Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế công trình cấp nước sinh hoạt sử dụng nước sông Đuống cấp cho khu dân cư phía Tây, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước sông Đuống có hàm lượng cặn lơ lửng lớn để cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư phía Tây huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, đạt yêu cầu theo quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế công trình cấp nước sinh hoạt sử dụng nước sông Đuống cấp cho khu dân cư phía Tây, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI --------------------- TẠ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC SINH HOẠT SỬ DỤNG NƯỚC SÔNG ĐUỐNG CẤP CHO KHU DÂN CƯ PHÍA TÂY HUYỆN THUẬN THÀNH, TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI --------------------- TẠ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC SINH HOẠT SỬ DỤNG NƯỚC SÔNG ĐUỐNG CẤP CHO KHU DÂN CƯ PHÍA TÂY HUYỆN THUẬN THÀNH, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60.52.03.20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Hoài Nam HÀ NỘI, NĂM 2017
LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là : Tạ Thanh Tùng Mã số học viên :1581520320012 Lớp : 23KTMT11 Chuyên ngành : Kỹ thuật Môi trường Mã số : 60520320 Khóa học : K23 (2015 - 2017) Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Hoài Nam với đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu thiết kế công trình cấp nước sinh hoạt sử dụng nước sông Đuống cấp cho khu dân cư phía Tây, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh” Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào trước đây, do đó không có sự sao chép của bất kì luận văn nào. Nội dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu và sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn nguồn. Nếu xảy ra vấn đề gì với nôi dung luận văn này, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định. Hà Nội, Ngày 25 tháng 06 năm 2017 Tác giả luận văn Tạ Thanh Tùng
LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, thực tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ thầy cô, bạn bè, các đồng nghiệp, gia đình. Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Hoài Nam, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi tận tình, chu đáo trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi nói chung và các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật môi trường nói riêng, đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường để hoàn thành khóa học. Cuối cùng tôi xin được cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua. Xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ MỞ ĐẦU .........................................................................................................................3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ..............................................6 1.1. Tổng quan về huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh ................................................6 1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................................6 1.1.2. Đặc điểm địa hình ..................................................................................................7 1.1.3. Đặc điểm khí hậu ...................................................................................................7 1.1.4. Đặc điểm dân cư, kinh tế, xã hội ...........................................................................9 1.1.5. Nhu cầu sử dụng nước tại khu vực nghiên cứu ...................................................11 1.2. Hiện trạng tài nguyên nước khu vực nghiên cứu ..................................................13 1.2.1. Hiện trạng tài nguyên nước mặt. .........................................................................13 1.2.2. Hiện trạng tài nguyên nước ngầm .......................................................................13 1.3. Tổng quan về phương pháp xử lý nước có hàm lượng cặn lơ lửng lớn .................14 1.3.1. Xử lý nước bằng phương pháp cơ học ................................................................14 1.3.2. Xử lý nước bằng phương pháp hóa học ..............................................................16 CHƯƠNG II: CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC ...............................19 2.1. Tính toán, xác định quy mô, công suất ...................................................................19 2.1.1. Nhu cầu dùng nước sinh hoạt của khu dân cư .....................................................19 2.1.2. Lưu lượng cho các công trình khác .....................................................................19 2.1.3. Công suất cấp nước của trạm ..............................................................................20 2.2. Đánh giá chất lượng nước ......................................................................................20 2.2.1. Đánh giá chất lượng nước sinh hoạt khu dân cư .................................................20 2.2.2. Đánh giá chất lượng nước sông Đuống. ..............................................................21 2.3. Lựa chọn vị trí xây