đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiệu quả cho khu đô thị ecopark tỉnh hưng yên

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRẦN MẠNH CƯỜNG – KHÓA 2017 - 2019, CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRẦN MẠNH CƯỜNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
HIỆU QUẢ CHO KHU ĐÔ THỊ ECOPARK - TỈNH HƯNG YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRẦN MẠNH CƯỜNG
KHÓA 2017 - 2019

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
HIỆU QUẢ CHO KHU ĐÔ THỊ ECOPARK - TỈNH HƯNG YÊN

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

PGS.TS. ĐOÀN THU HÀ
XÁC NHẬN
CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

PGS.TS. TRẦN THANH SƠN

Hà Nội - 2019


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại khoa Sau Đại học - Trường Đại
học Kiến trúc Hà Nội, tôi đã hoàn thành luận văn thạc sỹ chuyên ngành Kỹ
thuật cơ sở hạ tầng.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Kiến trúc Hà
Nội, Khoa sau đại học, Khoa Đô thị và toàn thể các thầy giáo, cô giáo đã giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết
ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đoàn Thu Hà, người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã
hết lòng giúp đỡ và tận tình giảng giải cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu
và hoàn thành luận văn.
Trong quá trình làm luận văn, tôi đã có cơ hội học hỏi và tích lũy thêm
được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc của mình.
Tuy nhiên, do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý
số liệu với khối lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là không thể tránh
khỏi. Do đó, tôi rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy

cô giáo cũng như ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các bạn bè đồng nghiệp, bạn bè
trong lớp CH17Đ đã động viên, đóng góp ý kiến và hỗ trợ tôi trong quá trình
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 4 năm 2019
Tác giả luận văn

Trần Mạnh Cường


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ 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

Trần Mạnh Cường


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
BOD

Tiếng Anh
Biochemical Oxygen
Demand

5 ngày

Nhu cầu ôxy sinh học sau

BOD20

DO

20 ngày
Chemical Oxygen
Demand
Dissolved Oxygen

MBBR

Membrance Bio Reator

XLNT

Ôxy hòa tan

Công nghệ xử lý bằng
màng lọc

Moving Bed Biofilm

Công nghệ màng vi sinh

Reactor

tầng chuyển động

NTSH

SBR

Nhu cầu ôxy hóa học

Hệ thống thoát nước

HTTN
MBR

Nhu cầu ôxy sinh hóa
Nhu cầu ôxy sinh học sau

BOD5

COD

Tiếng Việt

NTSH
Sequencing Batch
Reactor

Công nghệ xử lý theo quy
trình phản ứng từng mẻ
liên tục
Xử lý nước thải

DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Số hiệu

Tên bảng, biểu

bảng, biểu

Trang

Bảng 1.1

Thành phần đặc trưng của NTSH

10

Bảng 1.2

Lượng chất bẩn xả vào hệ thống thoát nước

11

Bảng 1.3

Khối lượng chất bẩn có trong NTSH, g/người.ngày

13

Bảng 1.4

Lưu lượng nước thải khu đô thị Ecopark

23

Bảng 2.1

Tải trọng hữu cơ tính toán cho bể lọc sinh học xử lý NH4+

44

Bảng 2.2

Chỉ số thành phần nước thải trước và sau xử lý

47

Bảng 2.3

Một số giống vi khuẩn chính trong bùn hoạt tính và chức
năng

49

Bảng 3.1

Lượng chất bẩn của một người trong một ngày thải vào HTTN

72

Bảng 3.2

Tính toán công suất thoát nước lưu vực 3

74

Bảng 3.3

So sánh công trình xử lý của công nghệ

75

Bảng 3.4

So sánh chỉ tiêu chi phí quản lý vận hành công nghệ xử lý
nước thải hàng năm cho Ecopark

