Luận văn thạc sĩ đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại nhà máy xử lý nước thải gia sàng, thành phố thái nguyên, tỉnh thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.35 MB, 101 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------------------------
PHẠM THÀNH CÔNG
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT CỦA HỆ THỐNG MOT TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ
NƯỚC THẢI GIA SÀNG, THÀNH PHỐ THÁI
NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------------------------
PHẠM THÀNH CÔNG
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT CỦA HỆ THỐNG MOT TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ
NƯỚC THẢI GIA SÀNG, THÀNH PHỐ THÁI
NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 8.44.03.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Dư Ngọc Thành
Thái Nguyên - 2020
i
CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Các thơng
tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc./.
Thái Nguyên, tháng 09 năm 2020
Học viên
Phạm Thành Công
ii
LỜI CẢM ƠN
Trải qua một quá trình học tập và nghiên cứu, luận văn của tơi đã được
hồn thành. Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm
giúp đỡ nhiệt tình của ban giám hiệu Trường Đại học nơng lâm Thái Ngun,
Phịng Đào tạo, cùng sự tận tình giảng dạy của các thầy cơ trong khoa Mơi
trường đã giúp tơi hồn thành khóa học của mình. Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo TS. Dư Ngọc Thành đã rất tận lịng hướng dẫn tơi trong
q trình nghiên cứu và hồn thành luận văn này.
Nhân dịp này tôi cũng gửi lời cảm ơn tới cán bộ công nhân viên Nhà
máy xử lý nước Gia Sàng, thành phố Thái Nguyên đã giúp đỡ tơi trong suốt
q trình thực tập tại Nhà máy và đặc biệt tơi xin cảm ơn gia đình đã ln ở
bên động viên giúp đỡ tơi trong q trình học tập và hoàn thành luận văn.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học
viên, luận văn này không thể tránh được những thiếu sót. Tơi rất mong nhận
được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cơ để tơi hồn chỉnh đề tài này
tốt hơn, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này.
Cuối cùng, xin chúc các thầy cô mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công
trong sự nghiệp trồng người, trong nghiên cứu khoa học./.
Học viên
Phạm Thành Công
iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần chính của nước thải sinh hoạt..................................................... 8
Bảng 1.2. Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người.....................9
Bảng 2.1. Lịch lấy mẫu nước thải đầu vào (chưa xử lý) và đầu ra (sau xử lý) để
thử nghiệm.......................................................................................................................................... 24
Bảng 2.2. Phương pháp thử các thông số đánh giá chất lượng nước thải.........25
Bảng 3.1. Lưu lượng nước thải được thu gom theo từng tuyến đường..............37
Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo của hệ thống công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại
Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng Thái Nguyên.......................................................... 41
Bảng 3.1. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 1 năm 2019........47
Bảng 3.2a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 1 năm 2019)...................................................................................................................... 48
Bảng 3.2b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 1 năm 2019)...................................................................................................................... 49
Bảng 3.3. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 2 năm 2019........50
Bảng 3.4a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 2 năm 2019)...................................................................................................................... 51
Bảng 3.4b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 2 năm 2019)...................................................................................................................... 52
Bảng 3.5. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 3 năm 2019........53
Bảng 3.6.a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 3 năm 2019)...................................................................................................................... 54
Bảng 3.6b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 3 năm 2019)...................................................................................................................... 55
Bảng 3.7. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 4 năm 2019........57
Bảng 3.8a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 4 năm 2019)...................................................................................................................... 58
iv
Bảng 3.8b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 4 năm 2019)...................................................................................................................... 59
Bảng 3.9. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 5 năm 2019........60
Bảng 10.a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 5 năm 2019)...................................................................................................................... 60
Bảng 3.10b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 5 năm 2019)...................................................................................................................... 61
Bảng 3.11. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 6 năm 2019....62
Bảng 12.a. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 6 năm 2019)...................................................................................................................... 63
Bảng 3.12b. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 6 năm 2019)...................................................................................................................... 64
Bảng 3.13. Chất lượng nước thải sinh hoạt trước xử lý tháng 7 năm 2019....65
Bảng 3.14. Chất lượng nước thải sinh hoạt sau xử lý của hệ thống MOT
(Tháng 7 năm 2019)...................................................................................................................... 66
Bảng 3.15. Hiệu suất xử lý chất hữu cơ (theo BOD5) trong
nước thải sinh hoạt của hệ thống xử lý MOT………………………………. 67
Bảng 3.16. Hiệu suất xử lý tổng các chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước thải
sinh hoạt của hệ thống xử lý MOT ………………………………………… 68
Bảng 3.17. Hiệu suất xử lý Amoni (theo N) trong nước thải sinh hoạt
của hệ thống xử lý MOT ……………………………………………….…..69
Bảng 3.18. Hiệu suất xử lý phốt pho (theo P2O5) trong nước thải sinh hoạt
