4. Chương 4– PHÂN LOẠI VÙNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CƠNG
4.1.2.6. Kết luận về hướng sử dụng các cơng thức thực nghiệm 74
Do giới hạn vềđiều kiện thực hiện, nên tác giả sẽ căn cứ vào các yếu tố sau để chọn hệ số k1 và k2 như sau:
- Căn cứ vào tính phổ biến trong việc sử dụng các cơng thức thực nghiệm. - Căn cứ vào điều kiện phù hợp với giá trị áp dụng.
- Căn cứ vào những nghiên cứu ứng dụng cĩ độ tin cậy ở Việt Nam. Ư Chọn giá trịk1 = 0.23 ngày-1đểứng dụng tính tốn.
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
75
Ư Giá t rị k2 được tính và so sánh dựa trên 4 cơng thức tiêu biểu và được sử dụng rộng rãi nhất. CT1 : O'connor – Dobbins (1958) : 3.933/21/2 H U CT2 : Churchill et al (1962): 5.0261,6730,969 H U CT3 : Owens et al (1964) : 5.341,850,67 H U CT4 : Langbein và Durum (1967): 5.131,33 H U 4.1.2.7. Xác định nồng độ tối đa
Mục tiêu: xác nồng độ tối đa cho phép của nguồn thải mà nguồn nước cĩ thể tiếp nhận được nhưng vẫn đảm bảo chất lượng cho mục tiêu sử dụng.
Căn cứ theo mơ hình BOD trong dịng chảy và phương trình Steeter-Phelps cho nguồn điểm (C.C.Lee và Shun Dar Lin, Hand book of environmental engineering calculation, Mc GRAW-HILL Co, 2007; Mơ hình hố mơi trường – Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.HCM), nồng độ tối đa được xác định theo các bước như sau:
Nồng độ chất hữu cơ khi pha trộn nguồn thải và nguồn tiếp nhận.
Trong đĩ:
- BOD5 pha trộn (mg/l): Nồng độ chất hữu cơ khi pha trộn nguồn thải và nguồn tiếp nhận.
- Qthải (m3/s): Lưu lượng nước thải của nguồn thải.
- Qsơng (m3/s): Lưu lượng nước thải của của nguồn tiếp nhận. BOD5pha trộn =
Qthải *Cthải + Qsơng*Csơng Qthải + Qsơng
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
76
- Cthải (mg/l): Nồng độ BOD5 của nguồn thải. - Csơng (mg/l): Nồng độ BOD5 của nguồn tiếp nhận.
Nồng độ chất hữu cơở thời điểm ban đầu sau khi cĩ sự pha trộn
Lo =BOD5pha trộn * ek1*5
Nồng độ oxy hồ tan pha trộn ban đầu
Độ thiếu hụt oxy ban đầu sau khi cĩ sự pha trộn tại khu vực tiếp nhận:
Do = DObão hồ – DOmax
Trong đĩ: DObão hồ (mg/l) là nồng độ bão hịa oxy hịa tan, giá trị của bão hịa của oxy hịa tan phụ thuộc vào mạnh vào nhiệt độ của nước thải. Với nhiệt độ dao động từ 20-300C, DObão hồ dao động từ 9.17-7.63 mg/l (Bảng 7.2 Mơ hình hĩa Mơi trường, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.HCM của PGS.TS. Bùi Tá Long).
Độ thiếu hụt tại điểm tới hạn (critical point) so với tiêu chuẩn nguồn tiếp nhận theo quy định.
Dc = DObão hồ - DOmin
Trong đĩ: DOmin là nồng độ oxy hồ tan mà nguồn nước cần đạt được sau khi tiếp nhận nguồn thải.
DOmax = Qthải *Cthải + Qsơng*Csơng Qthải + Qsơng
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
77
Hình 4.1. Đường cong suy giảm oxy.
(Nguồn: C.C.Lee và Shun Dar Lin, Hand book of environmental engineering calculation, Mc GRAW-HILL Co, 2007)
Nồng độ BOD pha lỗng bajn đầu tối đa (La max) bằng cách xét các giá trị Lo tương ứng để tính được tc và tìm ra Dc bằng với kết quảđã tính ở cơng thức trên.
Thời gian đạt được độ thiếu hụt oxy cực đại
Độ thiếu hụt oxy cực đại : Dc = K1/ K2 * Lo*e-k1*tc
Nồng độ BOD ban đầu tối đa của nguồn thải cĩ thể thêm vào (Ye (mg/l)).
Ye *Qthải =(Lamax *(Qthải + Qsơng)) - DOsơng*Qsơng
4.2. ỨNG DỤNG CƠ SỞ TÍNH TỐN CHO KHU VỰC CẤP NƯỚC TRÊN SƠNG SÀI GỊN TRÊN SƠNG SÀI GỊN
4.2.1. Khả năng tiếp nhận nước thải của khu vực hạ nguồn trạm cấp nước trên sơng Sài Gịn. sơng Sài Gịn.
Với đặc điểm phần lớn các nguồn thải từ hoạt động cơng nghiệp khơng thải trực tiếp nước thải ra sơng Sài Gịn nên khơng thể đánh giá trực tiếp khả năng tiếp
tc = 1 ln K2 (1- Do(K2 – K1) ) K2 – K1 K1 K1Lo DO T Cmin DO ban đầu Dc
Đường oxy bão hồ
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
78
nhận của sơng Sài Gịn đối với nguồn thải cơng nghiệp. Đo đĩ đểđánh giá khả năng tiếp nhận nguồn thải của một số khu vực trên sơng Sài Gịn, đề tài sẽ đánh giá theo 2 trường hợp:
Trường hợp 1: Đánh giá khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn đối với các kênh rạch tiếp nhận nước thải đổ trực tiếp ra sơng Sài Gịn. Khi đĩ nguồn thải của sơng Sài Gịn được tạm xem là các kênh rạch tiếp nhận nước thải các loại đổ ra.
Trường hợp 2:
(1) Đánh giá khả năng tiếp nhận nguồn thải cơng nghiệp của kênh rạch trực tiếp tiếp nhận nguồn nước thải này.
(2) Đánh giá khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn đối với các kênh rạch tiếp nhận nước thải đổ trực tiếp ra sơng Sài Gịn nhưở trường hợp 1.
Quy trình đánh giá khả năng tiếp nhận thải từ kênh rạch đổ ra sơng Sài Gịn.
Hình 4.2. Sơđồđánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Ltn ≤ 0 Ltn > 0 Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải cơng nghiệp
của nguồn nước (Ltn) Đánh giá khả năng tiếp nhận nước từ kênh rạch ra sơng Sài Gịn Ltn ≤ 0 Khơng cịn khả năng tiếp nhận các nguồn thải từ kênh rạch Đánh giá khả năng tiếp nhận nước từ kênh rạch ra sơng
Sài Gịn Khả năng tiếp nhận các nguồn thải từ kênh rạch Cịn khả năng tiếp nhận nước thải Ltn≤ 0 Ltn> 0 Nguồn thải ở mức ơ nhiễm cao=>cần xem xét lại mức độ cho phép xả thải
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
79
Để đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của sơng Sài Gịn, đề tài sẽ tiến hành đánh giá khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn tại một số khu vực điển hình cĩ ảnh hưởng cao đến khu vực cấp nước cho thành phố tại 2 khu vực:
Khu vực 1: tính từ rạch Cầu Võng (giáp ranh giữa Huyện Hĩc Mơn và Quận 12) giao với sơng Sài Gịn đổ về thượng nguồn sơng Sài Gịn trên địa bàn thành phố. Tại khu vực này sẽ tiến hành đánh giá trên 2 đối tượng điển hình:
Khu vực gần trạm quan trắc Phú Cường, cách khu vực của trạm bơm Hồ Phú 3.7km với nguồn thải là rạch Bà Bếp – được xem là nguồn thải chính.
Khu vực phía dưới trạm quan trắc Phú Cường khoảng 14km. Đối tượng chính là nước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp đổ vào rạch Bà Hồng dẫn ra sơng Sài Gịn.
Khu vực 2: Đoạn từ rạch Cầu Võng giao với Sơng Sài Gịn trở về phía hạ nguồn (giao với sơng Đồng Nai). Đối tượng được chọn tính tốn chính là Khu cơng nghiệp Tân Bình đổ vào kênh Tham Lương, và khả năng tiếp nhận nguồn thải từ kênh Tham lương của sơng Sài Gịn – khu vực gần trạm quan trắc Bình Phước.
4.2.1.1. Đánh giá khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn đối với rạch Bà Bếp.
Xem rạch Bà Bếp là một nguồn thải đối với sơng Sài Gịn khu vực gần trạm bơm Hồ Phú. Rạch Bà Bếp hiện đang tiếp nhận nước thải của khu cơng nghiệp Tân Quy, nước thải sinh hoạt và dịch vụ của khoảng tám ngàn dân trong khu vực.
Dữ liệu đầu vào để tính khả năng tiếp nhận:
- Lưu lượng của rạch Bà Bếp và khu vực Phú Cường trên sơng Sài Gịn (phụ lục 3.3).
- Chỉ số BOD5, COD và TSS (mục 3.3 và 3.4) của rạch Bà Bếp và sơng Sài Gịn – tại trạm Phú Cường.
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
80
- Tiêu chuẩn yêu cầu đối với nguồn nước thuộc khu vực cấp nước đạt loại A1, A2 và B1 theo QCVN 08:2008/BTNMT.
Với phương pháp tính tốn ở mục 4.1.1 cho kết quả như sau:
Bảng 4.7. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn (tại khu vực trạm Phú Cường) đối với nước thải rạch Bà Bếp
Dữ liệu BOD5 COD TSS
Nồng độ nguồn nước tiếp nhận cho phép:
Ctc-A1 (QCVN08)(mg/l) 4.0 10.0 20.0
Nồng độ nguồn nước tiếp nhận cho phép
Ctc-A2 (QCVN08)(mg/l) 6.0 15.0 30.0
Nồng độ nguồn nước tiếp nhận cho phép
Ctc-B1 (QCVN08)(mg/l) 15.0 30.0 50.0
Tải lượng tương ứng: Ltd-A1 (kg/ngày) 21,295.9 53,239.7 106,479.4
Tải lượng tương ứng: Ltd-A2 (kg/ngày) 31,943.8 79,859.5 159,719.0
Tải lượng tương ứng: Ltd-B1 (kg/ngày) 79,859.5 159,719.0 266,198.4
Nồng độ nguồn tiếp nhận Cs (kg/ngày) 3.230 5.850 10.0
Tải lượng nguồn tiếp nhận: Ln (kg/ngày) 8,210.3 14,870.1 25,418.9
Nồng độ nguồn thải: Ct-Bà Bếp (kg/ngày) 17.7 21.3 30.0
Tải lượng nguồn thải: Lt (kg/ngày) 49,242.8 59,258.3 83,462.4
Khả năng tiếp nhận đối với tiêu chuẩn
A1:Ltn-A1 (kg/ngày) -14,462.9 -8,355.5 -960.8
Khả năng tiếp nhận đối với tiêu chuẩn
A2:Ltn-A2 (kg/ngày) -10,203.7 2,292.5 20,335.1
Khả năng tiếp nhận đối với tiêu chuẩn
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
81
Kết luận
- Với yêu cầu nguồn tiếp nhận đạt tiêu quy chuẩn loại A1: cho kết quả Ltn< 0 với các thơng số COD, BOD5 và TSS => cĩ nghĩa khu vực Phú Cường khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của rạch Bà Bếp với các chỉ số này hiện nay.
- Với yêu cầu nguồn tiếp nhận đạt tiêu quy chuẩn loại A2: cho kết quả Ltn< 0 với thơng số BOD5 và TSS => cĩ nghĩa khu vực Phú Cường khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của rạch Bà Bếp với các chỉ số này hiện nay.
4.2.1.2. Khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp và rạch Bà Hồng của sơng Sài Gịn. Hồng của sơng Sài Gịn.
a. Khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp của rạch Bà Hồng
Khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp cĩ nguồn thải ra rạch Bà Hồng với các giá trị BOD5, COD, TSS, ∑N nhưđã trình bày ở mục. 3.1.1, lưu lượng của rạch Bà Hồng được lấy từ phụ lục 3.3 và lưu lượng thải của khu cơng nghiệp (mục 3.1.1).
Do nồng độ các chất ơ nhiễm trong nguồn thải cơng nghiệp lớn hơn tiêu chuẩn cho phép nên khả năng tiếp nhận được tính theo 2 trường hợp.
Trường hợp 1: Tính khả năng tiếp nhận theo nồng độ thực tế của khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp cho kết quả như sau:
Bảng 4.8. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhậnnước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp của rạch Bà Hồng theo nồng độ thực tế.
Dữ liệu BOD5 COD TSS ∑ N
Ltn-A2 (kg/ngày) -14,554.686 -15,390.242 17,495.184 875.432 Ltn-B1 (kg/ngày) -6,212.282 -1,486.236 36,033.860 5,510.101 Ltn-B2 (kg/ngày) 3,057.056 17,052.439 82,380.548 10,144.770
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
82
Trường hợp 2: Giả sử nồng độ nước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp đạt tiêu chuẩn loại A và B theo QCVN 24: 2009/BTNMT cho kết quả tính tốn như sau:
Bảng 4.9. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhậnnước thải khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp của rạch Bà Hồng theo tiêu chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT
Dữ liệu BOD5 COD TSS ∑ N Ltn-A-A2 (kg/ngày) -14,392.166 -14909.6 17,583.437 909.688 Ltn-A-B1 (kg/ngày) -6,049.763 -1005.56 36,122.112 5,544.357 Ltn-B-A2 (kg/ngày) -14,406.682 -14945.9 17,547.149 898.802 Ltn-B-B1 (kg/ngày) -6,064.278 -1041.85 36,085.824 5,533.471 Kết luận
- Trường hợp 1: Tính dựa trên nồng độ thực tế của khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp, với hiện trạng rạch Bà Hồng cĩ mức độ ơ nhiễm cao hơn so với yêu cầu đạt quy chuẩn loại A1, A2. Kết quả tính khả năng tiếp nhận theo quy chuẩn loại A2 và B2 cĩ giá trị Ltn < 0 => rạch Bà Hồng khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp đối với các thơng số COD, BOD5 .
- Trường hợp 2: Tính theo tiêu chuẩn cho phép xả thải đối với hoạt động cơng nghiệp theo QCVN 24: 2009/BTNMT loại A và B. Kết quả tính tốn cho thấy, khả năng tiếp nhận của kênh Tham Lương với yêu cầu đạt quy chuẩn loại A2, B1 cĩ giá trị Ltn < 0 => khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của khu cơng nghiệp Tân Thới Hiệp đối với các thơng số COD, BOD5.
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
83
b. Khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn đối với rạch Bà Hồng.
Rạch Bà Hồng đổ trực tiếp ra sơng Sài Gịn gần khu vực cấp nước cho kết với các dữ liệu đầu vào tương tự như các phần trình bày trên:
Bảng 4.10. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhận của sơng Sài Gịn (khu vực trạm Phú Cường) đối với rạch Bà Hồng Dữ liệu BOD5 COD Ltn-A2 (kg/ngày) -11,558.336 -5,580.852 Ltn-B1 (kg/ngày) 5,928.333 23,563.596 Ltn-B2 (kg/ngày) 25,357.965 62,422.860
Như vậy, nguồn tiếp nhận trên sơng Sài Gịn cách khu vực cấp nước gần 20km về phía hạ nguồn:
- Với yêu cầu đạt quy chuẩn loại A2 cĩ giá trị Ltn < 0 => khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của rạch Bà Hồng với thơng số COD, BOD5; - Với yêu cầu đạt quy chuẩn loại B1 thì Ltn > 0 => cịn khả năng tiếp nhận.
Kết luận: Như vậy qua hai bước đánh giá, các giá trị Ltn đều âm => điều này cho thấy cần mức độ ơ nhiễm của các nguồn thải là rất lớn, mà khả năng tiếp nhận của nguồn nước là khơng cao. Do đĩ cần xem xét lại tình trạng xả thải nước thải sinh hoạt và đề xuất mức tiêu chuẩn cho phép xả thải cơng nghiệp cao hơn hiện nay cho khu vực này.
4.2.1.3. Khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân Bình và kênh Tham Lương của sơng Sài Gịn Lương của sơng Sài Gịn
a. Khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân Bình của kênh Tham Lương
Khu cơng nghiệp Tân Bình cĩ nguồn thải trực tiếp ra kênh Tham Lương với các giá trị BOD5, COD, TSS, Fe, ∑ N và ∑ P như đã trình bày ở mục. 3.1.1, lưu
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
84
lượng của kênh Tham Lương được lấy từ mục 4.6 và lưu lượng thải của khu cơng nghiệp mục (3.1.1).
Do nồng độ các chất ơ nhiễm trong nguồn thải cơng nghiệp lớn hơn tiêu chuẩn cho phép nên tính khả năng tiếp nhận được chia làm hai trường hợp.
Trường hợp 1: Tính tốn theo Nồng độ thực tế của KCN Tân Bình. Bảng 4.11. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân
Bình của kênh Tham Lương theo nồng độ thực tế
Khả năng tiếp nhận BOD5 COD TSS Fe ∑ N ∑ P
Khả năng chịu tại đối với tiêu
chuẩn A2: Ltn-A2 (kg/ngày) -1,226 -2,376 1,683 54 50 1.2
Ltn-B1 (kg/ngày) -348 -913 3,634 103 537 11
Ltn-B2 (kg/ngày) 627 1,038 8,513 152 1,025 30
Trường hợp 2: Giả sử nồng độ nước thải KCNTân Bình đạt tiêu chuẩn loại A và B theo QCVN 24: 2009/BTNMT cho kết như sau:
Bảng 4.12. Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Tân Bình của kênh Tham Lương theo QCVN 24: 2009/BTNMT
Chỉ tiêu
Khả năng tiếp nhận
Ltn-A-A2 (kg/ngày) Ltn-A-B1 (kg/ngày)
Ltn-B-A2 (kg/ngày)
Ltn-B-B1 (kg/ngày) Khả năng tiếp nhận theo quy chuẩn loại A2 và B1 của nguồn tiếp nhận trong trường hợp nguồn thải cơng nghiệp đạt tiêu chuẩn A và
B
BOD5 -1,180 -302 -1,196 -318
HD: PGS.TS. Nguyễn Đinh Tuấn HV: Nguyễn Thị Tú Uyên
85
Chỉ tiêu
Khả năng tiếp nhận
Ltn-A-A2 (kg/ngày) (kg/ngày) Ltn-A-B1 (kg/ngày) Ltn-B-A2 (kg/ngày) Ltn-B-B1 Khả năng tiếp nhận theo quy chuẩn loại A2 và B1 của nguồn tiếp nhận trong trường hợp nguồn thải cơng nghiệp đạt tiêu chuẩn A và
B TSS 1,822 3,774 1.782 3,734 Fe 54 103 51 100 ∑ N 88 576 76 563 ∑ P 5 14.5 3 13 Kết luận:
- Trường hợp 1: Tính dựa trên nồng độ thực tế của khu cơng nghiệp Tân Bình với hiện trạng kênh Tham Lương cĩ mức độ ơ nhiễm cao hơn rất nhiều so với yêu cầu đạt quy chuẩn loại A2 và cả loại B1, cho kết quả Ltn< 0 => nên khơng cịn khả năng tiếp nhận nguồn thải của khu cơng nghiệp Tân Bình đối với các thơng số COD, BOD5 .
- Trường hợp 2: Tính theo tiêu chuẩn cho phép xả thải đối với hoạt động cơng nghiệp theo QCVN 24: 2009/BTNMT loại A và B. Kết quả cho