80

Bảng 3.5

So sánh công nghệ Aerotank và MBBR

80

Bảng 3.6

So sánh công nghệ MBR và MBBR

80

Bảng 3.7

So sánh công nghệ Aeroten, SBR và MBBR

81

Bảng 3.8

Thông số chất lượng đầu vào của nước thải sinh hoạt

88

Bảng 3.9

Thông số chất lượng đầu ra của nước thải sinh hoạt

88

Bảng 3.10

Thông số đệm plastic

90

Bảng 3.11

Tổng hợp chi phí vận hành công nghệ

106

DANH MỤC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

Hình 1.1

Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên

4

Hình 1.2

Vị trí Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên

5

Hình 1.3

Thành phần các chất bẩn trong NTSH

13

Hình 1.4

Các loại chất rắn trong nước thải

14

Hình 1.5

Quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chất hữu cơ
trong nước

18

Hình 1.6

XLNT trong đất

29

Hình 1.7

Nguyên lý vận hành đĩa lọc sinh học

32

Hình 1.8

Quá trình XLNT bằng phương pháp bùn hoạt tính

33

Sơ đồ công nghệ xử lý triệt để nước thải riêng biệt bằng bể
Hình 2.1

lọc sinh học (biofilter) - xử lý BOD, NH 4 và NO3

44

Sơ đồ công nghệ xử lý triệt để nước thải riêng biệt bằng bể
Hình 2.2



lọc sinh học(biofilter)-xử lý BOD và NH 4 cùng trong một bể

45

biofilter,xử lý NO3.riêng
(a) Quá trình nitrat hoá (nitrification) và khử nitrat truyền thống
Hình 2.3

(denitrification)
(b) Quá trình anammox hay là oxi hoá nitơ amôn qua

46

nitrit
Sơ đồ xử lý phosphrus (P) bằng phương pháp sinh học sử
Hình 2.4

dụng vật liệu bám dính cốt sắt (Fe) không có bùn hoạt tính

47

tuần hoàn
Hình 2.5

Chu trình xử lý của công nghệ SBR

54

Hình 2.6

Công nghệ MBR

55

Hình 2.7

Công nghệ MBBR

57

Hình 2.8

Giá thể di động

60


Hình 2.9

Sự phát triển của lớp màng biofilm

61

Hình 2.10

Mặt cắt lớp màng vi sinh vật trên giá thể K1

62

Hình 3.1

Hiện trạng phát triển giai đoạn 1 khu đô thị Ecopark, Văn
Giang, Hưng Yên

67

Hình 3.2

Phân lưu vực thoát nước trong khu đô thị Ecopark

70

Hình 3.3

Dây chuyền xử lý nước thải theo công nghệ MBBR

84

Hình 3.4

Giá thể di động lơ lửng trong bể MBBR

86

Hình 3.5

Quy trình lựa chọn, tính toán công nghệ xử lý

100

Hình 3.6

Bố trí trạm XLNT trong khu đô thị Ecopark

102


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
* Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
* Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 2
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 2
* Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 2
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................... 3

* Cấu trúc luận văn ........................................................................................... 3
NỘI DUNG ............................................................................................................ 4
Chương 1. TỔNG QUAN XỬ LÝ NTSH CHO KHU ĐÔ THỊ ECOPARK....... 4
1.1. Đặc điểm hiện trạng Khu đô thị Ecopark .................................................. 4
1.1.1. Vị trí và đặc điểm điều kiện tự nhiên Khu đô thị Ecopark [12] ............... 4
1.1.2. Hiện trạng công trình hạ tầng kỹ thuật Khu đô thị Ecopark [12] ............. 7
1.2. Tổng quan về NTSH ................................................................................... 9
1.2.1. Đặc điểm, thành phần của NTSH ........................................................... 9
1.2.2. Tính chất vật lý của NTSH ................................................................... 12
1.2.3. Tính chất hóa học của NTSH ............................................................... 16
1.2.4. Tính chất sinh học của NTSH .............................................................. 20
1.2.5. Tình hình xử lý và ô nhiễm NTSH ở Việt Nam .................................... 21
1.2.6. Hệ thống thoát nước Khu đô thị Ecopark ............................................. 22
1.3. Tổng quan các phương pháp, các công nghệ xử lý NTSH ...................... 24
1.3.1. Tổng quan các phương pháp xử lý NTSH ............................................ 24
1.3.2. Tổng quan các công nghệ xử lý NTSH ................................................. 28


Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC
TRONG XỬ LÝ NTSH ....................................................................................... 36
2.1. Cơ sở pháp lý xử lý nước thải sinh hoạt các khu đô thị .......................... 36
2.2. Lý thuyết xử lý sinh học............................................................................ 36
2.2.1. Động học quá trình xử lý sinh học và các yếu tố ảnh hưởng ................. 37
2.2.2. Xử lý sinh học theo nguyên lý lọc bám dính......................................... 39
2.2.3. Xử lý sinh học theo nguyên lý sinh trưởng lơ lửng ............................... 48
2.2.4. So sánh phương pháp xử lý sinh học với các phương pháp xử lý khác . 50
2.2.5. Phạm vi áp dụng của phương pháp xử lý sinh học ................................ 52
2.3. Một số công nghệ xử lý NTSH hiện đang sử dụng ở Việt Nam............... 53
2.4. Lý thuyết về giá thể di động và màng biofilm.......................................... 59
2.5. Cơ chế xử lý các chất trong NTSH của công nghệ sử dụng giá thể di