dựng hệ thống xử lý ................................................................22 2.5. Nghiên cứu thực nghiệm ........................................................................................23 2.5.1. Cơ sở lý thuyết.....................................................................................................23 2.5.2. Thực nghiệm ........................................................................................................24 2.6. Sơ đồ dây chuyền công nghệ lựa chọn ...................................................................34 2.6.1. Phân tích lựa chọn sơ đồ công nghệ ....................................................................34 2.6.2. Mô tả sơ đồ công nghệ ........................................................................................35 CHƯƠNG III. THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP..............................................38 3.1. Chất lượng nước sau xử lý .....................................................................................38 3.1.1. Chất lượng nước yêu cầu sau xử lý .....................................................................38
3.1.2. So sánh các chỉ tiêu .............................................................................................39 3.1.3. Xác định mức độ kiềm hóa ..................................................................................39 3.2. Tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ...........................................40 3.2.1. Công trình thu ......................................................................................................40 3.2.2. Lượng hóa chất cần dùng. ...................................................................................47 3.2.3. Bể hòa trộn và bể tiêu thụ phèn ...........................................................................47 3.2.4. Bể trộn cơ khí ......................................................................................................50 3.2.5. Bể phản ứng cơ khí ..............................................................................................52 3.2.6. Bể lắng li tâm.......................................................................................................55 3.2.7. Bể lọc nhanh trọng lực.........................................................................................61 3.2.8. Khử trùng .............................................................................................................69 3.2.9. Bể chứa nước sạch ...............................................................................................70 3.2.10. Hồ lắng – sân phơi bùn ......................................................................................71 3.3. Trạm bơm cấp II .....................................................................................................72 3.3.1. Ống hút, ống đẩy .................................................................................................72 3.3.2. Bơm cấp nước sinh hoạt ......................................................................................72 3.4. Quy trình vận hành hệ thống ..................................................................................74 CHƯƠNG IV. KHÁI TOÁN KINH TẾ........................................................................76 4.1. Chi phí xây dựng công trình ban đầu .....................................................................76 4.1.1 Chi phí xây dựng công trình thu và trạm bơm cấp I ............................................76 4.1.2. Chi phí xây dựng trạm xử lý ................................................................................76 4.1.3. Chi phí xây dựng trạm bơm cấp II. .....................................................................77 4.1.4. Tổng chi phí xây dựng ban đầu ...........................................................................78 4.2. Suất đầu tư xây dựng dự án ....................................................................................78 4.3. Các chi phí khác .....................................................................................................78 4.3.1. Chi phí khấu hao:.................................................................................................78 4.3.2. Chi phí công nhân ................................................................................................78 4.3.3. Chi phí điện năng tiêu thụ: ..................................................................................78 4.3.4. Chi phí hóa chất sử dụng: ....................................................................................79 4.3.5. Tổng chi phí quản lý vận hành hàng năm: ..........................................................80 4.3.6. Giá thành xử lý 1m3 nước:...................................................................................80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................81 Kết luận..........................................................................................................................81 Kiến nghị .......................................................................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................83
