Hồ kị khí (Yếm khí): trong những hồ này diễn ra q trình lắng và phân huỷ
sinh hố các chất bẩn hoà tan, cặn lắng nhờ các vi sinh vật yếm khí cũng tiếp tục
được phân huỷ. Lượng chất bẩn có thể xử lý theo BOD5 là 350 - 850 kg/ha ngày
đêm. Trong hồ yếm khí, BOD5 của nước thải giảm là do lên men mêtan. Để đảm bảo điều kiện yếm khí và chếđộ nhiệt, hồ phải có chiều sâu khá lớn (2,4 - 3,6 m). Hiệu suất giảm BOD5 trong hồ có thể tới 70 %. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD khá cao, tới 100 - 300 mg/L. Do vậy loại hồ này chủ yếu để xử lý
nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc I trong tổ hợp hồ nhiều bậc. Theo TCVN 7957:2008, hồ kị khí thích hợp nhất với những vùng có nhiệt độ vào mùa đơng trên 15 0C, Thời gian lưu nước trong hồ từ 2 - 5 ngày; chiều sâu từ
3 - 5 m, nên làm hồ có chiều sâu để giảm mùi, phải có hai ngăn làm việc song song,
lượng bùn từ 0,03 - 0,05 m3/ngày đêm, bùn được hút định kỳ để đảm bảo chế độ
làm việc bình thường. Tính tốn hồ kị khí như sau:
F = (La.Q)/(λv.H) = 2276 (m2) W = F.H
trong đó: F - diện tích bề mặt trung bình của hồ (m2); W - thể tích cơng tác của hồ
(m3); La - BOD5 của dịng nước thải vào hồ (mg/L); Q - lưu lượng nước thải (m3/ngày đêm); H - chiều sâu hồ (m); λv - tải trọng hữu cơ bề mặt của hồ (gBOD5/m3.ngày đêm), phụ thuộc vào nhiệt độ, xác định theo bảng 39 - trang 72 TCVN 7957:2008.
Hồ lưỡng tính (Tùy tiện): loại hồ này phổ biến nhất trong thực tế xửlý nước thải. Lượng chất bẩn có thể xử lý ở hồ này theo BOD5 có thể tới 300 kg/ha.ngày
đêm. Theo quy định lượng nước thải tính tốn trong hồ này là 250 m3/ha.ngày đêm
(tức là theo BOD5 là 37 kg/ha.ngày đêm) đối với nước thải sau khi xử lý bằng
phương pháp sinh học hoặc theo lượng ô xy là 6 - 89 O2/m3.ngày đêm tuỳtheo điều kiện khí hậu. Trong những hồ tuỳ tiện diễn ra 2 q trình song song: ơxy hố sinh hố hiếu khí các chất bẩn hữu cơ hồ tan và lên men mêtan (yếm khí) cặn lắng ở đáy hồ. Ôxy cần thiết để vi sinh vật ơxy hố hiếu khí các chất hữu cơ là do khơng
lại tảo rêu lại sử dụng CO2, phốt phát, nitơ amôn do vi sinh vật tạo ra trong quá trình phân giải các chất hữu cơ.
Đặc điểm của hồ tuỳ tiện là: theo chiều sâu, nước được phân ra 3 lớp hiếu khí, trung gian và yếm khí kể từ trên xuống dưới. Rong tảo phát triển theo kiểu tự
dinh và tuỳ thuộc điều kiện ánh sáng. Đối với nước thải, cường độ ánh sáng chiếu trên mặt nước và qua độ sâu 40 - 70 cm đã bị giảm tới 99%. Như vậy vùng quang hợp mạnh nhất chỉ giới hạn trong một chiều sâu nhất định mà thơi. Do đó phải chọn chiều sâu của hồ lớn hơn chiều sâu của vùng quang hợp một chút và bằng 0,9 - 1,5 m.