động .................................................................................................................. 63
2.6. Kinh nghiệm thực tiễn về xử lý nước thải sinh hoạt các khu đô thị ....... 64
Chương 3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NTSH KHU ĐÔ THỊ ECOPARK
.............................................................................................................................. 67
3.1. Lưu vực thoát nước, tính chất nước thải Khu đô thị Ecopark ............... 67
3.1.1. Phân lưu vực thoát nước....................................................................... 68
3.1.2. Tính chất nước thải Khu đô thị Ecopark ............................................... 71
3.1.3. Tiêu chuẩn thoát nước, công suất thoát nước Khu đô thị Ecopark ........ 73
3.2. Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải cho khu đô thị Ecopark ................. 74
3.2.1. So sánh lựa chọn công nghệ xử lý sinh học .......................................... 74
3.2.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ MBBR ................................................. 81
3.3. Tính toán thiết kế dây chuyền xử lý NTSH ứng dụng công nghệ MBBR
cho Khu đô thị Ecopark .................................................................................. 87
3.3.1. Tính toán bể tiếp nhận và bể điều hòa .................................................. 87
3.3.2. Tính toán bể giá thể di động MBBR ..................................................... 88
3.3.3. Tính toán bể lắng ................................................................................. 95
3.3.4. Tính toán bể khử trùng ......................................................................... 96


3.3.5. Tính toán bể nén bùn ............................................................................ 97
3.4. Quy hoạch trạm XLNT cho khu đô thị Ecopark ..................................... 99
3.4.1. Quy hoạch trạm XLNT ........................................................................ 99
3.4.2. Các bộ phận chức năng trong trạm XLNT [16] .................................. 103
3.5. Đánh giá kinh tế - kỹ thuật của công nghệ MBBR ................................ 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 108
KẾT LUẬN .................................................................................................... 108
KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1

MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài
Xử lý nước thải hiện đang là vấn đề cực kỳ quan trọng đối với các tổ
chức, doanh nghiệp và cả cộng đồng. Trong những năm gần đây, mặc dù đầu
tư vào lĩnh vực thoát nước và xử lý nước thải đòi hỏi lượng vốn đầu tư rất lớn
nhưng đa phần các đô thị vừa và lớn đều đã có dự án thoát nước và vệ sinh môi
trường với các quy mô khác nhau. Tuy nhiên, hệ thống thoát nước được đầu tư
qua nhiều thời kỳ, nhiều công trình đã xuống cấp, khả năng tiêu thoát kém, gây
ô nhiễm môi trường.
Tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, cùng với sự ra đời của nhiều cụm dân
cư, nhiều khu đô thị mới phát sinh lượng lớn nước thải xả ra môi trường. Bên
cạnh những lợi ích to lớn từ quá trình phát triển kinh tế, xã hội như đời sống
người dân ngày một nâng cao thì vấn đề ô nhiễm môi trường cũng đã, đang nảy
sinh và tác động tiêu cực đến đời sống xã hội và sức khỏe của người dân. Theo
các tài liệu điều tra, khảo sát, thống kê về thoát nước và xử lý nước thải đô thị,
tỷ lệ bao phủ mạng lưới thoát nước ở các đô thị nước ta hiện chỉ đạt khoảng 30
– 70%, tỷ lệ nước thải đô thị được thu gom và xử lý đạt từ 12 – 15% lượng
nước thải phát sinh. Đặc biệt, còn có sự chênh lệch lớn về mức độ bao phủ của
hệ thống thoát nước và xử lý nước giữa các đô thị do mức độ quan tâm và năng
lực đầu tư khác nhau.
Nhiều dự án thoát nước chưa phát huy được hiệu quả để bảo vệ môi
trường do việc đầu tư chưa đồng bộ giữa công trình xử lý với mạng lưới thu
gom cũng như trình độ quản lý, vận hành hệ thống chưa đáp ứng nhu cầu thực
tế… Do vậy, ô nhiễm môi trường do nước thải đô thị đang là một vấn đề gây
bức xúc cho toàn xã hội, ảnh hưởng đến môi trường sống và sự phát triển kinh
tế, xã hội của đất nước.

