Luận văn Thạc sĩ: Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với các đô thị vùng cao - Áp dụng tính toán điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang

Chia sẻ: Lạc Táp | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:115

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với các đô thị vùng cao - Áp dụng tính toán điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang" nhằm nghiên cứu, tìm hiểu mô hình xử lý nước thải cho các đô thị miền núi trên thế giới và Việt Nam. Đề xuất mô hình xử lý nước thải phù hợp cho các đô thị miền núi phía Bắc Việt Nam, tính toán điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ: Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với các đô thị vùng cao - Áp dụng tính toán điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang

I MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Sự cần thiết của đề tài .....................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài .........................................................................................2 3. Nội dung, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................2 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................3 CHƯƠNG 1: ............................................................................................................. 4 TỔNG QUAN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO ................................................................................................................ 4 1.1. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải đô thị ..............................................4 1.1.1. Tổ chức thoát nước đô thị .......................................................................4 1.1.2. Các dạng hệ thống thoát nước đô thị ......................................................6 1.1.3. Xử lý nước thải .....................................................................................10 1.2. Mô hình xử lý nước thải các đô thị trên thế giới .........................................11 1.3. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải các đô thị miền núi phía Bắc .....17 1.3.1. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Sơn La ...........17 1.3.2. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Hòa Bình .......25 1.3.3. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Lạng Sơn .......29 1.3.4. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Tuyên Quang 34 CHƯƠNG 2 .............................................................................................................. 37 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO .................................................................. 37 2.1. Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội các đô thị vùng cao ................37 2.1.1. Điều kiện tự nhiên.................................................................................37 2.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội ........................................................................38 2.2. Tổ chức thoát nước và xử lý nước thải các đô thị miền núi phía Bắc .........40 2.2.1. Nguyên tắc tổ chức ...............................................................................40 2.2.2. Hệ thống thoát nước..............................................................................41 2.2.3. Công nghệ xử lý nước thải....................................................................42 2.3. Đề xuất mô hình xử lý nước thải cho các đô thị miền núi phía Bắc ...........47 2.3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ.....................................................................47 2.3.2. Các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải .................................51
II 2.3.3. Các mô hình xử lý nước thải có thể áp dụng ........................................55 CHƯƠNG 3 .............................................................................................................. 60 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO THÀNH PHỐ TUYÊN QUANG, TỈNH TUYÊN QUANG ...........................................................................60 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, định hướng quy hoạch ................................. 60 3.1.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................60 3.1.2. Đặc điểm kinh tế, xã hội thành phố Tuyên Quang ......................................62 3.1.3 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật: .....................................................................64 3.1.4. Định hướng quy hoạch phát triển ................................................................67 3. 1.5 Định hướng quy hoạch phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật ......................72 3.2. Mô hình xử lý nước thải cho thành phố Tuyên Quang ...................................... 