Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Bình Trị Đông, phường Bình Trị Đông B, quận Bình Tân công suất 4300m3/ngày đêm

quốc gia mà còn cả quốc tế. Định hướng phát triển kinh tế của thành phố sẽ tập trung vào phát triển mạnh các ngành dịch vụ như thương mại, tài chính, ngân hàng, du lịch, giao thông vận tải, văn hoá, y tế, đào tạo, công nhân kỹ thuật cao... Tuy vậy, sự phát triển kinh tế- xã hội mạnh mẽ tại Tp HCM vẫn đang tồn tại những mặt trái. Tp HCM hiện đang đối mặt nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường. Dự án khu dân cư Bình Trị Đông được xây dựng tại quận Bình Tân Tp HCM nhằm kết hợp với khu thể dục thể thao với hệ thống hạ tầng kỹ thuật đồng bộ, các công trình phúc lợi công cộng phục vụ nhu cầu nhà ở cho công nhân, người có thu nhập thấp và người tái định cư. Dự án này sẽ góp phần thực hiện chương trình phát triển đô thị hóa của thành phố Hồ Chí Minh. Tuy vậy, một trong những vấn đề quản lý môi trường quan trọng của dự án cần được giải quyết là công tác quản lý nước thải sinh hoạt. Việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt là rất cần thiết cho khu dân cư nhằm cải thiện môi trường đô thị và phát triền theo hướng bền vững. Đó cùng là lý do để đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư Bình Trị Đông phường Bình Trị Đông B quận Bình Tân” được thực hiện nhằm góp phần 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 đích nghiên cứu Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Bình Trị Đông tại phường Bình Trị Đông B, quận Bình Tân,Thành phố Hồ Chí Minh nhằm giải quyết bài toán quản lý nước thải sinh hoạt cho dự án này. 1.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung luận văn tập trung vào nghiên cứu các vấn đề sau: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Tìm hiểu các dữ liệu về dự án khu dân cư Bình Trị Đông bao gồm vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, quy hoạch dự án… Đưa ra các phương án xử lý và chọn phương án xử lý hiệu quả nhất để thiết kế hệ thống xử lý nước thải của khu dân cư Bình Trị Đông Tính toán thiết kế các công trình đơn vị theo sơ đồ công nghệ đã đề xuất Khái toán giá thành hệ thống xử lý đã thiết kế 1.4 Phạm vi nghiên cứu Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu: Các vấn đề có liên quan thuộc dự án khu dân cư Bình Trị Đông tại phường Bình Tân B, quận Bình Tân, Tp HCM. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt để đưa ra biện pháp xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường. Thời gian thực hiện đề tài từ 5/4/2010 đến ngày 28/6/2010. 1.5 Phương pháp nghiên cứu Thu thập và xử lý các tài liệu cần thiết cho đề tài một cách thích hợp và so sánh các phương án để lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tối ưu. Tính toán và thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN KHU DÂN CƯ BÌNH TRỊ ĐÔNG 2.1 Thông tin chung về dự án Tên dự án: Dự án khu dân cư Bình Trị Đông Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Đầu tư Khu đô thị mới Sài Gòn Diện tích: 473.164 m2 Địa điểm: Phường Bình Trị Đông B, quận Bình Tân, TP Hồ Chí Minh Hình 2.1: Vị trí địa lý dự án khu dân cư Bình Trị Đông 2.2 Mục đích của dự án Hình thành một khu dân cư mới kết hợp với khu thể dục thể thao với hệ thống hạ tầng kỹ thuật đồng bộ, các công trình phúc lợi công cộng khác, phục vụ cho nhu cầu nhà ở cho công nhân, người có thu nhập thấp và phục vụ tái định cư. 2.3 Các lợi ích kinh tế-xã hội của dự án Góp phần thực hiện chương trình phát triển đô thị hóa của Tp. Hồ Chí Minh. Góp phần cung cấp nhà ở với đầy đủ hạ tầng kỹ thuật cho khoảng 1.600 công nhân, 2.062 hộ dân có thu nhập thấp và phục vụ nhu cầu tái định cư cho khoảng 1.000 hộ dân trong dự án nạo vét kênh Tham Lương, Bến Cát, Rạch Nước Lên. Góp phần cải thiện các điều kiện vệ sinh môi trường như: Nước cấp, xử lý nước thải và xử lý chất thải rắn. 2.4 Quy hoạch mặt bằng tổng thể Quy hoạch mặt bằng tổng thể dự án được thể hiện ở bảng 2.1 và bảng 2.2. Bảng 2.1: Quy hoạch phân khu chức năng TT Phân khu Diện tích (m2) Tỷ lệ (%) 1 Khu cho công nhân thuê 8.866 1,87 2 Khu nhà ở cao tầng cho người có thu nhập thấp và tái định cư 198.114 41,88 3 Khu vui chơi giải trí, thể dục thể thao 207.923 43,94 4 Khu hạ tầng kỹ thuật đầu mối, công viên cây xanh 58.241 12,32 Tổng 473.164 100 (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới Sài Gòn, 2005) Bảng 2.2: Quy hoạch sử dụng đất dự án TT Hạng mục Diện tích (m2) Tỷ lệ (%) 1 Đất dân dụng A Chung cư cho công nhân thuê 8.866 1,87 B Chung cư cho người có thu nhập thấp và tái định cư 98.727 20,87 Chung cư B1 18.245 2,46 Chung cư B2 16.869 3,57 Chung cư B3 22.416 4,74 Chung cư B4 21.063 4,45 Chung cư B5 20.134 4,26 C Công trình công cộng 51.7 16,3 Hành chính 1.054 16,3 Y tế 1.000 0,21 Nhà trẻ, mẫu giáo 4.012 0,85 Trường cấp 1 11.002 2,33 Trường cấp 2 16.231 3,43 Trường cấp 3 16.239 3,43 Giao thông 27.057 5,72 Cây xanh 1.412 0,3 2 Đất ngoài dân dụng Khu vui chơi giải trí, thể dục thể thao 173.889 38,76 Quảng trường, bãi đổ 17.450 3,69 Khu vui chơi, giải trí 57.262 12,10 Khu dã ngoại, du thuyền 58.930 12,45 Khu hoa viên 40.247 8,51 D Khu cây xanh, thể dục thể thao, công cộng 22.300 2,71 E Cây xanh cách ly 15.300 3,23 F Công trình đầu mối kỹ thuật 20.641 4,36 Khu xử lý nước thải và khu xử lý nước cấp 14.319 3,03 Bãi trung chuyển chất thải rắn 6.323 1,34 Đất giao thông 55.414 11,71 Thuộc khu ở 21.380 4,52 Ngoài khu ở 34.034 4,58 Tổng 473.164 100 (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới Sài Gòn, 2005) Điều kiện tự nhiên khu vực dự án 2.5.1 Điều kiện địa chất Nền đất tại khu dân cư bao gồm lớp dất mặt san lấp, 8 lớp và một thấu kính: Lớp đất mặt san lấp: sét, cát mịn, màu xám đen xám nâu với bề dày từ 0,90-1,00 m. Lớp 1– Đất sét màu nâu xám đen vàng nâu đỏ, trạng thái chảy: Lớp đất này phân bố từ mặt đất đến độ sâu 0,90-2,30 m. Thành phần chủ yếu là sét ,bột, bụi màu xám, xám đen đốm vàng nâu đỏ, trạng thái chảy.Sức kháng xuyên động chùy tiêu chuẩn N=1. Đặt trưng cơ lý chủ yếu lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 47,30% Dung trọng ướt: 1,710 g/cm3 Dung trọng khô: 1,161 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,161 kg/ cm3 Góc ma sát trong: 5o29’ Lớp 2 – Bùn sét lẫn ít cát mịn, trạng thái chảy: Lớp đất này phân bố từ độ sâu 2,00 đến độ sâu 10,90 m. Là lớp có đặc trưng cơ lý yếu, tính nén lún lớn, không lợi cho xây dựng. Thành phần chủ yếu là sét, bột, bụi lẫn ít cát hạt mịn màu xám đen. Sức kháng xuyên động chùy tiêu chuẩn N=0. Đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 70,30% Dung trọng ướt: 1,476 g/cm3 Dung trọng khô: 0,868 g/cm3 Sức chịu nén đơn: 0,233 kg/cm2 Lực dính đơn vị: 0,093 kg/cm3 Lực dính tối hậu: 0,099 kg/cm3 Góc ma sát trong: 4o20’ Góc ma sát trong tối hậu: 2o30’ Ngoài ra tại mũi khoang HK3, lớp này có thấu kính 2a. Thành phần của lớp này chủ yếu là cát trung lẫn bột, ít sỏi nhỏ, màu sám, trạng thái rời. Sức kháng nguyên động chùy tiêu chuẩn N=4. Đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 24,10% Dung trọng ướt: 1,802 g/cm3 Dung trọng khô: 1,946 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,038 kg/cm3 Góc ma sát trong: 21o45’ Lớp 3 – Á sét màu vàng nâu, trạng thái dẻo mềm: Lớp đất này phân bố từ độ sâu 5,00 m đến độ sâu 15,40 m. Thành phần chủ yếu là sét, bột, bột, bụi và các hạt mịn màu vàng nâu đỏ, trạng thái dẻo đến dẻo mềm. Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=3-8. Đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 27,70 % Dung trọng ướt: 1,830 g/cm3 Dung trọng khô: 1,433 g/cm3 Sức chịu nén đơn: 0,567 kg/cm2 Lực dính đơn vị: 0,181 kg/cm3 Lực dính tối hậu: 0,176 kg/cm3 Góc ma sát trong: 9o04’ Góc ma sát trong tối hậu: 6o30’ Lớp 4 – Cát mịn đến trung lẫn bột màu xám vàng nâu đỏ, xám trắng trạng thái rời đến vừa chặt, là những lớp có đặt trưng cơ lý trung bình: Lớp đất này phân bố từ độ sâu 8,70 m đến độ sâu 31,20 m. Thành phần chủ yếu là cát mịn đến trung lẫn bột màu xám nâu đỏ, xám trắng, trạng thái rời đến chặt vừa. Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=4-21. đặt trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 23,00 % Dung trọng ướt: 1,873g/cm3 Dung trọng khô: 1,524 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,042 kg/cm3 Lực dính tối hậu: 0,044 kg/cm3 Góc ma sát trong: 27o37’ Góc ma sát trong tối hậu: 26o20’ Lớp 5 – Đất sét màu nâu đỏ vàng, xám trắng, trạng thái cứng: Lớp đất này phân bố từ độ sâu 38,60 m đến độ sâu 36,50 m. Thành phần chủ yếu là sét, bột, bụi màu nâu đỏ vàng. Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=33-48. Đặt trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 18,20 % Dung trọng ướt: 2,001 g/cm3 Dung trọng khô: 1,701 g/cm3 Sức chịu nén đơn: 3,650 kg/cm2 Lực dính đơn vị: 0,550 kg/cm3 Lực dính tối hậu: 0,368 kg/cm3 Góc ma sát trong: 21o58’ Góc ma sát trong tối hậu: 16o20’ Lớp 6 – Á sét màu xám nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái nửa cứng đến cứng: Lớp đất này phân bố từ độ sâu 36,50 m đến độ sâu 40,50 m. Thành phần chủ yếu là sét, bột, bụi và hạt cát mịn, màu xám nâu đỏ đốm xanh. Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=20-36. Đặt trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 20,20% Dung trọng ướt: 1,997 g/cm3 Dung trọng khô: 1,662 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,392 kg/cm3 Lực dính tối hậu: 0,368 kg/cm3 Góc ma sát trong: 20o49’ Góc ma sát trong tối hậu: 15o40’ Lớp 7a – Cát mịn lẫn bột màu xám nâu, trạng thái rất chặt: Chỉ gặp ở ỗ khoang HK3, lớp đất này phân bố từ độ sâu 40,50 m đến 44,40 m. Thành phần chủ yếu là càt mịn lẫn bột, màu xám nâu, trạng thái rất chặt. Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=57-70. Đặt trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 17,30% Dung trọng ướt: 1,995 g/cm3 Dung trọng khô: 1,700 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,052 kg/cm3 Góc ma sát trong: 34o17’ Lớp 7b – Cát mịn lẫn màu xám nâu đỏ, trạng thái rất chặt vừa: Chỉ gặp ở ỗ khoang HK2. Lớp đất này phân bố từ độ sâu 40,60 m đến 50,00 m.Thành phần chủ yếu là cát mịn lẫn bột, màu xám nâu đỏ, trạng thái rất chặt vừa.Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=17-28. Đặt trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 21,10% Dung trọng ướt: 1,928 g/cm3 Dung trọng khô: 1,592 g/cm3 Lực dính đơn vị: 0,047 kg/cm3 Góc ma sát trong: 29o21’ Lớp 8 – Đất sét lẫn ít càt mịn màu xám vàng nâu đỏ, trạng thái chặt vừa: Chỉ gặp ở ỗ khoang HK1 và HK3 lớp đất này phân bố từ độ sâu 35,30 m đến 50,00 m. Thành phần chủ yếu là sét, bột, bụi, lẫn ít cát mịn, màu xám vàng nâu đỏ, trạng thái cứng đến rất cứng .Sức kháng suyên động chùy tiêu chuẩn N=34-63. Đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: Độ ẩm tự nhiên: 17,50% Dung trọng ướt: 2,001 g/cm3 Dung trọng khô: 1,711 g/cm3 Sức chịu nén đơn: 5,136 kg/cm2 Lực dính đơn vị: 0,581kg/cm3 Góc ma sát trong: 22o58’ Góc ma sát trong tối hậu: 17o00’ 2.5.2 Điều kiện thời tiết và khí hậu Điều kiện thời tiết-khí hậu tại khu vực dự án mang tính chất đặc trưng khí hậu cận nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa: + Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10. + Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Đặt trưng về thời tiết khí hậu tại khu vực theo số liệu quan trắc dài hạn tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất và trạm Tân Sơn Hòa do Đài Khí Tượng Thủy Văn Khu Vực Nam bộ thực hiện có các đặc trưng sau: Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyển hóa và phát tán các chất ô nhiễm trong không khí. Nhiệt độ không khí càng cao, tốc độ phản ứng hóa học diễn ra càng nhanh kéo theo thời gian tồn lưu của các chất ô nhiễm càng ngắn, hơn nữa sự biến thiên về nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự phát tán bụi và khí thải, đến quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể và sức khỏe người lao động. Nhiệt độ không khí trung bình 27oC Nhiệt độ cao nhất trung bình ngày 35-36oC Nhiệt độ thấp nhất trung bình ngày 24-25oC Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 39-40oC Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 13oC Biên độ nhiệt độ hàng năm3.4oC Nhiệt độ không khí cao thường ghi nhận được vào khoảng giữa mùa khô và mùa mưa ( tháng 3 đến tháng 5) Nhiệt độ không khí trên 29oC thường sảy ra không quá 13-20 ngày/ tháng Nhiệt độ thấp hơn 29oC không quá 10-17 ngày/ tháng. Bảng 2.3: Nhiệt độ không khí trung bình năm tại trạm Tân Sơn Nhất Năm 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Nhiệt độ (oC) 27,3 27,9 28,5 27,5 27,8 28,2 28,4 28,1 28,1 27,8 (Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn miền nam) Bảng 2.4: Nhiệt độ không khí đo được tại trạm Tân Sơn Hòa Thời gian năm 2002 2003 2004 2005 Cả năm 28,4 28,1 28,0 28,0 Tháng 1 27,1 26,7 27,2 26,2 Tháng 2 27,3 28,0 26,7 27,7 Tháng 3 28,6 29,0 28,5 28,4 Tháng 4 30,0 30,0 30,1 29,8 Tháng 5 30,5 28,7 29,5 29,7 Tháng 6 28,9 28,9 28,1 28,9 Tháng 7 28,9 27,9 27,8 27,5 Tháng 8 27,7 28,1 28,0 28,4 Tháng 9 28,1 27,7 27,9 27,9 Tháng 10 27,9 27,9 27,5 27,6 Tháng 11 27,8 27,8 28,0 27,5 Tháng 12 28,1 26,6 26,6 26,2 (Nguồn : Cục thống kê Tp HCM) Số giờ nắng Số giờ nắng trung bình trong năm: 2.488 giờ Số giờ nắng cao nhất ( từ tháng 1 đến tháng 3): 12,4 giờ/ngày Số giờ nắng thấp nhất ( từ tháng 6 đến tháng 9): 5,5 giờ/ ngày Bảng 2.5: số giờ nắng trung bình tại trạm Tân Sơn Nhất Năm 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Số giờ nắng trung bình (h) 157 176 185 162 168 173 195 187 171 173 (Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Nhất) Bảng 2.6: Số giờ nắng trung bình tại trạm Tân Sơn Hòa Thời gian Năm 2002 2003 2004 2005 Cả năm 2370,7 2245,9 2080,8 2071,9 Tháng 1 206,8 216,6 181,8 164,8 Tháng 2 224,4 219,7 190,7 215,3 Tháng 3 259,1 254,9 220,6 525,3 Tháng 4 238,6 250,2 216,9 225,6 Tháng 5 237,4 137,7 176,3 200,4 Tháng 6 161,9 207,3 143,6 185,6 Tháng 7 187,3 168,5 164,5 153,6 Tháng 8 142,9 180,3 161,3 178,1 Tháng 9 157,9 160,7 162,3 142,2 Tháng 10 179,7 135,9 146,8 138,8 Tháng 11 172,7 166,7 167,3 124,6 Tháng 12 202,0 147,4 148,7 90,5 (Nguồn: Cục thống kê Tp HCM) Bức xạ mặt