Tính toán Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đoạn lưu vực giữa quận 2 và quận Thủ Đức

.................................................................... 2 1.4. CƠ SỞ TÍNH TOÁN ....................................................................................... 3 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ................................. 4 2.1. NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI SINH HOẠT ................................ 4 2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT ....................... 4 2.2.1. Thành phần nước thải sinh hoạt ................................................................. 4 2.2.2. Tính chất nước thải sinh hoạt ..................................................................... 5 2.3. TÁC HẠI LÊN MÔI TRƯỜNG ...................................................................... 7 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ..................................... 8 2.4.1. Phương pháp cơ học ................................................................................... 8 2.4.2. Phương pháp hóa lý ................................................................................. 13 2.4.3. Phương pháp sinh học .............................................................................. 15 CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN ............................................... 21 3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ............................................................................... 21 3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 21 3.1.2. Đặc điểm địa chất .................................................................................... 29 3.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI .................................................................... 29 3.2.1. Tình hình phát triển kinh tế ..................................................................... 32 3.2.2. Dân số ...................................................................................................... 32 3.3. HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA KHU VỰC ............................................................................................................. 33 3.3.1. Tổng quan ................................................................................................ 33 3.3.2. Hiện trạng thoát nước của khu vực .......................................................... 34 3.3.3. Hiện trạng xử lý nước thải của khu vực .................................................. 34 CHƯƠNG 4: CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ........................................................ 36 4.1. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG ............................................................................. 36 4.2. NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC THẢI ............................................ 37 4.3. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ ................................................. 37 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA ii CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ......................................................................... 39 5.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ................................................................................. 39 5.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ .................................................................................... 40 5.2.1. Phương án 1 ............................................................................................. 40 5.2.2. Phương án 2 ............................................................................................. 42 5.2.3. Phương án 3 ............................................................................................. 43 5.3 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ................................................................ 46 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ........................... 47 6.1. SONG CHẮN RÁC ........................................................................................ 47 6.1.1. Tính toán mương dẫn nước thải ............................................................... 47 6.1.2. Tính toán song chắn rác ........................................................................... 47 6.2. TRẠM BƠM .................................................................................................. 53 6.2.1. Chức năng: ............................................................................................... 53 6.2.2. Tính toán: ................................................................................................. 53 6.3. BỂ ĐIỀU HOÀ LƯU LƯỢNG ....................................................................... 54 6.3.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 54 6.3.2. Tính toán bể điều hoà lưu lượng .............................................................. 54 6.4. BỂ LẮNG ĐỢT 1 ........................................................................................... 58 6.5. TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK ...................................................................... 60 6.6. BỂ LẮNG LI TÂM ĐỢT II ........................................................................... 70 6.6.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 70 6.6.2. Tính toán bể lắng li tâm .......................................................................... 70 6.7. BỂ TIẾP XÚC ................................................................................................ 73 6.7.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 73 6.7.2. Tính toán bể tiếp xúc ............................................................................... 74 6.8. BỂ MÊTAN .................................................................................................... 76 6.8.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 76 6.8.2. Tính toán bể Mêtan ................................................................................. 77 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ .................................................................................................................... 80 7.1. TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ ........................... 80 7.2. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ ........................................................................ 81 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA iii 7.3. TÍNH CHI PHÍ ĐẦU TƯ ................................................................................ 82 7.4. TÍNH CHI PHÍ VẬN HÀNH ......................................................................... 82 7.4.1. Chi phí hoá chất ....................................................................................... 82 7.4.2. Chi phí điện năng ..................................................................................... 83 7.4.3. Chi phí nhân công .................................................................................... 83 7.5. CHI PHÍ XÂY DỰNG .................................................................................... 84 CHƯƠNG 8 :KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 86 8.1. KẾT LUẬN : .................................................................................................. 86 8.2. KIẾN NGHỊ.................................................................................................... 86 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA iv DANH MỤÏ C CÁÙ C THUẬÄ T NGỮÕ VIẾÁ T TẮÉ T BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa, đo trong 5 ngày. BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường BYT : Bộ Y tế COD : Nhu cầu oxy hóa học TSS : Tổng các chất rắn lơ lửng NĐ-CP : Nghị định chính phủ PCCC : Phòng cháy chữa cháy SS : Chất rắn lơ lửng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam MLSS : Hỗn hợp chất rắn lơ lửng VOC : Các hợp chất hữu cơ bay hơi XLNT : Xử lý nước thải TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Tải lượng ônhiễm từ nước thải sinh hoạt. Bảng 2.2. Nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải sinh hoạt. Bảng 2.3. Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt. .Bảng 3. 1 - Nhiệt độ trung bình của TPHCM Bảng 3 – 2 Kết quả phân tích tần số xuất hiện mưa hằng năm tại trạm đo mưa Tân Sơn Nhất Bảng 3.5: Dân Số khu dự án tính từ năm 2000-2008 Bảng 3.6 :Tổng lượng nước thải đến năm 2020 Bảng 4.1: Hệ số không điều hoà chung Bảng 4.2: Các thông số của nước thải sinh hoạt Bảng 6.1 Các thông số thuỷ lực của mương dẫn nước thải Bảng 6.2: Khối lượng rác lấy từ song chắn rác có thể tính sơ bộ theo bảng sau (TCVN 51: 1984) Bảng 6.3 : Các thông số thiết kế song chắn rác Bảng 6.4: Nồng độ chất bẩn ra khỏi song chắn rác Bảng 6.5: Các thông só thiết kế hố thu gom Bảng 6.6: Các thông số thiết kế bể điều hoà Bảng 6.7 : Các thông số thiết kế bể Aerotank Bảng 6.8 : Các thông số tải trọng chất ô nhiễm Bảng 6.9 : Các thông số thiết kế bể lắng li tâm Bảng 6.10: Các thông số thiết kế bể Mêtan TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng Hình 3.1: vị trí dự án đặt trạm xử lý nước thải tập trung Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa cực đại hàng năm tại trạm đo mưa Tân Sơn Nhất Hình 3.3: Đường cong DDF của trạm Tân Sơn Nhất Hình 6.1: Cấu tạo của song chắn rác Hình 6.2: Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối bể Aerotank TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 1 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG: Xã hội Việt Nam đang chuyển mình để hòa nhập vô nền kinh tế thế giới, quá trình CNH-HĐH không ngừng phát triển, đương nhiên kéo theo Đô Thị Hóa. Trong quá trình phát triển, nhất là trong thập kỷ vừa qua, các đô thị lớn như Thành Phố Hồ Chí Minh, Hà Nội đều gặp nhiều vấn đề về 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 dần được quy hoạch và hình thành. Bên cạnh đo,ù việc quản lý và xử lý nước thải sinh hoạt chưa được triệt để dẫn đến nguồn nước mặt bị ô nhiễm và nguồn nước ngầm cũng dần 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 vấn đề nan giải của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng ngòai việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý lý 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. Thủ Đức là quận vùng ven ở phía Đông thành phố Hồ Chí Minh, bên kia bờ sông Sài Gòn. Phía Bắc giáp huyện Thuận An và huyện Dĩ An của tỉnh Bình Dương. Phía Nam tiếp giáp quận 2. Sông Sài Gòn bao bọc ở phía Tây, ngăn cách với quận 12, quận Gò Vấp và quận Bình Thạnh. Phía Đông giáp quận 9. Với nhiều đặc điểm thuận lợi, Thủ Đức thu hút khá đông nhà đâu tư trong và ngoài nước. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 2 Trong những năm gần đây, tình trạng mắc một số bệnh chính liên quan đến nước không những không giảm mà còn có xu hướng gia tăng như bệnh tiêu chảy, bệnh tả. Tác nhân gây bệnh qua môi trường nước không kém nguy hiểm và phổ biến là chất hóa học. Các chất hoá học này xuất phát từ chất thải do hoạt động của con người như hóa chất công nghiệp, các kim loại nặng, thuốc trừ sâu và kể cả những chất hóa học có sẵn trong lòng đất... Tại quận Thủ Đức, nguồn nước sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt của người dân đang bị ô nhiễm trầm trọng bởi các chất thải, đặc biệt là chất thải sinh hoạt khu dân cư, chất thải bệnh viện, chất thải công nghiệp, nông nghiệp và các hành vi, thói quen không hợp vệ sinh gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người dân. Với mong muốn môi trường sống ngày càng được cải thiện, vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt ngày càng dễ dàng hơn để phù hợp đến sự phát triển tất yếu của xã hội và cải thiện nguồn tài nguyên nước đang bị ô nhiễm nặng nề nên đề tài “Tính tóan thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đoạn lưu vực giữa quận 2 và quận Thủ Đức” 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. 1.2. MỤC TIÊU LUẬN VĂN Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đoạn lưu vực giữa quận 2 và quận Thủ Đức cho 500.000 dân. 1.3. NỘI DUNG LUẬN VĂN • Đánh giá về thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt. • Nêu phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt trong và ngoài nước. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 3 • Tổng quan về khu vực dự án Lưu vực Bắc Sài Gòn 1 (lưu vực giữa quận 2 và quận Thủ Đức) • Đề xuất phương án tối ưu, tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý đó. 1.4. CƠ SỞ TÍNH TOÁN • Thu thập số liệu, tra cứu tài liệu. • Tìm hiểu thực tế hiện trạng hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải của khu vực • Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 14 : 2008/BTNMT. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 4 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1. NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nước thảùi 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 một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn 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. 2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.2.1 THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI SINH HOẠT Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 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. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 5 2.2.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nước thải sinh hoạt thông thường chiếm khoảng 80% lượng nước được cấp cho sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt thường chứa những tạp chất khác nhau. Các thành phần này bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% các chất vô cơ. Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều loài sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng. Phần lớn các virut, vi khuẩn gây bệnh tả, vi khuẩn gây bệnh lỵ, vi khuẩn gây bệnh thương hàn..... Ngoài ra, nước thải sinh hoạt thường chứa cc thnh phần dinh dưỡng rất cao. Nhiều trường hợp, lượng chất dinh dưỡng này vượt qua nhu cầu phát triển của vi sinh vật dùng trong xử lý bằng phương pháp sinh học. Trong các công trình xử lý nước theo phương pháp sinh học, lượng dinh dưỡng cần thiết trung bình tính theo tỷ lệ BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1. Các chất hữu cơ cĩ trong nước thải khơng phải được chuyển hĩa hết bởi các lồi vi sinh vật mà cĩ khoảng 20 – 40% BOD không qua quá trình chuyển hóa bởi vi sinh vật, chúng chuyển ra chung với bùn lắng [6,8]. Bảng 2.1. Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt. Chỉ tiêu ơ nhiễm Hệ số tải lượng (g/người.ngy) Chất rắn lơ lửng 70 – 145 Amôni (N-NH4) 2,4 – 4,8 BOD5 của nước 45 – 54 Nitơ tổng 6 – 12 Tổng Photpho 0,8 – 4,0 COD 72 – 102 Dầu mỡ 10 – 30 (Nguồn: Rapid Environmental Assessment WHO - 1992.) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 6 Loại nước thải này có chứa các chất cặn bã, các chất rắn lơ lửng (SS), các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các hợp chất dinh dưỡng (N, P), vi khuẩn … Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt như sau: Bảng 2.2. Nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải sinh hoạt. Chỉ tiêu ơ nhiễm Nồng độ ơ nhiễm (mg/m3) Chưa qua xử lý Qua bể tự hoại nhỏ Chất rắn lơ lửng 730 – 1510 83 – 167 Amơni (N-NH4) 25 – 1510 5 – 16 BOD5 469 – 563 104 - 208 Nitơ tổng 63 – 125 21 – 42 Tổng Photpho 8 – 42 - COD 750 – 1063 188 - 375 Dầu mỡ 104 – 313 - Số liệu trên cho thấy nước thải sinh hoạt ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng ở mức rất cao, sau khi qua bể tự hoại giảm đáng kể, tuy nhiên vẫn còn ở mức cao. Bảng 2.3. Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt. STT Các chất có trong nước thải (mg/l) Mức độ ô nhiễm Nặng Trung bình Nhẹ 1 2 3 4 Tổng chất rắn Chất rắn hòa tan Chất rắn không hòa tan Tổng chất rắn lơ lửng 1.000 700 300 600 500 350 150 350 200 120 8 120 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 7 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Chất rắn lắng Oxy hòa tan Nitơ tổng Nitơ hữu cơ N-NH3 N-NO2 N-NO3 Clorua Độ kiềm (mg CaCO3) Chất bo Tổng Photpho 12 0 85 35 50 0,1 0,4 175 200. 40 - 8 0 50 20 30 0,05 0,2 100 100 20 8 4 0 25 10 15 0 0,1 15 50 0 - 2.3. TÁC HẠI LÊN MÔI TRƯỜNG Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra. • COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,.. làm cho nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH của môi trường. • SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí. • Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh vật nước. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 8 • Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,… • Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ). • Màu: mất mỹ quan. • Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.4.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. 2.4.1.1 Song chắn rác, lưới lọc: Song chắn rác, lưới chắn dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như: giấy, rau, rác… được gọi chung là rác. Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn. Song chắn rác hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào trạm bơm. Song chắn rác thường đặt vuông góc với dòng chảy, song chắn gồm các thanh kim loại (thép không rỉ) tiết diện 5x20mm đặt cách nhau 20- 50mm trong một khung thép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe ở thành mương dẫn, vận tốc nước qua song chắn Vmax # 1 m/s ứng với Qmax TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 9 Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45-60o sao với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới Vmax ≤ 0,6 m/s. Khe rộng của mắc lưới thường từ 10-20mm. Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tự động. Ở trên hoặc bên cạnh mương đặt song, lưới chắn rác phải bố trí sàn thao tác đủ chỗ để thùng rác và đường vận chuyển. Hiệu quả khử SS của lưới chắn rác khoảng 20%. 2.4.1.2 Bể lắng cát Bể lắng cát tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn (như xỉ than, cát…). Chúng không có lợi đối với các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý cặn bã cũng như không có lợi đối với các công trình thiết bị công nghệ trên trạm xử lý. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở trên sân phơi và sau đó thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng. Có 3 loại bể lắng cát: bể lắng cát ngang (cả hình vuông và hình chữ nhật), bể lắng cát thổi khí và bể lắng cát dòng xoáy. • Bể lắng cát ngang: dòng chảy đi qua bể theo chiều ngang và vận tốc của dòng chảy được kiểm soát bởi kích thước của bể, ống phân phối nước đầu vào và ống thu nước đầu ra. Bể lắng cát ngang chỉ ứng dụng cho trạm xử lý cĩ cơng suất nhỏ nhưng hiệu quả xử lý khơng cao. • Bể lắng cát thổi khí: bao gồm một bể thổi khí dòng chảy xoắn ốc có vận tốc xoắn được thực hiện và kiểm soát bởi kích thước bể và lượng khí cấp vào. Bể lắng cát thổi khí ứng dụng được cho các trạm xử lý cơng suất lớn, hiệu quả cao khơng phụ thuộc vào lưu lượng. • Bể lắng cát dòng xoáy: bao gồm một bể hình trụ dòng chảy đi vào tiếp xúc với thành bể tạo nên mô hình dòng chảy xoáy, lực ly tâm và trọng lực làm cho cát được tách ra. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 10 Thiết kế bể lắng cát thường dựa trên việc loại bỏ những phân tử có trọng lượng riêng là 2,65 và nhiệt độ nước thải là 15,5 0C. Tuy nhiên, phân tích những dữ liệu tách cát cho thấy rằng trọng lượng riêng thay đổi từ 1,3 – 2,7 (WPCF, 1985). 2.4.1.3 Bể lắng Bể lắng tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng khác với trọng lượng riêng của nước thải. Chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng nhẹ sẽ nổi lên bề mặt. Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị cơ học thu gom và vận chuyển lên công trình xử lý cặn. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học. Thông thường trong bể lắng, người ta thường phân ra làm 4 vùng: − Vùng phân phối nước vào − Vùng lắng các hạt cặn − Vùng chứa và cô đặc cặn − Vùng thu nước ra. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 11 Bể lắng được chia làm 3 loại: − Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng): mặt bằng có dạng hình chữ nhật. − Bể lắng đứng: mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông (nhưng trên thực tế thường sử dụng bể lắng đứng hình tròn), trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian). − Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình tròn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. 2.4.1.4 Bể vớt dầu mỡ Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý). Vì vậy, ta phải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học… và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. Vùng chứa và cô đặc cặn V ùn g ph ân p ho ái nư ớc v ào V ùn g th u nư ớc ra Vùng lắng các hạt cặn Hình 2.1: Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 12 Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thường thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt nổi. 2.4.1.5 Bể lọc Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Đối với nước thải ngành chế biến thủy sản thì bể lọc ít được sử dụng vì nó làm tăng giá thành xử lý. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau: − Lọc qua vách lọc − Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt − Thiết bị lọc chậm − Thiết bị lọc nhanh.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD. Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý sinh học. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 13 2.4.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ Bản chất của quá trình xử lý hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để loại bớt chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Chủ yếu để xử lý nước thải công nghiệp. Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Xử lý hoá lý bao gồm: 2.4.2.1 Phương pháp kết tủa tạo bông cặn: Phương pháp áp dụng một số chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Việc lựa chọn chất tạo bông hay keo tụ phụ thuộc vào tính chất và thành phần của nước thải cũng như của chất khuếch tán cần loại. Trong một số trường hợp các chất phụ trợ nhằm chỉnh cho giá trị pH của nước thải tối ưu cho quá trình tạo bông và keo tụ. Trong một số trường hợp phương pháp loại bớt màu cảu nước thải nếu kết hợp áp dụng một số chất phụ tợ khác. Các chất keo tụ thường dùng là phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O); phèn sắt (Fe2(SO4)3.2H2O; Fe2(SO4)3.3H2O; FeSO4.7H2O và FeCl3) hoặc chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Các chất keo tụ cao phân tử cho phép nâng cao đáng kể hiệu quả của quá trình keo tụ và lắng bông cặn sau đó. 2.4.2.2 Phương pháp tuyển nổi: Phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng có khả năng dễ nổi lên mặtë nước khi bám theo các bọt khí. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 14 Đây là phưong pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại các chất rấn lơ lững mịn, dầu mỡ ra khỏi nước thải. Phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng trong xử lý nước thải chứa dầu, nước thải công nghiệp thuộc da… Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược với quá trình lắng và được áp dụng trong trường hợp qúa trình lắng diễn ra rất chậm hoặc rất khó thực hiện. Các chất lơ lững, dầu, mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng nâng của các bọt khí. Các phương pháp tuyển nổi thường áp dụng là: +Tuyển nổi chân không. +Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí tan) +Tuyển nổi cơ giới. +Tuyển nổi với cung cấp không khí qua vật liệu xốp. +Tuyển nổi điện. +Tuyển nổi sinh học. +Tuyển nổi hoá học. Trong đó tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều nhất. 2.4.2.3 Quá trình hấp phụ và hấp thụ Quá trình hấp phụ và hấp thụ: là quá trình thu hút một chất nào đó từ môi trường bằng vật thể rắn hoặc lỏng. Chất có khả năng thu hút được gọi là chất hấp phụ hay hấp thụ còn chất bị thu hút gọi là chất bị hấp phụ hoặc chất bị hấp thụ. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 15 Hấp phụ dùng để tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nước thải bằng cách tập trung những chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học). Phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi để làm sạch triệt để chất hữu cơ trong nước thải, nếu nồng độ các chất này không cao và chúng không bị phân huỷ bởi vi sinh hoặc chúng rất độc như thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất nitơ vòng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm… Chất hấp phụ: thường là than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của một số ngành._. sản xuất (tro, xỉ, mạt cưa…), chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagel, keo nhôm… 2.4.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Bản chất của quá trình xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải bằng phương pháp sinh học là sử dụng khả năng sống - hoạt động của các vi sinh vật để phân huỷ các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Chúng sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Phương pháp này được sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý. Căn cứ vào tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành ba nhóm chính sau: + Các phương pháp hiếu khí (aerobic) • Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục. • Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn sau: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 16 - Ôxy hóa các chất hữu cơ : Enzyme CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ∆H - Tổng hợp tế bào mới : Enzyme CxHyOz + O2 + NH3 Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) + CO2 + H2O – ∆H - Phân hủy nội bào : Enzyme C5H7O2 + O2 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ∆H + Các phương pháp kị khí(anaerobic) • Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy. • Quá trình phân vhủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Phương trình phản ứng: Vi sinh vật Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Các quá trình sinh học có thể siễn ra trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tao. Trong điều kiện tự nhiên việc xử lý xảy ra trên các cánh đồng tưới, cánh đồng lọc và các ao sinh học. Các công trình nhân tạo là các bể thông khí (aerotank) và các thiết bị lọc sinh học. Kiểu công trình xử lý được chọn phụ thuộc vào vị trí của nhà máy, điều kiện khí hậu, nguồn cấp nước, thể tích nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thành phần và nồng độ chất ô nhiễm. Trong các công trình nhân tạo, các quá trình xử lý xảy ra với tốc độ lớn hơn trong điều kiện tự nhiên. 2.4.3.1 Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên a. Cánh đồng tưới: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 17 Đó là khu đất được chuẩn bị riêng biệt để sử dụng đồng thời cho hai mục đích xử lý nước thải và gieo trồng. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên diễn ra dưới tác dụng của hệ thực vật dưới đất, mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của thực vật. Trong cánh đồng tưới có vi khuẩn, men, nấm, rêu tảo, động vật nguyên sinh và động vật không xương sống. Nước thải chứa chủ yếu là vi khuẩn. Trong lớp đất tích cực xuất hiện sự tương tác phức tạp của các vi sinh vật có bậc cạnh tranh. Số lượng vi sinh vật trong đất cánh đồng tưới phụ thuộc vào thời tiết trong năm. Vào mùa đông, số lượng vi sinh vật nhỏ hơn nhiều hơn so với màu hè. Nếu tên các cách đồng không gieo, trồng cây nông nghiệp và chúng chỉ đựơc dùng để xử lý sinh học nước thải thì chúng được gọi là cánh đồng lọc nước. Các cánh đồng tưới sau xử lý sinh học nứơc thải, làm ẩm và bón phân được sử dụng để gieo trồng cây có hạt và cây ăn tươi, cỏ, rau cũng như để trồng cây lớn và cây nhỏ (cây dạng bụi khóm). Các cánh đồng tưới có ưu điểm sau so với các aerotank: + Giảm chi phí đầu tư và vận hành. + Không thải nước ra ngoài phạm vi diện tích tưới. + Bảo đảm được mùa cây nông nghiệp lớn và bền. + Phục hồi đất bạc màu. b. Ao sinh học Ao sinh học là dãy ao gồm nhiều bậc, qua đó nước thải chảy với vận tốc nhỏ, được lắng trong và xử lý sinh học. Các ao được ứng dụng xử lý sinh học và xử lý bổ sung trong tổ hợp các công trình xử lý khác. Ao được chia ra với sự thông khí tự nhiên và nhân tạo. Ao với sự thông khí tự nhiên không sâu (0,5-1m), được đun nóng bởi mặt trời và được gieo các vi sinh vật nước. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 18 Vi khuẩn sử dụng oxy sinh ra từ rêu, rong, tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất ô nhiễm. Rêu tảo đến lượt mình tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon, sinh ra từ sự phân huỷ sinh học các chất hữu cơ. Để hoạt động bình thường cần phải đạt giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. c.Hồ sinh học Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm, dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong các công trình xử lý sinh học tự nhiên thì hồ sinh học được áp dụng rộng rãi nhiều hơn hết. Ngoài việc xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích sau: nuôi trồng thuỷ sản; nguồn nước để tưới cho cây trồng; điều hoà dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị. Căn cứ vào sự tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và cơ chế xử lý mà người ta phân ra ba loại hồ: + Hồ kị khí: Dùng để lắng và phân huỷ cặn bằng phương pháp snh hoá tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của các vi sinh vật kị khí, loại hồ này thường được sử dụng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn. + Hồ tuỳ tiện: Trong loại hồ này thường xảy ra hai quá trình song song: quá trình oxy hoá hiếu khí và quá trình oxy hoá kị khí. Nguồn oxy cung cấp cho quá trình oxy chủ yếu là oxy do khí trời khuếch tán qua mặt nước và oxy do sự quang hợp của rong tảo, quá trình này chỉ đạt hiệu quả ở lớp nước phía trên, độ sâu khoảng 1m. Quá trình phân huỷ kị khí lớp bùn ở đáy hồ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ. Chiều sâu của hồ có ảnh hưởng lớn đến sự xáo trộn, tới các quá trình oxy hoá và phân hủy của hồ. Chiều sâu của hồ tuỳ tiện thường lấy trong khoảng 0,9-1,5m. + Hồ hiếu khí: Quá trình oxy hoá các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí. Người ta phân loại hồ này thành hai nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 19 thoáng nhân tạo. Hồ làm thoáng tự nhiên là loại hồ được cung cấp oxy chủ yếu nhờ quá trình khuếch tán tự nhiên. Để đảm bảo ánh sáng có thể xuyên qua, chiều sâu hồ khoảng 30-40cm. Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3-12 ngày. Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo hoặc máy khuấy cơ học. Chiều sâu của hồ khoảng 2-4,5m. 2.4.3.2 Xử lý nước thải trong các công trình nhân tạo a. Xử lý trong các aerotank Việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoá trong điều kiện nhân tạo được tiến hành trong các bể thông khí (aerotank). Aerotank là tên gọi của bể bằng bê tông cốt sắt được thông khí. Quá trình xử lý trong các bể aerotank diễn ra theo dòng nước thải được sục khí và trộn với bùn hoạt tính. Nước thải sau khi qua bể lắng đợt I có chứa các chất hữu cơ hoà tan và các chất lơ lững đi vào bể phản ứng hiếu khí (aerotank). Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển đàn lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú và phát triển của vô số các vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. b. Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học là công trình mà trong đó nước thải được lọc qua lớp vật liệu có kích thước hạt lớn. Lớp vật liệu được bao phủ bởi màng vi sinh vật. Vi sinh trong màng sinh học oxy hoá các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Như vậy, chất hữu cơ được tách ra khỏi nước thải còn khối lượng của màng vi sinh vật tăng lên. Màng sinh vật chết được cuốn trôi theo nước và đưa ra khỏi thiết bị lọc sinh học. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 20 Màng sinh học đóng vai trò như bùn hoạt tính. Nó hấp thụ và phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải. Cường độ oxy hoá trong thiết bị lọc sinh học thấp hơn trong bể aerotank. + Bể lọc sinh học nhỏ giọt: loại này có năng suất thấp nhưng bảo đảm xử lý tuần hoàn. Tải trọng thuỷ lực của chúng là 0,5-3m3/m2.ngày đêm. Chúng được áp dụng để xử lý nước với năng suất đến 100m3/ngày đêm nếu BOD không lớn hơn 200mg/l. Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lưu lượng nước thải không quá 1000 m3/ngđ. +Bể lọc sinh học cao tải hoạt động với tải trọng thuỷ lực 10- 30m3/m2.ngày đêm, lớn hơn thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt 10-15 lần. Nhưng nó không đảm bảo xử lý sinh học tuần hoàn. Tháp lọc sinh học: những tháp lọc sinh học có thể xử dụng ở các trạm xử lý với lưu lượng dưới 50000m3/ngđ, với điều kiện địa hình thuận lợi và nồng độ nước thải sau khi làm sạch BOD là 20÷25mg/l. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 21 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN 3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3.1.1 Vị trí địa lý Lưu vực Bắc Sài Gòn 1(Đoạn lưu vực giữa quận 2 và quận Thù Đức) được bao quanh bởi Quốc lộ 1 về phía Đông, ranh giới Phía Bắc giáp khu công nghiệp và vành đai xanh dọc theo sông Sai Gòn về phía Tây và phía Nam. Khu vực được định vị từ 106o45’ tới 106o55’ độ kinh Đông và từ 10o45’ tới 10o55’’ độ vĩ Bắc. Cao độ mặt đất nằm trong khoảng từ 0.5 đến 30 m trên mặt nước biển. Độ dốc mặt đất của khu vực trải dài từ phía Bắc-Đông Bắc đến Tây – Tây Nam. Hình 3.1: Vị trí dự án đặt trạm xử lý nước thải tập trung TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 22 3.1.2 Khí hậu Lưu vực Bắc Sài Gòn 1 bị ảnh hưởng bởi khí hậu nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo, nhiệt độ trung bình hàng năm là 27oC. Bị ảnh hưởng bởi 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 85% tổng lượng mưa một năm, cao nhất vào tháng 7. Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa chiếm 15% tổng lượng mưa hàng năm. .Bảng 3. 1 - Nhiệt độ trung bình của TPHCM Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ cao 0C (0F) 32 (90) 33 (91) 34 (93) 34 (93) 33 (91) 32 (90) 31 (88) 32 (90) 31 (88) 31 (88) 30 (86) 31 (88) Nhiệt độ thấp 0C (0F) 21 (70) 22 (12) 23 (73) 24 (75) 25 (77) 24 (75) 25 (77) 24 (75) 23 (73) 23 (73) 22 (72) 22 (72) Lượng mưa mm (inches) 14 (0.6) 4 (0.2) 12 (0.5) 42 (1.7) 220 (8.7) 331 (13) 313 (12. 267 (10.5 268 (10.6 115 (4.5) 56 (2.2) (Nguồàn: Cty thoát nước đô thị TpHCM-Grenex) 3.1.3 Thủy văn Mục đích của việc khảo sát các dữ liệu về thủy văn nhằm thiết lập những thông số thích hợp cho mô hình kênh và làm thông số thiết kế sơ bộ cho nhà máy xử lý nước thải tập trung. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 23 Những phần mềm nên được sử dụng để phân tích khả năng thoát nước của khu vực và khả năng hệ thống xử lý. Các thông số thủy văn cần thiết bao gồm: • Lượng mưa • Mực nước khu vực hạ lưu • Thông số thủy lực Đánh giá lượng mưa Dữ liệu mưa được thu thập tại trạm đo mưa Tân Sơn Nhất từ năm 1952 đến 2001 (Cường độ mưa lớn nhất hằng năm được đo trong các khoảng thời gian 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180 phút/ngày từ năm 1952 đến 2001). Dữ liệu này được lấy từ đường cong DDF (Lượng mưa – thời gian – tần số xuất hiện). Dữ liệu mưa này phải có độ tin cậy để dùng cho việc phân tích và thiết kế sau này. Bảng 3. 2 Kết quả phân tích tần số xuất hiện mưa hằng năm tại trạm đo mưa Tân Sơn Nhất Chu kì (năm) Khoảng thời gian (phút) 15 30 45 60 90 120 180 Ngày Cường độ mưa (mm) 2 30.5 50.2 62.6 67.7 72.8 77.9 80.6 89.1 3 32.6 53.4 66.3 73.0 79.7 86.4 90.2 100.9 5 35.0 57.0 70.5 79.0 87.5 96.0 101.0 114.0 10 38.0 61.5 75.8 86.5 97.3 108.0 114.5 130.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 24 20 40.9 65.8 80.8 93.7 106.6 119.5 127.5 146.3 25 41.8 67.2 82.4 96.0 109.6 123.2 131.6 151.4 50 44.6 71.4 87.3 103.0 118.7 134.4 144.2 166.8 100 47.4 75.6 92.2 110.0 127.8 145.6 156.8 182.2 R2 97% 96% 95% 96% 95% 98% 97% 98% (Nguồn: CTy thoát nước Đô Thị TpHCM-Grenex) Giá trị về lượng mưa – khoảng thời gian – tần số xuất hiện trạm Tân Sơn Nhất (Ghi chú: giá trị ước đoán sử dụng công thức i = a / (Dn + c) Khoảng thời gian (phút) Chu kì (năm) 2 3 5 10 20 25 50 100 Lượng mưa (mm) 15 31.6 33.1 34.9 37.3 39.7 40.5 42.9 45.4 30 48.3 51.6 55.3 60.0 64.5 66.0 70.4 74.9 45 58.5 63.2 68.4 74.9 81.2 83.2 89.3 95.3 60 65.3 71.0 77.4 85.4 93.0 95.4 102.8 110.2 90 73.5 80.9 88.9 99.0 108.6 111.6 120.9 130.1 120 78.3 86.6 95.8 107.3 118.2 121.7 132.3 142.8 180 83.3 92.9 103.5 116.7 129.2 133.2 145.4 157.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 25 Ngày 89.0 100.8 114.0 130.5 146.3 151.3 166.8 182.2 a 7297 8285 9386 10773 12105 12528 13833 15128 n 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 c 41.1 45.9 50.5 55.5 59.5 60.6 63.8 66.6 R2 98.7% 99.4% 99.7% 99.9% 99.9% 99.9% 99.9% 99.8% (Nguồn: Cty Thoát nước Đô Thị TpHCM-Grenex) Biểu thức logarite i = a / (Dn + c) biểu diễn 1 đường thẳng và dữ liệu log có thể được tính toán từ biểu thức trên. (Ví dụ: giá trị a, n, c của chu kì 2 năm trong khoảng thời gian 15 phút sẽ là 7.297, 1.04, 31.6) Mô phỏng trận mưa và thiết kế trận mưa Theo dõi trên đường cong DDF, giá trị lượng mưa được sử dụng để thiết kế trận mưa. Giá trị này rất cần thiết để mô phỏng ra những trận mưa giả định để phản ánh sự phân bố mưa trong suốt trận mưa. Nhân tố thay đổi lượng mưa theo khu vực (ARF) Nhân tố ARF được áp dụng để thiết kế trận mưa theo điểm. Yếu tố này miêu tả thực trạng lượng mưa không đồng nhất trên một khu vực và nó bị giới hạn đối với một số trận mưa nhiệt đới ngắn ở TPHCM. Thiết kế trận mưa Thiết kế trận mưa dựa trên cơ sở: - Mối quan hệ của đường cong DDF nhận được từ BBV dựa trên hồ sơ lượng mưa của trạm đo mưa Tân Sơn Nhất trong 50 năm. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 26 - Mô phỏng với cường độ mưa tối đa trong suốt khoảng thời gian 15 phút của trận mưa (nghiên cứu của PCI và CDM). - Yếu tố biến đổi khác xem như là hằng số. Ước đoán mực nước theo dòng chảy và những thông số chảy tràn Sự thay đổi mực nước phụ thuộc vào sự biến thiên của con triều, yếu tố chảy tràn ở địa phương, và những vùng ngập từ sông Sài Gòn. Việc kết hợp các trị số cực đại từ từng yếu tố trên sẽ cho ra các kết quả ứng với các cao độ thiết kế. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 27 Hình 3. 2 Biểu đồ lượng mưa cực đại hàng năm tại trạm đo mưa Tân Sơn Nhất 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 1 2 3 4 5 Return period as Gumbel variate ( -ln(-ln(1 - 1/T)) ) R a i n ( m m ) 15 min 30 min 45 min 60 min 90 min 120 min 180 min Daily TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 28 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0 200.0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 log10 (Duration) (minutes) R a i n f a l l ( m m ) 2- year 3- year 5- year 10- year 20- year 25- year 50- year 100- year (Nguồn: Cty thoát nước đô thị TpHCM-Grexex) Hình 3. 3 Đường cong DDF của trạm Tân Sơn Nhất TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 29 3.1.2. Đặc điểm địa chất Tham khảo kết cấu nền hiện tại trong phạm vi gần vị trí đặt nhà máy XLNT tập trung, có 6 lớp đất cấu tạo bởi trầm tích sông trẻ chưa qua thời kỳ cố kết tự nhiên. Việc khảo sát tiến hành tại 3 vị trí thăm dò. Kết quả như sau:  Lớp 1a: Đất đổ nhân tạo và bồi lắng tự nhiên, thành phần: cát gạch đá lẫn bùn rác. Phân bố ngay trên mặt, chiều dày 0,2m – 0,8m.  Lớp 1: cát hạt thô lẫn thạch anh, màu xám đen đôi chỗ lẫn ít bùn chỉ phát hiện tại hố khoan CN2  Lớp 1b: bùn lẫn cát mịn trạng thái chảy. CHỉ gặp tại vị trí hố khoan CN3, độ sâu phân bố từ 0,6m – 1,5m.  Lớp 2: Bùn sét xám tro, đen lẫn bùn thực vật, trạng thái chảy. Phân bố ở độ sâu 2,0m – 7,5m. Chiều dày lớp 5,5m.  Lớp 2a: thấu kính cát pha màu xám tro. Chỉ gặp tại vị trí hố khoan CN1. Phân bố ở độ sâu 6,8m – 8,0m. Chiều dày lớp 1,2m.  Lớp 3: Sét lẫn bụi – cát màu xám tro, nâu vàng, nâu đỏ xám xanh, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng. Độ sâu từ 7,0m đến 8,0m – 10,0m. Độ sâu trung bình 2,5m. 3.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI Quận Thủ Đức, TP HCM có nhiều trục giao thông chính của thành phố như đường bộ, đường thủy, đường sắt và tiếp giáp với các KCN Bình Dương, Đồng Nai nên có nhiều yếu tố thuận lợi cơ bản cho việc phát triển kinh tế - xã hội. Gần một thập kỷ (9 năm) qua, với những tiềm năng sẵn có về vị trí, đất đai lao động kết hợp với những chính sách phù hợp của Đảng và Nhà nước, Đảng bộ quận Thủ Đức đề ra các giải pháp để phát triển các loại hình kinh tế hợp tác, đẩy mạnh kêu TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 30 gọi đầu tư các thành phần kinh tế, phát huy thế mạnh sẵn có để phát triển các làng nghề truyền thống như hoa kiểng, dệt sợi, se chỉ. Những thuận lợi trên cộng những nỗ lực của chính quyền và nhân dân, Thủ Đức ngày nay đã trở thành một quận đô thị có bước phát triển tương đối vững vàng. Về kinh tế: Đảng bộ quận Thủ đức đã xác định hướng chuyển dịch cơ cấu kinh tế về công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ và chuyển đổi cơ cấu vật nuôi cây trồng trong sản xuất nông nghiệp. Kết quả hàng trăm doanh nghiệp tham gia đầu tư trên địa bàn. Các khu chế xuất và khu công nghiệp Linh Trung I, II, Bình Chiểu, các hộ tiểu thủ công nghiệp cũng đã từng bước phát triển trong cơ chế thị trường. Năm 1997, giá trị sản xuất, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp quận Thủ Đức đạt 218 tỷ đồng; năm 2005 giá trị đạt 1.778 tỷ đồng (tăng gấp 8 lần) với mức tăng trưởng bình quân trên 16%. Ngành dịch vụ thương mại đạt 2.763 tỷ đồng, tăng 3,8 lần so với năm 1997. Thủ Đức là nơi sản xuất cây mai ghép và lan cắt cành cùng 2 loại vật nuôi có giá trị kinh tế cao là cá giống và bò sữa. Về nông nghiệp duy trì hàng năm ở mức 38 - 40 tỷ đồng/năm, đem lại giá trị kinh tế cao mà còn phù hợp với quá trình đô thị hóa trên quận nhà. Những thành tựu về kinh tế đã mang về cho ngân sách quận nhà 291 tỷ đồng (năm 2005) tăng gần 5 lần so với năm 1997. 9 năm qua, Thủ Đức đã thay đổi rõ nét và hiện đại hơn, do cơ sở hạ tầng đã ngày càng hoàn chỉnh. Tổng vốn đầu tư cơ sở hạ tầng trên địa bàn đạt gần 2.000 tỷ đồng. Hàng trăm công trình đã đưa vào sử dụng; có các công trình giá trị lớn như các Trường mầm non Vành Khuyên, Trường PTTH Tam Phú, Từ Đức, Linh Trung,.. Trung TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 31 tâm y tế quận, trụ sở làm việc của cơ quan, đơn vị thuộc quận, đường vành đai Khu chế xuất Linh Trung I, Chợ nông sản thực phẩm Thủ Đức… Với phương châm "Nhà nước và nhân dân cùng làm", quận đã triển khai chương trình "bêtông hóa" nhân dân đóng góp 50%, quận hỗ trợ 50%. Từ sự hợp tác này đã thực hiện trên 260 công trình đường liên tổ dân phố, liên khu phố; đã tạo chuyển biến lớn trong quá trình đô thị hoá, làm thay đổâi rõ bộ mặt nông thôn trên điạ bàn. Về Văn hoá - xã hội: Quận Thủ Đức được thành phố công nhận hoàn thành phổ cập giáo dục trung học cơ sở. Các phong trào vận động quần chúng xây dựng đời sống mới ở khu dân cư, chương trình vì người nghèo, đền ơn đáp nghĩa đã ngày càng đi vào chiều sâu. Các hoạt động lễ hội quận, phường tổ chức đa dạng và phong phú hơn. Giải quyết việc làm 79.113 lao động và trợ vốn cho trên 14.940 lượt hộ nghèo. Tạo mọi điều kiện cho nhà đầu tư và nhân dân, UBND quận đã triển khai thực hiện đồng bộ cơ chế "một cửa, một dấu" theo quy định của UBND TP HCM từ năm 2000 đến nay, đã từng bước đưa tin học hóa vào phục vụ công tác quản lý nhà nước. Ngoài ra, từ năm 2000 đến nay, quận luôn được trao cờ đơn vị xuất sắc, dẫn đầu cụm và bằng khen của TP HCM. Bên cạnh đó, nhiều cá nhân và tập thể tại được công nhận chiến sĩ thi đua toàn quốc, nhận được cờ thi đua của chính phủ và bằng khen của Thủ tướng, Huân chương Lao động hạng 2, hạng 3. Từ năm 2005, quận tập trung một số nhiệm vụ trọng tâm để thu hút đầu tư cũng như cải cách hành chính trên lĩnh vực quy hoạch, thủ tục nhà đất, tổ chức hội nghị kêu gọi đầu tư, tập trung xây dựng KCN địa phương để tái bố trí cho các DN ô nhiễm di dời; xây dựng các khu chung cư tái định cư nhằm phục vụ triển khai nhanh các dự án TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 32 trên điạ bàn và điều quan trọng là sẽ thúc đẩy bộ máy nhà nước vận hành hiệu quả. Đây sẽ là cơ sở có ý nghĩa quyết định cho Thủ Đức phát triển trong những năm tới. 3.2.1 Tình hình phát triển kinh tế - Lợi nhuận từ công nghiệp – thủ công nghiệp: chiếm 1.387 tỉ VND - Công nghiệp chính: dệt, gỗ, thuộc da, cơ khí … - Thương mại dịch vụ: chiếm 3.156 tỉ VND - Tổng số lượng cơ sở sản xuất ở quận Thủ Đức là 231 - Tổng số lượng hộ gia đình sử dụng nước cấp la 51.503/64.078 - Khối lượng rác thải trung bình: 222 tấn/ngày 3.2.2 Dân số Dâân số khu vực dự án được trình bày ở bảng 3.5 Bảng 3.5: Dân Số khu dự án tính từ năm 2000-2008 2000 2002 2004 2006 2008 Linh Đông 22,407 22,545 24,950 26,179 27,487 Hiệp Bình chánh 29,835 36,743 43,078 46,182 48,491 Hiệp Bình Phước 20,397 25,399 30,024 31,587 33,186 Tam Phú 16,140 16,220 17,855 18,659 19,591 Linh Chiểu 16,915 18,945 21,481 22,950 24,097 Trường Thọ 20,846 22,840 25,546 26,879 28,222 Linh Tây 15,385 16,655 18,361 19,129 20,085 Bình Phú 12,751 13,020 14,350 15,056 15,808 Tam Bình 13,303 16,139 18,681 19,580 20,559 167,979 188,506 214,326 226,201 237,506 (Nguồn: CTy Thoát nước đô thị TpHCM-Grenex) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 33 Theo dự đoán dân số trong khu vực vào năm 2020 là 500.000 người. Với số dân ngày càng đơng như vậy sẽ góp phần làm gia tăng lượng nước thải vào môi trường trong tương lai. Theo tính toán sơ bộ, lượng nước thải sinh hoạt thải ra môi trường được thống kê ở bảng 3.6 Bảng 3.6 :Tổng lượng nước thải đến năm 2020 1997 2008 ………… 2020 Dân số 171,165 237,506 ………… 500,000 Số lượng nước thải phát sinh trong ngày(L/người/ng) 140 253 ………… 253 Tổng lượng nước thải trong ngày( m3/ngày) 23,963 74,303 ………… 126,500 (Nguồn: CTy Thoát Nước Đô Thị TpHCM-Grenex) 