Thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đô thị trên địa bàn thành phố hạ long tỉnh quảng ninh

Cơ sở khoa h ọ c và th ự c ti ễ n c ủa đề tài

Quá trình đô thị hóa tại thành phố Hạ Long đang dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là từ nước thải sinh hoạt Hiện tại, thành phố chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung hoàn chỉnh, chỉ có một trạm xử lý tại phường Bãi Cháy Nước thải chủ yếu được xử lý qua bể tự hoại của các hộ gia đình và sau đó thải trực tiếp ra vịnh Hạ Long, gây suy giảm chất lượng nước và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó, việc khảo sát và đánh giá hiện trạng xử lý nước thải là rất cần thiết để thiết kế một hệ thống hiệu quả.

11 xử lý nước cho thành phố Hạ Long là hết sức cần thiết góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước cho vịnh Hạ Long.

Ph ạ m vi nghiên c ứu đề tài

Khu vực nghiên cứu nằm ở phía Đông thành phố Hạ Long, bao gồm các phường như Hòn Gai, Yết Kiêu, Cao Xanh, Hà Khánh, Trần Hưng Đạo, Bạch Đằng, Hồng Hải, Hồng Hà, Cao Thắng, Hà Lầm, Hà Trung, Hà Tu, và Hà Phong Nghiên cứu sẽ tiến hành điều tra dân số cùng với các đơn vị như du lịch, trường học, và bệnh viện để tính toán lưu lượng nước thải cho khu vực này Đồng thời, khảo sát hệ thống thu gom và xử lý nước thải hiện có trên địa bàn thành phố cũng sẽ được thực hiện.

Tiến hành lấy mẫu nước thải từ các vị trí phân bố đồng đều trong khu vực tính toán và phân tích các mẫu này để xác định nồng độ của các chất ô nhiễm đặc trưng.

N ội dung đề tài, các v ấn đề c ầ n gi ả i quy ế t

- Thu thập số liệu về hệ thống thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hạ Long

Thu thập số liệu về khí hậu, địa chất, địa hình, chế độ thủy văn và kinh tế – xã hội tại thành phố Hạ Long là cần thiết để xác định phương pháp xử lý nước thải phù hợp Việc này sẽ giúp quy hoạch hiệu quả cho hệ thống trạm xử lý nước thải, đảm bảo bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho thành phố.

Hệ thống thu gom và xử lý nước thải tại thành phố Hạ Long cần được đánh giá hiệu quả để xác định những điểm mạnh và điểm yếu của nó Phân tích này sẽ giúp nhận diện các ưu điểm như khả năng xử lý nước thải hiệu quả và bảo vệ môi trường, đồng thời cũng chỉ ra những nhược điểm như hạn chế về công nghệ và khả năng mở rộng hệ thống Việc cải thiện hệ thống này không chỉ nâng cao chất lượng nước mà còn góp phần phát triển bền vững cho thành phố.

Để tính toán lưu lượng nước thải, cần xem xét nhu cầu sử dụng nước tại các khu dân cư, trường học, bệnh viện và các đơn vị khác trong khu vực nghiên cứu Việc này giúp xác định lượng nước thải phát sinh, từ đó có phương án quản lý và xử lý hiệu quả.

- Xác định một số tính chất lý hóa và sinh học đặc trưng của nước thải Hạ Long

Xây dựng dây chuyền công nghệ yêu cầu xác định các thông số kỹ thuật chính và thực hiện tính toán sơ bộ cho kích thước cơ bản của các công trình đơn vị.

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho lưu vực thành phố Hạ Long, đặc biệt là khu vực phía Đông, bao gồm các phường Cao Thắng, Hà Lầm, và Hà Khẩu, là một nhiệm vụ quan trọng nhằm bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sống cho cư dân Hệ thống này cần được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện đại, đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý nước thải và giảm thiểu ô nhiễm Việc đầu tư vào công nghệ xử lý tiên tiến sẽ giúp tối ưu hóa quy trình và tiết kiệm chi phí vận hành, đồng thời góp phần phát triển bền vững cho thành phố Hạ Long.

Trung, Hồng Hải, Hồng Hà, Hà Tu, Hà Phong), tạm gọi là Hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp nghiên cứ u

Phương pháp thu thập số liệu được áp dụng để điều tra và thu thập thông tin về các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, cũng như hiện trạng thoát nước tại thành phố Hạ Long.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu là những kỹ thuật quan trọng nhằm xác định nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải Việc xác định các thông số ô nhiễm là cần thiết để đánh giá chất lượng nước và đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường.

BOD5, COD, DO, pH, hàm lượng cặn lơ lửng, N tổng cộng, P tổng cộng, Colifrom

Phương pháp phân tích số liệu và dự báo đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán dân số và tính toán các thông số thiết kế, bao gồm lưu lượng dòng thải Những phương pháp này giúp cung cấp thông tin chính xác và đáng tin cậy để hỗ trợ quyết định trong các dự án phát triển và quản lý tài nguyên.

Vài nét đặc trưng của thành phố Hạ Long [11]

Thành phố Hạ Long, trung tâm văn hóa, kinh tế và chính trị của tỉnh Quảng Ninh, được thành lập theo Nghị định số 102/NĐ-CP ngày 27/3/1993 trên cơ sở thị xã Hòn Gai Hạ Long giáp thành phố Cẩm Phả ở phía Đông, thị xã Quảng Yên ở phía Tây, huyện Hoành Bồ ở phía Bắc và vịnh Hạ Long với bờ biển dài trên 20 km ở phía Nam.

Thành phố Hạ Long, tọa lạc hai bên Cửa Lục, được chia thành hai khu vực chính: phía đông là khu công nghiệp với nhiều cơ quan quản lý tỉnh, trong khi phía tây, Bãi Cháy, nổi bật với hoạt động du lịch sôi động.