trời Bức xạ mặt trời là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ nhiệt trong vùng và qua đó sẽ ảnh hưởng mức độ bền vững khí quyển và quá trình phát tán, biến đổi các chất gây ô nhiễm. Bức xạ mặt trời sẽ làm thay đổi trực tiếp nhiệt độ của vật thể tuỳ thuộc vào khả năng phản xạ và hấp thụ bức xạ của nó như bề mặt lớp phủ, màu sơn, tính chất bề mặt… Lượng bức xạ hàng năm khoảng 145-152.kcal/cm2 Lượng bức xạ trung bình hàng ngày khoảng 417 cal/cm2 Lượng bức xạ tối đa :15,69 kcal/cm2 Lượng bức xạ tối thiểu: 11,37kcal/cm2 Chênh lệnh bức xạ giữa mùa khô và mùa mưa : 100 cal/cm2/ngày Lượng bức xạ cao nhất hàng năm khoảng 0,8-1,0 cal/ cm2/phút diễn ra từ 10-14 giờ Chế độ mưa Chế độ mưa cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng không khí. Khi mưa rơi sẽ cuốn theo bụi và các chất ô nhiễm có trong khí quyển cũng như các chất ô nhiễm trên mặt đất nơi nước mưa chảy tràn qua. Chất lượng nước mưa tùy thuộc vào chất lượng khí quyển và môi trường khu vực. Có hai mùa rõ rệt trong năm: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình năm: 1.949 mm. Lượng mưa hàng tháng cao nhất: 327 mm. Lượng mưa hàng tháng thấp nhất: 4 mm. Số ngày mưa hàng năm: 162 ngày/ năm. Mùa mưa chiếm 80-85% tổng lượng mưa. Lượng mưa cao nhất vào tháng 9: 338 mm. Số ngày mưa cao nhất :22 ngày. Lượng mưa thấp nhất vào tháng 2: 1 mm. Bảng 2.7: Lượng mưa trung bình tháng ghi nhận tại trạm Tân Sơn Nhất Năm 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Lượng mưa trung bình tháng (h) 152 152 244 162 221 152 132 162 187 174 (Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Nhất) Bảng 2.8: Lượng mưa trong năm đo được tại trạm Tân Sơn Hòa Thời gian Năm 2002 2003 2004 2005 Cả năm - 3,5 0,1 - Tháng 1 - - - - Tháng 2 - 0,5 - - Tháng 3 58,9 2,1 13,2 9,6 Tháng 4 73,0 303,8 263,9 143,6 Tháng 5 261,6 327,4 246,8 273,9 Tháng 6 108,0 198,4 355,9 228,0 Tháng 7 78,3 198,2 201,3 146,3 Tháng 8 220,5 295,4 283,7 182,9 Tháng 9 292,1 347,1 309,0 388,6 Tháng 10 132,4 101,4 97,0 264,5 Tháng 11 96,2 1,6 12,7 105,4 Tháng 12 - 3,5 0,1 - (Nguồn: Cục thống kê Tp HCM) Độ ẩm không khí tương đối Độ ẩm không khí cũng như nhiệt độ không khí là một trong những yếu tố tự nhiên ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình chuyển hóa và phát tán các chất ô nhiễm trong khí quyển, đến quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể và sức khõe người lao động. Độ ẩm trung bình hàng năm:78% Độ ẩm không khí tối đa: 85% Độ ẩm không khí tối thiểu : 31% Bảng 2.9: Độ ẩm tương đối trung bình tháng ghi nhận tại trạm Tân Sơn Nhất Năm 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Lượng mưa trung bình tháng(h) 152 152 244 162 221 152 132 162 187 174 (Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Nhất) Bảng 2.10: Độ ẩm tương đối trung bình trong năm đo được tại trạm Tân Sơn Hòa Thời gian Năm 2002 2003 2004 2005 Cả năm 73 74 75 75 Tháng 1 67 78 68 69 Tháng 2 66 65 70 69 Tháng 3 68 66 70 67 Tháng 4 69 69 71 70 Tháng 5 69 78 75 74 Tháng 6 77 77 80 77 Tháng 7 76 80 81 81 Tháng 8 79 80 80 78 Tháng 9 78 80 81 80 Tháng 10 80 82 79 82 Tháng 11 77 76 73 79 Tháng 12 74 70 72 77 (Nguồn: Cục thống kê TpHCM) bốc hơi Tốc độ bốc hơi hàng năm tối đa: 1233,3 mm (1990) Tốc độ bốc hơi hàng năm tối thiểu: 1136,4 mm (1989) Tốc độ bốc hơi trung bình năm: 1169 mm Thông thường tốc độ bốc hơi cao trong mùa khô (104,4-146,8 mm/tháng) và thấp trong mùa mưa (64,9-88,4 mm/tháng) trung bình khoảng 97,4 mm/tháng. Chế độ gió Gió là một nhân tố quan trọng trong quá trình phát tán và lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển. Khi vận tốc gió càng lớn, thì khả năng lan truyền bụi và các chất ô nhiễm càng xa, khả năng pha loãng với không khí sạch càng cao. Hướng gió thịnh hành từ tháng 5-9 : Tây Nam ( SE) Hướng gió thịnh hành từ tháng 10-4 năm sau : Đông Bắc (NE) Vận tốc gió trung bình 2,0-4,0 m/s Bảng 2.11: Tốc độ gió ghi nhận tại trạm Tân Sơn Nhất năm 2006 Đặc trưng Tháng Cả năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tốc độ gió 2,5 2,8 3,2 3,2 2,7 3,1 3,2 3,3 2,9 2,5 2,3 2,3 2,8 Hướng gió chủ đạo NE SE SE SE S SW SW WSW W W N N (Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Nhất) 2.5.3 Điều kiện thủy văn Khu vực dự án nằm trong vùng có mạng lưới thủy văn tương đối dày đặc - Hệ thống kênh Tham Lương - Bến Cát - Rạch Nước Lên. Trong đó, nguồn tiếp nhận nước thải của dự án là rạch Nước Lên thông qua Kênh Lương Bèo. Theo kết quả nghiên cứu của dự án tiêu thoát nước và cải thiện ô nhiễm môi trường kênh Tham Lương – Bến Cát – Rạch Nước Lên (giai đoạn 1), các đặc trưng về thủy văn của kênh Lương Bèo và rạch Nước Lên có thể tóm tắt như sau: Kênh Lương Bèo là kênh nhỏ, chiều rộng khoảng 1-1,5 m, có nhiều bèo sinh sống, nhất là đoạn nằm khu vực khu dân cư. Kênh này có vai trò tiếp nhận nước thải của khu dân cư và tiếp nhận nước mưa cũng như nước thải sinh hoạt của một khu vực nhỏ gần khu dân cư và dẫn ra rạch Nước Lên. Rạch Nước Lên là một rạch nằm trong hệ thống kênh Tham Lương, Bến Cát, Rạch Nước Lên chảy thành hình vòng cung từ Đông Bắc đến Tây Nam khu trung Thành Phố, nối liền sông Sài Gòn ở phía Đông và chợ Đệm phía Tây Nam. Hệ thống này bao gồm các kênh rạch sau: Rạch Vàm Thuật (chảy qua cầu An Lộc, cầu Trường Đai), Bến Cát, Chợ Mới, Tham Lương (chảy qua cầu chợ Cầu, cầu Tham Lương), kênh 19/5 (Kênh Đào), rạch Cầu Bưng, rạch Chùa, rạch Bà Hom (cầu Bà Hom) và rạch Nước Lên (chảy qua cầu An Lạc). Chiều dài toàn tuyến kênh là 32.725 m (nếu theo hướng tuyến kênh 19/5 thì tổng chiều dài là 32.250 m, có 15 cửa xả dọc theo tuyến kênh. Đoạn kênh từ cầu Bà Hom xuống rạch Nước Lên nối ra sông Chợ Đệm nằm phía nam lưu vực khu dân cư có độ cao bình quân 0–2 m, địa hình thấp và bằng phẳng có diện tích khoảng 4,438 ha. Đoạn kênh này có rất ít các chi lưu, chỉ về phía cuối Rạch Nước lên nối với các kênh và các chi lưu nhỏ khác như sông Chợ Đệm và rạch Cần Giuộc, kênh Đôi, kênh Tẻ… Đây là lưu vực có cao độ mặt đất thấp nhất trong lưu vực Tham Lương - Bến Cát - Rạch Nước Lên. Đồng thời, khu vực này có chế độ thủy văn phụ thuộc vào chế độ bán nhật triều biển Đông qua các sông lớn như sông Chợ Đệm, sông Cần Giuộc nên trong những năm gần đây, ở một số vùng đất trong khu vực của đoạn kênh này có cao trình thấp (0,5 – 1 m) bị ngập lụt khi nước triều ngoài sông dâng cao đến 1,3 – 1,4 m và khi vào mùa mưa. Các thông số về chế độ thủy văn rạch Nước Lên: Mực nước cao nhất đo vào mùa mưa: 122 cm Mực nước thấp đo vào mùa mưa: -134 cm Tốc độ dòng chảy tối đa vào mùa mưa: 0,40 – 0,55 m/s Lưu lượng dòng chảy trung bình: 0,74 – 1,96 m3/s Do ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều nên trong một ngày đêm mực nước trong các kênh rạch lên xuống 2 lần với 2 đỉnh và 2 chân triều không bằng nhau. Thời gian một con triều khoảng 24 – 25 giờ. Trong tháng có 2 chu kỳ triều, mỗi chu kỳ kéo dài khoảng 15 ngày. Trong một chu kỳ có các kỳ nước cường, trung bình và kỳ nước kém với thời gian từ 4 – 5 ngày 1 kỳ triều. Kỳ nước cường là kỳ triều mực nước lên cao nhất cũng như xuống thấp nhất, xuất hiện vào các ngày 16, 17, 2, 3( âm lịch). Trong năm mực nước mùa kiệt thấp hơn mùa lũ, theo tài liệu đo đạc trong nhiều năm cho thấy mực nước đỉnh triều cao nhất đạt 1,20 – 1,40 m, mực nước chân triều thấp nhất đến 2,1m ÷ -2,60 m. 2.6 Quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật 2.6.1 Công tác san nền Khu vực dự án đa phần là đất ao rau muống và ruộng sen vì vậy để đảm bảo cao trình, công tác san nền được thực hiện. Khu dự án sẽ được san nền theo định dạng hình chóp nón cho từng tiểu khu được giới hạn bởi đường giao thông. Độ dốc thiết kế sau khi san nền > 0.4%. 