nghiên cứ ệ ạ ườ ướ ục vụ quy hoạch hệ thống xử lý nước...
TRANSCRIPT
2
Nghiên cứu hiện trạng môi trường nước phục
vụ quy hoạch Hệ thống xử lý nước thải sông
Tô Lịch - Đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến Ngã
Tư Sở
Nguyễn Thị Như Quyên
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS Chuyên ngành: Sử dụng và bảo vệ tài nguyên môi trường
Mã số: 60 85 15
Người hướng dẫn: PGS. TSKH. Nguyễn Xuân Nguyên
Năm bảo vệ: 2012
Abstract: Điều tra, thu thập các thông tin về môi trường nước sông Tô
Lịch và hệ thống hóa các số liệu về các chỉ tiêu chất lượng nước và bùn
trên sông Tô Lịch. Xây dựng mô hình thống kê miêu tả sự phụ thuộc các
thông số nước sông. Tô Lịch và phân bố các thông số theo chiều dài sông
đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến cầu Mới - Ngã Tư Sở. Đề suất lựa chọn
công nghệ xử lý nước thải thông qua mô hình tính toán chi phí đầu tư và
vận hành trạm xử lý tập trung cho các đoạn của sông Tô Lịch và đề xuất
các biện pháp thu gom, xử lý nước thải và biện pháp tổng hợp cho việc
nâng cao chất lượng nước sông
Keywords: Ô nhiễm môi trường; Môi trường nước; Xử lý nước thải; Bảo
vệ môi trường; Sông Tô Lịch
Content MƠ ĐÂU
1. Tinh câp thiêt cua đê tai:
Hà Nội là thủ đô của Việt Nam , là trung tâm chính trị , kinh tê , văn hoa cua ca
nươc vơi diện tích tự nhiên lớn nhất và thứ hai về dân sô . Tuy nhiên, do quá trình đô thị
hóa mạnh mẽ, phần lớn các sông hồ Hà Nội đều rơi vào tình trạng ô nhiễm nghiêm
trọng.
Lưu vực sông Tô Lịch la trục tiêu thoát nước thải chính của thành phố có tổng
diện tích 77,5 km2 toàn bộ chiều dài sông 14,6 km. Theo khảo sát của Sở TN-MT, hiện
nay, toàn tuyến có trên 200 cửa xả lớn nhỏ tuy nhiên, toàn tuyến chưa xây dựng hệ
thống thu gom tách nước thải và nước mưa..
3
Theo Chi cục Bảo vệ môi trường (Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội), với
đặc điểm gần như không được bổ cập nước từ đầu nguồn, nên về mùa khô, toàn bộ
lượng nước trên sông Tô Lịch là nước thải có tốc độ dòng chảy nhỏ. Nước bị tù đọng
gây ô nhiễm nặng trên toàn tuyến.
Sông Tô Lịch là trục tiêu thoát nước thải chung của thành phố, do vậy được coi
là ô nhiễm nặng nhất trong 4 con sông thoát nước trong khu vực nội thành . Đa co nhiêu
dư an đươc triên khai nhưng vân đê giam thiêu ô nhiêm tuyên sông này vân chưa đươc
giải quyết triệt để. Đê giam thiêu , ngăn ngưa ô nhiêm va khôi phục sông Tô Lịch, cân
có các biên phap mang tinh tông hơp va đông bô . Nhăm gop phân vao muc tiêu nói
trên, tác giả luận văn đề xuât va triên khai đê tai : “Nghiên cƣu hiên trang môi trƣơng
nƣơc phuc vu quy hoach Hê thông xƣ ly nƣơc thai sông Tô Lich - Đoan tƣ Hoang
Quôc Viêt đên Nga Tƣ Sơ”
2. Muc tiêu nghiên cưu
- Tập hợp và hệ thống hóa các số liệu khảo sát và thực hiện khảo sát bổ sung các
số liệu ô nhiễm nước và bùn sông Tô Lịch.
- Xây dưng mô hinh th ống kê sự phụ thuộc của các thông số ô nhiêm theo chiêu
dài sông Tô Lich đoan tư Hoang Quôc Viêt đên Nga Tư Sơ.
- Đê xuât cac biên phap thu gom và tính toán quy hoạch các trạm xư ly nươc thai
tâp trung cho các đoạn sông từ Hoàng Quốc Việt đến Cầu Mới và một số biện pháp
tổng hợp nhăm nâng cao kha năng tư lam sach cua sông Tô Lich
3. Nhiêm vu nghiên cƣu
- Điêu tra, thu thâp cac thông tin vê môi trương nươc sông Tô Lich và h ệ thống
hóa các số liệu về các chỉ tiêu chất lượng nước và bùn trên sông Tô Lịch
- Xây dưng mô hinh thông kê miêu tả sự phụ thuộc các thông số nước sông Tô
Lịch và phân bô các thông số theo chiều dài sông đoan tư Hoang Quôc Viêt đên cầu
Mới - Ngã Tư Sở.
- Đề suất lưa chọn công nghệ xử lý nước thải thông qua mô hình tính toán chi
phí đầu tư và vận hành trạm xử lý tập trung cho các đoạn của sông Tô Lịch.
- Đê xuât các biên phap thu gom, xử lý nước thải và biện pháp tông hơp cho viêc
nâng cao chất lượng nươc sông.
4
NỘI DUNG TÓM TẮT
1. Tổng quan vê tình hình nghiên cưu sông Tô Lịch
Những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ 20, sông Tô Lịch bắt đầu có hiện tượng ô
nhiễm. Từ năm 1997, Công ty cấp thoát nước Hà Nội đã điều tra và xây dựng phương
án xử lý ô nhiễm môi trường hệ thống sông Tô Lịch. Từ năm 1999 đến 2003, Viện hoá
học các hợp chất thiên nhiên đã nghiên cứu chất lượng nước hệ thống sông Nhuệ và
sông Tô Lịch bằng cách tiến hành quan trắc theo từng tháng một số chỉ tiêu về DO, độ
đục, NO3-, PO4
2-, NH4-N, P-T.... Sơ Tai nguyên & Môi trương Ha Nôi cũng đã tiến
hành quan trăc lưu vưc sông Tô Lich vào mùa khô và mùa mưa hàng năm . Theo đó,
chất lượng nước sông ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng.
Từ năm 2003, sông Tô Lịch đã bắt đầu được nạo vét và kè 2 bên bờ theo dự án
thoát nước thành phố Hà Nội (giai đoạn 1) nên chất lượng nước sông cũng được cải
thiện một phần.
Năm 2005, Viện Địa lý đã thực hiện đề tài “Xây dựng cơ sở khoa học cho giải
pháp bổ sung nước mặt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước các sông Hà Nội”.
Năm 2007, trong báo cáo cuối cùng về chương trình phát triển Đô thị tổng thể
Thủ đô Hà Nội (HAIDEP), đoàn nghiên cứu của Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản
(JICA) đã đưa ra đề xuất các phương án lấy nước từ sông Hồng vào hồ Tây với lưu
lượng 7m3/s sau đó đưa nước vào các hồ chính cũng như sông Tô Lịch và Kim Ngưu,
hoặc đưa trực tiếp sông Hồng vào các con sông trong thành phố.
Viện Nghiên cứu Hỗ trợ Phát triển Nông thôn (IRARD) đã kiến nghị UBND
thành phố Hà Nội cho thực hiện thí điểm việc dùng hóa chất mà nhóm nghiên cứu
thành công có tên là dung dịch HQ1, HQ2, HQ3 làm sạch nước sông Tô Lịch.
Một giải pháp khác là sử dụng hoạt chất LTH- 100 do công ty cổ phần công
nghệ Xanh thực hiện Triển khai nghiên cứu từ nhiều năm. Việc sử dụng hóa chất
thường thích hợp với những thủy vực tĩnh do đặc điểm của sông Tô Lịch là nước thải
bổ cập liên tục không ngừng suốt dọc 2 bờ sông nên dùng hóa chất khó có tính khả thi.
Công nghệ tàu hút bùn công nghệ khí nén của Viện Nghiên cứu cơ khí đã được
đưa vào thử nghiệm tại sông Tô Lịch nhưng công nghệ này mới chỉ dừng lại nghiệm
thu ở mức cơ sở còn việc nhân rộng và triển khai trên quy mô lớn thì vẫn còn chưa
được đánh giá.
5
Để xử lý triệt để nguồn nước ô nhiễm, điều quan trọng và tiên quyết là phải ngăn
chặn dứt điểm nguồn gây ô nhiễm và chỉ cần xử lý triệt để nguồn nước đầu nguồn thì tự
khắc dòng sông sẽ điều chỉnh làm sạch theo cơ chế tự nhiên của nó . Do đó, Tác giả đề
xuất đê tai: “Nghiên cưu hiên trang môi trương nươc phuc vu quy hoach Hê thô ng xư ly
nươc thai sông Tô Lich - Đoan tư Hoang Quôc Viêt đên Nga Tư Sơ”.
2. Tông quan vê sông Tô Lich
Sông Tô Lịch là một trong những phân lưu nhỏ của hệ thống sông Hồng có tuổi
Holocen không phân chia (từ 10.000 năm trở lại đây). Hiện nay sông Tô Lịch là một
trong bốn con sông nội đô: Tô Lịch, Lừ, Sét và Kim Ngưu đã được kè bờ, đảm nhận
chức năng tiêu thoát nước chính cho thủ đô.
Nguồn nước cấp chủ yếu cho hệ thống sông Tô Lịch là nước mưa và nước thải
do sinh hoạt và sản xuất. Theo khảo sát của Sở Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội, hiện
nay, toàn tuyến có trên 200 cửa xả lớn nhỏ. Hầu hết là cống tròn đường kính 100 mm
đến 1.800 mm và một số cống hộp lớn kích thước 1.200x1.200 mm đến 5.500x5.000
mm. Do đó chế độ thủy văn trở nên phức tạp. Mùa mưa, dòng chảy biến động mạnh mẽ
theo thời gian và không gian.
Bảng 1: Các kênh mương và cống xả chính vào sông Tô Lịch
đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến Cầu Mới – Ngã Tư Sở
TT Tên Lƣu lƣợng nƣớc thải
(m3/s)
1 Cống Phan Đình Phùng 0,118
2 Kênh Do 0,106
3 Đầu nguồn sông Tô Lịch 0,07
4 Kênh Nghĩa Đô 0,024
5 Cống Vị 0,083
6 Kênh Láng 0,0551
7 Kênh Yên Lãng 0,219
(Nguồn: VESDI)[11 ]
6
Hình 2.1: Lưu vực hệ thống sông Tô Lịch [23,10]
7
Nước sông Tô Lịch trong khoảng thời gian từ năm 1990 đến năm 1998 bắt đầu
có hiện tượng ô nhiễm dần dần. Đặc biệt từ năm 1998 cho đến nay thì tình trạng ô
nhiễm đã trở nên trầm trọng. Dòng nước có màu đen lân nhiều loại rác thải rắn, vào
những lúc nắng to gây ra mùi hôi thối nồng nặc.
Bảng 2: Kết quả đo lưu lượng trên sông Tô Lịch mùa khô
STT Vị trí Tọa độ Lƣu lƣợng
(m3/ngay đêm) Kinh độ Vĩ độ
1 Cống đường Hoàng Quốc Việt 583668 2327486 9,920.58
2 Cầu đường Nguyễn Khánh Toàn 583623 2326205 29,897.16
3 Cầu Giấy 583277 2325714 57,725.95
4 Cầu vào làng Cót 582963 2325310 61,428.33
5 Cầu Trung Hòa 583611 2324071 88,293.50
6 Cầu Cống Mọc 584554 2323349 113,965.12
7 Cầu Mới 585016 2322566 151,698.82
Nguồn: Chi cục Bảo vệ môi trường Hà Nội, 2010
Bảng 3. Kết quả phân tích bun sông Tô Lịch
TT Thông sô Đơn vi B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
1 As mg/kg 0,658 0,658 0,658 0,658 0,658 0,658 0,658
2 Hg mg/kg 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
3 Pb mg/kg 3,87 4,05 4,06 4,11 4,13 4,15 4,17
4 Zn mg/kg 80,8 81,2 81,2 81,3 81,3 81,3 81,4
5 Cr mg/kg 157,2 157,5 157,6 157,6 157,7 157,7 157,7
6 Cd mg/kg 0,077 0,077 0,078 0,078 0,078 0,078 0,078
(Nguồn: Liên hiệp Khoa học Sản xuất Công nghệ Hóa học (UCE), tháng 3/2011)
Ghi chú: B1: Cống Bưởi; B2: Cầu Dịch Vọng; B3: Cầu Giấy ; B4: Cầu Cót;
B5: Cầu Trung Hòa ; B6: Cống Mọc; B7: Cầu Mới;
8
Bảng 4. Kết quả quan trắc và phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa khô.
TT Chỉ tiêu Đơn
vị
Kêt quả QCVN 08:2008/
BTNMT Cột B1 HQV C.DV C.G C.C C.TH C’.M C.M
1 pH - 6.7 6.7 7.2 6.5 6.9 7.1 6.9 5.5-9
2 DO mg/l 0.2 0.3 2.3 0.3 1.4 0.3 0.9 4
3 BOD5 mg/l 103 188 95 130 96 105 99 15
4 COD mg/l 150 200 140 152 110 132 149 30
5 TSS mg/l 66 123 45 51 48 63 99 50
6 NH4+ mg/l 12,3 18.5 25.6 18.2 18.6 18.4 14.4 0.5
7 P -T mg/l 4.4 3.4 5 4.6 5 4.73 4.52 -
8 N-T mg/l 47.8 31.7 41.8 39.3 42 41.2 39.8 -
9 As mg/l 0.0043 0.0054 0.0082 0.0096 0.0065 0.0118 0.0072 0.05
10 Hg mg/l 0.0002 0.0003 0.0027 0.0005 0.0003 0.0004 <0.0001 0.001
11 Pb mg/l 0.0020 0.0034 0.0105 0.0002 <0.0001 0.0091 0.0054 0.05
12 Cr VI mg/l <0.005 0.007 0.012 <0.005 <0.005 <0.005 0.009 0.04
13 Dầu mỡ mg/l 0.8 0.6 6.0 1.3 1.2 0.9 1.2 0.1
14 Chất tẩy rửa mg/l 2.07 2.20 2.29 2.8 3.1 3.0 3.7 0.4
15 Coliform tổng số MPN/
100ml 4.8x10
6 4.8x10
6 9.3x10
6 3.2x10
6 3.9x10
6 4.0x10
6 6.8x10
7 7.5x10
3
(Nguồn: Liên hiệp Khoa học Sản xuất Công nghệ Hóa học (UCE), tháng 3/2011)
9
Bảng 5. Kết quả quan trắc và phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa mưa.
TT Chỉ tiêu Đơn vị Kêt quả QCVN 08:2008/
BTNMT Cột B1 HQV C.DV C.G C.C C.TH C’.M C.M
1 pH - 6.9 6.9 6.8 6.7 7.1 6.6 6.5 5.5-9
2 DO mg/l 0.06 0.01 0.08 0.18 0.26 0.05 0.11 4
3 BOD5 mg/l 102 74 73 130 69 46 60 15
4 COD mg/l 132 125 126 158 105 93 102 30
5 TSS mg/l 30 63 45 60 51 25 50 50
6 Amoniac (NH4+) mg/l 9.3 6.2 23.7 12.8 15.7 14.6 15.6 0.5
7 Phốt pho tổng ( P) mg/l 1.68 2.97 3.12 3.05 3.26 2.87 2.56 -
8 Nitơ tổng số ( N) mg/l 30.5 8.9 28.9 24.5 28.4 50.9 27.5 -
9 Asen (As) mg/l 0.0110 0.0344 0.0071 0.0088 0.0069 0.0110 0.0110 0.05
10 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0.0010 0.0004 0.0002 0.0004 0.0016 0.0006 0.0021 0.001
11 Dầu mỡ mg/l 3.2 1.4 2.1 1.6 1.3 2.1 1.7 0.1
12 Chất tẩy rửa mg/l 1.0472 2.0141 1.6336 3.2096 0.6898 0.9328 1.0513 0.4
13 Coliform tổng số MPN/
100ml 1.7x10
5 1.1x10
6 8.3x10
5 4.3x10
5 5.0x10
5 1.0x10
6 7.0x10
5 7.5x10
3
(Nguồn: Liên hiệp Khoa học Sản xuất Công nghệ Hóa học (UCE, tháng 9/2011)) QCVN 08: 2008 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt
Ghi chu : HQV: Đầu đường Hoàng Quốc Việt; C.DV: Cầu Dịch Vọng; C.G: Cầu Giấy ; C.C: Cầu Cót ;
C.TH: Cầu Trung Hòa ; C’.M: Cống Mọc; C.M: Cầu Mới;
10
Kết quả quan trắc tiêu biểu trong các bảng trên cho thấy nước sông Tô Lịch ô
nhiễm hữu cơ nghiêm trọng thể hiện ở sự tăng quá cao nồng độ COD, BOD5, lượng
Nitơ tổng, photpho tổng, … và hàm lượng rất thấp oxy hòa tan. Lượng kim loại nặng
cũng khá lớn nhưng chủ yếu tập trung ở trong bùn thải nên hàm lượng trong nước vẫn
đang nằm trong ngưỡng chịu tải.
* Cac nguôn va nguyên nhân gây ô nhiêm
- Nguyên nhân từ hoạt động của các các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất nhỏ lẻ
- Nguyên nhân từ các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh và khu dân cư
- Nguyên nhân từ cơ sở hạ tầng còn yếu kém
- Công cụ pháp luật
- Quản lý của cơ quan chức năng
- Ý thức của người dân
3. Xây dƣ ng mô hinh thông kê phân bô ô nhiêm nƣơc sông Tô Lich từ Hoang
Quốc Việt đên cầu Mới - Ngã Tƣ Sở
Thông tin đê xây dưng mô hinh thông kê phân bô ô nhiêm bao gôm cac sô liêu
quan trăc vê chât lương nươ c dọc theo tuyến sông . Bên canh các chỉ tiêu về nước thải ,
còn sử dụng một số thông số vật lý của tuyến sông như : chiêu dai, đô rông, đô sâu, vân
tôc dong chay, hê sô uốn khúc…
Viêc xây dưng mô hinh thông kê phân bô ô nhiêm bươc đâu đươc thưc hiên trên
môt sô chi tiêu chinh đê lam nên cơ sơ ly luân cua phương phap . Các chỉ tiêu bao gồm
BOD, COD, SS, NH4.
Khảo sát các loại mô hình và lựa chọn mô hình
Chúng ta xem xét hàm phụ thuộc của Y với các biến Xi sau:
Y = f(Xi) ; mi ,1
Trong đo: m la sô bâc cua ham toan (sô biên sô Xi).
Khi X1, X2, …, Xm không phu thuôc nhau (đôc lâp nhau), tưc la:
Không : (Xi, Xi-1) = 0 ; mi ,1
11
Thì có thể sử dụng một trong hai dang mô hinh sau đê biêu diên quan hê phu
thuôc cua Y vơi Xi:
+ Mô hinh đông (tinh đên yêu tô thơi gian)
Mô hinh co dang sau:
m
i
Xb ieAY1
. (A)
Hoăc )1(1
.
m
i
Xb ieAY
+ Mô hinh tinh (không tinh đên yêu tô thơi gian)
Mô hinh co dang sau:
m
i
iXfAY1
)( (B)
Trong trường hợp của sông Tô Lịch do các bất cập của số liệu tập hợp từ các
thời gian khác nhau, không liên tục và đầy đủ nên mô hình dạng B là thích hợp hơn cả
vì nó cho phép tìm sự phụ thuộc biến đổi các yếu tố (nồng độ các chất) và các yếu tố
không gian (chiều dài lấy mẫu)
Trương hơp này quan hê phu thuôc giưa Y và Xi là sử dụng dạng hàm của f(Xi).
Vây mô hinh co dang:
m
i
b
iiXAY
1
Mô hinh trên la dang mô hinh đươc sư dung trong luân văn khi nghiên cưu xây
dưng cac mô hinh biêu diên môi quan hê giưa các thông sô cua nươc thai trên sông Tô
Lịch.
Viêc xac đinh mô hinh thưc nghiêm thông kê mô ta quan hê cac thông sô đâu
vào của mô hình rất có ý nghĩa , để có thể sử dụng những quan hệ đó trong việc mô hình
hóa thiết bị công ngh ệ, tông hơp va phân tich hê thông XLNT nhăm tiêt kiêm thơi gian
và công sức trong quá trình triển khai vào thực tế .
12
Bảng 6: Các thông số đầu vào của mô hình
Vị tri
Chiêu
dài
(m)
Mùa mƣa Mùa khô
BOD5
(mg/l)
COD
(mg/l)
SS
(mg/l)
NH4
(mg/l)
BOD5
(mg/l)
COD
(mg/l)
SS
(mg/l)
NH4
(mg/l)
HQV 100 102 132 30 9,3 103 150 66 12,3
C. Dịch Vọng 1.300 74 125 63 6,2 188 200 123 18,5
C. Giấy 1.900 73 126 45 23,7 95 140 68 25,6
C. Cót 2.800 130 158 60 12,8 130 152 51 18,2
C. Trung Hòa 3.900 69 105 51 15,7 96 110 48 18,6
Cống Mọc 5.100 46 93 25 14,6 105 132 63 18,4
C. Mới 6.000 60 102 50 15,6 99 149 99 14,4
Tư cac sô liêu đươc lấy trong một năm cùng với các thông số v ật lý của đoạn
sông ta se thiêt lâp bai toan tim quan hê của các chỉ tiêu theo chiều dài , có nghĩa là tìm
đươc quy luât phân bô chât ô nhiêm theo chiêu dai cua đoan sông
Mô Hình R Mưc độ tƣơng
quan
BOD = 0,0469 COD1,5547
R= 0,957 Rất chặt
COD = 13,02 BOD0,4961
R = 0,950 Chặt
BOD = 0,038 COD 1,5425
SS0,0083
NH40,0838
R = 0,958 Rất chặt
COD = 13,275 BOD0,453
SS0,0093
NH4-0,0487
R = 0,959 Rất chặt
Mô hình phụ thuộc các thông số theo chiều dài sông
BOD = 0,0114 COD1,88
SS-0,2152
NH4-0,1097
L-0,1307
R = 0,97 Rất chặt
COD = 14,0245 BOD0,4214
SS0,1752
NH40,0709
L-0,0754
R = 0,98 Rất chặt
COD = 16,1195 BOD0,53
L-0,04
R = 0,96 Rất chặt
BOD = 0,0241 COD1,5803
L-0,072
R = 0,97 Rất chặt
COD = 38,659 SS0,4077
NH40,1189
L-0,0982
R= 0,87 Chặt
BOD = 11,0874 SS0,5516
NH40,1138
L-0,0541
R = 0,79 Tương đối chặt
Các mô hình này cho phép miêu tả sự phụ thuộc các thông số ô nhiễm với nhau
theo một số quy luật đặc trưng cho sông Tô Lịch. Mục đích của việc mô hình hóa là để
13
tìm và xây dựng công thức tính toán các thông số chưa biết khi đo được hoặc biết được
một số thông số khác.
4. Định hƣớng quy hoạch hệ thống xử lý nƣớc thải sông Tô Lịch
Có nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau như phương pháp cơ học (lắng,
lọc), phương pháp hóa lý (đông tụ, keo tụ, hấp thụ, trao đổi ion), phương pháp hóa học
(trung hòa, oxy hóa khử) và các phương pháp sinh học. Công nghệ xử lý nước thải ngày
càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học và các biện pháp sinh học cũng đã chứng
minh hiệu quả xử lý triệt để và chi phí cho các biện pháp sinh học thường thấp hơn chi
phí cho các biện pháp xử lý khác. Bên cạnh đó chi phí quản lý cũng thấp do việc quản
lý đơn giản hơn. Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học đáp ứng mục đích đưa dòng
thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất, chất thải được xử lý và phân hủy theo
chu trình sinh học tự nhiên.
Bảng 3.2: So sánh một số công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
STT Phƣơng
pháp Ƣu điểm Nhƣợc điểm
1 Aeroten kéo
dài
- Có thể xử lý được nhiều loại nước
thải.
- Chi phí đầu tư ban đầu trung bình
- Xử lý với vận tốc chậm
- Tải trọng thấp;
- Diện tích chiếm đất cao;
- Chi phí năng lượng khá cao
- Công nghệ hở, phải có
khoảng cách an toàn (>150 -
200 m đến khu vực nhà ở của
dân và khu làm việc)
2
Mương oxy
hóa (Bio
Ditch)
- Chi phí vận hành thấp
- Xử lý ổn định
- Xử lý N, P và BOD, COD tốt hơn
hẳn Aerotank do tích hợp cả 3 quá trình
kị, hiếu khí và thiếu khí
- Chi phí xây dựng hệ thống thấp hơn
các công nghệ khác
- Chỉ thích hợp cho lưu lượng
lớn (trên 5.000 m3/day)
- Cần diện tích lớn
- Gây mùi nên chỉ hợp với
khu xa dân cư
14
STT Phƣơng
pháp Ƣu điểm Nhƣợc điểm
3
SBR
(Sequencing
Batch
Reactor)
- Linh động có thể xử lý nhiều loại
nước thải khác nhau với nhiều thành
phần và tải trọng.
- TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử nitrat,
khử photpho, nitrat hóa cao
- Quá trình kết bông tốt do không có hệ
thống gạt bùn cơ khí
- Ít tốn diện tích.
- Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên
hiệu quả lắng cao.
- Có khả năng nâng cấp hệ thống
- Do hệ thống hoạt động theo
mẻ, nên cần phải có nhiều
thiết bị hoạt động đồng thời
với nhau.
- Công suất xử lý thấp (do
hoạt động theo mẻ)
- Người vận hành phải có kỹ
thuật cao
4
Lọc sinh
học có lớp
vật liệu
không ngập
trong nước
- Rút ngắn được thời gian xử lý
- Giảm việc trông coi
- Tiết kiệm năng lượng, không khí được
cấp trong hầu hết thời gian lọc làm việc
bằng cách lưu thông tự nhiên từ cửa
thông gió đi vào qua lớp vật liệu
- Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn
với cùng một tải lượng khối
- Dễ bị tắc nghẽn
- Rất nhạy cảm với nhiệt độ
- Khó kiểm soát mùi
- Chiều cao hạn chế
- Bùn dư không ổn định
5
Lọc sinh
học với lớp
vật liệu
ngập trong
nước
- Chiếm ít diện tích vì không cần bể
lắng trong.
- Không cần phải rửa lọc.
- Phù hợp với nước thải pha loãng.
- Đưa vào hoạt động rất nhanh, ngay cả
sau 1 thời gian dừng làm việc kéo dài.
- Có cấu trúc modun và dễ dàng tự
động hoá
- Làm tăng tổn thất tải lượng,
giảm lượng nước thu hồi.
- Tổn thất khí cấp cho quá
trình, vì phải tăng lưu lượng
khí không chỉ đáp ứng cho
nhu cầu của VSV mà còn cho
nhu cầu cho thuỷ lực
- Phun khí mạnh tạo nên dòng
chuyển động xoáy làm giảm
khả năng giữ huyền phù
15
STT Phƣơng
pháp Ƣu điểm Nhƣợc điểm
6 AAO
- Tốc độ xử lý cao
- Diện tích thiết bị thu nhỏ từ 8 - 10 lần
so với phương pháp Aeroten kéo dài.
- Khử được gần hết các chất ô nhiễm
hữu cơ kể cả nitơ, phốt pho.
- Hiệu quả, phí vận hành thấp
- Thiết bị kín, ít gây mùi
- Bùn ít, khâu xử lý bùn không phải đầu
tư lớn
- Đòi hỏi được đào tạo kỹ
thuật kỹ càng để vận hành
đúng.
- Vẫn cần chi phí để khử
trùng nước thải.
Để xử lý triệt để ô nhiễm sông Tô Lịch và nước thải ra đạt QCVN 14:2008 (mức
A) thì công nghệ được lựa chọn cho phép đưa ra giải pháp tổng hợp với mặt bằng phù
hợp với mặt bằng hiện trạng và đáp ứng được quy hoạch phát triển, có chi phí đầu tư và
chi phí vận hành phù hợp với nguồn đầu tư và ngân sách hoạt động của thành phố.
Chủng loại vật tư, thiết bị trong dây chuyền công nghệ phải là loại phổ thông để thuận
tiện cho việc cung cấp cũng như bảo dưỡng và thay thế sau này.
Trong nươc thai , nitơ va photpho cung BOD la cac chât dinh dương cho vi sinh
vât xây dưng tê bao va cung vơi nguôn cacbon la CO 2 là thức ăn thích hợp cho các loại
tảo hoặc thực vật thủy sinh khác (như beo tâm, bèo cái, bèo tây, rau muông…). Sau xư
lý sinh học , tông nitơ va lương photpho se giam xuông . Nhưng nêu trong nươc thai co
hàm lượng N > 30 - 60mg/l va ham lương P tư 4 – 8 mg/l se la môi trương qua giau
dinh dương (phú dưỡng) rât thich hơp cho rêu tao va thưc vât thuy sinh phat triên . Vây
khi con lai ham lương N va P qua ngương cho phep chi cân xư ly bô sung . Để xử lý
triệt để nước thải tại sông Tô Lịch cần sử dụng phương phap yếm khi , thiêu khi va hiếu
khí (AAO).
Do hệ thống thu gom nước thải và nước mưa trong khu vực vẫn chưa được tách
riêng nên phải cải tạo phân tách riêng biệt hệ thống thu gom nước thải theo lộ trình từng
bước. Để cải thiện tình trạng ô nhiễm cấp bách hiện nay thì sẽ xây dựng hệ thống hào
thu nước bố trí dọc theo hai bờ sông để thu gom nước rồi được bơm về trạm xử lý tập
16
trung. Giai đoạn đầu, trong mùa khô thì chỉ phải xử lý nước thải nhưng vào mùa mưa sẽ
phải xử lý một phần nước mưa đợt đầu và xả một phần nước mưa pha loãng nước thải
vào sông. Giai đoạn tiếp theo cần nghiên cứu xây dựng các cống bao, cải tạo dần hệ
thống để tách riêng nước mưa và nước thải. Các trạm được đặt phía đầu nguồn để cung
cấp nước sạch sau xử lý trở lại sông tránh tình trạng khô kiệt vào mùa khô.
Dựa vào kết quả tính toán chi phí kinh tế kỹ thuật tính toán các cụm xử lý nước
thải tập trung trên sông Tô Lịch đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến Cầu Mới – Ngã Tư Sở
bao gồm các vị trí sau:
+ Trạm xử lý 1: Xử lý nước thải thu gom tư công Bươi , công Vi, kênh Nghĩa Đô
và các cửa xả nằm trong đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến Cầu Cót với công suất 65.000
m3/ngày đêm.
+ Trạm xử lý 2: Xử lý nước thải thu gom tư cac c ửa công nươc thai từ khu vực
gần Cầu Cót đến Cầu Mới Ngã Tư Sở với công suất 90.000 m3/ ngày đêm.
Việc tính toán chi phí đầu tư và vận hành trạm xử lý nước thải được căn cứ vào
các chỉ tiêu liên quan tới công suất xử lý, công nghệ sử dụng và các yếu tố về kinh tế,
xã hội của địa phương.
Tính toán chi phí đầu tư và vận hành 2 trạm xử lý tập trung được thực hiện bằng
mô hình toán của Trung tâm chuyển giao công nghệ Nước sạch và môi trường (CTC)
thuôc Viên Hoa hoc cac hơp chât thiên nhiên.
Sử dụng công nghệ xử lý nước thải AAO là công nghệ tích hợp 3 quá trình A-
Anarobic (yếm khí), A- Anoxic (thiếu khí), O- Oxic (hiếu khí). Đối với nước thải của
sông Tô Lịch thì quá trình yếm khí được thực hiện ở các bể septic trong các tòa nhà
(theo quy chuẩn xây dựng hiện nay). Do đó trạm xử lý nước thải tập trung quy hoạch
cho sông Tô Lịch chỉ tập trung xử lý theo 2 quá trình AO (Anoxic-Oxic), sau quá trình
tính toán ta có các thông số về suất đầu tư và chi phí vận hành 2 trạm xử lý như sau:
17
Hình 3.1: Vị trí quy hoạch hệ thống thu gom và xử lý nước thải
18
Sơ đồ 3.4: Công nghệ xử lý nước thải tập trung sông Tô Lich
đoan tư cống Bưởi - Hoàng Quốc Việt đến cầu Mới - Ngã Tư Sở (Công suât 65.000 - 90.000 m3/ngđ)
Nén
bùn
Hóa chất
Sân phơi bùn
Bùn khô
Chất thải rắn
Nước thải
Hóa chất
Cống
thải ra
sông
Lăng
cát
Tách
rác
Bơm
Tiệt
trùng
Trong đó:
A – Anoxic (Thiếu khí)
O – Oxic (Hiếu khí)
Bùn lắng
A O
Chất thải
rắn
Làm
khô bùn
Bùn lắng
A O
19
Bảng 3.10: Các chỉ tiêu ô nhiễm qua các bậc xử lý AO
Trạm Bâc xƣ ly BOD
(ppm)
COD
(ppm)
T-N
(ppm)
T-P
(ppm)
SS
(ppm)
Trạm 1
Ban đâu 188 200 47,8 5 275
Xư ly bâc 1 48,99 52,12 12,84 0.86 71,14
Xư ly bâc 2 12,47 13,27 5,14 0.22 24,91
Trạm 2
Ban đâu 130 162 42 5 63
Xư ly bâc 1 33,88 42,34 11,28 0.86 16,3
Xư ly bâc 2 8,62 10,78 4,52 0.22 5,71
* Cac biên phap tông hơp ngăn ngưa ô nhiêm
Ưng với mỗi hệ thống nước mặt , điêu quan trong đê khăc phuc ô nhiêm
không chi dưng lai ơ viêc ngăn chăn cac nguôn xa thai, xư ly nươc thải tập trung, mà
ngoài ra điều quan trọng là phải kiêm soat chăt che viêc xa thai ra nguôn va nâng cao
đươc kha năng tư lam sach cua hê thông sông.
Sơ đồ 3.5: Sơ đô tông hơp cac biên phap ky thuât bao vê nguôn nươc sông Tô Lich
Cac biện phap ky thuât bảo vệ nguôn nƣớc
Tăng cƣơng kha năng tƣ lam sach
cua nguôn nƣớc
+ Giảm lượng thải (các chất ô
nhiễm) vào sông.
+ Nước sach sau xử lý cung cấp trở
lại sông.
+ Nạo vét bùn thường xuyên.
+ Phát triển các biện pháp sinh học
tự làm sạch khác.
Hạn chê xả chât thải vao sông hô
+ Quy hoach và hoàn thiện cac hê
thông công thu gom (bao gồm hệ thống
từ nhà ra sông) và xả nước thải.
+ Quy hoạch xây dưng cac tram xư
lý nước thải tập trung.
+ Tái sử dụng nước thải đã xử lý.
+ Sản xuất bằng công nghệ sạch và
công nghê it chât thai.
+ Nâng cao ý thức giữ gìn vệ sinh
môi trường và cảnh quan đô thị.
20
KÊT LUÂN
Sông Tô Lịch là sông lớn nhất trong bốn con sông nội đô làm nhiệm vụ tiêu
thoát nước thải chính của thành phố Hà Nội. Hai bên bờ sông được thành phố cải tạo
kè bờ, tuy nhiên nước sông vẫn bị ô nhiễm cơ nghiêm trọng thể hiện ở sự tăng quá
cao nồng độ COD, BOD5, lượng Amoni,… và hàm lượng rất thấp oxy hòa tan
(thường dưới 1mg/l) gây khó khăn cho quá trình tự làm sạch của nước sông,
Coliform đều vượt mức cho phép có nơi gấp hàng nghìn lần. Lượng kim loại nặng
cũng khá lớn nhưng chủ yếu tập trung ở trong bùn thải nên hàm lượng trong nước
vẫn đang nằm trong ngưỡng chịu tải. Hiện trạng môi trường sông Tô Lịch là đáng
báo động nó cho thấy hệ thống cơ sở hạ tầng của thành phố Hà Nội như vậy là chưa
tương xứng với sự phát triển của thành phố.
Các mô hình toán học được xây dựng cho phép miêu tả sự phụ thuộc các
thông số ô nhiễm với nhau theo một số quy luật đặc trưng cho sông Tô Lịch để thiêt
lâp cơ sơ khoa hoc cho viêc dư bao lương phat thai ra hê thông sông tư đo ap dung
tính toán được dây chuyền công nghệ xử lý ô nhiễm cũng như tính toán được chi phí
đâu tư vân hanh tram XLNT tâp trung dưa trên môt sô chi tiêu kinh tê - kỹ thuật.
Để giải quyết được vấn đề giảm thiểu ô nhiễm cho các sông nội đô trong đó
có sông Tô Lịch, phải thực hiện một cách đồng bộ các giải pháp khoa học kỹ thuật
cũng như kinh tế xã hội.
Đối với đoạn đầu sông Tô Lịch thì cần thiết xây dựng hai trạm xử lý nước
thải tập trung. Trạm xử lý đặt tại đầu đường Hoàng Quốc Việt với công suất 65.000
m3/ngày đêm, tập trung xử lý nước thải thu gom tư công Bươi , công Vi , công Nghia
Đô va cac cưa xa năm trong đoan tư Hoang Quôc Viêt đên cầu Cót cho các khu vực
Phương Nghia Tân , phương Nghia Đô , phương Dich Vong , Mai Dich , Quan Hoa
(quân Câu Giây ), môt phân Quân Tây Hô , quân Ba Đinh , một phần quận Đống Đa
với công suất. Trạm xử lý 2 đặt tại khu vực làng Cót với công suất 90.000 m3/ ngày
đêm, xử lý nước thải thu gom tư cac cua công thoat nươc thai phương Trung Hoa va
Yên Hoa Quân Câu Giây, môt phân Quân Thanh Xuân, 1 phân quân Đông Đa.
Thành phố cần đẩy nhanh tiến độ thực hiện các công trình vệ sinh môi trường.
Cải cách thủ tục hành chính, quy hoạch và dành thêm quỹ đất cho các doanh nghiệp
21
gây ô nhiễm di dời khỏi khu dân cư. Các ngành chức năng tăng cường công tác
thanh tra, kiểm soát, giám sát, nhắc nhở các đơn vị thực hiện nghiêm Luật Bảo vệ
môi trường. Chỉ khi nào các đơn vị sản xuất kinh doanh vận hành hệ thống xử lý
nước thải, mới được phép hoạt động sản xuất. Kiên quyết xử lý những đơn vị vi
phạm, bắt ngừng hoạt động, rút giấy phép kinh doanh những đơn vị doanh nghiệp cố
tình vi phạm, hoặc tái phạm nhiều lần, gây hậu quả ô nhiễm nghiêm trọng.
Ðối với cộng đồng dân cư cần tuyên truyền, vận động nhân dân tại các khu
phố, tổ dân phố nêu cao ý thức cộng đồng, cùng tham gia bảo vệ môi trường, góp
phần làm cho thành phố ngày càng xanh, sạch, đẹp, văn minh; trong trường hợp vi
phạm quy định về xả thải thì cần phải xử phạt hành chính thích đáng đối với những
hành vi vi phạm.
Vơi viêc thưc hiên đông bô cac biên phap bao vê môi trương , chăc chăn
trong thơi gian sơm nhât, sông Tô Lich va cac sông nôi đô Ha Nôi se đươc tra vê giá
trị vốn có của nó. Khi đó, mọi người cũng sẽ có ý thức trách nhiệm hơn với dòng
sông và môi trường sống xung quanh.
References
1. Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Phốt pho, NXB Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ.
2. Phạm Ngọc Đăng (2010), Biến đổi môi trường trong quá trình đô thị hóa thủ đô
Hà Nội - Hội Thảo Khoa học Quốc Tế kỷ niệm 1000 năm Thăng long Hà Nội
phát triển bền vững thủ đô Hà Nội văn hiến, anh hùng, vì hòa bình.
3. Nguyễn Xuân Nguyên (2003), Nước thải và công nghệ xử lý nước thải , NXB
Khoa học kỹ thuật Hà Nôi.
4. Nguyễn Xuân Nguyên (2003), Xử lý nước thải công nghiệp, Trung tâm khoa học
tự nhiên và công nghệ quốc gia Hà Nội.
5. Nguyễn Xuân Nguyên, Ngô Kim Chi (2003), Giáo trình công nghệ xử lý nước
thải sinh hoạt và công nghiệp, Trung tâm tư vấn, chuyển giao công nghệ nước
sạch và vệ sinh môi trương - Ban chỉ đạo quốc gia về công nghệ nước sạch và vệ
sinh môi trường, Hà Nội.
22
6. Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2003), Lý thuyết và mô hình hóa quá
trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà
Nội.
7. Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Đức Hạ (2004), Chất lượng nước sông hồ và bảo vệ
môi trường nước, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
8. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo Trình xử lý công nghệ nước thải,
NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
9. Công ty cấp thoát nước Hà Nội (1997), Điều tra và xây dựng phương án xử lý ô
nhiễm môi trường hệ thống sông Tô Lịch, Hà Nội.
10. JICA (2007), Chương trình phát triển đô thị tổng thể thủ đô Hà Nội (HAIDEP),
Quyển 1: Quy hoạch tổng thể.
11. VESDI (2008), Dự án Sử dụng hợp lý nước sông Tô Lịch và nâng cao điều kiện
vệ sinh môi trường các thôn ven sông, Hà Nội.
12. Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện KH & CN Việt Nam (2004) Nghiên
cứu chất lượng nước hệ thống sông Nhuệ và sông Tô Lịch, BCTK Dự án Việt -
Pháp, Hà Nội.
13. Viện Địa lý (2005), đề tài “Xây dựng cơ sở khoa học cho giải pháp bổ sung nước
mặt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước các sông ở Hà Nội”.
14. Đại học Quốc Gia Hà Nội, Giáo trình xác suất thống kê, NXB Đai hoc Quôc gia
Hà Nội.
15. Cục thống kê, Niên giam thông kê Ha Nôi, NXB thống kê Hà Nội.
16. Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam, Luât Bao vê môi trường được thông qua
29-11-2005) và có hiệu lực thi hành từ ngày 01-07-2006;
17. Thủ tướng Chính phủ, Nghị định số 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2003
của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; Nghị định
04/2007/NĐ –CP ngày 08 tháng 01 năm 2007 của Chính phủ về việc sửa đổi bổ
sung một số điều của nghị định 67/2003 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm
2003 của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải;
18. Bộ Tài Chính - Bộ Tài Nguyên Môi trường, Thông tư liên tịch số
125/2003/TTLT- BTC-BTNMT ngày 18 tháng 3 năm 2003 về việc hướng dẫn
thực hiện nghị định số 67/2003/NĐ-CP; Thông tư liên tịch số 106/2007/TTLT-
23
BTC-BTNMT ngày 06 tháng 9 năm 2007 về việc sửa đổi bổ sung Thông tư liên
tịch số 125/2003/TTLT-BTC-BTNMT.
19. Bộ Tài nguyên và Môi trường, QCVN 08:2008 - Quy chuân ky thuât quôc gia vê
chât lương nươc măt;
20. Bộ Tài nguyên và Môi trường, QCVN 14:2008 - Quy chuân ky thuât quôc gia vê
nươc thai sinh hoat;
21. Bộ Xây dựng, TCXD 188:1996- Tiêu chuẩn xả thải đối với nước thải đô thị.
22. http://www.tolichriver.net
23. http://wikimapia.org/#lat=21.0157545&lon=105.8404728&z=13&l=38&m=s
24. Hammer Mark J (1996), Water & Wastewater Technology, Prentice Hall, New
Jersey.
25. Ramalho R.S, Introduction to Wastewater Treatment Processes, Laval
University Quebec Canada.