3.2.3.1 Giải pháp kỹ thuật
a. Cải tạo, tổ chức thoát nước thải và nước mưa đợt đầu
Tình trạng môi trường hồ hiện nay chủ yếu vấn đề suy giảm chất lượng nước. Do hồ có vị trí nằm sát khu dân cư, rất nhiều nhà hàng, quán cafe nên hầu như nước thải sinh hoạt đều được xả trực tiếp vào hồ. Đặc biệt bên phía khu phường Hàng Bột, Thổ Quan có nhiều cống xả. Trước tiên cơ quan chức năng thành phố cần quy hoạch lại hệ thống thu gom nước thải tập trung của các hộ gia đình, hệ thống cống bao thu gom và tách nước thải không cho xả trực tiếp vào hồ rồi dẫn đến trạm xử lý của thành phố. Hiện nay ví dụ tại hồ Hào Nam (phường Ô Chợ Dừa, quận Đống Đa) đã xây bịt kín tất cả các ống nước thải ngăn chặn việc xả thải vào hồ. Mặc dù thành phố đã xây hệ thống thoát nước thải của khu dân cư nhưng do đã xuống cấp nên nước thải vẫn chảy vào hồ. Vì hồ chủ yếu có chức năng điều hòa tiêu thoát nước
mưa và tạo cảnh quan nên việc đổ nước thải cần được hạn chế đến mức tối đa. Vì khi xả vào hồ, các loại nước thải đô thị sẽ gây lắng cặn, ô nhiễm hữu cơ làm thiếu hụt oxi, gây phú dưỡng và độc hại đối với nguồn nước. Nhận thấy tại hồ Bảy mẫu sau khi cải tạo tốt nhưng do không tách, thu gom nước thải nên tính trạng tái ô nhiễm trở lại. Vì vậy các loại nước thải này cần được tách khỏi hồ hoặc phải được xử lý đáp ứng yêu cầu vệ sinh mới được xả vào hồ.
Theo khảo sát thì hiện nay hệ thống cống thu gom nước mưa xung quanh hồ bị sụt lở, xuống cấp nghiêm trọng điều này ảnh hưởng rất lớn đến hệ thống dẫn nước xung quanh hồ và cảnh quan. Cần cải tạo, nâng cấp, nghiên cứu lại độ cao của cống sao cho thoát nước vào hồ là lớn nhất nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước đi vào hồ không bị ô nhiễm. Cần phải kiểm soát nguồn rác xung quanh hồ, thiết kế song chắn rác để không gây ra hiện tượng tắc cống thoát nước và ảnh hưởng đến chất lượng nước hồ. Tuy nhiên cần chú ý tách nước mưa đợt đầu và nước thải ra khỏi hồ. Nước mưa đợt đầu từ các khu dân cư, đô thị và khu công nghiệp cuốn trôi các chất bẩn trên bề mặt và khi chảy vào hồ sẽ gây nhiễm bẩn thuỷ vực.
Hình 3-5: Sơ đồ tuyến cống tách nước thải và nước mưa đợt đầu
1. Đập tràn tách nước thải và nước mưa đợt đầu; 2. Tuyến cống bao tách nước thải về trạm xử lý hay mương thoát nước; 3. Phai chắn điều chỉnh mực nước
Theo sơ đồ trên, bộ phận công trình chính để tách nước thải và nước mưa đợt đầu ra khỏi hồ là đập tràn tách nước (bộ phận số 1). Về mùa khô cũng như khi mưa nhỏ, nước trong cống không thể vượt qua đập tràn để chảy vào hồ. Còn đối với mùa mưa, nước thải và nước mưa đợt đầu theo tuyến cống bao số 2 chảy ra mương thoát nước hoặc về trạm xử lý nước thải tập trung. Sau một thời gian nước mưa có thể được cho vào hồ với một lưu lượng nhất đinh tùy theo chức năng tiếp nhận nước của hồ đó, tại các của xả phải có các cửa chắn rác thải thải. Tại bộ phận số 3, phai chắn điều chỉnh lưu lượng, bổ sung hay xả nước hồ tùy theo từng mùa.
b. Giảm thiểu tối đa sự phát triển của tảo độc
Như phần trên đã phân tích, nước hồ chủ yếu bị ô nhiễm hữu dẫn đến tình trạng phú dưỡng, do thường xuyên phải tiếp nhận nước thải sinh hoạt của người dân xung quanh, dẫn đến sự phát triển mạnh của nhiều loài rêu, tảo độc. Khi chết thì tảo nước có mùi hôi, chuyển sang màu xanh lục đặc hữu. Có thể đưa ra phương án để cải thiện chất lượng nước và xử lý tảo như nuôi cá với tần suất phù hợp để xử lý tảo, chứ không với mục đích kinh doanh vì theo quan điểm trước đây khi nuôi cá với mục đích kinh doanh sẽ cung cấp thức ăn cho cá ảnh hưởng đến chất lượng nước. Hồ có ba tầng nước nên ta có thể lựa chọn các loại cá sao cho sống phù hợp với mỗi tầng. Đối với tầng nước mặt có thể thả mè trắng; tầng giữa thả cá rô, tầng đáy thả cá chép, cá trê. Theo kinh nghiệm nên thả cá trê vì chúng rất háu ăn, ăn tạp, sống thích nghi tốt mọi điều kiện, thả cá theo tỉ lệ 0,3-0,6 kg/m2, nên thả các loại cá nhỏ khối lượng khoảng 150-300g vì những loại này chúng rất háu ăn, nên khả năng ăn sinh khối tốt. Khi cá đạt đến khối lượng khoảng 700g-1kg thì cần vét cá bằng lưới rồi thay lần cá mới. Chú ý trước khi thả cá cần đánh giá tỉ lệ chết và khả năng thích nghi của từng loại để có biện pháp thả và thu hoạch hợp lý. Ngoài ra có thể áp dụng các phương pháp loại bỏ tảo được đề xuất như dùng chế phẩm diệt tảo, sử dụng thiết bị sonit để phát sóng siêu âm diệt tảo. Tận dụng các kết quả tốt từ các cuộc thử nghiệm tại một số hồ như hồ Hoàn Kiếm, hồ Văn…, dựa vào tình trạng hiện tại của hồ để có thể áp dụng các phương pháp phù hợp.
c. Nạo vét, loại bỏ lớp bùn đáy
Sự nạo vét bùn đáy hồ có khía cạnh tích cực là gia tăng độ sâu cho hồ, giảm lượng trầm tích bị ô nhiễm dưới đáy hồ dẫn đến làm tăng khả năng tự làm sạch nước hồ giúp cải thiện chất lượng nước và tăng lượng nước ngầm bổ sung vào hồ. Hồ Văn Chương có độ sâu nước trung bình 5m, nhưng do một thời gian nên sinh khối trong hồ tăng lên làm giảm độ sâu của nước hồ. Nguyên nhân lượng bùn tạo ra do sau một thời gian sự phân hủy của tảo, bèo chết lắng xuống đáy hồ; bùn, cát từ lòng đường theo nước cuốn vào hồ; và một phần chất thải xây dựng, sinh hoạt của người dân được đổ xuống hồ… Chính vì thế để đảm bảo độ sâu cho hồ, cải thiện chất lượng nước hồ, cần đưa ra phương án hợp lý để loại bỏ lớp bùn đáy cho hồ. Khi loại bỏ bùn trong hồ cần đảm bảo không làm xáo trộn môi trường lòng hồ, hồ cần nghiên cứu để lựa chọn công nghệ hút bùn thích hợp, thân thiện với môi trường. Chú ý khi nạo vét, hút bùn nên giữ lại một lượng bùn đáy vì cần thiết cho sự cư trú của hệ vi sinh vật đáy nhằm duy trì khả năng phân huỷ, khoáng hoá chất hữu cơ và còn là nơi cứ trú của sinh vật đáy như ốc, ngao, cua… Một vấn đề lớn nhất của giải pháp này là việc xử lý bùn cặn nạo vét để sao không gây ảnh hưởng đến môi trường, dựa vào kết quả chất lượng bùn của hồ hiện nay có thể tận dụng trong những trường hợp thích hợp như để san lấp mặt bằng xây dựng, làm phân bón hay đem chôn. Và bùn cần được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi đưa vào mục đích sử dụng.
+ Bùn có thể tận dụng gia cố ven bờ sông: Nếu bùn cặn đáy thuộc loại ít ô nhiễm hay ô nhiễm nhẹ thích hợp cho việc san lấp mặt bằng xây dựng, hay đắp bên ven bờ sông, kênh…
+ Bùn làm phân bón: Do bùn đáy hồ có hàm lượng chất hữu cơ khá cao, nên có thể tận dụng bùn làm phân bón, nhất là bùn lớp mặt. Mùn, N, P, K là những chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng bùn khi chọn làm phân bón. Tuy nhiên đối với bùn sử dụng làm phân bón ngoài hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, cần phải xử lý các yếu tố độc hại, trong đó có độ chua, nhôm, sắt, đặc biệt là kim loại nặng. Ðể tạo thành phân bón, phải có công nghệ sản xuất bùn đáy như cần phải trộn bùn
sấy khô với các phụ gia khác và có sự tham gia của vi sinh vật, vv… Ðối với kim loại nặng, có mức độ nhất định phù hợp với nhu cầu của cây trồng, là các yếu tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng nhưng khi vượt giới hạn cho phép loại chất rất độc hại và có khả năng tồn lưu trong chuỗi thực phẩm dễ gây bệnh như ung thư, thần kinh, v.v., cho người khi sử dụng các loài thực phẩm có chứa các chất này.
