7. BỐ CỤC LUẬN VĂN
1.2.5. Các phương pháp tính toán tải lượng
Trong luận văn tác giả sẽ tính toán tải lượng hiện tại và dự báo các tải lượng ô nhiễm do nước thải phát thải từ các nguồn công nghiệp và sinh hoạt. Để có thể tính toán và dự báo được các tài lượng ô nhiễm này cần dùng phương pháp đánh giá nhanh dựa vào các hệ số phát thải. Đối với từng loại nguồn thải khác nhau sẽ có hệ số phát thải khác nhau.
Tải lượng các chất ô nhiễm được tính toán theo công thức tổng quát (1.1):
W = C x Q x 10-3 (1.1) Trong đó:
- W: Tải lượng chất ô nhiễm (Kg/ngày);
- C: Nồng độ các tác nhân gây ô nhiễm (mg/l);
- Q: Lưu lượng nước thải công nghiệp (m3/ngày).
Các thông số nồng độ và lưu lượng có được từ đo đạc thực tế và phân tích trong PTN hoặc sẽđược ước tính bằng các hệ sốđã được nghiên cứu thực tế của các tổ chức có uy tín. Việc tính toán tái lượng theo từng nguồn cụ thể sẽđược trình bày như sau:
1.2.5.1. Tải lượng nguồn công nghiệp (1).Nguồn hiện trạng
Dựa vào nồng độ và lưu lượng nước thải đo đạc thực tế tại các nhà máy đổ trực tiếp vào sông VCĐ và phân tích trong PTN;
- 19 -
(2).Nguồn dự báo
Được ước tính dựa vào các hệ số sau:
- Lưu lượng nước thải công nghiệp: sẽ được tính bằng 80% lượng nước được cấp. Theo tiêu chuẩn của Bộ xây dựng năm 2006 (TCXD 33 – 2006) thì chỉ tiêu cấp nước cho 01 ha diện tích đất sản xuất công nghiệp tối đa là 45 m3. Đến năm 2020, do xu hướng ngày càng tiết kiệm nước, sử dụng nước trong sản xuất có hiệu quả, ước tính lượng nước thải trung bình cho khu công nghiệp còn khoảng 40 m3/ha.ngàyđêm, đây cũng là giá trị thường dùng tính toán cho các dự án cấp nước đối với khu vực các nước Đông Nam Á và tại các đô thị Việt Nam trong những năm gần đây. Do đó, tác giả sẽ dùng lưu lượng nước thải trung bình cho khu công nghiệp là 36 m3/ha.ngày.đêm, tính toán dự báo cho năm 2020 sẽ là 32 m3/ha.ngày.đêm.
Như vậy, lưu lượng nước thải do hoạt động sản xuất công nghiệp trên khu vực nghiên cứu thải ra tính theo công thức tổng quát (1.2):
Q = S x q (1.2)
Trong đó:
+ Q: Lưu lượng nước thải do hoạt động sản xuất công nghiệp của khu công nghiệp thải ra (m3/ngàyđêm);
+ S: Diện tích đất công nghiệp hoạt động sản xuất (ha). Diện tích đất công nghiệp dự báo năm 2020 dựa trên quy hoạch các KCN/CCN của tỉnh Tây Ninh tính đến năm 2020;
+ q: Lượng nước thải trung bình tính trên diện tích khu công nghiệp (m3/ha.ngàyđêm) (ở đây sẽ dùng hệ số phát thải của Bộ Xây dựng năm 2006 (TCXD 33-2006).
- Nồng độ nước thải công nghiệp được ước tính dựa vào việc thống kê các số liệu thực đo về giá trị nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp tại một số KCN và CCN. Hiện có các nghiên cứu của các cơ quan chuyên môn như sau:
Số liệu dựa trên các kết quả điều tra khảo sát thực tế tại một số khu công nghiệp điển hình đang hoạt động tại Tp. Hồ Chí Minh do Viện Môi trường và Tài nguyên TPHCM thực hiện năm 2005, xem bảng 1.5.
- 20 -
Bảng 1.5: Dự báo nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các khu công nghiệp
Stt Chỉ tiêu Khoảng dao động nồng độ (mg/l)
Dự báo giá trị đại diện chung cho tất cả các KCN (mg/l) 1 TSS 43 – 315 210 2 BOD5 63 – 225 180 3 COD 124 – 467 320 4 Tổng N 18 – 68 50 5 Tổng P 1,03 – 11,4 6
Nguồn: Viện Môi trường và Tài nguyên TPHCM, năm 2005 [14]
Theo số liệu tính toán trong đề tài “Điều tra, đánh giá các nguồn thải, đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường trên địa bàn tỉnh Đồng Nai” do Trung tâm Công nghệ Môi trường (ENTEC) thực hiện năm 2009, hệ số phát thải các chất ô nhiễm tại các khu công nghiệp, cụm công nghiệp được trình bày trong bảng 1.6.
