Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khu công nghiệp (KCN) Đồng An do Công ty Cổ phần Thương mại – Sản xuất – Xây dựng Hưng Thịnh làm chủ đầu tư, được thành lập theo Giấy phép kinh doanh số 3700147483 ngày 03/10/2008 của Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Bình Dương, có quy mô diện tích 132 ha tại xã Bình Hòa, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương. Dự án đã được Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường phê duyệt Báo cáo đánh giá tác động môi trường số 1066/QĐ-MTg ngày 12/08/1997. Hiện nay, KCN Đồng An đã đạt tỷ lệ lấp đầy trên 99% diện tích ở cả 2 giai đoạn với đa dạng ngành nghề (điện tử, cơ khí, dệt may, chế biến thực phẩm, hóa mỹ phẩm, sản xuất vật liệu xây dựng...).

Sự gia tăng sản xuất khiến lưu lượng nước thải thực tế đạt xấp xỉ 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$, trong khi hệ thống xử lý nước thải tập trung giai đoạn 1 chỉ đạt công suất 2.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ (gồm các đơn nguyên do Công ty TNHH Koastal Eco Industries và Công ty TNHH Kỹ thuật P&G thi công), dẫn đến tình trạng quá tải nghiêm trọng. Nước thải sau xử lý sơ bộ tại các nhà máy mới chỉ đạt quy chuẩn loại B, nếu không được xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm kênh D và sông Sài Gòn. Do đó, việc nghiên cứu tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải giai đoạn 2 với công suất 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ là yêu cầu cấp thiết để nâng tổng công suất toàn KCN lên 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải KCN Đồng An giai đoạn 2 với công suất 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$.
  2. Đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại A theo QCVN 24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận (kênh D dẫn ra sông Sài Gòn).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ và các công trình đơn vị xử lý nước thải tập trung cho mô hình Khu công nghiệp đa ngành.
  • Phạm vi không gian: Khu xử lý nước thải tập trung KCN Đồng An giai đoạn 2 (xã Bình Hòa, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương). Nước thải đầu vào là nước thải sản xuất và sinh hoạt từ các doanh nghiệp đã qua xử lý sơ bộ đạt loại B (QCVN 24:2009/BTNMT), dẫn về trạm qua hệ thống cống riêng (không tính lưu lượng nước mưa).
  • Thời gian thực hiện: Từ ngày 11/11/2010 đến ngày 02/03/2011.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và cơ sở hạ tầng kỹ thuật của KCN Đồng An.
  2. Khảo sát, xác định lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải đầu vào và đặc trưng chất lượng môi trường nguồn tiếp nhận.
  3. Tổng quan và so sánh các công nghệ xử lý nước thải KCN đang áp dụng thực tế tại Việt Nam.
  4. Đề xuất và lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tối ưu.
  5. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong dây chuyền công nghệ và dự toán chi phí.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và căn cứ pháp lý

  • Tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường áp dụng: QCVN 24:2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp - Cột A và Cột B), QCVN 08:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - Mức A2), TCVN 5945-2005 (Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải), Công văn số 207/STNMT-MT ngày 20/01/2010 của Sở TN&MT Bình Dương về quy chuẩn nước thải sau xử lý KCN Đồng An.
  • Lý thuyết các quá trình xử lý nước thải:
    • Quá trình cơ học: Tách rác thô/tinh qua song chắn rác; lắng trọng lực loại bỏ cặn lơ lửng (SS); vớt dầu mỡ; lọc cơ học qua vật liệu lọc.
    • Quá trình hóa lý: Đông tụ và keo tụ (sử dụng phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, muối sắt $\text{FeCl}_3$, $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$, chất trợ keo tụ Polymer để phá vỡ độ bền hạt keo và tạo bông cặn lắng); quá trình tuyển nổi (khử chất lơ lửng, dầu mỡ bằng bọt khí kích thước 15–30 $\mu\text{m}$); quá trình hấp phụ trên than hoạt tính.
    • Quá trình hóa học: Trung hòa pH ($\text{NaOH}$, $\text{Ca}(\text{OH})_2$, axit); oxy hóa khử khử trùng nước thải bằng hợp chất chứa clo ($\text{NaOCl}$, khí Clo).
    • Quá trình sinh học: Xử lý hiếu khí dính bám (lọc sinh học) và lơ lửng (bùn hoạt tính Aerotank); phân hủy kỵ khí qua 3 pha (thủy phân, tạo axit, tạo khí metan $\text{CH}_4$, $\text{CO}_2$).
    • Xử lý bùn cặn: Nén bùn trọng lực kết hợp tách nước cơ học (máy ép bùn băng tải sử dụng dung dịch Polymer anion) giúp giảm độ ẩm bùn xuống 55–75%.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập và tổng hợp số liệu: Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn, địa chất, quy hoạch hạ tầng cấp thoát nước KCN Đồng An; số liệu quan trắc chất lượng nước sông Sài Gòn giai đoạn 2000–2007 và kết quả đo đạc phân tích mẫu nước kênh D.
  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo tài liệu chuyên ngành về công nghệ xử lý nước thải công nghiệp.
  • Phương pháp so sánh, đánh giá: Phân tích ưu – nhược điểm của các sơ đồ công nghệ thực tế tại 4 KCN/KCX (Tân Tạo, VSIP, Linh Trung 1, Tân Thuận) và giữa 2 phương án đề xuất cho KCN Đồng An.
  • Phương pháp toán học: Tính toán thông số công nghệ, kích thước hình học các công trình đơn vị và lập bảng khái toán kinh tế.
  • Phương pháp đồ họa kỹ thuật: Ứng dụng phần mềm AutoCAD thiết kế mặt bằng tổng thể và cấu tạo chi tiết các bể xử lý.

