Thiết kế trạm xử lý nước thải

THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ KHÁI NIỆM TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Trong bối cảnh đô thị hóa, công nghiệp hóa và phát triển kinh tế – xã hội ngày càng mạnh mẽ, vấn đề ô nhiễm môi trường nước đang trở thành thách thức lớn đối với các địa phương và quốc gia. Nước thải phát sinh từ sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, dịch vụ và các hoạt động kinh tế nếu không được xử lý đúng quy chuẩn trước khi thải ra môi trường sẽ gây tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái, nguồn nước mặt, nước ngầm, sức khỏe cộng đồng và sự phát triển bền vững của khu vực. Vì lý do đó, việc thiết kế và xây dựng các trạm xử lý nước thải được xem là giải pháp trọng tâm trong quản lý môi trường, đáp ứng yêu cầu của Luật Bảo vệ môi trường và các quy chuẩn kỹ thuật. Bài nghiên cứu này trình bày khái niệm về trạm xử lý nước thải, lý do cần thiết phải xây dựng, đối tượng cần xử lý, các yêu cầu kỹ thuật và quy trình thiết kế một trạm xử lý đạt chuẩn.

II. Trạm xử lý nước thải là gì?

Trạm xử lý nước thải là một hệ thống tổ hợp bao gồm các hạng mục công trình, bể xử lý và các thiết bị cơ – điện – công nghệ nhằm biến nước thải thành nước sạch ở mức độ chấp nhận được để thải ra nguồn tiếp nhận hoặc phục vụ tái sử dụng. Trạm xử lý đảm nhiệm chức năng tiếp nhận, xử lý và loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước như chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh, hóa chất độc hại, dầu mỡ, kim loại nặng và các thành phần gây suy giảm chất lượng môi trường.

Một trạm xử lý nước thải hoàn chỉnh thường gồm các nhóm hạng mục chính:

• Công trình thu gom – tiếp nhận nước thải
• Hệ thống xử lý cơ học
• Hệ thống xử lý hóa lý
• Hệ thống xử lý sinh học
• Công trình xử lý bùn thải
• Công trình khử trùng và xả thải

Mức độ và công nghệ xử lý được xác định theo quy chuẩn nước thải đầu ra (QCVN), đặc thù nguồn thải và yêu cầu của cơ quan quản lý.

 Vì sao phải thiết kế trạm xử lý nước thải?

Bất kỳ hoạt động dân cư hay sản xuất nào đều phát sinh nước thải. Nếu nước thải được xả trực tiếp ra sông, hồ, kênh mương hoặc thấm vào đất mà không qua xử lý sẽ tạo ra hàng loạt hệ lụy:

1. Ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm
   Các chất hữu cơ, chất tẩy rửa, dầu mỡ, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh có thể làm suy thoái nguồn nước, gây hiện tượng phú dưỡng, làm chết thủy sinh và gây biến đổi môi trường.
2. Ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng
   Nước thải chưa xử lý có thể chứa các mầm bệnh như coliform, E.coli, vi khuẩn đường ruột, ký sinh trùng… dẫn đến các bệnh truyền nhiễm trong cộng đồng.
3. Gia tăng chi phí xử lý môi trường về lâu dài
   Ô nhiễm tích tụ dẫn đến chi phí cải tạo đất – nước rất lớn, ảnh hưởng lâu dài đến môi trường sống.
4. Yêu cầu pháp lý bắt buộc
   Luật Bảo vệ môi trường quy định tất cả cơ sở sản xuất, khu dân cư, khu công nghiệp phải có hệ thống xử lý nước thải đạt quy chuẩn trước khi thải ra môi trường.

Do đó, thiết kế và vận hành các trạm xử lý nước thải là yêu cầu cốt yếu để bảo vệ môi trường bền vững.

Đối tượng cần xử lý nước thải

Trạm xử lý nước thải được xây dựng tại nhiều loại công trình, bao gồm:

1. Khu dân cư tập trung
   Nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình, chung cư, văn phòng, chợ, trường học, trung tâm thương mại.
2. Nhà máy – cơ sở sản xuất công nghiệp
   Nguồn thải phát sinh từ sản xuất thực phẩm, dệt nhuộm, xi mạ, hóa chất, chế biến gỗ, điện tử, cơ khí…
3. Khu công nghiệp, cụm công nghiệp
   Nơi tập trung nhiều doanh nghiệp sản xuất với lượng nước thải lớn và đa dạng thành phần.
4. Cơ sở y tế – bệnh viện
   Nước thải y tế có chứa vi sinh vật gây bệnh, hóa chất và dược phẩm đòi hỏi công nghệ xử lý riêng.
5. Bãi rác – khu xử lý chất thải
   Nước rỉ rác chứa nồng độ ô nhiễm cao, phải xử lý bằng công nghệ đặc thù.