76 3.2.1. Cơ sở lựa chọn ......................................................................................76 3.2.2. Lưu lượng nước thải, công suất NMXLNT ..........................................77 3.2.3. Tính chất nước thải, tải trọng chất bẩn .................................................77 3.2.4. Mức độ cần thiết làm sạch nước thải ....................................................79 3.2.5. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ....................................................83 3.2.6. Tính toán kích thước NMXLNT ...........................................................85 3.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội – môi trường của mô hình xử lý nước thải . 91 3.3.1. Hiệu quả kinh tế - xã hội.......................................................................91 3.3.2. Hiệu quả môi trường: ............................................................................93 3.4 Mô tả dây truyền công nghệ xử lý nước thả i thà nh phố Tuyên Quang theo phương án lựa cho ̣n ................................................................................................... 94 3.4.1. Quá trình xử lý cơ học .............................................................................95 3.4.2 Quá trình xử lý sinh học trong Mương oxy hóa cải tiến ..........................95 3.4.3. Bể lắ ng (sinh học) ....................................................................................99 3.4.4 Quá trình khử trùng...................................................................................99 3.4.5. Quá trình xử lý bùn ................................................................................100 3.4.6. Quá trình xử lý mùi ................................................................................100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................105 1. Kết luận ........................................................................................................105 2. Kiến nghị ......................................................................................................105 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................107
III HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ tổ chức thoát nước và xử lý nước thải đô thị....................................6 Hình 1-2: Hiện trạng thoát nước thành phố Hòa Bình ..............................................28 Hình 1-3: Hiện trạng hệ thống thoát nước thành phố Lạng Sơn ...............................32 Hình 2-1: Bản đồ các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam ..........................................37 Hình 2-2: Ví dụ về bố trí các hồ sinh học thành chuỗi .............................................43 Hình 2-3: Sơ đồ kiểm soát ô nhiễm nguồn nước ......................................................48 Hình 3- 1: Vị trí địa lý thành phố Tuyên Quang……………………….…………. 60 Hình 3-2: Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho TP Tuyên Quang theo phương án 1 ............................................................................................................................84 Hình 3-3: Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho TP Tuyên Quang theo phương án 2 ............................................................................................................................85 Hình 3-4. Sơ đồ công nghệ trạm XLNT theo phương án Mương oxy hóa cải tiến .94 Hình 3-5. Cấu hình cơ bản của hệ thống Mương oxi hóa cải tiến ...........................97 Hình 3-6. Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy ....................................................98 Hình 3-7: Mặt bằng tổng thể NMXLNT theo phương án 1 ....................................102 Hình 3-8: Mặt bằng tổng thể NMXLNT theo phương án 2 ....................................103 Hình 3-9: Mặt bằng đường ống kỹ thuật NMXLNT theo phương án 2..................104
IV BẢNG Bảng 1-1: Một số công nghệ xử lý nước thải đang được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước thải của Việt Nam ........................................................................................13 Bảng 2-1: Các phương pháp và công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo .....................................................................................................................46 Bảng 2-2: Trọng số các tiêu chí lựa chọn và đánh giá các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị ................................................................................................54 Bảng 2-3: Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nhân tạo nước thải .58 Bảng 2-4: Phạm vi sử dụng một số công trình XLNT quy mô nhỏ và vừa ..............59 Bảng 3-1: Quy mô diện tích, dân số các phường xã của Thành phố ........................63 Bảng 3-2: Lưu lượng NMXLNT số 3 - thành phố Tuyên Quang .............................77 Bảng 3-3: Tải trọng ô nhiễm tính theo đầu người .....................................................78 Bảng 3-4: Tải trọng đầu vào của nước thải ...............................................................79 Bảng 3-5: Kích thước công trình NMXLNT theo phương án 1 – Xử lý cơ học và sơ cấp .............................................................................................................................87 Bảng 3-6: Kích thước công trình NMXLNT theo phương án 1– Xử lý bùn ............88 Bảng 3-7: Kích thước NMXLNT theo phương án 2 – Mương ôxi hóa cải tiến .......90 Bảng 3-8: Giá thành xây dựng và chi phí quản lý, vận hành các công trình thoát nước và xử lý nước thải đô thị theo nghiên cứu của EPA ........................................92 Bảng 3-9: Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án NMXLNT .....................................93