Nguồn dữ liệu

  • Báo cáo đánh giá tác động môi trường và hồ sơ kỹ thuật từ Công ty Cổ phần Thương mại – Sản xuất – Xây dựng Hưng Thịnh.
  • Số liệu đo đạc thành phần nước thải do Ban quản lý KCN Đồng An cung cấp.
  • Phiếu kết quả phân tích chất lượng nước mặt kênh D do Trung tâm Công nghệ Môi trường (CEFINEA) phối hợp Viện Môi trường và Tài nguyên thực hiện.
  • Chuỗi dữ liệu quan trắc môi trường nước sông Sài Gòn (2000–2007) của Sở Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương 1 thiết lập tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sự phát triển kinh tế của tỉnh Bình Dương và thực trạng quá tải hệ thống xử lý nước thải tại KCN Đồng An khi diện tích lấp đầy đạt trên 99%. Khóa luận xác định rõ mục tiêu thiết kế trạm xử lý giai đoạn 2 với công suất 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ đạt QCVN 24:2009/BTNMT loại A, khoanh vùng phạm vi thực hiện từ 11/11/2010 đến 02/03/2011, trình bày 5 nhóm phương pháp thực hiện và khẳng định ý nghĩa bảo vệ hệ sinh thái lưu vực sông Sài Gòn.

Chương 2: Tổng quan về Khu công nghiệp Đồng An

Chương này mô tả toàn diện vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên và hiện trạng cơ sở hạ tầng kỹ thuật KCN Đồng An:

  • Vị trí và điều kiện tự nhiên: Diện tích 132 ha tại xã Bình Hòa, huyện Thuận An. Địa hình tương đối bằng phẳng (cao độ tự nhiên từ +24,04 m đến +35,02 m); nền địa chất đất xám trên phù sa cổ có cường độ chịu nén $> 1,5\text{ kg/cm}^2$. Khí hậu mang tính chất cận xích đạo: số ngày mưa trung bình 113 ngày/năm, lượng mưa trung bình năm 1.633 mm (cao nhất 2.680 mm, thấp nhất 1.136 mm, tập trung 85–95% từ tháng 5 đến tháng 10); độ ẩm không khí trung bình 82%; tốc độ gió trung bình 1,8 m/s; số giờ nắng mùa khô đạt 7,8–8,5 giờ/ngày. Khu vực không có nguồn nước mặt nội tại, nước ngầm ở mức trung bình.
  • Hạ tầng kỹ thuật:
    • Giao thông: Kết nối trục đối ngoại qua Tỉnh lộ 43 và ĐT 743.
    • Cấp nước: Nguồn nước sạch từ Nhà máy nước Dĩ An, công suất thiết kế 5.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ (nhu cầu thực tế giai đoạn đầu đạt 3.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$); mạng lưới đường ống gồm tuyến chính DN200 và các nhánh DN150, DN100.
    • Hệ thống thoát nước mưa và nước thải riêng biệt: Hệ thống thoát nước mưa gồm 22.955 m cống (bê tông cốt thép ly tâm từ DN400 đến cống hộp đôi 1500x1500); hệ thống thu gom nước thải gồm 8.907 m cống (cống BTCT DN300–DN400 và ống nhựa PVC/Bình Minh DN60–DN200) dẫn về trạm xử lý ở phía Nam đường số 5.
    • Hạ tầng khác: Trạm điện trung gian 110/22(15) kV; mạng cáp quang Bưu điện tỉnh Bình Dương; diện tích cây xanh tập trung và cách ly đạt 6,39 ha.
    • Hiện trạng chất thải: Phân loại rác tại nguồn (3 thùng màu xanh - nâu - cam); khí thải phát sinh từ lò hơi, lò nung đốt dầu FO/DO và giao thông; nước thải kiểm soát theo định mức 80% lượng nước cấp.
Bảng tổng hợp mạng lưới thoát nước mưa KCN Đồng An Loại cống Chiều dài (m)
Cống DN1500 Bê tông cốt thép 513
Cống hộp $1500 \times 1500$ Bê tông cốt thép 506
Cống DN1000 Bê tông cốt thép ly tâm 2.050
Cống DN800 Bê tông cốt thép 4.683
Cống DN600 Bê tông cốt thép 5.341
Cống DN400 Bê tông cốt thép 6.100
Tổng cộng 22.955
Bảng tổng hợp mạng lưới thu gom nước thải KCN Đồng An Loại cống/ống Chiều dài (m)
Cống DN400 Bê tông cốt thép 3.297
Cống DN300 Bê tông cốt thép 625
Cống DN200 Ống nhựa PVC chịu lực 1.129
Cống DN114 Ống nhựa Bình Minh 3.452
Cống DN60 Ống nhựa Bình Minh 404
Tổng cộng 8.907

Chương 3: Tổng quan về nước thải, các phương pháp xử lý và đặc trưng nguồn tiếp nhận nước thải của KCN Đồng An

  • Đặc trưng ô nhiễm: Trình bày cơ chế và ý nghĩa kiểm soát của các chỉ tiêu vật lý (SS, mùi, màu), hóa học (pH, COD, $\text{BOD}_5$, DO, Nitơ tổng, Phốt pho tổng, chất hoạt động bề mặt) và vi sinh vật (E.coli, Coliforms, vi khuẩn tả, thương hàn).
  • Các phương pháp xử lý nước thải: Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý cơ học, hóa lý (keo tụ phèn nhôm, phèn sắt kèm phản ứng tạo kết tủa hydroxit), hóa học và sinh học (quá trình bùn hoạt tính hiếu khí và màng sinh học bám dính).
  • Khảo sát hệ thống xử lý tại 4 KCN thực tế:
    1. KCN Tân Tạo: Công suất 6.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$; công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng truyền thống kết hợp khử trùng clo; ưu điểm vận hành đơn giản, tự động hóa cao nhưng diện tích xây dựng lớn và tiêu tốn nhiều năng lượng.
    2. KCN Việt Nam – Singapore (VSIP): Công suất thiết kế 6.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ (thực tế 2.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$); công nghệ màng vi sinh dính bám (tháp lọc sinh học) kết hợp bể Aerotank; ưu điểm hiệu quả xử lý cao nhưng chi phí thay vật liệu lọc tốn kém.
    3. KCX Linh Trung 1: Công suất 5.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$; công nghệ xử lý bùn hoạt tính theo mẻ (SBR) kết hợp bể lọc than hoạt tính; xử lý BOD và Nitơ tốt, không cần tuần hoàn bùn nhưng quy trình vận hành phức tạp, tốn chi phí thay than.
    4. KCX Tân Thuận: Công suất 10.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$; công nghệ hóa học là chủ đạo; tiết kiệm diện tích nhưng chi phí hóa chất vận hành cao.
  • Đánh giá chất lượng nguồn tiếp nhận:
    • Nước mặt kênh D: Kết quả lấy mẫu tại vị trí cách họng xả 300 m và 2 km cho thấy chất lượng nước suy thoái nghiêm trọng, hầu hết thông số vượt QCVN 08:2008/BTNMT mức A2 (vị trí cách 300 m có COD đạt 282 mg/l vượt 18,8 lần; $\text{BOD}_5$ đạt 120 mg/l vượt 20 lần; $\text{N-NH}_3$ đạt 7,47 mg/l; Coliforms đạt $4,4 \times 10^4\text{ MPN/100ml}$; Zn đạt 1,75 mg/l; Pb đạt 0,095 mg/l).
    • Nước sông Sài Gòn (2000–2007): pH dao động 5,6–6,4; DO thấp (2,1–5,0 mg/l) giảm dần về hạ lưu; $\text{BOD}_5$ dao động 1,9–2,7 mg/l; hàm lượng dầu khoáng (0,032–0,064 mg/l) và Coliforms ($12.000\text{ MPN/100ml}$, vượt chuẩn từ 5 đến 71 lần) có xu hướng gia tăng từ thượng nguồn (sau hồ Dầu Tiếng) về hạ lưu (Bình Phước, Phú An).
Bảng chỉ tiêu chất lượng nước mặt kênh D (Nguồn: CEFINEA / Viện Môi trường và Tài nguyên) Đơn vị Điểm cách họng xả 300m Điểm cách họng xả 2km QCVN 08:2008 (Mức A2)
pH - 7,41 6,04 6 – 8,5
COD mg/l 282 61 15
$\text{BOD}_5$ mg/l 120 18 6
Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 23 45 30
$\text{N-NH}_3$ mg/l 7,47 14,9 0,2
Tổng Nitơ mg/l 18,48 22,4 -
Tổng Phốt pho mg/l 0,59 0,39 -
Sắt (Fe) mg/l 4,00 6,89 1
Chì (Pb) mg/l 0,095 0,223 0,02
Đồng (Cu) mg/l 0,698 0,525 0,2
Kẽm (Zn) mg/l 1,75 10,5 1
Coliforms MPN/100ml $4,4 \times 10^4$ $2,3 \times 10^3$ 5.000

Chương 4: Phân tích lựa chọn và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp cho KCN Đồng An

  • Đặc tính nước thải đầu vào trạm giai đoạn 2: Tổng hợp kết quả phân tích chất lượng nước thải KCN Đồng An sau khi các cơ sở sản xuất đã xử lý sơ bộ so với quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT (Cột A): Nhiệt độ 28,1 $^\circ\text{C}$; pH 6,0; $\text{BOD}_5$ đạt 150 mg/l (chuẩn 30 mg/l); COD đạt 300 mg/l (chuẩn 80 mg/l); SS đạt 150 mg/l (chuẩn 50 mg/l); Tổng Nitơ 42 mg/l (chuẩn 15 mg/l); $\text{N-NH}_3$ 10 mg/l (chuẩn 5 mg/l); Tổng Phốt pho 1,58 mg/l (chuẩn 4 mg/l); Dầu khoáng 5 mg/l (chuẩn 5 mg/l); Dầu mỡ thực vật 20 mg/l (chuẩn 10 mg/l); Fe 1,52 mg/l; Pb 0,2 mg/l; Cu 0,4 mg/l; Zn 5,2 mg/l; Coliforms $4,3 \times 10^5\text{ MPN/100ml}$ (chuẩn 3.000 MPN/100ml).
  • Đề xuất và so sánh hai phương án quy trình công nghệ:
    • Phương án 1 (Bể Aerotank truyền thống kết hợp lọc áp lực): Nước thải $\rightarrow$ Hố thu & trạm bơm $\rightarrow$ Thiết bị lược rác tinh $\rightarrow$ Bể điều hòa (thổi khí) $\rightarrow$ Bể keo tụ ($\text{NaOH}$, $\text{FeCl}_3$) $\rightarrow$ Bể tạo bông (Polymer) $\rightarrow$ Bể lắng I $\rightarrow$ Bể Aerotank (thổi khí) $\rightarrow$ Bể lắng II (bùn tuần hoàn/bùn dư) $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng ($\text{NaOCl}$) $\rightarrow$ Kênh D. Tuyến bùn: Bể lắng I & II $\rightarrow$ Bể nén bùn $\rightarrow$ Máy ép bùn (Polymer anion) $\rightarrow$ Thùng chứa bùn $\rightarrow$ Chôn lấp hợp vệ sinh.
    • Phương án 2 (Mương oxy hóa kết hợp hồ sinh vật): Nước thải $\rightarrow$ Hố thu & trạm bơm $\rightarrow$ Thiết bị lược rác tinh $\rightarrow$ Bể điều hòa (thổi khí) $\rightarrow$ Bể keo tụ ($\text{NaOH}$, $\text{FeCl}_3$) $\rightarrow$ Bể tạo bông (Polymer) $\rightarrow$ Bể lắng I $\rightarrow$ Mương oxy hóa $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Hồ sinh vật $\rightarrow$ Kênh D. Tuyến bùn: Bể nén bùn $\rightarrow$ Máy ép bùn $\rightarrow$ Thùng chứa bùn $\rightarrow$ Chôn lấp.

Thiết kế và so sánh phương án công nghệ

Khóa luận tiến hành phân tích chi tiết ưu điểm và nhược điểm kỹ thuật của hai phương án công nghệ trên cơ sở điều kiện thực tế tại KCN Đồng An:

Hạng mục so sánh Phương án 1 (Aerotank + Bồn lọc áp lực + Khử trùng NaOCl) Phương án 2 (Mương oxy hóa + Hồ sinh vật)
Công trình xử lý sinh học chính Bể Aerotank truyền thống thổi khí cưỡng bức Mương oxy hóa (Oxidation Ditch)
Công trình làm sạch triệt để & Khử trùng Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng hóa chất $\text{NaOCl}$ Hồ sinh học tự nhiên (kết hợp làm sạch bổ sung và giảm vi sinh vật)
Ưu điểm kỹ thuật - Phù hợp với lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm dao động.
- Mức độ tự động hóa cao, vận hành đơn giản.
- Hiệu quả khử BOD, COD, Nitơ, Phốt pho cao.
- Tiết kiệm diện tích mặt bằng xây dựng trạm.
- Bể khử trùng tiêu diệt triệt để vi sinh vật gây bệnh.		 - Cấu tạo công trình đơn giản, dễ thi công xây dựng.
- Dễ vận hành và bảo dưỡng cơ khí.
- Không đòi hỏi nhân công có trình độ chuyên môn cao.
- Hồ sinh vật tốn ít kinh phí đầu tư và không tiêu tốn năng lượng điện.
Nhược điểm kỹ thuật - Lượng bùn hoạt tính sinh ra nhiều hơn.
- Đòi hỏi giám sát định kỳ hệ thống thiết bị cơ điện và bồn lọc áp lực.
- Tốn chi phí điện năng cho máy thổi khí và bơm áp lực.		 - Cần diện tích chiếm đất rất lớn (dung tích mương oxy hóa lớn gấp 3–10 lần bể Aerotank cùng công suất).
- Tốn nhiều năng lượng cho thiết bị khuấy trộn bề mặt liên tục.
- Hồ sinh vật phụ thuộc lớn vào điều kiện thời tiết, khó kiểm soát chất lượng đầu ra đạt Cột A ổn định.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

  1. Đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh và thoát nước KCN Đồng An: Xác định chính xác tỷ lệ lấp đầy KCN đạt trên 99%, nhu cầu dùng nước 3.000–5.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$, lưu lượng nước thải xấp xỉ 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$, làm rõ sự thiếu hụt công suất 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ của hệ thống xử lý nước thải hiện hữu.
  2. Xác lập thông số nước thải đầu vào và yêu cầu xử lý: Thống kê đầy đủ 33 chỉ tiêu hóa lý, kim loại nặng, vi sinh và phóng xạ của nước thải đầu vào. Xác định các chỉ tiêu vượt chuẩn Cột A cần xử lý trọng tâm: $\text{BOD}_5$ (150 mg/l), COD (300 mg/l), SS (150 mg/l), Tổng Nitơ (42 mg/l), Coliforms ($4,3 \times 10^5\text{ MPN/100ml}$).
  3. Đánh giá thực trạng ô nhiễm nguồn tiếp nhận: Cung cấp chuỗi số liệu thực tế chứng minh nước kênh D và hạ lưu sông Sài Gòn đang bị ô nhiễm chất hữu cơ, kim loại và Coliforms, làm cơ sở khoa học khẳng định tính bắt buộc của việc áp dụng tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 24:2009/BTNMT).
  4. Xây dựng quy trình công nghệ tối ưu: Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý hóa lý (keo tụ $\text{FeCl}_3$/$\text{NaOH}$ + tạo bông Polymer) kết hợp sinh học hiếu khí Aerotank, lọc áp lực và khử trùng $\text{NaOCl}$, kèm dây chuyền ép bùn băng tải, đáp ứng diện tích đất sẵn có của KCN.

Đóng góp thực tiễn

  • Giải quyết bài toán cân bằng công suất xử lý nước thải cho toàn bộ 132 ha KCN Đồng An, loại bỏ nguy cơ xả tràn nước thải chưa đạt chuẩn ra kênh D.
  • Cung cấp tài liệu kỹ thuật về hiện trạng hạ tầng cống ngầm thoát nước mưa (22.955 m) và nước thải (8.907 m) phục vụ công tác quản lý hạ tầng KCN.
  • Mô hình trạm xử lý giai đoạn 2 sau khi xây dựng hoàn thiện tạo địa bàn thực tập, học tập cho sinh viên chuyên ngành môi trường và tham quan kỹ thuật cho các doanh nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Nghiên cứu giới hạn tính toán cho nước thải sản xuất và sinh hoạt đã qua xử lý cục bộ đạt tiêu chuẩn loại B tại cơ sở, chưa tính toán phương án dự phòng khi các nhà máy trong KCN xả thải đột biến chứa kim loại nặng nồng độ cao vượt mức tiếp nhận.
  • Đề tài tính toán theo mạng lưới thoát nước riêng hoàn toàn, không xét đến lượng nước mưa tràn vào hệ thống thu gom trong các trận mưa lớn.
  • Nội dung trích xuất dừng ở khâu phân tích, lựa chọn phương án công nghệ và xác lập thông số đầu vào; các bảng tính chi tiết kích thước hình học từng bể đơn vị và bảng dự toán tài chính chi tiết nằm ở các chương tính toán tiếp theo.

Hạn chế và hướng mở rộng

  • Nghiên cứu thực nghiệm xác định liều lượng hóa chất tối ưu ($\text{FeCl}_3$, NaOH, Polymer, $\text{NaOCl}$) trên mô hình Jar-test đối với nước thải thực tế KCN Đồng An.
  • Nghiên cứu bổ sung giải pháp tự động hóa tích hợp hệ thống quan trắc online các chỉ tiêu pH, COD, TSS, Amoni tại cửa xả trước khi thải ra kênh D.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn giá trị cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường, Quản lý Cấp thoát nước: Tham khảo phương pháp xây dựng thuyết minh đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống xử lý nước thải KCN; quy trình so sánh lựa chọn công nghệ giữa bùn hoạt tính Aerotank và mương oxy hóa.
  • Kỹ sư thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải: Tham khảo các số liệu thiết kế đặc tính nước thải KCN đa ngành, thông số vận hành thực tế tại 4 KCN tiêu biểu (Tân Tạo, VSIP, Linh Trung 1, Tân Thuận).
  • Ban quản lý các Khu công nghiệp và Cơ quan quản lý môi trường: Cung cấp dữ liệu quan trắc môi trường thực tế lưu vực kênh D và diễn biến ô nhiễm sông Sài Gòn (2000–2007) phục vụ công tác quản lý nguồn thải.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao KCN Đồng An phải đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải giai đoạn 2 với công suất đúng 1.500 m3/ngày đêm?

KCN Đồng An có diện tích 132 ha với tỷ lệ lấp đầy trên 99%. Lượng nước cấp thực tế đạt xấp xỉ 5.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$, lượng nước thải phát sinh (chiếm khoảng 80% nước cấp) đạt xấp xỉ 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$. Trong khi đó, các trạm xử lý hiện hữu do Koastal Eco và P&G xây dựng chỉ có tổng công suất 2.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$. Việc xây thêm đơn nguyên 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ sẽ nâng tổng công suất toàn KCN lên vừa đúng 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$, giải quyết dứt điểm tình trạng quá tải.

2. Chất lượng nước mặt kênh D tại vị trí tiếp nhận nước thải KCN Đồng An có hiện trạng như thế nào?

Theo kết quả phân tích của Viện Môi trường và Tài nguyên phối hợp CEFINEA, nước mặt kênh D bị ô nhiễm nghiêm trọng:

  • Tại điểm cách họng xả 300 m: COD đạt 282 mg/l (vượt 18,8 lần quy chuẩn A2 của QCVN 08:2008), $\text{BOD}_5$ đạt 120 mg/l (vượt 20 lần), $\text{N-NH}_3$ đạt 7,47 mg/l (vượt 37 lần), Coliforms đạt $4,4 \times 10^4\text{ MPN/100ml}$ (vượt 8,8 lần), Sắt đạt 4,0 mg/l (vượt 4 lần), Kẽm đạt 1,75 mg/l (vượt 1,75 lần).
  • Tại điểm cách họng xả 2 km: COD đạt 61 mg/l, $\text{BOD}_5$ đạt 18 mg/l, $\text{N-NH}_3$ đạt 14,9 mg/l, Kẽm đạt 10,5 mg/l (vượt 10,5 lần quy chuẩn).

3. Quy chuẩn chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu đầu ra của trạm xử lý giai đoạn 2 được quy định như thế nào?

  • Nước thải đầu vào: Đã qua xử lý sơ bộ tại từng cơ sở sản xuất trong KCN, đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT (hoặc TCVN 5945-2005 loại B kèm hệ số $K_q=0,9$, $K_f=1,0$ theo Công văn số 207/STNMT-MT). Các thông số đầu vào gồm COD: 300 mg/l, $\text{BOD}_5$: 150 mg/l, SS: 150 mg/l, Tổng N: 42 mg/l, Coliforms: $4,3 \times 10^5\text{ MPN/100ml}$.
  • Nước thải đầu ra: Bắt buộc đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 24:2009/BTNMT Cột A (COD $\le 80\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5 \le 30\text{ mg/l}$, $\text{SS} \le 50\text{ mg/l}$, Tổng $\text{N} \le 15\text{ mg/l}$, Coliforms $\le 3.000\text{ MPN/100ml}$) trước khi xả ra kênh D.

4. Khác biệt cốt lõi giữa hai phương án công nghệ được đề xuất trong Chương 4 là gì?

  • Phương án 1: Sử dụng bể sinh học hiếu khí Aerotank truyền thống, tiếp sau bằng bể trung gian, bồn lọc áp lực và bể khử trùng bằng hóa chất $\text{NaOCl}$. Phương án này tiết kiệm diện tích mặt bằng, tự động hóa cao và khử trùng triệt để.
  • Phương án 2: Sử dụng mương oxy hóa (Oxidation Ditch) kết hợp lắng II và hồ sinh học tự nhiên để làm sạch triệt để và giảm vi sinh vật mà không dùng hóa chất clo. Phương án này đòi hỏi diện tích xây dựng rất lớn (thể tích mương gấp 3–10 lần bể Aerotank) và tốn năng lượng khuấy trộn liên tục.

5. Hệ thống hạ tầng thu gom nước thải nội bộ của KCN Đồng An có cấu trúc như thế nào?

KCN xây dựng mạng lưới thu gom nước thải độc lập với hệ thống thoát nước mưa, tự chảy về trạm xử lý tập trung đặt tại phía Nam đường số 5. Toàn bộ mạng lưới gồm 8.907 m đường ống với độ sâu chôn cống tối thiểu 0,7 m và khoảng cách giữa các hố ga là 50 m. Cấu trúc mạng cống gồm 3.297 m cống bê tông cốt thép DN400, 625 m cống BTCT DN300, 1.129 m ống nhựa PVC chịu lực DN200 và 3.856 m ống nhựa Bình Minh (DN114 và DN60).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Huỳnh Bá Anh đã giải quyết bài toán kỹ thuật thiết thực về bảo vệ môi trường tại KCN Đồng An, tỉnh Bình Dương trong bối cảnh công suất xả thải thực tế đạt 4.000 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ gây quá tải trạm hiện hữu. Bằng các phương pháp khảo sát thực địa, phân tích số liệu quan trắc môi trường và so sánh công nghệ thực tế, đề tài đã xác lập đầy đủ đặc tính ô nhiễm đầu vào và hiện trạng suy thoái của nguồn tiếp nhận kênh D - sông Sài Gòn. Nghiên cứu đã đề xuất hoàn chỉnh dây chuyền công nghệ xử lý nước thải công suất 1.500 $\text{m}^3\text{/ngày đêm}$ ứng dụng quá trình keo tụ - tạo bông kết hợp bùn hoạt tính Aerotank, lọc áp lực và khử trùng NaOCl, đảm bảo chất lượng nước xả thải đạt Cột A theo QCVN 24:2009/BTNMT.