Tính tốn hồ tùy tiện như sau: F = (Q/H.K).(( La / Lt) -1)) = 15251 (m2)
trong đó: La - BOD5 của dòng nước thải vào hồ (mg/L); Lt - BOD5 của dòng nước thải ra khỏi hồ (mg/L); Q - lưu lượng nước thải (m3/ngày.đêm); H - chiều sâu hồ (m); Hệ số phân hủy chất hữu cơ K (1/ngày), K = 0,25.1,06T-20.
Hồ ổn định (Hiếu khí): loại này được chia ra hai nhóm: hồ làm thoáng tự
nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
- Hồ làm thống tự nhiên: ơxy được cấp vào nhờ khuếch tán qua mặt thoáng và chủ yếu nhờ khảnăng quang hợp của tảo rong. Hồđược cung cấp ôxy nhờ quang hợp của rong tảo gọi là hồ cao tải. Quá trình quang hợp chỉ diễn ra ở chiều sâu nhỏ
nên các hồ cao tải thường được xây dựng với chiều sâu 15 - 30 - 50 cm để ánh sáng có thể chiếu xuống tận đáy hồ. Trong hồ nhờ xáo trộn nên điều kiện hiếu khí được
đáp ứng hồn tồn. Hồ cao tải có thể xửlý nước thải với lượng chất bẩn theo BOD5 là 300 kg/ha.ngày đêm. Để kết hợp vừa xửlý nước thải vừa nuôi cấy tảo rong phục vụchăn nuôi gia súc (lợn, gà, vịt) người ta xây dựng các loại hồ cao tải này sẽ rất có lợi. Thời gian nước lưu lại trong hồ cao tải thường bằng 3 - 7 ngày đêm.
- Hồ làm thống nhân tạo: có thể thực hiện làm thống bằng thổi khơng khí nén hoặc các thiết bị cơ khi hoặc dẫn nước vào hồ theo kiểu phun mưa. Thời gian
nước lưu lại trong hồ từ 2 - 3 ngày đến 2 tuần (nhưng thường không quá 3 ngày
đêm). Hồ được xây dựng với chiều sâu từ 1,5 - 5 m. Khả năng xử lý nước thải rất cao có thể tới 404 kg/ha.ngày đêm. Có thể cho bùn hoạt hố vào hồ giống như ở bể
aerôten. Giá thành xây dựng và quản lý các loại hồ sinh vật thấp hơn nhiều so với các cơng trình xử lý sinh học khác. Hiệu suất tự làm sạch trong hồ cũng rất cao. Lượng trực khuẩn đường ruột giảm tới 95,9 - 99,9 %. Lượng trứng giun sán trong
nước sau khi qua hồ cịn rất ít khơng đáng kể. Khi thời tiết ấm, có ánh nắng mặt trời thì hồ làm việc rất tốt. Khi nhiệt độnước dưới 6 0C thì chếđộ làm việc sẽ kém.
Việc dẫn nước vào hồ và xảnước ra khỏi hồthường thực hiện theo kiểu phân
tán. Đáy hồ phải có độ dốc theo hướng dịng chảy. Tính tốn hồổn định như sau:
F = Q.t/H = 30753 (m2)
t = (1/K).lg[(La- Lbs)/( Lt- Lbs)]
trong đó: La - BOD5 của dịng nước thải vào hồ (mg/L); Lt - BOD5 của dòng nước thải ra khỏi hồ (mg/L); Lbs - BOD5 bổ sung, chọn từ 1,5 - 3,0 (mg/L); Q -
lưu lượng nước thải (m3/ngày.đêm); H - chiều sâu hồ (m); K - hệ số phân hủy chất hữu cơ (1/ngày), K = 0,1.1,047T-20.