Bảng 1.6: Hệ số phát thải nước thải tại các KCN, CCN
Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các KCN, CCN (mg/l)
BOD5 COD SS ∑N ∑P Dầu mỡ
238 414 290 232 4 2
Nguồn: Trung tâm Công nghệ Môi trường (ENTEC), năm 2009 [9]
- Dự báo tải lượng: Việc dự báo tải lượng chất ô nhiễm có trong nước thải công nghiệp vào năm 2020 sẽ dự báo theo 3 kịch bản sau:
+ Kịch bản 1: Toàn bộ nước thải KCN, CCN sẽ được thu gom và xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT (cột A – các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt). Đây là kịch bản hoàn hảo và lý tưởng nhất, tuy tính khả thi chưa cao do nhiều nguyên nhân.
+ Kịch bản 2: Toàn bộ nước thải KCN, CCN sẽ được thu gom và xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT (cột B – các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt). Đây là kịch bản được mong đợi và được hướng đến trong tương lai vì hiện tại nước của sông VCĐ chỉ dùng cho mục đích tưới tiêu không dùng cho mục đích sinh hoạt.
- 21 -
+ Kịch bản 3: Giữ nguyên nồng độ nước thải hiện trạng, riêng các KCN và CCN mới theo quy hoạch dự báo sẽ áp dụng hệ số phát thải như đã trình bày ở trên và được tóm tắt lại trong bảng 1.7.
Bảng 1.7: Nồng độ chất ô nhiễm trong các kịch bản dự báo năm 2020
Nồng độ lựa chọn TSS COD BOD5 ∑N ∑P
QCVN 24:2009 Cột A,(Kịch bản 1) 50 50 30 15 4 QCVN 24:2009 Cột B,(Kịch bản 2) 100 80 50 30 6 Nồng độ theo nghiên cứu Viện Môi trường
và Tài nguyên TPHCM (2005) [14] 210 320 180 50 6 Nồng độ theo nghiên cứu của Trung tâm
công nghệ môi trường ENTEC (2009) [9] 290 414 238 232 4 Đối với kịch bản 3, tác giả sẽ chọn nồng độ theo tính toán của ENTEC vì đây là nghiên cứu gần đây nhất (năm 2009) với số liệu lớn đo đạc thực tế tại hầu hết các KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai.
1.2.5.2. Tải lượng nguồn sinh hoạt
- Lưu lượng nước cấp sinh hoạt: Theo Đề tài “Nghiên cứu xác định tổng tải lượng tối đa ngày phục vụ xây dựng hạn mức xả thải trên sông Sài Gòn (đoạn từ Thủ Dầu Một đến Nhà Bè)” của Nguyễn Kỳ Phùng và cộng sự (năm 2009) [4] có 2 cách sau:
+ Cách 1: Dựa vào nhu cầu dùng nước trung bình của 1 người. Đây cũng là cách tính toán thường thấy trong hầu hết các báo cáo tính toán lưu lượng nước thải vào hệ thống lưu vực sông Đồng Nai dựa trên nhu cầu dùng nước (Lê Trình, ENTEC). Khi đó lượng nước cấp Qsh được tính theo công thức (1.3):
Qsh = Số dân (người)* Tiêu chuẩn dùng nước (l/người.ngày đêm) (1.3) Tiêu chuẩn dùng nước (l/người.ngày đêm) sẽ tuỳ thuộc vào nhu cầu dùng nước của từng khu vực dân cư và theo quy hoạch phát triển KT – XH. Theo Quy hoạch phát triển KT – XH của tỉnh Tây Ninh, tính đến năm 2020 nhu cầu cấp nước đối với từng khu vực cụ thểđược trình bày trong bảng 1.8.