Dân cư sống ở thành phố Hạ Long chủ yếu là dân tộc Việt (Kinh), hầu hết là người từ các vùng khác đến lập cư ở đây

Vịnh Hạ Long, một Di sản Thiên nhiên Thế giới nổi tiếng, thu hút du khách với hàng nghìn hòn đảo tuyệt đẹp và cảnh quan kỳ vĩ Nơi đây không chỉ có thiên nhiên hùng vĩ mà còn sở hữu nhiều di tích lịch sử văn hóa như núi Bài Thơ, đền Đức Ông và chùa Long Tiên, tạo nên vẻ đẹp thơ mộng cho vùng đất này Ngoài du lịch, kinh tế Hạ Long còn phát triển mạnh mẽ với các lĩnh vực thương mại, cảng biển, công nghiệp than, khai thác và chế biến hải sản, cùng sản xuất vật liệu xây dựng và bia.

Thành phố Hạ Long bao gồm 20 phường, trong đó có các phường nổi bật như Tuần Châu, Bãi Cháy, Hồng Gai, và Trần Hưng Đạo Các phường khác bao gồm Đại Yên, Việt Hưng, Hùng Thắng, Hà Khẩu, Giếng Đáy, Hà Khách, Cao Xanh, Yết Kiêu, Hồng Hải, Cao Thắng, Hồng Hà, Hà Tu, Hà Phong, Hà Trung, và Hà Lầm.

1.1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình [11] a Vị trí địa lý

Thành phố Hạ Long được thành lập ngày 27/12/1993 theo Nghị định số 102/NĐ - CP của Thủ tướng Chính phủ

Thành phố Hạ Long đã được mở rộng khi sát nhập hai xã Việt Hưng và Đại Yên thuộc huyện Hoành Bồ theo Nghị định số 51/2001/NĐ-CP ngày 16/08/2001 của Chính phủ, tạo nên một sự phát triển đáng kể cho khu vực này.

Từ 20 0 55’ đến 21 0 05’ vĩ độ bắc

Phía Bắc - Tây bắc giáp huyện Hoành Bồ, phía Nam thông ra biển giáp vịnh

Hạ Long và thành phố Hải Phòng, phía Đông - Đông Bắc giáp thị xã Cẩm Phả, Phía

Tây - Tây Nam giáp huyện Yên Hưng.

Thành phố Hạ Long có tổng diện tích tự nhiên là 27.195,03 ha, với quốc lộ 18A chạy qua và bờ biển dài 50 km Nơi đây còn có cảng biển và vịnh Hạ Long, được UNESCO công nhận hai lần là di sản thiên nhiên thế giới, có diện tích 434 km².

Thành phố Hạ Long sở hữu vị trí địa lý thuận lợi cho sự phát triển kinh tế và xã hội, nhờ vào hệ thống giao thông đa dạng bao gồm đường bộ, đường sắt, đường biển và đường sông Cảng than Nam Cầu Trắng và cảng nước sâu Cái Lân đóng vai trò quan trọng, giúp Hạ Long tăng cường giao lưu quốc tế với nhiều quốc gia cũng như kết nối với các huyện, tỉnh, thành phố trong nước.

Hạ Long, thành phố ven biển thuộc vịnh Bắc Bộ, nổi bật với địa hình đa dạng và phức tạp, bao gồm đồi núi, thung lũng, vùng ven biển và hải đảo Khu vực này được chia thành ba vùng rõ rệt: vùng đồi núi, vùng ven biển và vùng hải đảo, tạo nên một bức tranh thiên nhiên phong phú và hấp dẫn.

1.1.1.2 Điều kiện thủy văn [5] a Hệ thống sông chính:

Các sông chính chảy qua địa phận thành phố gồm có sông Diễn Vọng, sông

Vũ Oai, sông Man, sông Trới đổ vào vịnh Cửa Lục và sông Míp đổ vào hồ Yên Lập

Ngoài những dòng sông lớn, khu vực Hạ Long còn có nhiều suối nhỏ chảy dọc theo sườn núi phía Nam, nối liền Hồng Gai với Hà Tu và Hà Phong Những dòng suối này thường ngắn và tạo nên vẻ đẹp tự nhiên đặc trưng cho địa phương.

Lưu lượng nước trong khu vực này không ổn định và phân bố không đồng đều trong suốt cả năm Do địa hình dốc, mực nước có thể dâng lên nhanh chóng và cũng thoát đi nhanh chóng Chế độ thủy triều ảnh hưởng đáng kể đến tình hình này.

Vùng biển Hạ Long chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ nhật triều vịnh Bắc

Bộ, biên độ dao động thuỷ triều trung bình là 3,6 m

Cấu trúc địa chất thành phố Hạ Long bao gồm các thành tạo và trầm tích biến chất từ thời kỳ Paleozoi đến Kailozoi Địa tầng trầm tích tại khu vực này nổi bật với các đặc điểm về thành phần khoáng vật, kiến trúc đất đá, màu sắc và cấu tạo lớp đất đá, cùng với hóa thạch được bảo tồn và mối quan hệ không gian giữa các hệ địa tầng.

Nhìn chung kết cấu địa chất của thành phố Hạ Long rất vững chắc rất thuận lợi cho việc xây dựng các công trình.

Thành phố Hạ Long có khí hậu ven biển với hai mùa rõ rệt: mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau và mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10 Với hệ thống đảo và đồi núi, khí hậu Hạ Long chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ biển, tạo nên một môi trường thiên nhiên đặc sắc.

Nhiệt độ trung bình hàng năm ở khu vực này là 23,7°C, với dao động từ 16,7°C đến 28,6°C Nhiệt độ cao nhất ghi nhận là 34,9°C, trong khi nhiệt độ tối đa có thể đạt tới 38°C Vào mùa đông, nhiệt độ trung bình thấp nhất là 13,7°C, và nhiệt độ tối thiểu có thể giảm xuống 5°C.

Lượng mưa trung bình năm là 1832 mm, phân bố không đều trong năm và chia thành 2 mùa

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm từ 80 - 85% tổng lượng mưa cả năm, cao nhất là tháng 7 và tháng 8 đạt 350 mm

Mùa khô diễn ra từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, với lượng mưa chỉ chiếm từ 15-20% tổng lượng mưa hàng năm Tháng có lượng mưa thấp nhất là tháng 12 và tháng 1, chỉ đạt khoảng 4-40 mm.

16 c Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 84% Cao nhất có tháng lên tới 90% và thấp nhất là 68% d Chế độ gió – bão:

Hạ Long có hai loại gió chủ yếu là gió mùa Đông Bắc và gió Tây Nam, với tốc độ gió trung bình hàng năm đạt 2,8 m/s Gió mạnh nhất ghi nhận được ở khu vực này là gió Tây Nam với tốc độ lên tới 45 m/s Do nằm trong vùng biển kín, Hạ Long ít bị ảnh hưởng bởi bão lớn, với sức gió tối đa chỉ đạt cấp 9 Tuy nhiên, những trận mưa bão lớn vẫn có thể gây thiệt hại, đặc biệt tại các khu vực ven biển.

Mùa đông thường có sương mù dày đặc, sương muối thường xuất hiện từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, tập trung nhiều ở những vùng đồi núi

1.1.2.1 Dân số và phân bố dân cư a Dân số

Hi ệ n tr ạng môi trường nướ c

1.2.1 Hi ện trạng chất lượng nước

1.2.1.1 Chất lượng nước biển ven bờ

Hạ Long là thành phố có hoạt động công nghiệp đa dạng với nhiều khu công nghiệp chế xuất, cảng biển nước sâu Cái Lân, khu công nghiệp năng lượng Hà Khánh và các công ty khai thác than, vật liệu xây dựng Sự phát triển này dẫn đến mật độ dân cư cao, kéo theo sự gia tăng nguồn nước thải từ công nghiệp và sinh hoạt, ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng môi trường nước biển vịnh Hạ Long.

Theo kết quả quan trắc của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh vào tháng 4/2012, chất lượng môi trường nước biển ven bờ vịnh Hạ Long vẫn còn tương đối tốt, với các hàm lượng chất ô nhiễm nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT Chi tiết kết quả quan trắc được trình bày trong phụ lục 1.

Các nguồn nước mặt ở Quảng Ninh đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi hoạt động sản xuất công nghiệp, đặc biệt là từ nguồn thải của các nhà máy nhiệt điện Sự khai thác tài nguyên nước không bền vững cũng góp phần làm xấu đi chất lượng nước, đe dọa đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

21 than khu vực Hà Phong và ảnh hưởng do giết mổ gia cầm, gia súc phường Hà Phong

Theo kết quả quan trắc môi trường nước mặt tại thành phố Hạ Long vào tháng 4/2012, nguồn nước mặt đang có dấu hiệu ô nhiễm, với hàm lượng BOD tại một số khu vực vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 đến 1,4 lần Mặc dù các thành phần khác như TSS, kim loại, và dầu mỡ vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT, nhưng tình trạng ô nhiễm cần được chú ý (Chi tiết kết quả quan trắc được thể hiện tại phụ lục 2).

Các mẫu nước ngầm được thu thập từ tầng nông tại các giếng sinh hoạt của hộ dân trong khu vực quan trắc Đa số nước giếng chỉ phục vụ cho việc giặt giũ và không được sử dụng cho mục đích uống Kết quả quan trắc môi trường nước mặt tại khu vực thành phố cho thấy tình trạng nước cần được theo dõi chặt chẽ.

Vào tháng 4/2012, Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh đã tiến hành kiểm tra nước ngầm tại Hạ Long, kết quả cho thấy không có sự hiện diện của vi khuẩn Coliform Tất cả các mẫu nước ngầm đều đạt tiêu chuẩn với chỉ số COD trong giới hạn cho phép.

Nồng độ NH4 trong nước ngầm vượt xa mức quy định của Quy chuẩn 09:2008/BTNMT Tại một số điểm quan trắc gần khu vực chôn lấp rác và nghĩa trang, hàm lượng kim loại nặng như Mn và Pb cao gấp 1,6 đến 2,8 lần so với tiêu chuẩn cho phép Các chỉ tiêu khác đều nằm trong giới hạn cho phép theo Quy chuẩn 09:2008/BTNMT (Thông tin chi tiết về kết quả quan trắc môi trường nước mặt khu vực Hạ Long có trong phụ lục 3).

1.2.2 Hi ện trạng nước thải thành phố Hạ Long

Nước thải sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ các hộ gia đình, hoạt động của công nhân viên trong nhà máy, khu văn hóa, làng nghề, khu vui chơi giải trí và các công trình công cộng.

Nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa các chất cặn bã, chất lơ lửng (SS), hợp chất hữu cơ, dinh dưỡng như nitơ (N) và photpho (P), cùng với vi sinh vật gây bệnh.

Bảng 1.2 Tải trọng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt [7]

TT Chất ô nhiễm Khối lượng

Nước thải sinh hoạt được xử lý cục bộ bằng bể tự hoại trong từng nhà sau đó thải ra hệ thống thoát nước của thành phố

Hiện nay, thành phố có nhiều nhà máy hoạt động với các loại hình sản xuất đa dạng, dẫn đến nguồn nước thải đầu ra cũng phong phú về thành phần Trong đó, ngành chế biến nông sản và sản xuất thực phẩm là một trong những nguồn nước thải đặc trưng.

Nước thải chủ yếu chứa các chất hữu cơ từ động vật và thực vật, cũng như từ quá trình lên men Nước thải có nguồn gốc thực vật, với thành phần chính là carbohydrate và vitamin, dễ dàng phân hủy sinh học nhưng nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường Ngược lại, nước thải từ động vật chủ yếu chứa protein và chất béo, trong khi nước thải từ sản xuất các sản phẩm lên men như bia, rượu và nước giải khát cũng có những thành phần độc hại cần được xử lý đúng cách để bảo vệ môi trường.

Nước thải từ ngành sản xuất bánh kẹo và chế biến hải sản có thành phần phức tạp, bao gồm cả chất khó phân hủy và dễ phân hủy Nếu không được xử lý đúng cách, loại nước thải này sẽ gây ra ô nhiễm màu, ô nhiễm hữu cơ và mùi hôi khó chịu Ngành sản xuất vật liệu xây dựng cũng cần chú ý đến vấn đề này để bảo vệ môi trường.

Nước thải trong ngành này chủ yếu là sự pha trộn giữa nước thải sinh hoạt và nước thải từ quá trình sản xuất, với thành phần chính bao gồm cặn vô cơ và chất rắn lơ lửng Chỉ số BOD thường dao động trong khoảng nhất định, phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải.

Nước thải từ ngành gia công cơ khí và sản xuất linh kiện điện tử thường có COD trong khoảng 60 – 290mg/l và chứa hàm lượng chất lơ lửng rất cao, có thể lên đến vài nghìn mg/l, bao gồm bụi đất và cát Tuy nhiên, nước thải này dễ dàng lắng đọng trong các hệ thống thoát nước và nhìn chung không độc hại, cho thấy khả năng xử lý nước thải từ ngành này tương đối đơn giản.

Khu vực nghiên cứu không có cơ sở gia công cơ khí và sản xuất linh kiện điện tử, do đó, đặc trưng nước thải của ngành này không được đề cập trong luận văn Bên cạnh đó, ngành khai thác than và chế biến sàng tuyển than cũng được nhấn mạnh trong nghiên cứu.

Hi ệ n tr ạ ng h ệ th ống thoát nướ c

- Thành phố Hạ Long được xây dựng trên nền có cao độ: +1,5 ÷ +8,0m

- Độ dốc trung bình từ 15-20%, xen giữa là các thung lũng nhỏ hẹp

1.3.1 Hi ện trạng mạng lưới thoát nước thành phố Hạ Long

Thành phố Hạ Long hiện đang sử dụng hệ thống thoát nước chung cho cả nước mưa và nước thải, với tổng chiều dài 87,123 km đường cống.

+ Mương hở có chiều dài là 57,870km + Cống có nắp đan khẩu độ trung bình 1,5m, chiều dài 29,253km + Cống ngầm, chiều dài 0,615km

Hệ thống thoát nước xây dựng khá kiên cố và đồng bộ Hệ thống thoát nước của thành phố Hạ Long được chia thành 04 vùng:

1.3.1.1 Vùng I: Các phường trung tâm phía Tây Cầu Bãi Cháy:

Phường Bãi Cháy đã được đầu tư hoàn chỉnh hệ thống thoát nước, bao gồm cả hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt, góp phần nâng cao chất lượng môi trường sống tại khu vực này.

- Hệ thống thoát nước cấp I:

Hệ thống thoát nước ven biển bao gồm các cống hộp, giếng tách lưu lượng, trạm bơm nước thải và đường ống áp lực để dẫn nước thải về khu xử lý Ngoài ra, còn có các cống hộp dùng để xả nước mưa ra biển.

- Hệ thống thoát nước cấp II:

Bao gồm các đường cống ngầm, mương có nắp đan chạy dọc theo các tuyến đường khu dân cư

Hệ thống chính thu gom nước mưa và nước thải từ đường ống của các hộ gia đình, cụm dân cư, công sở và nhà máy xí nghiệp, sau đó dẫn nước vào hệ thống chính cấp I.

Những năm gần đây thành phố đã đầu tư và cải tạo rất nhiều tuyến cống thuộc hệ thống cống này

- Hệ thống tiêu thoát nước cấp III:

Hố ga hộ gia đình và đường ống nhỏ dẫn nước từ các nguồn thải của hộ gia đình, công sở, và nhà máy xí nghiệp sẽ được kết nối và đưa vào hệ thống cấp I và cấp II.

Hệ thống này đa phần do các hộ dân tự thiết kế và xây dựng đảm bảo cho nước thải của mỗi hộ dân thoát tốt

Hệ thống thoát nước của vùng I tại phường Bãi Cháy đã hoàn thiện và thu gom gần như toàn bộ nước thải sinh hoạt Tuy nhiên, hệ thống này vẫn tồn tại nhiều nhược điểm cần khắc phục.

Hệ thống thoát nước thải và nước mưa hiện đang chung nhau, dẫn đến tình trạng nước thải vẫn chảy ra biển khi trời mưa Nguyên nhân chính là do công suất của các trạm bơm và nhà máy xử lý nước thải không đủ để xử lý lượng nước thải phát sinh.

Khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều thường gặp phải hiện tượng xâm ngập mặn, đặc biệt khi thuỷ triều lên Điều này dẫn đến việc các trạm bơm nước thải phải tạm ngừng hoạt động, vì nếu bơm trong tình trạng này, nước mặn sẽ được bơm vào hệ thống, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến công nghệ và thiết bị của trạm xử lý.

1.3.1.2 Vùng II: Các phường xa trung tâm phía Tây:

Khu vực bao gồm các phường Tuần Châu, Đại Yên, Việt Hưng, Hùng Thắng, Giếng Đáy và Hà Khẩu hiện đang đối mặt với tình trạng dân cư phân bố không tập trung Hệ thống thoát nước chưa hoàn chỉnh dẫn đến việc nước mưa và nước thải từ khu dân cư, cơ sở giết mổ, chuồng trại gia súc, kho phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật, kho nhiên liệu và một số nhà máy xí nghiệp bị xả trực tiếp vào các kênh suối tự nhiên.

1.3.1.3 Vùng III: Các phường trung tâm phía Đông Cầu Bãi Cháy:

Vùng gồm các phường Hòn Gai, Bạch Đằng, Trần Hưng Đạo, Yết Kiêu, Hồng Hải, Hồng Hà, và Cao Thắng đã được đầu tư hệ thống thoát nước tương đối hoàn chỉnh, đảm bảo cải thiện hạ tầng và chất lượng sống cho cư dân.

- Hệ thống thoát nước cấp I:

Các cống hộp dọc theo đường chính, cùng với các hồ điều hòa như Hồ Yết Kiêu và Hồ Cao Xanh, cùng hệ thống mương hở, đóng vai trò quan trọng trong việc xả nước mưa và nước thải ra biển.

