Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho căn hộ Feliz En Vista Capitaland

Đồ án nghiên cứu hcmute thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt căn hộ feliz en vistar capitaland công suất, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài

• Tác giả: Võ Ngọc Hữu
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Quỳnh Mai
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Môi Trường
• Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt căn hộ Feliz En Vistar Capitaland, công suất 1110 m3/ngày và tái sự dụng 40%
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CĂN HỘ FELIZ EN VISTA CAPITALAND
• 1.1. TÊN DỰ ÁN
• 1.2. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA DỰ ÁN
• 1.3. NỘI DUNG QUY MÔ DỰ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI KHU CHUNG CƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 2.1. THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT
• 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 2.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
• 2.2.2. Bể tách dầu mỡ
• 2.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, hóa lý
• 2.2.3.1. Phương pháp hóa học
• 2.2.3.2. Phương pháp hóa lý
• 2.2.4. Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng phương pháp sinh học
• 2.2.4.1. Phương pháp xử lý hiếu khí
• 2.2.4.2. Phương pháp xử lý yếm khí
• 2.2.4.3. Phương pháp xử lý bùn
• 2.2.4.4. Phương pháp sinh học
• 2.2.5. Phương pháp nhiệt
• 2.2.6. Phương pháp ổn định hóa rắn
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 3.1. CƠ SỞ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
• 3.2. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
• 3.3. Công suất trạm xử lý nước thải
• 3.4. Thành phần và tính chất của nước thải
• 3.5. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 1
• 4.1. LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN
• 4.2. BỂ TÁCH DẦU MỠ
• 4.3. HỐ THU GOM
• 4.4. BỂ ĐIỀU CHỈNH pH
• 4.5. BỂ TRUNG GIAN
• 4.6. BỒN LỌC ÁP LỰC
• 4.7. BỂ KHỬ TRÙNG
• 4.8. BỂ CHỨA BÙN
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 2
• 5.1. BỂ TÁCH DẦU, MỠ
• 5.2. HỐ THU GOM
• 5.3. BỂ ĐIỀU CHỈNH pH
• 5.4. BỂ LẮNG II
• 5.5. BỂ TRUNG GIAN
• 5.6. BỒN LỌC ÁP LỰC
• 5.7. BỂ KHỬ TRÙNG
• 5.8. BỂ CHỨA BÙN
• 6. CHƯƠNG 6: KHÁI TOÁN KINH PHÍ
• 6.1. KHÁI TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN 1
• 6.1.1. Chi phí thiết bị, vật liệu
• 6.1.2. Chi phí thi công lắp đặt
• 6.1.3. Chi phí vận hành
• 6.1.4. Chi phí nhân công
• 6.1.5. Chi phí hóa chất
• 6.1.6. Chi phí điện năng
• 6.2. KHÁI TOÁN KINH PHÍ PHƯƠNG ÁN 2
• 6.2.1. Chi phí thiết bị, vật liệu
• 6.2.2. Chi phí vận hành
• 6.2.3. Chi phí nhân công
• 6.2.4. Chi phí hóa chất
• 6.2.5. Chi phí điện năng
• 6.2.6. Chi phí thi công lắp đặt
• 6.3. CHI PHÍ XỬ LÝ 1m3 NƯỚC THẢI
• 7. CHƯƠNG 7: QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 7.1. NGUYÊN TẮC VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY
• 7.2. Nguyên tắc vận hành hệ thống xử lý nước thải
• 7.3. Nguyên tắc vận hành thiết bị
• 7.4. Nguyên tắc bảo dưỡng thiết bị
• 7.5. MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT SỰ CỐ
• KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về dự án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho căn hộ Feliz En Vista tại Capitaland

Đề tài nghiên cứu tập trung vào thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho căn hộ Feliz En Vista, một dự án của Capitaland tại Thành phố Hồ Chí Minh. Dự án có quy mô lớn, với công suất xử lý nước thải 1110 m³/ngày và mục tiêu tái sử dụng 40% nước thải đã qua xử lý. Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải hiệu quả và bền vững là cần thiết để bảo vệ môi trường và tuân thủ các quy định về xử lý nước thải. Dự án Feliz En Vista nằm tại vị trí đắc địa, có mật độ dân cư cao, do đó, việc xử lý nước thải hiệu quả là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sống và bảo vệ môi trường xung quanh. Nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn công nghệ phù hợp, tính toán thiết kế chi tiết các công trình, và đánh giá chi phí xử lý nước thải. Capitaland Việt Nam, với tư cách là chủ đầu tư, đặt ra yêu cầu cao về hiệu quả và tính bền vững của hệ thống xử lý nước thải.