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Bản đồ hành chính huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh ....................................6 Hình 2. Diễn biến BOD5 trên sông Đuống ....................................................................21 Hình 3. Diễn biến Coliform trên sông Đuống ...............................................................21 Hình 4. Diễn biến DO trên sông Đuống ........................................................................22 Hình 5. Bản đồ quy hoạch sử dụng đất huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh ..............23 Hình 6: Lấy mẫu nước sông Đuống ..............................................................................25 Hình 7. Dàn máy khuấy thí nghiệm Jartest ...................................................................26 Hình 8. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý SS, độ màu và sự thay đổi pH ..................................................................................................................................28 Hình 9. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý của độ màu, SS và sự thay đổi hàm lượng phèn nhôm .............................................................................................29 Hình 10. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý SS, độ màu và sự thay đổi pH ..................................................................................................................................30 Hình 11. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý SS, độ màu và sự thay đổi hàm lượng PAC .............................................................................................................31 Hình 12. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý SS, độ màu và sự thay đổi pH ..................................................................................................................................32 Hình 13. Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hiệu quả xử lý độ màu, SS và sự thay đổi hàm lượng phèn sắt ........................................................................................................33 Hình 14. Sơ đồ công nghệ xử lý nước sinh hoạt từ nước sông Đuống .........................33 Hình 15: Mô hình kênh dẫn nước từ sông vào hồ sơ lắng ............................................41 Hình 16. Tấm lắng lamen ..............................................................................................56 Hình 17. Sơ đồ tính toán ống lắng .................................................................................56 Hình 18. Kích thước ống lắng .......................................................................................57 Hình 19. Mô hình bể lọc và quá trình rửa lọc ...............................................................62 Hình 20: Bể chứa và khử trùng nước ............................................................................69 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Nhiệt độ không khí bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh. ..........................7 Bảng 2. Độ ẩm bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh................................................7 Bảng 3. Lượng bốc hơi bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh...................................8 Bảng 4. Phân phối lượng mưa trung bình nhiều năm tại huyện Thuận Thành ...............8 Bảng 5. Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2000-2010 ............................9 Bảng 6. Thống kê công trình cấp nước sạch và VSMT huyện Thuận Thành[6] ..........12 Bảng 7. Mực nước trung bình tháng, năm tại trạm Bến Hồ ..........................................13 Bảng 8. Các chỉ tiêu phân tích đánh giá chất lượng nước sông ....................................25 Bảng 9. Kết quả xác định pH tối ưu ..............................................................................27 Bảng 10. Kết quả xác định liều lượng phèn tối ưu ........................................................28 Bảng 11. Kết quả xác định pH tối ưu ............................................................................30 Bảng 12. Kết quả xác định liều lượng PAC tối ưu ........................................................30 Bảng 13. Kết quả xác định pH tối ưu ............................................................................32 Bảng 14. Kết quả xác định liều lượng phèn sắt tối ưu .................................................32 Bảng 15. Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng[3] ................................................................38 Bảng 16. So sánh các chỉ tiêu nước đầu vào và đầu ra .................................................39 Bảng 17. Thông số máy bơm.........................................................................................46 Bảng 18. Các thông số thiết kế của bể hòa trộn phèn ...................................................47 Bảng 19. Các thông số thiết kế của bể tiêu thụ phèn.....................................................49 Bảng 20. Các thông số thiết kế của bể trộn đứng ..........................................................51 Bảng 21. Các thông số thiết kế của bể phản ứng cơ khí................................................55 Bảng 22. Các thông số thiết kế của bể lắng lamen ........................................................61 Bảng 23. Các thông số thiết kế của bể lọc .....................................................................69 Bảng 24. Các thông số thiết kế của bể chứa nước sạch.................................................71 Bảng 25. Các thông số thiết kế của sân phơi bùn ..........................................................72 Bảng 26. Thông số máy bơm.........................................................................................74 Bảng 27. Bảng tính giá thành mua sắm trang thiết bị trong công trình thu nước và trạm bơm cấp I. ......................................................................................................................76 Bảng 28. Bảng tính giá thành mua sắm trang thiết bị trong công trình trạm xử lý nước. .......................................................................................................................................77 Bảng 29. Bảng giá thành các trang thiết bị trong trạm bơm câp II ...............................77 Bảng 30. Chi phí điện trạm bơm ...................................................................................79 Bảng 31. Chi phí hóa chất sử dụng................................................................................80 Bảng 32: Tổng hợp các hạng mục công trình của hệ thống xử lý nước cấp từ nước sông Đuống ....................................................................................................................81 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá BVTV: Bảo vệ thực vật BYT: Bộ Y tế COD: Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học DO: Lượng oxy hoà tan trong nước GDP: Gross Domestic Product – Tổng sản phẩm quốc nội HVS: Hợp vệ sinh MNCN: Mực nước cao nhất MNTN: Mực nước thấp nhất QCVN: Quy chuẩn Việt Nam RO: Reverse Osmosis – Thẩm thấu ngược SS: Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng STT: Số thứ tự TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam THCS: Trung học cơ sở TSS: Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng VSMT: Vệ sinh môi trường XDCB: Xây dựng cơ bản 3
MỞ ĐẦU Thuận Thành là một huyện nằm ở phía Nam tỉnh Bắc Ninh ven dòng sông Đuống (sông Thiên Đức xưa). Thuận Thành nằm cách trung tâm thành phố Bắc Ninh khoảng hơn 10 km, cách trung tâm thủ đô Hà Nội 25 km về phía tây nam. Phía bắc giáp với huyện Quế Võ và huyện Tiên Du được ngăn cách bởi sông Đuống, phía đông Thuận Thành giáp với huyện Gia Bình và huyện Lương Tài, phía nam Thuận Thành giáp với tỉnh Hải Dương. Với dân số trong huyện là 144.536 người (2009) và người dân trong vùng chủ yếu sử dụng nguồn nước ngầm và nước mưa cho sinh hoạt hàng ngày. Huyện đã có nhà máy cấp nước sinh hoạt tại thị trấn Hồ công suất ~1000m3/ngày.đêm nhưng cũng chỉ đủ để cung cấp cho dân cư trong thị trấn. Trong những năm gần đây diễn biến thời tiết rất phức tạp, lũ bão gia tăng trong mùa mưa và hạn hán kéo dài trong mùa khô. Đồng thời, tình hình phát triển kinh tế xã hội của huyện có những biến động mạnh như: quá trình đô thị hoá mạnh, dân số tăng nhanh, nhiều khu công nghiệp mới được xây dựng gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước ngầm và nước mưa. Cùng với đó, việc phát triển nghề thủ công và lượng rác thải sinh hoạt phát sinh ngày càng nhiều khiến cho nguồn nước sinh hoạt của người dân nơi đây càng có dấu hiệu ô nhiễm. Mặt khác với nguồn nước mặt tương đối dồi dào vì hệ thống sông ngòi dày đặc và trên địa bàn huyện có sông Đuống chảy qua với chất lượng nước tương đối đảm bảo. Qua đánh giá của Trung tâm Tài nguyên nước & Môi trường – Viện Khoa học Thủy lợi, nước sông Đuống có hàm lượng chất lơ lửng khá cao, dao động trong khoảng từ 25,3- 375,7mg/l. Mùa mưa nước sông chứa nhiều phù sa nên tổng lượng chất rắn lơ lửng thường cao hơn mùa khô. Với tình hình cấp bách về nhu cầu sử dụng nước sạch của người dân trong huyện và đặc điểm của nước sông Đuống, em xin đề xuất đề tài:“Nghiên cứu thiết kế công trình cấp nước sinh hoạt sử dụng nước sông Đuống cấp cho khu dân cư phía Tây huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh”. Khi hệ thống cấp nước được đưa vào sử dụng, không chỉ đáp ứng nhu cầu và mong muốn của người dân trong khu vực mà còn góp phần giảm thiểu các bệnh liên quan đến nước sạch và vệ sinh môi trường, cải thiện sức khỏe cộng đồng, điều kiện sống của người dân, tạo ra môi trường xanh, sạch, đẹp, bộ mặt nông thôn ngày càng khởi sắc. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước sông Đuống có hàm lượng cặn lơ lửng lớn để cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư phía Tây huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, đạt yêu cầu theo quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT. 4
