Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế - xã hội tại các địa phương dẫn đến sự hình thành nhiều khu đô thị, khu dân cư tập trung. Việc đầu tư xây dựng đồng bộ cơ sở hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt trước khi xả ra môi trường tiếp nhận, là yêu cầu bắt buộc nhằm ngăn ngừa suy thoái nguồn nước mặt và ngầm. Khu dân cư Phước Thắng (tọa lạc tại ấp 7, xã Minh Thắng và ấp 6, xã Nha Bích, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước) do Công ty TNHH Công nghiệp - Bất động sản và Xây dựng Song Phương làm chủ đầu tư, có quy mô quy hoạch diện tích 554.787 m² (tương đương 55,48 ha) và dân số phục vụ tối đa 8.750 người. Khi đi vào vận hành, hoạt động sinh hoạt của cư dân cùng các công trình công cộng, thương mại, dịch vụ, y tế, giáo dục sẽ phát sinh lượng nước thải lớn chứa nhiều cặn lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ, hợp chất nitơ, photpho và vi sinh vật gây bệnh. Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý là hồ Phước Hòa nằm tiếp giáp khu vực dự án, đòi hỏi chất lượng nước xả thải phải được kiểm soát nghiêm ngặt.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể qua các nội dung sau:

  1. Tìm hiểu tổng quan về dự án khu dân cư Phước Thắng tại xã Minh Thắng và xã Nha Bích, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước.
  2. Xác định nguồn gốc phát sinh, thành phần, tính chất và lưu lượng nước thải của khu dân cư Phước Thắng.
  3. Phân tích hiện trạng, các nguồn gây tác động môi trường và các thông số ô nhiễm chính phát sinh từ khu dân cư khi đi vào vận hành.
  4. Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt; thực hiện tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị và lập dự toán kinh tế cho từng phương án.
  5. So sánh, lựa chọn công nghệ tối ưu, hoàn thiện quy trình công nghệ và triển khai hệ thống bản vẽ kỹ thuật của phương án được chọn.

Đối tượng nghiên cứu là nước thải sinh hoạt phát sinh từ toàn bộ khu dân cư Phước Thắng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc tính toán cân bằng nước, xác định công suất thiết kế trạm xử lý nước thải là 1.560 m³/ngày.đêm, lựa chọn giải pháp công nghệ đáp ứng tiêu chuẩn xả thải đạt Cột A theo QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả vào hồ Phước Hòa. Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 10/2023 đến tháng 02/2024 (bảo vệ tháng 03/2024) tại Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, với sự hỗ trợ chuyên môn từ Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh và Công ty TNHH Đầu tư Phát triển Thương Mại Xây dựng Thiên Long.

Cơ sở thiết kế và phương pháp tính toán

Hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Phước Thắng được tính toán và thiết kế dựa trên hệ thống văn bản pháp lý, tiêu chuẩn xây dựng và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hiện hành:

  • Văn bản pháp lý và quy hoạch: Quyết định chủ trương đầu tư số 1809/QĐ-UBND ngày 27/08/2019 của UBND tỉnh Bình Phước; Quyết định phê duyệt đồ án Quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/500 số 100/QĐ-UBND ngày 10/02/2020 của UBND huyện Chơn Thành.
  • Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật: QCVN 01:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Quy hoạch xây dựng) dùng để xác định chỉ tiêu cấp nước và phát sinh nước thải; TCXDVN 51:2008 (Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 7957:2008 (Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài); QCVN 14:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, áp dụng Cột A với hệ số quy chuẩn $K = 1,0$ do dung tích nguồn tiếp nhận lớn hơn $10 \times 10^6 \text{ m}^3$).
  • Cơ sở lý thuyết công nghệ:
    • Động học quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ chứa cacbon: $\text{C}_x\text{H}_y\text{O}_z + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{VSV}} \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{tế bào vi khuẩn} + \Delta H$.
    • Động học quá trình oxy hóa amoni thành nitrat (Nitrification) bởi vi khuẩn Nitrosomonas ($\text{NH}_4^+ + 1,5\text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_2^- + 2\text{H}^+ + \text{H}_2\text{O}$) và Nitrobacter ($\text{NO}_2^- + 0,5\text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_3^-$).
    • Quá trình khử nitrat (Denitrification) trong điều kiện thiếu khí (Anoxic) thành khí nitơ tự do ($\text{N}_2$) với sự tham gia của cơ chất hữu cơ đóng vai trò chất cho electron.
    • Công nghệ màng sinh học trên giá thể di động (MBBR - Moving Bed Biofilm Reactor) sử dụng giá thể Hel-X Biochip nhằm tăng mật độ vi sinh vật bám dính, nâng cao hiệu quả xử lý tải lượng hữu cơ cao mà không làm tăng thể tích công trình.
    • Công nghệ phản ứng sinh học theo mẻ (SBR - Sequencing Batch Reactor) tích hợp các pha làm đầy, phản ứng, lắng tĩnh, rút nước trong cùng một bể phản ứng.

