GVHD : GVC. Ts Nguyễn Thị Phương Loan
SVTH: Nguyễn Thị Thúy & Nguyễn Thị Sao
ĐỀ
TÀI: NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BÙN TRONG HỆ THỐNGTHOÁT NƯỚC THÀNH PHÔ
HỒ CHÍ MINH
1. ĐẶT
VẤN ĐỀ
1.1 Tình
hình xử lý bùn trong hệ thống thoát nước chung
Lâu nay, người ta chỉ chú ý tới việc xử lý các
loại rác thải, mà quên mất rằng, bùn thải cũng thuộc một dạng “rác thải” cần
phải xử lý .TP. HCM là địa
phương có khối lượng bùn thải lớn nhất nước. Tuy nhiên, để xử lý bùn thải vẫn
còn nhiều bất cập, chưa thực sự có hướng giải quyết cụ thể.
Từ 2008, UBND TP.HCM đã giao cho Công ty Thoát
nước Đô thị chuẩn bị dự án đầu tư “Xây dựng trạm tiếp nhận, chế biến và xử lý
bùn Đa Phước, công suất: 3.000m³/ngày đêm” rộng 42,05ha tại Khu liên hợp xử lý
chất thải và nghĩa trang Đa Phước (Bình Chánh). Báo cáo dự án đầu tư đã hoàn
thành và chuyển sang Sở TN&MT xem xét từ năm 2009, nhưng cho đến nay dự án
vẫn chưa được thực hiện do một số nguyên nhân khách quan và chủ quan mà yếu tố
quan trọng nhất là dơn vị này chưa có nguồn vốn đầu tư.
Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất đối với công tác xử
lý bùn thải là hiện nay là TP.HCM không dự trù bất cứ khoản kinh phí nào
để xử lý các bùn thải phát sinh từ dịnh vụ công (bùn thải từ hệ thống thoát
nước và bùn thải hoạt động nạo vét kênh rạch). Vì vậy, bùn thải các loại trên
thường thường được đổ tự do ở những khu vực thích hợp để có chi phí thấp nhất
mà không xử lý. Theo ước tính của Sở TN&MT, chi phí xử lý các loại bùn trên
khoảng 300.000 đồng/tấn và trên dưới 1.000 tỷ đồng/năm.
Ông Nguyễn Trung Việt– Trưởng phòng quản lý chất
thải rắn (Sở TN&MT TP.HCM) cho biết: Sở TN&MT đang kêu gọi đầu tư từ
các nguồn tài chính khác nhau với mục tiêu xã hội hóa hoạt động xử lý bùn thải.
Phương án đầu tư thích hợp nhất là BOO (Xây dựng - Vận hành - Sở hữu) và thành
phố sẽ trả chi phí xử lý (vốn đầu tư và chi phí vận hành) cho chủ đầu tư với
các loại bùn thải từ các công trình công cộng. Chi phí xử lý các loại bùn khác
do chủ nguồn thải chi trả theo nguyên tắc “người hưởng dịch vụ phải trả tiền
cung cấp dịch vụ”.
Bùn hầm cầu được thu gom và vận chuyển bằng xe
chuyên dụng và được xử lý bằng phương pháp cơ học kết hợp sinh học hiếu
khí (tự nhiên) và sản phẩm được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ tại
nhà máy xử lý bùn Hòa Bình, Khu liên hợp xử lý chất thải và nghĩa trang Đa
Phước (Bình Chánh). Ngoài ra, bùn thải từ các khu xử lý nước thải tập trung có
các thành phần độc hại cũng được xử lý theo phương pháp riêng và tương đối
triệt để.
Đối với bùn thải từ nạo vét kênh rạch,
cống rãnh, trước đây được công ty Thoát nước Đô thị và các công ty Dịch
vụ công ích của các quận huyện thu gom vận chuyển về bãi rác Đông Thạnh (quận
12). Tuy nhiên, từ khi bãi chôn lấp Đông Thạnh đóng cửa, lượng bùn thải khổng lồ
này không có chỗ đổ xác định.