Bảng 1.8: Nhu cầu cấp nước tỉnh Tây Ninh tính đến năm 2020
- 22 -
Stt Khu vực 2007 2010 2020
01 Thành thị 120 150 180
02 Nông thôn 30 50 80
Nguồn: Uỷ ban nhân dân tỉnh Tây Ninh [12]
+ Cách 2: Dựa theo tiêu chuẩn của Bộ Xây dựng thì nhu cầu cấp nước có tính đến hệ số dùng nước lớn nhất trong ngày Kmax (ngày) và các tỉ lệ theo Qsh dịch vụ khác, tỉ lệ thất thoát nước theo các công thức (1.4), (1.5), (1.6):
Qshngày max = N * Qtc * Kmax/1000 (m3/ngđ) (1.4)
Qshdịch vụ khác = Q shngày max * Tỉ lệ theo Qshdịch vụ khác (%) (1.5)
Tổng Qshngày max= Qshngày max + Qshdịch vụ khác + (Qshngày max + Qshdịch vụ khác )* tỉ lệ thất thoát (%) (1.6)
Trong đó:
+ N: Số dân được cấp nước (người);
+ Qtc: Tiêu chuẩn dùng nước trung bình của 1 người/ngày (l/người.ngày đêm);
+ Kmax: Hệ số dùng nước lớn nhất trong ngày (ngày);
+ Qsh: Lưu lượng nước cấp (m3/ngày đêm)
Hai cách tính này hiện vẫn được các đơn vị nghiên cứu thực hiện. Với các số liệu thu thập được, tác giả sẽ dùng cách 1 để tính toán lượng nước sinh hoạt.
- Lưu lượng nước thải: Từ lượng nước cấp được tính toán theo 2 cách trên, việc tính toán lượng nước thải cũng được tính bằng 2 cách sau:
+ Cách 1: tính bằng 85% lượng nước cấp (thường được áp dụng trong đa số các nghiên cứu liên quan)
+ Cách 2: tính theo Viện Môi trường Tài nguyên (2001):
X Lưu lượng nước thải SH (m3/ngày) Lưu lượng nước thải tính theo tiêu chuẩn cấp nước (m3/ngày) Tỉ lệ hao hụt do bốc hơi, tự thấm và thoát vào các nguồn tiếp nhận khác (%) Lưu lượng nước thải tính theo tiêu chuẩn cấp nước (m3/ngày) - =
- 23 -
Việc xác định tỉ lệ hao hụt do bốc hơi, tự thấm và thoát vào các nguồn tiếp nhận khác (%) đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào chỉ ra được số chính xác. Vì vậy trong luận văn tác giả sẽ sử dụng cách 1 (tính bằng 85% lượng nước cấp) để tính lượng nước thải phát sinh từ nguồn sinh hoạt.
Để dự báo lượng nước thải sinh hoạt đến năm 2020 theo cách tính như trên nhất thiết cần phải dựđoán được dân số vào năm 2020. Theo các nghiên cứu xã hội học, hiện nay có thể dự báo dân số theo các phương pháp khác như: phương pháp cân đối lao động (dựa trên cơ sở tính toán trực tiếp nhu cầu lao động cần thiết của các ngành ở năm định hình quy hoạch), phương pháp hồi quy tuyến tính (căn cứ vào số liệu lịch sử thống kê dân số nhiều năm), phương pháp tăng tự nhiên (dựa vào tỉ lệ tăng dân số) và phương pháp dùng hàm toán học dựa vào số liệu dân số hiện tại và tỉ lệ tăng dân số trung bình.
Luận văn sẽ sử dụng phương pháp dùng hàm Euler cải tiến để tính toán dự báo dân số lưu vực sông VCĐ trên địa bàn tỉnh Tây Ninh theo công thức (1.7):
N*i+1 = Ni + r.Ni.Δt (1.7)
Trong đó:
+ Ni: Số dân năm 2009 (người);
+ N*i+1 : Số dân sau 1 năm (người);
+ r: Tốc độ tăng trưởng (%/năm);
+ Δt: Thời gian (năm).
Nồng độ các thông số gây ô nhiễm sẽ được dựa vào định mức tải lượng ô nhiễm trung bình tính cho một người/ngày.đêm do tổ chức Y tế Thế giới – WHO nghiên cứu đối với các nước đang phát triển được trình bày trong bảng 1.9.
Bảng 1.9: Định mức tải lượng ô nhiễm trung bình cho 1 người trong 1 ngày.đêm.
Stt Thông số ô nhiễm nhiễm (g/người/ngày.đêm) Định mức tải lượng ô
Định mức tải lượng ô nhiễm trung bình (g/người/ngày.đêm) 01 BOD 45 – 54 50 02 COD 85 – 102 94 03 TSS 70 – 145 107 04 Dầu mỡ 0 – 30 15
- 24 -
Stt Thông số ô nhiễm nhiễm (g/người/ngày.đêm) Định mức tải lượng ô Định mức tải lượng ô nhiễm trung bình (g/người/ngày.đêm) 05 Tổng N 6 – 12 9 06 Nitơ hữu cơ 2,4 – 4,8 3,6 07 NH4+ 3,6 – 7,2 5,4 08 Tổng P 0,8 – 4,0 2,4 09 Tổng Coliform 106 – 1010 (MPN/100mL) 108 (MPN/100mL) Nguồn: WHO, 1993 [20]