V PHỤ LỤC Phụ lục 1 : Kết quả phân tích mẫu nước mặt sông Lô Phụ lục 2: Kết quả phân tích mẫu nước thải sinh hoạt tại TP Tuyên Quang
VI CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT N Nitơ P Photpho BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa COD Nhu cầu ôxy hóa học SS Cặn rắn lơ lửng MLSS Chất rắn lơ lửng dạng lỏng hỗn hợp kf Hệ số thấm p.a. trên năm p.e. Dân số tương đương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KCN Khu công nghiệp NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải WWF Lưu lượng nước thải mùa mưa DWF Lưu lượng nước thải mùa khô SBR Bể phản ứng theo mẻ GDP Tổng sản phẩm quốc nội VND Đồng Việt Nam USD Đô la Mỹ EUR Đồng Euro WB Ngân hàng thế giới ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á JBIC Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau (Ngân hàng Phát triển Đức) ODA Hỗ trợ phát triển chính thức NPV Giá trị dòng thuần DWA Hiệp hội nước và nước thải Đức (trước đây là ATV) EPA Tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ
1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực kinh tế cũng như xã hội, bên cạnh đó nảy sinh vấn đề ô nhiễm môi trường và nhiệm vụ bảo vệ môi trường. Trong chiến lược phát triển, bền vững quốc gia bảo vệ môi trường được đặt ra như một mục tiêu tất yếu song song cùng với quá trình phát triển kinh tế-xã hội. Trong các vấn đề về môi trường đô thị thì thoát nước, xử lý nước thải và quản lý chất thải rắn là một trong những công việc hết sức quan trọng nhằm giảm thiểu những mặt tiêu cực do quá trình đô thị hoá gây ra. Đầu tư cho thoát nước đô thị đòi hỏi số vốn lớn, chi phí quản lý vận hành hàng năm cũng rất tốn kém, vì vậy cần có những nghiên cứu đầy đủ về lĩnh vực này nhằm đưa ra phương án tối ưu cho từng điều kiện cụ thể. Một trong các bộ phận của hệ thống thoát nước đô thị là nhà máy xử lý nước thải. Đây là bộ phận quan trọng quyết định chất lượng nước thải khi xả ra các nguồn nước tự nhiên trong khu vực đô thị. Trên thế giới tại các nước phát triển và một số nước đang phát triển đã có nhiều mô hình xử lý nước thải được áp dụng và đã đạt được các yêu cầu về môi trường. Tuy nhiên các mô hình này không thể áp dụng được cho tất cả mọi nơi. Mỗi mô hình xử lý nước thải chỉ phù hợp với một số điều kiện cụ thể. Hiện nay, tại Việt Nam đã có 1 số nghiên cứu cùng các dự án đầu tư xây dựng các công trình thoát nước và vệ sinh nhưng chủ yếu được thực hiện tại các đô thị lớn như: dự án thoát nước Thành phố Hà Nội, dự án cải tạo và xây dựng hệ thống thoát nước Thành phố Vũng Tàu, dự án cải thiện môi trường nước thành phố Huế, dự án bảo vệ môi trường thành phố Hạ Long, dự án thoát nước và vệ sinh thành phố Đà Nẵng… Tại các đô thị nhỏ, đặc biệt là các đô thị miền núi vấn đề xử lý nước thải vẫn còn rất mới mẻ và chưa được quan tâm đúng mức. Hầu hết nước
2 thải đô thị trong đó có cả các loại nước thải ô nhiễm nặng như nước thải bệnh viện hay các nhà máy xí nghiệp nằm trong đô thị, đều chưa được xử lý trước khi xả vào các nguồn tiếp nhận xung quanh gây ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, mô hình xử lý nước thải cho các đô thị lớn hiện nay tại Việt Nam đều được các nhà tư vấn thiết kế lựa chọn từ các mô hình xử lý nước thải tiên tiến, hiện đại của nước ngoài. Các mô hình này có thể không đạt hiệu quả như mong muốn vì điều kiện tự nhiên cũng như các đặc điểm kinh tế xã hội ở Việt Nam khác so với các nước. Chính vì vậy, lại càng khó khẳng định tính hiệu quả của các mô hình này khi áp dụng cho các đô thị miền núi. Từ thực tiễn đó, yêu cầu có một nghiên cứu để lựa chọn và đề xuất mô hình xử lý nước thải phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế, xã hội của các đô thị miền núi nước ta, đặc biệt là các đô thị miền núi phía Bắc – nơi bắt nguồn của các con sông lớn như sông Hồng, sông Đà … đang và sẽ là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho Thủ đô Hà Nội và các tỉnh phía Bắc. 2. Mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu, tìm hiểu mô hình xử lý nước thải cho các đô thị miền núi trên thế giới và Việt Nam. - Đề xuất mô hình xử lý nước thải phù hợp cho các đô thị miền núi phía Bắc Việt Nam. Tính toán điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang. 3. Nội dung, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải cho các đô thị trên thế giới và các mô hình đã áp dụng cho các đô thị tại Việt Nam; - Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ xử lý nước thải, tổ chức thoát nước. - Phạm vi nghiên cứu: Một số thành phố miền núi phía Bắc nước ta. - Đề xuất mô hình xử lý nước thải cụ thể cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang.