2

Hiện nay, rất nhiều các khu đô thị ở các thành phố lớn vẫn chưa có hoặc
chưa hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt của các
khu đô thị này đa phần chỉ xử lý sơ sài bằng phương pháp vi sinh, sau đó chảy
thẳng ra môi trường. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ, khi chưa xử
lý đạt chuẩn mà xả trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm, thậm chí gây suy
thoái nguồn nước mặt, nước ngầm.
Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên được quy hoạch và xây dựng với
mục tiêu trở thành đô thị xanh kiểu mẫu của nước ta. Các cư dân ở đây được
trải nghiệm một cuộc sống với những giá trị về cộng đồng, văn hoá và con
người. Trong đó vấn đề vệ sinh môi trường mà cụ thể là nước thải cần được
quan tâm hàng đầu.
Trước yêu cầu về xử lý nước thải phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế
– xã hội, hiện nay các công nghệ xử lý nước thải đang được đầu tư nghiên cứu
và đổi mới. Các dây chuyền, công nghệ được áp dụng cần phải phù hợp với từng
đối tượng cụ thể và mang lại hiệu quả cao khi vận hành. Luận văn trình bày về
công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tiên tiến và tính toán công trình phù hợp với
thực tế.
* Mục đích nghiên cứu
Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp, mang lại hiệu quả cao cho
Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên giai đoạn II.
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
‑ Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ xử lý NTSH phù hợp cho khu đô thị
Ecopark – tỉnh Hưng Yên giai đoạn II.
‑ Phạm vi nghiên cứu: NTSH khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên giai
đoạn II.
* Phương pháp nghiên cứu
‑ Phương pháp thu thập, kế thừa tài liệu, kết quả đã nghiên cứu.

3

‑ Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa, xử lý thông tin.
‑ Phương pháp phân tích tổng hợp, so sánh, tiếp cận hệ thống.
‑ Phương pháp chuyên gia, đúc rút kinh nghiệm, đề xuất giải pháp.
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
‑ Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu sự ứng dụng dây chuyền xử lý nước thải
vào đối tượng cụ thể với hiệu quả cao.
‑ Ý nghĩa thực tiễn: Xử lý NTSH cho Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên
giai đoạn II với hiệu quả cao.
* Cấu trúc luận văn
Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo, nội
dung chính của Luận văn gồm ba chương:
Chương 1. Tổng quan xử lý NTSH cho Khu đô thị Ecopark.
Chương 2. Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý sinh học trong xử lý NTSH.
Chương 3. Đề xuất công nghệ xử lý NTSH Khu đô thị Ecopark.


4

NỘI DUNG
Chương 1. TỔNG QUAN XỬ LÝ NTSH CHO KHU ĐÔ THỊ ECOPARK
1.1. Đặc điểm hiện trạng Khu đô thị Ecopark
1.1.1. Vị trí và đặc điểm điều kiện tự nhiên Khu đô thị Ecopark [12]

Hình 1.1. Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên [12]

 Vị trí địa lý
Khu vực phát triển giai đoạn II của dự án có diện tích 177,84ha nằm ở

phía Nam sông Bắc Hưng Hải. Ranh giới phát triển giai đoạn II như sau:
‑ Phía Bắc giáp sông Bắc Hưng Hải và giai đoạn I của dự án;
‑ Phía Nam giáp đường quy hoạch và xã Phụng Công;
‑ Phía Đông giáp xã Cửu Cao;
‑ Phía Tây giáp xã Xuân Quan.
 Địa hình
Địa hình khu vực dự án khá bằng phẳng và thấp hơn các khu vực dân cư
xung quanh. Cao độ địa hình hiện trạng khoảng 1,5m đến 3,5m, không có sự


5

thay đổi cao độ đặc biệt nào. Nhìn chung, địa hình có hướng thấp dần từ phía
Nam lên phía Bắc.
Đây là khu đất nông nghiệp, trồng cây cảnh và hoa màu của địa phương.

Hình 1.2. Vị trí Khu đô thị Ecopark – tỉnh Hưng Yên [12]

 Khí hậu
Dự án nằm trong vùng khí hậu đặc trưng của khu vực đồng bằng Bắc Bộ
là nhiệt đới gió mùa với 2 mùa khác biệt trong năm. Mùa mưa từ tháng 4 đến
tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Tổng lượng mưa trung bình năm theo số liệu của trạm khí tượng Hưng
Yên là 1562mm và phân bố không đều.
Nhiệt độ ban ngày trong khoảng 10-25ºC vào mùa đông và 25-35ºC vào
mùa hè.