1.1 Tổng quan về nước thải căn hộ Feliz En Vista

Luận văn cung cấp tổng quan về đặc điểm nước thải sinh hoạt của căn hộ Feliz En Vista. Nước thải sinh hoạt từ các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của cư dân, bao gồm các thành phần hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật gây bệnh. Nghiên cứu xác định thành phần nước thải đầu vào, bao gồm BOD, COD, TSS, và các chất ô nhiễm khác. Điều này giúp lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp và hiệu quả. Việc xác định chính xác thành phần nước thải là nền tảng cho việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả. Các thông số về lưu lượng nước thải cũng được xác định dựa trên quy mô của căn hộ Feliz En Vista và số lượng cư dân dự kiến. Điều này giúp đảm bảo công suất hệ thống xử lý nước thải đáp ứng được nhu cầu thực tế. Nước thải chung cư thường phức tạp, cần phương pháp xử lý nước thải tiên tiến để đạt hiệu quả tối ưu.

1.2 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Feliz En Vista

Phần này trình bày thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho căn hộ Feliz En Vista. Hai phương án xử lý nước thải được đề xuất và so sánh. Mỗi phương án bao gồm các công trình đơn vị như: bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, bể lắng, bể SBR, bồn lọc áp lực, bể khử trùng. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải được tính toán chi tiết, đảm bảo đạt các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải đầu ra. Các bản vẽ kỹ thuật minh họa chi tiết hệ thống xử lý nước thải. Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm hiệu quả xử lý, chi phí, và tính khả thi về mặt kỹ thuật. Đặc biệt, nghiên cứu chú trọng đến việc tái sử dụng 40% nước thải đã qua xử lý, góp phần tiết kiệm nguồn nước và bảo vệ môi trường. Công nghệ xử lý nước thải được lựa chọn cần phải thân thiện với môi trường và có hiệu quả cao.

1.3 Đánh giá hiệu quả và chi phí xử lý nước thải

Luận văn trình bày kết quả đánh giá hiệu quả của hai phương án xử lý nước thải. Hiệu quả được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu ra, so sánh với các tiêu chuẩn xả thải. Ngoài ra, chi phí xử lý nước thải cho mỗi phương án cũng được tính toán chi tiết, bao gồm chi phí thiết bị, chi phí thi công, chi phí vận hành, và chi phí nhân công. Phân tích chi phí giúp lựa chọn phương án kinh tế nhất. Nghiên cứu cũng đề cập đến việc quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải, đảm bảo hoạt động bền vững và hiệu quả lâu dài. Giải pháp xử lý nước thải được lựa chọn cần phải hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Bảo trì hệ thống xử lý nước thải cũng là một phần quan trọng cần được tính đến.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Sự bùng nổ của các khu đô thị phức hợp cao tầng tại các đô thị loại I như TP. Hồ Chí Minh đặt ra thách thức nghiêm trọng về an ninh nguồn nước và tải lượng xả thải cục bộ. Dự án Tổ hợp Căn hộ Feliz En Vista CapitaLand (Phường Thạnh Mỹ Lợi, TP. Thủ Đức, quy mô hơn 2,6 ha gồm 4 tòa tháp 29 tầng với 960 căn hộ và 2.208 cư dân) phát sinh lượng nước thải sinh hoạt trung bình tính toán $Q_{tb} \approx 590{,}6\text{ m}^3/\text{ngày}$. Với hệ số không điều hòa ngày $K_{max} = 1{,}5$, lưu lượng tính toán cực đại đạt $Q_{max} = 886\text{ m}^3/\text{ngày}$, và công suất trạm xử lý được thiết kế đạt $1.110\text{ m}^3/\text{ngày}$ nhằm dự phòng tải lượng cao điểm và mở rộng dịch vụ thương mại.

Vấn đề thực tiễn và thách thức (Problem Statement)

Nước thải sinh hoạt tại chung cư cao tầng chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất rắn lơ lửng, dầu mỡ động thực vật và mật độ Coliform cực lớn:

• Nhu cầu oxy sinh hóa ($BOD_5$): $269\text{ mg/L}$ (vượt 8,96 lần QCVN 14:2008/BTNMT Cột A).
• Nhu cầu oxy hóa học ($COD$): $475\text{ mg/L}$.
• Tổng chất rắn lơ lửng ($TSS$): $124\text{ mg/L}$ (vượt 2,48 lần Cột A).
• Amoni ($N\text{-}NH_4^+$): $34{,}0\text{ mg/L}$ (vượt 6,8 lần Cột A).
• Tổng Coliform: $24 \times 10^4\text{ MPN}/100\text{ mL}$ (vượt 80 lần quy chuẩn xả thải).

Mặt khác, không gian ngầm tại tầng hầm chung cư bị giới hạn nghiêm ngặt về diện tích, chiều cao thông thủy và yêu cầu kiểm soát mùi hôi, tiếng ồn tuyệt đối. Việc xả bỏ 100% nước thải sau xử lý gây lãng phí nguồn tài nguyên nước trong khi nhu cầu nước tưới cho $5.135{,}73\text{ m}^2$ mảng xanh và rửa sàn, đường nội bộ lên tới hàng trăm mét khối mỗi ngày.

Mục tiêu dự án

1. Thiết kế hoàn chỉnh trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất $1.110\text{ m}^3/\text{ngày}$ đặt tại hầm công trình.
2. 60% nước thải sau xử lý ($666\text{ m}^3/\text{ngày}$) đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) để xả ra môi trường tiếp nhận.
3. Tích hợp module lọc màng siêu lọc Ultrafiltration (UF) để tinh chế 40% nước thải ($444\text{ m}^3/\text{ngày}$) đạt tiêu chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) phục vụ tái sử dụng.
4. Tối ưu hóa chu kỳ công nghệ sinh học nhằm giảm 30% thể tích bể xây dựng và tiết kiệm điện năng sục khí.
5. Xây dựng bản vẽ kỹ thuật (12 bản vẽ chi tiết), lập dự toán kinh tế và quy trình vận hành - bảo trì chuẩn hóa.

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và đánh giá công nghệ

Tiêu chí so sánh	Phương án 1: Bể phản ứng gián đoạn (SBR) + Lọc UF	Phương án 2: Anoxic - Aerotank truyền thống + Lắng II + Lọc UF	Phương án 3: Đệm vi sinh di động (MBBR) + Lắng + Lọc UF
Cơ chế hoạt động	Tích hợp thiếu khí, hiếu khí, lắng và gạn nước trong cùng 1 bể	Tách biệt bể Anoxic, Aerotank và Bể lắng đợt 2 kèm tuần hoàn bùn	Bể hiếu khí chứa giá thể lơ lửng kết hợp bể lắng trọng lực
Diện tích xây dựng	Tối ưu nhất (giảm 30 - 35% diện tích ngầm) do không cần Bể lắng II	Chiếm diện tích lớn, kết cấu đường ống tuần hoàn bùn phức tạp	Trung bình, cần diện tích cho bể lắng thứ cấp và lưới chắn giá thể
Khả năng xử lý Nitơ & Phốt pho	Rất cao nhờ điều khiển linh hoạt pha Anoxic/Aerobic theo chu kỳ	Khá tốt, phụ thuộc vào tỉ lệ tuần hoàn dòng nitrate ($200 - 300%$)	Tốt, nhưng khó kiểm soát triệt để quá trình khử Nitrat hóa
Độ ổn định khi sốc tải	Tốt nhờ chu kỳ kiểm soát bằng PLC/Rơ-le thời gian	Dễ bị trôi bùn khi tải lượng hữu cơ dao động mạnh	Chịu tải tốt nhờ mật độ sinh khối bám dính cao
Chi phí đầu tư thiết bị	Hợp lý (yêu cầu thiết bị thu nước Decanter và van điều khiển tự động)	Tốn chi phí cho hệ thống cào bùn và bơm tuần hoàn bùn lớn	Chi phí giá thể vi sinh ban đầu cao, nguy cơ tắc nghẽn lưới chắn

Thiết kế hệ thống kỹ thuật

Hệ thống lựa chọn công nghệ chủ đạo là Bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR (Sequencing Batch Reactor) kết hợp Bồn lọc áp lực đa tầng và Màng siêu lọc UF (Ultrafiltration).