3 4. Phương pháp nghiên cứu - Kế thừa các nghiên cứu đã có về các mô hình xử lý nước thải cho đô thị trên thế giới và tại Việt Nam; - Thu thập thông tin và tài liệu về hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải, điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội tại các đô thị miền núi phía Bắc; - Khảo sát, thu thập các thông tin về hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải, điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội, chất lượng nước mặt và nước thải tại thành phố Tuyên Quang; - Phân tích các thông tin thu thập được để viết luận văn.
4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO 1.1. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải đô thị 1.1.1. Tổ chức thoát nước đô thị Hệ thống thoát nước là tổ hợp những công trình thiết bị và các giải pháp kỹ thuật được tổ chức để thực hiện nhiệm vụ thoát nước. Để đảm bảo hệ thống thoát nước hoạt động được hiệu quả thì phải tiến hành tổ chức thoát nước. Hiện nay, tồn tại các hình thức tổ chức thoát nước như sau: - Thoát nước và xử lý nước thải tập trung. - Thoát nước và xử lý nước thải phân tán. - Thoát nước và xử lý nước thải tại chỗ. - Thoát nước và xử lý nước thải kết hợp. Khi thoát nước tập trung, nước thải từ các tuyến cống cấp II (tuyến cống lưu vực) đưa về tuyến cống cấp I (tuyến cống chính) sau đó được bơm về trạm xử lý nước thải tập trung. Như vậy nước thải sẽ được dẫn ra khỏi đô thị xử lý đến mức độ yêu cầu và xả ra nguồn nước mặt có khả năng tự làm sạch lớn (đối tượng sông hồ ngoại thành). Dạng thoát nước tập trung đảm bảo cho môi trường có độ an toàn cao, ít bị ô nhiễm. Xử lý nước thải tập trung dễ kiểm soát và quản lý. Tuy nhiên việc đầu tư thoát nước thải tập trung rất tốn kém do việc xây dựng tuyến cống chính dài và sâu, số lượng trạm bơm chuyển tiếp nhiều... Mặt khác khi đô thị phát triển không đồng bộ theo không gian và thời gian việc xây dựng trạm xử lý tập trung và tuyến cống chính là không phù hợp. Việc đầu tư kinh phí lớn cho các công trình này ngay từ đầu rất khó khăn.
5 Do khó khăn và không kinh tế khi xây dựng các tuyến cống thoát nước quá dài trên địa hình bằng phẳng và mực nước ngầm cao, người ta thường dùng hệ thống thoát nước phân tán theo các lưu vực sông hồ. Do đặc điểm địa hình và sự hình thành các đô thị nước ta, hệ thống thoát nước thường phân ra các lưu vực nhỏ và độc lập. Trạm xử lý nước thải phân tán thường là loại quy mô nhỏ và vừa. Xây dựng các trạm xử lý nhỏ và vừa sẽ tận dụng được điều kiện tự nhiên cũng như khả năng làm sạch của các sông hồ đô thị để phân huỷ chất bẩn. Việc xây dựng hệ thống thoát nước dạng phân tán cũng phù hợp với điều kiện kinh tế hạn hẹp và sự phát triển đô thị. Tổng giá thành xây dựng hệ thống thoát nước phân tán giảm đáng kể do không phải xây dựng các tuyến thoát nước thải tập trung, các khu vực đô thị trong cùng một lưu vực thường được phát triển đồng thời, do đó việc xây dựng hệ thống thoát nước phân tán sẽ không bị lãng phí. Các công trình xử lý phân tán thường được bố trí hợp khối, dễ vận hành và quản lý. Nhược điểm chính của hệ thống