Dựa trên các công thức xác định trên, bảng thông số các hồ được thể hiện trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Bảng thơng số kích thước hồ sinh học
Hồ kị khí
1 Diện tích mặt nước m2 2,276
2 Số đơn nguyên hồ hồ 2
3 Diện tích mặt nước một bể m2 1,138
4 Chiều sâu lớp nước m 4
5 Chiều cao bảo vệ m 0,5 6 Kích thước hồ 6a Tính theo mặt nước A1 m 8 B1 m 13 6b Kích thước mặt bằng A2 m 9 B2 m 14 6c Kích thước đáy A3 m 5 B3 m 10 Hồlưỡng tính 1 Diện tích mặt nước m2 26,460 2 Số đơn nguyên hồ hồ 2 3 Diện tích mặt nước một bể m2 13,230
4 Chiều sâu lớp nước m 2
6 Kích thước hồ 6a Tính theo mặt nước A1 m 16,4 B1 m 34,4 6b Kích thước mặt bằng A2 m 18 B2 m 36 6c Kích thước đáy A3 m 12,4 B3 m 30,4 Hồổn định 1 Diện tích mặt nước m2 1,922 2 Sốđơn nguyên hồ hồ 2 3 Diện tích mặt nước một bể m2 961
4 Chiều sâu lớp nước m 1
5 Chiều cao bảo vệ m 1
6 Kích thước hồ 6a Tính theo mặt nước A1 m 22,2 B1 m 43,2 6b Kích thước mặt bằng A2 m 24 B2 m 45 6c Kích thước đáy A3 m 20,2 B3 m 41,2
(Chi tiết bản vẽ mặt bằng hồ xử lý được trình bày trong Phụ lục PL11)
3.3.5. Khái tốn đầu tư cho dây chuyền cơng nghệ lựa chọn
Trên cơ sởđề xuất các hạng mục, đơn giá sơ bộ và suất đầu tư được Bộ Xây Dựng cơng bố, tổng mức đầu tư của cơng trình được trình bày trong Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Bảng khái toán tổng mức đầu tư
TT Hạng mục Đơn vị lượKhng ối Đơn giá (x1000VND) Thành tiền (x1000VND) A Chi phí trực tiếp 19.632.000
Xây dựng Hệ thống thu gom và xử lý nước thải công suất 500
m3/ngày.đêm
1
Giếng tách nước thải: 8 giếng tách, kích thước 1 giếng là (2*1.5*3) m
m3 72 6.000 432.000
2 Tuyến cống thu gom HDPE
TT Hạng mục Đơn vị lượKhng ối Đơn giá (x1000VND) Thành tiền (x1000VND)
3 Trạm bơm nước thải cái 2 600.000 1.200.000
4 TXL công suất 500 m3/ngày.đêm m3/ngđ 500 20.000 10.000.000
B Chi phí khác 1.426.774 C Tổng A + B 21.058.774 D Thuế VAT (10%) 2.105.877 E Cộng (C+D) 23.164.651 F Dự phịng phí 3.474.698 Dự phịng phí về khối lượng và trượt giá (15 %) 3.474.698 H Tổng cộng (E+F) 26.639.349 3.3.6. Chi phí vận hành, giá thành
Chi phí vận hành hệ thống thu gom và xửlý nước thải bao gồm: chi phí điện cho các trạm bơm nước thải, chi phí lao động cho cơng tác vận hành trạm bơm và
chi phí quản lý hành chính. Khái tốn chi phí được thể hiện chi tiết trong Bảng 3.9.
Bảng 3.9. Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống thu gom nước thải
Chi phí Đơn vị Giá trị
Điện (1.500 VNĐ/kwh) VNĐ/năm 53.580.000
Công suất tiêu thụđiện kw.h/năm 35.720
Lương VNĐ/năm 67.680.000
Dầu mỡ bơi trơn (5% chi phí điện) VNĐ/năm 2.679.000
Tổng VNĐ/năm 123.939.000
Công suất xử lý m3/ngày 500
Chi phí vận hành nhà máy xử lý nước thải bao gồm chi phí điện, hóa chất, dầu nhờn/dầu bôi trơn, nhân công vận hành và quản lý hành chính. Chi phí vận
hành được tóm tắt trong Bảng 3.10.