+ Bùn được chôn lấp: Đối với loại bùn vô cơ, không có khả năng tận dụng có thể đem chôn lấp. Cần xử lý sơ bộ trước khi chôn lấp, để không ảnh hưởng đến môi trường nơi tiếp nhận, phải chôn lấp ở những nơi xa khu dân cư, nơi không sử dụng nước ngầm để ăn uống. Bùn có mùi hôi, nhưng khi bùn được phơi khô mùi hôi sẽ giảm và mất dần theo thời gian. Tuy nhiên không nên tập trung khối lượng bùn quá lớn ở một chỗ, nên đổ bùn san ra thành nhiều đợt để bùn mau khô sẽ hạn chế ô nhiễm do mùi hôi.
Ngoài ra, có thể trộn bùn đáy với các loại vật liệu khác để thành vật liệu xây dựng, kết cấu nhẹ, rẻ tiền, vv… Các vấn đề này cần có kinh phí và thời gian đồng thời với áp dụng các công nghệ mới của thế giới để tận dụng bùn đáy có hiệu quả.
Tính toán lượng bùn có trong hồ
Theo số liệu được cung cấp bởi cán bộ quản lý, hồ hiện có diện tích đáy
10944 m2, lượng bùn hiện nay chiếm chiều dày khoảng 0.5m. Từ đó sẽ tính khối
lượng bùn cần được loại bỏ khoảng 0,4m và giữ lại một lượng bùn đáy. Trong đó ta có:
S : 10944 m2 , diện tích đáy của hồ, với chiều dài đáy khoảng 152m, chiều rộng đáy 72m.
h : 0,4 m, chiều dày của lớp bùn V : thể tích của bùn (m3)
Thể tích khối lượng bùn trong hồ Văn chương:
Đề xuất phương pháp nạo hút bùn
Để loại loại bỏ lớp bùn đáy của hồ cần nghiên cứu sao vừa không làm ảnh hưởng xáo trộn đến chất lượng nước mà vừa phù hợp với địa hình khu vực, nguồn kinh phí … Từ đó lựa chọn các phương pháp nạo vét bùn thích hợp cho hồ. Đề xuất các phương án loại bỏ bùn khỏi hồ:
Hút bùn bằng phương pháp cơ giới
Để loại bỏ lớp bùn đáy của hồ hiện nay, từ thực tiễn đã áp dụng thành công tại một số hồ, có thể áp dụng thiết bị bơm hút bùn công nghệ khí nén của Kỹ sư Trần Ðức Quảng và các cộng sự thuộc Viện nghiên cứu cơ khí, Bộ Công thương. Kết quả nghiên cứu đã đoạt giải nhì, giải thưởng Sáng tạo Khoa học và Công nghệ Việt Nam năm 2009. Hiện nay phương pháp này đã và đang được áp dụng, nhân rộng cho các sông, hồ thoát nước đô thị. Với nguyên lý làm việc như sau:
+ Giai đoạn 1: bơm được thả xuống chìm trong bùn, bùn sẽ được hút vào xi lanh qua van nạp theo ống hút nhờ chân không.
+ Giai đoạn 2: Sau khi xi lanh đầy bùn, khí nén được đưa vào xi lanh, van nạp đóng và van xả mở và bùn được đẩy ra khỏi xi lanh đến ống xả.
+ Giai đoạn 3: Khi xi lanh hết bùn và rỗng, áp suất khí nén được tự động điều chỉnh bằng áp suất không khí, van xả đóng và van nạp mở. Chu kỳ hoạt động được lặp lại. + Do ống hút luôn ngập trong bùn nên lượng nước hút theo bùn rất ít và bùn hút được đảm bảo đặc (nồng độ cao trên 60%).
• Ưu điểm: Thiết bị này có năng suất hút 40m3/h, nồng độ bùn 60% và hoạt động được cả ở những nơi bùn có chứa rác, phế thải. Ngoài ra người công nhân vận hành tàu hút bùn không phải tiếp xúc trực tiếp với bùn, giảm cường độ lao động, độc hại. Quá trình hút bùn hầu như không khuấy động bùn, nước, giảm thiểu các ô nhiễm, tác động thứ cấp phát sinh do quá trình nạo vét giảm thiểu ô nhiễm, đảm bảo mỹ
quan, văn minh đô thị. Thiết bị này không những phù hợp với Thủ đô, còn có thể áp dụng được ở các đô thị trong cả nước có điều kiện tương tự như sông, hồ thoát nước ở Hà Nội.
• Nhược điểm: Công nghệ này thì chí phí cho việc nạo vét và vận chuyển đổ bùn tương đối tốn kém. Ngoài ra do hồ nằm trong khu dân cư nên quá trình nạo vét, vận chuyển gây ảnh hưởng, cản trở giao thông của khu vực.
• Phân tích chi phí nạo vét: Theo đơn giá thì chí phí cho quá trình nạo vét bùn khi sử dụng thiết bị bơm hút bùn công nghệ khí nén khoảng 233.000đ/m3, với thể tích bùn hiện nay thì chi phí nạo vét khoảng:
4377,6 233.000 1.019.980.800 (VNĐ)
• Chi phí vận chuyển: Bùn hút sẽ xả bùn vào các thùng chứa hay các xe téc đặt trên bờ bằng đường ống kín. Sau khi hút bùn xong được đề xuất chuyển đến bãi tập kết bùn ở Yên Sở, khoảng cách 12km.
Theo đơn giá xây dựng, quyết định số 5481/QĐ-UBND ngày 24/11/2011 của Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội trong năm 2011. Do cự ly vận chuyển từ nơi hút đến nơi đổ >1000m thì sẽ áp dụng đơn giá vận chuyển ở cự ly 1000m và đơn giá vận chuyển 1000m tiếp theo như sau:
Đơn giá vận chuyển với cự ly L >7 km Đg1 Đg4 Đg5(L7) Với: Đg1: Đơn giá vận chuyển trong phạm vi 1000m Đg4: Đơn giá vận chuyển 1km tiếp theo cự ly 7km Đg5: Đơn giá vận chuyển 1km ngoài phạm vi cự ly 7km
Từ mã hiệu "AB41000" trong đơn giá xây dựng ta có đơn giá vận chuyển bằng xe ô tô tự đổ năm tấn, như sau:
Đg11,492,945VNĐ/100m3 Đg4 591,265 VNĐ/100m3
Đg5 365,510 VNĐ/100m3
Tổng chi phí để vận chuyển với khoảng cách 12km: 6.868.085 VNĐ/100m3 Vậy tổng chi phí cho vận chuyển 300.657.289 (VNĐ)
Bảng 3-2: Tổng cho phí nạo vét bùn hồ Văn Chương
STT Công việc Chi phí (VNĐ)
1 Công tác nạo vét 1.019.980.800
2 Công tác vận chuyển 300.657.289
1.320.638.089
Loại bỏ bùn bằng phương pháp thủ công
Đồ án đề xuất các phương pháp nạo vét bùn bằng thủ công:
- Phương án 1: Bùn được vét bằng các phương pháp thủ công như gầu múc bùn, sau đó bùn được đồ vào các bè hay thùng thiết kế nổi trên mặt nước hồ, sau một thời gian bùn lắng xuống đáy thùng và tách nước quay trở lại hồ, trong quá trình tách nước cần cho thêm các hóa chất tăng khả năng tạo bông cặn làm bùn lắng nhanh hơn. Khi nạo vét bùn cần khoanh vùng chia diện tích hồ thành nhiều ô nhỏ và thực hiện hút bùn theo từng ô một để tránh những thay đổi đột ngột cho môi trường sống của sinh vật ở đó và để bùn không trôi sang các vùng khác. Chú ý các ô sau lần hút bùn kế tiếp phải cách xa nhau không liền kề vì làm như thế hệ sinh thái khu vực hút bùn không có khả năng phục hồi trên một diện tích rộng. Sau khi bùn được tách nước thì bùn được đưa lên sau đó vận chuyển đến nơi tiếp nhận.
+ Ưu điểm: Phương pháp tốn ít hơn so với phương pháp cơ giới vì chi phí nạo bùn bằng thủ công thấp. Ngoài ra phương pháp loại bỏ bùn nay không mất đáng kể lượng nước theo trong bùn, và nước có thể tuần hoàn quay trở lại hồ ngay.
+ Nhược điểm: Tuy nhiên phương pháp này vẫn không được khả thi, vì trong quá trình nạo vét bằng thủ công có thể làm xáo động, phát tán bùn dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng nước hồ. Thời gian để tách nước và bùn lâu hơn so với phương pháp cơ giới.
- Phương án 2: Ngoài ra để xử lý bùn có thể tận dụng từ việc thả cá nhưng với tần suất thích hợp, lựa chọn các loài cá có khả năng thích nghi tốt. Cá không chỉ xử lý tảo mà chúng còn xử lý bùn rất hiệu quả, chúng sử dụng bùn làm thức ăn. Do đó