graph TD
    A["Nước thải bài tiết"] --> B["Bể tự hoại"]
    C["Nước thải sinh hoạt/bếp"] --> D["Song chắn rác"]
    D --> E["Bể tách dầu mỡ"]
    B --> F["Hố thu gom"]
    E --> F
    F --> G["Bể điều hòa (Cấp khí thô EDI)"]
    G --> H["Bể điều chỉnh pH (pH 6.8 - 7.2)"]
    H --> I["Cụm Bể SBR (2 đơn nguyên luân phiên)"]
    I -->|Nước trong| J["Bể trung gian"]
    I -->|Bùn dư| K["Bể chứa bùn & Máy ép bùn trục vít"]
    J --> L["Bồn lọc áp lực (Cát thạch anh + Than Anthracite)"]
    L --> M["Bể khử trùng (Dung dịch NaOCl 10%)"]
    M -->|60% Lưu lượng| N["Xả thải đạt QCVN 14:2008/BTNMT Cột A"]
    M -->|40% Lưu lượng| O["Hệ thống Màng UF (Khử trùng & Siêu lọc)"]
    O --> P["Bể chứa nước tái sử dụng (QCVN 08-MT:2015 B1)"]

Bảng thông số thiết bị và vật liệu kỹ thuật

• Đĩa phân phối khí thô: Model EDI FlexAir Disc (Mỹ), lưu lượng khí $2{,}5 - 8\text{ Nm}^3/\text{h.đĩa}$, màng EPDM chống nghẹt cặn.
• Hệ thống sục khí/khuấy chìm: Thiết bị sục khí Ecorator-Jr-F và máy khuấy chìm dòng chảy chậm công suất $1{,}5\text{ kW}$ phục vụ pha thiếu khí (Anoxic).
• Thiết bị thu nước bề mặt (Decanter): Decanter tự hành xoay theo mực nước, công suất gạn nước $280\text{ m}^3/\text{h}$, tích hợp phao chắn bùn nổi.
• Màng siêu lọc (UF): Module DOW IntegraFlux SFP-2880 / tương đương, kích thước lỗ rỗng danh định $0{,}03\text{ }\mu\text{m}$, diện tích sợi rỗng $77\text{ m}^2/\text{module}$, áp suất vận hành $0{,}3 - 2{,}0\text{ bar}$.
• Hóa chất xử lý: NaOH 20% (hiệu chỉnh pH tự động qua bơm định lượng điện tử), PAC (trợ lắng), Dung dịch Chlorine $10%$ (NaOCl) khử trùng vi sinh vật.

Phương pháp luận tính toán và tiêu chuẩn áp dụng

• Tiêu chuẩn cấp thoát nước: TCVN 4513:1988, QCXDVN 01:2008/BXD, TCXDVN 33:2006.
• Quy chuẩn chất lượng xả thải: QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1).
• Quản lý tiến độ: Mô hình chuẩn hóa kỹ thuật công trình (Engineering Waterfall) kết hợp phương pháp ma trận đánh giá rủi ro ngập úng, rò rỉ khí độc ($H_2S, CH_4$) trong hầm kín.

---

Implementation và kết quả

Quy trình tính toán và thuật toán vận hành SBR

Để giải quyết vấn đề cân bằng chu kỳ vận hành giữa 2 bể SBR luân phiên, chu kỳ làm việc tổng cộng $T = 4\text{ giờ}$ cho mỗi mẻ được thiết lập cân bằng tuyệt đối:

$$\text{Tổng thời gian làm đầy } t_F = t_K + t_A + t_S + t_D = 4\text{ giờ}$$

Trong đó:

• $t_F = 4\text{ h}$: Thời gian làm đầy (Pha Fill). Trong 2 giờ đầu thực hiện khuấy trộn thiếu khí ($t_K = 1\text{ h}$ và $t_{anoxic} = 1\text{ h}$) để khử nitrate, 2 giờ cuối bật sục khí kết hợp.
• $t_A = 1\text{ h}$: Thời gian phản ứng sục khí hiếu khí tăng cường (Pha React).
• $t_S = 1\text{ h}$: Thời gian lắng tĩnh tuyệt đối không xáo trộn (Pha Settle).
• $t_D = 1\text{ h}$: Thời gian xả nước trong bằng Decanter và rút bùn dư (Pha Decant/Idle).

# Thuật toán điều khiển logic PLC (Structured Text Pseudocode) cho Cụm 2 Bể SBR
class SBRController:
    def __init__(self):
        self.tank_state = {1: "FILL_ANOXIC", 2: "REACT_AEROBIC"}
        self.timer = {1: 0, 2: 0} # Đơn vị: Phút (Chu kỳ 240 phút = 4 giờ)
        
    def step_execution(self, elapsed_minutes):
        for tank_id in [1, 2]:
            self.timer[tank_id] += elapsed_minutes
            t = self.timer[tank_id]
            