thoát nước phân tán là dễ làm mất cảnh quan do việc xây dựng trạm xử lý bên trong đô thị. Nếu thiết kế và vận hành không đúng kỹ thuật có thể gây ra mùi hôi thối khó chịu ảnh hưởng đến môi trường khu đô thị xung quanh. Nếu trong nước thải sau khi xử lý hàm lượng nitơ (N) và phốt pho (P) còn cao có thể gây nhiễm bẩn thứ cấp cho sông hồ đô thị do hiện tượng phú dưỡng. Trạm xử lý nước thải phân tán có quy mô, công nghệ và mức độ xử lý rất khác nhau, do đó việc quản lý và vận hành chúng rất phức tạp. Việc tìm vị trí đặt các trạm xử lý phân tán trong đô thị cũng có thể gặp nhiều khó khăn. Thoát nước phân tán thích hợp cho các đô thị có dạng hệ thống thoát nước riêng hoặc nửa riêng, nằm trong vùng địa hình bằng phẳng nhiều sông hồ... Các ví dụ điển hình cho hệ thống thoát nước phân tán là: hệ thống thoát nước Hà Nội với 7 vùng, hệ thống thoát nước thành phố Đà Lạt với 5 khu vực... Trong trường hợp các đối tượng thoát nước nằm ở vị trí riêng rẽ, độc lập hoặc cách xa hệ thống thoát nước tập trung, người ta thường sử dụng hệ thống thoát nước thải cục bộ kết hợp với xử lý tại chỗ. Nước thải sau khi xử lý đạt các tiêu
6 chuẩn vệ sinh được cho thấm vào đất hoặc thải trực tiếp vào sông hồ... Ví dụ điển hình cho thoát nước cục bộ là ở khu vực Linh Đàm - Định Công - Pháp Vân thuộc phía Nam Hà Nội. Mạng lưới thoát nước cục bộ có thể có đường cống hoặc không có đường cống, trạm xử lý có hiệu quả xử lý khá cao, quản lý và vận hành đơn giản. Tuy nhiên do các công trình của trạm xử lý bố trí gần nhà ở và khu dân cư nên điều kiện vệ sinh còn hạn chế. Trong một số trường hợp đặc biệt, điều kiện địa hình phức tạp có thể phải tổ chức thoát nước và xử lý nước thải theo hình thức kết hợp. Có thể tổ chức thoát nước và xử lý nước thải phân tán kết hợp với thoát nước và xử lý nước thải tại chỗ; thoát nước và xử lý nước thải tập trung kết hợp với thoát nước và xử lý nước thải phân tán; hoặc kết hợp cả 3 hình thức trên. CÊp n-íc c«ng nghiÖp CÊp n-íc sinh ho¹t CÊp n-íc sinh ho¹t N-íc m-a Nhµ m¸y, xÝ nghiÖp Khu d©n c- 1 Khu d©n c- 2 §« thÞ tuÇn hoµn CÊp n-íc N-íc m-a ®ît ®Çu 1 Xö lý t¹i chç 2 2 Xö lý t¹i chç T¸i sö dông T¸i sö dông 3 Nguån tiÕp nhËn n-íc th¶i Hình 1-1: Sơ đồ tổ chức thoát nước và xử lý nước thải đô thị 1. Vị trí đặt trạm xử lý nước thải công nghiệp 2. Vị trí đặt trạm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán 3. Vị trí đặt trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung 1.1.2. Các dạng hệ thống thoát nước đô thị Hiện nay, tùy thuộc vào mục đích yêu cầu tận dụng nguồn nước thải, nhu cầu kỹ thuật vệ sinh và việc xả các loại nước thải vào mạng lưới thoát nước mà người ta
