MỞ ĐẦU Trong những năm qua, tốc độ đô thị hóa của cả nước gia tăng, tình hình phát triển kinh tế - xã hội có nhiều khởi sắc. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích kinh tế mang lại, quá trình đô thị hóa đang làm cho môi trường ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là vấn đề nước thải đô thị, gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư và hệ sinh thái tự nhiên. Do chất lượng nước thải đô thị đầu vào hệ thống xử lý nước thải phụ thuộc vào thành phần và tính chất, hình thức thu gom (cống chung, cống riêng,.) nước thải, phụ thuộc vào mức độ đô thị hóa, nên cần phải giám sát chặt chẽ nguồn nước thải này, đồng thời dây chuyền công nghệ luôn luôn phải được chú ý để cải tiến, nâng cấp cho phù hợp, đảm bảo hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép với các giai đoạn phát triển của đô thị. Hiện nay, nguồn nước thải thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc bao gồm nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải thấm qua và nước thải tự nhiên.
Tuy nhiên, lượng nước thải công nghiệp và nước thải bệnh viện này đã có hệ thống xử lý nước thải riêng đạt TCVN về môi trường trước khi xả vào nguồn tiếp nhận, lượng nước thải còn lại có chứa nhiều chất ô nhiễm như chất hữu cơ, amoni, phốt pho, tổng coliform,….được thu gom bằng các tuyến cống thu gom, chủ yếu là tuyến cống chung với tổng chiều dài các tuyến cống 29,168km và 05 trạm bơm trung chuyển, sau đó được bơm về hệ thống xử lý nước thải thành phố Vĩnh Yên để xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Hệ thống xử lý nước thải hiện nay sử dụng công nghệ bùn hoạt tính truyền thống để xử lý nước thải, với hiện trạng mạng lưới thu gom hiện nay, chưa đấu nối lượng nước thải từ các hộ gia đình vào mạng lưới thu gom và tốc độ đô thị hóa như hiện nay thì thành phần và tính chất nước thải đầu vào ngày càng gia tăng, mức độ ô nhiễm môi trường gia tăng. Nhà máy xử lý nước thải thành phố Vĩnh Yên được xây dựng với công nghệ và thiết bị tương đối hiện đại, khi đi vào thực tế hoạt động chúng tôi nhận thấy vẫn còn một số hạng mục chưa được tối ưu như về công nghệ xử lý, thiết bị máy móc,…Trước thực tế trên, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị tại thành 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc” Tuy nhiên, hiện nay thành phố Vĩnh Yên đã có hệ thống xử lý nước thải cho khu vực 04 phường (phường Khai Quang, phường Liên Bảo, phường Đống Đa và phường Ngô Quyền) được triển khai xây dựng và chính thức vận hành vào năm 2015. Do đó, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn thạc sĩ, học viên tập trung vào đánh giá hiện trạng các nguồn phát thải, thu gom nước thải tại thành phố Vĩnh Yên và đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống đang vận hành để từ đó làm cơ sở đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lý.
Luận văn nghiên cứu tập trung vào các nội dung sau: Hiện trạng các nguồn phát thải, thu gom, xử lý nước thải đô thị tại thành phố Vĩnh Yên. Đánh giá công nghệ hệ thống xử lý nước thải đô thị tại nhà máy xử lý nước thải thành phố Vĩnh Yên. Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lý nước thải đô thị tại nhà máy xử lý nước thải thành phố Vĩnh Yên. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nguồn gốc, thành phần và tính chất của nƣớc thải đô thị Nước thải đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống thoát nước của một thành phố. Đó là hỗn hợp của các loại nước thải: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thấm qua và nước thải tự nhiên. Nƣớc thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt bao gồm: Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt.
Loại chất thải này chủ yếu chứa chất lơ lửng, các chất tẩy giặt và thường gọi là „„nước xám”. Nồng độ các chất hữu cơ trong loại nước thải này thấp và thường khó phân hủy sinh học. Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh còn được gọi là „„nước đen”. Trong nước thải tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gầy mùi hôi thối, hàm lượng các chất hữu cơ (BOD5) và các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho cao.
Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát. Các loại có hàm lượng lớn các chất hữu cơ (BOD5, COD) và các nguyên tố dinh dưỡng khác (nitơ và phốt phát) và nước thải phát sinh từ các công trình công cộng, dịch vụ như nước thải bệnh viện, nước thải khách sạn [3]. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lượng lớn vi sinh vật [10]. Các tạp chất này nếu không được xử lý trước đạt chuẩn trước khi xả vào nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến con người như: BOD5 sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng và làm giảm pH của môi trường; SS làm lắng đọng nguồn tiếp nhận gây điều kiện yếm khí; màu gay mất mỹ quan; dầu mỡ gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt lớn và gây thiếu hụt oxy nguồn tiếp nhận gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
amoni, P là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng dễ gây hiện tượng phú dưỡng hóa. Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt đối với các ngôi nhà hoặc cụm dân cư độc lập, hàm lượng các chất bẩn được thể hiện trong Bảng 1.1 dưới đây: 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nồng độ chất bẩn trong nƣớc thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cƣ độc lập [28,31] Thông số Nồng độ, mg/l QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A Tổng chất rắn 680-1.000 - Các chất rắn dễ bay hơi 380-500 - Cặn lơ lửng 200-290 50 Cặn lơ lửng dễ bay hơi 150-240 - BOD5 200-290 30 COD 680-730 - Tổng nitơ 35-100 - Nitơ amôn 6-18 5 Tổng phốt pho 18-29 - Phốt phát (tính theo phốt pho) 6-24 6 Tổng coliform (MPN/100ml) 108 – 1010 3.000 Fecal coliform (MPN/100ml) 107 – 109 - Qua bảng 1.1 nhận thấy các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt có sự dao động về nồng độ, nồng độ trước xử lý cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn đầu ra (QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A) như thông số Cặn lơ lửng cao gấp 45,8 lần; BOD5 cao gấp 6,79,7 lần; amoni cao gấp 1,23,6 lần; phốt phát cao gấp 14 lần. Nếu các chất ô nhiễm này trong nước thải sinh hoạt không được xử lý, đặc biệt là thành phần hữu cơ N, P thì đây cũng là nguyên nhân gây hiện tượng phú dưỡng các nguồn nước tiếp nhận.
Số lượng vi sinh gây bệnh trong nước thải thường thấp hơn nhiều so với loại không gây bệnh. Để phát hiện các loài vi sinh gây bệnh trong nước thải rất phức tạp và tốn nhiều thời gian [27]. Nước thải bệnh viện có thành phần và tính chất gần giống nước thải sinh hoạt. Tuy nhiên có chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh hơn do phế phẩm của người bệnh dễ gây bệnh truyền nhiễm.
Thành phần ô nhiễm nước thải bệnh viện thường ở trong các mức sau: 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải bệnh viện [11] QCVN Nồng độ Nồng độ Nồng độ 28:2010/B TT Chỉ tiêu Đơn vị trung thấp nhất cao nhất TNMT, bình cột A 1 pH 6,2 8,1 7,4 6,8-8,5 2 Amoni mg/L 8 25 14 5 3 BOD5 mg/L 110 250 150 30 4 COD mg/L 140 300 200 50 5 Chất lơ lửng mg/L 100 220 160 50 6 Coliform MPN/100ml 106 109 107 3.2 nồng độ các thông số ô nhiễm cao gấp nhiều lần so với QCVN 28:2010/BTNMT, cột A như chỉ tiêu amoni cao hơn 1,65, chỉ tiêu BOD5 cao hơn 3,78,3 lần, chỉ tiêu COD cao hơn 2,86 lần, chỉ tiêu chất lơ lửng cao hơn 24,4 lần. Các chỉ tiêu ô nhiễm này nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải sẽ gây ô nhiễm môi trường như chỉ tiêu hữu cơ N, P gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận dòng thải, ảnh hưởng tới vi sinh vật sống trong môi trường thủy sinh; các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục của nước, tạo ra sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đường ống, máng dẫn. Sự có mặt của các chất hữu cơ là nguyên nhân chính gây ra sự giảm lượng oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tới đời sống động, thực vật thủy sinh.
Nƣớc thải công nghiệp Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải gọi chung là nước thải công nghiệp. Nước thải loại này không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản phẩm. Nước thải của nhà máy thuộc da chứa nhiều kim loại nặng, sulfua,… Nước thải sinh hoạt tạo ra 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com từ các khu vệ sinh của nhà hành chính, nhà sản xuất, rửa nền nhà, từ các nhà tắm của các phân xưởng, hoặc ở vị trí độc lập riêng biệt [12]. Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong một ngành công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức hoàn thiện của công nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường.
Trong từng trường hợp cụ thể, cần sử dụng các nguồn tài liệu thích hợp. Căn cứ vào thành phần và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các kỹ thuật xử lý. Thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp được thể hiện trong bảng 1.