Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa tại tỉnh Đồng Nai thúc đẩy sự gia tăng nhanh chóng về quy mô dân số và các khu đô thị tập trung. Hoạt động sinh hoạt của các khu dân cư phát sinh một lượng lớn nước thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng (nitơ, phospho) và vi sinh vật gây bệnh. Nếu không được thu gom và xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật trước khi xả ra môi trường, nguồn thải này sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng hệ thống nước mặt sông Buông, làm suy giảm chất lượng tầng chứa nước ngầm và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh. Dự án Khu dân cư Núi Dòng Dài tại xã Phước Tân, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai được quy hoạch với diện tích 156,5307 ha và quy mô dân số khoảng 20.500 người. Quy hoạch tổng thể của dự án gồm 3 trạm xử lý nước thải sinh hoạt với tổng công suất 6.000 m³/ngày.đêm. Trong giai đoạn 1, việc xây dựng một trạm xử lý nước thải tập trung là yêu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu xả thải ban đầu của khu dân cư, đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường hiện hành.

Mục tiêu chung của đề tài là đề xuất quy trình công nghệ, tính toán thiết kế và lập dự toán kinh tế cho hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung Khu dân cư Núi Dòng Dài giai đoạn 1 với công suất 2.500 m³/ngày.đêm, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A). Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Thu thập và phân tích tổng quan về dự án Khu dân cư Núi Dòng Dài giai đoạn 1 cùng các điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng.
  2. Tổng quan cơ sở lý thuyết về thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt và các phương pháp, công nghệ xử lý nước thải đô thị điển hình.
  3. Xác định các thông số thiết kế đầu vào bao gồm lưu lượng, tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm, xác định nguồn tiếp nhận nước thải.
  4. Đề xuất các phương án công nghệ xử lý nước thải khả thi, phân tích ưu nhược điểm để lựa chọn giải pháp phù hợp.
  5. Tính toán chi tiết kích thước và thông số kỹ thuật của các công trình đơn vị trong dây chuyền công nghệ.
  6. Lập dự toán kinh tế gồm chi phí xây dựng, chi phí máy móc thiết bị và chi phí vận hành thường niên.
  7. Thể hiện giải pháp kỹ thuật qua hệ thống bản vẽ (mặt bằng tổng thể, mặt cắt dọc dây chuyền công nghệ và chi tiết các bể xử lý).

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là nước thải sinh hoạt phát sinh từ Khu dân cư Núi Dòng Dài giai đoạn 1 với công suất tính toán 2.500 m³/ngày.đêm. Phạm vi nghiên cứu về không gian đặt tại xã Phước Tân, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, với diện tích đất xây dựng hệ thống xử lý nước thải là 873 m² và diện tích công trình phụ trợ là 90 m² (trên tổng diện tích khu đất trạm xử lý 936 m²). Phạm vi thời gian thực hiện nghiên cứu từ tháng 11/2022 đến tháng 02/2023. Nước thải sau xử lý được thiết kế đạt Cột A theo QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả vào sông Buông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Khóa luận áp dụng khung lý thuyết chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường về xử lý nước thải đô thị kết hợp hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia:

  • Tiêu chuẩn thiết kế mạng lưới thoát nước và công trình bên ngoài TCXDVN 7957:2008 dùng để tra cứu hệ số không điều hòa chung ($K_{chung}$) và xác định lưu lượng đỉnh.
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) dùng làm căn cứ xác định giới hạn tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm đầu ra.
  • Lý thuyết quá trình sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng (Aerotank), quá trình sinh học dính bám chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor - MBBR) và quá trình thiếu khí (Anoxic) thực hiện nitrat hóa, khử nitrat dựa trên các mô hình tính toán của Metcalf & Eddy (1991) và giáo trình thiết kế công trình xử lý nước thải của GS.TS Lâm Minh Triết.