3.3. HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA KHU VỰC 3.3.1 Tổng quan Khu vực dự án nằm ở bờ phía Tây của sông Sài Gòn. Khu vực phía Bắc của quận Thủ Đức có nhiều đồi với cao độ mặt đất từ 2 đến 30 m trên cao độ mặt nước biển. Khu vực dự án nằm trong khu vực thoát nước Đông Bắc thành phố. Việc phát triển tại những vùng đất cao trong khu vực tại những lưu vực nằm về phía ngược dòng sông thì sẽ gây ra những tác động thủy lực (gia tăng điểm chảy tràn) cho những khu vực trũng. Hai lưu vực với tổng diện tích là 12.85 km² tại vùng đất trũng (cao độ từ 0.5 đến 1.0m) về phía bờ trái dọc theo sông Sài Gòn. Hai tuyến rạch chính là rạch Ông Dầu và rạch Gò Dưa. Khu vực thoát nước số 5 về phía Bắc được bao bọc bởi những vùng đất cao và thấp ở khu vực quận Thủ Đức và quận 2 với diện tích là 34.38 km². Những con kênh TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 34 chính (Rạch Nhum – Rạch Cầu – Rạch Gò Công) thu nước mưa và thoát nước ra sông Tắc. Chỉ có những lưu vực hạ lưu sẽ bị ngập bởi triều của sông Đồng Nai. 3.3.2 Hiện trạng thoát nước của khu vực Hệ thống cống thoát nước hiện hữu của lưu vực SN-I chưa hoàn chỉnh. Một số tuyến cống chính như tại Quốc lộ 13, Kha Vạn Cân, Tô Ngọc Vân hiện chỉ có hệ thống cống chung thoát nước mưa và thoát nước thải nhưng cũng chưa hoàn thiện. Tuyến đường Kha Vạn Cân hầu như chưa có hệ thống cống thoát nước. Phần lớn nước thải sinh hoạt và từ các cơ sở sản xuất xả thẳng ra các con rạch, con sông nhỏ nằm trong lưu vực. Do lưu vực có địa hình thấp, trong mùa triều cường, tuyến đường Kha Vạn Cân, một phần Quốc lộ 13 thường xuyên ngập do triều. Các tuyến đường nội vi trung tâm Quận Thủ Đức, bao gồm các phường Linh Chiểu, Bình Thọ, Tam Phú, đã có lắp đặt hệ thống cống chung dọc theo các tuyến đường lớn, nhỏ. Các phường vùng ven còn lại như Trường Thọ, Hiệp Bình Phước, Hiệp Bình Chánh, Tam Bình…, do mật độ dân cư thưa thớt, chủ yếu là các Doanh nghiệp sản xuất, các kho bãi container … nên chưa chú trọng đến việc xây dựng lắp đặt hệ thống thu gom nước thải. 3.3.3 Hiện trạng xử lý nước thải của khu vực Nước thải từ các hộ gia đình có 2 thành phần (loại): thành phần (i) nước thải từ khu vực nhà bếp, nhà tắm; và thành phần (ii) nước thải từ nhà vệ sinh. Thực trạng thoát nước ở Việt Nam là nước thải được thoát trực tiếp từ bếp và nhà tắm tới tuyến cống cấp 4 (Tuyến cống cấp 4 là 1 phần trong mạng lưới thoát nước dạng kết hợp) được đặt dọc theo hầu hết tuyến đường và các con hẻm. Đầu tiên nước thải từ nhà vệ sinh được thu vào bể tự hoại bể tự hoại (thường được đặt phía dưới của ngôi nhà). Nước sau khi qua bể tự hoại sẽ được thải ra tuyến cống cấp 4. Tuy nhiên, một vài hộ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 35 dân không sử dụng bể tự hoại nên nước thải thô sẽ được thải trực tiếp ra hệ thống cấp 4 một cách bất hợp pháp. Sự tồn tại của của việc xử lý tại chỗ nước thải sinh hoạt và những điều kiện vệ sinh trong khu vực dự án thì chỉ được sử dụng cho việc xử lý nước thải từ nhà vệ sinh. Còn những loại nước thải sinh hoạt khác (từ nhà bếp, nhà tắm…) thì được thải vào hệ thống thoát nước công cộng. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 36 CHƯƠNG 4: CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 4.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG Tính toán lượng nước thải khu dân cư 500.000 người (dự kiến đến năm 2025). Lượng nước thải phát sinh cho mỗi người 253 L/người/ngày Lưu lượng nước thải cần xử lý: Theo ước tính tổng lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trong khu vực là 126.500 m3/ngày đêm. Chọn hệ số an tồn la 1,1 thì lưu lượng thiết kế hệ thống xử lý là 126.500 x 1,1 = 139.000 m3/ngày đêm. Lưu lượng thải trung bình tính theo giờ 5800m3/h Lưu lượng thải lớn nhất: = Q x k = 5800 x 1.2 = 6960m3/h Trong đó: k là hệ số không điều hoà chung Bảng 4.1: Hệ số không điều hoà chung Qtb 5 15 30 50 100 200 300 500 800 k 3 2,5 2 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 Trích dẫn: Lâm Minh Triết - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – NXB Đại học quốc gia TpHCM Lưu lượng thiết kế Q = 7000 m3/h TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 37 4.2. NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC THẢI Bảng 4.2: Các thông số của nước thải sinh hoạt QCVN 14 : 2008 BTNMT (loại B) Nồng độ ô nhiễm ( mg/l) Thông số 5 – 9 6 – 9 pH 50 150 BOD5 100 200 SS 20 60 Dầu mỡ 5 x 103 109 con/100ml Tổng Coliform (Nguồn: Công ty cấp thoát nước đô thị Tp.HCM – 2009) Theo số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt thường bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng lớn. Hàm lượng SS vượt gấp 5 lần so với tiêu chuẩn, hàm lượng dầu mỡ vượt gấp 3 lần tiêu chuẩn. Để xây dựng một hệ thống xử lý hoàn chỉnh, nhằm xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước thải và tránh sự phát sinh mùi hôi thối do nước thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái, công nghệ hợp lý áp dụng là sử dụng quá trình sinh học hiếu khí. Dây chuyền công nghệ được tính toán, lựa chọn dựa trên số liệu lưu lượng và thành phần của nước thải đầu vào trạm xử lý. 4.3 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý thích hợp cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 38 • Hàm lượng chất lơ lửng (SS) không vượt quá 50 mg/l • Nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD5) không vượt quá 30 mg/l Đây là 2 chỉ tiêu cơ bản để tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải. Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất rắn lơ lửng %75%100 200 50200 =× − =SSD Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5 %80%100 150 30150 5 =× − =BODD Yêu cầu chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn Việt Nam (Qui chuẩn 14 : 2008 BTNMT – loại A). TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUYỄN HỒNG NGHĨA 39 CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 5.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho lưu vực quận 2 và quận Thủ Dức có 500.000 người. Theo ước tính tổng lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trong khu vực là 126.500 m 3/ngày đêm. Chọn hệ số an tồn la 1,1 thì lưu lượng thiết kế hệ thống xử lý là 126.500 x 1,1 = 139.000 m3/ngày đêm. Thiết kế sơ đồ công nghệ phù hợp với thực tế đạt kinh tế và hiệu quả nhất. Xây dựng các hạng mục công trình trên một khuông viên có sẵn. Tính toán các thiết bị, các công trình chính, công trình phụ trợ, tính toán giá thành xử lý 1m3 nước thải, kế hoạch khả thi hay không. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT ĐOẠN LƯU VỰC GIỮA QUẬN 2 VÀ QUẬN THỦ ĐỨC SVTH: LÊ NGUY._.