7 phân biệt các loại hệ thống thoát nước: hệ thống thoát nước riêng, hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước nửa riêng và hệ thống thoát nước hỗn hợp. Hệ thống thoát nước chung: Là kiểu hệ thống thoát nước chỉ có một loại đường cống thu gom cả nước mưa và nước thải, sau đó dẫn tới công trình xử lý hoặc xả ra các sông, hồ, các khu vực trũng. Hệ thống kiểu này hiện nay đang tồn tại ở tất cả các đô thị của Việt Nam và vẫn còn tồn tại ở rất nhiều đô thị trên thế giới. Chú ý rằng hệ thống thoát nước chung ở các thành phố hiện đại không có bể tự hoại trong từng nhà và trong mùa khô đường ống vẫn phải đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự như đối với các hệ thống thoát nước thải trong trường hợp thoát nước riêng hoàn toàn. Để thoả mãn yêu cầu này đối với những vùng có cường độ mưa lớn là hết sức khó khăn, vì vậy hệ thống thoát nước chung cần được xem xét áp dụng trong những trường hợp sau: - Đối với các đô thị có thể nằm xa nơi có thể xả nước mưa và nước thải (sau khi làm sạch) khi đó việc kết hợp hai loại nước đó trong một tuyến cống dẫn chung có khả năng tiết kiệm hơn. - Khi gần khu vực đô thị có dòng sông lớn có khả năng pha loãng loại nước xả ra từ hệ thống thoát nước chung nghĩa là có thể bố trí các miệng xả để giảm bớt lưu lượng cho các tuyến cống. - Khi địa hình có độ dốc lớn về mùa khô tuy lưu lượng nhỏ hơn nhưng vẫn đảm bảo tốc độ theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Vì hệ thống thoát nước chung chỉ có hệ thống cống duy nhất trong khi đó hệ thống thoát nước riêng lại có 2 hệ thống cống song song nên trong một số trường hợp cụ thể có thể chi phí đầu tư thấp hơn. Theo lịch sử phát triển thoát nước đô thị thì hệ thống thoát nước chung xuất hiện sớm hơn do đó trong các khu vực phố cũ của các thành phố lớn ở nhiều nước trên thế giới ta thường gặp hệ thống thoát nước chung. Cho dù có thể gặp một số
8 nhược điểm trong quá trình quản lý vận hành nhưng việc cải tạo thành hệ thống thoát nước riêng cho những khu này quá tốn kém nên vẫn tiếp tục sử dụng hệ thống thoát nước chung. Hệ thống thoát nước riêng: Đây là kiểu hệ thống thoát nước bao gồm hai hay nhiều hệ thống cống thoát nước riêng biệt. Một loại chỉ thu gom nước mưa sau đó xả ra các sông, hồ, các khu vực trũng. Một loại chỉ thu gom nước bẩn sau đó đưa nước bẩn đã thu gom được đến trạm xử lý nước bẩn, tại đây nước bẩn sẽ được làm sạch đến mức độ cần thiết theo yêu cầu bảo vệ môi trường trước khi xả ra bên ngoài. Tùy theo mức độ nhiễm bẩn mà nước thải sản xuất (nếu có độ nhiễm bẩn cao) xả chung với nước thải sinh hoạt hoặc (nếu độ nhiễm bẩn thấp) chung với nước mưa. Còn nếu trong nước thải sản xuất có chứa chất độc hại axit, kiềm … thì nhất thiết phải xả vào mạng lưới riêng biệt. Kiểu hệ thống này có một số ưu điểm chính có thể xem xét để áp dụng vào các trường hợp như sau: - Khi khu dân cư xây dựng phân tán, mật độ thấp, để thoát nước mưa chỉ cần những tuyến cống ngắn xả trực tiếp vào môi trường tự nhiên. - Khi địa hình có độ dốc nhỏ, tránh được việc phải bơm cả nước mưa nếu áp dụng cống chung. - Khi cường độ mưa lớn đối với những lưu vực lớn, nước mưa có thể dẫn bằng các kênh mương hở còn nước thải dẫn bằng các cống kín. - Khi nơi xả nước là dòng sông nhỏ không đủ khả năng pha loãng nước mưa từ hệ thống cống chung, nghĩa là khi không đủ điều kiện bố trí các miệng xả của hệ thống cống chung. - Bảo đảm yêu cầu vệ sinh môi trường cao, hệ thống cống riêng đảm bảo việc thoát nước hiệu quả và nhanh chóng các loại nước thải bị ô nhiễm.
9 Hệ thống thoát nước riêng ở nước ngoài thường áp dụng cho các đô thị vừa và nhỏ, các khu đô thị mới của các thành phố lớn, các vùng đô thị ven biển và hầu như bắt buộc đối với các đô thị có bãi tắm. Đối với khu vực các đô thị lớn hiện có hệ thống thoát nước chung nhưng đã làm việc quá tải thì việc cải tạo để bổ sung thêm mạng lưới thoát nước riêng cũng là một khía cạnh cần xem xét. Hệ thống thoát nước nửa riêng: Hệ thống thoát nước nửa riêng thường có hai hệ thống cống ngầm, trong đó một mạng lưới để thoát nước sinh hoạt, nước thải sản xuất và nước mưa bẩn, còn mạng lưới khác để dẫn nước mưa sạch xả trực tiếp ra sông, hồ. Ở chỗ giao nhau giữa hai mạng lưới xây dựng giếng ngăn nối để thu nhận phần nước mưa trong thời gian đầu của trận mưa cùng với nước sinh hoạt, sản xuất tới công trình làm sạch. Khi mưa to hay ở thời gian cuối của các trận mưa, lưu lượng nước mưa lớn, có thể tràn qua miệng xả ra sông hồ cạnh đó. Hệ thống thoát nước nửa riêng thường áp dụng cho các thành phố lớn có yêu cầu vệ sinh cao. Nước mưa trong các khu vực trung tâm thành phố, nơi có sinh hoạt nhộn nhịp, đầu mỗi trận mưa bị ô nhiễm nặng cần được xử lý cùng với các loại nước thải. Hệ thống thoát nước hỗn hợp: Hệ thống thoát nước hỗn hợp là hệ thống kết hợp hai hay nhiều loại hệ thống thoát nước kể trên, thường gặp ở một số thành phố cải tạo. Trong các thành phố lớn mỗi khu vực có những tính chất riêng biệt nên khi đó khu vực có thể chọn kiểu chung hoặc riêng hoàn toàn cho phù hợp. Chẳng hạn, trong khu vực thành phố cũ là hệ thống thoát nước chung còn khu vực thành phố mới thì dùng hệ thống thoát nước riêng.
10 1.1.3. Xử lý nước thải Xử lý nước thải là giai đoạn cuối cùng của hệ thống thoát nước thải. Xử lý nước thải là quá trình công nghệ làm cho nước thải trở nên sạch hơn, đủ tiêu chuẩn vệ sinh để xả vào môi trường tiếp nhận. Xử lý nước thải bao gồm 3 bậc: Xử lý bậc 1 (xử lý sơ cấp), xử lý bậc 2 (xử lý thứ cấp) – xử lý sinh học, xử lý bậc 3 – loại bỏ N, P. Xử lý nước thải bậc 1 Chủ yếu là quá trình lắng để loại bỏ bớt cặn lơ lửng. Có nhiều loại bể lắng như bể lắng 2 vỏ, bể tự hoại, bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng radian,... Kết quả xử lý của công đoạn xử lý sơ bộ là loại bỏ được một phần cặn lơ lửng và các chất nổi như dầu, mỡ. v.v... đồng thời với việc phân hủy kỵ khí cặn lắng ở phần dưới các công trình ổn định cặn. Xử lý nước thải bậc 2 Là công đoạn phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ, chuyển chất hữu cơ có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ và chất hữu cơ ổn định kết thành bông cặn để loại bỏ ra khỏi nước thải. Các công trình và thiết bị dùng trong công đoạn xử lý thứ cấp có thể chia thành 2 nhóm: - Xử lý thứ cấp được thực hiện trong điều kiện tự nhiên. - Xử lý thứ cấp được thực hiện trong điều kiện nhân tạo. Xử lý nước thải bậc 3 Xử lý bậc 3 thường được tiến hành tiếp sau công đoạn xử lý thứ cấp nhằm nâng cao chất lượng nước thải đã được xử lý để dùng lại hoặc xả vào nguồn tiếp nhận với yêu cầu vệ sinh cao (khử N, P). Có thể dùng các công trình, thiết bị sau: - Lọc cát, lọc nổi, lọc qua màng để lọc trong nước, lọc qua than hoạt tính để ổn định chất lượng nước.
11 - Xử lý hóa chất để ổn định chất lượng nước. - Dùng hồ sinh học để xử lý thêm... 1.2. Mô hình xử lý nước thải các đô thị trên thế giới Hiện nay trên thế giới có rất nhiều mô hình xử lý nước thải từ xử lý sơ bộ đến xử lý triệt để, xử lý nước thải chi phí thấp trong điều kiện tự nhiên đến xử lý nước thải hiện đại trong điều kiện nhân tạo. Tùy đặc điểm từng vùng, từng loại đô thị mà lựa chọn mô hình xử lý nước thải phù hợp. Các loại hình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước kể cả các nước đã phát triển có thể áp dụng chi tiết ở Việt Nam là: 1. Nhà máy xử lý nước thải hiện đại. 2. Nhà máy xử lý sơ bộ. 3. Hệ thống mương Oxy hoá. 4. Các đầm sục khí. 5. Hồ điều hoà. 6. Các hệ thống xử lý bằng thấm đất. 7. Phân huỷ cặn bùn bằng ao chứa. 8. Xử lý cục bộ nước thải trong các bể tự hoại cải tiến. Trong những năm gần đây, Việt Nam đã xây dựng và thực hiện một số dự án xử lý nước thải đô thị hầu hết từ nguồn vốn ODA thông qua các tổ chức như Ngân hàng Thế giới (WB), Ngân hàng Tái thiết Đức (KfW), Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản (JBIC)... Các quy trình xử lý nước thải được áp dụng hoặc đang xem xét bao gồm: - Công nghệ bùn hoạt tính - Công nghệ SBR và SBR cải tiến
12 - Bể lọc nhỏ giọt - Xử lý sơ cấp - Hồ và phá sinh học Trong đó công nghệ sử dụng bùn hoạt tính cùng với các cải tiến của nó đã được xem xét và áp dụng rộng rãi. Hệ thống cống chung được sử dụng trong phần lớn các trường hợp.
13 Bảng 1-1: Một số công nghệ xử lý nước thải đang được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước thải của Việt Nam Hệ Công Chi phí Hiện trạng Đơn vị tài Stt Tên NMXLNT Địa điểm thống nghệ xử Công suất (m3/ngđ) Xử lý bùn Năm thực hiện xây dựng dự án trợ thu gom lý (USD) Bùn hoạt Khử nước Xây dựng năm ~ 5,4 NMXLNT Trúc Ba Đình, Hà Đang hoạt 1 Chung tính tuần 2.300 m3/ngđ trong bùn cơ 2004 và vận triệu US$ JBIC Bạch nội động hoàn học hành năm 2005 Kim Liên, Bùn hoạt Khử nước Xây dựng năm ~ 6,6 NMXLNT Đang hoạt 2 Đống Đa, Hà Chung tính tuần 3.700 m3/ngđ trong bùn cơ 2004 và vận triệu US$ JBIC Kim Liên động nội hoàn học hành năm 2005 3.500 m3/ngđ của Xây dựng giữa 1,9 triệu NMXLNT trong Tp Hạ Long, Sân phơi bùn NMXLNT số 1, và Đang hoạt 2003-2004 và US$ 3 Hệ thống thoát tỉnh Quảng Chung SBR mở và có mái WB 7.500 m3/ngđ của động vận hành vào 2,7 triệu nước Hạ Long Ninh che NMXLNT số 2 tháng 1/ 2007 US$ Khử nước NMXLNT Đà Hồ sinh 64.400 m3/ngđ Đang hoạt 4 Tp Đà Nẵng Chung trong bùn cơ Xây dựng 2004 Chưa rõ WB Nẵng học (4 hồ) động học
14 Khu CN Bùn hoạt NMXLNT Vân Nam Thăng tính Đang hoạt 5 Riêng 40.000 m3/ngđ Chưa rõ Xây dựng 2005 Chưa rõ JBIC Trì Long – Vân truyền động Trì, Hà Nội thống NMXLNT tại Bùn hoạt Khử nước Hồ CHí Minh Tp Hồ Chí tính Đang hoạt Bắt đầu năm 100 triệu 6 Chung 141.000 m3/ngđ trong bùn cơ JBIC (Tàu Hũ – Bến Minh truyền động 2006 US$ học Nghé) thống Ủ bùn hiếu khí không NMXLNT Cần Bể lọc Đang hoạt 02/2007 – hoàn 6,76 triệu 7 Tp Cần Thơ Chung 726 l/giây cấp nhiệt, KfW Thơ nhỏ giọt động thành 2008 EUR Sân phơi bùn có mái che Ủ bùn hiếu khí không Huy động NMXLNT Sóc Xử lý sơ 08/2007 – 2,15 triệu 8 Tp Sóc Trăng Chung 447 l/giây cấp nhiệt, để xây KfW Trăng bộ 04/2009 EUR Sân phơi bùn dựng có mái che