Phương pháp nghiên cứu và thiết kế bao gồm:

  • Phương pháp khảo cứu lý thuyết: Kế thừa và tổng hợp tài liệu chuyên ngành về cơ chế động học xử lý cơ học, hóa lý và sinh học nước thải.
  • Phương pháp trao đổi chuyên gia: Tham vấn ý kiến giảng viên hướng dẫn trong quá trình xác lập dây chuyền và kiểm tra thông số tính toán.
  • Phương pháp so sánh và đánh giá: Thiết lập hai phương án công nghệ độc lập (Phương án 1: Bùn hoạt tính truyền thống kết hợp Anoxic - Aerotank; Phương án 2: Công nghệ vi sinh dính bám MBBR), phân tích đa tiêu chí về mặt kỹ thuật, diện tích chiếm đất và hiệu quả kinh tế.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Áp dụng các công thức thủy lực, cân bằng vật chất và phản ứng sinh hóa để tính kích thước bể, đường ống, công suất máy thổi khí, hệ thống phân phối khí, máy bơm và thiết bị tách nước bùn.
  • Phương pháp đồ họa kỹ thuật: Sử dụng phần mềm AutoCAD và Revit để thiết kế mặt bằng tổng thể, mặt cắt công nghệ và kiến trúc các công trình đơn vị.

Nguồn số liệu sử dụng trong đề tài gồm:

  • Báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) và hồ sơ quy hoạch sử dụng đất của Dự án Khu dân cư Núi Dòng Dài do Công ty Cổ phần Thương mại và Xây dựng Phước Tân cung cấp.
  • Báo cáo khảo sát địa chất công trình dự án thực hiện vào tháng 5/2014 với 11 hố khoan sâu từ 15 m đến 25 m.
  • Dữ liệu chất lượng nước thải đầu vào tham khảo từ phiếu kết quả thử nghiệm mẫu nước bể thu gom Khu tái định cư Định Hòa do Trung tâm Quan trắc tỉnh Bình Dương phân tích ngày 25/9/2019, đối chiếu giáo trình chuyên môn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài gắn liền với áp lực bảo vệ môi trường nước lưu vực sông Buông trước sức ép phát triển dân cư. Tác giả công bố mục tiêu, đối tượng, phạm vi không gian, thời gian nghiên cứu, tóm lược phương pháp thực hiện và ý nghĩa thực tiễn của đồ án đối với sức khỏe cộng đồng và mục tiêu phát triển bền vững.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 trình bày chi tiết về dự án và các điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng:

  • Vị trí tiếp cận trục giao thông Long Hưng - Phước Tân (lộ giới 60 m), phía Đông giáp Dự án Sân Golf Long Thành, phía Tây và phía Bắc giáp sông Buông.
  • Địa chất công trình qua 11 hố khoan khảo sát gồm 5 lớp: Lớp 1 (bùn sét lẫn thực vật dày trung bình 15,03 m), Lớp 1a (cát pha dày 3,0 m), Lớp 2a (cát pha dày 6,2 m), Lớp 2 (sét nửa cứng dày > 4,84 m) và Lớp 3 (đá sét bột kết phong hóa nứt nẻ sâu > 20 m). Địa hình trũng thấp, mực nước ngầm cách mặt đất 0,1 - 0,2 m, yêu cầu phải tôn nền san lấp từ 1,5 - 2,5 m và sử dụng giải pháp móng cọc cho các công trình xử lý.
  • Thủy văn sông Buông: Chiều dài 69 km, diện tích lưu vực 482 km², lưu lượng quan trắc cao nhất vào tháng 8 - 9 đạt 7,28 m³/s. Khí tượng có nhiệt độ trung bình năm 27°C, độ ẩm bình quân 78 - 81,4%, hướng gió thịnh hành mùa mưa Tây Nam, mùa khô Đông Bắc.
  • Cơ cấu sử dụng đất giai đoạn 1 (tổng diện tích 600.000 m²): Đất ở chiếm 48,63% (nhà liền kề, biệt thự, chung cư); đất thương mại dịch vụ chiếm 20,48%; đất công cộng chiếm 14,96%; đất cây xanh 4,25%; giao thông 11,52% và đất dành cho trạm xử lý nước thải là 936 m² (0,16%).
  • Khảo sát hai công trình xử lý nước thải sinh hoạt điển hình thực tế: Trạm XLNT Chung cư Saigon Royal Residence (Quận 4, TP.HCM, công suất 700 m³/ngày.đêm, đạt Cột B QCVN 14:2008/BTNMT) và Trạm XLNT Tòa soạn Báo Phụ Nữ TP.HCM (công suất 60 m³/ngày.đêm, công nghệ Anoxic - Aerotank).

Chương 3: Tính toán thiết kế

Chương này tập trung xác định các thông số kỹ thuật cốt lõi:

  • Nhu cầu cấp nước sinh hoạt: Tính với tiêu chuẩn $q = 150$ lít/người/ngày.đêm cho 20.500 dân nội khu ($Q_1 = 3.075$ m³/ngày.đêm), cấp nước công cộng bằng 20% sinh hoạt ($Q_2 = 615$ m³/ngày.đêm) và nước cấp tái định cư 1.000 dân ($Q_3 = 150$ m³/ngày.đêm). Tổng lưu lượng cấp nước tính toán đạt 3.840 m³/ngày.đêm, lưu lượng ngày lớn nhất đạt 4.608 m³/ngày.đêm. Trên cơ sở đó, tác giả ấn định quy hoạch toàn dự án gồm 3 trạm tổng 6.000 m³/ngày.đêm và chọn công suất thiết kế giai đoạn 1 là 2.500 m³/ngày.đêm.
  • Thủy lực dòng thải: Lưu lượng trung bình ngày $Q_{ngay} = 2.500$ m³/ngày; lưu lượng trung bình giờ $Q_{gio} = 104,2$ m³/h; lưu lượng trung bình giây $Q_{giay} = 29$ l/s. Hệ số không điều hòa chung tra theo TCXDVN 7957:2008 là $K_{c_max} = 1,5$ và $K_{c_min} = 0,5$. Lưu lượng giờ lớn nhất tính toán đạt $Q_{h_max} = 156,3$ m³/h (có hệ số dự phòng mở rộng đạt 198 m³/h).
  • Đề xuất hai phương án công nghệ: Phương án 1 (Hệ thống truyền thống Anoxic kết hợp Aerotank và lắng sinh học) và Phương án 2 (Hệ thống MBBR kết hợp lắng sinh học).
  • Tính toán kích thước chi tiết và thông số làm việc của từng đơn vị công trình: Song chắn rác, hố thu/tiếp nhận, máy tách rác tinh, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, cụm sinh học, bể lắng ly tâm, bể trung gian, bồn lọc áp lực hai lớp vật liệu, bể khử trùng và hệ thống xử lý bùn (bể nén bùn, máy ép bùn khung bản).

Chương 4: Tính toán kinh tế

Chương 4 thực hiện phân tích tài chính toàn diện cho cả hai phương án:

  • Dự toán Phương án 1 và Phương án 2 bao gồm 3 hạng mục vốn đầu tư ban đầu: Chi phí xây dựng cơ bản, chi phí máy móc thiết bị công nghệ, chi phí phụ kiện và chi phí gián tiếp (quản lý dự án, thiết kế, giám sát, dự phòng).
  • Tính toán chi phí vận hành hàng năm: Điện năng tiêu thụ cho cụm động cơ máy thổi khí, máy bơm; chi phí hóa chất (dung dịch Chlorine khử trùng, dinh dưỡng, polymer trợ lắng, PAC); chi phí nhân công vận hành; chi phí kiểm tra phân tích mẫu định kỳ và chi phí bảo dưỡng thiết bị, tủ điện.
  • So sánh tính khả thi: Đánh giá mối tương quan giữa suất đầu tư ban đầu và chi phí quản lý vận hành lâu dài để lựa chọn phương án tối ưu cho chủ đầu tư.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương tổng kết các kết quả đạt được về giải pháp công nghệ, mức độ hoàn thiện của hồ sơ bản vẽ kỹ thuật, tính phù hợp của dự toán kinh tế, đồng thời nêu các kiến nghị kỹ thuật đối với ban quản lý dự án trong giai đoạn xây dựng và nghiệm thu vận hành hệ thống.

Các phụ lục kỹ thuật đính kèm

  • Phụ lục 1: Toàn bộ thuyết minh công thức, quá trình giải tích chi tiết kích thước hình học, tính toán công suất thiết bị, phân phối khí và thủy lực cho Phương án 1 (từ Bảng PL1.1 đến PL1.17) và Phương án 2 (từ Bảng PL1.18 đến PL1.28).
  • Phụ lục 2: Bảng bóc tách khối lượng và bảng tính chi phí chi tiết từng hạng mục xây dựng, mua sắm máy móc và bảng tổng hợp chi phí vận hành cho cả hai phương án.

Thiết kế kỹ thuật và phương án công nghệ

Khóa luận thiết lập thông số ô nhiễm đầu vào dựa trên mẫu thử nghiệm và đối chiếu với giới hạn Cột A của QCVN 14:2008/BTNMT:

STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Nồng độ đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A)
1 pH - 6,5 5 - 9
2 $\text{BOD}_5$ (20°C) mg/l 250 30
3 $\text{COD}$ mg/l 350 -
4 Tổng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) mg/l 100 50
5 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 100 10
6 Tổng Nitơ ($\text{N}$) mg/l 80 -
7 Amoni ($\text{N-NH}_4^+$) mg/l 50 5
8 Tổng Phospho ($\text{P}$) mg/l 8 -
9 Tổng Coliforms MPN/100ml $5 \cdot 10^6$ 3.000

Hai phương án dây chuyền công nghệ được thiết kế cụ thể như sau:

Phương án 1 (Công nghệ bùn hoạt tính kết hợp Anoxic - Aerotank):

  • Dây chuyền xử lý nước thải: Nước thải đầu vào $\rightarrow$ Giỏ tách rác thô $\rightarrow$ Bể tiếp nhận (TK-01) $\rightarrow$ Máy tách rác tinh $\rightarrow$ Bể tách dầu mỡ (TK-02) $\rightarrow$ Bể điều hòa (TK-03) $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic (TK-04) $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank (TK-05) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học ly tâm (TK-06) $\rightarrow$ Bể trung gian (TK-07) $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực (vật liệu lọc cát thạch anh) $\rightarrow$ Bể khử trùng tiếp xúc (TK-08, châm dung dịch Chlorine) $\rightarrow$ Xả ra nhánh sông Buông đạt Cột A QCVN 14:2008/BTNMT.
  • Dây chuyền xử lý bùn: Bùn lắng từ bể lắng sinh học tuần hoàn 70% về bể Anoxic để duy trì nồng độ sinh khối $\text{MLSS} = 2.500 - 3.000$ mg/l. Lượng bùn dư được bơm về Bể nén bùn (TK-09), sau đó bơm qua máy ép bùn khung bản (BFP) để giảm độ ẩm trước khi thu gom xử lý định kỳ. Nước tách bùn được tuần hoàn trở lại bể tiếp nhận.

Hiệu suất xử lý dự kiến của Phương án 1 qua các cụm công trình:

Thông số Nồng độ vào (mg/l) Sau Tách rác - Bể tách mỡ - Bể điều hòa Sau Bể Anoxic + Aerotank + Bể lắng Sau Bồn lọc áp lực Sau Bể khử trùng (Ra nguồn)
$\text{BOD}_5$ 250 225 (giảm 10%) 22,5 (hiệu suất 90%) 21,8 $\le 30$
$\text{COD}$ 350 315 (giảm 10%) 31,5 (hiệu suất 90%) 30,5 Đạt chuẩn
$\text{TSS}$ 100 95 (giảm 5%) 19,0 (hiệu suất 80%) 18,43 $\le 50$
Dầu mỡ 100 10 (giảm 90%) 10 10 $\le 10$
Tổng Nitơ 80 80 20 (hiệu suất 75%) 20 Đạt chuẩn
$\text{Amoni}$ 50 50 5 (hiệu suất 90%) 5 $\le 5$
Tổng Phospho 8 8 3,2 (hiệu suất 60%) 3,2 $\le 6$ (theo P)
Coliform (MPN) $5 \cdot 10^6$ $5 \cdot 10^6$ $5 \cdot 10^5$ $5 \cdot 10^4$ $\le 3.000$

Phương án 2 (Công nghệ màng sinh học giá thể lưu động MBBR):

  • Dây chuyền công nghệ: Nước thải đầu vào $\rightarrow$ Tách rác thô $\rightarrow$ Bể tiếp nhận $\rightarrow$ Tách rác tinh $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể sinh học hiếu khí MBBR (sử dụng giá thể vi sinh di động lơ lửng, tỷ trọng nhẹ hơn nước, chuyển động nhờ sục khí liên tục) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Bùn thải được xử lý qua bể nén bùn và máy ép bùn tương tự Phương án 1.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Khóa luận hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán kỹ thuật và thiết kế hệ thống theo mục tiêu đề ra:

  • Xác lập cơ sở tính toán thủy lực hoàn chỉnh với lưu lượng trung bình $2.500$ m³/ngày.đêm, lưu lượng giờ cao điểm $156,3$ m³/h ($K_{c_max} = 1,5$).
  • Tính toán kích thước chi tiết và chọn lựa thiết bị đồng bộ cho từng công trình đơn vị của hai phương án công nghệ. Hệ thống Phương án 1 chứng minh khả năng xử lý chất ô nhiễm cao, đưa $\text{BOD}_5$ từ $250$ mg/l xuống $21,8$ mg/l, Amoni từ $50$ mg/l xuống $5$ mg/l, $\text{TSS}$ từ $100$ mg/l xuống $18,43$ mg/l, Coliform từ $5 \cdot 10^6$ xuống dưới $3.000$ MPN/100ml, đáp ứng hoàn toàn giới hạn Cột A QCVN 14:2008/BTNMT.
  • Thiết lập hồ sơ bản vẽ kỹ thuật đầy đủ gồm: Bản vẽ mặt bằng tổng thể bố trí trạm trên diện tích khu đất 936 m²; bản vẽ mặt cắt dọc dây chuyền công nghệ; bản vẽ phối cảnh tổng thể và các bản vẽ cấu tạo chi tiết các bể đơn vị bằng phần mềm AutoCAD và Revit.
  • Đóng góp kỹ thuật tự nêu của tác giả: Đề xuất giải pháp công nghệ có khả năng khử đồng thời hợp chất hữu cơ carbon và chất dinh dưỡng nitơ cao bằng chu trình tuần hoàn dòng vi sinh từ Aerotank về Anoxic; tính toán nền móng và kết cấu công trình thích ứng với điều kiện địa chất phức tạp tại Phước Tân (nền bùn sét yếu dày hơn 15 m, mực nước ngầm nông sát mặt đất 0,1 - 0,2 m).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thể hiện một số điểm giới hạn dựa trên dữ liệu văn bản:

  • Nồng độ các chất ô nhiễm đầu vào chưa được đo đạc trực tiếp từ nguồn thải thực tế của dự án do khu dân cư đang trong giai đoạn đầu tư xây dựng hạ tầng; số liệu thiết kế phải dựa trên kết quả phân tích tham khảo từ Khu tái định cư Định Hòa và các giáo trình chuyên môn.
  • Toàn bộ kết quả nghiên cứu dừng lại ở mức độ tính toán thiết kế trên lý thuyết và mô phỏng bản vẽ đồ họa kỹ thuật, chưa có điều kiện kiểm chứng thực nghiệm mô hình pilot đối với nguồn nước thải thực tế tại hiện trường.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo được đề xuất:

  • Tiến hành lấy mẫu, phân tích lại thành phần và nồng độ chất ô nhiễm khi dân cư bắt đầu lấp đầy giai đoạn 1 để hiệu chỉnh các thông số vận hành (tỷ lệ tuần hoàn bùn, lưu lượng khí cấp, liều lượng châm Chlorine và chất trợ lắng).
  • Nghiên cứu giải pháp tái sử dụng nước thải sau xử lý cho mục đích tưới cây xanh công viên (chiếm 25.504,50 m² diện tích dự án) và rửa đường, giảm thiểu khai thác tài nguyên nước ngầm.
  • Nghiên cứu tích hợp hệ thống đo đạc quan trắc tự động liên tục và hệ thống điều khiển giám sát SCADA phục vụ công tác quản lý vận hành trạm.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích dành cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường và Kỹ thuật Cấp thoát nước đang thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị công suất từ $2.000$ đến $3.000$ m³/ngày.đêm.
  • Các kỹ sư thiết kế môi trường tại các đơn vị tư vấn xây dựng hạ tầng khu dân cư, khu đô thị mới.
  • Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm: Phương pháp xác định lưu lượng dùng nước theo cơ cấu đất quy hoạch đô thị; quy trình tính toán thủy lực chi tiết và chọn thiết bị máy móc tại Phụ lục 1; phương pháp bóc tách khối lượng dự toán kinh tế xây dựng và chi phí vận hành thường niên tại Phụ lục 2.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế cho công suất bao nhiêu và chất lượng nước đầu ra phải đạt quy chuẩn nào?
Hệ thống xử lý nước thải tập trung giai đoạn 1 được thiết kế với công suất 2.500 m³/ngày.đêm (nằm trong quy hoạch tổng thể 3 trạm với tổng công suất 6.000 m³/ngày.đêm của toàn bộ khu dân cư). Chất lượng nước sau xử lý bắt buộc đạt Cột A theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là nhánh sông Buông.

Các thông số lưu lượng tính toán thủy lực chính của hệ thống được xác định ra sao?
Hệ thống có lưu lượng trung bình ngày $Q_{ngay} = 2.500$ m³/ngày, lưu lượng trung bình giờ $Q_{gio} = 104,2$ m³/h và lưu lượng trung bình giây $Q_{giay} = 29$ l/s. Dựa vào TCXDVN 7957:2008, với lưu lượng 29 l/s, hệ số không điều hòa chung lớn nhất là $K_{c_max} = 1,5$ và nhỏ nhất là $K_{c_min} = 0,5$, tương ứng lưu lượng giờ lớn nhất $Q_{h_max} = 156,3$ m³/h và lưu lượng giờ nhỏ nhất $Q_{h_min} = 52,1$ m³/h (lưu lượng giờ đỉnh thiết kế có tính hệ số dự phòng mở rộng là 198 m³/h).

Hai phương án công nghệ được tác giả đề xuất khác nhau ở điểm cốt lõi nào?
Khác biệt cốt lõi nằm ở cụm công trình xử lý sinh học: Phương án 1 sử dụng công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng truyền thống gồm bể thiếu khí Anoxic kết hợp bể hiếu khí Aerotank (có dòng bùn tuần hoàn 70% từ bể lắng về Anoxic để khử Nitrat); trong khi Phương án 2 sử dụng công nghệ vi sinh dính bám lơ lửng MBBR (sử dụng giá thể chuyển động trong bể hiếu khí, không cần bể Anoxic riêng biệt). Cả hai phương án đều sử dụng chung cụm xử lý cơ học ban đầu (tách rác, tách mỡ, điều hòa) và cụm hoàn thiện phía sau (bể lắng, bể trung gian, bồn lọc áp lực và bể khử trùng Chlorine).

Điều kiện địa chất và thủy văn tại xã Phước Tân đặt ra yêu cầu kỹ thuật gì cho công trình?
Kết quả khảo sát 11 hố khoan cho thấy khu vực có địa hình trũng thấp, mực nước ngầm rất nông (cách mặt đất chỉ 0,1 - 0,2 m), tầng đất mặt là lớp bùn sét yếu lẫn thực vật dày trung bình 15,03 m. Do đó, thiết kế công trình bắt buộc phải có giải pháp san lấp đầm nén nâng cao độ nền từ 1,5 - 2,5 m so với hiện trạng và tính toán móng cọc chịu lực ngập sâu vào các tầng địa chất tốt hơn bên dưới để chống lún sụt.

Bùn thải sinh ra trong quá trình xử lý sinh học được thu gom và xử lý như thế nào?
Bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng ly tâm sinh học được bơm tuần hoàn 70% về bể Anoxic nhằm duy trì nồng độ sinh khối MLSS từ 2.500 - 3.000 mg/l. Lượng bùn dư còn lại được dẫn về Bể nén bùn để cô đặc gia tăng nồng độ, sau đó bơm qua máy ép bùn khung bản (BFP) để tách nước, giảm thể tích và hạ độ ẩm. Bùn bánh khô sau ép được thu gom, vận chuyển và xử lý định kỳ theo quy định môi trường; phần nước tách bùn được tuần hoàn trở lại bể tiếp nhận ban đầu.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Thị Mỹ Thuận đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kỹ thuật trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung công suất 2.500 m³/ngày.đêm cho Khu dân cư Núi Dòng Dài giai đoạn 1 tại thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai. Đề tài xây dựng đầy đủ cơ sở tính toán thủy lực, lựa chọn hai phương án công nghệ sinh học phù hợp đặc tính dòng thải giàu hữu cơ và chất dinh dưỡng, đồng thời lập dự toán kinh tế chi tiết cho các hạng mục đầu tư và vận hành. Toàn bộ dây chuyền xử lý đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, góp phần bảo vệ bền vững nguồn nước sông Buông và môi trường sinh thái khu vực.