Bảng 3.10. Chi phí vận hành và bảo dưỡng nhà máy xử lý nước thải
Chi phí Đơn vị Giá trị
Cơng suất xử lý 500
Điện (1.500 VNĐ/kwh) VNĐ/năm 149.977.000
kw.h/năm 99.985
Lương (2 công nhân vận hành) VNĐ/năm 112.800.000
Hóa chất VNĐ/năm 14.100.000
Dầu mỡ bơi trơn (5% chi phí điện) VNĐ/năm 5.427 Tổng VNĐ/năm 284.375.850 Chi phí vận hành và bảo dưỡng 1 m3 VNĐ/m3 1.558
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Kết luận
Đã tiến hành mơ phỏng, tính tốn chất lượng nước ở mức 3 (MIKE11- ECOlab, Level 3) cho hệ thống kênh Than.
Các kết quả tính tốn cho thấy, so với mức giới hạn quy định cột B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT, giá trị DO từ 1,0 - 3,7 mg O2/L tại khu vực xã Ninh Hải, Hải Hịa, Bình Minh, thị trấn Tĩnh Gia và Hải Thanh những vị trí cuối của các kênh tiêu Cẩm Lệ, Đồng Chìa, Cầu Nhớt, Cầu Trắng thấp hơn nhiều; giá trị BOD5 từ 16 - 20 mg O2/L tại các vị trí nhập lưu với sơng n và cầu Đò Bè điểm gần cuối tuyến kênh Than cao hơn rất nhiều; các giá trị NH4+, NO3- đều nằm giới hạn cho phép. Kết quảđánh giá của mơ hình là tương đối phù hợp với chất lượng nước thực tế dọc lưu vực kênh Than.
Mức độ ô nhiễm hữu cơ trên các đoạn kênh Than là khác nhau. Nơi ô nhiễm nhất là đoạn chảy qua khu vực trung tâm vùng huyện (04 xã và thị trấn Tĩnh Gia), tiếp đến là các đoạn qua các xã đổ ra cửa sông Lạch Bạng như Xuân Lâm, Hải Thanh. Kết quả dựbáo đến năm 2020 cho thấy giá trị DO trên kênh Than có 2 đoạn nhỏ hơn 3,5 mg O2/L, thuộc các khu vực Cống Đò Bè và khu vực Cầu Đị Bè. Cụ
thể, các giá trị tính tốn được sau 3 ngày đầu giảm dần lần lượt từ 3,4 - 1,7 - 0,05 mg O2/L. Đến năm 2030, giá trị DO giảm so với năm 2020 khoảng 0,8 lần. Các khu vực khác giá trị DO ổn định và cao so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT, cột B1.
Dự báo năm 2020 giá trị BOD5 trên kênh Than tất cả các khu vực đều có chỉ
số khá cao, điển hình cao nhất thuộc khu vực Cầu Đị Bè với giá trị BOD5 vượt gấp 1,3 lần mức cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Cụ thể, giá trị tính tốn
được là 19 mg O2/L. Đến năm 2030, BOD5 tăng trung bình cả đoạn kênh khoảng 1,2 lần so với năm 2020.
Theo kịch bản năm 2020, 2030 với các điều kiện thiết lập ban đầu của mơ hình cho thấy các giá trị NH4+, NO3- đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN
08-MT:2015/BTNMT. Nhận định, tuyến kênh vẫn giữ được khả năng tự làm sạch cho các chỉ tiêu này.
Từ mơ hình tính tốn, dự báo đã đề xuất được mạng lưới thu gom nửa riêng và vị trí trạm xửlý nước thải tại khu vực gần cầu Đị Bè (như theo các tính tốn mơ
phỏng trên) với cơng nghệ Hồ sinh học. Các tính tốn, thiết kếđánh giá là phù hợp với đặc điểm kinh tế, tự nhiên của Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia với chi phí vận hành bảo dưỡng trạm xử lý thấp là 2.237 đồng/m3.