6

 Thủy văn
Khu vực dự án thuộc lưu vực của hai con sông là sông Hồng và sông Bắc
Hưng Hải. Tuy nhiên ảnh hưởng của hai con sông này đến dự án là không lớn
do chúng đều có hệ thống đê bao quanh.
Sông Hồng: Là sông lớn thứ hai ở Việt Nam, đoạn chảy qua Hà Nội như
cánh cung ôm lấy phần phía Nam Hà Nội. Theo tài liệu quan trắc từ năm 1990
đến nay thì lưu lượng trung bình tháng thấp nhất là 959 m3/s (tháng 2) và cao
nhất là 7147 m3/s (tháng 7), bình quân cả năm là 2640 m3/s. Mực nước sông
Hồng cao nhất vào mùa lũ, thay đổi từ +10,15m đến +11,94m và thấp nhất vào
mùa khô là +2,07m.
 Địa chất công trình, địa chất thủy văn
a. Địa chất công trình
Theo kết quả khảo sát địa chất, địa tầng khu vực dự án có thể phân chia
thành các lớp đất từ trên xuống như sau:
- Lớp 1: Sét, lẫn cát pha, sét pha, màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng.
- Lớp 2a: Sét lẫn hữu cơ, đất than bùn hóa, màu xám xanh, xám nâu, trạng thái
dẻo chảy.
- Lớp 2b: Sét pha, màu xám xanh, xám nâu, xám đen trạng thái dẻo chảy.
- Lớp 3: Sét pha, màu xám trắng, xám ghi, trạng thái dẻo mềm.
- Lớp 4: Sét pha, màu xanh, xám vàng, trạng thái dẻo cứng.
- Lớp 5: Sét pha, màu nâu vàng, nâu tím, xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo
mềm.
- Lớp 6: Cát bụi, màu xám nâu, xám vàng, kết cấu chặt vừa.
- Lớp 7: Cát hạt vừa, màu xám nâu, xám vàng, xám ghi, kết cấu rời chặt vừa.
Đặc điểm đất nền :
- Lớp 1 là lớp sét chiều dày từ 1,7 - 1,9m, trạng thái dẻo cứng. Lớp này là lớp
có sức chịu tải trung bình.


7

- Các lớp 2a, 2b, 3 là các lớp sét, đất than bùn trạng thái dẻo mềm đến dẻo
chảy, chiều dày tổng cộng lớn khoảng 6,2m - 18m là lớp gây biến dạng chủ
yếu khi đắp cát san nền.
- Phía dưới là các lớp 4, 5, 6, 7 là các lớp sét pha, cát pha, cát trạng thái cứng
và nửa cứng là lớp có sức chịu tải tương đối tốt và gần như không chịu biến
dạng khi đắp cát san nền.
b. Địa chất thủy văn
Theo số liệu địa chất thủy văn do Viện Địa chất và Môi trường (năm
2010), điều kiện địa chất thủy văn trong khu vực như sau:
‑

Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh): Chiều dày tầng

trung bình khoảng 9,31m. Tầng có độ giàu nước thuộc loại trung bình, lưu
lượng trung bình 2 – 2,2l/s. Chiều sâu mực nước của tầng vào mùa khô thường
<1m, trung bình 0,85 – 1,0m, còn mùa mưa mực nước dâng sát mặt đất.
‑

Tầng chứa nước trong trầm tích Pleistocen trên (qp2): Chiều dày trung

bình khoảng 14,25m. Tầng có độ giàu nước thuộc loại trung bình. Chiều sâu
mực nước của tầng nằm nông, từ 0,8 – 2,0m.
‑

Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen (qp1): Chiều dày

trung bình 34,66m. Độ giàu nước của tầng từ giàu đến rất giàu.
‑

Các tầng chứa nước khe nứt, lỗ hổng Neogen (m): Chiều sâu tầng từ 5 –

13m và có loại giàu nước trung bình.
1.1.2. Hiện trạng công trình hạ tầng kỹ thuật Khu đô thị Ecopark [12]
a. Giao thông
Khu vực phía Nam sông Bắc Hưng Hải hiện trạng chủ yếu là đất canh
tác nông nghiệp. Hệ thống đường giao thông hiện trạng chủ yếu là đường đất
phục vụ sản xuất nông nghiệp, chất lượng đường thấp.
b. Hiện trạng nền thoát nước
 Hiện trạng nền


