha Q= 11,9 m3/s
LV 1: F= 3669 ha
LV 3: F= 1118 ha Q= 86,7 m3/s
Hình 3.2. Sơ đồ mạng lưới kênh tiêu của lưu vực kênh Than
Nhìn chung trên địa bàn, hệ thống thoát nước thải và nước mưa đang đi chung. Nước thải sinh hoạt dân cư ở trung tâm các xã, cơ quan và cơng trình cơng
cộng mới được xử lý qua bể tự hoại rồi chảy ra hệ thống thốt nước mưa, chưa có
hệ thống thốt nước thải riêng.
Hiện tại hệ thống thoát nước chỉ mới được đầu tư xây dựng một số tuyến cống, mương xây nắp đan dọc theo các tuyến đường, tập trung chủ yếu tại các khu vực trung tâm xã. Còn lại phần lớn lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt đang
thoát chung vào hệ thống mương hở hoặc tự thấm, các hộ dân nông nghiệp hầu hết vẫn chưa có hệ thống bể tự hoại, chủ yếu thốt theo kiểu tự tiêu chảy gây mất vệ sinh mơi trường và là mầm mống gây bệnh tật cho con người.
Tình trạng thu gom và xử lý nước thải tại khu vực xã Hải Hịa có dân cư
phân tán và một vài khách sạn (khoảng 7 khách sạn trung bình 15 - 20 phịng), và một số nhà hàng nhỏ (chủ yếu đặt sai quy hoạch) nên lượng nước thải không lớn, chủ yếu được xử lý bằng bể tự hoại và cho tự thấm, khu vực này đã và đang phát
triển quy hoạch nhiều và tốc độ phát triển chưa cao. Xã Hải Thanh có dân số tập
trung đông, nước thải được xử lý qua các bể tự hoại và tự thấm, mặt khác hệ thống hạ tầng kỹ thuật khơng có từ trong mỗi gia đình nên khó xây dựng hệ thống thu
gom nước thải tập trung. Khu dân cư xã Nguyên Bình là khu dân tái định cư từ khu kinh tế (KKT) Nghi Sơn đến đây nên đang được KKT nghiên cứu đầu tư hệ thống thu gom và xử lý nước thải. Trung tâm thị trấn Tĩnh Gia khoảng hơn 6000 người,
nước thải sinh hoạt tại khu vực này được thu về các tuyến cống chung và đổ ra kênh Cầu Trắng gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến cuộc sống của nhân dân hai bên tuyến kênh này [4].
3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
Kết quả phân tích chất lượng các mẫu nước mặt trên tuyến kênh Than năm
2017 (kết quả chi tiết trong các Bảng của Phụ lục PL3) cho thấy, hầu hết các thông số đều nằm trong giới hạn cho phép so với Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT). Tuy nhiên, so với QCVN 08- MT:2015/BTNMT chỉ số TSS vượt từ 1,52 – 1,84 lần và chỉ số Coliform vượt từ
1,05 – 1,36 lần. Nguyên nhân chủ yếu do hiện trạng xả trực tiếp nước thải từ các hộ
dân và các cơ quan xí nghiệp dọc theo tuyến kênh Than và kênh Cầu Trắng.
Tại khu vực trung tâm thị trấn do chưa có nhiều nhà máy xí nghiệp hoạt
động nên nguồn nước ngầm ít bị ơ nhiễm bởi nguồn thải này. Chỉ cần xử lý sơ bộ
bằng phương pháp lắng cặn trước khi cấp nước sinh hoạt cho người dân [4].
3.2. Áp dụng mơ hình và kết quả
3.2.1. Các thơng tin đầu vào cho mơ hình thủy lực
3.2.1.1 Số liệu thu thập
Trên cơ sở tài liệu mặt cắt ngang tồn bộ kênh Than được sử dụng trong mơ hình từ kết quả đo đạc năm 2010 trong Dự án “Nâng cấp, sửa chữa, cải tạo hệ
thống tiêu Kênh Than huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa”. Với có chiều dài 23,2 km,
đổra 2 đầu cống Bến Ngao (đổ ra sơng n) và cống Đị Bè đổ ra sơng Bạng.
Các kênh đổ vào kênh Than gồm: kênh tiêu Đồng Chìa, kênh tiêu Đồng Hậu, kênh tiêu Cẩm Lệ, kênh tiêu Cầu Nhớt, kênh tiêu Cầu Trắng, kênh tiêu Văn Sơn.
Dữ liệu về mặt cắt kênh bao gồm hai bộ dữ liệu, dữ liệu thô và dữ liệu đã xử
lý. Dữ liệu thô là bộ số liệu được mô tả dưới dạng cột từ tài liệu mặt cắt đo đạc
được bằng cách dùng trục toạ độ (x,z) thường được lấy từ những cuộc khảo sát, đo đạc lịng kênh. Dữ liệu đã xửlý được tính từ dữ liệu thơ và có chứa các giá trị tương ứng về cao trình, diện tích mặt cắt, chiều rộng kênh, bán kính thủy lực, lực cản.