Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa và phát triển các khu dân cư tập trung tại tỉnh Đồng Nai đặt ra yêu cầu kiểm soát ô nhiễm nguồn nước mặt từ nước thải sinh hoạt. Dự án "Khu nhà ở tại phường Tân Hạnh, thành phố Biên Hòa, quy mô 108 căn hộ" do Công ty Cổ phần Đồng Nai làm chủ đầu tư phát sinh lượng nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ hòa tan cao, chất rắn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh. Nếu không được xử lý đạt chuẩn trước khi xả thải, nguồn nước này sẽ trực tiếp gây suy thoái hệ sinh thái nguồn tiếp nhận là rạch Sỏi thuộc lưu vực sông Đồng Nai. Do đó, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung cho khu nhà ở là yêu cầu bắt buộc nhằm bảo vệ môi trường và đáp ứng các quy định pháp luật hiện hành.

Khóa luận xác định mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

  • Mục tiêu nghiên cứu: Đưa ra phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp, có tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cho khu nhà ở tại phường Tân Hạnh; đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A trước khi xả vào kênh rạch Sỏi và sông Đồng Nai.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu (theo phân công tại văn bản giao nhiệm vụ):
    1. Tìm hiểu tổng quan về vị trí địa lý, quy mô và hiện trạng hạ tầng kỹ thuật của dự án khu nhà ở tại phường Tân Hạnh.
    2. Xác định nguồn gốc phát sinh, lưu lượng và tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt; tổng hợp một số dây chuyền công nghệ xử lý đang được áp dụng.
    3. Phân tích các số liệu ô nhiễm đầu vào, từ đó đề xuất 2 phương án dây chuyền công nghệ xử lý nước thải.
    4. Tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị cho từng phương án công nghệ.
    5. Lập dự toán kinh tế, so sánh chi phí đầu tư và vận hành để lựa chọn phương án công nghệ tối ưu, khả thi.
    6. Thiết lập hồ sơ bản vẽ kỹ thuật chi tiết cho hệ thống xử lý nước thải được lựa chọn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

  • Đối tượng nghiên cứu: Toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khối nhà liền kề thuộc khu nhà ở, bao gồm phân đoạn nước thải đen từ nhà vệ sinh (đã qua xử lý sơ bộ tại bể tự hoại 3 ngăn của từng hộ) và phân đoạn nước thải xám từ khu vực nấu ăn, nhà tắm, giặt giũ và vệ sinh sàn nhà.
  • Phạm vi không gian: Khu đất bố trí trạm xử lý nước thải nằm tại khu vực giáp ranh phía Nam của dự án khu nhà ở tại phường Tân Hạnh, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai; nguồn tiếp nhận cuối cùng là rạch Sỏi và sông Đồng Nai.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 01/2024 đến tháng 05/2024.
  • Phạm vi kỹ thuật: Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, ứng dụng công nghệ xử lý sinh học để đưa các thông số ô nhiễm về giới hạn xả thải theo QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết, tiêu chuẩn kỹ thuật và các quy định pháp lý chuyên ngành:

  • Cơ sở lý thuyết xử lý nước thải: Hệ thống các quá trình cơ học (tách rác qua giỏ lược rác, phân tách váng nổi bằng bể tách dầu mỡ, lắng trọng lực), các quá trình sinh hóa hiếu khí và thiếu khí (quá trình oxy hóa hợp chất hữu cơ carbon, quá trình nitrat hóa qua hai bước bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter, quá trình khử nitrat thành khí $N_2$ bởi nhóm vi sinh vật thiếu khí Denitrifier), quá trình màng sinh học bám dính trên giá thể di động (MBBR), và cơ chế khử trùng nước bằng hợp chất Chlorine.
  • Văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn thiết kế:
    • Nghị định số 100/2015/NĐ-CP ngày 20/10/2015 của Chính phủ về phát triển và quản lý nhà ở xã hội (áp dụng khoản nghĩa vụ tài chính thay cho việc bố trí 20% quỹ đất nhà ở xã hội).
    • TCXDVN 51:2008: "Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình".
    • TCXDVN 7957:2008: "Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Tiêu chuẩn thiết kế" (dùng tra cứu hệ số không điều hòa chung $K_o$).
    • QCVN 14:2008/BTNMT: "Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt" (áp dụng giá trị giới hạn Cột A).
  • Nguồn dữ liệu tham khảo:
    • Tài liệu lý thuyết và phương pháp tính toán từ giáo trình "Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình" của GS.TS Lâm Minh Triết (2006).
    • Tài liệu "Rapid Environmental Assessment" của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 1992).
    • Số liệu khảo sát và báo cáo đánh giá tác động môi trường thực tế tại Hệ thống xử lý nước thải Khu dân cư Bàu Xéo - Trảng Bom, Đồng Nai (công suất $500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, tháng 9/2012) và Hệ thống xử lý nước thải Khu dân cư An Điền Phát, thị trấn Châu Ổ (công suất $50\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).

Các phương pháp nghiên cứu được tác giả triển khai:

  • Phương pháp thu thập, thống kê số liệu: Thu thập tài liệu quy hoạch, số liệu dân số, điều kiện hạ tầng kỹ thuật, cấp thoát nước và dữ liệu tính chất dòng thải sinh hoạt từ các nguồn tài liệu lưu trữ và các công trình thực tế có quy mô tương đương.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Áp dụng các phương trình thủy lực, cân bằng vật chất và động học xử lý sinh học để tính toán dung tích, kích thước hình học, thời gian lưu nước, lưu lượng khí cấp và lượng bùn sinh ra cho từng công trình đơn vị.
  • Phương pháp so sánh, đánh giá: Đặt hai phương án công nghệ lên hệ quy chiếu về mặt kỹ thuật (hiệu suất xử lý, độ ổn định, diện tích xây dựng, khả năng vận hành) và kinh tế (chi phí vốn đầu tư thiết bị, xây dựng và chi phí vận hành thường xuyên trên $1\text{ m}^3$ nước thải).
  • Phương pháp trao đổi ý kiến: Làm việc định kỳ với cán bộ hướng dẫn khoa học nhằm rà soát các giả định tính toán công nghệ và quy chuẩn áp dụng.
  • Phương pháp thể hiện bản vẽ và xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính toán số liệu công nghệ và dự toán kinh tế; sử dụng phần mềm Revit để thiết lập toàn bộ bản vẽ quy trình công nghệ và mặt bằng, mặt cắt các hạng mục công trình.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống xử lý nước thải tập trung được thiết kế với các thông số công suất và phụ tải thủy lực:

  • Quy mô dân số: 108 căn hộ liền kề, tính toán bình quân 4 người/căn hộ, tương đương 432 người.
  • Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt: $q = 300\text{ L/người/ngày đêm}$.
  • Lưu lượng nước cấp sinh hoạt: $Q_1 = 129,6\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Lưu lượng nước cấp công cộng: $Q_2 = 8% \times Q_1 = 10,4\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Tổng lưu lượng cấp nước: $Q_t = 140\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Hệ số dự phòng quá tải: $K_{dt} = 1,2 \rightarrow Q_{tt} = 168\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Tác giả chọn công suất thiết kế trạm là $Q = 170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Lưu lượng trung bình giờ: $Q_{gio}^{tb} = 7,1\text{ m}^3/\text{h}$; lưu lượng trung bình giây: $Q_{giay}^{tb} = 1,97\text{ L/s} = 0,00197\text{ m}^3/\text{s}$.
  • Hệ số không điều hòa: Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất $K_{omax} = 2,38$; lưu lượng giờ lớn nhất $Q_{gio}^{max} = 16,9\text{ m}^3/\text{h}$; hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất $K_{omin} = 0,38$.