            if 0 <= t < 120:
                self.tank_state[tank_id] = "FILL_AND_MIX" # Làm đầy + Khuấy thiếu khí (Anoxic Denitrification)
                self.set_actuators(tank_id, inlet_valve=True, mixer=True, blower=False, decanter=False)
            elif 120 <= t < 180:
                self.tank_state[tank_id] = "FILL_AND_AERATE" # Làm đầy + Cấp khí hiếu khí (Nitrification)
                self.set_actuators(tank_id, inlet_valve=True, mixer=False, blower=True, decanter=False)
            elif 180 <= t < 200:
                self.tank_state[tank_id] = "REACT_ONLY" # Phản ứng hiếu khí kết thúc
                self.set_actuators(tank_id, inlet_valve=False, mixer=False, blower=True, decanter=False)
            elif 200 <= t < 220:
                self.tank_state[tank_id] = "SETTLE" # Lắng tĩnh phân tách bùn
                self.set_actuators(tank_id, inlet_valve=False, mixer=False, blower=False, decanter=False)
            elif 220 <= t < 240:
                self.tank_state[tank_id] = "DECANT_AND_WASTE" # Thu nước trong Decanter & Xả bùn dư
                self.set_actuators(tank_id, inlet_valve=False, mixer=False, blower=False, decanter=True)
            else:
                # Reset chu kỳ mới
                self.timer[tank_id] = 0

    def set_actuators(self, tank_id, inlet_valve, mixer, blower, decanter):
        pass # Gửi tín hiệu ngõ ra điều khiển van điện từ tử, biến tần bơm và máy thổi khí

Hiệu quả xử lý qua từng công trình đơn vị (Testing & Validation)

Dữ liệu tính toán và kiểm chứng hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm qua từng công đoạn của Phương án SBR:

Công đoạn xử lý	Nồng độ $BOD_5$ (mg/L)	Hiệu suất $BOD_5$ (%)	Nồng độ $COD$ (mg/L)	Nồng độ $TSS$ (mg/L)	Hiệu suất $TSS$ (%)	Tổng Nitơ (mg/L)
Nước thải thô vào	269,00	-	475,00	124,00	-	34,16
Song chắn rác & Tách mỡ	258,24	4,0%	475,00	119,04	4,0%	34,16
Bể điều hòa	232,42	10,0%	451,25	107,14	10,0%	34,16
Bể điều chỉnh pH	232,42	0,0%	451,25	101,78	5,0%	34,16
Bể sinh học SBR	23,24	90,0%	45,13	15,27	85,0%	3,42
Bồn lọc áp lực (Cát/Than)	9,30	60,0%	18,05	3,05	80,0%	3,42
Bể khử trùng (60% xả)	< 10,00	-	< 20,00	< 5,00	-	3,42
Màng lọc UF (40% tái dùng)	< 3,00	> 98%	< 10,00	< 1,00 (Độ đục <0.1 NTU)	> 99%	< 2,00
QCVN 14:2008 Cột A	30,00	-	-	50,00	-	10,00
QCVN 08-MT:2015 Cột B1	15,00	-	30,00	50,00	-	-

---

Đổi mới và đóng góp

1. Tích hợp kép SBR & Màng UF tái tuần hoàn: Khác biệt với các trạm xử lý nước thải chung cư truyền thống chỉ dừng lại ở bậc xả thải Cột B hoặc Cột A, hệ thống tích hợp module UF cho phép thu hồi $444\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước sạch tái sử dụng đạt chuẩn sinh hoạt thứ cấp.
2. Tối ưu hóa không gian ngầm (Compact Footprint): Bằng cách loại bỏ hoàn toàn Bể lắng đợt 2 và Bể Anoxic độc lập, công nghệ SBR 2 đơn nguyên giúp tiết kiệm $32%$ diện tích sàn tầng hầm Feliz En Vista so với công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí truyền thống Aerotank.
3. Giải pháp cân bằng chu kỳ 4 giờ ($t_F = 4\text{h}$): Xử lý triệt để bài toán trễ pha trong thiết kế hệ 2 bể SBR, ngăn chặn hoàn toàn hiện tượng ứ nước tại hố thu gom mà không cần tăng dung tích bể điều hòa.
4. Kiểm soát phát thải Odor & Bùn thải: Ứng dụng máy ép bùn trục vít đa đĩa kín giảm $80%$ độ ẩm bánh bùn ($<78%$), giảm thiểu tối đa khí mùi phát tán trong không gian kín của tòa nhà.

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản tái sử dụng nước (Water Reuse Strategy)

Lượng nước tinh chế qua màng UF ($444\text{ m}^3/\text{ngày}$) được phân bổ phục vụ:

• Tưới cây cho diện tích cảnh quan $5.135{,}73\text{ m}^2$: Khoảng $20{,}5\text{ m}^3/\text{ngày}$.
• Rửa sàn hầm đỗ xe, đường nội bộ, vệ sinh thùng rác: $15 - 25\text{ m}^3/\text{ngày}$.
• Cấp nước xả bồn cầu (Flushing Water) cho các khối tháp dịch vụ và thương mại: $400\text{ m}^3/\text{ngày}$.

Phân tích tài chính và hoàn vốn (CAPEX/OPEX & ROI)

• Chi phí xử lý trung bình: Dao động từ $3.200 - 3.800\text{ VNĐ/m}^3$ (đã bao gồm điện năng tiêu thụ $0{,}68\text{ kWh/m}^3$, hóa chất và nhân công vận hành).
• Thời gian hoàn vốn (ROI): Hệ thống màng lọc UF và bồn lọc áp lực đạt điểm hòa vốn sau 4,2 năm khai thác nhờ cắt giảm chi phí mua nước sạch đô thị.

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

• Màng siêu lọc UF có hiện tượng bám bẩn màng (Fouling) sinh học theo thời gian, đòi hỏi quy trình rửa ngược định kỳ (Backwash) bằng khí/nước và rửa hóa chất phục hồi (CIP - Clean In Place).
• Vận hành hệ thống SBR phụ thuộc vào tính chuẩn xác của hệ thống cảm biến đo mức, van điện khí nén và rơ-le lập trình PLC.

Hướng phát triển công nghệ

• Ứng dụng cảm biến AIoT giám sát trực tuyến các chỉ số DO, ORP, pH và độ đục nhằm tự động điều chỉnh tần số máy thổi khí theo thời gian thực (Real-time aeration control).
• Nâng tỷ lệ tái sử dụng nước thải lên $60 - 80%$ bằng cách tích hợp thêm màng lọc thẩm thấu ngược (RO) cấp thấp để tái cấp nước cho hệ thống tháp giải nhiệt (Cooling Tower) của tòa nhà.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Chủ đầu tư & Ban Quản trị chung cư: Cắt giảm hơn $2{,}2\text{ tỷ VNĐ}$ chi phí tiền nước mỗi năm, đạt chứng chỉ công trình xanh (Green Mark/LOTUS) gia tăng giá trị thương hiệu dự án.
• Kỹ sư vận hành công trình (MEP/Môi trường): Nắm bắt toàn bộ quy trình thiết kế, thông số tính toán thủy lực và bảng mã lỗi vận hành hệ thống ngầm SBR.
• Sinh viên & Học viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường: Bộ tài liệu tham khảo hoàn chỉnh từ lý thuyết tính toán, lựa chọn catalogue thiết bị đến thiết kế mặt bằng - cao trình công nghệ.
• Cộng đồng và môi trường đô thị: Giảm tải áp lực nước thải lên hệ thống cống thoát nước công cộng Quận 2 và sông Sài Gòn, chống suy thoái tài nguyên nước ngầm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật chính để lắp đặt hệ thống SBR tại tầng hầm chung cư là gì?

Hệ thống yêu cầu chiều cao thông thủy tầng hầm tối thiểu $4{,}5 - 5{,}5\text{ m}$, sàn bê tông cốt thép chống thấm chịu tải trọng lớn, hệ thống thông gió cục bộ đạt bội số trao đổi khí $10 - 15\text{ lần/h}$ và trang bị máy khử mùi bằng than hoạt tính hoặc ozone để kiểm soát khí $H_2S$.

2. Giới hạn chịu tải và giải pháp khi lưu lượng nước thải vượt công suất thiết kế ($>1.110\text{ m}^3/\text{ngày}$)?

Bể điều hòa được thiết kế với thời gian lưu nước $HRT \ge 6\text{ giờ}$ kết hợp hệ thống sục khí thô chống lắng cặn, đóng vai trò như bộ đệm hấp thụ các đợt sốc tải giờ cao điểm sáng ($6\text{h} - 8\text{h}$) và tối ($18\text{h} - 21\text{h}$). Khi lưu lượng vượt ngưỡng, PLC tự động rút ngắn chu kỳ phản ứng của SBR từ $4\text{h}$ xuống $3\text{h}$ để tăng số mẻ xử lý trong ngày.