của hệ thống xử lý MOT ………………………………………………..….69
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Sơ đồ lưu vực thu gom nước thải sinh hoạt của Nhà máy xử lý nước
thải Gia Sáng Thái Nguyên........................................................................................................ 38
Hình 3.2 . Sơ đồ cấu tạo của hệ thống công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại
Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng Thái Ngun………………………… 41
Hình 3.3. Mơ hình cấu tạo 3D của Mương oxy hóa..................................................... 42
Hình 3.4. Sơ đồ hai modul của mương oxy hóa và bể lắng bùn…………. 44
Hình 3.5. Toàn cảnh Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng Thái Nguyên.............46
Chữ viết tắt
APEC
BTNMT
BOD5
BOD20
COD
CMT8
CMT8
CP
CHXHCN
DO
MBBR
MBR
MOT
MPN/100ml
NĐ
ODA
TN-XLNT
TX
TP
QCVN
XLNT
UASB
UBND
UV
vii
MỤC LỤC
CAM ĐOAN......................................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................... vi
MỤC LỤC.......................................................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU................................................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................................. 1
3. Ý nghĩa của đề tài......................................................................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học......................................................... 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................. 4
1.1. Cơ sở lý luận của đề tài......................................................................................................... 4
1.1.1. Một số khái niệm.................................................................................................................. 4
1.1.2. Khái quát về thoát nước và nước thải sinh hoạt................................................... 5
1.1.3. Các phương pháp xử lý nước thải............................................................................. 10
1.1.4. Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.............................................................. 11
1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài..................................................................................................... 14
1.3. Tổng quan các nghiên cứu về nước thải sinh hoạt................................................ 15
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ………………………………………………………………………….22
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................................. 22
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................................... 22
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu.......................................................................................................... 22
2.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu............................................................................. 22
2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................ 22
2.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................... 23
viii
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp.................................................... 23
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp....................................................................... 23
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 27
3.1. Khái quát về thành phố Thái Nguyên và Nhà máy xử lý nước thải Gia
Sàng........................................................................................................................................................ 27
3.1.1. Khái quát về thành phố Thái Nguyên và dự án hệ thống thoát nước và xử lý
nước thải thành phố Thái Nguyên.......................................................................................... 27
3.1.2. Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng thành phố Thái Nguyên......................29
3.1.3. Hệ thống thu gom nguồn nước thải của Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng
thành phố Thái Nguyên................................................................................................................ 31
3.2. Công nghệ xử lý nước thải tại Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng thành phố
Thái Nguyên....................................................................................................................................... 39
3.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống cơng nghệ mương
oxy hóa (MOT) tại phường Gia Sàng thành phố Thái Nguyên............................... 45
3.3.1. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 1 năm 2019.............................................. 47
3.3.2. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 2 năm 2019.............................................. 50
3.3.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 3 năm 2019.............................................. 53
3.3.4. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 4 năm 2019.............................................. 56
3.3.5. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 5 năm 2019.............................................. 59
3.3.6. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 6 năm 2019.............................................. 62
3.3.7. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại Nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng trong tháng 7 năm 2019.............................................. 65
ix
3.3.8. Hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống xử lý MOT……… 68
3.4. Những tồn tại, biện pháp khắc phục và nâng cao hiệu quả công tác vận hành
hệ thống xử lý nước thải Gia Sàng TP Thái Nguyên.................................................... 71
3.4.1. Một số vấn đề tồn tại trong q trình vận hành mương tuần hồn (MOT)71
3.4.2. Biện pháp khắc phục tồn tại và nâng cao hiệu quả công tác vận hành hệ
thống xử lý nước thải Gia Sàng thành phố Thái Nguyên........................72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................. 75
1. Kết luận........................................................................................................................................... 75
2. Kiến nghị........................................................................................................................................ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................... 75
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Xã hội ngày càng phát triển, dân số đông, điều kiện sinh hoạt của con
người cũng như đời sống được nâng lên, dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt
của con người thải ra ngày càng nhiều.