2.6.2 Hệ thống giao thông Hệ thống giao thông của dự bao gồm các tuyến đường giao thông đối nội và đối ngoại. Giao thông đối nội Đường trục chính xuyên tâm vào khu trung tâm kết hợp với dãy chung cư cao tầng. Các tuyến đường bao quanh từng phân khu, kết hợp với đường trục chính và các tuyến đường giao thông đối ngoại. Trong từng phân khu, các đường nội bộ dẫn đến từng căn hộ chung cư. Giao thông đối ngoại Tuyến đường phía Đông dự án, giáp với tiểu khu 2 Tuyến đường phía Tây dự án giáp với KCN pouchen Tuyến đường phía Nam dự án, giáp với khu y tế kỹ thuật cao Tuyến đường số 7 phía Bắc dự án giáp kênh Lương Bèo 2.6.3 Hệ thống cấp điện Dự án sẽ lấy điện từ lưới điện quốc gia qua tuyến trung thế 15 kV dọc theo đường số 7 ở phía Đông dự án. Bảng 2.12: Tổng hợp nhu cầu sử dụng điện Hạng mục Thông số tính toán Điện năng (Triệu kWh/ năm Khu dân cư Dân số: 13.848 người 9,694 Tiêuchuẩn: 700kW/người/năm Thời gian sử dụng công suất cực đại: 2.500 giờ/năm Khu vui chơi giải trí, thể dục thể thao Phụ tải: 40% phụ tải của khu dân dụng 3,43 Tổn hao 10% điện năng tiêu thụ 1,312 Dự phòng 5% điện năng tiêu thụ 0,656 Hệ số đồng thời 0,9 tổng 15,403 (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới sài gòn, 2005) Mạng lưới cấp điện của dự án + Các trạm biến thế 22/0.4 kW + Tuyến cáp ngầm trung thế + Tuyến đường dây hạ thế + Tuyến cáp ngầm chiếu sáng + Đèn chiếu sáng: đèn cao áp Sodium 220V + Cột đèn chiếu sáng Bảng 2.13: Tổng hợp hệ thống cấp điện Hạng mục Số lượng Khu chung cư cho công nhân thuê Trạm biến áp 22/0,4kV 450 kVA Tuyến cáp ngầm trung thế 500 m Đèn chiếu sáng, cáp ngầm chiếu sáng 15 bộ Khu nhà ở cao tầng cho người có thu nhập thấp và phục vụ tái định cư Trạm biến áp 22/0,4kV 8.800 kVA Tuyến cáp ngầm trung thế 680 m Tuyến đường dây hạ thế 500 m Đèn chiếu sáng, cáp ngầm chiếu sáng 217 bộ Khu vui chơi giải trí – thể dục thể thao Trạm biến áp 22/0,4kV 1.000 kVA Tuyến cáp ngầm trung thế 750 m Tuyến đường dây hạ thế 1.500 m Đèn chiếu sáng, cáp ngầm chiếu sáng 280 bộ (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới sài gòn, 2005) 2.6.4 Hệ thống cấp nước Bảng 2.14: Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước Hạng mục Số lượng Tiêu chuẩn Nhucầu (m3/ngày) Khu chung cư cho công nhân thuê 1.600 người 0,12(m3/người/ngày) 192 Khu nhà ở cao tầng cho ngừơi có thu nhập thấp 12.248 người 0,20(m3/người/ngày) 2.450 Khu trường học 5.100 người 0,20(m3/người/ngày) 102 Khu vui chơi thể dục thể thao 207.923 m2 0,005(m3/m2/ngày) 1.040 Tưới cây, rữa đường 10% lượng nước sử dụng 368 Dự phòng 20% lượng nước sử dụng 736 Tổng 4.980 (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới sài gòn, 2005) Nguồn nước cấp: Nguồn nước được sử dụng cho khu dân cư được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố. Hệ thống phân phối nước cho dự án được đầu nối với hệ thống cấp nước từ tiểu khu 1 và tiều khu 2. Mạng lưới cấp nước: Các tuyến ống cấp nước mạch vòng theo các tuyến đường giao thông, đảm bảo cấp nước liên tục và an toàn. Trên ống cấp nứơc bố trí các trụ cứu hỏa phục vụ công tác chữa cháy. 2.6.5 Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải Toàn bộ lượng mưa từ khu vực sẽ được thu gom và thoát vào tuyến kênh Lương Bèo ở phía đông. Hệ thống thu gom va sử lý nước thải được xây dựng riêng biệt với hệ thống thoát nước mưa nhằm thu gom toàn bộ nước thải phát sinh từ khu chung cư dẫn về trạm sử lý nước thải tập trung ở phía Bắc để sử lý đạt tiêu chuẩn môi trường quy định trước khi thải ra kênh Lương Bèo. Sau đó đổ ra rạch Nước Lên. Tiến độ thực hiện dự án Bảng 2.15: Tiến độ thực hiện dự án TT Hạng mục Năm 1 Năm 2 Năm 3 Năm 4 Năm 5 Năm 6 Năm 7 Năm 8 Năm 9 Năm 10 Năm 11 Năm 12 1 Hoàn tất thủ tục pháp lý 100% 2 Đền bù và giải phóng MB 50% 50% 3 San nền 98% 2% 4 Hệ thống giao thông 40% 30% 30% 5 Hệ thống cấp nước 40% 30% 30% 6 Hệ thống cấp điện 40% 30% 30% 7 Hệ thống thoát nước mưa 40% 30% 30% 8 Hệ thống thu gom nước thải 40% 30% 30% 9 Trạm XLNT tập trung 100% 10 Khu chung cư 50% 50% 11 Khu nhà ở cao tầng 20% 20% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 12 Khu vui chơi - TDTT 15% 15% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 5% 5% 13 Công viên cây xanh 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 5% 5% (Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư khu đô thị mới sài gòn, 2005) Chương 3 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải này trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào: Quy mô dân số Tiêu chuẩn cấp nước Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: Lưu lượng nước thải Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống. Điều kiện khí hậu Bảng 3.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người Chỉ tiêu ô nhiễm Hệ số phát thải Các quốc gia gần với Việt Nam Theo TCXD 51–84. Thoát nước. Mạng lưới bên ngoài và công trình Chất rắn lơ lửng SS 70 - 145 50 – 55 BOD5 đã lắng 45 - 54 25 - 30 BOD20 đã lắng - 30 – 35 COD 72 – 102 - N- NH4+ 2,4 – 4,8 7 Phospho tổng 0,8 – 4,0 1,7 Dầu mỡ 10 – 30 - (Nguồn: Kỹ thuật xử lý nước thải, Lâm Minh Triết, 2001) Thành Phần Và Tính Chất Của Nước Thải Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc nước thải. Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm 52% chất hữu cơ, 48% chất vô cơ, ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng. Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là các vi khuẩn và vi rut gây bệnh như : các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… Thành phần nước thải được phân chia như sau: Theo thành phần vật lý: biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhóm: Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng ( d > 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (d = 10-1 – 10-4 mm) Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (d = 10-4 – 10-6 mm) Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có d < 10-6 mm; chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử: Hệ một pha – dung dịch thật. Theo thành phần hoá học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hoá học khác nhau, được chia thành 3 nhóm: Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly…(khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt ); Thành phần hữu cơ: Các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết…(chiếm khoảng 58%) Các chất chứa Nitơ:Urê, protêin, amin, acid amin… Các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulose… Các hợp chất có chứa phosphor, lưu huỳnh. Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… Như vậy, đặc tính chung của NTSH thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…). 3.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của nước thải, do đó về bản chất kỹ thuật xử lý nước thải được chia làm 3 nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học. Nếu xác định ở cấp độ xử lý, các kỹ thuật xử lý trên áp dụng ở các mức sau: Xử lý sơ bộ (xử lý bậc một): quá trình này dùng để loại bỏ các tạp chất thô, các loại cặn trong nước thải. Những tạp chất thô này có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các quá trình xử lý sau này, hay gây hỏng hóc các thiết bị phụ trợ khi hoạt động. Các quá trình xử lý sơ bộ thường dùng: song chắn rác, lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, bể tuyển nổi, bể lắng… Xử lý bậc hai: mục đích chính của giai đoạn này là loại trừ các hợp chất hữu cơ và các chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học. Các quá trình thường được sử dụng trong xử lý bậc hai là: bùn hoạt tính, bể biophin, các hồ sinh học… Xử lý bậc cao: được áp dụng khi yêu cầu xử lý cao hơn quá trình xử lý bậc hai có thể đáp._. ứng. Người ta dùng xử lý bậc cao để loại bỏ các thành phần như dinh dưỡng (nitơ, phôtpho…), các hợp chất độc, các hợp chất hữu cơ và các chất rắn lơ lửng. Quá trình xử lý bậc cao có thể áp dụng các kỹ thuật sinh học, hóa học hoặc lý học. Ví dụ: quá trình sinh học để loại bỏ nitơ, phôtpho, keo tụ hóa học, quá trình lắng theo sau là lọc hấp phụ bằng cacbon hoạt tính. Xử lý bùn cặn: đây là khâu rất quan trọng không thể không xét đến trong công trình xử lý nước thải vì trong một số công đoạn xử lý luôn kèm theo một lượng bùn đáng kể. Các kỹ thuật xử lý bùn có thể kể là: nén bùn, ổn định bùn, sấy bùn, sản xuất compost… 3.3.1 Phương pháp xử lý cơ học Trong nước thải thường có những tạp chất rắn có kích cỡ khác nhau bị cuốn theo như: rơm, bao bì chất dẻo, giấy, cát, sỏi… ngoài ra, còn có các loại chất lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng. Tùy theo kích cỡ, các hạt huyền phù thường được chia thành hạt chất lắng lơ lửng có thể lắng được và hạt rắn được keo được khử bằng đông tụ. Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp. Các công trình xử lý cơ học bao gồm: 3.3.1.1 Song chắn rác Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ chuẩn bị điều kiện cho việc xử lý nước thải sau đó có chức năng chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ các khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh. Song chắn rác có thể chia thành 3 nhóm: Theo khe hở song chắn phân biệt loại thô (30-200 mm) và loại trung bình (5-25 mm). đối với nước thải sinh hoạt khe hở song chắn nhỏ hơn 16 mm thực tế được sử dụng theo đặc điểm cấu tạo phân biệt loại cố định và loại di động. Theo phương pháp lấy rác phân biệt loại thủ công và loại cơ giới. Song chắn rác thường đặt nghiêng so vơí mặt nằm ngang một góc 450-900 (thường chọn 600) để tiện lợi khi cọ rửa. Theo mặt bằng cũng có thể đặt vuông góc hoặc tạo thành góc a so với hướng dòng chảy. Thanh đan song chắn có thể dùng loại tiết diện tròn d = 8 – 10 mm, chữ nhật b = 10x40 mm và 8x60 mm, bầu dục,… vận tốc dòng chảy thường lấy 0,8 – 1m/s để lắng cát. Hình 3.1: Song chắn rác 3.3.1.2 Thiết bị nghiền rác Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm. Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tuabin…. Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng. 3.3.1.3 Bể điều hòa Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này. Có 2 loại bể điều hòa: Bể điều hòa lưu lượng Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó. Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải. 3.3.1.4 Bể lắng cát Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau. Bể lắng cát gồm những loại sau: Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể. Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể. Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể. Nước được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Chế độ dòng chảy khá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy. Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí. Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có thể lắng. Bùn lắng Nước thải Nước sau lắng 1 2 3 4 Hình 3.2: Bế lắng cát ngang Cấu tạo bể lắng cát ngang: 1. đường dẫn nước thải vào; 2. buồng lắng; 3. đường dẫn nước thải ra; 4. hố tập trung bùn 3.3.1.5 Bể lắng Dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước thải như: xỉ than, cát… chất lơ lửng nặng hơn sẽ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) lên công trình xử lý cặn. Tùy theo yêu cầu xử lý nước mà ta có thể dùng bể lắng như một công trình xử lý sơ bộ trước khi đưa tới công trình xử lý phức tạp hơn. Cũng có thể sử dụng bể lắng như một công trình xử lý cuối cùng, nếu điều kiện vệ sinh nơi đó cho phép. Tùy theo công dụng của bể lắng trong dây chuyền công nghệ mà người ta phân biệt bể lắng đợt 1 và bể lắng đợt 2. Bể lắng đợt 1 đặt trước công trình xử lý sinh học, bể lắng đợt 2 đặt sau công trình xử lý sinh học. Căn cứ theo chế độ làm việc phân biệt bể lắng hoạt động gián đoạn, bể lắng hoạt động liên tục. Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể cũng phân làm 3 loại: Bể lắng ngang: trong đó nước chảy theo phương từ đầu đến cuối bể. Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo chiều thẳng đứng. Bể lắng radian: nước chảy từ tâm ra quanh thành bể hoặc có thể ngược lại. Trong trường hợp thứ nhất gọi là bể lắng li tâm, trong trường hợp thứ hai gọi là bể lắng hướng tâm. Số lượng cặn tách ra khỏi nước thải trong các bể lắng phụ thuộc vào nồng độ ô nhiễm bẩn ban đầu, đặc tính riêng của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, vận tốc rơi…) và thời gian lưu nước trong bể. Ngoài ra trong thực tế người ta còn sử dụng những loại bể lắng khác nữa như bể lắng trong, bể lắng tầm mỏng… Bể lắng trong là bể lắng có chứa buồng keo tụ bên trong. Bể lắng tầm mỏng là bể chứa hoặc kín, hoặc hở. Biện pháp tăng cường hiệu suất của bể lắng: Trong các bể lắng (lắng ngang, radian, đứng) thường cũng chỉ giữ được 30-50% lượng chất bẩn không hoà tan, với điều kiện thuận lợi cũng đạt được tối đa 60%. Để tăng cường hiệu suất nước thải (ví dụ trong bể lắng làm thoáng sơ bộ hiệu suất lắng đạt tới 60-70% theo vật chất lơ lửng và giảm BOD xuống 20%, hàm lượng vật chất trong nước đã lắng đạt tới 100 mg/l) có thể dùng các biện pháp tăng cường sau: Làm thoáng sơ bộ nước thải trước khi đưa lên bể lắng, làm thoáng sơ bộ có thể cùng với hoặc không cùng với bùn hoạt tính. Làm thoáng sơ bộ bổ sung bùn hoạt tính gọi là làm thoáng đông tụ sinh học, còn không bổ sung bùn hoạt tính gọi là làm thoáng đơn giản. Làm thoáng đơn giản có thể tiến hành ngay trên mương máng dẫn nước vào bể lắng hoặc trong những công trình đặc biệt – gọi là bể làm thoáng sơ bộ nếu bể làm thoáng và bể lắng kết hợp – gọi là bể lắng làm thoáng. Khi làm thoáng sẽ diễn ra quá trình đông tụ và keo tụ các hợp chất không hoà tan nhỏ có trọng lượng riêng xấp xỉ trọng lượng riêng của nước. Kết quả là làm thay đổ độ lớn thuỷ lực và tăng quá trình lắng các cặn. Làm thoáng đơn giản có hiệu suất tăng lên 7 - 8%, thời gian làm thoáng lấy bằng 10 – 20 phút, lượng không khí cần thiết khoảng 0.5 m3/m3 nước thải. Làm thoáng đông tụ sinh học có hiệu suất lắng cao hơn. Bởi và ngoài các quá trình hoá lý, khi đông tụ sinh học một phần chất hoà tan dễ bị oxy hoá cũng được oxy hoá và khoáng hoá. Khi thiết kế và xây dựng các bể làm thoáng sơ bộ cần lưu ý điều kiện tái sinh bùn hoạt tính. Dung tích ngăn tái sinh lấy bằng 0.25 – 0.3 dung tích tổng cộng của bể làm thoáng. Lưu lượng tối ưu của bùn hoạt tính dao động trong khoảng 100 – 400 mg/l. 3.3.1.6 Lọc Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải, mà các bể lắng không thể loại được chúng. Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại. Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy xuôi… 3.3.1.7 Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách hay lám đặc bọt. Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Hình 3.3: Bể tuyển nổi Bảng 3.2: Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải Các công trình Ứng dụng Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất Bể điều hoà Điều hòa lưu lượng và tải trọng BOD và SS Lắng Tách các cặn lắng và nén bùn Lọc Tách các hạt cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học Màng lọc Tương tự như quá trình lọc, tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định Vận chuyển khí Bổ sung và tách khí Bay hơi và bay khí Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải Phương pháp xử lý hóa lý Thực chất của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đấy để gây tác động với các chất bẩn biến đổi hóa học tạo thành chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tạo bông, hấp thụ trích ly, bay hơi, tuyển nổi, và khử trùng nước thải Bảng 3.3: Ứng dụng các quá trình hóa lý trong xử lý nước thải Quá trình Ứng dụng Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải và giữ cặn ở trạng thái lơ lững Tạo bông Giúp cho việc tập hợp các hạt cặn nhỏ thành các hạt lớn hơn để có thể tách ra bằng lắng trọng lực Tuyển nổi Tách hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt có tỷ trọng sắp xỉ tỷ trọng của nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học Hấp thụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hóa học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học. Nó cũng được dùng để tách ki m loại nặng, khử chlorine của nước thải trước khi xử vào nguồn Khử trùng: Bằng Clo Bằng ClO2 Bằng BrCl2 Bằng Ozone Bằng tia UV Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Khử chlorine Tách clo còn lại sau quá trình clo hóa 3.3.3 Phương pháp xử lý sinh học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ trở thành nước, những chất vô cơ và những chất khí đơn giản. Nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD hoặc COD. Để có thể xử lý bằng phương pháp này nước thải sản xuất cần không chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng, hoặc nồng độ của chúng không được vược quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD ³ 0,5. Các công trình sinh học có thể được chia làm các công trình sinh học hiếu khí và kỵ khí, hoặc có thể được phân loại thành các công trình sinh học trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo. 3.3.3.1 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch đất và nước, việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… Cánh đồng tưới và bãi lọc Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc được xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên 0,02, cách xa khu dân cư về cuối hướng gió, và thường được xây dựng ở những nơi đất cát, acát… Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc dốc không đáng kể, và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phối vào các ô nhờ hệ thống mạng lưới tưới, bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ thống mạng lưới tưới trong các ô. Kích thước của các ô phụ thuộc vào địa hình, tính chất của đất và phương pháp canh tác. Hồ sinh học Hồ sinh học là hồ chứa dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích sau: Nuôi trồng thủy sản Nguồn nước để tưới cho cây trồng Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị. Căn cứ theo đặc tính tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và sau đó là cơ chế xử lý, người ta phân loại làm 3 loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu kỵ khí (Facultativ) và hồ hiếu khí. Hồ kỵ khí: Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Loại hồ này thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, còn ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vì nó gây ra mùi hôi thối khó chịu. Hồ kỵ khí phải cách xa nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2 km. Hồ hiếu kỵ khí (facultativ): Loại hồ này thường được gặp trong điều kiện tự nhiên, trong hồ thường xảy ra hai quá trình song song: quá trình ôxy hóa hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy mêtan cặn lắng. Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sâu có thể chia làm 3 phần: lớp trên mặt là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí. Hồ hiếu khí: Quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ bằng vi sinh vật hiếu khí. Được phân làm hai nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. . Hồ làm thoáng tự nhiên: ôxy cung cấp cho quá trình ôxy hóa chủ yếu do sự khuyếch tán không khí qua mặt nước và qua quá trình quanh hợp của các thực vật nước. . Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo: nguồn cung cấp ôxy cho quá trình sinh hóa là bằng các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học. 3.3.3.2 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo Bể lọc sinh học (bể Biôphin) Là công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo nhớ các vi sinh vật hiếu khí. Quá trình xử lý diễn khi nước thải được tưới lên bề mặt của bể và nước thấm qua lớp vật liệu lọc được đặt trong bể. Ở bề mặt và ở các khe hở của các hạt vật liệu lọc, các chất cặn được giữ lại và tạo thành màng gọi là màng vi sinh. Lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa các chất bẩn hữu cơ thâm nhập vào bể cùng với nước thải khi ta tưới, hoặc qua khe hở thành bể, qua hệ thống tiêu nước từ đáy đi lên. Bể biôphin được phân loại dựa theo nhiều đặc điểm khác nhau, nhưng trên thực tế bể được phân làm hai loại: Biôphin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn. Đặc điểm riêng của bể là kích thước của các hạt vật liệu lọc không lớn hơn 25 – 30mm, và tải trọng nước nhỏ 0,5 – 1,0 m3/m2, nên chỉ thích hợp cho trường hợp lưu lượng nhỏ từ 20 – 1000 m3/ngày đêm. Biôphin cao tải: khác với biôphin nhỏ giọt là chiều cao của bể công tác và tải trọng tưới nước cao hơn, vật liệu lọc có kích thước 40 – 60 mm. Nếu ở bể biôphin nhỏ giọt thoáng gió là nhờ tự nhiên thì ở bể biôphin cao tải lại là nhân tạo. Bể có thể được dùng để xử lý nước thải bằng sinh học hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Hình 3.4: Bể lọc sinh học biofilter a bùn r Bể Aeroten Bể Aeroten là công trình là bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật, là công trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ô nhiễm trong nước. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng ôxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, và để đảm bảo ôxy dùng cho quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc làm thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ yêu cầu xử lý nước thải. Bể được phân loại theo nhiều cách: theo nguyên lý làm việc có bể thông thường và bể có ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thoáng là bể làm thoáng bằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp; … Ngoài 2 công trình xử lý sinh học nhân tạo trên còn có các công trình khác: Mương ôxy hóa, bể UASB, bể lắng hai vỏ… Bảng 3.4: Các quá trình sinh học dùng trong xử lý nước thải Loại Tên chung Aùp dụng Quá trình hiếu khí Sinh trưởng lơ lửng Quá trình bùn hoạt tính Thông thường( dòng đẩy) Xáo trộn hoàn toàn Làm thoáng theo bậc Oxi nguyên chất Bể phản ứng hoạt động gián đoạn Ổn định tiếp xúc Làm thoáng kéo dài Kênh oxy hoá Bể sâu Bể rộng- sâu Nitrat hoá sinh trưởng lơ lửng Hồ làm thoáng Phân huỷ hiếu khí Không khí thông thường Oxi nguyên chất Khử BOD chứa cacbon (nitrat hoá) Nitrat hoá Khử BOD –chứa cacbon (nitrat hoá) Ổn định, khử BOD – chứa cacbon Sinh trưởng gắn kết Kết hợp quá trình sinh trưởng lơ lửng và gắn kết Bể lọc sinh học Tháp tải- nhỏ giọt Cao tải Lọc trên bề mặt xù xì Đĩa tiếp xúc sinh học quay. Bể phản ứng với khối vật liệu Quá trình lọc sinh học hoạt tính Lọc nhỏ giọt- vật liệu rắn tiếp xúc Quá trình bùn hoạt tính- lọc sinh học Quá trình lọc sinh học- bùn hoạt tính nối tiếp nhiều bậc Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá Quá trình trung gian Anoxic Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng gắn kết Sinh trưởng lơ lửng khử nitrat hoá. Màng cố định khử nitrat hoá Khử nitrat hoá Quá trình kị khí Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng gắn kết Lên men phân huỷ kị khí Tác động tiêu chuẩn một bậc Cao tải một bậc Hai bậc Quá trình tiếp xúc kị khí Lớp bùn lơ lửng kị khí hướng lên (USAB) Quá trình lọc kị khí Ổn định, khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon Ổn định chất thải và khử nitrat hoá Ổn định chất thải – khử nitrat hoá Quá trình kết hợp hiếu khí- trung gian Anoxic- kị khí Sinh trưởng lơ lửng Kết hợp sinh trưởng lơ lửng, sinh trưởng gắn kết Quá trình một bậc hoặc nhiều bậc, các quá trình có tính chất khác nhau Quá trình một bậc hoặc nhiều bậc Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá,khửnitrat hoá, khử phosphor Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá,khử nitrat hoá, khử phospho Quá trình ở hồ Hồ hiếu khí Hồ bậc ba Hồ tuỳ tiện Hồ kị khí Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon – nitrat hoá Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon (ổn định chất thải- bùn 3.3.4 Phương pháp xử lý cặn Trong các trạm xử lý thường có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng đợt một, đợt hai… Trong cặn chứa rất nhiều nước (độ ẩm từ 97% – 99 %), và chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng, do đó cặn cần phải được xử lý để giảm bớt nước, các vi sinh vật độc hại trước khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận. Các phương pháp xử lý cặn gồm: Cô đặc cặn bằng trọng lực: Là phương pháp để bùn lắng tự nhiên, các công trình của phương pháp này là các bể lắng giống như bể lắng nước thải: bể lắng đứng, bể ly tâm… Cô đặc cặn bằng tuyển nổi: Lợi dụng khả năng hòa tan không khí vào nước khi nén hỗn hợp khí nước ở áp lực cao, sau đó giảm áp lực của hỗn hợp xuống áp lực của khí quyển, khí hòa tan lại tách ra khỏi nước dưới dạng các bọt nhỏ dính bám vào hạt bông cặn, làm cho tỷ trọng hạt bông cặn nhẹ hơn nước và nổi lên trên bề mặt. Các công trình sử dụng phương pháp này gọi là bể tuyển nổi có hình chữ nhật hoặc hình tròn. Ổn định cặn: Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủy bằng sinh học thành CO2, CH4 và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rữa của cặn, đồng thời giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn. Có thể ổn định cặn hóa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kỵ khí. Các công trình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan… Làm khô cặn: Có thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân không, máy lọc ly tâm…), hoặc bằng phương pháp nhiệt. Lựa chọn cách nào để làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội… 3.3.5 Các phương pháp khử trùng Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa rất nhiều vi khuẩn, hầu hết các vi khuẩn này đều không phải là các vi khuẩn gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại của một vài vi khuẩn gây bệnh. Nếu nước thải ra nguồn tiếp nhận thì khả năng gây bệnh là rất lớn, do đó cần phải khử trùng nước trước khi thải. Các phương pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là: Sử dụng Clo lỏng hay Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo Dùng Hypoclorit – canxi ( Ca(ClO)2) dạng bột, hòa tan trong thùng dung dịch 3 – 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc Dùng Hypoclorit – natri, nước zavel NaClO Dùng Ozon: Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon đặt ngay trong trạm xử lý. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc Dùng tia cực tím (UV): tia UV sử dụng trực tiếp bằng ánh sáng mặt trời, hoặc bằng đèn thủy ngân áp lực thấp được đặt ngầm trong mượng có nước thải chảy qua Từ trước đến nay, khi tiệt trùng nước thải hay dùng Clo hơi và các hợp chất của Clo vì Clo là hoá chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều,có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả tiệt trùng cao. Nhưng những năm gần đây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo để tiệt trùng nước thải vì: Lượng Clo dư 0.5mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn và ổn định cho quá trình tiệt trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có ích khác. Clo kết hợp với Hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường sống. Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ở cuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn. Nước vào Nước ra NaOCl Hình 3.5: Bể khử trùng nước thải bằng NaOCl 3.4 Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam Hệ thống xử lý nước thải kênh Đen thành phố Hồ Chí Minh công suất 4,600m3/ng.đ Nước đầu vào Lắng cát Hồ sục khí Hồ lắng Sân phơi bùn Hồ hoàn thiện Nước đầu ra Hệ thống xử lý nước thải thị xã Thủ Dầu Một tỉnh Bình Dương công suất 78,000m3/ng.đ Nước đầu vào Bể lắng cát Mương oxy hóa Lắng Khử nước bùn Sân phơi bùn Khử trùng Nước đầu ra Hệ thống xử lý nước thải Tp Cần Thơ công suất 24,000m3/ng.đ Nước đầu vào Lắng cát Xử lý sơ bộ Xử lý sinh học nhỏ giọt Hồ phân hủy bùn Sân phơi bùn Lắng cuối Nước đầu ra Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý Công nghệ xử lý của trạm xử lý nước thải tập trung được lựa chọn trên cơ sở các số liệu về công suất thiết kế, đặc tính nước thải đầu vào và đầu ra. Ngoài ra, các yếu tố cần xem xét đến còn bao gồm điều kiện mặt bằng, cơ sở khoa học và khả năng đầu tư của dự án. Sự lựa chọn công nghệ của trạm xử lý nước thải sinh hoạt phải đáp ứng được các yêu cầu: Đảm bảo mức độ an toàn cao khi có sự thay đổi về lưu lượng và nồng độ Đảm bảo tính đơn giản để vận hành, chi phí vận hành thấp Phù hợp với điều kiện Việt Nam mang tính hiện đại và sử dụng lâu dài. 4.1.1 Công suất thiết kế Các nguồn phát sinh nước thải khi dự án đi vào hoạt động bao gồm: Nước thải sinh hoạt từ khu vực dân cư Nước thải sinh hoạt từ khu chung cư cho người thu nhập thấp và tái định cư Nước thải sinh hoạt từ khu chung cư cho công nhân thuê Nước thải từ khu vực công cộng và vui chơi giải trí Nước thải sinh hoạt từ khu hành chính Nước thải sinh hoạt từ khu trường học Nước thải sinh hoạt từ khu vui chơi giải trí, thể dục thể thao Nước thải từ khu y tế Lưu lượng nước thải phát sinh tại khu vực dự án khoảng 90% so với tổng nhu cầu sử dụng nước hay tương đương 4300 m3/ngđ. 4.1.2 Đặc tính nước thải sinh hoạt Các thông số nước thải đầu vào được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.1: Các thông số nước thải đầu vào STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH 6.5-8 2 Nhu cầu oxysinh hóa (BOD5) mg/l 250 3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) mg/l 350 4 Hàm lượng chất rắn lơ lưng(SS) mg/l 250 5 Tổng Nitơ mg/l 40 6 Tổng Phốt pho mg/l 8 7 Tổng Coliform MNP/100ml 106-109 4.1.3 Tiêu chuẩn thải Các thông số nước thải sau xử lý cần đạt QCVN 14:2008 về nước thải sinh hoạt: Bảng 4.2: Các thông số nước thải đầu ra theo QCVN 14:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật về nước thải sinh hoạt STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH 6.5-8 2 Nhu cầu oxysinh hóa (BOD5) mg/l 30 3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) mg/l 80 4 Hàm lượng chất rắn lơ lưng(SS) mg/l 50 5 Tổng Nitơ mg/l 30 6 Tổng Phốt pho mg/l 6 7 Tổng Coliform MNP/100ml 103 4.2 Đề xuất các phương án công nghệ xử lý Theo chỉ tiêu các thành phần ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt như đã nêu trên và so với tiêu chuẩn xả thải có thể đưa ra các phương án xử lý sau: Phương án 1 Ta có thể kết hợp giữa biện pháp xử lý cơ học (song chắn rác, bể lắng) và xử lý sinh học (xử lý hiếu khí bằng bể Aerotank) để loại bỏ các chất có kích thước lớn, phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và sau đó sử dụng phương pháp khử trùng nhằm loại bỏ hết các vi sinh vật gây bệnh tồn tại trong nước thải. Phương án 2 Phương án này hầu hết dựa theo công nghệ phương án 1, tuy nhiên có sự thay đổi Aerotank bằng mương oxy hóa. Với mương oxy hóa ta có thể làm tăng khả năng làm thoáng nhằm loại bỏ tốt chất ô nhiễm. Tiến hành so sánh 2 phương án trên và có thể đề xuất phương án được lựa chọn cuối cùng như sau: Diện tích xây dựng mặt bằng của phương án 1 nhỏ hơn phương án 2. Do đó xét về khía cạnh kinh tế thì phương án 1 tiết kiệm được mặt bằng. Về mặt kỹ thuật quản lý vận hành cũng tương đồng với nhau tuy vậy về mặt kỹ thuật thì mặt ưu vẫn chọn bể Aerotank. Tuy nhiên, nếu sử dụng công trình xử lý sinh học hiếu khí là mương oxy hóa thì ta không thể khống chế được mùi phát tán từ nước thải và điều đó ảnh hưởng đến người dân sống xung quanh khu vực trạm xử lý nước thải. Còn nếu sử dụng công trình xử lýsinh học hiếu khí là Aerotank thì ta có thể khống chế được điều này đảm bảo vệ sinh môi trường xung quanh. Theo so sánh cả 3 mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trường thì ta đều thấy công trình sinh học xử lý hiếu khí là bể Aerotank vẫn có nhiều ưu điểm hơn với công trình xử lý là mương oxy hóa. Vì vậy ta chọn bể Arotank để áp dụng cho việc xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Bình Trị Đông. 4.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý được lựa chọn Công nghệ của trạm xử lý nước thải tập trung được phân chia thành 3 giai đoạn gồm xử lý bậc 1, xử lý bậc 2 và xử lý bùn. Giai đoạn 1: Bao gồm các công trình sau xử lý cơ học Song chắn rác Bể điều hòa Bể lắng I Giai đoạn 2: Chủ yếu tập trung vào quá trình xử lý sinh học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải. Quá trình xử lý sinh học được ứng dụng để tính toán thiết kế công nghệ trong trường hợp này là quá trình bùn hoạt tính. Công trình đơn vị thực hiện chức năng này là bể Aerotank kết hợp lắng đợt II. Xử lý bùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong qúa trình xử lý sinh học, sau khi lắng ở bể lắng II được tuần hoàn một phần về bể Aerotank, phần bùn dư được đưa ra bể chứa bùn. Lượng bùn sinh ra từ bể lắng 1 cũng được đưa về bể chứa bùn. Bùn đầu ra từ bể chứa bùn sau đó được đưa qua máy ép bùn, ép thành những bánh bùn và đem đi xử lý đúng nơi quy định. Nước vào Song chắn rác Bể thu gom Bánh bùn Máy ép bùn Bể điều hoà Bể chứa bùn Bể lắng I Bể Aerotank Máy thổi khí Bể lắng II Bể khử trùng Clorin Nguồn tiếp nhận Ghi chú : Đường nước Clorin Đường bùn Đường khí Đường hóa chất Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý NTSH khu dân cư Bình Trị Đông Giải trình sơ đồ công nghệ xử lý Nước thải sau khi ra khỏi bể tự hoại hay các công xử lý sơ bộ được thu gom bởi hệ thống cống thoát nước bẩn và đưa về trạm xử lý. Đầu tiên nước được chảy vào bể thu gom theo mương thoát. Trước bể thu gom có đặt song chắn rác, song chắn rác được thiết kế với khe hở 16mm, vận tốc qua song chắn bằng 0,8 m/s. Tại đây sẽ loại bỏ rác và các loại tạp chất có kích thước lớn trong nước thải như vỏ trái cây, bao bì, rơm rạ… sẽ được giữ lại và thu gom thủ công. Sau đó công ty Môi Trường Đô Thị sẽ gom và vận chuyển về bãi chôn lấp, Từ bể thu gom nước thải được bơm lên bể đều hòa bằng bơm chìm. Thông thường, nước thải tại các chu kỳ khác nhau cũng khác nhau do đó mục đích của việc xây dựng bể đều hòa để điều hoà lưu lượng và nồng độ, giảm chất ô nhiễm hữu cơ, nhằm ổn định dòng chảy giúp cho hoạt động của các công trình phía sau hiệu quả hơn. Bể điều hoà được thiết kế với hệ thống phân phối khí, giúp cho việc xáo trộn nước thải được tốt hơn nhằm tăng cường sự hoà trộn của oxy trong nước thải. Để hòa trộn đều nước thải trong bể đều hòa (tránh quá trình lên men yếm khí gây mùi hôi), không khí được thổi vào bể đều hòa từ máy thổi khí thông qua các lỗ phân phối khí đặt chìm dưới đáy bể. Hơn nữa, với việc cấp khí này sẽ giảm được phần nào hàm lượng (BOD5, COD, tổng Nitơ, tổng Phospho…) trong nước thải. Bể điều hoà được thiết kế với thời gian lưu 2.5giờ, nước thải từ bể điều hoà được hai bơm hoạt động luân phiên nhau bơm lên bể lắng I. Bể lắng I được thiết kế là bể lắng đứng, có ngăn lắng hình trụ có dạng hình tròn trên bề mặt và đáy có dạng hình nón hay chóp cụt. Nước được phân phối từ ống trung tâm vào vùng lắng, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải vào tấm chắn và đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng lên theo thân bể. Nước đã lắng tràn vào máng thu đặt xung quanh chu vi bể. Cặn lắng được tập trung ở đáy và được bơm ra bể chứa bùn, những chất ._.