Khuyến nghị
Tiếp tục tiến hành nghiên cứu thêm MIKE11-Ecolab để thiết lập cho mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh Than đến các mức 4, 5 và 6.
Nghiên cứu và triển khai quy hoạch hệ thống quan trắc hợp lý về chất lượng
nước và một số yếu tố thủy văn đặc biệt ở các kênh nhánh chính (như kênh Cầu Trắng, kênh Cẩm Lệ, kênh Cầu Nhớt …). Nếu đủ điều kiện, có thể đánh giá chất
lượng lưu vực kênh Than đầy đủ và chính xác theo các mức 5, 6 của mơ đun
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. BộTài nguyên và Môi trường (2015), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011 – 2015, Hà Nội.
2. Nguyễn Tất Đắc (2005), Mơ hình tốn cho dòng chảy và chất lượng nước trên hệ thống kênh, Nxb. Nơng nghiệp, tp. Hồ Chí Minh.
3. Ninh Thị Hà (2009), Sử dụng phần mềm MIKE 11 đánh giá các chỉ tiêu chất lượng nước DO, BOD5, NH4+, NO3- cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, Luận văn Thạc sỹ Khoa học, Trường
Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
4. Huyện Tĩnh Gia (2015), Báo cáo hiện trạng môi trường khu vực đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, Thanh Hóa.
5. Huyện Tĩnh Gia (2015), Báo cáo Quy hoạch chung xây dựng Đô thị Trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đến năm 2030, tầm nhìn đến 2050, Thanh Hóa.
6. Huyện Tĩnh Gia (2010), Dự án Nâng cấp, sửa chữa, cải tạo hệ thống tiêu kênh Than huyện Tĩnh Gia, Báo cáo Thủy lực, Thanh Hóa.
7. Hồng Văn Huệ (2002), Thốt nước - Mạng lưới thoát nước, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
8. QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt; QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt.
9. Hà Văn Khối (2005), Giáo trình quy hoạch và quản lý nguồn nước, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội.
10. Lê Văn Nghinh, Bùi Cơng Quang, Hồng Thanh Tùng (2006), Giáo trình cao học thủy lợi - Mơ hình tốn thủy văn, Nxb. Xây dựng, Hà Nội.
11. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
trường, Nxb. Đại học Quốc gia Hà Nội.
13. Trần Hồng Thái, Hoàng Thị Thu Trang, Nguyễn Văn Thao, Lê Vũ Việt Phong (2006), Ứng dụng mơ hình MIKE 11 tính tốn thủy lực, chất lượng nước cho lưu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai, Viện Khoa học Khí tượng Thủy Văn và Mơi trường, Hà Nội.
14. Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (2006), Sổ tay xử lý nước, Nxb. Xây dựng, Hà Nội.
15. Tổng cục Mơi trường (2010), Phương pháp tính tốn chỉ số chất lượng nước WQI, Hà Nội.
16. Tổng cục Môi trường (2012), Báo cáo Đánh giá chất lượng nước mặt lưu vực sông Cầu dựa trên các kết quả đạt được trong các năm 2010 - 2012, Hà Nội. 17. Nguyễn Thị Hồng Việt (2005), Nghiên cứu khả năng ứng dụng mơ hình chất
lượng nước MIKE 11 - Áp dụng tính tốn sự lan truyền các chất ô nhiễm hữu cơ và nitơ cho đoạn sông Thương khu vực nhà máy phân đạm Hà Bắc, Luận văn Thạc sỹ Khoa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội. 18. http://www.moc.gov.vn/c/document_library/get_file?p_l_id=26808&folderId=4
8304&name=10442.
Tiếng Anh
19. DHI software (2007), Mike 11 user manual, DHI Water & Environment
20. DHI software (2007), MIKE VIEW A Results Presentation Tool for MOUSE, MIKE SWMM, MIKE NET and MIKE11 User Guide and Tutorial, DHI
Water & Environment.
21. Mike Flow model (2007), Hydronamic module: Scientific Documentation, DHI