Hiện nay, trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, phần lớn nước thải sinh
hoạt của khu dân cư cùng với nước thải của các cơ sở dịch vụ, thương mại,
kinh doanh, bệnh viện... chưa được thu gom và xử lý trước khi đổ ra môi
trường. Các hệ thống cống rãnh cũ thu gom nước thải sinh hoạt phân tán trong
thành phố không qua xử lý được xả thẳng xuống sơng Cầu. Trong thành phố
các hộ gia đình và các cơng trình cơng cộng dịch vụ... nước thải sinh hoạt chỉ
được xử lý bằng bể tự hoại ba ngăn nên nước đầu ra chưa đảm bảo quy chuẩn
về nước thải sinh hoạt xả ra môi trường. Hơn thế nữa, bể tự hoại tại các hộ gia
đình, khu dân cư chủ yếu tự thiết kế, tự xây chưa đúng tiêu chuẩn, các bể tự
hoại cần phải hút bùn thường xuyên nhưng các hộ gia đình chỉ hút bùn khi bể
tràn. Nhiều bể tự hoại trong tình trạng q tải khơng xử lý hay xử lý kém hiệu
quả do đó nước được thải ra mương thốt nước gây ra mùi khó chịu, hơi thối,
chất lượng nước thải ra khơng kiểm sốt được.
Hệ thống thoát nước của thành phố Thái Nguyên là thoát chung cho nước
mưa và nước thải, mực dù đã được Nhà nước đầu tư nâng cấp nhiều lần, nhưng
chắp vá, chưa đồng bộ. Mỗi khi có trận mưa lớn, hệ thống thu gom và thoát nước
hoạt động chưa hiệu quả, gây ngập cục bộ nhiều nơi trong thành phố nhất là các
phường, phố thuộc khu vực trung tâm của thành phố. Nước thải cùng với nước
mưa gây ngập tại các tuyến đường, có thể xảy ra tai nạn, gây phát sinh các loại
bệnh tật như: viêm da, ngứa, hô hấp, mắt... làm ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người, làm mất mỹ quan thành phố, ảnh hưởng đến chất lượng
2
môi trường và tốc độ phát triển kinh tế xã hội của thành phố nói riêng và tỉnh
Thái Nguyên nói chung.
Thành phố Thái Nguyên đang thực hiện dự án xây dựng một nhà máy xử
lý nước thải sinh hoạt tập trung tại xóm Núi Tiên – phường Gia Sàng. Dự án
hệ thống thoát nước và xử lý nước thải thành phố Thái Nguyên được thực
hiện theo Nghị định thư Việt Pháp năm 1998 và tỉnh Thái Nguyên phê duyệt
thực hiện từ năm 2000, với tổng mức đầu tư là 231,62 tỷ đồng. Đến năm 2007
tiếp tục được phê duyệt điều chỉnh bổ sung với tổng mức đầu tư hơn gấp đôi:
579,90 tỷ đồng; và rồi, 5 năm sau, năm 2012, UBND tỉnh Thái Nguyên lại phê
duyệt điều chỉnh tổng mức đầu tư tiếp tục tăng gấp đôi, lên đến gần 1.000 tỷ
đồng (942 tỷ đồng).
Trong đó, vốn vay ODA của Cộng hòa Pháp trên 412 tỷ đồng, vốn đối
ứng từ nguồn ngân sách Trung ương và địa phương là trên 530 tỷ đồng, được
giao cho Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Thoát nước và Phát
triển hạ tầng Thái Nguyên làm chủ đầu tư.
Đến năm 2018 Dự án xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung đã
hoàn thành và đang trong giai đoạn vận hành thử, chưa nghiệm thu.
Xuất phát từ những vấn đề trên, đồng thời góp phần đẩy mạnh cơng tác
thu gom và đánh giá hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt trên địa
bàn thành phố Thái Nguyên là hết sức cần thiết, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
“Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống MOT tại nhà
máy xử lý nước thải Gia Sàng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên”.
2.
Mục tiêu của đề tài
-
Tìm hiểu hệ thống thu gom và cơng nghệ của Nhà máy xử lý nước
thải Gia Sàng thành phố Thái Nguyên
-
Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống cơng nghệ
mương oxy hóa (MOT) tại Nhà máy xử lý nước thải Gia Sàng thành phố Thái
Nguyên.
3
-
Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả công tác vận hành hệ thống xử lý
nước thải Gia Sàng TP Thái Nguyên
3.
Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
-
Vận dụng những kiến thức đã học trong Nhà trường vào thực tế, rèn
luyện khả năng tổng hợp phân tích số liệu.