- Hệ thống thoát nước cấp II:

Bao gồm các đường cống ngầm, mương có nắp đan chạy dọc theo các tuyến đường khu dân cư

Là hệ thống chính nhận nước mưa và nước thải từ đường ống của các hộ gia đình, cụm dân cư, công sở, nhà hàng, khách sạn

Những năm gần đây thành phố đã đầu tư và cải tạo rất nhiều tuyến cống thuộc hệ thống cống này

- Hệ thống tiêu thoát nước cấp III:

Hố ga của các hộ gia đình và các đường ống nhỏ dẫn nước từ hố ga cũng như nguồn thải của hộ gia đình, công sở, nhà hàng và khách sạn sẽ được kết nối với hệ thống cấp I và cấp II.

Hệ thống này đa phần do các hộ dân tự thiết kế và xây dựng đảm bảo cho nước thải của mỗi hộ dân thoát tốt

Hệ thống thoát nước của vùng III hiện nay đã tương đối hoàn chỉnh, tuy nhiên vẫn chưa có hệ thống xử lý nước thải, dẫn đến tình trạng nước thải được xả trực tiếp ra biển.

1.3.1.4 Vùng IV: Các phường xa trung tâm phía Đông:

Khu vực bao gồm các phường Hà Khánh, Hà Trung, Hà Lầm, Hà Tu và Hà Phong đang đối mặt với tình trạng dân cư phân bố không tập trung và thiếu hệ thống thoát nước hoàn chỉnh Hệ quả là nước mưa và nước thải từ các khu dân cư, cơ quan, nhà máy xí nghiệp được xả trực tiếp vào các kênh suối tự nhiên, gây ô nhiễm môi trường trước khi chảy ra biển.

1.3.2 Hi ện trạng tiêu thoát nước từ các hộ gia đình của thành phố

Theo khảo sát, phần lớn hộ gia đình tại thành phố Hạ Long xả nước thải vào hệ thống thoát nước chung, sau đó dẫn ra biển Dưới đây là một số kết quả khảo sát từ các khu vực đặc trưng trong thành phố.

M ộ t s ố công ngh ệ XLNT đô thị trên th ế gi ớ i và Vi ệ t Nam

2.1.1 Công ngh ệ xử lý nước thải trên thế giới

+ Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại ChuBu, thành phố YoKohama, Nhật Bản công suất 100.000 (m 3 /ngày) như sau [14]:

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải đô thị tại ChuBu, thành phố YoKohama,

Hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải ChuBu, thành phố YoKohama, Nhật Bản như sau:

Bảng 2.1: Hiệu quả xửlý nước thải tại nhà máy xửlý nước thải ChuBu, thành phố

+ Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại trạm Okutama, Nisitama, Tokyo, Nhật Bản công suất 218 (m 3 /ngày) như sau [14]:

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải đô thị tại trạm Okutama, Nisitama, Tokyo,

Hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải trạm Okutama, Nisitama, Tokyo, Nhật Bản như sau:

Bảng 2.2: Hiệu quả xửlý nước thải tại nhà máy xửlý nước thải trạm Okutama,

Bể khử trùng bằng tia cực tím

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại trạm Sriracha, tỉnh Cholburi, Thái Lan công suất 2000 (m 3 /ngày) như sau [14]:

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải đô thị tại trạm Sriracha, tỉnh Cholburi,

Bể lắng cát có sục khí

Bể lắng thứ cấp Nước thải

Nước ra Khử trùng bằng Clo

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại trạm Jalan Canang, Taman Desa Tebrau, Ulu Tiram, Johor, Malaysia công suất 4932 (m 3 /ngày) như sau [14]:

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải đô thị tại trạm Jalan Canang, Taman Desa

Tebrau, Ulu Tiram, Johor, Malaysia

Hiệu quả xử lý nước thải tại trạm Jalan Canang, Taman Desa Tebrau, Ulu Tiram, Johor, Malaysia như sau [14]:

Nước thải Song chắn rác thô

Bể ổn định bùn Tuần hoàn bùn

Bảng 2.4: Hiệu quả xử lý tại Jalan Canang, Johor, Malaysia

2.1.2 Công ngh ệ xử lý nước thải tại Việt Nam

- Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy nước thải Kim Liên, thành phố Hà Nội công suất 3700 (m 3 /ngày) như sau [14]:

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ tại nhà máy xửlý nước thải Kim Liên, TP Hà Nội

Nước thải Trạm bơm Song chắn rác

Hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải Kim Liên như sau:

Bảng 2.5: Hiệu quả xửlý nước thải tại nhà máy xửlý nước thải Kim Liên

- Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy nước thải Bãi Cháy, thành phố Hạ Long công suất 3500 (m3/ngày) như sau [9]

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ tại nhà máy xửlý nước thải Bãi Cháy, thành phố Hạ Long

Nước thải đầu vào Song chắn rác

Hồ làm sạch triệt để

Sân phơi bùn Đem đi chôn lấp

Hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải Bãi Cháy như sau:

Bảng 2.6: Hiệu quả xửlý nước thải tại nhà máy xửlý nước thải Bãi Cháy

Công nghệ xử lý nước thải đô thị trên thế giới, cũng như tại một số tỉnh ở Việt Nam, chủ yếu tập trung vào phương pháp xử lý sinh học Các trạm xử lý nước thải, từ quy mô nhỏ đến lớn, đều áp dụng công nghệ này để đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý và bảo vệ môi trường.

L ự a ch ọ n các thông s ố đầ u vào cho h ệ th ố ng XLNT khu v ự c phí a đông thành ph ố H ạ Long (Tr ạ m XLNT L ộ Phong)

Hình 2.7 Bản đồ khu vực thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh

Hệ thống xử lý nước thải tại khu vực nội thị cũ được thiết kế để xử lý nước thải sinh hoạt và nước mưa trong 15 phút đầu tiên, đảm bảo các bệnh viện đạt tiêu chuẩn trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung Trong khi đó, khu đô thị mới có hệ thống thu gom riêng cho nước mưa và nước thải, với nước mưa chảy trực tiếp ra biển, còn nước thải được dẫn về hệ thống xử lý tập trung trước khi xả ra biển.

