- Định hướng nâng cao hiệu quả thu gom và xử ký nước thải đô thị khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên đến năm 2020. - Abstract: Phân tích và đánh giá tình trạng cơ sở hạ tầng hệ thống thu gom và thoát nước khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên. - Phân tích và đánh giá lưu lượng, tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải đô thị cần thu gom và xử lý theo định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020. - Dự báo khả năng thu gom và xử lý nước thải đô thị khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên theo định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020. - Phân tích, lựa chọn địa điểm xây dựng hồ điều hòa, trạm xử lý nước thải tập trung khu vực nghiên cứu. - Đề xuất phương án thu gom và xử lý nước thải đô thị cho khu phía Bắc thành phố Thái Nguyên (có tính toán về khối lượng các công trình trong hệ thống).. - Keywords: Xử lý nước thải. - Nước thải. - Cùng với chất thải rắn, nước thải là vấn đề gây bức xúc tại hầu hết các đô thị Việt Nam.. - Thực tế cho thấy, hiện nay, hệ thống thoát nước của hầu hết các khu vực thành phố Thái Nguyên đã xuống cấp, không còn khả năng đáp ứng được với nhu cầu tiêu thoát nước cho thành phố (đặc biệt là vào mùa mưa lũ) [14], quan trọng hơn là hàng ngày vẫn. - Xuất phát từ điều kiện thực tiễn nêu trên, luận văn lựa chọn đề tài: “Định hướng nâng cao hiệu quả thu gom và xử ký nước thải đô thị khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên đến năm 2020”.. - Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá được hiện trạng thu gom và xử lý nước thải của khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên. - dự báo khả năng thu gom, từ đó đề xuất được giải pháp nhằm cải thiện mạng lưới thu gom, xử lý nước thải cho khu vực, định hướng đến năm 2020.. - Tổng quan về hệ thống thoát nước và các vấn đề cơ bản trong thiết kế hệ thống thoát nước. - Tổng quan về hệ thống thoát nước. - Các vấn đề cơ bản trong lựa chọn hệ thống thoát nước đô thị 1.2. - Hệ thống và tổ chức thoát nước thải tại các đô thị Việt Nam. - Hiện trạng hệ thống thoát nước thải tại các đô thị Việt Nam 1.2.2. - Định hướng hệ thống thoát nước đô thị Việt Nam. - Tổ chức hệ thống thoát nước đô thị Việt Nam. - Tổng quan về công nghệ và công trình xử lý nước thải đô thị 1.3.1. - S lược về dây chuyền công nghệ xử lý nước thải. - Các công trình xử lý nước thải và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 1.4. - Nước thải đô thị (1) (nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn) khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên;. - Cơ sở vật chất (các tuyến mương, cống) của hệ thống thu gom và thoát nước hiện tại.. - Phân tích và đánh giá tình trạng cơ sở hạ tầng hệ thống thu gom và thoát nước khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên;. - Phân tích và đánh giá lưu lượng, tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải đô thị cần thu gom và xử lý theo định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020;. - Dự báo khả năng thu gom và xử lý nước thải đô thị khu trung tâm phía Bắc thành phố Thái Nguyên theo định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020;. - Phân tích, lựa chọn địa điểm xây dựng hồ điều hòa, trạm xử lý nước thải tập trung khu vực nghiên cứu;. - Nước thải phát sinh từ các khu vực này nhất thiết phải được xử lý đạt Quy chuẩn môi trường trước khi xả vào hệ thống thu gom chung của toàn thành phố.. - Báo cáo về hiện trạng sử dụng, hiện trạng quản lý và vận hành hệ thống thoát nước thải đô thị khu vực thành phố Thái Nguyên;. - Trong quá trình thực địa, đề tài có tiến hành khảo sát thực tế hiện trạng hệ thống mương, cống thoát nước trên địa bàn 09 phường của khu vực nghiên cứu, bao gồm:. - Sử dụng mô hình SWMM để tính toán thoát nước đô thị cho khu vực thành phố Thái Nguyên. - SWMM (Storm Water Management Model) được xây dựng ở hai trường đại học San Phansico và Florida (Mỹ) do cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) xây dựng từ năm 1971-1999 để mô phỏng chất và lượng nước của lưu vực thoát nước đô thị và tính toán quá trình chảy tràn từ mỗi lưu vực bộ phận đến cửa nhận nước của nó.. - Mục đích ứng dụng mô hình toán SWMM cho tính toán hệ thống thoát nước khu vực thành phố Thái Nguyên nhằm:. - Xác định các khu vực cần xây mới hoặc mở rộng cống thoát nước mưa để giảm tình trạng ngập lụt đường phố hoặc cung cấp dịch vụ thoát nước thải cho những khu vực mới phát triển;. - Xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của các công trình trong hệ thống thoát nước;. - Thiết lập mạng lưới thoát nước tổng thể cho khu vực.. - Tính toán hệ thống xử lý nước thải bằng phần mềm mô phỏng STEADY. - Luận văn sẽ sử dụng phần mềm STEADY để tính toán và mô phỏng các quá trình trong hệ thống xử lý nước thải đề xuất cho khu vực nghiên cứu trên cơ sở lựa chọn các sơ đồ công nghệ phù hợp.. - Steady là một phần mềm máy tính dùng để mô phỏng, cung cấp một mô hình tính toán hệ thống xử lý nước thải được viết bởi Luis Aburto Garnica và Gerald E. - Mô hình Steady được dùng để tính toán trong điều kiện ổn định (steady – state) cho các thành phần đầu vào và đặc điểm nước thải cho một hệ thống xử lý nước thải đã biết với các thông số cơ bản như: BOD, TSS, Tổng N và Amoni.. - Khi một sơ đồ công nghệ xử lý nước thải được thiết lập, Steady có thể tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ hệ thống, kích thước của các công trình trong hệ thống.. - Hiện trạng hệ thống thoát nước và cơ sở hạ tầng, dân cư khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên. - Hiện trạng mạng lưới thoát nước. - Hiện trạng thoát nước khu vực nghiên cứu là hệ thống thoát nước chung (nước bẩn lẫn nước mưa), các tuyến đều tự chảy, với một số đặc điểm như sau:. - Các tuyến thoát nước chảy theo địa hình, các nhà dân xây dựng theo mặt đường phía sau nhà là ruộng trũng, nước mưa và nước thải sinh hoạt xả thẳng xuống ruộng. - Trong các ngõ nhỏ, nhà dân thường thoát nước thải tự nhiên vào các rãnh hai bên đường, và chảy vào hệ thống mương cống trên các tuyến đường chính theo độ dốc địa hình.. - Các tuyến thoát nước chủ yếu phục vụ cho việc thu nước mưa mặt đường và thoát nước thải các hộ dân dọc hai bên đường.. - Nước mưa và nước thải sau khi được xả xuống ruộng sẽ chảy theo các đường thoát nước tự nhiên, các cống thủy lợi, ra các suối rồi chảy vào sông Cầu. - Có 3 suối tham ra vào mạng thoát nước của khu vực là: Cống Ngựa, Xương Rồng 1 và Xương Rồng 2, tổng chiều dài khoảng 4 km, lòng suối hẹp.. - Hiện trạng xả nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư. - Hiện tại thành phố Thái Nguyên chưa có hệ thống thoát nước thải riêng, chỉ có một số tuyến cống đã và đang được xây dựng trên vỉa hè của một số tuyến đường chính (như đường Lương Ngọc Quyến, Hoàng Văn Thụ, Cách Mạng Tháng 8. - Nước thải sinh hoạt hầu hết được xử lý trong bể tự hoại nhưng điều kiện vệ sinh vẫn rất kém, gây ô nhiễm môi trường. - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nước thải đô thị cho khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên. - Đề xuất các phương án thu gom và xử lý nước thải cho khu vực nghiên cứu. - Phương án 1: Thu gom bằng hệ thống thoát nước chung Phương án 2: Thu gom bằng hệ thống thoát nước riêng Phương án 3: Thu gom bằng hệ thống thoát nước nửa riêng. - Trên cơ sở phân tích, đánh giá các phương án nêu trên, chúng tôi lựa chọn Phương án 3 để thu gom và xử lý nước thải cho khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên.. - Giải pháp xử lý nước thải đô thị Đề xuất 2 phương án:. - Phương án 1: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, dùng bể earotank.. - Phương án 2: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, dùng kênh oxy hóa, kết hợp xử lý P bằng FeCl 2. - Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của các phương án, chúng tôi lựa chọn Phương án 2 để thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu vực nghiên cứu.. - Mô phỏng hệ thống xử lý nước thải đề xuất trên cơ sở phần mềm Steady. - Kết quả tính toán cũng cho thấy các thông số của nước thải đầu ra hoàn toàn phù hợp với yêu cầu xử lý (Đạt TCVN 7222:2002 sau xử lý lần hai và QCVN 40:2011/BTNMT).. - Mô phỏng các quá trình thủy lực trên mạng thoát nước khu phía Bắc thành phố Thái Nguyên. - Trên cơ sở mạng lưới thu gom và xử lý nước thải đề xuất, chúng tôi thực hiện mô phỏng các quá trình thủy lực diễn ra trong hệ thống bằng phần mềm SWMM – Version 5 (2004) nhằm mục đích kiểm tra tính khả thi của hệ thống, đồng thời xác định các thông số cơ bản của mạng thoát nước đề xuất.. - Trƣờng hợp 1: Nhằm kiểm tra khả năng chuyển tải nước thải trong cống và khả năng điều tiết của hồ chứa với các thông số giả định của hệ thống thoát nước đề xuất. - Do sông Cầu là sông lớn, nên hoàn toàn có thể xảy ra trường hợp mực nước dâng trên sông cao hơn hẳn các cửa thoát nước của hệ thống nên việc tính toán theo kịch bản này có ý nghĩa lớn đối với thực tế.. - Trong cả hai trường hợp này đều tính tiêu thoát nước cho trận mưa kéo dài trong vòng 3 giờ và hệ thống thoát nước phải tiêu trong vòng 30 phút để đảm bảo cho hệ thống không bị ngập