-
Là điều kiện thuận lợi cho việc tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm
trong công tác quản lý.
-
Kết quả của đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về các vấn đề
liên quan đến xử lý nước thải sinh hoạt quy mô lớn của hệ thống MOT.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
-
Đề tài góp phần đánh giá được thực trạng hệ thống thu gom và xử lý
nước thải sinh hoạt tại thành phố Thái Nguyên.
-
Giúp cho Nhà máy xử lý nước thải thấy rõ được thực trạng hoạt động
của Nhà máy và góp phần nâng cao hiệu quả cơng tác thu gom và xử lý nước
thải sinh hoạt một cách hợp lý.
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở lý luận của đề tài
1.1.1. Một số khái niệm
-
Khái niệm môi trường: Theo Khoản 1 Điều 3 của Luật Bảo vệ môi
trường năm 2014, môi trường được định nghĩa như sau:“Môi trường là hệ thống
các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động với sự tồn tại và phát
triển của con người và sinh vật”. (Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam, 2014).
-
Ơ nhiễm mơi trường: Theo Khoản 8 Điều 3 của Luật Bảo vệ mơi
trường năm 2014:“Ơ nhiễm mơi trường là sự biến đổi của các thành phần
môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu
chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”. (Quốc
hội nước CHXHCN Việt Nam, 2014).
-
Ô nhiễm mơi trường nước:“ Ơ nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều
xấu đi các tính chất vật lý - hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các
chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và
sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Xét về tốc độ lan truyền
và quy mơ ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm
đất”. (Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam, 2014).
-
Khái niệm quản lý môi trường: “Quản lý môi trường là tổng hợp các
biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ
chất lượng mơi trường sống và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”.
-
Khái niệm về nước thải: Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử
dụng, hoặc được tạo ra trong một q trình cơng nghệ và khơng cịn có giá trị
trực tiếp đối với q trình đó nữa. Nước thải có thể có nguồn gốc từ hoạt động
của các hộ gia đình, cơng nghiệp, thương mại, nơng nghiệp, nước chảy tràn bề
mặt, nước mưa bão, dòng vào cống ngầm hoặc nước thấm qua.
5
1.1.2. Khái quát về thoát nước và nước thải sinh hoạt
-
Khái quát về thoát nước: Theo Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày
6/8/2014 của chính phủ được khái niệm như sau:
Hệ thống thoát nước là cơ sở hạ tầng vật lý bao gồm mạng lưới thoát
nước (đường ống, cống, kênh mương, hồ điều hồ…,) các trạm bơm thốt
nước mưa, nước thải, các cơng trình xử, tấm chắn, mương rãnh,... được sử
dụng để chuyển tải nước thải từ nơi phát sinh đến nơi xử lý nước thải và cơng
trình phụ trợ khác nhằm mục đích thu gom, chuyển tải, tiêu thốt nước mưa,
nước thải, chống ngập úng và xử lý nước thải.
Hệ thống thoát nước được chia làm các loại sau đây:
+ Hệ thống thốt nước chung là hệ thống trong đó nước thải, nước mưa
được thu gom trong cùng một hệ thống.
+ Hệ thống thoát nước riêng là hệ thống thoát nước mưa và nước thải
riêng biệt;
+ Hệ thống thoát nước nửa riêng là hệ thống thốt nước chung có tuyến
cống bao để tách nước thải đưa về nhà máy xử lý;
+ Hệ thống thoát nước mưa: bao gồm mạng lưới cống, kênh mương thu
gom và chuyển tải, hồ điều hoà, các trạm bơm nước mưa, cửa thu, giếng thu
nước mưa, cửa xả và các cơng trình phụ trợ khác nhằm mục đích thu gom và
tiêu thốt nước mưa;
+ Hệ thống thốt nước thải: bao gồm mạng lưới cống, giếng tách dòng,
đường ống thu gom và chuyển tải nước thải, trạm bơm nước thải, nhà máy xử
lý, cửa xả… và các công trình phụ trợ khác nhằm mục đích thu gom, tiêu
thốt và xử lý nước thải.