Mạng lưới thoát nước phía Đông thành phố Hạ Long được chia thành hai khu vực: Khu vực I và Khu vực II Dựa trên sự phân chia này, sẽ có quy hoạch xây dựng hai nhà máy xử lý nước thải phục vụ cho khu vực thành phố Hạ Long.

Trạm xử lý nước thải số I tại Hà Khánh chịu trách nhiệm thu gom và xử lý nước thải cho các phường Hòn Gai, Bạch Đằng, Trần Hưng Đạo, Yết Kiêu, Cao Xanh và Hà Khánh Khu vực này nổi bật với địa hình bằng phẳng và mật độ dân cư đông đúc.

Trạm xử lý số II (Lộ Phong) có nhiệm vụ thu gom và xử lý nước thải cho khu đô thị Bãi Muối, phường Cao Thắng, cũng như khu đô thị cột 5 – cột 8, phường Hồng Hải, Hồng Hà.

Hà Lầm, Hà Trung, Hà Tu, Hà Phong

Do hạn chế về thời gian và điều kiện khảo sát thực tế, luận văn này chỉ tập trung vào việc thiết kế chi tiết cho Trạm xử lý số II (Trạm XLNT).

2.2.1 L ựa chọn công suất thiết kế Để tính toán lưu lượng phải dựa vào tính toán dân số, các tiêu chuẩn, quy định về tiêu chuẩn cấp nước/thải nước, hệ số dùng nước, hệ số không điều hòa, tỷ lệ thu gom Cụ thể như sau:

Dựa trên Quy hoạch tổng thể phát triển thành phố Hạ Long đến năm 2015 và tầm nhìn đến năm 2020, dân số dự kiến của các dự án khu đô thị trong khu vực xử lý sẽ đạt 118.400 người.

Theo kế hoạch, giai đoạn 1 sẽ xây dựng cho công suất tính toán của năm 2015, giai đoạn sau sẽ đầu tư cho công suất của năm 2020

Bảng 2.7 Dự báo phát triển dân số khu vực nghiên cứu [11]

TT Tên phường ĐV tính Dân sốnăm

Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên giai đoạn 2010 –

Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên giai đoạn 2015 –

2.2.1.2 Hệ thống thu gom nước thải

Theo Quyết định của Bộ Xây dựng số 04/2008/QĐ-BXD ngày 3/4/2008 về việc ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng”, mục 6.1.1 –

Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hạ Long, đến năm 2015, tỷ lệ thu gom nước thải phải đạt tối thiểu 60%, và mục tiêu đến năm 2020 là 80% Thành phố phấn đấu trở thành đô thị loại I với quy định thu gom nước thải đạt ≥ 80%.

2.2.1.3 Lưu lượng nước ngấm vào hệ thống thu gom nước thải

Hệ thống thoát nước thải tại TP HCM, mặc dù có cống thu gom bằng BTCT xây ngầm, vẫn cho phép một phần nước ngầm thấm vào cống trong cả mùa mưa lẫn mùa khô Theo Quyết định 24/QĐ-TTg ngày 6/1/2010 về quy hoạch chung xây dựng TP HCM đến năm 2025, lượng nước ngầm thấm vào cống được quy định là 10% lưu lượng trung bình hàng ngày Do đó, tỷ lệ thấm nước ngầm áp dụng là 10%.

Theo quy hoạch chung xây dựng đô thị Hạ Long sẽ trở thành đô thị loại I vào năm

Căn cứ TCXDVN 33 : 2006 để tính toán tiêu chuẩn thải nước:

Bảng 2.8 Tổng lượng nước thải phát sinh lít/người/ngày các năm 2010, 2015, 2020 theo TCXDVN 33 : 2006

S ố li ệ u tính toán theo các năm

1 Tiêu chuẩn cấp nước L/người/ngày 120 165 200

2 Tỉ lệ dân số được cấp nước % 85% 95% 99%

3 Nướ c ph ụ c v ụ công c ộ ng, khách vãng lai % 10% 10% 20%

4 Nước cho dịch vụ trong đô thị % 10% 10% 15%

5 Tổng tiêu chuẩn cấp nước trung bình L/người/ngày 124 171 268

6 Tổng tiêu chuẩn thải nước trung bình lấy = 80% tổng tiêu chuẩn cấp nước trung bình L/người/ngày 99 136 214

2.2.1.5 Hệ số không điều hòa

Hệ số không điều hòa đươc áp dụng theo bảng 2.9

Bảng 2.9 Hệ sốkhông điều hòa[7]

Lưu lượ ng trung bình (l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250

Bảng 2.10 Công suất xử lý

TT Mô t ả Đơn vị Công th ứ c tính

1 Tổng tiêu chuẩn thải nước trung bình L/người/ngày Theo bảng 3.2

2 Dân số Người Theo bảng 3.1 118.400 126.500

3 Tổng lượng nước thải phát sinh trung bình / ngày m 3 /ngày (1)*(2)

4 H ệ s ố lưu lượ ng ngày l ớ n nh ấ t Theo b ả ng 3.3 1,41 1,34

5 Tổng lượng nước thải phát sinh lớn nhất / ngày m 3 /ngày (1)*(2)*(4)

6 D ự ki ế n m ức độ thu gom n ướ c th ả i % 60% 80%

7 Lượng nước ngầm ngấm vào % 10% 10% 10%

8 Công su ấ t t ối đa thiế t k ế h ệ th ố ng x ử lý nướ c th ả i m 3 /ngày (5)*(6) +

Căn cứ vào sự phát triển của quy mô dân số, tính khả thi của dự án, ta chọn phương án chia thành 2 giai đoạn đầu tư xây dựng:

- Giai đoạn 1: thiết kế hệ thống XLNT công suất 16.000 m 3 /ngày – đáp ứng công suất tính toán đến năm 2015

- Giai đoạn 2: sẽ được xem xét đầu tư trong giai đoạn 2015 – 2020

Hiện nay, việc lựa chọn công nghệ có khả năng mở rộng công suất một cách dễ dàng là rất quan trọng Đồng thời, cần dự trù quỹ đất để đảm bảo khả năng mở rộng công suất tối đa trong tương lai.

Diện tích đất sử dụng (dự kiến) cho mỗi NMXLNT như sau:

- Diện tích cho giai đoạn 1: 1,5 – 2 ha

- Diện tích cho giai đoạn 2: 5,5 – 6 ha

- Diện tích đất có sẵn: 6,5 ha

2 2.2 Đặc tính nước thải đầu vào

Nước thải đô thị thường có màu xám và mùi hôi, chứa đựng nhiều chất vô cơ, hữu cơ và khí hòa tan Các chất hữu cơ bao gồm cacbonhydrat, protein, chất béo, mỡ và chất hoạt động bề mặt, trong khi các chất vô cơ có thể là kim loại nặng, nitơ, phốt pho, sunfua, clo, kiềm và chất độc Tỷ lệ giữa các chất vô cơ và hữu cơ trong nước thải đô thị khoảng 50%, cho thấy sự đa dạng trong thành phần của nó.

Các khí như H2S, CH4 và NH3 hình thành từ quá trình phân hủy chất hữu cơ Nước thải sinh hoạt chứa nhiều loại vi sinh vật, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh phát sinh từ con người.

Các thông số về đặc tính nước thải sinh hoạt đầu vào tại một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung ở Việt Nam được tổng hợp trong bảng 2.11.

Bảng 2.11 Đặc tính nước thải sinh hoạt đầu vào của một số NMXLNT ở VN

4 NMXLNT Hồ Tây – Hà Nội 280 480 240 44 10

Theo một số tài liệu khác về đặc tính nước thải sinh hoạt:

Bảng 2.12 Đặc tính nước thải sinh hoạt [7]

TT Thông số Đơn vị Lo ại nướ c th ả i

Trung bình Đậm đặ c V ừ a ph ả i Loãng pH 4,5 – 9

Dầu mỡ, chất béo mg/l 100 90 50 80

 Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại khu vực dự án:

Bảng 2.13 Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại khu vực nghiên cứu do

Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường – Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh quan trắc vào tháng 4/2012

TT Ch ỉ tiêu Đơn vị K ế t qu ả

NT1 NT2 NT3 NT4 NT5

• Mẫu NT1: Nước thải tại cống thoát nước chợ Hạ Long I

• Mẫu NT2: Nước thải tại cửa xả ra biển khu cột 5 phường Hồng Hải

• Mẫu NT3: Nước thải tại cống thoát nước vào suối Hà Lầm, phường Hà Lầm

• Mẫu NT4: Nước thải tại cống thoát nước gần khu vực Chợ Hà Tu, phường Hà Tu

• Mẫu NT5: Nước thải tại cống thoát nước xả vào suối Lộ Phong, phường

Tham khảo số liệu ở các bảng 2.5, 2.6, 2.7 ở trên để xây dựng bảng nước thải đầu vào cho hệ thống XLNT:

Bảng 2.14 Đặc tính nước thải đầu vào và đầu ra để thiết kế cho HT XLNT Lộ Phong

TT Thông số Đơn vị

Giá trị đầu vào để thiết kế

Giá trị đầu ra của hệ thống XLNT theo

7 Dầu mỡ và mỡ khoáng mg/l

Khoảng cách ly, vị trí xây dựng

Về vùng đệm, theo quy định của Việt Nam, các nhà máy xử lý nước thải cần phải có các vùng đệm

Bảng 2.15 Khoảng cách ATVSMT tối thiểu quy định trong QCXDVN 01 : 2008/BXD

Kho ả ng cách ATVMT t ố i thi ể u (m) ứ ng v ớ i công su ấ t (m 3 /ngày)

2 Trạm làm sạch nước thải: a Làm sạch cơ học, có sân phơi bùn 100 200 300 400 b Làm sạch sinh học nhân tạo, có sân phơi bùn

100 150 300 400 c Làm sạch sinh học không có sân phơi bùn, có máy làm khô bùn, có thi ế t b ị xử lý mùi hôi, xây dựng kín

10 15 30 40 d Khu đất để lọc ngầm nước thải 100 150 300 500 e Khu đất tưới cây xanh, nông nghiệp 50 200 400 1000 f Hồ sinh học 50 200 g Mương ô xy hóa 50 150

Các công nghệ xử lý nước thải truyền thống yêu cầu vùng đệm rộng, điều này trở nên khó khăn tại các thành phố như Hạ Long, nơi đất trống ngày càng khan hiếm do đô thị hóa nhanh chóng Do đó, chỉ những phương pháp xử lý nước thải tiên tiến mới có thể đáp ứng nhu cầu hiện tại.

Phân tích lựa chọn công nghệ để thiết kế hệ thống XLNT Lộ Phong

2.3.1 Phân tích m ột số công nghệ xử lý nước thải đã được áp dụng

2.3.1.1 Công nghệ Aeroten truyền thống

Trong bể Aeroten, bùn hoạt tính đóng vai trò quan trọng trong việc oxy hóa các chất ô nhiễm Hệ thống phân phối khí cung cấp không khí liên tục, giúp nước được bão hòa oxy và giữ bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, đảm bảo hiệu quả của quá trình xử lý Sơ đồ hoạt động của bể Aeroten được minh họa trong hình 2.8.

Hình 2.9 Sơ đồ hoạt động của bể Aeroten truyền thống

 Hiệu quả xử lý cao;

 Khử được các chất dinh dưỡng nitơ, photpho;

 Cấu tạo bể lớn, tốn nhiều diện tích mặt bằng xây dựng;

 Người vận hành yêu cầu phải có trình độ và theo dõi thường xuyên các bước xử lý nước thải

2.3.1.2 Công nghệ bể xử lý sinh học theo mẻ (SBR)[6]

Bể phản ứng theo mẻ (SBR) là một hệ thống xử lý nước thải sử dụng phương pháp bùn hoạt tính, bao gồm hai giai đoạn chính là sục khí và lắng Phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình xử lý, mang lại hiệu quả cao trong việc loại bỏ chất ô nhiễm từ nước thải.

Bể lắng đợt I Bể lắng đợt II

Tuần hoàn bùn hoạt tính

Xả bùn tươi Xả bùn hoạt tính dư

Hệ thống SBR (Sequencing Batch Reactor) là một phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải sinh học với nồng độ chất hữu cơ và nitơ cao Quá trình diễn ra theo từng giai đoạn trong cùng một cấu trúc, giúp tối ưu hóa việc loại bỏ các chất ô nhiễm Sơ đồ hoạt động của hệ thống bể SBR được trình bày trong hình 2.10.

Hình 2.10 Sơ đồ hoạt động của hệ thống aeroten hoạt động theo mẻ SBR

Hệ thống xử lý nước thải hoạt động liên tục bao gồm các bước bơm nước thải, phản ứng, lắng và hút nước thải ra Quá trình phản ứng, hay còn gọi là tạo hạt bùn hiếu khí, phụ thuộc vào khả năng cấp khí và đặc điểm chất nền trong nước thải đầu vào Công nghệ SBR đã chứng minh là một hệ thống xử lý hiệu quả nhờ tiêu tốn ít năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cố, xử lý với lưu lượng thấp và tiết kiệm diện tích, rất phù hợp cho các trạm có công suất nhỏ Hơn nữa, công nghệ SBR có khả năng xử lý chất ô nhiễm với nồng độ thấp.

CÁC GIAI ĐOẠ N X Ử LÝ B Ằ NG SBR

Qui trình hoạt động: gồm 4 giai đoạn cơ bản:

1 Đưa nước vào bể (Filling): đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí

2 Giai đoạn phản ứng (reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrit hóa, nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để

Bể lắng cát Bể lắng đợt một

Xả bùn hoạt tính dư vào

Để tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng, việc kiểm soát các thông số đầu vào như DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ và pH là rất quan trọng.

3 Giai đoan lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng họat động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ

4 Giai đoạn xả nước ra (Discharge): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến giai đoạn khử tiếp theo; đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra

Ngoài 4 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thực ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo (pha này có thể bỏ qua)

CÁC QUÁ TRÌNH SINH H Ọ C DI Ễ N RA TRONG B Ể SBR

Quá trình phân hủy hiếu khí cơ chất đầu vào và nitrat hóa

Quá trình này diễn ra nhờ sự hoạt động của nhóm vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng, khi mà điều kiện cấp khí và chất nền được đảm bảo trong bể.

• Oxy hóa các chất hữu cơ

• Tổng hợp sinh khối tế bào n(CxHyOz) + nNH3+ n(x+y/4 –z/2-5)O2→(C5H7NO2)n + n(x-5)CO2 + n(y-4)/2 H2O

• Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào)

2NH3 + 3O2 → 2NO 2 - + 2H + + 2H2O (vi khuẩn nitrosomonas)

2NO2 - + O2 → 2NO 3 - (vi khuẩn nitrobacter) Tổng phản ứng oxy hóa amoni:

47 ƯU NHƯỢC ĐIỂ M CÔNG NGH Ệ SBR

• Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng

Việc bảo trì và bảo dưỡng thiết bị trở nên dễ dàng hơn khi không cần phải tháo nước cạn bể Chỉ cần tháo nước trong trường hợp bảo trì các thiết bị như cánh khuấy, motor, máy thổi khí và hệ thống thổi khí.

• Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động

• TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao

• Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí

• Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn

• Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor, cánh khuấy, sục khí… hoạt động gián đoạn)

• Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao

• Có khả năng nâng cấp và mở rộng hệ thống

• Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau

• Người vận hành phải có kỹ thuật cao

Công nghệ xử lý nước thải bao gồm ba giai đoạn: kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí Đầu tiên, nước thải đi vào giai đoạn kỵ khí, nơi diễn ra quá trình khử photpho sinh học Sau đó, nước thải được chuyển sang giai đoạn thiếu khí để thực hiện khử nitrat Cuối cùng, nước thải được đưa vào giai đoạn hiếu khí để loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, trước khi được dẫn đến bể lắng thứ cấp để làm sạch hoàn toàn Hệ thống này được minh họa trong hình 2.11.

Bể kỵ khí hầu như không có oxy và nitrat Bể này chủ yếu để khử photpho

Bể thiếu khí gần như không có oxy nhưng chứa nhiều nitrit và nitrat, trong đó nitrat chủ yếu được cung cấp từ quá trình tuần hoàn bùn lỏng từ bể hiếu khí.

Bể thiếu khí là thiết bị quan trọng trong việc loại bỏ nitơ, nơi mà vi sinh vật non-poly-P sử dụng nitrat như một chất nhận điện tử trong môi trường không có oxy, từ đó giải phóng khí nitơ.

Bể hiếu khí sử dụng máy sục khí để cung cấp oxy, nơi các chất như amoni được oxy hóa sinh hóa và chuyển đổi thành nitrat nhờ vào vi sinh vật.

- Quá trình nitrat hóa: khử cacbon và oxy hóa amoni thành nitrat trong bể hiếu khí

- Quá trình khử nitrat: nitrat được chuyển thành khí nitơ trong bể kị khí

Quá trình khử photpho (P) diễn ra trong bể kỵ khí và hiếu khí thông qua hoạt động của vi sinh vật Trong điều kiện kỵ khí, vi sinh vật sẽ xả P vào nước thải, trong khi ở môi trường hiếu khí hoặc thiếu khí, chúng sẽ tách P ra khỏi nước thải cùng với bùn dư của hệ thống.

 Hiệu quả xử lý cao;

Nước thải sau xử lý

Nước thải vào Bể kỵ khí Bể thiếu khí Bể hiếu khí

Hình 2.11 Sơ đồ xử lý sinh học AAO

Tuần hoàn hỗn hợp lỏng

 Khử được các chất dinh dưỡng nitơ, photpho có hàm lượng cao;

 Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý;

 Hệ thống trạng bị nhiều bể nên tốn nhiều diện tích mặt bằng xây dựng

 Người vận hành yêu cầu phải có trình độ và theo dõi thường xuyên các bước xửlý nước thải