ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu lựa chọn các công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt thích hợp trƣớc hết nhằm đảm bảo nhu cầu vệ sinh, đảm bảo sự phát triển bền vững, đồng thời phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của nƣớc ta hiện nay. Thực hiện nhiệm vụ này cũng chính là tạo tiền đề để chúng ta hƣớng đến một trƣờng phái Việt trong lĩnh vực xử lý nƣớc thải sinh hoạt trong đô thị. Cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, quá trình đô thị hóa của nƣớc ta đang diễn ra với tốc độ nhanh. Để đáp ứng yêu cầu phát triển và bảo vệ môi trƣờng, nâng cao chất lƣợng môi trƣờng, nâng cao chất lƣợng cuộc sống cho ngƣời dân, trong những năm gần đây việc đầu tƣ cho thoát nƣớc và vệ sinh đô thị quy mô tƣơng đối lớn đã đƣợc quan tâm, trƣớc hết là các thành phố và các đô thị du lịch.
Trong vấn đề này, muốn đầu tƣ có hiệu quả thì phải lựa chọn đƣợc công nghệ xử lý nƣớc thải thích hợp. Nhƣng trả lời đƣợc câu hỏi nhƣ thế nào là công nghệ thích hợp cũng không đơn giản, bởi thích hợp là khái niệm mở và có tính mềm dẻo, không cứng nhắc. theo quan điểm của tôi, khi nói đến công nghệ thích hợp cho các nƣớc nghèo, các nƣớc đang phát triển đã bao hàm trong đó giải pháp công nghệ đơn giản, giá thành thấp, phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội. Quận Hà Đông là trung tâm phát triển kinh tế của thành phố Hà Nội.
Từ đó, việc phát triển của khu đô thị đã phản ảnh đƣợc nhu cầu dân sinh và tốc độ phát triển về kinh tế và xã hội. Khu đô thị Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội do Tổng công ty Cổ phần Đầu tƣ Xây dựng và Kinh doanh nhà Quảng Ninh tiến hành thi công từ năm 2005 đến 2008 hoàn thành. Hiện nay Khu đô thị đang xây dựng giai đoạn 2 khu đô thị mới Văn Phú chính vì vậy lƣợng dân cƣ ngày càng tăng lên, sức ép về nhu cầu sử dụng nƣớc tăng nhanh kéo theo lƣợng nƣớc thải sinh hoạt cũng tăng lên ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống ngƣời dân xung quanh. Do đó, tôi chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu đô thị Văn Phú, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội” nhằm xử lý triệt để các chất ô nhiễm để thải ra môi trƣờng đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hƣởng 1 tới môi trƣờng đời sống của ngƣời dân.
Qua đề tài, tôi đƣợc hiểu và nắm đƣợc sơ bộ cách tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt với yêu cầu là đƣa ra phƣơng án xử lý nƣớc thải một cách hợp lý, tính toán các công trình, trình bày quá trình vận hành, các sự cố và biện pháp khắc phục. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái quát về nƣớc thải sinh hoạt 1. Khái niệm nước thải sinh hoạt Theo PGS.
Nguyễn Văn Phƣớc, nƣớc thải sinh hoạt (NTSH) là nƣớc thải nhà tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh, nƣớc rửa sàn nhà,. Nƣớc thải sinh hoạt chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ bản của nƣớc thải sinh hoạt là hàm lƣợng các chất hữu cơ không bền sinh học nhƣ cacbonhydrat, protein, mỡ, chất dinh dƣỡng (photphat, nito), vi trùng, chất rắn và mùi. Theo QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải sinh hoạt: Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của con ngƣời nhƣ ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân.
Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con ngƣời nhƣ tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn. Khối lƣợng nƣớc thải của cộng đồng dân cƣ phụ thuộc vào quy mô dân số, tiêu chuẩn cấp nƣớc, khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc. Tiêu chuẩn nƣớc thải sinh hoạt ở các khu dân cƣ đô thị thƣờng là 100 - 250 lít/ngƣời.ngày đêm (đối với các nƣớc đang phát triển) và từ 150 - 500 lít/ngƣời. Ở nƣớc ta hiện nay, tiêu chuẩn cấp nƣớc sinh hoạt dao động từ 120 - 180 lít/ngƣời.
Đối với khu vực nông thôn tiêu chuẩn cấp nƣớc từ 50 - 100 lít/ngƣời. Thông thƣờng tiêu chuẩn nƣớc thải lấy khoảng 80 - 100% tiêu chuẩn nƣớc cấp. Nƣớc thải sinh hoạt đƣợc thu gom từ các căn hộ, cơ quan, trƣờng học, khu dân cƣ, cơ sở kinh doanh, chợ. Các trung tâm đô thị thƣờng có tiêu chuẩn sử dụng nƣớc cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn.
Do đó, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tính trên đầu ngƣời cũng có sự khác biệt giữa các khu vực này. Tại các khu đô thị thƣờng có hệ thống thoát nƣớc dẫn ra các con sông, kênh, rạch, đối với các khu vực ngoại thành, nông thôn thƣờng chƣa có hệ thống 3 thoát nƣớc nên nƣớc nên nƣớc thải đƣợc dẫn thẳng ra các mƣơng rãnh, ao hồ và thoát bằng hình thức tự thấm là chủ yếu. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt Các chất chứa trong nƣớc thải bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và các vi sinh vật. Các chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau quả, giấy… và các chất hữu cơ động vật: chất thải bài tiết từ ngƣời, động vật, xác động vật.