+ Theo quy hoạch chuyên ngành về thoát nước và xử lý nước thải (quy
hoạch thoát nước) có nghĩa là xác định các lưu vực thốt nước (nước mưa, nước
thải) phân vùng thoát nước thải, dự báo tổng lượng nước mưa, nước thải, xác
định nguồn tiếp nhận, xác định vị trí, quy mơ của mạng lưới thoát nước, các
6
cơng trình đầu mối của thốt nước và xử lý nước thải (như trạm bơm, nhà máy
xử lý nước thải, cửa xả). Hiện tại chủ yếu có các loại hình sau:
+
Thoát nước thảisinh hoạt chung vớihệ thống thoát nước mưa;
+
Nước thải sinh hoạt được tách và thu gom riêng để đưa về các Nhà
máy/Trạm xử lý nước thảitập trung;
+
Nước thảisinh hoạt thảitrực tiếp ra các ao/hồ, sông suối;
+
Nước thảisinh hoạt chảy tràn ra mương đất rồithấm vào lòng đất; Đối
với các khu dân cư, các cơ quan công sở, trường học, khu kinh doanh,
thương mại, khách sạn, nhà hàng, khu đơ thị, khu quy hoạch … thì nước thải
sinh hoạt hầu hết được xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại rồi thải ra các cơng trình
thu gom sau đó chảy ra hệ thống thoát nước mưa rồi chảy vào các sông, hồ, ao
… trong thành phố.
Các khu dân cư chưa có hệ thống thốt nước hầu hết được thải tự do ra nền
đất rồi thấm xuống lòng đất nên gây ô nhiễm nguồn nước ngầm nghiêm trọng
-
Khái niệm về nước thải sinh hoạt: Là nước được thải ra từ các hoạt
động, mục đích sinh hoạt như tắm giặt, vệ sinh, nấu nướng, tẩy rửa, lau dọn...
từ các cơ quan, trường học, bệnh viện, nhà dân, khu vực cộng đồng.
- Khái
niệm xử lý nước thải sinh hoạt: Là xử lý lượng nước qua sử dụng
của con người. Đó có thể là nước thải nhà vệ sinh, tắm giặt, nước từ nhà bếp,
tẩy rửa…
-
Phân loại nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải
từ khu dân cư, cao ốc văn phòng, resorts, trường học, chợ,…lượng nước thải
này chủ yếu phát sinh từ các nguồn nước thải như: tắm giặt, nấu nướng, rửa
nhà, nước thải nhà vệ sinh…
Với mỗi nguồn nước thải có những đặc trưng riêng, từ đó có thể phân
loại để xử lý nước thải đó triệt để, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường
theo quy định của nhà nước và pháp luật.
7
-
Nước thải từ khu vệ sinh hay còn được gọi là nước đen: Nước đen là
nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: các chất
hữu cơ như phân, nước tiểu, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Các thành
phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho,
Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì
sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng - một hiện tượng thường xảy
ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao. Nước thải khu vệ sinh thường được
thu gom và phân hủy một phần trong bể tự hoại làm giảm nồng độ chất hữu cơ
đến ngưỡng phù hợp với các quá trình sinh học phía sau.
-
Nước thải khu nhà bếp với đặc trưng là nước chứa thành phần hàm
lượng dầu mỡ rất cao, lượng cặn, rác lớn.. lượng dầu mỡ này có thể ảnh
hưởng đến các quá trình xử lý đằng sau nên nước thải khu nhà bếp cần được
xử lý sơ bộ tách dầu mỡ trước khi đưa vào hệ thống xử lý.
-
Nước thải giặt, là với tính chất hồn tồn khác biệt với các loại nước
thải trên, hàm lượng chất hữu cơ khơng đáng kể mà chủ yếu là các hóa chất
dùng để tẩy rửa. Các hóa chất này cần phải được xử lý theo phương pháp khác
so với các loại nước thải trên, tránh gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý chung;
-
Nguồn gốc phát sinh: Nước thải sinh hoạt (viết tắt là NTSH) được
hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người. Một số các hoạt động dịch
vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, bếp ăn…cũng tạo ra các loại
nước thải có thành phần và tính chất tương tự như NTSH. Lượng NTSH tại
các cơ sở dịch vụ, cơng trình cơng cộng phụ thuộc vào loại cơng trình, chức
năng, số lượng người. Lượng nước thải từ các cơ sở thương mại và dịch vụ
cũng có thể được chọn từ 15- 25% tổng lượng nước thải của toàn thành phố.