Đối với bùn thải của các nhà máy xử lý
nước thải sinh hoạt, Ông Nguyễn Trung Việt cho biết: Bùn thải từ
các trạm, nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập được vận chuyển đến các bãi
chôn lấp vệ sinh, các địa điểm “không xác định” hoặc được xử lý bằng phương
pháp sinh học hiếu khí, sản phẩm được sử dụng để chế biến phân hữu cơ. Tuy
nhiên công nghệ chế biến phân hữu cơ của Nhật Bản áp dụng tại Nhà máy xử lý
nước thải Bình Hưng ( huyện Bình Chánh) chưa hoàn thiện, gây mùi hôi thối nặng
nề đến môi trường xung quanh. Hiện tại, Nhà máy Bình Hưng đang “lưu giữ”
4.000 tấn bùn thải và mỗi ngày lại phát sinh thêm 40 tấn, ngày đêm gây ô
nhiễm trực tiếp đến các khu dân cư xung quanh.
Mỗi ngày, TP.HCM phát sinh lượng bùn thải các
loại tổng cộng khoảng 3.000 - 4.000m³/ngày (tương đương 5.000 - 6.000 tấn/ngày.
Nguồn bùn chủ yếu từ từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị,
bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bùn thải từ các hoạt động nạo
vét kênh rạch định kỳ, bùn hầm cầu, bùn thải từ các trạm, nhà máy xử lý
nước cấp, bùn thải từ các công trường xây dựng…
Trong khi đó, theo quy hoạch, trong
tương lai gần, TP.HCM sẽ có thêm 7 - 9 nhà máy xử lý nước thải tập trung cho
các lưu vực khác nhau với công suất mỗi nhà máy xử lý dao động từ
100.000m³/ngày đêm đến 500.000m³/ngày đêm. Đồng thời, TPHCM còn có hàng
ngàn trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu dân cư mới, chung cư các loại,
khách sạn, nhà hàng, siêu thị, các cơ sở y tế (bệnh viện, trạm y tế, phòng
khám…) với công suất từ vài m³/ngày đêm đến vài trăm (ngàn) m3/ngày đêm….trở
thành một áp lực rất lớn đối với TP.HCM.
1.2 Sự
cần thiết của đề tài
Ở Việt Nam nói chung và
Thành phố Hồ Chì Minh nói riêng, các vấn đề về bùn lắng (bùn đáy) trên các kênh
rạch thành phố lâu nay chưa được quan tâm nghiên cứu nghiêm túc. Liên quan đến
bùn lắng kênh rạch, chỉ có hoạt động nạo vét mang tính định kỳ, nhưng khối
lượng nạo vét nhìn chung còn rất hạn chế và chưa có hiệu quả.
Nhiều
nơi, bùn được nạo vét đổ ngay lên hai bên bờ kênh, qua vài trận mưa, bùn lại
trở về kênh rạch như cũ…Và chỉ trừ khi có chủ trương nạo vét với qui mô lớn
phục vụ cho cải tạo và phát triển đô thị, với các dự án đầu tư của nước ngoài,
chúng ta mới quan tâm hơn đến các vấn đề môi trường bức xúc trong các hoạt động
nạo vét, vận chuyển và đổ bùn ở qui mô lớn.
Trong
lúc thành phố đang chuẩn bị cho các Dự án nạo vét kênh rạch với qui mô lớn,
việc nghiên cứu xác định thành phần và tính chất cảu bùn lắng trên các hệ thống
kênh rạch;
Một chuyên viên môi
trường cho biết, TPHCM đã có kế hoạch đầu tư rất bài bản các loại nhà máy XLNT
như Nhà máy XLNT Bình Hưng (công suất 141.000m3/ngày), Nhà máy XLNT Bình các tác động đối với môi trường và cộng đồng do các hoạt động nạo
vét, vận chuyển và đổ bùn; vị trí thích hợp cho việc đổ bùn cũng như các nghiên
cứu thực hiện về xử lý và tận dụng bùn lắng là một đòi hỏi bức xức.