Nồng độ các chất thƣờng đƣợc xác định qua các chỉ tiêu BOD, COD, SS, TS… Bảng 1. Thành phần nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình Tổng chất rắn ( TS), mg/l 350-1.200 720 -Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l 250-850 500 -Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l 100-350 220 - BOD5, mg/l 110-400 220 -Tổng Nitơ, mg/l 20-85 40 -Nitơ hữu cơ, mg/l 8-35 15 -Nitơ Amoni, mg/l 12-50 25 -Nitơ Nitrit, mg/l 0-0,1 0,05 -Nitơ Nitrat, mg/l 0,1-0,4 0,2 -Clorua, mg/l 30-100 50 -Độ kiềm , mgCaCO3/l 50-200 100 -Tổng chất béo, mg/l 50-150 100 -Tổng Phốt pho, mg/l 8 4 Bảng 1. Các chỉ tiêu đánh giá nƣớc thải sinh hoạt Mức độ ô nhiễm Các chỉ tiêu Nh Trung bình Cao Tổng chất rắn (mg/l) 200 500 1000 - Chất rắn h a tan mg l 120 350 700 - Chất rắn không tan mg l 8 150 300 Tổng chất rắn lơ lửng mg l 120 350 600 BOD5(mg/l) 100 200 400 COD(mg/l) 250 500 800 Tổng Nitơ mg l 25 50 85 Nitơ h u cơ 10 20 35 Dầu mỡ mg l 50 100 150 Coliform No/100, (mg/l) 106-107 107-108 108-109 Các chất vô cơ trong nƣớc thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu cát, đất sét, axit, bazo vô cơ, dầu khoáng…. Trong nƣớc thải có mặt nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, virus, rong tảo, trứng giun sán….
Trong số các loại vi sinh vật đó có các vi sinh vật gây bệnh nhƣ coliform, l , thƣơng hàn… có khả năng bùng phát thành dịch. Với các tiêu chí trên, cùng kiến thức đã tích lũy đƣợc, các thông số đầu vào của nƣớc thải đƣợc lựa chọn để làm cơ sở thiết kế nhƣ sau: 5 1. Thực trạng ô nhi m tại Việt Nam 1. Hiện trạng ô nhiễm do nước thải sinh hoạt Quá trình đô thị hoá tại Việt Nam diễn ra rất nhanh.
Những đô thị lớn tại Việt Nam nhƣ Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nƣớc rất nặng nề. Đô thị ngày càng tăng tại Việt Nam, nhƣng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt tại Việt Nam vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng, ngƣời Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nƣớc uống chính bằng nƣớc sinh hoạt thải ra hàng ngày. Số liệu thống kê mới đây cho thấy, trung bình một ngày Hà Nội thải 658.000 m3 nƣớc thải, trong đó 41% là nƣớc thải sinh hoạt, 57% nƣớc thải công nghiệp, 2% nƣớc thải bệnh viện.
Hiện chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nƣớc thải; 36/400 cơ sở sản xuất có hệ thống xử lý nƣớc thải. Phần lớn nƣớc thải không đƣợc xử lý đổ vào các sông Tô Lịch và Kim Ngƣu gây ô nhiễm nghiêm trọng 2 con sông này và các khu vực dân cƣ dọc theo sông. Theo kết quả của dự án “Phát triển hệ thống sử dụng nước đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu” do Trƣờng Đại học Tokyo (Nhật Bản) phối hợp với Trƣờng Đại học Xây dựng Hà Nội vừa công bố thì có 10% nƣớc thải đô thị chƣa qua công đoạn xử lý, 36% nƣớc thải chƣa qua xử lý cũng đổ ra các hồ. Tuy lƣợng thải ra lớn nhƣ vậy, nhƣng cho đến nay, Hà Nội mới có khoảng 6 trạm xử lý nƣớc thải với tổng công suất khoảng hơn 260.000m3/ngày - đêm đang hoạt động và dự kiến 5 trạm xử lý nữa đang dự kiến đƣợc đầu tƣ xây dựng với tổng công suất gần 400.
Ảnh hưởng tới con người Một báo cáo toàn cầu mới đƣợc Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2014 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 ngƣời tử vong do điều kiện nƣớc sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nƣớc ta liên quan đến nguồn nƣớc. Ngƣời dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trƣờng nƣớc đang ngày một ô nhiễm trầm trọng. Ảnh hưởng tới môi trường Nƣớc thải sinh hoạt mang theo các chất độc hại thải ra môi trƣờng, ảnh hƣởng lớn nhất là môi trƣờng nƣớc do thành phần trong nƣớc thải nhƣ: Chất rắn lơ lửng (SS): lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra điều kiện yếm khí.
COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ lƣợng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hƣởng của hệ sinh thái môi trƣờng nƣớc. Khi ô nhiễm quá mức hình thành điều kiện yếm khí. Quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm nhƣ H2S, NH3, CH4. làm cho môi trƣờng nƣớc có mùi hôi và làm giảm pH của môi trƣờng nƣớc tiếp nhận.
Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 1. Phương pháp xử lý cơ học Phƣơng pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nƣớc thải. Những công trình xử lý cơ học gồm: – Song chắn rác: Nƣớc thải dẫn vào hệ thống song chắn giữ các cặn bẩn có kích thƣớc lớn hay dạng sợi (giấy, rau cỏ, rác) đƣợc gọi chung là rác. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đƣờng ống hoặc kênh dẫn.