8

‑ Hiện trạng là đất nông nghiệp và các ao hồ.
‑ Cao độ nền hiện trạng trong khu vực dự án thay đổi từ 1,5m (ao, hồ) đến
3,5m.
‑ Các khu vực canh tác nông nghiệp hiện trạng có cao độ trung bình từ
2,5m đến 3,5m. Một số khu vực thường bị ngập khi có mưa.
 Hiện trạng thoát nước mưa
Nước mặt phát sinh trong khu vực chủ yếu chảy tràn trên bề mặt, một
phần tự thấm xuống nền đất, một phần được dẫn đến các hệ thống kênh mương
nội đồng và kênh KT0 rồi được đưa về trạm bơm Văn Giang để bơm ra sông
Hồng.
 Hiện trạng thoát nước thải
Hiện trạng trong khu vực là đất canh tác nông nghiệp nên không có
NTSH phát sinh.
c. Cấp điện
Khu vực dự án chủ yếu là các hoạt động canh tác nông nghiệp. Mạng
lưới cấp điện trong khu vực chủ yếu là lưới điện phục vụ các khu dân cư hiện

trạng xung quanh dự án.
Mạng lưới cấp điện hiện trạng bao gồm các tuyến điện 35KV phục vụ
cho các khu dân cư hiện trạng xung quanh là các tuyến điện đi nổi trên các cột
điện bê tông.
Tại phía Nam khu vực dự án, trạm biến áp 110KV Văn Giang công suất
2×63MVA đã được đầu tư xây dựng. Đây sẽ là trạm cấp điện chính cho khu
vực huyện Văn Giang và khu vực dự án sau này.
d. Cấp nước
Hiện khu vực chưa có hệ thống cấp nước sạch, nguồn nước sinh hoạt cho
dân cư xung quanh dự án do các hộ dân tự khai thác bằng các giếng đào và
giếng khoan.


9

1.2. Tổng quan về NTSH
1.2.1. Đặc điểm, thành phần của NTSH
Theo QCVN 14-2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải sinh hoạt, “NTSH là nước thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của con người
như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân”. [3]
NTSH là nước đã qua sử dụng bởi một cộng đồng và có chứa tất cả những
vật chất được thêm vào trong suốt quá trình sử dụng. [25]
NTSH là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt,
tắm rửa, vệ sinh nhà cửa… của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở
dịch vụ… [6]
NTSH xuất phát từ nhiều nguồn, NTSH thường được thải ra từ các căn
hộ, cơ quan, xí nghiệp, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng
khác và trong các cơ sở sản xuất. Đặc tính của NTSH là thường bị ô nhiễm bởi
các cặn hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua chỉ tiêu BOD5, COD), các
chất dinh dưỡng (nitơ, photpho), các vi trùng gây bệnh (e.coli, coliform,…).

Dựa vào nguồn xuất phát, tính chất, NTSH được chia thành nước đen và nước
xám. Nước đen bao gồm phân và nước tiểu, nước tiểu được gọi là nước vàng
và phân với nước được gọi là nước nâu. Nước đen có hàm lượng chất rắn cao
và đóng góp một lượng đáng kể các chất dinh dưỡng (nitơ và photpho). Nước
xám bao gồm nước từ phòng tắm, chậu rửa và từ bếp, chiếm đến 50 - 75%
lượng nước thải trong hộ gia đình. So với nước thải đen, nước thải xám có nồng
độ ô nhiễm thấp hơn về chất hữu cơ (BOD5, COD), chất dinh dưỡng (nitơ,
photpho) và mầm bệnh. [14]
NTSH bao gồm nhiều thành phần khác nhau, trong đó thành phần chủ
yếu của NTSH có chứa 52% là các chất hữu cơ hòa tan (BOD5, COD) và 48%
là các chất vô cơ (nitơ, photpho). NTSH chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy
sinh học như các chất protein (65%), hydrat cacbon (25%) và các chất béo


10

(10%). Khi phân hủy thì vi sinh vật cần lấy oxi hòa tan trong nước để chuyển
hóa các chất hữu cơ trên thành CO2, N2, H2O, CH4… Chỉ thị cho lượng chất
hữu cơ có trong nước thải có khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật
chính là chỉ số BOD5. Chỉ số này biểu diễn lượng oxi cần thiết mà vi sinh vật
phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Thành phần
đặc trưng của NTSH thể hiện trong bảng 1.1. [6,25]
Bảng 1.1. Thành phần đặc trưng của NTSH [6]
Chất ô nhiễm

