Đề tài Đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp cải tiến hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tại trạm xử lý bình hưng hoà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HTXLNT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TẠI TRẠM XỬ LÝ BÌNH HƯNG HOÀ Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện : HUỲNH CÔNG DANH MSSV : 0811110010 Lớp : 08CSH TP. Hồ Chí Minh, năm 2011 iv LỜI CAM ĐOAN Là sinh viên năm cuối của trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, nay được vinh dự làm bài Khóa Luận Tốt Nghiệp để hoàn tất chương trình học của mình và ra trường. Em rất tự hào khi mình là người được thực hiện bài khóa luận này, do đó em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện tốt bài khóa luận này, em xin cam đoan không sao chép nội dung bài khóa luận của người khác dưới bất kỳ hình thức nào. Những số liệu và nội dung trong bài làm này đều được cho phép thu thập một cách trung thực. Vì những lý do trên, em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện đúng với những gì đã cam đoan như trên, thực hiện đúng và không có bất cứ sai phạm gì. Sinh viên thực hiện : Huỳnh Công Danh iv MỤC LỤC Nhận xét của giáo viên hướng dẩn Lời cảm ơn ....................................................................................................................... i Lời cam đoan................................................................................................................... ii Mục lục .......................................................................................................................... iii Danh mục các bảng ........................................................................................................ vi Danh mục các hình ........................................................................................................ vii Tài liệu tham khảo........................................................................................................ viii CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 3 1.3 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 3 1.3.1 Sơ đồ nghiên cứu ........................................................................................ 3 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực tế .......................................................................... 4 1.4 Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 4 1.5 Giới hạn nghiên cứu ........................................................................................ 4 iv CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TẠI VIỆT NAM VÀ TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH HƯNG HOÀ 2.1 Tổng quan về một số nhà máy xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tại Việt Nam ........................................................................................ 5 2.1.1 Nhà máy xử lý nước thải thành phố Đà Lạt .......................................................... 6 2.1.1.1 Giới thiệu ........................................................................................ 6 2.1.1.2 Quy mô ........................................................................................ 7 2.1.1.1 Quy trình xử lý ........................................................................................ 7 2.1.2 Hệ thống XLNT tại CTy TNHH Furukawa......................................................... 10 2.1.2.1 Tóm tắt ...................................................................................... 10 2.1.2.2 Giới thiệu ...................................................................................... 10 2.1.2.3 Vật liệu và phương pháp .................................................................................... 12 2.2 Tổng quan về nhà máy XLNT Bình Hưng Hoà ................................................... 15 2.2.1 Giới thiệu về hệ thống XLNT............................................................................... 15 2.2.1.1 Giới thiệu ...................................................................................... 15 2.2.1.2 Mục tiêu ...................................................................................... 16 2.2.1.3 Mô tả quy trình vận hành của các hồ xử lý......................................................... 17 2.2.1.4 Sơ đồ bố trí mặt bằng trạm xử lý nước thải Bình Bưng Hoà............................... 19 2.2.1.5 An toàn lao động, PCCC.................................................................................... 20 2.2. Quá trình vận hành nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng Hoà ............................ 23 2.2.2.1 Đặc trưng của dòng ...................................................................................... 23 2.2.2.2 Quy trình công nghệ xử lý nước thải .................................................................. 30 2.2.2.2 Nhiệm vụ, cấu tạo, vận hành công trình ............................................................. 34 iv CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1 Các thông số môi trường sử dụng trong đánh gíá................................................ 46 3.2 Phương pháp thu mẫu ........................................................................................... 51 3.3 Phương pháp phân tích mẫu ................................................................................. 54 3.4 Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................... 55 CHƯƠNG 4 : ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ VÀ TÌM HIỂU SỰ CỐ 4.1 Hiệu quả xử lý của trạm ........................................................................................ 56 4.2 Kinh tế.................................................................................................................... 64 4.3 Các sự cố trong hệ thống xử lý nước thải ............................................................. 65 4.3.1 Những sự cố trong hồ hoàn thiện........................................................................ 65 4.3.2 Sự cố vận hành trong hồ sục khí ......................................................................... 68 CHƯƠNG 5 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN VÀ KHẮC PHỤC SỰ CỐ 5.1 Phương pháp cải tiến và khắc phục sự cố trong hồ hoàn thiện ........................... 69 5.2 Phương pháp khắc phục sự cố trong hồ sục khí................................................... 75 5.3 Giải pháp khẩn cấp trong trường hợp bơm bị hư................................................ 76 CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận .................................................................................................................. 77 6.2 Kiến nghị ................................................................................................................ 78 6.2.1 Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm ................................................................ 78 6.2.2 Đề xuất kế hoạch giám sát................................................................................... 78 6.2.3 Đề xuất về trang thiết bị của trạm xử lý Bình Hưng Hoà ................................... 79 iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thống kê số liệu nồng độ các chất gây ô nhiễm ở đầu vào trạm xử lý nước thải ............................................................................................................................. 2-23 Bảng 2.2 Nước thải sinh hoạt và dịch vụ .................................................................... 2-25 Bảng 2.3 Nồng độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt .......................................................... 2-26 Bảng 2.4 Tải trọng nước thải dựa vào số lượng dân cư .............................................. 2-27 Bảng 2.5 Tính toán tải trọng hàng ngày dựa vào lưu lượng nước đầu vào tai trạm xử lý 26000m3/ngày ........................................................................................................ 2-28 Bảng 2.6 Thành phần các chất gây ô nhiễm................................................................ 2-29 Bảng 3.1 Phân loại mức độ ảnh hưởng của từng thông số .......................................... 3-50 Bảng 3.2 Danh sách các hạng mục công trình được thu mẫu lấy số liệu ..................... 3-51 Bảng 3.3 Thời gian lấy mẫu đo thong số ở từng hạng mục công trình xử lý ............... 3-51 Bảng 4.1 QCVN 14 : 2008/BTNMT .......................................................................... 4-56 Bảng 4.2 Kết quả số liệu nhiệt độ của các hạng mục công trình ................................. 4-58 Bảng 4.3 Kết quả số liệu pH của các hạng mục công trình ......................................... 4-59 Bảng 4.4 Kết quả số liệu BOD của các hạng mục công trình...................................... 4-60 Bảng 4.5 Kết quả số liệu TSS của các hạng mục công trình ....................................... 4-61 Bảng 4.6 Kết quả số liệu N-NH4 của các hạng mục công trình ................................... 4-62 Bảng 4.7 Kết quả số liệu PO43- của các hạng mục công trình...................................... 4-63 Bảng 4.8 Chi phí đầu tư xây dựng trạm ...................................................................... 4-64 Bảng 4.9 Năng lượng tiêu thụ trong tháng.................................................................. 4-64 iv DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ nghiên cứu ..................................................................................... 1-3 Hình 2.1 Quy trình xử lý của nhà máy XLNT TP Đà Lạt ............................................. 2-7 Hình 2.2 Các công trình xử lý của nhà máy XLNT TP Đà Lạt ..................................... 2-9 Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ XLNT của CTy TNHH Furukawa .................................... 2-14 Hình 2.4 Quy trình vận hành của các hồ xử lý............................................................ 2-17 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí mặt bằng tổng thể trạm XLNT Bình Hưng Hoà........................ 2-19 Hình 2.6 Cửa chia dòng sau mương lắng cát (vận hành song song)............................ 2-30 Hình 2.7 Sơ đồ XLNT vận hành song song………. ................................................... 2-31 Hình 2.8 Cửa chia dòng sau mương lắng cát (vận hành nối tiếp)................................ 2-32 Hình 2.9 Sơ đồ XLNT vận hành nối tiếp………. ....................................................... 2-33 Hình 2.10 Trạm bơm lấy nước từ kênh Đen vào trạm................................................. 2-34 Hình 2.11 Hệ thống điều khiển tại trạm bơm.............................................................. 2-34 Hình 2.12 Nước từ trạm bơm sẽ qua song chắn kênh lắng cát.rác trước khi vào......... 2-36 Hình 2.13 Quá trình lắng và thu gom cát tại kênh lắng cát và vít tải cát ..................... 2-36 Hình 2.14 Cửa chia dòng ................................................................................... 2-37 Hình 2.15 Máng Venturi ................................................................................... 2-39 Hình 2.16 Hồ sục khí A1 và A2 ................................................................................. 2-41 Hình 2.17 Lấy mẫu nước tại hồ sục khí A1, A2 và Tủ điều khiển hệ thống sục khí .... 2-41 Hình 2.18 Hồ lắng S1 và S2 ................................................................................... 2-42 Hình 2.19 Lấy mẫu tại cá hồ hoàn thiện M11, M21, M12, M22, M13, M23 .............. 2-43 Hình 2.20 Máng tràn Cipolletti tại đầu ra của Trạm. .................................................. 2-45 Hình 3.1 Lấy mẫu nước tại các hạng muc của Trạm................................................... 3-53 Hình 3.2 Đo nhanh và ghi nhanh số liệu..................................................................... 3-54 Hình 3.3 Máy đo pH, EC, DO ................................................................................... 3-54 Hình 3.4 Mẫu sẽ được cho vào chai nhựa để đem về PTN……………. ..................... 3-55 iv TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN Trải qua ba năm học dưới mái trường đại học kỹ thuật công nghệ, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, nay đã hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp. Nhờ trong quá trình làm bài khóa luận, mà em đã học được nhiều kiến thức mà trước đó em chưa hề biết. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô khoa Môi trường và công nghệ sinh học, đã giúp đỡ em tận tình trong ba năm học vừa qua để hoàn thành khóa học. Em xin cám ơn giáo viên hướng dẩn đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm bài khóa luận tốt nghiệp. Một điều không thể thiếu, đó chính là gia đình, cha mẹ đã động viên em, giúp em có thêm tinh thần, vượt qua được khó khăn về tinh thần, cũng như về vật chất. Nhờ vậy, mà em có thể hoàn thành khóa học và hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này. Ngoài thầy cô và gia đình ra, một điều quan trọng không thể thiếu, đó chính là tập thể các bạn lớp 08CSH trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ. Chính nhờ các bạn, giúp đỡ động viên rất nhiều trong quá trình học tập, cũng như trong đời sống. Em xin chân thành cám ơn!!! TP.HCM, ngày 4 tháng 7 năm 2011 Sinh viên Huỳnh Công Danh Khoá Luận Tốt Nghiệp SVTH: Huỳnh Công Danh Page 1 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ý thức được sự tác động của việc phát triển kinh tế xã hội đến môi trường tự nhiên. Do đó, vào năm 1992, Luật Bào Vệ Môi Trường đã được Quốc Hội thông qua nhằm giữ cho môi trường trong lành, sạch đẹp; phòng ngừa, hạn chế tác động xấu đối với môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên; bảo vệ đa dạng sinh học. Tuy nhiên, do những năm đầu của thập niên 90, đất nước chúng ta tiến hành công nghiệp hoá và hiện đại hoá với quy mô lớn và toàn diện nên việc bảo vệ môi trường cũng chủ yếu tập trung xử lý những chất thải do ngành công nghiệp sản xuất thải ra mà thiếu quan tâm đến việc xử lý các chất thải do hoạt động sống con người tạo nên. Chính vì thế, sau gần 20 năm Luật Bào Vệ Môi Trường ra đời, vấn đề ô nhiễm ở các cụm khu công nghiệp tập trung đa phần được xử lý rất hiệu quả còn việc quản lý môi trường ở các khu dân cư thì ngày càng trở nên nan giải do thiếu đầu tư và quy hoạch từ ban đầu. Mà điển hình cho những vấn đề nan giải ấy, chính là sự ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt trên hệ thống sông ngòi, kênh rạch… đặc biệt là ở thành phố lớn. “Quá trình đô thị hoá tại VN diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại VN như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị ngày càng phình ra tại VN, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại VN vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày”, ông Matsuzawa nhận định.[1] Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính Khoá Luận Tốt Nghiệp SVTH: Huỳnh Công Danh Page 2 gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý. [1] Với tình hình đó, Chính Phủ Việt Nam đã hợp tác cùng Chính Phủ Bỉ thiết kế và xây dựng nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng Hoà nằm trên địa bàn ấp 3, 4, 5 Phường Bình Hưng Hoà A, Quận Bình Tân, TP.HCM.(bắt đầu vận hành tháng 12/2005) Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng Hòa là nhà máy xử lý nước thải sử dụng công nghệ hồ sinh học cho kênh nước Đen của TP.HCM. Nhà máy được xây dựng trong khuôn khổ dự án “cải thiện vệ sinh và nâng câp đô thị lưu vực kênh Tân Hoá Lò Gốm”. Trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hoà toạ lạc tại phía Đông Bắc TP.HCM, chạy dọc trên địa bàn 2 quận Tân Phú và Bình Tân là Kênh Đen. Kênh Đen chảy từ đông sang tây qua quận Tân Bình và Bình Chánh, khởi từ đường Độc Lập và kết thúc ở kênh 19-5. Đoạn chính của kênh dài 4.045km. Tuyến kênh có vùng hồi quy là 785ha. Vùng này nằm trong biên giới Hương lộ 2, Hương lộ 14, đường Âu Cơ, đường Tân Kỳ Tân Quý và phía đông nam là tỉnh Bình Hưng Hoà.Vì là con kênh xen giữa khu dân cư nên Kênh Đen chính là nơi tiếp nhận lưu vực thoát nước gần 785ha. Hiện tại tiếp nhận nước thải sinh hoạt của 120.000 Người và sẽ tăng lên 200.000 Người vào năm 2020. Ngoài ra chúng ta không biết có bao nhiêu thể tích nước thải công nghiệp không được xử lý thải vào kênh. Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm trọng. [1] Khoá Luận Tốt Nghiệp SVTH: Huỳnh Công Danh Page 3 Chính vì những điều ấy em quyết định chọn đề tài : “Đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp cải tiến HTXLNT bằng phương pháp sinh học tại trạm xử lý Bình Hưng Hoà”. Với đề tài này, em hy vọng có thể góp phần nào đó vào việc bảo vệ môi trường nước ở kênh Đen, đồng thời cũng giúp em tích luỹ thêm kiến thức để sau này có thể ứng dụng vào việc xử lý nước thải sinh hoạt ở địa phương em là tỉnh Đồng Tháp (là 1 tỉnh cũng có hệ thống sông ngòi chằng chịt và đang trong giai đoạn đẩy mạnh phát triển công nghiệp) 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Dựa vào những kiến thức về xử lý nước thải tích luỹ từ nhà trường trên cơ sở đó có thể so sánh với hệ thống xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hoà. Từ đó có thể đề xuất giải pháp quản lý cho trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hoà. 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Sơ đồ nghiên cứu Hình 1.1 Sơ đồ nghiên cứu Tìm hiểu quy trình công nghệ xử lý nước thải tại trạm xử lý nước thải Binh Hưng Hoà Tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoc điển hình ở Việt Nam Đề xuất các giải pháp cải tiến Khoá Luận Tốt Nghiệp SVTH: Huỳnh Công Danh Page 4 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực tế Để thực hiện được khoá luận tốt nghiệp, em đã sử dụng một số phương pháp sau:  Phương pháp tổng hợp tài liệu.  Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu.  Phương pháp so sánh đánh giá.  Phương pháp xử lý số liệu. 1.4 Đối tượng nghiên cứu Trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hoà. 1.5 Giới hạn  Thời gian : 7 tuần.  Không gian : Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng Hoà nằm trên địa bàn ấp 3, 4, 5 Phường Bình Hưng Hoà A, Quận Bình Tân, TP.HCM.  Nội dung : Tìm hiểu nguyên lý vận hành của hệ thống xử lý nước thải và các chỉ tiệu phân tích của trạm xử lý nước thải Bình Hưng Hoà. Qua đó đánh giá hiệu quả, phân tích sự cố, những vấn đề tồn tại của hệ thống để từ đó đề xuất các giải pháp cải tiến. Khoá Luận Tốt Nghiệp SVTH: Huỳnh Công Danh Page 5 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TẠI VIỆT NAM VÀ TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH HƯNG HOÀ 2.1 Tổng quan về một số nhà máy xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tại Việt Nam Nước thải sinh hoạt là một vấn đề quan trọng cho những thành phố lớn và đông dân cư, nhất là đối với các quốc gia đã phát triển. Riêng đối với các quốc gia còn trong tình trạng đang phát triển, vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình trạng thô sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẳng, Cần Thơ v.v…, việc giải quyết và xử lý nước thải này hầu như không thể thực hiện được. Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy thẳng vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai