Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải quy mô 1000 hộ dân

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU Sự cần thiết của đề tài Mục tiêu của đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HIỆN TRẠNG KHU TÁI ĐỊNH CƯ QUI MÔ 1000 HỘ DÂN Địa điểm dự án khu tái định cư Qui mô dự án Qui mô đất đai Qui mô kinh tế Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý Đặc điểm địa hình Đặc điểm thổ nhưỡng Đặc điểm khí hậu – khí tượng Điều kiện kinh tế xã hội Dân số và phân bố dân cư Điều kiện kinh tế Định hướng phát triển đến năm 2015 CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ- TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ ĐỀ XUẤT 3.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 3.2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải 3.2.1 Phương pháp cơ học 3.2.2 Phương pháp hóa học 3.2.3 Phương pháp hóa lí Phương pháp sinh học Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Phương án 1 Phương án 2 Thuyết minh qui trình xử lý So sánh lực chọn phương án xử lý Kết quả tính toán công nghệ đề xuất CHƯƠNG 4 KHÁI TOÁN KINH TẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ Vốn đầu tư Vốn đầu tư phần xây dựng Vốn đầu tư phần thiết bị Chi phí quản lí và vận hành Chi phí nhân công Chi phí điện năng Chi phí hóa chất Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MẶT NƯỚC Cao trình bể tiếp xúc Cao trình bể lọc trọng lực Cao trình bể SBR Cao trình mương lắng cát Cao trình bể nén bùn li tâm Cao trình sân phơi cát Cao trình bể thu gom CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN 6.2 KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2008, Xử lí Nước thải Đô thị và Công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh. [2] Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán Thiết kế các Công trình Xử lí Nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội. [3] Trần Đức Hạ, 2006, Xử lí Nước thải Đô thị, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [4] Lê Đức Khải, Quá trình Công nghệ Môi trường, Tài liệu lưu hành nội bộ. [5] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957-2008, Thoát nước – Mạng lưới và Công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội. [6] Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 33-2006, Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội. [7] Qui chuẩn Việt Nam QCVN 14-2008, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, Hà Nội. [8] Lâm Minh Triết, Bảng tra thủy lực mạng lưới cấp - thoát nước. [9] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2006, Công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội. [10] Nguyễn Ngọc Dung, 2005, Xử lí nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội. Tiếng Anh [11] etcalf & Eddy Inc, 2003, Wasterwater Engineering: Treatment and Reuse( Fourth Edition),1878 pages, HongKong. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BHLĐ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: MSSV: NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG 1. Tên luận văn: 2. Nhiệm vụ: 3. Ngày giao luận văn: 4. Ngày hoàn thành luận văn: 5. Giảng viên hướng dẫn: Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn. Tp.HCM, Ngày….Tháng….Năm…. Chủ nhiệm ngành Giảng viên hướng dẫn chính (Kí và ghi rõ họ tên) (Kí và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn Ths. Nguyễn Ngọc Thiệp- Khoa Môi trường & BHLĐ, Đại học Tôn Đức Thắng, người đã luôn khuyến khích, chỉ bảo, quan tâm giúp đỡ, truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp trong thời gian vừa qua. Em xin gửi lời cảm ơn tri ân đến tập thể thầy cô Khoa Môi trường & BHLĐ, trường Đại học Tôn Đức Thắng và những giảng viên trường khác đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm vừa qua. Tất cả thầy cô đã trang bị cho em những kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế để em có được vốn kiến thức quí báo để trở thành một tân kĩ sư tương lai. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân yêu nhất, đã luôn yêu thương, động viên, tạo mọi điều kiện để em có thể học tập cho đến ngày hôm nay. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến tập thể các bạn lớp 06MT1D, khoa Môi trường & BHLĐ- Những người bạn đã luôn giúp đỡ và chia sẽ trong suốt bốn năm học vừa qua. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 01 năm 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thế Vỹ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, Ngày….Tháng….Năm …… Chữ ký của GVHD Ths. NGUYỄN NGỌC THIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Tp.HCM, Ngày….Tháng….Năm….. Chữ ký của GVPBDANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Bảng 3.2: So sánh lựa chọn phương án thiết kế Bảng 3.3: Lượng chất bẩn một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước với một người sử dụng 150 l/người.ngày Bảng 3.4: So sánh chất lượng nước thải sinh hoạt của khu tái định cư sau khi qua bể tự hoại với tiêu chuẩn xả ra nguồn(qui mô khu dân cư trên 50 hộ theo QCVN 14:2008) Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật của máy lược rác (xem thêm phụ lục A-catalog) Bảng 3.6: Kết quả tính toán bể thu gom Bảng 3.7: Kết quả tính toán mương lắng cát ngang Bảng 3.8: Kết quả tính toán bể SBR Bảng 3.9 : Kết quả tính toán bể nén bùn li tâm Bảng 3.10: Kết quả tính toán bể lọc nhanh Bảng 3.11: Kết quả tính toán bể tiếp xúc Bảng 4.1: Kích thước chi tiết các công trình đơn vị Bảng 4.2: Chi tiết vốn đầu tư thiết bị cho trạm xử lí Bảng 4.3: Chi phí điện năng tiêu thụ trong một ngày hoạt động DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH theo phương án 1 Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH theo phương án 2 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt  Tên tiếng việt  Tên tiếng anh   BOD COD DO pH SS SBR MLVSS MLSS SRT SCR NTSH TCXD TCVN QCVN XLNT HTXLNT CNH-HĐH  Nhu cầu oxu sinh hóa. Nhu cầu oxy hóa học. Oxi hòa tan. Chỉ tiêu dùng đánh giá tính axit hay bazo. Chất rắn lơ lửng . Bể sinh học từng mẻ. Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi trong bùn lỏng. Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng. Thời gian lưu bùn. Song chắn rác. Nước thải sinh hoạt. Tiêu chuẩn xây dựng Tiêu chuẩn Việt Nam Qui chuẩn Việt Nam Xử lý nước thải Hệ thống xử lý nước thải Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa  Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Dissolved Oxygen - Suspended Solid Sequencing Batch Reactor Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Mixed Liquor Suspended Solids Solids Retention Time   CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Sự cần thiết của đề tài Xã hội Việt Nam đang chuyển mình để hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, quá trình CNH-HĐH không ngừng phát triển, đương nhiên là kéo theo ĐTH. Trong quá trình phát triể, nhất là trong thập kỷ vừa qua, các đô thị lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, đã gặp nhiều vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng, do các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông và sinh hoạt gây ra. Dân số tăng nhanh nên các khu dân cư dần được quy hoạch và hình thành. Bên cạnh đó, việc quản lý và xử lý nước thải sinh hoạt chưa được triệt để nên dẫn đến hậu quả nguồn nước mặt bị ô nhiễm và nguồn nước ngầm cũng dần bị ô nhiễm theo làm ảnh hưởng đến cuộc sống của chúng ta. Hiện nay, việc quản lý nước thải kể cả nước thải sinh hoạt là một vấn đề nan giải của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng nên việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý là rất cần thiết cho các khu dân cư, ngay cả khu dân cư mới quy hoạch nhằm cải thiện môi trường đô thị và phát triển theo hướng bền vững. Với mong muốn môi trường sống ngày càng được cải thiện, vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt được dễ dàng hơn để phù hợp với sự phát triển tất yếu của xã hội và cải thiện nguồn tài nguyên nước đang bị thoái hóa và ô nhiễm nặng nề nên đề tài “Thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân phường 11, TP.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp” là rất cần thiết nhằm tạo điều kiện cho việc quản lý nước thải đô thị ngày càng tốt hơn, hiệu quả hơn và môi trường đô thị ngày càng sạch đẹp hơn. Mục tiêu của đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân phường 11, Tp.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp đạt QCVN 14:2008 loại A nhằm góp phần bảo vệ môi trường nước mặt Tp.Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp. Đối tượng nghiên cứu Khu vực dự án khu tái định cư thuộc Phường 11 Tp. Cao Lãnh- T.Đồng Tháp Nước thải sinh hoạt tại khu tái định cư phường 11, TP.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp, công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt. Phạm vi nghiên cứu Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu: Điều kiện tự nhiên và kinh tế- xã hội ở Tp.Cao Lãnh, T. Đồng Tháp. Tìm hiểu về thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt để đưa ra biện pháp xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường. Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 04/10/2010 đến ngày 04/01/2010. Nội dung nghiên cứu Để thực hiện mục tiêu đề ra, nội dung luận văn tập trung vào các vấn đề sau: Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Tìm hiểu vị trí địa lí, điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội và hiện trạng môi trường tại Tp.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp và của khu tái định cư hiện đang nghiên cứu. Đưa ra các phương án xử lý và chọn phương án xử lý hiệu quả nhất để thiết kế. Tính toán thiết kế trạm xử lí nước thải sinh hoạt cho khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập và xử lý các tài liệu cần thiết cho đề tài một cách thích hợp. Phương pháp kế thừa để thực hiện đề tài, phải tham khảo các đề tài liên quan đã thực hiện. Phương pháp quan sát và mô tả: khảo sát địa hình của khu tái định cư để đặt trạm xử lý nước thải cho thích hợp Phương pháp chuyên gia: trong quá trình thực hiện đề tài, đã tham khảo ý kiến nhận được sự hướng dẫn của các chuyên gia nghiên cứu về lĩnh vực này. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế HTXLNT sinh hoạt khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân phường 11, Tp.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho các khu dân cư trên địa bàn thành phố và toàn quốc. Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN TỪ 04/10/2010 ĐẾN 04/01/2010 Tuần  Nội dung công việc  Xác nhận của GVHD   1  Hoàn thành đề cương luận văn    2  Thu thập thông tin về Tp.Cao Lãnh, T.Đồng Tháp, hoàn thành phần giới thiệu tổng quan về khu tái định cư phường 11, Tp. Cao Lãnh, T.Đồng Tháp    3  Thống nhất công nghệ xử lý, tính toán một phần các công trình đơn vị theo phương án được chọn.    4  Tính toán các công trình đơn vị còn lại, khái toán kinh phí cho công trình    5  Chỉnh sữa kết quả tính toán, thống nhất kết quả tính toán    6  Tính toán cao trình các công trình đơn vị, hoàn thành 2 bản vẽ gồm: Bể lắng cát ngang và Bể điều hòa    7  Hoàn thành 3 bản vẽ gồm: Bể lắng li tâm I, Bể Aeroten và Bể lắng li tâm II    8  Hoàn thành 3 bản vẽ: Bản vẽ mặt bằng trạm XLNT, bản vẽ mặt cắt theo nước, Bể tiếp xúc    9  Hoàn thành các bản vẽ còn lại gồm: Bể lọc hở, Bể nén bùn    10  Chỉnh sữa bản vẽ    11  Chỉnh sữa bản vẽ    12  Hoàn thành tất cả bản vẽ, in và nộp cho GVHD    CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HIỆN TRẠNG KHU TÁI ĐỊNH CƯ QUI MÔ 1000 HỘ DÂN Địa điểm dự án khu tái định cư Dự án khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân thuộc phường 11 Thành Phố Cao Lãnh , Tỉnh Đồng Tháp Qui mô dự án Qui mô đất đai Khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân có tổng diện tích là 43,17 ha. Qui mô kinh tế Căn cứ công văn số 292/BXD-VP ngày 03/03/2009 của Bộ Xây Dựng về việc công bố suất vốn đầu tư xây dựng công trình năm 2008. Suất đầu tư công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị (san nền, hệ thống cấp thoát nước, hệ thống cấp điện, hệ thống giao thông, sân vườn, cây xanh) là 5.240 triệu đồng/ha. Chi phí đầu tư xây dựng công trình hạ tầng kỹ thuật: 5.240 triệu đồng/ha x 43,17ha = 226.210 triệu đồng (trong đó chưa bao gồm chi phí bồi thường, giải phóng mặt bằng, lãi vay, chi phí dự phòng của dự án). Chi phí đầu tư xây dựng các khu vực trong khu tái định cư thì tùy theo quy mô cụ thể của dự án. Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý Thành phố Cao Lãnh nằm ở tả ngạn sông Tiền dọc theo quốc lộ 30, có ranh giới với huyện Cao Lãnh – huyện Lấp Vò Tỉnh Đồng Tháp. - Đông và Bắc giáp huyện Cao Lãnh. - Tây giáp sông Tiền và huyện Chợ Mới (An Giang). - Nam giáp huyện Lấp Vò – Đồng Tháp. Thành phố Cao Lãnh có diện tích 97 km2 với dân số 148.530 người, gồm 8 phường, 7 xã. Cách Thành phố Hồ Chí Minh 154Km, Thành phố Cần Thơ 80Km và cách biên giới Việt Nam – Campuchia 54Km.Diện tích tự nhiên của Tp.Cao Lãnh là 107km2 Tọa độ địa lý: Vĩ độ Bắc : 10024’ – 10031’ Kinh độ Đông: 105033’ – 105042’ Nguồn: Đặc điểm địa hình Địa hình Đồng Tháp được chia thành 2 vùng lớn: vùng phía Bắc sông Tiền (có diện tích tự nhiên 250.731 ha, thuộc khu vực Đồng Tháp Mười, địa hình tương đối bằng phẳng, hướng dốc Tây Bắc – Đông Nam); vùng phía Nam sông Tiền (có diện tích tự nhiên 73.074 ha, nằm kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, địa hình có dạng lòng máng, hướng dốc từ hai bên sông vào giữa) Đặc điểm khí hậu- khí tượng Tp. Cao Lãnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, đồng nhất trên địa giới toàn tỉnh, có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm là 82,5%, số giờ nắng trung bình 6,8 giờ/ngày. Lượng mưa trung bình từ 1.170 – 1.520 mm, tập trung vào mùa mưa, chiếm 90 – 95% lượng mưa cả năm. Đặc điểm khí hậu này tương đối thuận lợi cho phát triển nông nghiệp toàn diện. Điều kiện kinh tế xã hội Dân số và phân bố dân cư Dân số  Đơn vị  Năm 2006  Năm 2007  Năm 2008  Năm 2009  Năm 2010  Bình quân 5 năm   Dân số trung trình  người  157.393  152.241  155.243  159.157  161.099  155.826,6   Dân số nữ  người  75.978  76.011  77.825  79.897  81.022  78.146,6   Tỷ lệ tăng DS tự nhiên  Phần nghìn  1,03  1,02  1,01  0,98  0,9  0,98   Tỷ lệ tăng DS cơ học  Phần nghìn  1,17  1,16  1,2  1,19  1,2  1,18   Mức giảm sinh  Phần nghìn  0,3  0,2  0,17  0,2  0,15  0,204   Điều kiện kinh tế Cơ cấu kinh tế, tỷ trọng thương mại - dịch vụ chiếm 60,49%, công nghiệp - xây dựng chiếm 27,98% và nông nghiệp chiếm 11,53%. Thế mạnh của Thành phố là thương mại - dịch vụ, mạng lưới kinh doanh thương mại có 01 siêu thị và 19 chợ, phần lớn chợ hình thành có quy hoạch nên vị trí phù hợp và có điều kiện phát triển. Là trung tâm kinh tế - văn hóa của Tỉnh, trên địa bàn thành phố còn có nhiều loại hình dịch vụ cao cấp khác như: hệ thống tài chính - ngân hàng, giao thông vận tải, bưu chính - viễn thông, bảo hiểm, y tế, giáo dục,… phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt đời sống nhân dân và phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Về thị trường chứng khoán đã có 02 công ty cổ phần niêm yết trên sàn giao dịch và trụ sở tại Thành phố là Công ty cổ phần dược phẩm Imexpham và Công ty cổ phần xuất nhập khẩu y tế Domesco. Tổng mức bán lẻ hàng hóa dịch vụ năm 2006 đạt hơn 1.782 tỷ đồng, tăng 21,63%. Trên địa bàn có 08 doanh nghiệp tham gia xuất nhập khẩu; tổng kim ngạch nhập khẩu bình quân hàng năm đạt 63,07 triệu USD, xuất khẩu đạt 86,66 triệu USD. Về công nghiệp: có 01 Khu công nghiệp Trần Quốc Toản với diện tích là 55,937ha, dự kiến sẽ mở rộng thêm 180ha, là một trong hai khu công nghiệp tập trung của tỉnh nằm trong hệ thống các khu công nghiệp của cả nước, đóng vai trò quan trọng thúc đẩy chuyển đổi cơ cấu kinh tế trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa của Thành phố và của Tỉnh. Các mặt hàng ưu thế của Thành phố như chế biến gạo, thủy sản xuất khẩu, dược phẩm, vật liệu xây dựng, chế biến gỗ,… Về giao thông: từ hạ tầng kỹ thuật còn thấp kém so với mạng lưới đô thị trong khu vực, đến nay đã từng bước chỉnh trang nâng cấp, tỷ lệ đường chính trong đô thị đạt 4,33 km/km2; các tuyến giao thông liên xã, liên huyện đều đã được bêtông và nhựa hóa. Ngoài ra, thành phố còn có nhiều sông, kênh rạch lớn chảy qua với chiều dài hơn 1.462km; cảng Cao Lãnh là một trong các cảng sông lớn vùng đồng bằng sông Cửu Long, nằm trên tuyến đường thủy quốc tế đi Campuchia, tạo điều kiện thuận lợi trong việc gắn kết giữa sản xuất, vận chuyển, tiêu thụ hàng hóa với các tỉnh trong khu vực, Thành phố Hồ Chí Minh và quốc tế. Về du lịch: Một trong những điểm mạnh của Thành phố là du lịch văn hóa lịch sử và sinh thái, đến Thành phố Cao Lãnh, sẽ được viếng mộ cụ Phó bảng Nguyễn Sinh Sắc, là một trong những điểm tham quan trọng tâm trong tuyến du lịch văn hóa, lịch sử và sinh thái của tỉnh như: Gò Tháp, Vườn Quốc gia Tràm Chim, Khu căn cứ địa cách mạng Xẻo Quít, rừng tràm sinh thái Gáo Giồng... Ngoài ra, còn có Bia Tiền Hiền Nguyễn Tú, di tích lịch sử cách mạng Hòa An, nơi thành lập Chi bộ Đảng đầu tiên của Tỉnh, Bảo tàng, đền thờ ông, bà Đỗ Công Tường, khu công viên Văn Miếu và các điểm du lịch miệt vườn... Về nông nghiệp: Thực hiện chủ trương chuyển dịch cơ cấu kinh tế trong nông nghiệp, tập trung phát triển nông nghiệp đô thị, bố trí sản xuất phù hợp theo từng vùng, từng địa phương như: sản xuất lúa giống, xây dựng các khu vườn cây ăn trái kiểu mẫu, an toàn kết hợp phát triển dịch vụ du lịch, phát triển diện tích nuôi trồng thủy sản ven sông Tiền… Về giáo dục, có Trường Đại học sư phạm, Trường Cao đẳng cộng đồng, Trung tâm dạy nghề, Trường nghiệp vụ thể dục thể thao, Trường Trung học Y tế, 03 Trường trung học phổ thông, có 09 trường trung học cơ sở, hệ thống nhà trẻ, mẫu giáo được đầu tư khá hoàn chỉnh. Ngành Y tế, có Bệnh viện đa khoa, bệnh viện Y học dân tộc, viện điều dưỡng cán bộ, Quân y viện, riêng hệ thống Y tế do Thành phố quản lý có Phòng khám đa khoa khu vực và 15 trạm y tế tại các phường, xã. Về môi trường, luôn xanh, sạch, đẹp. Luôn coi trọng việc xóa đói giảm nghèo, năm 2000 từ 11,5% hộ nghèo đến 2006 còn 4,92%. Định hướng phát triển đến năm 2015 Thành phố kêu gọi sự tham gia đóng góp của các thành phần kinh tế, sự hỗ trợ của các ngành, các cấp trong Tỉnh và Trung ương cho thành phố ngày càng phát triển, nhất là đầu tư cho các dự án lớn như: Khu thương mại Nghi Xuân và khu ẩm thực - phường 2; Khu thương mại, dịch vụ Bằng Lăng - phường Mỹ Phú; Khu thương mại, dịch vụ Phong Lan - phường 4; đường Nguyễn Văn Tre nối dài; khu nghỉ dưỡng ven Sông Tiền - phường 6; khu dân cư phường 4 - Hòa An; khu dân cư phường 11; dự án khu dân cư phường 6 - Tịnh Thới; khu dân cư khóm 5 - phường 1; đầu tư xây dựng, khai thác các chợ ở các cụm dân cư. Mặc dù là Thành phố trẻ, nhưng Thành phố Cao Lãnh sẽ là nơi “đất lành chim đậu”, nhờ hội tụ đầy đủ các điều kiện tự nhiên - xã hội và biết tạo ra môi trường bền vững cho phát triển kinh tế, du lịch và thu hút các nhà đầu tư. Đồng thời, ưu tiên phát triển hạ tầng kỹ thuật, kinh tế, văn hoá, xã hội; giải quyết tốt các vấn đề xã hội và bảo vệ môi trường; xây dựng hệ thống chính trị thật sự vững mạnh; xây dựng đội ngũ cán bộ đủ năng lực quản lý và điều hành. Đó là nền tảng cơ bản cho sự phát triển bền vững của Thành phố Cao Lãnh trong hiện tại và tương lai. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU TÁI ĐỊNH CƯ QUI MÔ 1000 HỘ DÂN Tổng quan về nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân…Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường được thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn ở các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm. Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm hai loại: Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô vơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein(40
50%); hydratcarbon(40
50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; cà các chất béo(5
10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150
450 mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20
40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc, điêu kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Bảng 3.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư STT  Các thông số ô nhiễm  Đơn vị  Giá trị ô nhiễm   1  pH  -  6.8   2  BOD5  mg/l  110-400   3  Tổng chất rắn (TS) - Chất rắn hòa tan (TDS) - Chất rắn lơ lửng (SS)  mg/l mg/l mg/l  350-1200 250-850 100-350   4  Tổng Nito Nito hữu cơ Nito amoni Nito Nitrit Nito Nitrat  mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l  20-85 8-35 12-50 0-0,1 0,1-0,4   5  Clorua  mg/l  30-100   6  Độ kiềm  mgCaCO3/l  50-200   7  Tổng chất béo  mg/l  50-200   8  Tổng Photpho  mg/l  8   9  Tổng Coliform  MPN/100ml  105-108   (Nguồn: Trần Đức Hạ -Xử lý nước thải đô thị - Trang 9) Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải Phương pháp cơ học Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm: Song chắn rác Song chắn rác nhằm chắn giử các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác. Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể mêtan). Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chử nhật, hình tròn hoặc bầu dục. Song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định. Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90 0 theo hướng dòng chảy. Bể lắng cát Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát …… ra khỏi nước thải. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng. Bể lắng Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn. Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học. Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục. Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác. Bể vớt dầu mỡ Bể vớt dầu mở thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mở (nước thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mở không cao thì việc vớt dầu mở thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi. Bể lọc Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc, sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp. Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại. Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …v…v… Phương pháp đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation). Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt,chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí ) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Hấp phụ Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro , rỉ , mạt cưa …). Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn. Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưhg chúng cần có các tính chất xác định như: tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi. Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh. Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bị oxy hoá và bị hoá nhựa. Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp. Phương pháp trao đổi ion Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước. Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo. Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau…v…v… vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crôm, ziriconi…v…v… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử. Các quá trình tách bằng màng Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc. Màng lọc cho các phân tử dung môi đi qua và giữ lại các chất hoà tan. Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chổ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét …). Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liêu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao. Phương pháp điện hoá Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và điện thẩm tích. Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua nước thải. Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất hoá học. Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn. Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng một loạt các yếu tố như mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu suất theo năng lượng. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy hoá và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn. Phương pháp trung hoà Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm. Bổ sung các tác nhân hoá học. Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà. Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit. Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẳn có và giá thành của các tác nhân hoá học. Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình. Phương pháp oxy hoá khử Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác. Thường sử dụng các chất oxy hoá như: Clo khí và lỏng, nước Javen NaOCl, Kalipermanganat KMnO4, Hypocloric Canxi Ca(ClO)2, H2O2, Ozon … Khử trùng nước thải Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt. Khi xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2%. Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím … Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân huỹ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá. Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí( với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí( không có oxy). Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải. Quá trình xử lý sinh học gồm các bước Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh. Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải. Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng. Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ( hồ sinh vật) hay trên đất( cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…). Hồ sinh vật Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải,… là hồ để xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo và các loại thuỷ sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí. Hồ sinh vật hiếu khí Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m. Hồ sinh vật tuỳ tiện Có độ sâu từ 1,5 – 2,5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất. Hồ sinh vật yếm khí Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc. Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẳn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất , một phần được cây trồng sử dụng. Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẩn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc. Quá trình oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diển ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều. Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit…… Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao. Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo 3 giai đoạn: Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động. Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit gọi là nhóm axit focmơ. Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydro và axit acetic thành khí metan và cacbonic. Nhóm vi khuẩn này gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại ( trâu ,bò…) vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metan focmơ là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hổn hợp. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Phương án 1 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH theo phương án 1 Phương án 2 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH theo phương án 2 Thuyết minh phương án Phương án 1 Nước thải theo hệ thống thoát nước được dẫn vào mương dẫn nước thải có chứa song chắn rác. Những vật có kích thước nhỏ sẽ bị giữ lại ở song chắn rác thô và được thu gom thủ công. Nước thải sau khi đi qua song chắn rác sẽ được tập trung tại hầm tiếp nhận nước thải, tại đây nước thải được bơm đến bể lắng cát ngang. Một lượng cát sẽ được lắng ở bể lắng cát ngang, nhằm bảo vệ thiết bị của các công trình phía sao và tránh tắt nghẽn hệ thống. Cát được thu gom từ dưới đáy bể thông qua ống tháo cặn và được phơi tại sân phơi cát. Sau khi qua bể lắng cát, nước thải được dẫn tới bể điều hòa, công trình này giúp điều hòa lưu lượng và nồng độ bẩn của nước thải. Khi ổn định lưu lượng và nồng độ thì nước thải tự chảy qua bể Aeroten để xử lý chủ yếu nồng độ bẩn của nước thải. Do nước thải đầu vào đã qua hệ thống bể tự hoại của khu tái định cư nên hàm lượng SS khá thấp nên không cần xây thêm Bể lắng I mà cho nước thải chảy trực tiếp vào Aeroten. Tại bể Aeroten, hơn 90% nồng độ bẩn của nước thải được xử lý tại đây. Sau đó, nước thải tự chảy qua bể lắng li tâm đợt II để lắng một lượng SS còn lại sau khi qua Aeroten. Hàm lượng bùn cặn lắng ở Bể lắng đợt II này sẽ được tuần hoàn 50% về bể Aeroten nhằm đảm bảo hàm lượng vi sinh trong bể Aeroten. Lượng cặn còn lại sẽ được tháo bỏ bằng bơm bùn, máy bơm sẽ bơm bùn vào bể nén bùn, khi bùn đã giảm một phần độ ẩm thì được dẫn vào máy ép bùn để giảm thể tích và được đem đi chôn lấp. Nước thải sau khi qua bể lắng đợt II sẽ tự chảy qua bể lọc trọng lực nhằm xử lý triệt để lượng SS còn lại. Sau khi qua bể lọc trọng lực, nước thải sẽ được tự chảy vào bể tiếp xúc nhằm tiêu diệt lượng vi khuẩn trong nước thải. Nước thải được tiếp xúc với dung dịch Clo khoảng 30 phút và sao đó chảy vào nguồn tiếp nhận là một con sông. Do mục đích sử dụng nước của sông này là để cấp nước sinh hoạt nên chất lượng nước thải đầu ra phải đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008. Phương án 2 Nước thải từ hệ thống thoát nước được dẫn vào mương dẫn nước thải có chứa song chắn rác thô. Tại đây, những loại rác có kích thước lớn sẽ được giữ lại ở đây, nước thải sau khi qua song chắn rác thô sẽ được chảy vào hầm tiếp nhận nước thải. Nước thải trong hầm sẽ được bơm lên chảy vào bể lắng cát ngang, cát được lắng lại tại bể lắng cát nhằm bảo vệ các công trình phía sau và bảo vệ thiết bị tránh bị ăn mòn. Cát được tháo bỏ định kì bằng van tháo cặn và được dẫn tới sân phơi cát. Tiếp tục, nước thải tự chảy vào bể SBR. Tại đây, quá trình xử lý sinh học xảy ra, hầu hết lượng ô nhiễm hữu cơ bị phân hủy tại bể SBR, sau một chu kì hoạt động của bể thì nước thải được tự chảy vào bể lọc trọng lực nhằm tách hoàn toàn lượng SS ra khỏi nước thải, sau đó nước thải tự chảy vào bể tiếp xúc có châm dung dịch Clo nhằm tiệt trùng các loại vị khuẩn sau thời gian tiếp xúc khoảng 30 phút. Sao đó, nước thải được xả thẳng vào sông. Do mục đích sử dụng nước của sông này là để cấp nước sinh hoạt nên chất lượng nước thải đầu ra phải đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008. So sánh lựa chọn phương án thiết kế Bảng 3.2 So sánh lựa chọn phương án thiết kế Các tiêu chí  Phương án 1  Phương án 2   Công suất trạm xử lý  Đáp ứng được công suất xử lý lớn  Đáp ứng được công suất lớn   Hiệu quả xử lý  Đạt tiêu chuẩn loại A  Đạt tiêu chuẩn loại A   Chi phí xây dựng, vận hành  Tốn kém do xây nhiều công trình, chi phí năng lượng cao hơn phương án 2, do phải cung cấp khí nén cho 2 bể là điều hòa và Aeroten, Aeroten thì luôn hoạt động liên tục  Ít công trình đơn vị hơn phương án 1, nên chi phí thấp hơn, phí phí năng lượng ít hơn ,vì chỉ cung cấp khí nén chi SBR, và SBR hoạt động từng mẻ, có thời gian nghĩ   Diện tích xây dựng  Do có nhiều công trình đơn vị nên tốn nhiều diện tích xây dựng  Do có ít công trình đơn vị hơn so với phương án 1 nên ít tốn diện tích hơn   Yêu cầu vận hành  Vận hành đơn giản, có thể tự động hóa  Vận hành phức tạp, việc tự động hóa hệ thống phức tạp   Yêu cầu nhân lực  Đội ngũ kĩ thuật không cần trình độ cao  Đòi hỏi cán bộ kĩ thuật có kinh nghiệm, trình độ cao   Dựa trên tiêu chí đưa ra cho 2 phương án, phương án 2 có tính kinh tế hơn về mặt diện tích xây dựng và phi phí vận hành, xây dựng không phức tạp, đảm bảo khả năng xử lí triệt để Nito và Photpho, nên chúng ta nên chọn phương án 2 để tính toán, tuy vận hành khó khăn hơn so với phương án 1 nhưng đào tạo cho đội ngũ cán bộ một số kĩ năng nhất định thì sẽ đảm bảo được yêu cầu vận hành, dễ bảo trì bảo dưỡng và dễ dàng mở rộng công suất sẽ giúp thuận tiện cho việc quản lí chất lượng nước thải của khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân này. Vì vậy, ta chọn phương án 2 để tính toán. Kết quả tính toán các công trình Lưu lượng thiết kế Số dân của khu tái định cư: 6 người/hộ x 1000 hộ = 6000 người Theo TCXD 33:2006 thì tiêu chuẩn dùng nước tính bình quân đầu người tính cho đến 2020 , thuộc đô thị loại II và III là: 150l/người.ngày Lượng nước sử dụng của khu tái định cư qui mô 1000 hộ dân là:
Lượng nước thải của khu tái định cư:
Hệ số an toàn cho công trình chọn là 1.2 Lưu lượng tính toán là:
Vậy chọn lưu lượng thiết kế là:
Xác định nồng độ chất ô nhiễm Bảng 3.3 Lượng chất bẩn một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước với một người sử dụng 150 l/người.ngày Các chất  Giá trị, g/ng.ngày  Nồng độ chất bẩn trong nước thải mg/l   Chất rắn lơ lửng (SS)  60-65  400-434   BOD5 của nước thải chưa lắng  65  434   BOD5 của nước thải đã lắng  30-35  200-234   N-NH4  7  46,7   P2O5  1,7  11,3   Clorua (Cl-)  10  66,67   Chất hoạt động bề mặt  2-2,5  1,33-1,67   Nguồn : Trần Đức Hạ - Xử lí nước thải đô thị – Trang 9 Khu tái định cư được xây dựng hoàn chỉnh các bể tự hoại 3 ngăn, nước thải được xử lí sơ bộ tại các bể tự hoại 3 ngăn này. Do vậy, nồng độ bẩn của nước thải được tính như sao: Với hiệu suất xử lí của bể tự hoại 3 ngăn như sau: Hiệu quả khử BOD5 khoảng 40-60%, chọn hiệu quả đạt 40% Hiệu quả lắng cặn trong bể tự hoại từ 40-60% (trang 110 Xử lí nước thải đô thị- Trần Đức Hạ), chọn hiệu quả đạt 50% Sau khi xử lí sinh học bình thường, 30-40% lượng Nito và khoảng 30% lượng Photpho được khử, vậy lượng Nito còn lại là 32 mg/l và lượng Photpho còn lại là 7.91mg/l. Ngoài ra, một lượng dầu mỡ trong nước sinh hoạt cũng bị phân hủy bởi các vi khuẩn kị khí, cho nên nước thải đầu vào hệ thống xử lí, hàm lượng dầu mỡ rất thấp. Vì vậy, hàm lượng các chất bẩn trong nước thải sau khi được xử lí sơ bộ bằng bể tự hoại như sau(lấy nồng độ dao động lớn nhất đế tính toán): Bảng 3.4 So sánh chất lượng nước thải sinh hoạt của khu tái định cư sau khi qua bể tự hoại với tiêu chuẩn xả ra nguồn(qui mô khu dân cư trên 50 hộ theo QCVN 14:2008) STT  Chất ô nhiễm  Đơn vị  Giá trị ô nhiễm  Giới hạn cho phép loại A   1  pH  -  6.8  5-9   2  BOD5  mg/l  260  30   3  SS  mg/l  217  50   4  TDS  mg/l  700  500   5  N-NH4  mg/l  32  5   6  PO43-  mg/l  16  6   7  P2O5  mg/l  7.91  -   8  Tổng Coliform  MNP/100ml  107  1000   Do qui mô khu dân cư là 1000 hộ dân, nên theo QCVN 14:2008 thì hệ số K chọn theo bảng 2 trong QCVN 14:2008 là K =1 . Vì vậy, nồng độ Cmax cũng chính bằng nồng độ C như trên. Xác định mức độ xử lí nước thải cần thiết Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lí nước thải thích hợp bảo đảm hiệu quả xử lí đạt tiêu chuẩn xả vào sông (đạt loại A) với các yêu cầu cơ bản: Hàm lượng chất lơ lửng: không vượt quá 50 mg/l BOD5: không vượt quá 30 mg/l Mức độ cần thiết xử lí nước thải thường được xác định theo: Hàm lượng chất lơ lửng (phục vụ tính toán công nghệ xử lí cơ học). Hàm lượng BOD5 (phục vụ cho việc tính toán các công trình và công nghệ xử lí sinh học). Mức độ cần thiết xử lí nước thải theo chất lơ lửng được tính theo công thức
Trong đó: m: hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn nước, m = 50 mg/l CSS: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, CSS = 200 mg/l Mức độ cần thiết xử lí nước thải theo BOD5:
Trong đó: Ltc: hàm lượng BOD của nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn nước, Ltc = 30 mg/l LBOD: hàm lượng BOD của nước thải, LBOD = 260 mg/l Kết quả tính toán về mức độ xử lí cần thiết xử lí nước thải của phương án đang xét cho thấy cần thiết xử lí sinh học hoàn toàn.