Chính vì thế chúng ta cần một công nghệ hay phương pháp tái sử dụng bùn
thải mà không phải xử lý bùn ,điều đó sẽ làm giảm chi phí đầu tư xử lý bùn thải
mà mang lại nhiều hiệu quả và lợi nhuận
1.3 Hiện
trạng quản lý bùn thải ở TPHCM
1.3.1
Qúa
trình hình thành:
Ø Với sự lắng động và trầm tích lâu đời các vật chất ô nhiễm có
trong nước thải đô thị của hệ thống kênh rạch – cống rãnh, sự vứt rác bừa bãi
xuống dòng kênh, sự lôi cuốn đất, cát, trên đường phố theo nước mưa xuống các
kênh rạch kèm theo ảnh hưởng của triều cường đã dẫn đến sự bồi lắng các kênh rạch
và các vật chất trầm tích dưới đáy kênh.
Ø Ngoài ra còn có bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải của các
nhà máy, các cơ sở công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp có chứa nhiều thành phần
ô nhiễm và được xả thải vào môi trường ngày càng nhiều cả về lượng và thành phần.
Ø Ước tính mỗi ngày các thành phố lớn ở Việt Nam thải ra
hơn 600 tấn bùn từ cống rãnh, kênh rạch, nhà máy xử lý nước thải tập trung của
các khu công nghiệp (KCN), nhà máy nước, nhà máy luyện kim.
Ø Lượng bùn thải ra quá nhiều song vẫn chưa có biện pháp xử
lý thích hợp chủ yếu là chôn lấp, gây mùi hôi thối cho khu vực xung quanh vừa tốn
kém, lại vừa bỏ phí những thành phần hữu ích trong đó.
1.3.2
Khối
lượng và tính chất bùn thải;
Khối
lượng bùn thải từ hoạt động duy tu nạo vét hàng ngày ước tính khoảng 360.000 tấn/năm.
Và thay đổi từ thấp nhất là 500 tấn/ngày (mùa mưa), lên đến cao điểm là 1.800 tấn/ngày
(mùa khô). Bùn
kênh rạch có hàm lượng dinh dưỡng cao và có thể tận dụng cho mục đích nông nghiệp
Bùn cống
rãnh sau tách luôn được khối lượng vô cơ nhiều hơn so với bùn từ kênh rạch, vì
thế cần có phương pháp phân tách, thu hồi và tái sử dụng thành phần vô vơ trong
bùn thải. Bùn thải
từ các kênh rạch đều chứa kim loại nặng nhưng điều nằm trong giới hạn cho phép
khi sử dụng cho mục đích nông nghiệpà Ngoại trừ nồng độ Zn, Cr, Ni, Cu, của mẫu bùn tại một số kênh rạch bị ảnh hưởng bởi nước thải công nghiệp nên nông độ vượt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN 7209:2002.