Phương pháp nghiên cứu được tác giả áp dụng bao gồm:

  • Phương pháp hồi cứu, phân tích và tổng hợp tài liệu chuyên ngành xử lý nước thải sinh hoạt và các số liệu quy hoạch phân khu chức năng của dự án.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật môi trường: tính toán cân bằng vật chất, cân bằng nước, tải lượng ô nhiễm, kích thước công trình đơn vị (thể tích, chiều dài, chiều rộng, chiều sâu hữu ích), hệ thống phân phối khí, đường ống công nghệ, công suất máy thổi khí và bơm nước thải.
  • Phương pháp dự toán kinh tế xây dựng và vận hành: tính toán chi phí xây dựng, chi phí máy móc thiết bị, chi phí phụ trợ, chi phí điện năng, hóa chất, nhân công để xác định giá thành xử lý trên $1 \text{ m}^3$ nước thải.
  • Công cụ phần mềm hỗ trợ: Microsoft Excel phục vụ tính toán số liệu và bảng biểu; AutoCAD phục vụ triển khai bản vẽ mặt bằng tổng thể, mặt cắt công nghệ và chi tiết công trình; Microsoft Word phục vụ soạn thảo báo cáo kỹ thuật.

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng số liệu từ Thuyết minh tổng hợp quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/500 Khu dân cư Phước Thắng, các giáo trình chuyên khảo của GS.TS. Lâm Minh Triết (2006), PGS.TS. Trần Văn Nhân và TS. Ngô Thị Nga (2000).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh phát triển đô thị hóa tại huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát là thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất 1.560 m³/ngày.đêm đạt chuẩn xả thải Cột A - QCVN 14:2008/BTNMT. Chương cũng phân định rõ 5 nhiệm vụ cụ thể, đối tượng nghiên cứu, phạm vi không gian - thời gian, phương pháp thực hiện và ý nghĩa thực tiễn của đề tài về mặt môi trường, kinh tế và khả năng ứng dụng kỹ thuật.

Chương 2: Tổng quan về đề tài

Chương 2 cung cấp bức tranh toàn diện về dự án Khu dân cư Phước Thắng và cơ sở lý thuyết xử lý nước thải sinh hoạt:

  • Thông tin quy hoạch và hạ tầng dự án: Khu dân cư có tổng diện tích 554.787 m², bao gồm đất ở (302.925,6 m²; trong đó có 48 block nhà liền kề LK1-LK48 diện tích 149.000 m², 20 block biệt thự vườn BT1-BT20 diện tích 86.000 m², 01 block nhà ở xã hội 66.266,2 m²), đất công trình dịch vụ (53.688,5 m²), đất cây xanh công viên và cảnh quan (25.381,2 m²), đất giao thông (155.879,6 m²), đất hạ tầng kỹ thuật (2.599,4 m²). Hạ tầng cấp nước ban đầu sử dụng giếng khoan, sau đó đấu nối mạng lưới cấp nước khu vực (ống HDPE D100 - D200 mm). Hạ tầng thoát nước được quy hoạch tách riêng hoàn toàn giữa hệ thống thoát nước mưa (cống tròn bê tông cốt thép D400 - D1500 mm) và hệ thống thoát nước thải (cống D300 - D400 mm độ dốc $i \ge 1/D$).
Hạng mục sử dụng đất Ký hiệu Diện tích (m²) Tỷ lệ (%)
Đất ở (liền kề, biệt thự, nhà ở xã hội) O, XH 302.925,6 54,60
Đất công cộng dịch vụ (thương mại, giáo dục, y tế, văn hóa) TMDV, GD, YT, VH 53.688,5 9,68
Đất cây xanh (công viên, cảnh quan) CXCV, CX 25.381,2 4,58
Đất hạ tầng kỹ thuật HT 2.599,4 0,47
Đất giao thông - 155.879,6 28,12
Đất hành lang bảo vệ đường bộ và nắn tuyến - 14.533,1 2,62
Tổng cộng - 554.787,0 100,00
  • Nguồn thải và đặc tính nước thải: Tác giả phân tích các tác động ô nhiễm không khí, chất thải rắn (rác thải sinh hoạt phát sinh khoảng 8.750 kg/ngày từ khu dân cư) và nước thải sinh hoạt. Nước thải gồm nước đen (nhà vệ sinh) và nước xám (tắm giặt, nhà bếp). Tải lượng ô nhiễm tính theo đầu người: $\text{BOD}_5 = 45\text{ - }65 \text{ g/người.ngày}$, $\text{SS} = 60\text{ - }65 \text{ g/người.ngày}$, $\text{COD} = 72\text{ - }102 \text{ g/người.ngày}$, Nitơ tổng $= 6\text{ - }12 \text{ g/người.ngày}$, Phốt pho tổng $= 0,8\text{ - }4 \text{ g/người.ngày}$.
  • Tổng quan công nghệ và các mô hình tham khảo: Đánh giá chi tiết các bậc xử lý cơ học (song chắn rác, bể lắng cát, bể tách mỡ, bể lắng sơ cấp/thứ cấp, bể tuyển nổi DAF), hóa lý, sinh học hiếu khí (Aerotank, MBBR, SBR), khử trùng (NaClO, Ozone, UV) và xử lý bùn. Đồng thời, chương trình bày phân tích ưu nhược điểm của 02 hệ thống thực tế: Trạm xử lý nước thải Chung cư Nguyễn Biểu (Quận 5, TP.HCM, công suất 1.000 m³/ngày) và Tòa nhà TD Green Tower (công suất 450 m³/ngày).

Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Phước Thắng

Chương 3 trình bày các bước tính toán công nghệ then chốt của toàn bộ khóa luận:

  • Tính toán cân bằng nước và công suất trạm: Căn cứ quy chuẩn QCVN 01:2021/BXD, lưu lượng nước cấp và tỷ lệ thu gom nước thải được tính toán chi tiết theo từng phân khu chức năng:

    • Cấp nước sinh hoạt người dân đô thị: $8.750 \text{ người} \times 120 \text{ L/người.ngày} = 1.050 \text{ m}^3/\text{ngày}$ (100% thu gom xử lý = 1.050 m³/ngày).
    • Đất thương mại - dịch vụ: $10% Q_{sh} = 105 \text{ m}^3/\text{ngày}$ (100% thu gom = 105 m³/ngày).
    • Đất giáo dục: $1.536 \text{ trẻ} \times 75 \text{ L/trẻ.ngày} = 115,2 \text{ m}^3/\text{ngày}$ (100% thu gom = 115,2 m³/ngày).
    • Đất trạm y tế: $1.984 \text{ m}^2 \text{ sàn} \times 5 \text{ L/m}^2 \text{ sàn} = 9,92 \text{ m}^3/\text{ngày}$ (100% thu gom = 9,92 m³/ngày).
    • Đất văn hóa: $3.158,2 \text{ m}^2 \text{ sàn} \times 5 \text{ L/m}^2 \text{ sàn} = 15,79 \text{ m}^3/\text{ngày}$ (100% thu gom = 15,79 m³/ngày).
    • Nước tưới cây ($76,14 \text{ m}^3/\text{ngày}$), rửa đường ($62,36 \text{ m}^3/\text{ngày}$) và rò rỉ mạng lưới ($143,44 \text{ m}^3/\text{ngày}$) không thu gom về trạm XLNT.
    • Tổng lưu lượng nước thải trung bình: $Q_{tb} = 1.295,91 \text{ m}^3/\text{ngày}$. Áp dụng hệ số không điều hòa $K = 1,2 \implies Q_{max} = 1.295,91 \times 1,2 = 1.555,09 \text{ m}^3/\text{ngày}$. Chọn công suất thiết kế: $Q = 1.560 \text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.

  • Đề xuất và thiết kế 02 phương án công nghệ:

    • Phương án 1: Nước thải sinh hoạt qua bể tự hoại 3 ngăn $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể tách mỡ (kết hợp dòng thải nhà bếp) $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể MBBR (sử dụng giá thể Hel-X Biochip) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng (NaClO) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận Hồ Phước Hòa. Bùn lắng được dẫn về Bể chứa bùn.
    • Phương án 2: Nước thải qua bể tự hoại 3 ngăn $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể tách mỡ $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể phản ứng sinh học theo mẻ (SBR) $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận Hồ Phước Hòa. Bùn dư dẫn về Bể chứa bùn.

Chương 4: Tính toán kinh tế

Chương 4 thiết lập bảng dự toán chi tiết về chi phí đầu tư xây dựng (CAPEX) và chi phí vận hành thường niên (OPEX) cho cả 2 phương án:

  • Tổng hợp chi phí xây dựng các hạng mục bể bê tông cốt thép, nhà điều hành, nhà ép bùn.
  • Chi phí máy móc thiết bị (bơm chìm nước thải, máy khuấy chìm, máy thổi khí, hệ thống phân phối khí, decanter rút nước, bồn lọc áp lực, bơm định lượng hóa chất, máy ép bùn).
  • Chi phí vận hành hàng ngày: điện năng tiêu thụ, hóa chất (PAC, polymer, NaClO), nhân công quản lý vận hành, chi phí bảo dưỡng định kỳ và quy đổi ra chi phí xử lý trên $1 \text{ m}^3$ nước thải.
  • So sánh toàn diện 2 phương án về mặt kỹ thuật công nghệ, độ ổn định xử lý, diện tích chiếm đất và hiệu quả tài chính.

Chương 5: Kết luận - Kiến nghị

Tóm tắt các kết quả tính toán đã đạt được, khẳng định tính khả thi của phương án lựa chọn và đưa ra các kiến nghị liên quan đến công tác vận hành, bảo dưỡng thiết bị và giám sát chất lượng nước thải định kỳ khi đưa dự án vào hoạt động.

Thiết kế và triển khai công nghệ

Khóa luận đi sâu vào tính toán công nghệ cho hai phương án xử lý sinh học bậc cao nhằm xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ và chất dinh dưỡng:

Tiêu chí so sánh Phương án 1 (Anoxic + MBBR + Lắng sinh học) Phương án 2 (Bể sinh học theo mẻ SBR)
Quy trình công nghệ chính Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể MBBR $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Lọc áp lực $\rightarrow$ Khử trùng Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể SBR (pha điền đầy, sục khí, lắng, rút nước, chờ) $\rightarrow$ Lọc áp lực $\rightarrow$ Khử trùng
Giá thể sinh học Sử dụng giá thể lơ lửng Hel-X Biochip trong bể hiếu khí MBBR Không sử dụng giá thể, sinh trưởng vi sinh dạng lơ lửng
Công trình lắng Yêu cầu bể lắng sinh học ly tâm riêng biệt phía sau bể MBBR Quá trình lắng tĩnh diễn ra trực tiếp trong bể SBR
Tuần hoàn bùn / nước Tuần hoàn dòng nitrat từ MBBR về Anoxic; tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng Không cần hệ thống tuần hoàn bùn ngoài
Khả năng tự động hóa Vận hành liên tục, kiểm soát lưu lượng và oxy hòa tan ổn định, ít phức tạp Đòi hỏi hệ thống điều khiển PLC/Decanter tự động hóa chu kỳ mẻ nghiêm ngặt
Diện tích xây dựng Tiết kiệm diện tích nhờ mật độ vi sinh cao trong MBBR Tiết kiệm diện tích bể lắng nhưng cần bể điều hòa dung tích lớn

Các thông số kích thước và tải trọng của các công trình đơn vị được tính toán chi tiết tại Phụ lục 1:

  • Hố thu gom (T01): Bố trí song chắn rác thô và giỏ rác tinh nhằm loại bỏ rác có kích thước lớn, bảo vệ máy bơm chìm.
  • Bể tách mỡ (T02): Tiếp nhận riêng dòng nước thải từ khu vực nấu ăn, căng tin nhằm loại bỏ dầu mỡ động thực vật bằng tuyển nổi trọng lực trước khi hòa vào dòng chính.
  • Bể điều hòa (T03): Thiết kế hệ thống sục khí khuấy trộn thô nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ chất bẩn theo từng giờ trong ngày, chống lắng cặn yếm khí đáy bể.
  • Bể Anoxic (T04): Trang bị máy khuấy chìm, tạo điều kiện thiếu khí để khử nitrat thành nitơ tự do từ dòng tuần hoàn hiếu khí đưa về.
  • Bể MBBR (T05): Bổ sung giá thể vi sinh di động Hel-X Biochip, kết hợp giàn đĩa phân phối khí bọt mịn cấp khí liên tục từ máy thổi khí, duy trì nồng độ $\text{DO} \ge 2 \text{ mg/L}$ để oxy hóa chất hữu cơ và nitrat hóa amoni.
  • Bể lắng sinh học (T06): Bể lắng ly tâm trang bị ống trung tâm và máng thu nước răng cưa, tách bùn hoạt tính ra khỏi dòng nước trong.
  • Bể trung gian (T07) & Bồn lọc áp lực (T08): Bể trung gian chứa nước sau lắng làm nguồn cấp cho bồn lọc áp lực đa tầng (cát thạch anh, than hoạt tính) nhằm loại bỏ triệt để cặn lơ lửng nhỏ còn sót lại.
  • Bể khử trùng (T09): Bố trí vách ngăn tạo dòng dích dắc, châm dung dịch Natri hypoclorit (NaClO) với thời gian tiếp xúc trên 30 phút để tiêu diệt coliform và vi sinh vật gây bệnh.
  • Bể chứa bùn (T10): Tiếp nhận bùn dư từ bể lắng/MBBR, nén bùn trọng lực trước khi đưa qua máy ép bùn xử lý định kỳ.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành toàn bộ khối lượng thiết kế kỹ thuật cho trạm xử lý nước thải khu dân cư Phước Thắng với các kết quả cụ thể:

  1. Xác lập chính xác quy mô công suất: Xác định lưu lượng tính toán của khu dân cư quy mô 8.750 dân và hệ thống dịch vụ phụ trợ là $1.295,91 \text{ m}^3/\text{ngày}$, lựa chọn công suất thiết kế trạm $Q = 1.560 \text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (với hệ số an toàn không điều hòa $K = 1,2$).
  2. Xây dựng giải pháp công nghệ đáp ứng tiêu chuẩn môi trường: Đưa ra 02 phương án công nghệ hoàn chỉnh có khả năng loại bỏ đồng thời chất hữu cơ ($\text{BOD}_5, \text{COD}$), chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) và chất dinh dưỡng ($\text{N, P}$), đảm bảo nước thải đầu ra đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) trước khi thải vào hồ Phước Hòa.
  3. Cung cấp hệ thống tính toán chi tiết và bản vẽ kỹ thuật: Thiết lập đầy đủ chuỗi bảng tính kích thước công trình đơn vị, lựa chọn danh mục máy móc thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí, máy khuấy, thiết bị lọc, máy ép bùn) và hồ sơ bản vẽ mặt bằng, mặt cắt công nghệ.
  4. Đóng góp kỹ thuật ứng dụng: Đề tài cung cấp mô hình tính toán thiết kế thực tế cho các khu dân cư mới tại các khu vực bán đô thị, kết hợp giải pháp tách dầu mỡ tại nguồn và xử lý sinh học tăng cường bằng giá thể MBBR/SBR, làm tài liệu tham khảo cho các dự án phát triển đô thị có tính chất tiếp giáp các nguồn nước mặt nhạy cảm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Do dự án Khu dân cư Phước Thắng đang trong giai đoạn quy hoạch và chuẩn bị đầu tư xây dựng, các thông số thành phần và nồng độ ô nhiễm nước thải đầu vào ($\text{BOD}_5, \text{COD}, \text{TSS}, \text{N-NH}_4^+, \text{Tổng N}, \text{Tổng P}$) được xác định dựa trên tiêu chuẩn thiết kế lý thuyết (TCXDVN 51:2008, giáo trình chuyên ngành) và tài liệu quy hoạch 1/500, chưa có số liệu đo đạc thực tế từ dòng thải tại chỗ.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    • Khảo sát, hiệu chỉnh tải lượng ô nhiễm thực tế khi khu dân cư được lấp đầy theo các giai đoạn vận hành.
    • Nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển giám sát tự động (SCADA) và cảm biến đo online các chỉ tiêu pH, DO, ORP, TSS để tối ưu hóa lượng khí cấp và hóa chất châm.
    • Đánh giá tiềm năng khử trùng nâng cao và tái sử dụng một phần nước thải sau xử lý (sau bồn lọc áp lực) phục vụ cho việc tưới cây xanh công viên cảnh quan ($25.381,2 \text{ m}^2$) và rửa đường nội bộ ($155.879,6 \text{ m}^2$) trong khu dân cư, giúp tiết kiệm tài nguyên nước sạch.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị thực tiễn và học thuật cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Cấp thoát nước: Làm tài liệu tham khảo về phương pháp tính toán cân bằng nước đô thị từ đồ án quy hoạch 1/500, quy trình tính toán kích thước các công trình đơn vị theo công nghệ MBBR và SBR, cách tính toán hệ thống cấp khí và dự toán kinh tế trạm xử lý nước thải.
  • Kỹ sư thiết kế và tư vấn môi trường: Tham khảo thông số công nghệ, các biểu mẫu tính toán kỹ thuật chi tiết tại Phụ lục 1 (từ Hố thu gom, Bể tách mỡ, Bể Anoxic, Bể MBBR, Bể lắng ly tâm đến Bồn lọc áp lực) và cơ cấu dự toán CAPEX/OPEX tại Phụ lục 2 cho các trạm xử lý nước thải sinh hoạt quy mô từ 1.000 đến 2.000 m³/ngày.đêm.
  • Chủ đầu tư và đơn vị quản lý hạ tầng khu đô thị: Cung cấp cơ sở kỹ thuật và dữ liệu kinh tế để lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện mặt bằng và yêu cầu tiếp nhận nguồn nước tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Lưu lượng tính toán và công suất thiết kế trạm xử lý nước thải khu dân cư Phước Thắng được xác định trên cơ sở nào?
Trả lời: Công suất trạm được xác định dựa trên quy mô dân số tối đa 8.750 người và các phân khu chức năng theo quy hoạch 1/500 và QCVN 01:2021/BXD. Nhu cầu dùng nước gồm: sinh hoạt dân cư ($1.050 \text{ m}^3/\text{ngày}$), thương mại - dịch vụ ($105 \text{ m}^3/\text{ngày}$), giáo dục ($115,2 \text{ m}^3/\text{ngày}$), y tế ($9,92 \text{ m}^3/\text{ngày}$), nhà văn hóa ($15,79 \text{ m}^3/\text{ngày}$). Tổng lượng nước thải thu gom trung bình là $1.295,91 \text{ m}^3/\text{ngày}$. Nhân với hệ số không điều hòa $K = 1,2$ cho ra lưu lượng cực đại $Q_{max} = 1.555,09 \text{ m}^3/\text{ngày}$, từ đó tác giả chọn công suất thiết kế trạm là $1.560 \text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.

2. Hai phương án công nghệ xử lý nước thải được tác giả đề xuất trong khóa luận là gì?
Trả lời: Tác giả đề xuất 02 phương án:

  • Phương án 1: Nước thải sinh hoạt $\rightarrow$ Bể tự hoại 3 ngăn / Bể tách mỡ $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic $\rightarrow$ Bể hiếu khí dính bám MBBR (giá thể Hel-X Biochip) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng (NaClO) $\rightarrow$ Hồ Phước Hòa.
  • Phương án 2: Nước thải sinh hoạt $\rightarrow$ Bể tự hoại 3 ngăn / Bể tách mỡ $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng (NaClO) $\rightarrow$ Hồ Phước Hòa.

3. Cơ chế khử nitơ được thiết kế diễn ra như thế nào trong bể Anoxic ở Phương án 1?
Trả lời: Trong bể Anoxic, vi sinh vật dị dưỡng khử nitrat sử dụng các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong nước thải làm chất khử để chuyển hóa nitrat ($\text{NO}_3^-$) - được tuần hoàn từ bể hiếu khí MBBR về - thành khí nitơ tự do ($\text{N}_2$) bay lên khí quyển theo phản ứng dị hóa ($\text{NO}_3^- + 1,08\text{CH}_3\text{OH} + \text{H}^+ \rightarrow 0,065\text{C}_5\text{H}_7\text{O}_2\text{N} + 0,47\text{N}_2 + 0,76\text{CO}_2 + 2,44\text{H}_2\text{O}$). Bể được khuấy trộn bằng máy khuấy chìm để giữ bùn lơ lửng và tuyệt đối không cấp khí.

4. Nước thải sau xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận nào và yêu cầu quy chuẩn áp dụng ra sao?
Trả lời: Nước thải sau xử lý được xả trực tiếp vào Hồ Phước Hòa nằm tiếp giáp khu vực dự án. Tiêu chuẩn xả thải bắt buộc áp dụng là Cột A của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT.

5. Hệ thống thoát nước nội bộ của khu dân cư Phước Thắng được quy hoạch theo mô hình nào?
Trả lời: Hệ thống thoát nước được quy hoạch tách riêng hoàn toàn giữa nước mưa và nước thải. Nước mưa thu gom qua hệ thống cống tròn bê tông cốt thép D400 - D1500 mm dẫn thoát ra hồ Phước Hòa. Nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình (đã qua bể tự hoại 3 ngăn) và các công trình dịch vụ được thu gom qua mạng lưới cống D300 - D400 mm dẫn tự chảy về trạm xử lý nước thải tập trung đặt tại khu đất hạ tầng kỹ thuật.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Võ Thị Thiên Tin đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho Khu dân cư Phước Thắng, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước với công suất 1.560 m³/ngày.đêm. Đề tài đã xây dựng cơ sở dữ liệu cân bằng nước chi tiết từ quy hoạch phân khu 1/500, đề xuất và tính toán kỹ thuật chuyên sâu cho hai phương án công nghệ sinh học tiên tiến (Anoxic - MBBR và SBR kết hợp lọc áp lực và khử trùng). Kết quả nghiên cứu đảm bảo nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 14:2008/BTNMT Cột A trước khi xả vào hồ Phước Hòa, mang lại giá trị ứng dụng cao cho công tác bảo vệ môi trường và đầu tư xây dựng hạ tầng kỹ thuật đô thị.