Đề tài Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nước thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp

ho giếng hoạt động bình th−ờng, n−ớc thải phải đ−ợc xử lý bằng ph−ơng pháp lắng trong bể tự hoại hoặc bể lắng hai vỏ. Giếng thấm cũng chỉ đ−ợc sử Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 70 dụng khi mực n−ớc ngầm trong đất sâu hơn 1,5 m để đảm bảo đ−ợc hiệu quả thấm lọc cũng nh− không gây ô nhiễm n−ớc d−ới đất. Các loại đất phải dễ thấm n−ớc, từ 34 l/m2.ngày đến 208 l/m2.ngày. Giếng thấm đ−ợc lót sỏi, đá dăm... cỡ nhỏ dần từ d−ới lên. Lớp trên cùng đ−ợc đổ bằng cát mịn và đ−ợc chống xói n−ớc bằng tấm chắn. Để tăng khả năng thấm n−ớc của giếng, bên ngoài giếng đổ thêm sỏi. Việc thông thoáng đ−ợc thực hiện qua ống thoát n−ớc hoặc dùng ống thông hơi riêng . g. Bè trồng thực vật n−ớc nổi: N−ớc thải sau khi xử lý ở các công trình theo mô hình xử lý n−ớc thải bậc 1 và bậc 2, nh− đã trình bày ở phần tr−ớc sẽ xả vào đoạn sông Tiêu T−ơng đã cải tạo, trên đó ghép bè trồng quần thể thực vật nổi và cây lau - sậy hoặc bèo và các loại thực vật thủy sinh có sẵn ở địa ph−ơng, có khả năng sống trong môi tr−ờng n−ớc ô nhiễm và làm sạch n−ớc. Sự cộng sinh của các loại thực vật khác nhau có thể tạo cảnh quan nh− có hoa màu sắc đẹp, hoa hoặc quả có thể bán làm thức ăn chăn nuôi hoặc làm thực phẩm cho ng−ời. h. Trạm bơm: Khi đ−a n−ớc thải vào công trình xử lý bằng bơm thì tính toán công trình xử lý theo công suất làm việc của máy bơm. L−u l−ợng tính toán để chọn máy bơm hoặc để tính toán công trình xử lý khi đ−a n−ớc vào bằng đ−ờng ống tự chảy (khi trên mạng l−ới không có trạm bơm cục bộ) xác định theo công thức sau: Qmax.h =(Qmax.ng.đ )/ n Trong đó: Qmax.h : - L−u l−ợng giờ lớn nhất; Qmax.ng.đ: - L−u l−ợng ngày lớn nhất; n: - Hệ số lấy nh− sau: . Khi số ng−ời sử dụng trên 3000: n= 14 . Khi số ng−ời sử dụng từ 1500-3000:n= 12 . Khi số ng−ời sử dụng d−ới 1500: n= 10 h. Khử trùng n−ớc thải: Khử trùng n−ớc thải theo các quy định ở Tiêu chuẩn ngành 20TCN51-84. Đối với n−ớc thải của các bệnh viện hoặc n−ớc thải của các công trình khác chứa nhiều vi trùng gây bệnh thì cần thiết phải có thiết bị khử trùng hoàn chỉnh. Đối với n−ớc thải sinh hoạt thì tuỳ theo số l−ợng n−ớc thải và điều kiện cụ thể mà xác định cho thích hợp. III.1.4. So sánh lựa chọn công nghệ xử lý n−ớc thải thôn Lũng Giang - thị trấn Lim Xử lý n−ớc thải bằng một loạt các ao kỵ khí và tuỳ tiện có bất tiện là gây ra mùi khó chịu do sự tạo thành của hợp chất chứa sunphua từ hệ thống ao đó. Trong Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 71 thực tế, những mùi khó chịu này là vấn đề quan trọng vì vị trí của nó có thể đặt ở trong làng hay thôn. Tuy vậy, do yêu cầu kiểm soát ô nhiễm môi tr−ờng nghiêm ngặt hơn tại miệng xả n−ớc thải nên cần phải cải thiện hiệu quả xử lý của trạm xử lý n−ớc thải. Nếu xây nắp đậy kín thì tốn thêm nhiều tiền xây dựng và vận hành sửa chữa. N−ớc thải từ sinh hoạt và chăn nuôi có thể đ−ợc xử lý bằng các ph−ơng pháp nh− phân huỷ kỵ khí, quá trình bùn hoạt tính và hồ sinh ho ̣c để xử lý thành phần ụ nhiễm hữu cơ: - Ph−ơng pháp xử lý sử dụng hồ kỵ khí kết hợp với giai đoạn hiếu khí cuối cùng là ph−ơng pháp đơn giản nhất và giá thành rẻ nhất. Ph−ơng pháp này sử dụng một loạt hồ phân huỷ kỵ khí và hiệu quả khử BOD, COD và chất rắn lơ lửng khá cao. Hiệu quả khử BOD khoảng 85 - 90%. Tuy nhiên, ph−ơng pháp này đòi hỏi diện tích đất rộng rãi, thời gian l−u n−ớc dài (khoảng 15 - 30 ngày) và cũng cần phải xử lý hiếu khí. - Ph−ơng pháp xử lý sử dụng hồ ôxi hoá với giá thành hạ nh−ng cũng cần diện tích đất khá rộng. Nếu diện tích đất sẵn có và rẻ thì hồ tuỳ tiện có thể là giải pháp rẻ nhất của quá trình hiếu khí và cần sử dụng hai cấp bậc hồ. Hiệu quả khử BOD là 80 - 90%. - Nếu sử dụng các đầm, ao hiếu khí thì hiệu quả khử BOD khá hiệu quả (80 - 85%), giảm thời gian l−u n−ớc và giảm diện tích đất sử dụng. Tuy nhiên, ph−ơng pháp này yêu cầu xử lý tr−ớc bằng các ao kỵ khí hoặc kết hợp công trình xử lý sinh học tr−ớc đó. Quá trình lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý n−ớc thải thôn Lũng Giang, các nhà khoa học của Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam và các nhà khoa học của Viện ICIM nh− tr−ởng phòng công nghệ xử lý n−ớc thải Anica Ilisescu và các nhà khoa học TS. Corina Boscornea, TS. Mariana Constantinescu, TS. Aurel Varduca, TS. Tania Zaharia đã có các cuộc trao đổi về các vấn đề liên quan đến công nghệ, thiết bị xử lý n−ớc thải đô thị và công nghiệp. Các nhà khoa học môi tr−ờng của Rumani cũng thống nhất rằng việc lựa chọn công nghệ xử lý n−ớc thải đô thị phụ thuộc vào điều kiện cụ thể và thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế - xã hội của mỗi n−ớc. Qua quá trình nghiên cứu thành phần và tính chất n−ớc thải của thôn Lũng Giang - thị trấn Lim, các nhà khoa học thuộc viện ICIM đã thống nhất với các chuyên gia của Viện Khoa học Thuỷ Lợi Việt Nam là nên lựa chọn công nghệ xử lý n−ớc thải bằng biện pháp sinh học, cụ thể là sử dụng các bể xử lý sinh học (bể tự hoại cải tiến có bổ sung chế phẩm vi sinh) kết hợp với hồ sinh học là phù hợp nhất với tính chất n−ớc thải chủ yếu là sinh hoạt và chăn nuôi trong khu vực vì công trình đảm bảo hiệu quả xử lý n−ớc thải và không yêu cầu máy móc thiết bị, việc quản lý vận hành đơn giản đồng thời cũng phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế của thôn Lũng Giang. Đối với thôn Lũng Giang, địa hình thoát n−ớc phân tán thành nhiều l−u vực nhỏ theo thôn, xóm và có nhiều ao, hồ, đàm và m−ơng sông nên dùng mô hình thoát n−ớc - xử lý n−ớc thải phân tán kết hợp xử lý tập trung theo thôn với công suất nhỏ là phù hợp. Bên cạnh đó tình hình kinh tế xã hội địa ph−ơng ch−a cho phép xây dựng hệ Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 72 thống thoát n−ớc tập trung lớn. Việc xây dựng hệ thống thoát n−ớc và xử lý n−ớc thải cần phân đoạn nên việc áp dụng mô hình phân tán cũng phù hợp về mặt kinh tế - đầu t−. Chi tiết sơ đồ dây truyền công nghệ và ph−ơng án trình bày ở phần tiếp theo. Từ những kinh nghiệm và đề xuất nêu trên, một số mô hình tổ chức thoát n−ớc và xử lý n−ớc thải cùng dây chuyền công nghệ xử lý n−ớc thải thích hợp đề ̀ xuấ́t cho thôn Lũng Giang đ−ợc giới thiệu ở các hình 3.4, 3.5, 3.6 va ̀ 3.7. Các sơ đồ công nghệ này có thể áp dụng thử nghiệm ngay cho thôn Lũng Giang. 1. Sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý n−ớc thải sinh hoạt áp dụng cho quy mô hộ gia đình hoặc một cụm các hộ gia đình: xem hình 3.4, 3.5: Nước thải sinh hoạt, chăn nuụi Hố ga, song chắn rỏc Bể tự hoại với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí (bể cải tiến) Rănh thoát n−ớc sân nhà/ngõ/cụm dân c− Ao/hồ sinh học tùy tiện bậc 1 Ao/hồ sinh học bậc 2, có thả bèo Ra hồ XLNT tập trung của khu vực - t−ới ruộng Hình 3.4: Mô hình XLNT quy mô hộ gia đinh hay nhóm hộ gia đinh (ngõ xóm) cu ̉a thôn Lu ̃ng Giang Tách cặn, rác - ủ trong Biogas hay xử lý cùng rác thải Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 73 Hình 3.5.a Dây chuyền công nghệ xử lý n−ớc thải - Ph−ơng án 1 -Xử lý tập trung Hình 3.5b. Dây chuyền công nghệ xử lý n−ớc thải - ph−ơng án 2 - Xử lý tại chỗ kết hợp xử lý tập trung. T−ới ruộng N−ớc thải sinh hoạt, chăn nuôi các gia đình Bể Biogas Rãnh thoát n−ớc Trạm bơm n−ớc thải Bể lắng 2 vỏ Bể lọc sinh học nhỏ giọt Hồ sinh học tùy tiện Hồ sinh học xử lý bõ ̣c II, thả bèo Ph−ơng án 1 T−ới ruộng N−ớc thải sinh hoạt + chăn nuôi từ các hộ gia đình Bể tự hoại có vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí (bể tự hoại cải tiến) Rãnh thoát n−ớc Hồ sinh học hiếu khí Hồ sinh học xử lý triệt để, thả bèo, tưới ruộng Ph−ơng án 2 (Xử lý tại chỗ kết hợp xử lý tập trung) Hồ sinh học tùy tiện Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 74 N−ớc thải từ khu vệ sinh, bế ́p, chuồng trại chăn nuôi ở hộ̣ gia đình chảy vào công trình XLNT tại chỗ là bể tự hoại cải tiến hoặc Biogas. Trong tr−ờng hợp này, kích th−ớc của bể cần đ−ợc tính toán cho phù hợp đối với cả các loại n−ớc thải trên. Trong tr−ờng hợp diện tích đất, v−ờn không cho phép, n−ớc thải sau bể này đ−ợc chảy thẳng ra cống thoát n−ớc khu vực, rồi đ−ợc dẫn tới công trình xử lý tập trung (đ−ợc tính toán với l−u l−ợng và nồng độ chất bẩn cao hơn tr−ờng hợp có xử lý tại chỗ trong ao/hồ sinh học). 2. Xử lý n−ớc thải chăn nuôi Khu vực nghiên cứu điể̉m có l−ợng n−ớc thải và phân lợn do các hộ̣ gia đi ̀nh chăn nuôi la ̀ nguồn ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt do qui trình chăn nuôi ch−a đ−ợc khép kín, là nơi phát sinh, lây truyền các loại vi khuẩn gây bệnh, tác động trực tiếp đến sức khỏe ng−ời dân. Khi hệ thống Biogas hoạt động một mặt cung cấp nguồn năng l−ợng (khí Gas) cho các hộ sử dụng trong sinh hoạt (đun nấu), đồng thời n−ớc sau khi xử lý ở bể Biogas (Thực chất là quá trình xử lý yếm khí) có thể giảm đ−ợc 40 - 50% hàm l−ợng chất hữu cơ trong n−ớc thải và nh− vậy đã giảm đ−ợc những ảnh h−ởng của n−ớc thải đến môi tr−ờng chung. Ngoài ra l−ợng bùn cặn thu đ−ợc có hàm l−ợng dinh d−ỡng cao, đây là nguồn phân bón rất tốt cho nông nghiệp. - Kỹ thuật hầm Biogas nắp cố định. Công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm Biogas có nắp cố định thể hiện trên hình sau: Hình 3.6.a. Mô hình sử dụng hầm Biogas nắp cố định. Ta có thể dù̀ng túi chứa Biogas bằng chất dẻo thay phần vòm chứa khí bằng bê tông. - Kỹ thuật ủ khí bằng túi chất dẻo Khí Gas Hầm Biogas N−ớc thải chăn nuôi Phân gia súc, phân ng−ời N−ớc ra khỏi Hầm Biogas Xả vào cống thoát chung dẫ̃n đến khu XLNT ủ yếm khí không hoàn toàn Bột than bùn Phân hữu cơ sinh học Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 75 Hình 3.6.b. Mô hình sử dụng túi ủ khí Biogas bằng chất dẻo. Những sơ đồ công nghệ đã đ−ợc đề xuất sẽ tóm tắt lại ở bảng sau. Bảng 3.3: Tóm tắt công nghệ xử lý n−ớc thải cho thị trấn Lim và thôn Lũng Giang Xử lý sơ bộ Xử lý bậc một Xử lý bậc hai Đối t−ợng áp dụng Tại chỗ L−ới chắn rác Tại chỗ bằng bể tự hoại với ngăn lọc kỵ khí dòng h−ớng lên hay hầm ủ khí sinh học biogas Tập trung : - Song chắn rác - Bể lắng cát - Hồ sinh học 3 bậc hay bể lọc sinh học + bể lắng 2 áp dụng cho nước thải sinh hoạt và chăn nuôi, nước sau xử lý có thể t−ới ruộng Nh− trên Nh− trên Tập trung : - Song chắn rác - Bể lắng cát -Bể lọc sinh học + bể lắng 2 Nh− trên Nh− trên Nh− trên Tập trung : - Song chắn rác - Bể lắng cát - Bể UASB - Hồ sinh học 2-3 bậc Nh− trên Khí Gas N−ớc ra Phân hữu cơ sinh học N−ớc thải chăn nuôi Phân gia súc, phân ng−ời Bếp Gas Túi ủ bằng chất dẻo Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 76 Bảng 3.3. Tóm tắt công nghệ xử lý n−ớc thải (tiế́p) Xử lý tập trung Xử lý tập trung Xử lý tập trung Đối t−ợng áp dụng - Song chắn rác - Bể lắng cát - Bể lắng hai vỏ - Bể lọc sinh học + Lắng 2 - Hồ sinh học Nh− trên - Nh− trên - Nh− trên - Hồ sinh học 3 bậc Nh− trên - Nh− trên - Nh− trên - Lọc sinh học hay Aêrôten+ Lắng 2 - Hồ sinh học Nh− trên Việc lựa chọn bể tự hoại cải tiến cho phép có thể giảm hàm l−ợng cặn lơ lửng trong n−ớc thải đến mức cho phép tr−ớc khi xả vào ao, hồ xử lý n−ớc thải sinh học hoặc nguồn n−ớc t−ới tiêu cho nông nghiệp với mức chi phí hợp lý, vận hành và bảo d−ỡng đơn giản. Ng−ời sử dụng không cần mất thời gian để báo d−ỡng nó hàng ngày mà theo định kỳ. Cụ thể là vốn đầu t− ban đầu thấp nhất và chi phí vận hành, bảo d−ỡng nhỏ không đáng kể - chủ yếu là tiền hút phân, bùn trong bể khi nào đầy bể và giữ cho các chất không phân hủy, gây ứ tắc dòng chảy không vào bể làm phá vỡ chế độ hoạt động bình th−ờng của nó. Do vậy nên chọn mô hình 3.5b (ph−ơng án 2) để làm thí điểm ở thôn Lũng Giang. Trên cơ sở các sơ đồ công nghệ chung đ−ợc đề xuất, đề mục này đã cụ thể hoá các ph−ơng án, tiến hành so các ph−ơng án về các mặt kinh tế, kỹ thuật, xã hội, môi tr−ờng và kiến nghị áp dụng ph−ơng án phù hợp với thôn Lũng Giang để lựa chọn áp dụng cụ thể. Với n−ớc thải sinh hoạt, chăn nuôi tại thôn Lũng Giang, thị trấn Lim, kiến nghị chọn ph−ơng án 2 thể hiện trên các hi ̀nh 3.5b va ̀ 3.6, bao gồm xử lý n−ớc thải phân tán tại hộ gia đình kết hợp xử lý n−ớc thải theo nhóm hộ gia đình - cuối mỗi ngõ, xo ́m. Các công trình xây dựng XLNT gồm l−ới - song chắn rác, hố lắng cát, bể tự hoại với ngăn lọc kỵ khí dòng h−ớng lên, hoặc Biogas. N−ớc thải sau khi qua các công trình này đ−ợc dẫn theo cống - rãnh thoát n−ớc của thôn - xóm đến khu kết hợp xử lý bằng hồ sinh học ba bậc tập trung. Kết quả n−ớc thải sau xử lý dự kiến có thể đạt tiêu chuẩn n−ớc loại B của TCVN 5945-1995, hoặc TCVN 6986-2001 và TCVN 6987-2001 tr−ớc khi xả ra m−ơng và sông. Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 77 Bảng 3.4: Kết quả xử lý n−ớc thải dự kiến sẽ đạt được khi sử dụng mô hình cụng nghệ đề xuất TT Thông số Tr−ớc xử lý Sau xử lý 1 pH 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 2 Chất lơ lửng (mg/l) 150 - 200 50-100 3 BOD5 (mg/l) 200-270 50 4 N- NH4 + (mg/l) 50-60 30 - 40 5 Tổng P (mg/l) 4-6 4-6 6 Coliforms (MPN/100ml) >5.106 5.104 III.1.5. Thuyết minh thiết kế công nghệ mô hình XLNT cho thôn Lũng Giang a. Các thông số tính toán. Căn cứ vào kết quả phân tích mẫu n−ớc thải của thôn Lũng Giang, chỉ tiêu chủ yếu về thành phần tính chất n−ớc thải hiện tại là: + BOD5 = 270 mg/l. + SS = 250 mg/l. Theo TCVN 5945 - 1995: Tiêu chuẩn thải n−ớc ra nguồn loại B: + BOD5 = 50 mg/l. + SS = 100 mg/l. - Xác định mức độ xử lý n−ớc thải cần thiết Do nguồn xả n−ớc thải thuộc nguồn loại B, nên tr−ớc khi xả, n−ớc thải phải đáp ứng theo tiêu chuẩn cho phép, t−ơng đ−ơng với mức độ cần xử lý n−ớc thải theo TCVN 5945 - 1995 và tiêu chuẩn ngành - Tiêu chuẩn thiết kế 20TCN51-84: Thoát n−ớc mạng l−ới bên ngoài và công trình . + BOD5 = 50 mg/l. + SS = 100 mg/l. Mức độ cần xử lý: [ ] %4,81%100* 270 50270%100*50 5 5 5 =−=−= NT BOD NT BOD L LBODE %60%100* 250 100250%100*100 =−=−= NT SS NT SS C CEss Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 78 Căn cứ vào các yêu cầu trên, mô hình công nghệ xử lý n−ớc thải cho cụm dân c− thôn Lũng Giang là xử lý sơ bộ tách các chất cặn lắng trong n−ớc thải bằng các bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng h−ớng lên theo kết quả hợp tác trao đổi công nghệ với các chuyên gia tại Viện Nghiên cứu Môi tr−ờng ICIM – Rumani và kết hợp với kết quả nghiên cứu của GS.TS. Trần Hiếu Nhuệ và đồng nghiệp ở Trung tâm Kỹ thuật Môi tr−ờng Đô thị và Khu Công nghiệp (CEETIA), kết hợp xử lý trong hồ sinh học với thả thực vật nổi trong hồ là phù hợp nhất (xem hình sau). 1 2 Hình 3.7: Sơ đồ xử lý n−ớc thải sinh hoạt ở hộ gia đình - cu ̣m hộ̣ gia đi ̀nh Ghi chú: 1. N−ớc thải vào 2. L−ới chắn rác 3. Hố ga 4. Bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng h−ớng lên va ̀ ngăn lọc kỵ khi ́ (bể kiểu cải tiến) Cách sử dụng: Sơ đồ trên áp dụng cho các hộ gia đình có điều kiện đất rộng, ch−a xây bể tự hoại hoặc Biogas. N−ớc thải (1) từ các hộ gia đình tr−ớc khi đổ vào rãnh thoát trong ngõ, phải qua l−ới chắn rác (2) để giữ lại rơm rạ, lá cây... Các hố ga (3) có tác dụng lắng cát, sỏi là các chất không độc hại nh−ng ảnh h−ởng xấu đến chế độ làm việc của công trình, giảm dung tích hữu ích của bể tự hoại. Một phần cặn lắng và chất hữu cơ đ−ợc tách ra khỏi n−ớc thải và xử lý ở bể tự hoại (4) tr−ớc khi chảy vào rãnh chung của thôn, xóm. N−ớc thải sau khi xử lý sơ bộ tại hộ gia đình theo rãnh có nắp đan kín hoặc cống dẫn đến khu xử lí tập trung của cụm dân c−, thôn hoặc cả thị trấn. Tại đây n−ớc thải đ−ợc xử lí sinh học hoàn toàn và sau đó đ−ợc sử dụng để t−ới ruộng và nuôi cá. Mô hình là một chu trình khép kín, tận dụng tối đa các chất thải tại chỗ để t−ới ruộng. Đối với các cụm dân c− khác do diện tích hồ tại địa ph−ơng không đủ nên chúng tôi chỉ đ−a ra biệp pháp giảm thiểu l−ợng ô nhiễm n−ớc bằng việc xây dựng hệ thống bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng h−ớng lên và thải vào các hồ, ao hiện có để tận dụng khả năng làm sạch tự nhiên của chúng. Việc xử lý đảm bảo tr−ớc khi thải ra nguồn theo TCVN 5945-1995 sẽ do hệ thống xử lý n−ớc thải phát triển tiếp theo ở giai đoạn II với ca ́c trạm xử lý tập trung cụng suất nhỏ cho cả thị trấn hoặc cả thụn. b. Tính toán công trình xử lý n−ớc thải theo phương án chọn - PA2 (hi ̀nh 2.5 b) Xử lý phân tán và xử lý tại chỗ (hộ và nhóm hộ gia đình) bằng bể tự hoại với ngăn lọc kỵ khí dòng h−ớng lên và xử lý cuối cùng bằng hồ sinh học kết hợp thả bèo thực vật nổi đa năng. 3 4 Đến hồ̀ sinh ho ̣c hoặc trạm xử lí tập trung của thôn hoặc thị trấn (tương lai) Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 79 - Tính toa ́n bể tự hoại với vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí: b1. Loại bể xử lý 3 m3/ngđ: ỏp dụng cho quy mụ 1-2 hộ gia đỡnh (khụng chăn nuụi) - Thể tích phần lắng và lên men cặn của bể tự hoại: W1 = t. Qtt = 24x3/24 = 3 m 3 trong đó: t – thời gian n−ớc l−u lại trong ngăn lắng, t = 24h - Thể tích phần vách ngăn mỏng của bể tự hoại: WABR = tABR. Qtt = 24. Qtt/24 = 24x3/24 = 3 m 3, chia làm 3 ngăn, mỗi ngăn 1m3 - Thể tích phần ngăn lọc của bể tự hoại: WL = tL. Qtt = 12. Qtt = 12x3/24 = 1,5 m 3 Tổng thể tích cần thiết của bể: W = W1 + WABR + WL = 3 + 3 + 1,5 = 7,5 m 3 • Chọn bể tự hoại có kích th−ớc thông thuỷ nh− sau: Ngăn lắng : LxBxH = 1,8x1x1,5 m Khối vách ngăn mỏng: chọn 3 ngăn, kích th−ớc mỗi ngăn: LxBxH = 0,65x1x1,5 m Ngăn lọc : LxBxH = 1x1x1,5 m - Vận tốc của n−ớc trong khối tích có vách ngăn mỏng: VABR = ABR tt S Q = 2416503 6 xxx , = 0,13 m/h < 0,3 m/h, thoả mãn. - Vận tốc của n−ớc trong ngăn lọc: VABR = L tt S Q = 24151 6 xx, = 0,17 m/h Diện tớch mặt bằng cần thiết (tối thiểu) và vị trớ để xõy loại bể này: 10m2 (5x2 m) trong lũng múng nhà hay ở ngoài sõn, vườn trong khuụn viờn hộ gia đỡnh. B2. Loại bể xử lý cụng suất 5 m3/ngđ: - Thể tích phần lắng và lên men kỵ khí của bể tự hoại: W1 = t. Qtt = 18x5/24 = 3,75 m3, chọn 4 m3, chia làm 2 ngăn: 2,5m3 và 1,5m3 trong đó: t – thời gian n−ớc l−u lại trong ngăn lắng, t = 18h - Thể tích phần vách ngăn mỏng của bể tự hoại: chọn tABR = 36 h WABR = tABR. Qtt = 36. Qtt = 36x5/24 = 7,5 m 3, chia làm 4 ngăn. - Thể tích phần ngăn lọc của bể tự hoại: chọn tL = 12 h WL = tL. Qtt = 12. Qtt = 12x5/24 = 2,5 m 3 Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 80 Tổng thể tích cần thiết của bể: W = W1 + WABR + WL = 4 + 7,5 + 2,5 =14 m 3 • Chọn bể tự hoại có kích th−ớc thông thuỷ nh− sau: Ngăn lắng : LxBxH = 1,8x1,5x1,8 m Khối vách ngăn mỏng: chọn 4 ngăn, kích th−ớc mỗi ngăn: LxBxH = 0,8x1,5x1,8 m Ngăn lọc : chọn 2 ngăn: LxBxH = 1x1,5x1,8 m - Vận tốc của n−ớc trong khối tích có vách ngăn mỏng: VABR = ABR tt S Q = 2451804 10 xxx ,, = 0,09 m/h < 0,3 m/h, thoả mãn. - Vận tốc của n−ớc trong ngăn lọc: VABR = L tt S Q = 241512 10 xxx , = 0,14 m/h Diện tích mặt bằng cần thiết (tối thiểu) và vị trí để xây loại bể này: 20m2 (5x4 m) trong trong khuôn viên hộ gia đình hoặc khoảng đất trống - công cộng của xóm (quy mô phục vụ đến 5 hộ dân hay 25-30 ng−ời). B3. Loại bể tự hoa ̣i cải tiến để xử lý tập trung cho cụm 40 hộ dõn ở thụn Lũng Giang - Thể tích phần lắng và lên men kỵ khí của bể tự hoại: W1 = t. Qtt = 12x20/24 = 10 m3 trong đó: t – thời gian n−ớc l−u lại trong ngăn lắng, t = 12h - Thể tích phần vách ngăn mỏng của bể tự hoại: chọn tABR = 12 h WABR = tABR. Qtt = 12. Qtt = 12x20/24 = 10 m3. - Thể tích phần ngăn lọc của bể tự hoại: chọn tL = 6 h WL = tL. Qtt = 6. Qtt = 6x20/24 = 5 m3 Tổng thể tích công tác cần thiết của bể: W = W1 + WABR + WL = 10 + 10 + 5 = 25m3 • Chọn bể tự hoại có kích th−ớc thông thuỷ nh− sau: Ngăn lắng : LxBxH = 2,5x2x2,4 m Khối vách ngăn mỏng: chọn 4 ngăn, kích th−ớc mỗi ngăn: LxBxH = 0,8x2x2,5 m Ngăn lọc : chọn 2 ngăn: LxBxH = 1x2x2,5 m - Vận tốc của n−ớc trong khối tích có vách ngăn mỏng: VABR = ABR tt S Q = 2451804 10 xxx ,, = 0,09 m/h < 0,3 m/h, thoả mãn. Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 81 - Vận tốc của n−ớc trong ngăn lọc: VABR = L tt S Q = 241512 10 xxx , = 0,14 m/h Sau khi qua bể tự hoại có ngăn lọc kỵ khí, hàm l−ợng chất lơ lửng (SS) và BOD5 còn lại: Với ESS = 70%, EBOD5= 65-75%, ta có : SS = Co = 250x(100-70)% mg/l = 75 mg/l BOD 5 = Lo = 270x(100-70)%mg/l = 81 mg/l N−ớc thải sau khi qua bể tự hoại cải tiến đ−ợc dẫn chảy qua hồ sinh học là đoạn sông Tiêu T−ơng đ−ợc cải tạo. Diện tích phần mặt n−ớc đoạn sông Tiêu T−ơng đã đ−ợc cải tại dành cho xử lý n−ớc thải. Trong phạm vi 60 m2 mặt n−ớc này sẽ thả bèo kết hợp cây thủy sinh bản địa tạo thành 1 bè thủy sinh vật nổi đa năng có tác dụng tăng c−ờng khả năng xử lý n−ớc thải của hồ sinh học. Qua tác động của hệ vi sinh vật và thực vật nổi trong hồ sinh học n−ớc thải sẽ đ−ợc làm sạch tiếp đến mức cho phép, đạt tiêu chuẩn xả n−ớc thải vào nguồn loại B. Chiều sâu hồ: Hn−ớc=1,5m Chất l−ợng n−ớc sau phần hồ dành cho xử lý n−ớc: Từ công thức F = (La-Lt)Q/1000.OM Trong đó: La – NOS5 của n−ớc thải dẫn vào hồ, g/m3 = 81g/m3 Lt – NOS5 của n−ớc thải sau khi xử lý trong hồ, g/m3 Q – L−u l−ợng n−ớc thải, Q= 20 m3/ngđ OM – Tải trọng bề mặt, tải trọng bề mặt có thể lấy 150 - 350 kg NOS5/ha.ng.đ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ và l−ợng nắng. Ta chọn OM=150 kg NOS5/ha.ng.đ. H – Chiều sâu n−ớc hồ, = 1,5m. Sau khi qua hồ sinh học, hàm l−ợng chất lơ lửng (SS) và BOD5 còn lại: Lt= La -F.1000.OM/Q.10000 =81- 60.1000.150/20.10000= 36 mg/l Theo TCVN 5945 - 1995: Tiêu chuẩn n−ớc thải ra nguồn loại B: BOD5 = 50 mg/l, SS = 100 mg/l thì chất l−ợng n−ớc thải sau bể tự hoại cải tiến và hồ sinh học theo tính toán có thể đáp ứng tiêu chuẩn để xả ra các hồ cá, m−ơng, ao Các Cụ... trong thôn Lũng Giang. N−ớc thải từ bể tự hoại cải tiế ́n tại các hộ chảy ra các r∙nh và đế́n khu xử lý tập trung của cả thụn. Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 82 III.2. Vận hành và bảo d−ỡng mô hình thoát n−ớc và sử lý n−ớc thải: Bể tự hoại có thể đ−a vào sử dụng ngay sau khi xây dựng. Nó không yêu cầu đặc biệt nào tr−ớc khi đ−a vào vận hành. Tuy nhiên phải sau vài ngày cho đợt n−ớc đầu tiên vào bể, sự lên men bùn cặn mới bắt đầu. Bùn cặn sau khi lên men cần đ−ợc hút định kỳ là 1-3 năm sau khi bể bắt đầu hoạt động. Tại thời điểm hút cặn, phần bùn cặn ch−a lên men nằm phía trên vì thế miệng ống hút của máy bơm phải đặt sâu xuống đáy bể. Th−ờng ta phải giữ lại khoảng 20% l−ợng bùn cặn để gây men cho bùn cặn t−ơi sẽ lên men đợt sau. Khi hút bùn cặn ra khỏi bể, hỗn hợp bùn cặn và n−ớc có BOD5 khoảng 6000 mg/l, tổng các chất rắn (TSS) khoảng 15000 mg/l, tổng nitơ khoảng 700 mg/l, tổng phốt pho khoảng 250 mg/l. Bùn cặn đã lên men có thể đ−ợc làm khô trên sân phơi bùn, trong hầm ủ làm phân vi sinh hoặc xử lý tiếp tục trong bãi lọc ngập n−ớc có trồng cây bên trên. Để tránh tắc n−ớc ở các ngăn lọc kỵ khí của bể tự hoại cải tiến thì sau 18-24 tháng cần phải dỡ vật liệu lọc ra rửa sạch và đem nạp lại. Các lớp vật liệu lọc sắp xếp từ trên xuống d−ới để đáp ứng nguyên lý lọc ng−ợc từ d−ới lên với chiều dày khoảng 0,5-0,7m nh− sau: - Có thể dùng các lớp sỏi, đá dăm đ−ờng kính 3-6mm dày 0,1-0,2 m - Lớp cuội, sỏi hoặc đá đ−ờng kính trung bình 12-18 mm dày 0,4-0,5 m. Để hệ thống thoát n−ớc và các công trình xử lý n−ớc thải hoạt động tốt thì chính quyền và nhân dân địa ph−ơng cần th−ờng xuyên tổ chức dọn vệ sinh cống rãnh, không vứt rác xuống cống rãnh, bể xử lý để không gây ách tắc cống, n−ớc thải không vào bể mà chảy thẳng ra môi tr−ờng không qua xử lý hoặc bể chóng bị đầy và quá tải. Cần th−ờng xuyên kiểm tra công trình bể xử lý không để các hộ dân lấn chiếm mặt bằng, phá hỏng kết cấu bể... Nghiên cứu các giải pháp xử lý n−ớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp 83 Ch−ơng IV: Quy hoạch môi tr−ờng và xây dựng mô hình điểm xử lý môi tr−ờng thôn Lũng giang - thị trấn Lim - Tiên Du - tỉnh bắc Ninh Dự án quy hoạch xây dựng khu vực thị trấn Lim giai đoạn 2005 - 2020, do Văn phòng T− vấn Tr−ờng Đại học Kiến trúc Hà nội thực hiện năm 2004, đã đ−a các ph−ơng án quy hoạch cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong nội dung quy hoạch chính của dự án, ph−ơng án quy hoạch cấp thoát n−ớc cho toàn thị trấn đã đ−ợc đ−a ra. Tuy nhiên, việc cụ thể hoá các ph−ơng án quy hoạch đó còn phụ thuộc vào thời gian và kinh phí đầu t−. Do vậy, trong khuôn khổ của đề tài này, chúng tôi chỉ nghi