Nồng độ (mg/l)
Lớn nhất

Trung bình

Nhỏ nhất

1.200

720

350

Chất rắn hòa tan (TDS)

850

500

250

Chất lơ lửng (SS)

350

220

100

BOD5

400

220

110

Tổng N

85

40

20

Nitơ hữu cơ

35

15

8

NH4+-N

50

25

12

NO2--N

0,1

0,05

0

NO3--N

0,4

0,2

0,1

Tổng chất rắn (TS)

Tổng P

8

Clorua (Cl-)

100

50

30

Độ kiềm tính theo CaCO3

200

100

50

Tổng chất béo

150

100

50

Lượng NTSH của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp, đặc
điểm hệ thống thoát nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh… Theo TCVN
7957:2008, tiêu chuẩn thải nước đô thị bao gồm NTSH và dịch vụ xác định
theo tiêu chuẩn cấp nước tương ứng với từng đối tượng và từng giai đoạn xây
dựng. [2]


11

Tiêu chuẩn NTSH của các khu dân cư đô thị thường từ 100 – 250
l/người.ngày (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 – 500 l/người.ngày
(đối với các nước phát triển). Ở nước ta hiện nay, tiêu chuẩn cấp nước dao động
từ 100 – 300 l/người.ngày. Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn cấp nước
sinh hoạt từ 80 – 120 l/người.ngày. Thông thường tiêu chuẩn NTSH lấy bằng
80 – 100% tiêu chuẩn cấp nước. Ngoài ra, lượng NTSH của khu dân cư còn
phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết
và tập quán sinh hoạt của người dân.
Lượng nước thải tập trung của đô thị rất lớn. Trong quá trình sinh hoạt,

con người xả vào hệ thống thoát nước một lượng chất bẩn nhất định, phần lớn
là các loại cặn, chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng. Ở nước ta, tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 7957:2008 có những quy định về lượng chất bẩn tính cho một
người dân đô thị xả vào hệ thống thoát nước trong một ngày như bảng 1.2.
Lưu lượng và tải trọng NTSH thay đổi trong ngày cũng như trong tuần
và trong năm. Lưu lượng thấp vào ban đêm và tăng nhanh chóng vào thời gian
xung quanh bữa ăn. Các hoạt động của một hộ gia đình diễn ra phổ biến hơn
trong những ngày cuối tuần. Trong mùa nóng, con người sử dụng nhiều nước
hơn mùa lạnh nên lưu lượng NTSH cũng có sự thay đổi theo mùa trong năm.
Bảng 1.2. Lượng chất bẩn xả vào hệ thống thoát nước [2]
Các đại lượng

Khối lượng (g/người.ngày)

Chất rắn lơ lửng

60 – 65

BOD5 của nước thải đã lắng

30 – 35

BOD5 của nước thải chưa lắng

65

Nitơ của muối amoni (N-NH4)

8

Photphat (P2O5)

3,3

Clorua (CL-)

10

Chất hoạt động bề mặt

2 – 2,5


12

NTSH có chứa nhiều loại vi khuẩn, vi rút, nguyên sinh bào và giun sán
là mầm gây ra các bệnh như tả, lỵ, thương hàn, bại liệt, giun, sán… Mức độ ô
nhiễm về mặt vi sinh của nước thải thường được đánh giá thông qua các chỉ
tiêu vi khuẩn đại diện: Escherichia coli và Enterococci, Coliform chịu nhiệt và
Coliform tổng số, tính bằng cách đếm trực tiếp số lượng vi khuẩn hoặc xác định
theo phương pháp MPN. [25]
Con người có thể tiếp xúc với các nguồn bệnh này thông qua việc sử
dụng các nguồn nước bị ô nhiễm, ăn các thực phẩm bị ô nhiễm do sống trong
nguồn nước bị ô nhiễm. Các dòng chảy tràn từ hệ thống bể tự hoại, cống rãnh…
gây mất vệ sinh, trở thành nơi sinh sản của muỗi, sinh vật hại và tăng khả năng
lan truyền bệnh tật cho con người.
Trong NTSH có chứa rất nhiều hóa chất độc hại, từ các vật dụng chúng
ta sử dụng hằng ngày như xà bông, nước rửa chén, thuốc tẩy đồ, hay các rác
thải rắn khó phân hủy như túi nilon, lọ chai thủy tinh, chai nhựa. Những chất
thải này khi vào nguồn nước mà không thông qua xử lý thì sẽ gây ô nhiễm

nguồn nước, còn kèm theo đó là những mầm bệnh mà vô tình chúng ta mắc
phải như tiêu chảy, đau bụng, uốn ván, hay thậm chí nguy hiểm hơn là các bệnh
về đường ruột, hay ung thư… Không những gây ảnh hưởng đến sức khỏe mà
việc ô nhiễm NTSH còn đang hủy hoại dần môi trường, làm ảnh hưởng tới các
mạch nước ngầm, ảnh hưởng tới đất làm cho đất không thể trồng trọt, không
khí cũng bị đe dọa khi bốc những mùi rất khó chịu, phá hủy hệ sinh thái. NTSH
ảnh hưởng đến đời sống của các loài động vật, thực vật thủy sinh và vi sinh vật
có lợi sống trong các thủy vực. Vì vậy, cần phải thu gom, xử lý NTSH đạt tiêu
chuẩn trước khi thải vào nguồn tiếp nhận ngoài môi trường. [14]
1.2.2. Tính chất vật lý của NTSH
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: Các
chất rắn, độ đục, màu sắc, mùi vị, nhiệt độ, lưu lượng.


13

a. Các chất rắn trong nước thải
Nước thải là hệ đa phân tán bao gồm nước và các chất bẩn. Theo
Stroganov X.N., các nguyên tố chủ yếu tham gia trong thành phần nước thải là
cacbon, hydro, oxy và nitơ ứng với công thức trung bình C12H26O6N. Các chất
bẩn trong nước thải có các thành phần hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới dạng cặn
lắng, các chất rắn không lắng được là các chất hoà tan và dạng keo. Thành phần
chất bẩn trong NTSH được biểu thị theo sơ đồ hình 1.3.
Nước thải sinh hoạt

99% là chất lỏng

0,1% là chất rắn

50-70% là chất hữu cơ

Các chất khác

65% là
protein

25% là
cacbonhidrat

10% là các
chất béo

Cát

Kim loại

Muối

Hình 1.3. Thành phần các chất bẩn trong NTSH [6]

Khối lượng chất bẩn do một người thải vào NTSH trong một ngày được
xác định theo bảng 1.3.
Bảng 1.3. Khối lượng chất bẩn có trong NTSH, g/người.ngày [6]
Thành phần

Cặn lắng

Chất rắn
không tan

Chất hòa tan

Tổng cộng

Hữu cơ

30

10

50

90

Vô cơ

10

5

75

90

Tổng cộng

40

15

125

180


14

Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng của nước thải. Các chất rắn
không hoà tan có hai dạng: chất rắn keo và chất rắn lơ lửng. Chất rắn lơ lửng
(SS) được giữ lại trên giấy lọc kích thước lỗ 1,2 m, bao gồm chất rắn lơ lửng
lắng được và chất rắn lơ lửng không lắng được. Các chất rắn lơ lửng trong nước
có bản chất là: các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn,
hạt sét), các chất hữu cơ không tan, các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động
vật nguyên sinh…).
Phân loại chất rắn trong nước thải nêu trên hình 1.4.
Chất rắn hoà tan

Chất rắn keo

Chất rắn lơ lửng

TS
TSS

TDS

10-8

10-7

10-6 10-5 10-4

Kích thước hạt, mm
10-3
10-2 10-1 1
Khử bằng keo

Lắng được

Hình 1.4. Các loại chất rắn trong nước thải [6]

Khi xả nước thải vào nguồn nước mặt, các chất rắn không hoà tan có thể
lắng đọng vào đầu cống xả. Cặn lắng có thể cản trở dòng chảy, thay đổi kích
thước và chế độ thuỷ lực sông, hồ. Thành phần hữu cơ trong bùn cặn nước thải
đô thị rất lớn (từ 55 - 70%). Hiện tượng lắng cặn hữu cơ kèm theo quá trình hô
hấp vi sinh trong lớp bùn gây thiếu oxy và tạo nên các khí độc hại như H2S,
CH4… vùng cống xả, nước vùng này có màu đen và mùi hôi của hyđrô sunfua.
b. Màu
Đây là một trong những thông số để xác định chất lượng nước. Nhìn
chung màu nước thải thường là màu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ
bị thay đổi đáng kể nếu như nó bị nhiễm khuẩn, khi đó nước thải sẽ có màu đen
tối. Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt hoặc do các sản phẩm được
tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng