Tài liệu Giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại thành phố hải phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC HÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÙN THẢI TỪ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC HÀ Khóa 2013 – 2015 GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÙN THẢI TỪ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng đô thị Mã số: 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.PGS.TS MAI THỊ LIÊN HƯƠNG 2.TS. NGUYỄN VĂN NAM Hà Nội -2015 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường đại học Kiến trúc Hà Nội, em đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi của nhiều cá nhân, tập thể để e hoàn thành khóa học thạc sỹ này. Trước hết e xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô giáo, PGS. TS. Mai Thị Liên Hương và Thầy giáo, TS. Nguyễn Văn Nam đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình làm luận văn, em xin chân thành cám ơn các thầy, cô trong khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng (Cấp thoát nước) đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập của e tại trường. Tôi gửi lời xin cám ơn sâu sắc đền gia đình tôi, những đồng nghiệp, bạn bè đã luôn tin tưởng, động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Luận văn của tôi không thể tránh khỏi những thiếu xót, em mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô. Em xin chân thành cảm ơn ! TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Ngọc Hà LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận Văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Ngọc Hà Mục Lục Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục hình minh họa Danh mục bảng biểu MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 Lý do chọn đề tài. ....................................................................................................... 1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. .................................................................................. 1 Phương pháp nghiên cứu của đề tài. ........................................................................... 2 Ý nghĩa khoa học của đề tài. ....................................................................................... 2 Cấu trúc luận văn........................................................................................................ 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI TỪ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG........................... 3 1.1. Tổng quan về Thành Phố Hải Phòng ................................................................ 3 1.1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm địa hình ............................................................................................. 3 1.1.3. Khí hậu ............................................................................................................. 4 1.1.4. Tài nguyên thiên nhiên...................................................................................... 4 1.1.5. Tiềm năng kinh tế ............................................................................................. 5 1.1.6. Tình hình dân số. .............................................................................................. 7 1.2. Giới thiệu chung về tình hình xử lý bùn thải trong các đô thị tại Việt Nam và các nước trên thế giới. ......................................................................................... 9 1.2.1. Khát quát về hệ thống thoát nước trong đô thị tại Việt Nam và một số thành phố trên thế giới ......................................................................................................... 9 1.2.2. Tình hình quản lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước trong đô thị tại Việt Nam và một số nước trên thế giới....................................................... 13 1.2.3. Tác hại của bùn thải đến môi trường xung quanh và cảnh quan đô thị. ............ 20 1.3. Thực trạng về bùn thải tại thành phố Hải Phòng .......................................... 21 1.3.1.Thực trạng hệ thống thoát nước trong tại Thành Phố Hải Phòng ...................... 21 1.3.2. Thực trạng quản lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. .............................................................................................. 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA BÙN THẢI TỪ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG ĐÔ THỊ ............... 27 2.1. Cở sở pháp lý ................................................................................................... 27 2.1.1. Các tiêu chuẩn, hướng dẫn lien quan đến tới quản lý phân bùn ở Việt Nam .... 27 2.1.2. Các quy chuẩn về môi trường và quản lý bùn thải tại Việt Nam. .................... 28 2.2. Cở sở lý luận của bùn thải từ hệ thống thoát nước trong đô thị.................... 29 2.2.1. Sự hình thành bùn thải từ hệ thống thoát nước đô thị ...................................... 29 2.2.2. Đặc điểm số lượng, thành phần và tính chất của bùn thải ................................ 31 2.2.3. Các yêu cầu xử lý bùn thải hệ thống thoát nước đô thị .................................... 35 2.2.4. nguyên lý xử lý bùn thải. ................................................................................ 37 2.3. Giải pháp xử lý bùn thải của hệ thống thoát nước trong đô thị tại một số thành phố lớn của nước ta ..................................................................................... 44 2.3.1. Công tác quản lý, thu gom và xử lý phân bùn bể phốt tại Hà Nội .................... 44 2.3.2. Bùn thải từ hệ thống thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh ............................... 49 2.3.3. Xử lý bùn thải và tái sử dụng làm phân bón tại thành phố Đà Lạt ................... 52 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÙN THẢI TỪ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG. ............................................ 60 3.1. Các cơ sở và tiêu chí đành giá công nghệ xử lý bùn thải ............................... 60 3.1.1. Các cở sở lựa chọn công nghệ xử lý bùn thải. ................................................. 60 3.1.2. Các tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý bùn thải hệ thống thoát nước ............... 62 3.2. Một số giải pháp xử lý bùn thải của hệ thống thoát nước đô thị ................... 63 3.2.1 Giải pháp xử lý bùn thải theo phương pháp truyền thống ................................. 63 3.2.2. Xử lý bùn thải từ các trạm xử lý nước thải théo hướng tái tạo năng lượng, thu hôi tài nguyên. .......................................................................................................... 70 3.2.3. Công nghệ túi lọc vải địa kỹ thuật GeotubeĐ xử lý bùn thải của hệ thống thoát nước trong đô thị ............................................................................................. 79 3.2.4. Xử lý bùn theo công nghệ sấy bùn bằng năng lượng mặt trời trong nhà kính .. 86 3.3. Đánh giá các giải pháp xử lý bùn thải............................................................. 89 3.3.1. Đánh giá về mặt kỹ thuật, kinh tế. ................................................................... 89 3.3.2. Ý nghĩa khi áp dụng phương pháp .................................................................. 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 92 Kết luận .................................................................................................................... 92 Kiến nghị.................................................................................................................. 92 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Cụm từ viết tắt BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) CHD Hệ thống nhiệt – điện kết hợp COD Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) GDP Tổng sản phẩm nội địa HTTN Hệ thống thoát nước KCN Khu công nghiệp KCX Khu chế xuất OSS Công trình vệ sinh tại chỗ SS Chất rắn lơ lửng TF Hệ Thống lọc nhỏ giọt (màng sinh học) TN Tổng nitơ TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên TS Tổng hàm lượng cặn TXLNT Trạm xử lý nước thải UASB Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí UBND Ủy ban nhân dân URENCO Công ty TNHH MTV môi trường đô thị Hà Nội VS Hàm lượng cặn bay hơi VSCC Vệ sinh công cộng WB Ngân hàng thế giới XLLN Xử lý nước thải DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Số hiệu hình Tên hình Hình 1.1 Bản đồ quy hoạch thành phố Hải Phòng Hình 2.1 Sự hình thành bùn cặn trên hệ thống thoát nước đô thị Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát các quá trình xử lý bùn thải Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý bùn thải trên bãi ổn định tự nhiên Hình 2.4 Sơ đô nguyên tắc xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và bùn mương cống thoát nước Hình 2.5 sơ đồ xử lý bùn cặn chứa kim loại nặng bằng bãi lọc cây trồng Hình 2.6 Thành phần phân bùn bể phốt nhà vệ sinh công cộng tại Hà Nội Hình 2.7 Trạm xử lý phân bùn bể phốt Cầu Diễn Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ trạm xử lý phân bùn bể phốt thành phố Hà Nội Hình 2.9 Tổng mặt bằng nhà máy xử lý nước Thành Phố Đà Lạt Hình 2.10 Biều đồ lưu lượng nước về nhà máy Hình 2.11 Hỗn hợp 2+3+4 Hình 2.12 Hỗn hợp 2+3+4 sau 30 phút Hình 2.13 Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh BioGro Hình 3.1 Sơ đồ xử lý bùn căn với sân phơi bùn (sơ đồ 1) Hình 3.2 Sơ đồ xử lý bùn căn với sân phơi bùn (sơ đồ 2) Hình 3.3 Sơ đồ công nghê của giải pháp nén ép khử nước bằng máy ly tâm Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ của giải pháp 1 bậc lọc chân không + 1 bậc ép đai Hình 3.5 Tổng quan các phương pháp xử lý bùn thải tại trạm XLNT Hình 3.6 So sánh nhu cầu tiêu thụ điện và tiềm năng điện có thể sản xuất được tại trạm XLNT Hình 3.7 Sơ đồ xử lý bùn cặn công nghệ túi lọc vải địa kỹ thuật Geotube® Hình 3.8 Xử lý bùn ao hồ bằng công nghệ Geotube® DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng, Tên bảng, biểu biểu Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Số phần trăm hộ gia đình có hệ thống vệ sinh tại chỗ Dự báo khối lượng chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn Thành phố Hải Phòng đến năm 2025. Công tác xử lý bùn của Thành phố Hải Phòng từ năm 20062014 Bảng 2.1 Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn. Bảng 2.2 Thành phần hữu cơ của bùn thải thoát nước (% trọng lượng khô) Bảng 2.3 Bảng 2.4 Thành phần chất dinh dưỡng và kim loại nặng trong bùn thải Điều kiện sử dụng bùn thải sau khi xử lý vào mục đích làm phân bón Bảng 2.5 Các phương pháp ổn định bùn thải trên bãi xử lý Bảng 2.6 Thành phần phan bùn bể phát nhà VSCC tại Hà Nội Bảng 2.7 Nhà máy xử lý nước thải được quy hoạch đến năm 2025 Bảng 2.8 Tính chất bùn thải phát sinh tại nhà máy XLNT Bình Hưng Bảng 2.9 Tính chất bùn thải phát sinh từ công tác duy tu hệ thống thoát nước Bảng 2.10 Thống kê các chỉ tiêu cơ bản so với thiết kế Bảng 3.1 Tải trọng bề mặt sân phơi bùn (m3/m2.năm) Bảng 3.2 Thành phần, tính chất bùn cặn của các trạm XLNT Bảng 3.3 Hiệu suất loại bỏ mầm bệnh cảu các phương pháp xử lý bùn thải Bảng 3.4 Công nghệ xử lý bùn tại các trạm XLNT đô thị đang hoạt động ở Việt Nam 1 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài. Hệ thống các đô thị Việt Nam hiện có 774 đô thị, tăng 04 đô thị so với cuối năm 2013; trong đo: có 2 đô thị đặc biệt, 15 đô thị loại I, 21 đô thị loại II, 42 đô thị loại III, 65 đô thị loại IV và 629 đô thị loại V. Tỷ lệ hóa trung bình cả nước dự kiến đạt khoảng 34,5%. Đô thị hóa tăng nhanh ở khu vực các đô thị lớn, lan tỏa và phân bố đồng đều hơn trên phạm vi cả nước. Nhiều đô thị cũ được cải tạo, nâng cấp, phát triển mở rộng về quy mô đất đai, kết cấu hạ tầng kỹ thuật và xã hội. Đô thị đã khẳng định vai trò là động lực phát triển kinh tế, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở mỗi địa phương, mỗi vùng và cả nước. Tính riêng 5 đô thị trực thuộc Trung ương năm 2014 đã góp khoảng 52,6% GDP cả nước, toàn bộ 774 đô thị đã đóng góp khoảng 72% GDP cả nước. Hiện nay tại Hải Phòng chưa có công trình xử lý nước thải chung của Thành Phố. Ngoại trừ trạm xử lý chất thải Tràng Cát và trạm xử lý chất thải ở làng Bông Sen là hoạt động tốt, còn một số trạm xử lý nước thải cục bộ ở các nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện tuy được xây dựng nhưng không hoạt động do chi phí hoạt động lớn, một số khác chỉ hoạt làm chức năng trung hòa nước thải có hóa chất từ dây chuyền sản xuất trong nhà máy. Vì vậy việc “Đề xuất giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng” là hết sức cần thiết và cấp bách. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Đề xuất được các giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu của đề tài. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các đô thị tại Thành phố Hải Phòng. Đối tượng nghiên cứu: Bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. 2 Phương pháp nghiên cứu của đề tài. Điều tra, thu thập, xử lý và tổng hợp các tài liệu, dữ liệu về hiện trạng quản lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. Phân tích và đưa ra các giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. Đánh giá và kế thừa có chọn lọc các phương pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. Từ đó đưa ra kết luận và kiến nghị. Ý nghĩa khoa học của đề tài. Đưa ra các giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng nhằm năng cao môi trường cho xã hội và cảnh quan đô thị cho Thành Phố. Cấu trúc luận văn. Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, phụ lục và các tài liệu tham khảo phần nội dung chính của luận văn có 3 chương: Chương 1: Tổng quan về bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. Chương 2: Cơ sở lý luận và thực tiễn về bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước trong đô thị tại Việt Nam. Chương 3: Đề xuất một số giải pháp xử lý bùn thải từ các công trình của hệ thống thoát nước tại Thành Phố Hải Phòng. THÔNG BÁO Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội. Email: [email protected] TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Hiện nay vấn đề quản lý chất thải nói chung, cũng như cặn phân bùn từ hệ thống thoát nước nói riêng đang trở thành vấn đề bức xúc trong đô thị. Các nguồn chất thải đều xả trực tiếp vào các nguồn tiếp nhận như cống, kênh, ao hồ, song mà hầu như không được xử lý qua một công đoạn nào, dẫn đến sức khỏe của người dân bị đe dọa đặc biệt là các bệnh liên quan đến môi trường. Để cải thiện môi trường sống đô thị hiện nay, điều quan trọng là phải tìm ra các giải pháp đơn giản phù hợp với từng đô thị và tận dụng lợi thế có sẵn. Các phương pháp xử lý bùn thải từ hệ thống thống thoát trong đô thị, từ đó lựa chọn được phương pháp phù hợp nhất với đặc điểm thành phố Hải Phòng. Luận văn đề xuất phương pháp xử lý bùn thải bằng công nghệ túi lọc vải địa kỹ thuật GeotubeĐ phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội kỹ thuật với Thành phố Hải Phòng, đồng thời cải thiện môi trường sống và hạn chế ô nhiễm môi trường đô thị. KIẾN NGHỊ Xử lý bùn thải cho đô thị là một công trình công cộng, chi phí xây dựng cao, vùng đất xây dựng rộng lớn. Cần sự kết hợp giữa tuyên truyền, vận động nâng cao ý thức về bùn thải, nâng cao trách nhiệm về bảo vệ môi trường. Nhà nước cần ban hành nhiều chính sách, chế tài nghiêm ngặt về quản lý bùn thải, đồng thời hỗ trỡ các dự án xử lý bùn thải có tính khả thi. Đề tài cần được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi cho nhiều thành phố, khu đô thị tại Việt Nam. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Việt Anh, Đánh giá mô hình king doanh trong quản lý phân bùn: hoạt động hút và vận chuyển phân bùn ở Việt Nam. Hà nội 2011. [2]. Nguyễn Việt Anh, Dương Thu Hằng, Vũ Thị Minh Thanh, Nguyễn Phương Thảo (2014), “Đánh giá khả năng xử lý kết hợp để nâng cao hiệu quả khai thác các công trình hạ tầng kỹ thuật và thu hồi tài nguyên từ chất thải đô thị”, Tạp chí Cấp thoát nước Việt Nam. Số1+2 (93+94). [3]. Vũ Cao Đàm (1995), Bài giảng phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. [4]. Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị. Nhà sản xuất khoa học và kỹ thuật 2006. [5]. Trần Đức Hạ. Báo cáo nhiệm vụ khoa học và công nghệ bảo vệ môi trường của bộ xây dựng “điều tra khảo sát, đề xuất phương án và công nghệ thích hợp xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước đô thị” (mã số MT13-09). Hà Nội, 2013. [6]. Nguyễn Thanh Hải. Một số đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý bùn cặn của các nhà máy XLNT trong quy hoạch thoát nước Thủ đô Hà Nội. Hội thảo Quản lý bùn thải, Bộ Xây dựng, tháng 3, 2013. [7]. Nguyễn Lê. Một số giải pháp về xử lý nước thải và quản lý bùn thải ở Hà Nội. Tuyển tập báo cáo Hội thảo chuyên đề xử lý nước thải và quản lý bùn thải ở Việt Nam. Hà Nội, 2013. [8]. Hà Phương – Urenco Hà Nội: Khánh thành và gắn biển công trình trạm xử lý phân bùn bể Cầu Diễn. Tạp chí Môi Trường Đô thị Việt Nam, số 10 (94)T 11/2014. [9].Công ty thoát nước Lâm Đồng (2011) Báo cáo kết quả thử nghiệm xử lý bùn thải, chế biến phân vi sinh bón cây trồng, Đề tài cấp sở KH &CN tỉnh Lâm Đồng. [10]. Công ty TNHH MTV môi trường đô thị Hà nội, 2013- Báo cáo thực trạng quản lý phân bùn bể tự hoại trên địa bàn thành phố; [11]. Công ty TNHH MTV thoát nước Hải Phòng, 2009- Quy chế quản lý dịch vụ thu gom, vận chuyển và xử lý bùn bể phốt, bùn nạo vét HTTN và mương hồ trên địa bàn thành phố Hải Phòng. [12]. Công ty TNHH một thành viên Thoát nước đô thị TP.HCM - UDC (Hội nghị Quản lý bùn thải từ công trình thoát nước và vệ sinh lần thứ 3 – FSM32015) [13]. Kỷ yếu tiêu điểm cho Việt Nam (Hà Nội -01/2015 BXD). [14]. Ngân hàng thế giới, đánh giá hoạt động quản lý nước thải đô thị Việt Nam. Hà Nội 12/2013 [15]. Nghị định số 80/2014/NĐ-CP của Chính phủ, ngày 06/08/2014 về thoát nước và xử lý nước thải. [16]. Viện môi trường đô thị và công nghiệp. Thuyết minh dự thảo quy chế thu gom, vận chuyển phân bùn bể tự hoại, bùn thải từ hệ thống thoát nước và bùn thải từ công trình xử lý nước thải đô thị, Hà Nội 2014. [17]. Viện Quy hoạch – Sở Xây dựng TP Hải Phòng, 2010 [18]. European Commission, Evaluation of sludge treatments for pathogen reduction. WRc Ref: CO 5026/1, 2001. [19]. D. Jung, N. Roux, C. Lemoine, J. Pannejon, Modélisation du procédé Solia, STIC & Environnement Symposium, Calais, 15p, 2009. [20]. H. Hanmadou, Modélisation du seschage solaire sous serre des boues de station d’épuration urbaines, Ph.D. thesis, Université Louis Pasteur Strasbourg I, 2007. [21]. А.З.Евилевич, М.А.Евилевич. Утилизация осадков сточных вод. Ленстроиздат,1988. [22]. http://www.tencate.com/amer/geosynthetics/TenCate-Geotube-landing- page.aspx (06/01/2015. 6h04).