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn Đối tượng nghiên cứu Nước sông Đuống và hệ thống xử lý nước sinh hoạt từ nước sông Đuống có hàm lượng cặn lơ lửng cao. Phạm vi nghiên cứu Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước sinh hoạt từ nước sông Đuống để cấp cho khu dân cư phía Tây huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng bao gồm: - Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu: Tìm hiểu, thu thập, phân tích số liệu, các công thức và mô hình dựa trên các tài liệu có sẵn và từ thực tế. - Điều tra khảo sát thực địa: Khảo sát hiện trạng sử dụng nước khu dân cư và đoạn sông Đuống chảy qua khu vực phía Tây huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh. - Phương pháp thống kê: Thu thập và xử lý các số liệu về điều kiện khí tượng, thủy văn, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu. - Phương pháp so sánh: So sánh với các chỉ tiêu trong QCVN, TCVN hiện hành. - Phương pháp nghiên cứu phân tích tại phòng thí nghiệm: Làm các thí nghiệm để lựa chọn vật liệu và các điều kiện tối ưu cho hệ thống xử lý. Kết cấu của luận văn Mở đầu - Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu - Chương 2: Cơ sở lý thuyết đề xuất công nghệ xử lý nước - Chương 3: Thiết kế trạm xử lý nước cấp - Chương 4: Khái toán kinh tế cho hệ thống Kết luận và kiến nghị. Ý nghĩa của luận văn - Giải quyết vấn đề nước sạch và sức khỏe cộng đồng. Đảm bảo được an toàn vệ sinh, giảm được các bệnh liên quan như: tiêu chảy, đau mắt hột, sốt rét… - Làm tiền đề cho các doanh nghiệp tư nhân và ngoài tư nhân với vốn ban đầu thấp có thể tự thiết kế và áp dụng hệ thống xử lý này góp phần nâng cao mức sống. 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh 1.1.1. Vị trí địa lý Thuận Thành là huyện đồng bằng, cách trung tâm tỉnh 15 km về phía Bắc, cách thủ đô Hà Nội 25 km về phía Tây. Với toạ độ địa lý: - Từ 20059’11” đến 21006’00” vĩ độ Bắc. - Từ 1060 59’’00” đến 106008’00” kinh độ Đông. Phía Bắc giáp huyện Tiên Du và Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Phía Nam giáp huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên và huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương. Phía Đông giáp huyện Gia Bình và Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh. Phía Tây giáp huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. Hình 1. Bản đồ hành chính huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh Giới hạn vùng nghiên cứu Huyện Thuận Thành bao gồm toàn bộ 17 xã và một thị trấn thuộc huyện Thuận Thành với tổng diện tích tự nhiên là 11.971 ha, dân số đến năm 2010 là 147.538 người. Trong đó, vùng nghiên cứu phía Tây huyện bao gồm các xã: Trí Quả, Xuân Lâm và Hà Mãn với tổng diện tích tự nhiên là 1377,9 km2, dân số đến năm 2010 là 20677 người[6]. 6
1.1.2. Đặc điểm địa hình Địa hình tương đối bằng phẳng, nghiêng từ tây sang đông được thể hiện qua các dòng chảy mặt đổ về sông Đuống. Mức độ chênh lệch địa hình không lớn, với vùng đồng bằng thường có cao độ từ 2,1÷5,9m[6]. Với dạng địa hình trên Thuận Thành có điều kiện thuận lợi phát triển đa dạng các loại cây trồng, vật nuôi, luân canh nhiều cây trồng và canh tác nhiều vụ trong năm. Song cũng có khó khăn là phải xây dựng các công trình tưới, tiêu cục bộ và đòi hỏi lựa chọn cơ cấu cây trồng vật nuôi thích hợp đối với vùng mới phát huy được hết tiềm năng đất đai của huyện. 1.1.3. Đặc điểm khí hậu 1.1.3.1.Nhiệt độ Huyện Thuận Thành có nền nhiệt độ khá cao, nhiệt độ trung bình năm khoảng 230÷270C. Tháng có nhiệt độ trung bình lớn nhất thường rơi vào tháng VI và tháng VII, nhiệt độ trung bình hai tháng này từ 28÷330C. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là tháng I nhiệt độ trung bình tháng này chỉ từ 16÷200C. Nhiệt độ lớn nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh là 39,70C vào ngày 20/VII/2001. Biến động nhiệt độ trong vùng rất lớn, chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất thường trên 350C. Nhiệt độ thấp nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh chỉ là 2,80C vào ngày 30/XII/1975[6]. Bảng 1. Nhiệt độ không khí bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh. Đơn vị: 0C I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 16,2 17,5 20,3 23,9 26,0 28,8 29,1 28,4 27,3 24,9 21,0 17,9 23,4 1.1.3.2. Độ ẩm Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí và lượng mưa. Vào các tháng mùa mưa độ ẩm có thể đạt 80÷90%. Các tháng mùa khô độ ẩm chỉ từ 70÷80%. Độ ẩm không khí thấp nhất quan trắc được trạm Bắc Ninh là 15% vào ngày 2/I/1960[6]. Bảng 2. Độ ẩm bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh Đơn vị: % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 79,3 83,3 86,7 87,1 84,1 83,2 83,0 85,9 84,4 81,5 77,8 77,8 82,8 1.1.3.3. Bốc hơi Do có nền nhiệt độ khá cao kết hợp với tốc độ gió cũng tương đối lớn nên lượng bốc hơi ở đây tương đối cao, trung bình nhiều năm đạt 937,8mm/năm. Lượng bốc hơi lớn nhất quan trắc được là 1348mm năm 2003 tại trạm Bắc Ninh. Lượng bốc hơi nhỏ 7
nhất vào tháng II đến tháng IV với lượng bốc hơi khoảng 56÷62 mm/tháng, lượng bốc hơi tháng lớn nhất vào tháng VI ÷VII đạt 93,6÷94,8mm/tháng[6]. Bảng 3. Lượng bốc hơi bình quân tháng, năm tại trạm Bắc Ninh Đơn vị: mm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 71,0 56,4 57,1 61,9 88,1 93,6 94,8 77,7 78,1 88,9 86,9 83,2 937,8 1.1.3.4. Đặc trưng mưa Mùa mưa ở Thuận Thành thường bắt đầu vào V và kết thúc vào tháng X. Mùa khô bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng IV năm sau. Lượng mưa trong 6 tháng mùa mưa chiếm 84÷85% tổng lượng mưa năm còn lại 6 tháng mùa khô lượng mưa chỉ từ 15÷16% tổng lượng mưa năm[6]. Bảng 4. Phân phối lượng mưa trung bình nhiều năm tại huyện Thuận Thành Trạm Tháng Đặc (Thời Tổng trưng đoạn) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Thuận X(mm) 17,8 23,7 42,3 85,9 155,3 221,4 239,4 259,4 186,7 122,0 54,1 15,5 1423,4 Thành (1960- K (%) 1,25 1,66 2,97 6,03 10,91 15,55 16,82 18,22 13,12 8,57 3,80 1,09 100,0 2008) Hai tháng mưa nhiều nhất đó là tháng VII và tháng VIII, tổng lượng mưa hai tháng này chiếm khoảng 35% tổng lượng mưa năm, lượng mưa tháng của các tháng này đều từ 200÷300mm/tháng số ngày mưa lên tới 15÷20 ngày, trong đó có tới 9 đến 10 ngày mưa có mưa dông với tổng lương mưa đáng kể, thường gây úng. 1.1.3.5.Mạng lưới sông ngòi a. Sông lớn chảy qua vùng Sông Đuống: Sông Đuống là phân lưu của sông Hồng, chiều dài 67 km, bắt nguồn từ làng Xuân Canh, chảy theo hướng từ Tây sang Đông và đổ vào sông Thái Bình tại Kênh Phố (Chí Linh) hai bờ có đê bao khá vững chắc. Đoạn đầu sông Đuống chỉ rộng 200÷300m, đoạn cuối mở rộng dần từ 1.000÷2.500m. Đoạn sông Đuống chảy qua địa phận huyện Thuận Thành dài 14,8km. Hàng năm sông Đuống chuyển tải từ sông Hồng sang sông Thái Bình một lượng nước khá lớn, ước tính khoảng 29 tỷ m3 nước, tương ứng 25,7% tổng lượng nước của sông Hồng tính đến Sơn Tây, vì vậy nó đã ảnh hưởng rất lớn tới chế độ dòng chảy ở hạ du sông Thái Bình[6]. b. Sông nội địa Sông Dâu – Lang Tài: Sông Dâu bắt nguồn từ Đại Trạch huyện Thuận Thành đến Liễu Khê thì sông hợp với sông Đình Dù (từ Như Quỳnh tới Nhiễu Khê) thành 8
sông Lang Tài, sông chảy qua Văn Lâm về Cẩm Giàng rồi chảy tiếp vào sông Tràng Kỷ dài 22 km, đây là trục tiêu lớn nhất của vùng Gia Thuận Sông Đình Dù: Là sông dẫn nước cấp cho trạm bơm Văn Lâm và Như Quỳnh. Sông Đông Côi - Đại Quảng Bình: Là trục sông đào trong hệ thống thuỷ nông Bắc - Hưng - Hải được xây dựng vào năm 1957, sông dài 23,8 km, sông bắt đầu từ Đại Trạch huyện Thuận Thành và kết thúc tại Ngọc Quan huyện Lương Tài. Sông Đông Côi - Đại Quảng Bình là trục tiêu tự chảy của khu vực Đại Đồng Thành, An Bình (Thuận Thành), Đại Bái - Quảng Phú - Bình Định (Gia Bình và Lương Tài) đổ ra sông Tràng Kỷ[6]. 1.1.4. Đặc điểm dân cư, kinh tế, xã hội 1.1.4.1. Dân số Theo số liệu thống kê hiện tại dân số toàn huyện đến hết năm 2010 là 147.538 người trong đó nam giới là 76.655 người, nữ giới là 72.506 người. Dân số ở khu vực thành thị là 11.853 người chiếm 8,03% dân số toàn vùng, ở khu vực nông thôn là 135.685 người. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên toàn huyện ở mức 1,511%. Mật độ dân cư toàn huyện là 1.226 người/km2, chủ yếu tập trung đông ở các khu vực thành thị như thị trấn, thị tứ còn lại sống ở khu vực nông thôn[6]. 1.1.4.2. Nền kinh tế chung của huyện. Huyện Thuận Thành trong thời gian qua nhờ thực hiện công cuộc đổi mới đã thu được một số kết quả đáng phấn khởi. Nền kinh tế từng bước ổn định hơn, có những mặt tăng trưởng khá, đời sống nhân dân cả về vật chất lẫn tinh thần ngày càng được cải thiện. Cơ cấu kinh tế đã có sự chuyển dịch để tăng thu nhập cho xã hội[6]. Bảng 5. Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2000-2010 Chỉ tiêu Đơn vị 2000 2005 2009 2010 1. Tổng sản phẩm trong tỉnh GDP Tỷ đồng 307,5 499,8 891,0 935,8 Nông – Lâm nghiệp Tỷ đồng 160,36 197,76 300,0 270,4 Công nghiệp – XDCB Tỷ đồng 70,02 152,95 305,3 342,5 Dịch vụ Tỷ đồng 77,16 149,10 285,7 322,9 2. Cơ cấu tổng sản phẩm 100 100 100 100 Nông – Lâm nghiệp % 50,74 39,56 33,7 28,9 Công nghiệp – XDCB % 23,56 30,62 34,3 36,6 Dịch vụ % 25,70 29,82 32,1 34,5 4. GDP bình quân đầu người Triệu đồng 2,85 5,26 9,8 10,4 Ghi chú:( Giá cố định năm 1994) GDP bình quân đầu người đạt 20.000.000 đ/ năm (giá hiện hành) 1.1.4.3. Tình hình xã hội trên địa bàn huyện a. Giao thông * Mạng lưới giao thông 9
Mạng lưới giao thông trong vùng phát triển rộng khắp trong vùng. Có đường ô tô đến tận trung tâm xã và thậm chí đến nhiều xóm nhỏ, toàn huyện hiện có 2.747 km đường huyện, đường đô thị và 78,46km đường xã. * Giao thông thủy Trên địa bàn huyện Thuận Thành có con sông Đuống chảy qua, sông này có thể cho các phương tiện thủy có tải trọng 200 - 400 tấn đi qua. b. Y tế Mạng lưới y tế trên địa bàn huyện phát triển rộng khắp cả về số lượng và chất lượng. Tính đến năm 2010 là 100% số xã, thị trấn huyện Thuận Thành được công nhận đạt chuẩn quốc gia về y tế. c. Giáo dục Quy mô hệ thống giáo dục – đào tạo giữ vững và phát triển. Công tác phổ cập giáo dục tiểu học và giáo dục THCS tiếp tục được củng cố vững chắc, công tác phổ cập giáo dục trung học được triển khai tích cực. Các trung tâm học tập cộng đồng tại 18 xã, thị trấn được củng cố kiện toàn và hoạt động đạt kết quả tốt. Chất lượng giáo dục có sự chuyển biến toàn diện, đồng đều và thực chất hơn. Học sinh xếp loại đạo đức tốt, khá chiếm tỷ lệ cao. Kết quả học sinh giỏi hàng năm đạt tốp đầu của tỉnh Bắc Ninh, học sinh thi đỗ vào đại học và cao đẳng năm sau cao hơn năm trước[6]. 