Bảng thông số ô nhiễm nước thải đầu vào và mức độ xử lý yêu cầu (theo Bảng 3.2 và tính toán tại mục 3.3):

STT Chỉ tiêu ô nhiễm Đơn vị Nồng độ đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) Mức độ xử lý cần thiết (%)
1 pH - 7 5 – 9 -
2 $\text{BOD}_5$ mg/L 250 30 88%
3 COD mg/L 350 - -
4 TSS (Chất rắn lơ lửng) mg/L 200 50 75%
5 Dầu mỡ động, thực vật mg/L 50 10 80%
6 Amoni ($\text{N-NH}_4^+$) mg/L 40 5 88%
7 Phosphat ($\text{PO}_4^{3-}$ tính theo P) mg/L 8 6 25%
8 Tổng Coliforms MPN/100mL $5 \times 10^4$ 3.000 94%

Tác giả thiết lập và tính toán hai phương án dây chuyền công nghệ xử lý:

  • Phương án 1 (Bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng truyền thống kết hợp lọc áp lực): Nước thải $\rightarrow$ Hố thu gom kết hợp giỏ lược rác (TK01) $\rightarrow$ Bể tách dầu mỡ (TK02) $\rightarrow$ Bể điều hòa (TK03) $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic (TK04) $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank (TK05) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học (TK06) $\rightarrow$ Bể trung gian (TK07) $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực (TK08) $\rightarrow$ Bể khử trùng (TK09, châm Chlorine) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận rạch Sỏi. Hệ thống sử dụng đường tuần hoàn bùn từ bể lắng về Anoxic và đưa bùn dư về Bể chứa bùn (TK10).
  • Phương án 2 (Màng sinh học chuyển động MBBR): Nước thải $\rightarrow$ Hố thu gom kết hợp giỏ lược rác $\rightarrow$ Bể tách dầu mỡ $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể màng sinh học hiếu khí MBBR (chứa giá thể chuyển động lơ lửng nhờ hệ thống thổi khí) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Bể khử trùng (châm Chlorine) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận rạch Sỏi. Bùn dư sinh học từ bể lắng được bơm định kỳ về Bể chứa bùn.

Cấu tạo và cơ chế hoạt động của các công trình đơn vị chính:

  • Hố thu gom và giỏ lược rác: Giữ lại rác thô kích thước lớn, bảo vệ 2 bơm chìm hoạt động luân phiên.
  • Bể tách dầu: Cấu tạo 2 ngăn, thời gian lưu nước thích hợp để dầu mỡ có tỷ trọng nhẹ hơn nước nổi lên mặt; thu gom thủ công định kỳ 1 lần/tuần để tránh gây nghẹt đường ống và không làm hỏng cấu trúc bông bùn sinh học.
  • Bể điều hòa: Sục khí liên tục bằng máy thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn dòng nước, chống phân hủy yếm khí sinh mùi hôi ($\text{H}_2\text{S}, \text{CH}_4$) và điều hòa biên độ lưu lượng, tải lượng chất hữu cơ.
  • Bể MBBR: Ứng dụng giá thể vi sinh có tỷ trọng nhẹ hơn nước chuyển động liên tục trong bể nhờ dòng khí sục từ đáy. Lớp màng vi sinh vật (biofilm) phát triển dày đặc trên diện tích bề mặt giá thể giúp nâng cao mật độ vi sinh vật trên một đơn vị thể tích bể, cho phép thu nhỏ thể tích công trình so với bể Aerotank thông thường, đồng thời xử lý đồng thời chất hữu cơ và nitrat hóa với hiệu suất xử lý $\text{N-NH}_4^+$ đạt 95%, $\text{BOD}_5$ đạt trên 90%.
  • Bể lắng sinh học: Tách pha bùn hoạt tính ra khỏi dòng nước trong dưới tác dụng của trọng lực.
  • Bể khử trùng: Sử dụng hóa chất sát khuẩn Chlorine với thời gian tiếp xúc trên 30 phút nhằm tiêu diệt vi khuẩn Coliform trước khi thoát ra rạch Sỏi.
  • Bể chứa bùn: Tiếp nhận và lưu giữ bùn lắng dư từ bể lắng sinh học, bùn được hút và vận chuyển đi xử lý định kỳ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này nêu bật tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ việc bảo vệ nguồn nước mặt sông Đồng Nai trước áp lực xả thải từ các dự án nhà ở tập trung tại thành phố Biên Hòa. Tác giả xác lập rõ ràng mục tiêu thiết kế hệ thống xử lý công suất $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A). Nội dung nghiên cứu bao quát từ khảo sát hiện trạng, tính toán phụ tải, đề xuất hai phương án công nghệ, tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị, lập dự toán chi phí đến việc hoàn thiện hồ sơ bản vẽ bằng phần mềm Revit. Phương pháp tiếp cận kết hợp thu thập số liệu, so sánh ưu nhược điểm, tính toán công nghệ và thẩm định kinh tế.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 trình bày tổng quan dự án Khu nhà ở tại phường Tân Hạnh, do Công ty Cổ phần Đồng Nai làm chủ đầu tư trên khu đất có diện tích $15.053,3\text{ m}^2$. Cơ cấu sử dụng đất gồm đất ở $11.499,6\text{ m}^2$ (chiếm 76,39%, gồm 108 căn nhà liền kề, cao dưới 3 tầng, mật độ xây dựng 80 – 90%) và đất giao thông $3.553,7\text{ m}^2$ (chiếm 23,61%). Về hạ tầng, khu nhà ở sử dụng nguồn nước sạch từ tuyến D400 trên đường Bùi Hữu Nghĩa thuộc Nhà máy nước Biên Hòa; hệ thống thoát nước mưa dùng cống bê tông cốt thép riêng biệt bố trí hố ga cách nhau 25 – 30m; hệ thống thoát nước thải đi riêng bằng cống bê tông cốt thép đường kính tối thiểu D200 tự chảy về trạm xử lý tại phía Nam khu đất. Về mặt pháp lý nhà ở xã hội, chủ đầu tư cam kết thực hiện nộp tiền tương đương giá trị 20% quỹ đất theo Nghị định 100/2015/NĐ-CP.

Chương này cũng phân tích bản chất nước thải sinh hoạt (gồm 50 – 60% chất hữu cơ như protein, hydrocacbon, dầu mỡ; 40 – 42% chất vô cơ và các nhóm vi sinh vật gây bệnh). Tác giả tổng hợp lý thuyết các công đoạn xử lý cơ học, hóa lý và sinh học (kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí), đối chiếu các mô hình bể Aerotank, MBBR, SBR, MBR, công nghệ khử trùng bằng Clo, Ozon, tia cực tím và phương pháp xử lý bùn. Đồng thời, chương 2 trích dẫn dữ liệu vận hành từ hai hệ thống thực tế làm cơ sở tham chiếu: Trạm xử lý nước thải KDC Bàu Xéo ($500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$) và Trạm xử lý nước thải KDC An Điền Phát ($50\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).

Chương 3: Tính toán công suất và đề xuất công nghệ xử lý

Chương 3 trình bày các bước tính toán công suất thiết kế dựa trên quy mô 432 người và tiêu chuẩn dùng nước $300\text{ L/người/ngày}$. Tổng lưu lượng cấp nước sinh hoạt và công cộng đạt $140\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, sau khi nhân hệ số an toàn vượt tải 1,2 đã xác lập công suất trạm là $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ ($Q_{gio}^{tb} = 7,1\text{ m}^3/\text{h}$). Các mức độ xử lý cần thiết được định lượng: $\text{BOD}_5$ cần khử 88%, TSS cần khử 75%, Amoni cần khử 88%, Coliform cần khử 94%.