và phù hợp với thực tế.. - Do sông Cầu là sông lớn, nên hoàn toàn có thể xảy ra trường hợp mực nước dâng trên sông cao hơn hẳn các cửa thoát nước của hệ thống.. - Thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống thoát nƣớc đề xuất. - 1 Mương thoát nước D500 m 8030. - 2 Mương thoát nước D600 m 4000. - 3 Mương thoát nước D700 m 2711. - 4 Mương thoát nước D800 m 3742. - 5 Mương thoát nước D900 m 569. - 6 Mương thoát nước D1000 m 12.241. - 7 Mương thoát nước D1200 m 1064. - Thông qua việc đánh giá hiện trạng thoát nước, xử lý nước thải khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên cũng như nghiên cứu quy hoạch phát triển kinh tế xã hội của thành phố, đề tài đã đề xuất được mạng lưới thoát nước tổng thể nhằm nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nước thải đô thị cho khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên đến năm 2020.. - Qua quá trình thực hiện đề tài “Định hướng nâng cao hiệu quả thu gom và xử ký nước thải đô thị khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên đến năm 2020” chúng tôi có thể rút ra các kết quả chính như sau:. - Hệ thống thoát nước của khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên hiện trạng là hệ thống thoát nước chung, nước mưa và nước thải sinh hoạt được thu gom vào hệ thống các mương hai bên vỉa hè, nước sau thu gom được xả thẳng vào các nguồn tiếp nhận (các suối nhỏ và sông Cầu). - Một số khu vực nước thải sinh hoạt của các hộ được xả thẳng ra các vùng đất trũng (ruộng lúa).. - Hệ thống mương thoát nước của khu vực hầu hết đã xuống cấp (trừ một số đoạn được cải tạo xây mới vào năm 2010) nên khả năng thoát nước bị hạn chế.. - Nước thải sinh hoạt của các hộ dân sau khi xử lý qua bể tự hoại được xả thẳng ra ngoài môi trường, gây ô nhiễm môi trường nước mặt sông Cầu. - Luận văn đã phân tích được khá chi tiết về hiện trạng mạng lưới thoát nước của khu vực, từ đó đề xuất và lựa chọn phương án thoát nước tối ưu, phù hợp với điều kiện địa phương. - Mạng lưới đề xuất là mạng lưới thoát nước nửa riêng (thoát nước chung với các hố ga tách), theo đó, toàn bộ nước thải sinh hoạt và một phần nước mưa đợt đầu sẽ được thu gom và đưa về trạm xử lý nước thải tập trung (công suất xử lý 12.000 m 3 /ngày.đêm).. - Phương án thoát nước lựa chọn được mô phỏng quá trình thủy lực trên cơ sở phần mềm SWMM cho kết quả có độ tin cậy khá cao, phù hợp với điều kiện địa phương. - Quá trình mô phỏng được thực hiện trên hai trường hợp (thoát nước bình thường và thoát nước khi mực nước sông Cầu dâng lên làm ảnh hưởng đến hệ thống), trên cơ sở đó luận văn đã lựa chọn được các thông số cơ bản của hệ thống thoát nước đề xuất cho khu vực như kích thước các tuyến mương cống, số lượng và công suất các trạm bơm, dung tích cần thiết của hồ điều hòa.. - Trong quá trình nghiên cứu đề xuất hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho khu vực nghiên cứu, các số liệu đã được sử dụng trên nhiều tài liệu khác nhau. - Việc sử dụng phần mềm SWMM để mô phỏng các quá trình thủy lực trong hệ thống thoát nước với các tham số đầu vào (như hệ số nhám đường ống, độ dốc từng đoạn ống, diện tích bề mặt không thấm nước, dữ liệu về độ dâng nước sông Cầu. - Chúng tôi hy vọng kết quả nghiên cứu có thể đóng góp được phần nào cho việc lựa chọn phương án thoát nước và xử lý nước thải cho khu vực thành phố Thái Nguyên trong giai đoạn từ nay đến năm 2020.. - 20TCN Thoát nước - Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước bên ngoài, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.. - Bộ Xây dựng (2000), Định hướng thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020, Bộ Xây dựng, Hà Nội.. - Trần Đức Hạ (1995), “Báo cáo để tài NCKH B Mô hình các trạm xử lý nước thải công suất nhỏ trong điều kiện Việt Nam, Đại học Xây dựng, Hà Nội.. - Trần Đức Hạ (2000), Lựa chọn công nghệ thoát nước và xử lý nước thải phù hợp cho các đô thị, Hội thảo cấp thoát nước đô thị Việt Nam, Hà Nội.. - Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.. - Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ, Mai Liên Hương, Lê Mạnh Hà, Trần Hữu Diện (2001), “Thoát nước”, Mạng lưới thoát nước Tập 1, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.. - Trần Văn Mô (2002), Thoát nước đô thị, một số vấn đề về lý thuyết và thực tiễn ở Việt Nam, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.. - Trần Hiếu Nhuệ (1990), Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội.. - Sở Xây dựng Thái Nguyên (2010), Báo cáo thống kê hiện trạng hạ tầng các tuyến mương thoát nước đô thị Thái Nguyên, Thái Nguyên.