1.4.1.4. Đánh giá chung về hiện trạng kinh tế xã hội a. Thuận lợi Thuận thành là huyện có vị trí địa lý tương đối thuận lợi cách thủ đô Hà Nội trung tâm văn hoá chính trị của cả nước khoảng 25km. Có hệ thống giao thông tương đối thuận lợi nối với trung tâm thành phố Hà Nội. Là huyện có nhiều làng nghề truyền thống: Tranh Đông Hồ, nuôi tằm, dệt vải, sản xuất màn... Đội ngũ cán bộ khoa học về phục vụ cho huyện ngày một đông, trình độ cao. Trình độ dân trí của người dân trong vùng tương đối cao, một bộ phận dân cư có trình độ sản xuất hàng hoá, năng động với cơ chế thị trường. Cơ sở hạ tầng ngày càng được phát triển, giao thông, mạng lưới điện, cơ sở y tế, giáo dục, truyền thanh…đã được đầu tư nâng cấp, ngày càng đáp ứng tốt hơn đời sống vật chất cũng như tinh thần của nhân dân. Một số dự án xây dựng và phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp đã và đang được đầu tư xây dựng. Việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng vật nuôi trong nông nghiệp đã góp phần xoá đói, giảm nghèo, đời sống của người dân trong tỉnh ngày càng được nâng cao. b. Khó khăn Tài nguyên khoáng sản ít, mật độ dân số cao, đất nông nghiệp ít. 10
Cơ cấu kinh tế còn có bộ phận chuyển dịch chậm, chưa đồng bộ, nhất là cơ cấu lao động. Một số hoạt động thuộc lĩnh vực thương mại, du lịch-dịch vụ, văn hoá, văn nghệ còn yếu. Ứng dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật và công nghệ mới vào sản xuất còn ít, chưa hình thành được ngành kinh tế mũi nhọn, sản phẩm chiếm ưu thế tiêu thụ trên thị trường trong nước và xuất khẩu chưa nhiều. Đời sống nhân dân tuy có được cải thiện nhưng chênh lệch mức sống giữa các tầng lớp dân cư rất lớn và tiếp tục tăng. Lực lượng lao động đông đảo nhưng lao động được đào tạo cơ bản, có tay nghề cao chưa đủ đáp ứng cho nhu cầu phát triển nhanh, hiện đại, nhất là đang thiếu các doanh nhân, các tổng công trình sư, các nhà quản lý giỏi. 1.1.5. Nhu cầu sử dụng nước tại khu vực nghiên cứu 1.1.5.1. Cấp nước đô thị Hiện tại Thị trấn Hồ đang tiến hành xây dựng nhà máy nước. Tổng số dân thị trấn được cấp nước hợp vệ sinh 91,6% từ giếng khoan, giếng đào[6]. 1.1.5.2. Cấp nước nông thôn Số dân nông thôn được dùng nước hợp vệ sinh đến tháng 5 năm 2010 của huyện Thuận Thành đạt 93,4% tổng số dân nông thôn toàn huyện. Trong tổng số các loại hình cấp nước, loại hình cấp nước bằng giếng khoan chiếm đa số, tiếp đến là các loại hình cấp nước bằng giếng đào, bể chứa nước mưa, loại hình cấp nước tập trung bằng nước máy dẫn nước bằng đường ống. Ngoài ra còn một số hộ sử dụng nước sông, hồ, ao, suối và nguồn khác[6]. * Cấp nước sạch tập trung nông thôn Tổng số dân hiện được cấp nước tập trung thực tế 4.247 người đạt 2,9% dân số nông thôn toàn huyện. * Cấp nước phân tán Gồm: giếng khoan lắp bơm tay, giếng đào, bể, lu chứa nước mưa. + Giếng khoan: Toàn vùng có 121.259 người sử dụng nước giếng khoan hợp vệ sinh trên địa bàn huyện chiếm 89,4% dân số nông thôn, chủ yếu do các hộ tự đầu tư kinh phí xây dựng. + Giếng đào: Toàn vùng có 709 người được cấp nước hợp vệ sinh chiếm 0,5% dân số nông thôn toàn huyện. + Bể lu chứa nước mưa: chiếm 1,53% dân số nông thôn toàn huyện. Tổng số dân nông thôn được cấp nước hợp vệ sinh là 128.471 người đạt 94,5% dân số nông thôn. Tổng số dân được cấp nước hợp vệ sinh trên địa bàn huyện là 139.152 người đạt 93,4 % dân số toàn huyện[6]. 11
Bảng 6. Thống kê công trình cấp nước sạch và VSMT huyện Thuận Thành[6] Tỉ lệ người sử dụng nước Vòi nước máy Nước máy công Giếng đào Giếng khoan Lu, Bể chứa nước mưa HVS, % riêng cộng Tỉ lệ số Số Số Số Số Số Số người Số người Số người người Số giếng người Số vòi Số vòi/ bể Số STT Tên Xã sử Số lượng sử lượng sử Số sử giếng khoan sử dụng Số nước người nước người dụng lượn được dụng được dụng người dụng khoa được giếng lượng máy sử máy sử nước g xếp là giếng xếp là nước nước n xếp là khoan riêng dụng công dụng HVS, HVS: đào HVS mưa HVS HVS HVS cộng % HVS HVS 1 Mão Điền 11976 11596 96,8 10 10 43 1985 1985 9689 338 338 1864 0 0 0 0 2 Hoài Thượng 8718 8299 95,2 105 83 321 1942 1924 7978 0 0 0 0 0 0 0 3 Song Hồ 5723 5468 95,5 23 19 71 1206 1206 5388 4 4 9 0 0 0 0 4 Gia Đông 9061 9009 99,4 0 0 0 2171 2103 9009 0 0 0 0 0 0 0 5 An Bình 7521 7492 99,6 1 1 1 1908 1886 7358 31 31 133 0 0 0 0 6 Trạm Lộ 7844 7782 99,2 9 9 28 1900 1878 7748 4 4 6 0 0 0 0 7 Ninh Xá 8571 8177 95,4 7 7 18 1995 1995 8159 0 0 0 0 0 0 0 8 Nghĩa Đạo 8140 7831 96,2 7 2 4 1848 1801 7827 0 0 0 0 0 0 0 9 Nguyệt Đức 8072 7847 97,2 0 0 0 1883 1883 7847 0 0 0 0 0 0 0 10 Đại Đồng Thành 11090 9766 88,1 11 11 27 2302 2302 9694 19 19 45 0 0 0 0 11 Đình Tổ 11073 10226 92,4 8 7 16 1640 1640 10210 0 0 0 0 0 0 0 12 Trí Quả 8128 8008 98,5 41 29 127 843 843 3634 0 0 0 1145 4247 0 0 13 Thanh Khương 6466 6252 96,7 6 6 24 1327 1322 6226 1 1 2 0 0 0 0 14 Hà Mãn 5547 5168 93,2 0 0 0 1091 1091 5167 1 1 1 0 0 0 0 15 Ngũ Thái 7122 6478 91,0 20 13 23 1612 1558 6445 4 3 10 0 0 0 0 16 Xuân Lâm 6502 5594 86,0 2 2 6 1516 1516 5582 1 1 6 0 0 0 0 17 Song Liễu 4131 3298 79,8 0 0 0 942 743 3298 0 0 0 0 0 0 0 18 Thị trấn Hồ 11853 10861 91,6 104 89 317 2826 2488 10228 81 81 316 0 0 0 0 Tổng 147538 139152 94,3 354 288 1026 30937 30164 131487 484 483 2392 1145 4247 0 0 12