Trên cơ sở đó, tác giả xây dựng chi tiết 2 dây chuyền công nghệ (Phương án 1 dùng cụm Anoxic – Aerotank kết hợp lọc áp lực; Phương án 2 dùng bể màng sinh học MBBR). Toàn bộ kích thước hình học, thời gian lưu, phụ kiện thủy lực và thiết bị máy móc (bơm chìm, máy thổi khí, đĩa phân phối khí, cánh khuấy chìm, bồn lọc) của từng hạng mục từ hố thu, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, các bể phản ứng sinh học, bể lắng, bể khử trùng đến bể chứa bùn đều được tính toán và thuyết minh chi tiết.

Chương 4: Tính toán kinh tế

Chương 4 lập bảng khái quát dự toán kinh tế chi tiết cho cả hai phương án, chia thành hai phần: chi phí vốn đầu tư xây dựng - thiết bị ban đầu và chi phí vận hành thường xuyên hàng năm (bao gồm tiền điện năng tiêu thụ, chi phí hóa chất khử trùng Chlorine/dinh dưỡng, nhân công vận hành, chi phí bảo trì bảo dưỡng định kỳ và chi phí hút bùn). Kết quả tính toán đưa ra giá thành xử lý đơn vị:

  • Phương án 1 (Anoxic + Aerotank + Lọc áp lực): 9.393 VNĐ/$m^3$ nước thải.
  • Phương án 2 (Công nghệ MBBR): 8.924 VNĐ/$m^3$ nước thải.

Dựa trên bảng so sánh tổng hợp về mặt kỹ thuật, kinh tế và mặt bằng xây dựng, tác giả phân tích tính khả thi và chính thức chọn Phương án 2 làm công nghệ áp dụng để triển khai thiết kế thi công và xuất bản vẽ.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được: hoàn thành việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ cho 108 căn hộ khu nhà ở phường Tân Hạnh; khẳng định việc lựa chọn công nghệ MBBR là giải pháp hợp lý nhất về chi phí xử lý (8.924 VNĐ/$m^3$), tối ưu diện tích xây dựng và đáp ứng quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A). Tác giả đề xuất các kiến nghị liên quan đến việc thi công hệ thống theo đúng hồ sơ thiết kế, lắp đặt thiết bị đúng quy cách, vận hành máy thổi khí liên tục để bảo dưỡng lớp biofilm trên giá thể và thực hiện kiểm tra quan trắc định kỳ chất lượng nước đầu ra.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả kỹ thuật và số liệu định lượng:

  • Xác lập đầy đủ các thông số lưu lượng tính toán của trạm xử lý nước thải tập trung: công suất thiết kế $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, lưu lượng trung bình giờ $7,1\text{ m}^3/\text{h}$, lưu lượng trung bình giây $1,97\text{ L/s}$, hệ số không điều hòa giờ $K_{omax} = 2,38$.
  • Tính toán hiệu suất xử lý của hệ thống đảm bảo các chỉ tiêu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A: $\text{BOD}_5 \le 30\text{ mg/L}$ (hiệu suất xử lý đạt 88%), $\text{TSS} \le 50\text{ mg/L}$ (hiệu suất 75%), $\text{N-NH}_4^+ \le 5\text{ mg/L}$ (hiệu suất 88%), Tổng Coliforms $\le 3.000\text{ MPN/100mL}$ (hiệu suất 94%).
  • Tính toán so sánh kinh tế chi tiết giữa hai phương án:
Hạng mục so sánh Phương án 1 (Anoxic - Aerotank - Lọc áp lực) Phương án 2 (MBBR) Chênh lệch / Đánh giá
Dây chuyền công nghệ Bùn hoạt tính lơ lửng + Lọc cát áp lực Màng sinh học chuyển động MBBR PA2 tinh giản công đoạn lọc áp lực
Diện tích mặt bằng chiếm dụng Lớn (cần thể tích bể Aerotank và bồn lọc) Nhỏ gọn (mật độ vi sinh trên giá thể cao) PA2 tiết kiệm quỹ đất khu dân cư
Khối lượng bùn sinh ra Lớn hơn (bùn hoạt tính lơ lửng) Ít hơn, bùn đặc hơn PA2 giảm chi phí xử lý và hút bùn
Chi phí xử lý đơn vị ($1\text{ m}^3$) 9.393 VNĐ/$m^3$ 8.924 VNĐ/$m^3$ PA2 tiết kiệm 469 VNĐ/$m^3$
Lựa chọn áp dụng Không chọn Được chọn để thiết kế Tối ưu về kinh tế và kỹ thuật
  • Giải pháp đề xuất: Đề xuất áp dụng dây chuyền công nghệ MBBR với các giá thể vi sinh di động lơ lửng; yêu cầu bắt buộc toàn bộ nước thải từ nhà vệ sinh của 108 căn hộ phải qua bể tự hoại 3 ngăn trước khi thu gom ra tuyến cống ngoài đường để giảm tải cặn thô cho trạm xử lý.
  • Đóng góp của đồ án: Đồ án hoàn thiện hồ sơ tính toán công nghệ và thiết lập hệ thống bản vẽ chi tiết các hạng mục trên phần mềm Revit; cung cấp số liệu so sánh kinh tế - kỹ thuật trực tiếp giữa công nghệ Aerotank truyền thống và công nghệ MBBR đối với loại hình xử lý nước thải khu dân cư đô thị quy mô nhỏ ($170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$) tại địa bàn tỉnh Đồng Nai.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các thông số tính chất nước thải đầu vào ($\text{BOD}_5 = 250\text{ mg/L}$, $\text{COD} = 350\text{ mg/L}$, $\text{TSS} = 200\text{ mg/L}$, $\text{N-NH}_4^+ = 40\text{ mg/L}$) được xác định dựa trên tài liệu tham khảo giáo trình và dữ liệu thứ cấp từ các khu dân cư lân cận (KDC Bàu Xéo, KDC An Điền Phát), chưa có số liệu đo đạc thực nghiệm từ chính nguồn thải thực tế của dự án do khu dân cư đang trong giai đoạn triển khai xây dựng.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Tiến hành lấy mẫu và phân tích chất lượng nước thải thực tế sau khi khu nhà ở đạt tỷ lệ lấp đầy dân cư cao để hiệu chỉnh thời gian lưu nước và chế độ thổi khí trong bể MBBR.
    • Nghiên cứu bổ sung giải pháp khử trùng thay thế (như đèn UV) hoặc bổ sung công đoạn sau xử lý để tái sử dụng nguồn nước thải đạt chuẩn Cột A phục vụ tưới cây công viên, rửa đường nội bộ trong khu nhà ở nhằm tiết kiệm tài nguyên nước sạch.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo chuyên môn cho các đối tượng:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị đang thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp về thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị công suất từ $100\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ đến $300\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Kỹ sư môi trường và cán bộ quản lý dự án có thể tham khảo phương pháp tính toán công nghệ MBBR, các bước quy đổi phụ tải và bảng dự toán chi phí xây dựng - chi phí vận hành trên $1\text{ m}^3$ nước thải.
  • Nội dung có giá trị tham khảo nổi bật: Quy trình tính toán mức độ xử lý cần thiết theo từng chỉ tiêu ô nhiễm (mục 3.3), cấu trúc so sánh kinh tế chi tiết giữa hai phương án công nghệ (Chương 4) và hồ sơ thiết lập bản vẽ kỹ thuật bằng phần mềm Revit.