Bảng 1:
Một số kết quả phân tích mẫu bùn
Vị trí
|
Lớp bùn
|
T-N
(mg/l)
|
T-P
(mg/l)
|
Mn
(mg/l)
|
As
(mg/l)
|
Hg
(mg/l)
|
Pb
(mg/l)
|
Bùn kênh rạch
|
|||||||
Cầu Giồng Ông Tổ
|
Mặt
|
1.590
|
908
|
45.75
|
0.31
|
0.15
|
64.5
|
Sâu 1m
|
49
|
136
|
62.50
|
0.36
|
0.19
|
88.6
|
|
Giao thông SG và kênh Nhiêu Lộ - Thị Nghè
|
Mặt
|
1.896
|
6.170
|
84.75
|
0.36
|
0.18
|
88.0
|
Sâu 1m
|
41
|
2.123
|
84.00
|
0.25
|
0.09
|
33.4
|
|
Cầu Thị Nghè
|
Mặt
|
12.221
|
2.634
|
67.50
|
0.37
|
0.20
|
96.3
|
Sâu 1m
|
3.700
|
405
|
8.75
|
0.22
|
0.08
|
31.4
|
|
Cầu Kiệu
|
Mặt
|
11.253
|
3.236
|
41.25
|
0.26
|
0.11
|
40.5
|
Sâu 1m
|
3.468
|
1.620
|
43.50
|
0.31
|
0.15
|
64.5
|
|
Bùn trong hệ thống cống
|
|||||||
Võ Văn Ngân (Q.TĐ)
|
1.230
|
773
|
9.75
|
0.064
|
0.009
|
0.02
|
|
Lũy Bán Bích (Q.TB)
|
1.570
|
248
|
14.00
|
0.099
|
0.041
|
0.16
|
|
Trương Quốc Dung (Q.PN)
|
1.165
|
3.653
|
23.00
|
0.082
|
0.024
|
0.12
|
|
Phan Đăng Lưu (Q.BT)
|
1.091
|
2.841
|
Vết
|
0.078
|
0.021
|
0.10
|
|
Tôn Đản (Q.4)
|
1.510
|
3.432
|
31.75
|
0.085
|
0.037
|
0.12
|
1.4
Cơ sở
nghiên cứu:
1.4.1Qúa trình kỵ khí
1.4.1Qúa trình kỵ khí
Phương
trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí:
Vi sinh vật
Chất
hữu cơ -------------> CH4
+ CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới
Quá
trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn :
Giai
đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
Giai
đoạn 2 : Acid hóa.
Giai
đoạn 3 : Acetate hóa.
Giai
đoạn 4 : Methane hóa.
1.4.2 Qúa trình hiếu
khí
Quá
trình phân hủy sinh học hiếu khí bao gồm ba giai đoạn như sau:
+
Oxy hóa chất hữu cơ:
enzyme
CxHyOz
+ O2 -----------> CO2
+ H2O + DH + Tổng hợp
tế bào mới
enzyme
CxHyOz
+ NH3 + O2 -----------> CO2 + H20
+ C5H7NO2 - DH + Phân hủy nội bào
enzyme
C5H7NO2
+ 5O2 ------------> 5CO2
+ 2H2O + NH3 DH
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu tận dụng
bùn lắng ở kênh rạch, cống rảnh để tái sử dụng với mục đích làm vật liệu xây dụng
và cải tạo đất.
2.2 Nội
dung nghiên cứu
_ Thu thập,
khảo sát bổ sung hiện trạng hệ thống thoát nước Thành Phố.
_ Thu thập các sô liệu và đánh giá nhận xét về hiện trạng
môi trường, chế độ thủy văn, dòng chảy, đặc điểm địa hình và khả năng thoát nước
của hế thống kênh rạch nội thành của thành phố
_ Thu thập các số liệu đã có về số lượng và chất lượng bùn,
đáng giá nhận xét.
_ Khảo sát và xây dựng bản đồ lấy mẫu bùn trên hệ thống kênh
rạch.
_ Thực hiện lấy mẫu
và xét nghiệm thành phần, tính chất của bùn trên hệ thống kênh rạch theo
kế hoạch lấy mẫu đã được thống nhất.
_ Phân loại, đánh giá nhận xét về chất lượng bùn. So sánh với
các tiêu chuẩn liên quan và đưa ra các phương pháp xử lý bùn trong hệ thống
kênh rạch cỗng rãnh.
_ Thiết lập mô hình thí nghiệm và qui trình thí nghiệm.
2.3.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương
pháp thu thập tài liệu:
ü
Thu thập, tổng hợp các tài liệu, số liệu.
ü
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu.
- Phương
pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm:
ü
Vận hành trên mô hình thực nghiệm.
ü
Theo dõi, quan sát, ghi nhận hiện tượng.
- Phương
pháp phân tích:
ü
Toàn bộ nội dung lấy mẫu và phân tích
các chỉ tiêu môi trường được tiến hành theo đúng các quy định của Tiêu chuẩn Việt
Nam.
ü
Và tiêu chuẩn quốc tế (theo Standard methods).
- Phương
pháp xử lý số liệu:
ü
Dùng phần mềm tin học vẽ đồ thị và các
biểu đồ liên quan để đánh giá hiệu suất của quá trình nghiên cứu.
- Phương
pháp so sánh:
ü
So sánh các thông số đo đạc, phân tích
được của mẫu bùn thải đầu vào và đầu ra với tiêu chuẩn hiện hành.
2.4 Các
bước thực hiện luận văn
- Thu thập
tài liệu, thông tin cần thiết liên quan trực tiếp tới đề tài.
- Xác định
hướng nghiên cứu
- Thiết
lập, lắp đặt mô hình nghiên cứu.
- Vận
hành mô hình thực nghiệm, quan sát hiện tượng trong quá trình nghiên cứu, lấy mẫu
để phân tích và tích lũy số liệu.
- Phân
tích các chỉ tiêu, các số liệu.
- Đánh
giá hiệu quả xử lý của quá trình nghiên cứu.
- Hệ thống
các tài liệu các thông tin thu được.
3.
Ý NGHĨA CỦA NGHIÊN CỨU
Kết quả của đề tài
là những dẫn liệu khoa học thực tế cho thấy cái nhìn đúng hơn về tác dụng của
quá trình sinh học kỵ khí, keo tụ tạo bông và oxy hóa nâng cao trong xử lý nước
thải dệt nhuộm.
Kết quả của đề tài
này có thể mở rộng ra hướng nghiên cứu nhiều quá trình xử lý nước thải dệt nhuộm
bằng sự kết hợp nhiều phương pháp khác nhau như oxy hoá nâng cao bằng hệ
Fenton/UV, hệ ozone….với các phương pháp sinh học và phương pháp keo tụ tạo
bông.
Đề tài có ý nghĩa
khoa học và thực tiễn cao, kết quả của quá trình nghiên cứu có thể làm tiền đề
cho các nghiên cứu sâu hơn.
4.
CẤU TRÚC LUẬN VĂN
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
3. Nội dung nghiên cứu.
4. Phương pháp nghiên cứu.
5. Sản phẩn của đề tài.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề.
1.2 Mục đích
và nội dung của đề tài.
1.3 Giới hạn của đề tài.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan về
hiện
trạng hệ thống thoát nước Thành Phố
2.2 Hiện trạng
bùn kênh rạch cống rỗng của thành phố.
2.3 Hiện trạng công nghệ xử lý bùn thải trong
nước và ngoài nước.
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Tình hình nước thải phát sinh.
3.2 Tình hình
ô nhiễm
3.3 Thành phần và khối lượng bùn thải
phát sinh.
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
4.1
Mô hình
nghiên cứu.
4.2
Quy trình
thí nghiệm.
4.3
Phương
pháp phân tích.
CHƯƠNG 5: KẾT
QUẢ VÀ THẢO LUẬN
5.1 Đánh giá
hiệu quả xử lý bùn lắng kênh rạch bằng cách phương pháp xử lý khác nhau.
5.2 Đánh giá
hiệu quả thử nghiệm độc tính của bùn lắng kênh rạch thành phố
5.3 Đề
xuất phương án công nghệ.
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1 Kết luận.
6.2 Kiến nghị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
1. Phụ lục
các số liệu phân tích, bảng biểu.
2. Phụ lục
thông số của các thiết bị.
3. Phụ lục
hình ảnh.
5.
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
TT
|
NỘI DUNG
|
THỜI GIAN
|
1
|
Khảo sát, thu thập thông tin
về mạng lưới thoát nước Tp. Hồ Chí Minh
|
12/2012–07/1/2012
|
2
|
Lấy mẫu và phân tích xác định
thành phần.
|
15/12/2012–01/2012
|
3
|
Lập mô hình thí nghiệm
|
12/2012
|
4
|
Vận hành mô hình thí nghiệm
|
25/12/2012–04/2013
|
5
|
Tổng hợp số liệu, viết báo
cáo
|
03/2013–15/6/2013
|
Đăng nhận xét