1.2. Hiện trạng tài nguyên nước khu vực nghiên cứu 1.2.1. Hiện trạng tài nguyên nước mặt Sông Đuống là sông lớn chảy qua địa bàn huyện Thuận Thành có biên độ dao động mực nước trong năm khá lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt. Sự biến đổi mực nước trong năm có quan hệ chặt chẽ với lượng mưa, cho đến khi các công trình hồ chứa ở thượng lưu tham gia điều tiết dòng chảy cùng với các công trình lấy nước trên các sông trục chính hoạt động thì biên độ mực nước đã có sự thay đổi so với dòng chảy tự nhiên nhưng không lớn lắm. Bảng 7. Mực nước trung bình tháng, năm tại trạm Bến Hồ Đơn vị:cm Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Bến Hồ (61-07) 115 96 89 113 179 342 521 541 437 323 232 150 262 a. Chất lượng nước sông Đuống Sông Đuống có hàm lượng phù sa nhiều vào mùa mưa trung bình cứ 1 m3 nước có 2,8 kg phù sa tạo nên cánh đồng phù sa bồi tụ phì nhiêu màu mỡ ven sông thuộc các huyện Tiên Du, Từ Sơn, Quế Võ, Thuận Thành, Gia Bình, Lương Tài. Thành phần hoá học của nước phù sa sông Đuống có đầy đủ các chất dinh dưỡng phục vụ rất tốt cho cây trồng sinh trưởng và phát triển[6]. b. Chất lượng nước sông nội vùng Chất lượng nước các sông ngòi nội địa nhìn chung đã và đang bị ô nhiễm nhất là đối với các sông Đông Côi, sông Dâu Đình Dù. Nguyên nhân gây ra ô nhiễm nguồn nước chủ yếu là nước thải sản xuất sinh hoạt từ các làng nghề như: Sông Đông Côi tại Đại Bái có hàm lượng các chất gây ra ô nhiễm chất lượng nước rất cao: DO = 3,82 mg/l, COD = 38,2 mg/l, BOD = 21,4 mg/l, Coliform = 13.000 Coli/100ml, … Nguồn nước mặt sông Đình Dù tại trạm bơm Như Quỳnh trên hệ thống Bắc Hưng Hải bị ô nhiễm do nhận nước thải từ các khu công nghiệp Như Quỳnh A, Như Quỳnh B nước thải từ các khu dân cư tại thị trấn Như Quỳnh với hàm lượng các chất gây ô nhiễm rất cao như: DO = 4,59 mg/l, COD = 36,6 mg/l, BOD = 21,5 mg/l, NO2- = 0,072 mg/l, Coliform = 10.200 Coli/100ml v.v…[6]. 1.2.2. Hiện trạng tài nguyên nước ngầm a. Trữ lượng nước ngầm Nước dưới đất là khoáng sản đặc biệt. Về trữ lượng nó giống khoáng sản rắn (trữ lượng tĩnh tự nhiên) nhưng có phần đặc biệt mà khoáng sản rắn không có (trữ lượng động tự nhiên, trữ lượng cuốn theo...). Chính phần đặc biệt này góp phần quyết định trong đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất, đặc biệt là trữ lượng động và trữ lượng cuốn theo. 13
Tài nguyên nước dưới đất của một vùng lãnh thổ được thể hiện bằng trữ lượng khai thác tiềm năng và trữ lượng khai thác dự báo. Vùng hệ thống Nam Đuống nói chung và huyện Thuận Thành nói riêng là một trong những vùng thuộc lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình đã được tìm kiếm - thăm dò và đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất. Kết quả xác định được trữ lượng cấp A: 535.096 m3/ng, cấp B: 450.600 m3/ng, cấp C1: 632.670 m3/ng. Trong đó trữ lượng công nghiệp (cấp A + B) là 985.696 m3/ng, riêng vùng Hà Nội là 848.980 m3/ng[6]. b. Chất lượng nước ngầm Mục đích sử dụng nước khác nhau đòi hỏi chất lượng nước khác nhau. Trong phạm vi khu vực chỉ nêu các yêu cầu chung nhất về chất lượng nước. Nhìn chung mọi yêu cầu sử dụng nước đều đòi hỏi nước đảm bảo yêu cầu về các mặt: Tính chất vật lý (trong, không mùi, không vị, không màu, nhiệt độ thích hợp); độ pH của nước không cao quá và cũng không thấp quá (6,5÷8,5); Tổng độ khoáng hoá của nước không lớn quá (M ≤ 1 g/l), ở vùng hiếm nước cho phép đến 1,5 g/l, nếu dùng cho chăn nuôi hay tưới cây cho phép đến 3 g/l, còn nuôi trồng thủy sản cao hơn nhưng tuỳ thuộc vào loại con giống. Khi sử dụng nước cho yêu cầu vệ sinh (về sinh vật) và hạn chế hàm lượng các chất độc hại khác[6]. - Đa số các mẫu nước ngầm ở khu vực huyện Thuận Thành đảm bảo các chỉ tiêu vật lý, không màu, không mùi và độ trong đạt yêu cầu. Độ tổng khoáng hoá thường dưới giới hạn cho phép (< 1g/l). Tuy nguồn nước ngầm tại huyện Thuận Thành tương đối phong phú tuy nhiên để sử dụng nước ngầm làm nước cấp sinh hoạt cho một khu dân cư cần phải có đánh giá chi tiết về trữ lượng, để đạt được chất lượng nước tốt cũng cần phải chiều sâu khai thác lớn, cần khoan nhiều giếng. Dẫn đến chi phí thăm dò, khảo sát, đánh giá về trữ lượng cũng như chất lượng tương đối cao. Vì vậy, luận văn chọn nguồn nước sông Đuống có trữ lượng dồi dào, ổn định, khai thác thuận lợi, an toàn để làm nguồn nước cấp sinh hoạt cho khu dân cư phía Tây huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh. 1.3. Tổng quan về phương pháp xử lý nước có hàm lượng cặn lơ lửng lớn Trong quá trình xử lý nước cấp cần phải áp dụng các biện pháp xử lý như sau: – Biện pháp cơ học:Sử dụng cơ học để giữ lại cặn không tan trong nước như: lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc, – Biện pháp hóa học: Dùng phèn làm chất keo tụ, , cho clo vào nước để khử trùng, dùng hóa chất để diệt tảo. – Sử dụng công nghệ lọc nước: thẩm thấu ngược RO, Nano… 1.3.1. Xử lý nước bằng phương pháp cơ học 1.3.1.1. Hồ chứa và lắng sơ bộ 14