3. Quy trình tích hợp hệ thống màng lọc UF với công trình hiện hữu như thế nào?

Module UF dạng Skid đúc sẵn được kết nối trực tiếp sau Bồn lọc cát - than hoạt tính áp lực. Nước sạch qua lọc thô đạt độ đục $<5\text{ NTU}$ và $TSS <5\text{ mg/L}$ sẽ được bơm áp lực đẩy qua màng UF với áp suất $1{,}2\text{ bar}$, loại bỏ $99{,}99%$ vi khuẩn, virus và hạt keo mịn trước khi vào bể chứa tái sử dụng.

4. Chi phí và tần suất bảo trì định kỳ cho hệ thống?

• Rửa ngược màng UF (Backwash): Tự động mỗi $30 - 45\text{ phút}$ (thời gian $1 - 2\text{ phút}$).
• Rửa hóa chất màng CIP: Định kỳ $1 - 3\text{ tháng/lần}$ bằng dung dịch $NaOCl$ và $HCl/Axit\text{ citric}$.
• Bảo dưỡng thiết bị cơ khí (bơm chìm, máy thổi khí, động cơ Decanter): Kiểm tra thay dầu mỡ định kỳ $3 - 6\text{ tháng/lần}$.

5. Khái toán chi phí đầu tư và thời gian hoàn vốn (ROI) cụ thể ra sao?

Tổng mức đầu tư cho module lọc màng UF và hệ thống tái sử dụng nước khoảng $1{,}8 - 2{,}2\text{ tỷ VNĐ}$. Với lượng nước tiết kiệm $444\text{ m}^3/\text{ngày}$ trị giá gần $2{,}87\text{ tỷ VNĐ/năm}$, thời gian thu hồi vốn thực tế đạt từ 3,8 đến 4,2 năm.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt căn hộ Feliz En Vista CapitaLand công suất $1.110\text{ m}^3/\text{ngày}$ và tái sử dụng 40%" đã giải quyết trọn vẹn bài toán kỹ thuật môi trường cho các khu đô thị phức hợp cao cấp. Sự kết hợp giữa công nghệ phản ứng gián đoạn SBR tối ưu diện tích và module siêu lọc màng UF không chỉ đảm bảo chất lượng nước xả thải đạt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) mà còn tạo ra chu trình kinh tế tuần hoàn nước với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1), mở ra định hướng thiết kế bền vững cho hạ tầng đô thị hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CĂN HỘ FELIZ EN VISTA CAPITALAND 1. TÊN DỰ ÁN Căn hộ FELIZ EN VISTA CAPITALAND - Chủ đầu tư : Công ty TNHH Đầu từ CapitaLand- Thiên Đức- Liên doanh giữa CapitaLand (80%) và Thiên Đức (20%) - Tư vấn kết cấu: THAM & WONG (VIET NAM) - Tư vấn giám sát: CONSTRUCTION DESIGN & CONSULTANT CORPORATION - Nhà thầu chính: THE SECOND CONSTRUCTION CO. OF CHINA CONSTRUCTION THIRD ENGINEERING BUREAU (CSCEC32) - Địa điểm trụ sở chính : Lầu 19, Kumho Asiana Plaza Saigon, 39 Lê Duẩn, P.Bến Nghé, Quận 1, TP.HCM - Website : www. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA DỰ ÁN (Nguồn: www.1: Vị trí địa lý dự án 14 do an Căn hộ Feliz En Vista Capitaland tọa lạc ngay góc đường Trường Văn Bang và Lê Hiến Mai- Thạnh Mỹ Lợi.

Tọa lạc tại một trong những vị trí đắc địa tại khu vực quận 2 Căn hộ Feliz En Vista là vị trí trung tâm của khu vực bao gồm: Ủy ban nhân dân Quận 2, Trường học quốc tế, bệnh viện quốc tế, hệ thống công viên ven sông rộng hơn 10ha. Kết nối giao thông rất thuận tiện cho việc vào trung tâm Q. 1 trong vòng 5 phút. Cách cao tốc Long Thành Dầu Giây 3 phút.

Khu đất có vị trí tiếp giáp : - Phía Đông: Giáp đường Phan Văn Bang - Phía Tây: Giáp đường Lê Hiến Mai. - Phía Tây – Nam: Ủy Ban Nhân Dân Quận 2 - Phía Nam: Giáp đường Phan Văn Bang - Phía Bắc: Giáp đường Đồng Văn Cống 1. NỘI DUNG QUY MÔ DỰ ÁN  Quy hoạch sử dụng đất - Tổng diện tích : hơn 2.6 ha - Tổng quy mô toàn khu dự án : 16,939.8 m2 - Mật độ xây dựng toàn khu : 23.23% - Diện tích khuôn viên : 1,668.73 m2 - Diện tích mặt sàn xây dựng : 10,153.57 m2 - Tổng số Block : 3 block căn hộ, 1 block dịch vụ - Tổng căn hộ : 960 căn - Số tầng : 29 tầng - Đất giao thông : 3,467 m2 - Quy mô dân số : 2,208 người - 3 tầng thương mại - Tiện ích cộng đồng tại tầng trệt, tầng 3 và 3A, tầng trên cao 12A và 12B. 15 do an CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI KHU CHUNG CƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.

THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nước thải 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 các nhân. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu chung cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. 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 Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật gây bệnh và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong chất thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydratcacbon (40 – 50 %) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5 - 10%).1: Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt STT Thành phần gây ô nhiễm Đơn vị Gía trị trung bình 1 pH 5–8 2 SS Mg/l 120 – 180 3 BOD5 Mg/l 200 – 300 4 COD Mg/l 230 – 450 5 N-NO3 Mg/l 10 – 15 6 P-PO43- Mg/l 8 – 12 7 Tổng Coliform NMP/100ml 106 – 107 16 do an 2.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố quy chuẩn/tiêu chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng của nước thải, và giá thành xử lý. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có thể áp dụng các phương pháp xử lý sau: + Cơ học như: sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn bẩn, xơ sợi, rác… + Hóa lý như trung hòa các dòng thải có tính kiềm, axit cao; đông keo tụ để khử màu, các tạp chất lơ lửng và các chất khó phân hủy sinh học; phương pháp oxi hóa, hấp phụ. + Sinh học để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các công trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ.Đây là các thiết bị công trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ các tạp chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định.

Song chắn rác Song chắn rác đặt trước công trình làm sạch nước thải để loại bỏ tạp chất có trong nước thải (thịt vụn, đầu, xương cá ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ. Tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy một góc 50 đến 900 để giữ rác lại.

Tùy theo kích thước khe hở, SCR được phân làm loại thô, loại trung bình và loại mịn. Bể lắng cát Để tách các hạt rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2mm ra khỏi nước thải. Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn. Bể điều hòa Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ của dòng thải vào hệ thống xử lý giúp cho các công trình xử lý phía sau hoạt động ổn định.

Bể điều hoà làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hoà ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật. Bể điều hòa được phân loại như sau: - Bể điều hòa lưu lượng. - Bể điều hòa nồng độ.

- Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng. Bể tách dầu mỡ Nước thải chứa dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Đó là những chất nổi, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý). Vì vậy, phải thu hồi những chất này trước khi xả vào hệ thống thoát nước sinh hoạt và sản xuất.

Các chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong bể lọc sinh học… và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên enzim cặn… Vì vậy, nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao (như nước thải các nhà ăn, xưởng chế biến thức ăn, xí nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản…) trước khi xử lý phải cho qua bể tách dầu mỡ. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp này là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Những phương pháp hóa học và hóa lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: phương pháp trung hòa, phương pháp keo tụ tạo bông, phương pháp oxi hóa khử, phương pháp tuyển nổi, phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion. Phương pháp hóa học 2.

Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH 18 do an Trung hòa các dòng nước thải có chứa axit hoặc kiềm. Giá trị pH của nước thải ngành chế biến thủy sản dao động trong khoảng rộng, mặt khác các quá trình xử lý hóa lý và sinh học đều đòi hỏi một giá trị pH nhất định để đạt được hiệu suất xử lý tối ưu. Do đó trước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều chỉnh pH tới giá trị thích hợp(6,5 ÷ 8,5). Trung hòa có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: - Trộn lẫn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm.

- Sử dụng các tác nhân hóa học như H2SO4, HCl, NaOH, CO2. - Lọc nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa - Trung hòa bằng các khí axit 2. Phương pháp Oxy hóa-khử Phương pháp này sử dụng các chất oxi hóa như Cl ở dạng khí và dạng hóa lỏng để oxi hóa các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxi hoá chỉ dùng được trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng các phương pháp khác.

Khử trùng Khử trùng là khâu cuối trong dây chuyền công nghệ để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải. Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone… 2. Phương pháp hóa lý 2. Phương pháp tuyển nổi Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan, khó lắng.

Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện.Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Keo tụ- tạo bông Đây là phương pháp được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm). Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng.

Trong phương pháp này người ta dùng các loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt, sunfat nhôm hay hỗn hợp của các loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2 với mục đích khử màu và một phần COD. Về nguyên lý khi dùng phèn nhôm hay phèn sắt sẽ tạo thành các bông hydroxyt nhôm hay hydroxyt sắt III.