-
Đặc trưng nước thải sinh hoạt: Hàm lượng chất hữu cơ cao (55 - 65%
tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn
phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các q trình chuyển hóa chất bẩn trong nước
thải. Nước thải đô thị giàu chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, là nguồn gốc để
8
các loại vi khuẩn (cả vi khuẩn gây bệnh) phát triển là một trong những nguồn
gây ơ nhiễm chính đối với mơi trường;
Bảng 1.1. Thành phần chính của nước thải sinh hoạt
TT
Các chất (mg
1
- Tổng chất rắn (TS)
2
- Chất rắn hịa tan (DS
3
- Chất rắn khơng hịa t
4
- Tổng chất rắn lơ lửn
5
- Chất rắn lắng
6
- BOD5
7
- DO
8
- Tổng nitơ
9
- Nitơ hữu cơ
10
- Nitơ ammoniac
11
- NO2
12
- NO3
13
- Clorua
14
- Độ kiềm
15
- Chất béo
16
- Tổng photpho
Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải và chất thải rắn 2017
-
Thành phần của nước thải sinh hoạt: Trong nước thải sinh hoạt chủ yếu
có nguồn gốc hữu cơ dễ phân hủy sinh học (60% hữu cơ, 40% vô cơ). Các chất
hữu cơ trong nước thải sinh hoạt có tính chất hóa học như protein, hydrat carbon,
chất béo, dầu mỡ, Ure. Các chất dinh dưỡng như nitơ và phốtpho cũng gây ô
nhiễm nước (phú dưỡng hóa). Nitơ trong nước thải sinh hoạt tính theo NTK (nito
hữu cơ và amoni) thường chiếm 15 – 20 BOD, khoảng 10 –
9
15g/người/ngày đêm. Photpho khoảng 4g/người/ngày đêm. Các chất hoạt
động bề mặt như ABS dùng để tẩy rửa gây nên hiện tượng sủi bọt trắng ở bể.
Các chất vô cơ trong nước thải sinh hoạt như: cát, đất sét, các axit, bazơ vơ
cơ, dầu khống… Ngồi ra nguồn nước thải sinh hoạt có chứa một lượng lớn
vi khuẩn tính theo Coliform cũng được tính là thành phần ơ nhiễm. Vì vậy,
việc xử lý nước thải sinh hoạt là thật sự cần thiết.
-
Tải trọng chất thải trong nước thải sinh hoạt: Lượng nước thải sinh
hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và các thói quen
của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp. Giữa lượng
nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng hoặc
BOD5 có 1 mối tương quan nhất định. Tải trọng chất thải trung bình
tính theo đầu người với nhu cầu cấp nước 150 l/ngày/người được trình bày
trong bảng 1.2.
Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau:
COD = 500 mg/l, BOD5 = 250 mg/l, SS = 220 mg/l, photpho = 8 mg/l, nitơ
NH3 và nitơ hữu cơ = 40 mg/l, pH = 6,8, TS = 720 mg/l.
Như vậy, nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá
cao, đôi khi vượt cả yêu cầu cho q trình xử lý sinh học. Thơng thường các
q trình xử lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P =
100:5:1.
Bảng 1.2. Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người
Các chất
1.Tổng lượng chất thải
2.
3.
4.
5.
Các chất tan
Các chất không tan
Chất lắng
Chất lơ lửng
Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải và chất thải rắn 2017
10
Nước thải sinh hoạt thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến
việc gây ô nhiễm nguồn nước. Hậu quả chung của tình trạng ơ nhiễm nước là
tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như
viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tăng. Người dân sinh sống
quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng
nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất
lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản.
Nước thải đô thị thường được chuyển tải kết hợp trong một hệ thống
thoát nước hoặc cống rãnh vệ sinh và được xử lý tại nhà máy xử lý nước thải.
Nước thải được xử lý được thải vào nơi tiếp nhận qua một đường ống nước thải.
Nước thải được tạo ra ở khu vực không tiếp cận được với hệ thống thoát nước sẽ
được xử lý bằng hệ thống xử lý nước tại chỗ. Hệ thống này thông thường bao
gồm một bể phốt, ruộng tiêu nước, và một đơn vị xử lý tại chỗ. Việc quản lý
nước thải thuộc về sự bao quát toàn bộ điều kiện hệ thống vệ sinh, giống như
quản lý chất bài tiết của con người, chất thải rắn, nước mưa bão.
1.1.3. Các phương pháp xử lý nước thải
- Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp kị khí tự động:
Quy trình cơng nghệ xử lý gồm năm cơng đoạn chính, gồm: thu gom,
điều hịa, xử lý kị khí trong các mơđun, xử lý mùi và lắng. Theo đó, nước thải
được đưa về bể thu gom; sau đó bơm lên bể điều hịa, để lắng cặn sơ bộ; rồi
được bơm vào các mơđun kỵ khí có gắn chất mang vi sinh vật bằng
polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào bể lắng tiếp theo để xử
lý mùi, kết hợp với lắng cặn. Sau quá trình xử lý, nước thải nhiễm hữu cơ đạt
tiêu chuẩn mơi trường.
Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được nước thải có mức độ ơ
nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương
pháp xử lý kỵ khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ
môi trường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau xử lý vẫn cịn mùi hơi thối.
11
-
Xử lý nước thải sinh hoạt hộ gia đình bằng bột than hoạt tính: Bột than
hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) được cho vào một
bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho lắng, hoặc
lọc. Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trợ lắng
polyelectrolyte. Bột than hoạt tính được cho vào bể aeroten để loại bỏ các chất
hữu cơ hòa tan trong nước thải. Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái
sinh để sử dụng lại, tuy nhiên phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt
tính chưa được tìm ra. Đối với than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lị
đốt để oxy hóa các chất 10% hạt¸hữu cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá
trình tái sinh than bị phá hủy và phải thay thế bằng các hạt mới.
-
Để khắc phục các nhược điểm của phương pháp sinh học kị khí xử lý
nước thải người ta đã kết hợp nhiều phương pháp với nhau như xử lý bằng
phương pháp hiếu khí và kỵ khí kết hợp với các phương pháp lắng trọng lực
và khử trùng bằng hóa chất hoặc tia UV.
- Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên:
Đó là những phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt bằng những nguyên
liệu tự nhiên mà Green tổng hợp được. Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn tự
nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy
các hợp chất hữu cơ cũng như các q trình vật lý và hóa học tương tự như
các quá trình xảy ra trong tự nhiên để làm sạch nước thải. Hệ thống có thể xử
lý với hiệu quả cao các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy, hợp chất nitơ,
phốtpho, các chất hoạt động bề mặt, vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng, màu và
mùi có trong nước thải.
1.1.4. Các cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
- Tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt:
Hiện nay, có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng để
lựa chọn được công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với nhu cầu của
của chủ đầu tư chúng ta cần quan tâm tới các tiêu chí sau:
12
+
Thiết bị sử dụng của công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
+
Hiệu suất xử lý của công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
+
Chi phí đầu tư vào cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
+
Cách vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
+
Thời gian hoàn thành công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
+
Tuổi thọ của công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến hiện nay:
+
Cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt sục khí (Aerotank): Cơng nghệ
Aerotank là q trình xử lý sinh học hiếu khí, vi sinh hiếu khí sử dụng chất
dinh dưỡng từ các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Nên thể tích của vi sinh
ngày càng gia tăng và nồng độ ô nhiễm sẽ giảm xuống. Công nghệ xử lý nước
thải sinh hoạt Aerotank là công nghệ truyền thống, xử lý sinh học hiếu khí,
cơng nghệ này hiện nay vẫn được sử dụng nhiều do dễ vận hành, dễ xây dựng,
khả năng loại bỏ BOD, Nitơ cao, dễ dàng thì nâng quy mơ cơng suất, nhược
điểm của cơng nghệ aerotank là tốn năng lượng.
+
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt yếm khí với dịng chảy ngược
(UASB): UASB là quy trình xử lý sinh học ki khí, nước được phân bổ từ dưới
lên và được kiểm soát vận tốc phù hợp, qua lớp bùn kị khí, sẽ xảy ra quá trình
vi
sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Ưu điểm của Cơng nghệ UASB là nguồn
khí sinh học sinh ra từ hệ thống có thể thu hồi được, nồng độ chất hữu cơ cao
sẽ xử lý rất tốt. Nhược điểm của công nghệ là sẽ bị ảnh hưởng bởi pH, nhiệt
độ và nồng độ các chất ơ nhiễm có trong nước thải.
+
Công nghệ xử lý nước thải bằng MBBR (Moving Bed Biofilm
Reactor): Là quá trình xử lý kết hợp giữa aerotank truyền thống và lọc sinh học
hiếu khí, xử lý nước sử dụng vật liệu làm giá thể để vi sinh dính bám phát triển
và sinh trưởng. Đây là một công nghệ mới, với nhiều ưu điểm như: tiết kiệm
năng lượng; vận hành dễ dàng, chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp, trong q trình
vận hành khơng phát sinh mùi; hiệu quả xử lý BOD cao; thuận lợi khi
13
nâng cấp quy mơ, cơng suất của hệ thống; ít chiếm diện tích, ít phát sinh bùn;
mật độ vi sinh dày đặc, nhiều hơn các cơng nghệ khác; kiểm sốt hệ thống dễ
dàng. Tuy nhiên nhược điểm của công nghệ là hiệu quả xử lý phụ thuộc vào
lượng vi sinh vật dính bám vào giá thể, tuổi thọ của màng phụ thuộc vào thiết
bị lựa chọn.
+
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt AAO (Anarobic Anoxic Oxic):
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt AAO là quá trình xử lý sinh học sử dụng
nhiều hệ sinh vật khác nhau trong điều kiện yếm khí, thiếu khí và hiếu khí để xử
lý nước thải. Do vi sinh vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ, các chất
ơ
nhiễm có trong nước thải để sinh trường và phát triển.
+ Công nghệ xử lý nước thải bằng SBR (Sequencing Batch Reactor):Là
quá trình xử lý nước thải bằng qúa trình phản ứng sinh học theo mẻ. Quá trình xử lý
nước thải được tiến hành qua 5 pha tuần hoàn: pha làm đầy >>>sục khí
>>> lắng >>> rút nước >>> nghỉ. Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải
sinh hoạt SBR: bền hơn, ổn định, cấu tạo đơn giản; giảm nhân công, vận hành
dễ dàng; giảm chi phí vận hành; hiệu quả xử lý cao; khả năng xử nitơ,
photpho lớn. Nhược điểm của công nghệ là chịu ảnh hưởng bởi nồng độ các
chất ô nhiễm và lượng nitrate có trong bùn.
+ Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng màng lọc sinh học (MBR):
Là công nghệ xử lý nước thải dựa vào sự kết hợp phương pháp sinh học và lý
học, đây là công nghệ hiện đại và được sử dụng phổ biến vì những ưu điểm của
nó. Ưu điểm của cơng nghệ MBR là không cần bể khử trùng và bể lắng và bể lọc
nên tiết kiệm được diện tích, do đó cũng giảm được chi phí đầu tư, rất thuận lợi
cho các hệ thống xử lý có ít diện tích; đặc biệt khơng phát sinh mùi hơi trong q
trình vận hành; vận hàng đơn giản; dễ dàng; chi phí vận hành thấp và hiệu quả
xử lý nước thải rất cao; thời gian lưu bùn của hệ thống sử dụng màng MBR là
dài, thời gian lưu nước của hệ thống ngắn; được điều khiển tự động và dễ
14
dàng kiểm soát. Nhược điểm của hệ thống sử dụng công nghệ MBR là tuổi
thọ, hiệu quả xử lý phụ thuộc vào màng MBR, giá đầu tư ban đầu cao.
+
Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ sinh học tăng trưởng
dính bám: Là q trình xử lý nước dựa vào vi sinh vật phân hủy các chất hữu
làm thức ăn để phát triển và sinh trưởng, quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ
lửng, q trình khử nitơ phốt pho và q trình vi sinh vật dính bám vào vật
liệu để sinh trường và phát triển. Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải sinh
hoạt bằng công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám: tiết kiệm năng lượng;
giảm chi phí đầu tư và hiệu suất xử lý nước thải tốt.
+
Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ lọc sinh học: Là
công nghệ xử lý nước thải dựa vào các lớp vật liệu lọc có vi sinh vật bám dính
lên để sinh trường và phát triển. Nước thải sẽ đi qua các lợp vật liệu này, chất
hữu cơ sẽ được xử lý do các vi sinh vật dính bám trên đó, vi sinh vật sẽ phân
hủy các chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển. Ưu điểm của cơng nghệ là
có thể tận dụng thơng gió tự nhiên giúp tiết kiệm năng lượng; ít phải trơng coi
nên giảm chi phí nhân cơng. Nhược điểm của cơng nghệ là thời gian sử dụng
dài, chiều dày lớp dính của vi sinh vật tăng lên, sẽ xảy ra quá trình phân hủy
nội bào, làm vi sinh vật bị bong ra, trơi theo nước thải nên khơng cịn khả
năng xử lý nước thải nữa.
1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài
-
Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam quy định các cơ
quan nhà nước, xí nghiệp, hợp tác xã, các đơn vị vũ trang nhân dân đều có
nghĩa vụ thực hiện chính sách bảo vệ, cải tạo và tái tạo các tài nguyên thiên
nhiên, bảo vệ và cải tạo môi trường sống;
-
Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/6/2014;
-
Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH12 ngày 21/6/2012;
-
Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ số 68/2006/QH11 ngày 29/6/2006;
- Nghị
định số 18/2015/NĐ- CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy định
