Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị Mai Pha-Lạng Sơn

Header Page 1 of 120.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

VŨ XUÂN PHÚ

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ
MAI PHA – LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

Hà Nội – 2016
luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 1 of 120.


Header Page 2 of 120.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

VŨ XUÂN PHÚ
KHÓA : 2014 - 2016

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ
MAI PHA – LẠNG SƠN
Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Mã số: 60.58.02.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS. TSKH. TRẦN HỮU UYỂN

Hà Nội – 2016
luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 2 of 120.


Header Page 3 of 120.

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tời thầy giáo
GS.TSKH Trần Hữu Uyển đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực
hiện luận văn này. Trong suốt quá trình thực hiện luận văn mặc dù rất bận rộn trong
công việc nhưng thầy vẫn dành rất nhiều thời gian và tâm huyết trong việc hướng dẫn
tôi. Thầy đã truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức khoa học có giá trị để luận văn này
được hoàn thành.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Sau Đại Học, Trường Đại học Kiến
Trúc Hà Nội đã tận tâm truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi
trong suốt thời gian học tập vừa qua.

Hà Nội, Năm 2016

Vũ Xuân Phú

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 3 of 120.


Header Page 4 of 120.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập
của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có
nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Vũ Xuân Phú

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 4 of 120.


Header Page 5 of 120.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa sinh học

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa hóa học

DO

Dissolved Oxygen

Oxy hòa tan

DOC

Dissolved Organic Carbon

Lượng cacbon hữu cơ hòa tan

XLNT

Xử lý nước thải

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

XLNT

Xử lý nước thải

HCHC

Hợp chất hữu cơ

HCVC

Hợp chất vô cơ

HTTN

Hệ thống thoát nước

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

NTSH

Nước thải sinh hoạt

VSV

Vi sinh vật

VLL

Vật liệu lọc

SS

Suspended Solids

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 5 of 120.

Cặn lơ lửng


Header Page 6 of 120.

Số hiệu
Bảng 1.1
Bảng 1.2

Bảng 1.3

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Tên bảng biểu
Nhiệt độ trung bình hàng năm
Độ ẩm trung bình hàng năm
Tổng hợp thống kê dân số

Bảng 1.4
Bảng 1.5

Phân bố dân số theo các ngành kinh tế
Các bệnh lây theo nguồn nước

Bảng 1.6
Bảng 1.7

Bảng thông số nước thải đầu vào đô thị
Thông số đầu vào và đầu ra của NTSH

Bảng 2.1

Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư

Bảng 2.2

Chất bẩn do một người thải vào nước thải sinh hoạt/ngày

Bảng 2.4

Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa
cho trongnước thải sinh hoạt
Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sau các bước xử lý

Bảng 2.5

Hệ thống các PP và công trình xử lý sinh học nước thải

Bảng 2.6

Phạm vi ứng dụng của các phương pháp XLSH nước thải

Bảng 2.7
Bảng 2.8
Bảng 3.1

Tổng hợp các công trình XLNT đang áp dụng hiện nay
So sánh một số công nghệ XLNT đang được áp dụng

Bảng 3.2

Giá trị các thông số ô nhiễm

Bảng 3.3
Bảng 3.3
Bảng 3.4

Kết quả tính toán phương án 1
Tổn thất áp lực qua các công trình chính -PA1
Kết quả tính toán phương án 2

Bảng 3.5

Tổn thất áp lực qua các công trình chính -PA2
Khái toán chi phí đầu tư phương án 1
Chi phí điện
Khái toán chi phí dầu tư phương án 2

Bảng 2.3

Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8

Các thông số của nước thải sinh hoạt Khu đô thị Mai Pha

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 6 of 120.


Header Page 7 of 120.

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Số hiệu

Tên hình

Hình 1.1

Bản đồ vị trí khu đô thị Mai Pha Lạng Sơn

Hình 1.2

Bản đồ khu đô thị Mai Pha Lạng Sơn

Hình 1.3

Hiện trạng cống thoát nước khu đô thị Mai Pha Lạng Sơn

Hình 1.4

Nước thải sinh hoạt theo rác cuốn ra môi trường

Hình 1.6

Nước thải sinh hoạt theo rác cuốn ra môi trường

Hình 1.7

Sơ đồ xử lý nước thải tại Lạng Sơn

Hình 2.1

Thành phần các chất bẩn trong nước thải sinh hoạt

Hình 2.2

Sơ đồ xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí

Hình 2.3

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng bể bể lọc sinh học nhỏ giọt

Hình 2.4

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Hình 2.5

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng bể lọc sinh học ngập nước

Hình 2.5

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng mương oxy hóa

Hình 2.6

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng aeroten truyền thống

Hình 2.7

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng aeroten hoạt động theo mẻ

Hình 2.8

Mương oxy hóa

Hình 3.1

Vị trí đặt trạm xử lý nước thải

Hình 3.2

Sơ đồ dây chuyền công nghệ Phương án 1

Hình 3.3

Sơ đồ dây chuyền công nghệ Phương án 2

Hình 3.4

Bố trí sơ bộ mặt bằng, cao trình các công trình trong TXL-PA1

Hình 3.5

Bố trí sơ bộ mặt bằng, cao trình các công trình trong TXL-PA2

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 7 of 120.


Header Page 8 of 120.

MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt
Danh mục hình ảnh, hình vẽ
Danh mục bảng, biểu
MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài.................................................................................... ........... 1

* Mục đích nghiên cứu
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Phương pháp nghiên cứu
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Cấu trúc luận văn
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. HIỆN TRẠNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚCTHẢI TẠI KĐT
MAI PHA - LẠNG SƠN.................................................................. .............................. 3

1.1. Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của KĐT Mai Pha- Lạng Sơn.... .......... 3
1.1.1. Vị trí và đặc điểm điều kiện tự nhiên............................................ ............. 3
1.1.2. Hiện trạng kinh tế xã hội.............................................................. .............. 10
1.2. Hiện trạng môi trường, thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt..... ...... 12
1.2.1. Hiện trạng môi trường.................................................................. .............. 12
1.2.2. Hiện trạng thoát nước................................................................... .............. 15
1.2.3. Hiện trạng xử lý nước thải.......................................................................... 16
1.2.4. Định hướng thoát nước................................................................ .............. 17
1.3.Tổng quan kinh nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt công suất nhỏ ở Việt
Nam và thể giới................................................................................ ..................... 19

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 8 of 120.


Header Page 9 of 120.

1.3.1. Tổng quan XLNT khu đô thị tại các nước trên thế giới............. ................ 19
1.3.2. Tổng quan XLNT KĐT tại Việt Nam........................................... ............. 22
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỤM DÂN CƯ, KHU ĐÔ THỊ NHỎ....... .................... 24

2.1. Cơ sở pháp lý về quản lý thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt.... ....... 24
2.2. Tổng quan về nước thải sinh hoạt đô thị ........................................... ......... 24
2.2.1. Nguồn gốc, thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt........ .............. 25
2.2.2. Ảnh hưởng của nước thải đến môi trường và sức khỏe con người .............. 31
2.3. Tổng quan về xử lý nước thải đô thị hiện nay................................. .............. 32
2.3.1. Các bước xử lý nước thải.............................................................. ............... .33
2.3.2. Quá trình xử lý nước thải............................................................... .............. 34
2.3.2. Cơ chế chuyển hóa sinh học các chất bẩn hữu cơ........................ ................ 36
2.3.2. Quá trình xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí...................... ................ 38
2.3.2. Quá trình xử lý nước thải trong điều kiện yếm khí...................... ................ 42
2.4. Một số dây chuyền công nghệ XLNT sinh hoạt đang áp dụng hiện
nay........................................................................................................... ............... 42
2.4.1 XLNT bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt............................................. ............... 42
2.4.2. XLNT bằng bể lọc sinh học ngập nước (bioten) ........................................ 44
2.4.3 XLNT bằng bể Aeroten truyền thống............................................ ............... 46
2.4.4. XLNT bằng bể Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR)..... ................ 47
2.4.5. XLNT bằng mương oxy hóa........................................................ ............... 48
2.5. Phân tích, đánh giá các dây chuyền công nghệ XLNT đang áp dụng
hiện nay.................................................................................................... ............. 49
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CHO KĐT MAI PHA- LẠNG SƠN................... .................................. 52

3.1. Các thông số cơ bản để tính toán thiết kế ................................. . ............... 52

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 9 of 120.


Header Page 10 of 120.

3.1. 1Nguyên tắc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho

KĐT......................................................................................................... ............... 52
3.1. 2. Vị trí công suất hệ thống xử lý nước thải cho KĐT Mai Pha Lạng Sơn ........................................................................................................... 52
3.1.3. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt đầu vào.................................. ................ 54
3.1.4. Yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý....................................... ................ 54
3.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho KĐT Mai
Pha............................................................................................................ ............. 55
3.2.1. Phương án 1: XLNT bằng bể Aeroten ........................................ ................ 56
3.2.2 Phương án 2: Xử lý nước thải bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt. ..................... 56
3.3. Tính toán các hạng mục của phương án đề xuất........................................ 60
3.4. So sánh 2 phương án........................................................................ ............. 73
3.4.1. Về kinh tế...................................................................................... ............... 74
3.4.2. Về yêu cầu vận hành..................................................................... ............... 77
3.4.3. Ưu nhược điểm của từng công nghệ............................................ ................ 78
3.4.4. Đề xuất lựa chọn........................................................................... ............... 78
Kết luận và kiến nghị
Kết luận ......................................................................................... ........................ 79
Kiến nghị........................................................................................ ....................... 79
Tài liệu tham khảo

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 10 of 120.


Header Page 11 of 120.

1
PHẦN MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài
Bước sang thế kỷ 21, Cùng với sự phát triển về công nghiệp, khoa học kỹ thuật, nhân
loại đã có nhưng bước tiến to lớn trong kinh tế, cải thiện chất lượng cuộc sống. Song
bên cạnh đó các vấn đề biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm

nước nói riêng đang là thách thức không nhỏ cho các nước trên thế giới cũng như tại
Việt Nam. Việc xử lý nước thải trong có đó nước thải sinh hoạt là vấn đề cấp thiết
nhằm bảo vệ nguồn nước, lưu vực, sức khỏe người dân góp phần giúp kinh tế phát
triển bền vững.
Hiện nay, tại Việt Nam các khu đô thị đang được quan tâm đầu tư xây dựng hệ
thống thoát nước và xử lý nước thải.Tuy nhiên việc thực hiện còn chậm chạp và có rất
nhiều bất cập.Như việc chủ đầu tư không muốn xây dựng, hay trì hoãn việc XLNT do
xây dựng tốn kém, kinh phí vận hành duy tu bảo dưỡng cao.Nhiều hệ thống xử lý nước
thải khi đưa vào hoạt động không hiệu quả.Do vậy việc nghiên cứu đề xuất đưa ra dây
chuyền công nghệ phù hợp cho các khu đô thị nhỏ với chi phí đầu tư thấp, vận hành
đơn giản là thiết thực và phù hợp với điều kiện nước ta hiện nay.
Đưa ra dây truyền công nghệ xử lý nước thải hợp lý cho khu đô thị Mai Pha- Lạng
Sơn là hết sức cần thiết góp phần ổn định môi sinh và bảo vệ môi trường, đưa thành
phố Lạng Sơn thành một thành phố văn minh hiện đại.
* Mục đích nghiên cứu
- Bảo vệ môi trường cảnh quan cho khu đô thị
- Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải hợp lý cho khu đô thị Mai Pha – Lạng Sơn phù
hợp .
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu : Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại KĐT Mai Pha –
Lạng Sơn
- Phạm vi nghiên cứu: KĐT Mai Pha – Lạng Sơn
* Phương pháp nghiên cứu

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 11 of 120.


Header Page 12 of 120.

2

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa, thu thập tài liệu;
- Phương pháp nghiên cứu có chọn lọc các tài liệu và kế thừa kết quả

nghiên cứu

của các đề tài nghiên cứu khoa học và các dự án khác có liên quan;
- Phương pháp hệ thống hoá, phân tích, so sánh, tổng hợp nhằm đưa ra lựa chọn phù
hợp.
* Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Góp phần tìm hiểu nhân rộng mô hình phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đơn
giản, dễ vận hành cho KĐT nhỏ.
- Bảo vệ môi trường, cải thiện chất lượng nguồn nước.
* Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận
- Chương I: Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại KĐT Mai Pha – Lạng Sơn
- Chương II: Cơ sở lý luận và thực tiễn nghiên cứu về xử lý nước thải sinh hoạt cụm
dân cư, khu đô thị nhỏ
- Chương III: Đề xuất công nghệ XLNT cho khu đô thị Mai Pha – Lạng Sơn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 12 of 120.


Header Page 13 of 120.

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 13 of 120.


Header Page 14 of 120.

79

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo xả ra nguồn tiếp nhận cho các khu vực đô thị nhỏ
hiện nay đang được ban ngành các cấp chính quyền quan tâm. Tuy nhiên do kinh phí
đầu tư xây dựng và vận hành của các trạm xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay còn cao
dẫn đến tình trạng các dự án đầu tư cũng như ngân sách địa phương không đủ vốn để
đầu tư xây dựng. Thêm nữa, việc đưa các công nghệ xử lý nước thải áp dụng vào các
khu vực cụ thể còn rất nhiều bất cập. Do đó việc nghiên cứu, đề xuất dây chuyền công
nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện kinh tế và tập quán của từng địa phương
với chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành bảo dưỡng thấp là hết sức cần thiết.
Với nhiều ưu điểm nổi bật về vốn đầu tư ban đầu cũng như vận hành đơn giản, không
sử dụng nhiều năng lượng của công nghệ bể lọc sinh học nhỏ giọt, nếu được nghiên và
ứng dụng thành công thì đây sẽ là hướng mới trong XLNT sinh hoạt đồng thời đem lại
lợi ích kinh tế to lớn và góp phần bảo vệ môi trường.
2. Kiến nghị
Để đánh giá đầy đủ và chính xác hiệu quả làm việc của công nghệ xử lý nước thải
trong điều kiện của khu đô thị Mai Pha - Lạng Sơn cũng như các khu vực khác trên

lãnh thổ Việt Nam cần phải được tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới.Trong thời
gian ngắn, đề tài mới chỉ dừng lại trong phạm vi nghiên cứu lý thuyết, chưa có điều
kiện nghiên cứu thực nghiệm. Mục tiêu hướng tới là nghiên cứu ứng dụng thành công
công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp phù hợp với điều kiện của từng địa phương góp
phần bảo vệ môi trường sống.

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 14 of 120.


Header Page 15 of 120.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải quy mô vừa và nhỏ, NXB Khoa học và
Kỹ thuật.
2. Trần Đức Hạ (2009), Bài giảng xử lý nước thải, Đại học Xây dựng, Hà Nội.
3. Hoàng Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước tập 2- Xử lý nước thải, NXB
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Hoàng Huệ (2009), Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội
5. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,NXB Xây
Dựng.
6. Trần Hiếu Nhuệ (1990), Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Đại học
Xây Dựng, Hà Nội.
7. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2009), Xử lý
nước thải đô thị và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia, Hồ Chí Minh.
8. Nguyễn Văn Tuân (2014), Nghiễn cứu áp dụng công nghệ bể lọc sinh học vật
liệu dạng tấm ở Việt Nam, Luận Văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Xây dựng, Hà
Nội.
9. UBND xã Mai Pha (2015), Quy hoạch xây dựng khu đô thị mới Mai Pha –
Lạng Sơn

10. Hoàng Thị Bích Trà Luận văn thạc sỹ , Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị
bằng công nghệ bùn hoạt tính dạng mẻ cải tiến cho khu đô thị Times city –
Hà Nội
11. Hoàng Thị Hương,Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu đề xuất dây chuyền công
nghệ xử lý nước thải cho thị trấn Tản Viên Sơn – Ba Vì - Hà Nội
Tiếng Anh
12. Brentwood industries(2009),Trickling filters: System Components &
Applications,US.

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 15 of 120.


Header Page 16 of 120.

13. Georgy Tchobanoglous(2004), Wastewater engineering- treatmentt and
reuse, McGraw-Hill
Website cổng thông tin điện tử một số cơ quan, đơn vị:
Chính phủ Việt nam

: www.chinhphu.gov.vn;

UBND thành phố Lạng sơn

: www.langson.gov.vn

luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 16 of 120.