Câu hỏi thường gặp

1. Trạm xử lý nước thải khu nhà ở tại phường Tân Hạnh được thiết kế với công suất bao nhiêu và phục vụ cho quy mô dân số nào? Trạm xử lý được thiết kế với công suất $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ (lưu lượng tính toán lý thuyết là $168\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ bao gồm hệ số vượt tải $K_{dt} = 1,2$). Hệ thống phục vụ cho 108 căn hộ liền kề với quy mô dân số tính toán là 432 người (bình quân 4 người/căn hộ), tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt là $300\text{ L/người/ngày đêm}$ và cấp nước công cộng bằng 8% nhu cầu sinh hoạt.

2. Nước thải sau khi qua trạm xử lý phải đạt tiêu chuẩn nào và thoát ra nguồn tiếp nhận nào? Nước thải sau hệ thống xử lý bắt buộc phải đạt giá trị giới hạn Cột A theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT. Nguồn tiếp nhận trực tiếp của trạm là kênh rạch Sỏi, sau đó thoát ra nguồn tiếp nhận cuối cùng là sông Đồng Nai.

3. Vì sao tác giả lựa chọn phương án công nghệ MBBR thay vì phương án Aerotank kết hợp bồn lọc áp lực? Tác giả lựa chọn công nghệ MBBR (Phương án 2) vì phương án này có giá thành xử lý trên mỗi mét khối nước thải thấp hơn (8.924 VNĐ/$m^3$ so với 9.393 VNĐ/$m^3$ của Phương án 1). Về mặt kỹ thuật, bể MBBR sử dụng giá thể chuyển động giúp tăng mật độ vi sinh bám dính, nâng cao hiệu quả khử nitơ (hiệu suất xử lý Amoni đạt 95%), giảm thể tích bể xây dựng, phát sinh ít bùn hơn và không đòi hỏi lắp đặt thêm bồn lọc áp lực cồng kềnh.

4. Hai nguồn dữ liệu thực tế nào từ các khu dân cư khác được tác giả dùng để tham chiếu nồng độ ô nhiễm? Tác giả đã thu thập và tham chiếu kết quả phân tích chất lượng nước thải từ hai công trình thực tế tại miền Trung và miền Nam: Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Khu dân cư Bàu Xéo tại huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai (trạm xử lý công suất $500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, tháng 9/2012) và Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khu dân cư An Điền Phát tại Châu Ổ (công suất $50\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).

5. Cơ cấu sử dụng đất và các công trình giao thông, hạ tầng phụ trợ của khu nhà ở 108 căn hộ được bố trí ra sao? Dự án có tổng diện tích $15.053,3\text{ m}^2$, gồm đất ở $11.499,6\text{ m}^2$ (chiếm 76,39% diện tích, chia làm các lô liền kề LK1, LK2, LK3 với mật độ xây dựng 80 – 90%, tầng cao $\le 3$ tầng) và đất giao thông $3.553,7\text{ m}^2$ (chiếm 23,61%). Về giao thông đối ngoại, dự án tiếp cận đường Bùi Hữu Nghĩa (lộ giới 32m, mặt đường 12m) và đường D1 (lộ giới 13,5m). Hạ tầng cấp nước đấu nối ống D400 trên đường Bùi Hữu Nghĩa, mạng lưới thoát nước mưa và nước thải được xây dựng tách riêng hoàn toàn.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Thành Đạt đã hoàn thành trọn vẹn việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung cho Khu nhà ở tại phường Tân Hạnh, thành phố Biên Hòa với công suất $170\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Thông qua việc phân tích kỹ thuật và dự toán kinh tế chi tiết giữa hai dây chuyền xử lý, nghiên cứu đã chứng minh tính ưu việt của công nghệ màng sinh học chuyển động MBBR với chi phí xử lý đạt 8.924 VNĐ/$m^3$ nước thải. Toàn bộ chất lượng nước sau xử lý được tính toán đáp ứng đầy đủ yêu cầu Cột A của QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả ra rạch Sỏi và sông Đồng Nai. Kết quả của khóa luận cung cấp bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho công tác đầu tư xây dựng hạ tầng bảo vệ môi trường khu dân cư.