Các nguồn thải chính:

• Nước thải sinh hoạt
  Mang theo chất hữu cơ, dầu mỡ, vi khuẩn, xà phòng, chất rắn lơ lửng.
• Nước thải công nghiệp
  Tùy ngành nghề mà có chứa hóa chất, kim loại nặng, dầu khoáng, dung môi, chất độc hại.
• Nước mưa
  Nước mưa chảy tràn có thể kéo theo các chất bẩn trên bề mặt đường, mái nhà.
• Nước chảy tràn từ khu vực sản xuất
  Mang theo chất ô nhiễm phân tán trong khu vực.

Các yêu cầu chính của một trạm xử lý nước thải

Một trạm xử lý nước thải đạt chuẩn phải đáp ứng các tiêu chí quan trọng sau:

1. Hiệu quả xử lý cao
   Nước thải sau xử lý phải đạt:

• Giảm độ đục, độ màu
• Giảm mùi hôi
• Loại bỏ các chất hữu cơ dễ phân hủy
• Giảm độ cứng và hàm lượng kim loại nặng
• Khử vi sinh vật gây bệnh

1. Công nghệ đơn giản – bền vững – hiệu quả
   Hệ thống phải đảm bảo:

• Tiết kiệm chi phí đầu tư
• Dễ vận hành
• Ít tốn công lao động
• Hạn chế phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài
• Ưu tiên vật liệu, thiết bị dễ thay thế

1. Phù hợp với tốc độ phát triển dân số và nhu cầu của khu vực
   Trạm xử lý phải thiết kế dựa trên lưu lượng tối đa theo tầm nhìn 20–30 năm.
2. Nằm trong khả năng quản lý của địa phương
   Bao gồm: nhân lực, tài chính, thiết bị vận hành.
3. Được sự đồng thuận của cộng đồng
   Vị trí trạm xử lý không gây ảnh hưởng dân cư, hạn chế mùi, tiếng ồn và đảm bảo an toàn môi trường.

Các bước thực hiện một dự án xử lý nước thải

Thiết kế và triển khai trạm xử lý nước thải là quá trình nhiều bước, yêu cầu khảo sát – phân tích – lựa chọn công nghệ – lập hồ sơ – thi công – vận hành. Quy trình cơ bản như sau:

1. Điều tra – khảo sát hiện trạng

Đây là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Nội dung khảo sát gồm:

• Bản đồ tự nhiên và địa hình khu vực
• Dữ liệu dân số, mật độ dân cư
• Quy mô sản xuất của khu công nghiệp hoặc nhà máy
• Tình trạng hạ tầng thoát nước hiện hữu
• Vị trí xây dựng được phép, tầm nhìn quy hoạch
• Nhu cầu xử lý ngắn hạn và dài hạn
• Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn
• Điều kiện khí hậu, thủy văn khu vực

Mục tiêu của khảo sát là đánh giá khả năng xây dựng trạm xử lý, lựa chọn vị trí tối ưu và dự báo lưu lượng nước thải trong tương lai.

2. Định khối lượng nước thải

Khối lượng nước thải là cơ sở để xác định:

• Quy mô trạm xử lý
• Số lượng và kích thước bể
• Lựa chọn công nghệ phù hợp
• Chi phí xây dựng và vận hành

Lưu lượng nước thải được tính theo:

• Lưu lượng giờ lớn nhất (m³/h)
• Lưu lượng ngày đêm (m³/ngày)
• Hệ số đầu vào của nước thải sản xuất

3. Đề xuất phương án công nghệ xử lý

Từ kết quả khảo sát, chuyên gia đề xuất nhiều phương án công nghệ khác nhau. Mỗi phương án phải xem xét:

• Tính chất nước thải
• Nồng độ ô nhiễm (BOD, COD, SS, Amoni…)
• Diện tích đất xây dựng
• Chi phí đầu tư
• Chi phí vận hành
• Mức độ phức tạp của thiết bị

Các công nghệ phổ biến:

1. Công nghệ cơ học: song chắn rác, lắng cát, lắng sơ bộ
2. Công nghệ hóa lý: keo tụ – tạo bông, tuyển nổi
3. Công nghệ sinh học hiếu khí: Aerotank, MBR, SBR
4. Công nghệ sinh học kỵ khí: UASB, Biogas
5. Công nghệ khử trùng: Chlorine, Ozone, UV

Phương án được đề xuất phải đảm bảo hiệu quả xử lý tối ưu và tiết kiệm nhất.

4. Lựa chọn phương án công nghệ phù hợp

Chuyên gia tiến hành phân tích:

• Ưu điểm
• Nhược điểm
• Chi phí đầu tư
• Diện tích đất
• Độ ổn định khi vận hành
• Khả năng mở rộng

Phương án tối ưu phải đáp ứng tất cả yêu cầu và có hiệu quả kinh tế – môi trường cao nhất.

5. Thiết kế các hạng mục công trình

Thiết kế chi tiết gồm:

• Bể thu gom
• Bể điều hòa
• Bể lắng
• Bể sinh học
• Bể lọc
• Hệ thống khử trùng
• Đường ống dẫn nước thải
• Hệ thống thu gom bùn
• Phòng thổi khí, nhà hóa chất
• Hệ thống điện – điều khiển

Thiết kế phải tuân theo:

• Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN)
• Quy trình của Bộ Xây dựng

Sau khi thiết kế, hồ sơ được trình thẩm định và phê duyệt trước khi triển khai thi công.

Thiết kế và xây dựng trạm xử lý nước thải là nhiệm vụ quan trọng trong chiến lược bảo vệ môi trường và phát triển đô thị bền vững. Một trạm xử lý hiệu quả không chỉ góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn tạo tiền đề cho phát triển kinh tế – xã hội. Quy trình thiết kế đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa khảo sát, phân tích, lựa chọn công nghệ và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật.

    Trạm xử lý nước thải là gì?

Trạm Xử Lý nước thải là một khái niệm chung để chỉ một hệ thống tổ hợp bao gồm các hạng mục công trình và thiết bị đi kèm để biến nước thải thành nước sạch ở mức độ chấp nhận được.

Trạm xử lý nước thải

2.     Vì sao phải thiết kế trạm xử lý nước thải?

Bất kì hoạt động sinh hoạt, sản xuất nào trong mỗi cộng đồng dân cư đều tạo ra nước thải, nếu lượng nước thải này chưa được xử lý thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân sinh sống trong vùng. Vì vậy đòi hỏi phải có sự kiểm soát và xử lý nước thải bằng cách xây dựng các trạm xử lý.

3.     Đối tượng cần xử lý nước thải

Cần xây dựng trạm xử lý nước thải ở các khu dân cư tập trung, các nhà máy,cơ sở sản xuất, nhà xưởng  có phát sinh nước thải, các khu công nghiệp, bãi chứa rác, bệnh viện,…

Có các loại nước thải có thể chảy vào hệ thống xử lý nước thải:

-       Nước thải sinh hoạt khu dân cư: do các hộ dân cư thải ra qua sinh hoạt gia đình, buôn bán, văn phòng

-       Nước thải công nghiệp : do các nhà máy sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp thải ra.

-       Nước mưa: nước tràn mặt do mưa tại chỗ

-       Nước chảy tràn: nước mưa chảy qua các cống rãnh từ hệ thống tiêu nước mưa, mái nhà,…

4.     Các yêu cầu chính của một trạm xử lý nước thải

-       Sau khi xử lý nước thải phải giảm được độ đục, độ màu, mùi, độ cứng và các vi sinh vật hữu cơ gây bệnh.

-       Công trình càng đơn giản, bền vững, hiện thực thì càng tốt.

-       Công trình cần xem xét các liên quan đến các mức độ lao động với chi phí thấp, giới hạn việc phải nhập khẩu nguyên vật liệu và các chuyên gia nước ngoài.

-       Công trình phải thỏa nhu cầu phát triển dân số.

-       Công trình nằm trong khả năng quản lý, vận hành và bảo dưỡng của cộng đồng địa phương.

-       Công trình cần được sự đồng tình cao của cộng đồng, có sự đóng góp tham gia của dân cư và nguyên vật liệu tại chỗ.

Nước thải trước và sau khi xử lý

5.     Các bước thực hiện một dự án xử lý nước thải

5.1.         Điều tra, khảo sát

Đánh giá khảo sát hiện trạng khu vực cần thực hiện bằng cách thu thập các dữ liệu như: bản đồ tự nhiên của vùng, dân số trong vùng, qui mô các hoạt động sản xuất trong vùng, chủ trương chính quyền, diện tích xây dựng cho phép,…

5.2.         Định khối lượng nước thải

Lưu lượng nước thải trong một ngày đêm( m³_/ngay) và lưu lượng nước thải cần làm sạch qua công trình (l/s hoặc m³/h)

5.3.         Đề xuất phương án

Các chuyên gia cần xây dựng càng nhiều phương án xem xét càng tốt. Cần lưu ý ba yếu tố: nguồn xả nước thải, khối lượng và thành phần nước thải, xây dựng và quản lý công trình làm sach nước thải.

5.4.         Chọn lựa các phương án

Lựa chọn phương án dựa trên việc đánh giá mức độ vấn đề cần giải quyết. Mỗi phương án cần nêu lên mặt mạnh và mặt yếu của nó và chọn phương án tối ưu( lợi ích cao, thỏa yêu cầu, chi phí ít, vận hành dễ)

5.5.         Thiết kế các hạng mục

Thiết kế các hạng mục công trình dựa trên các số liệu đo đạc, phương án tối ưu và theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn quốc gia được ban hành.

Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải

5.6.         Dự toán công trình

Dự toán chi phí giá thành xây dựng

5.7.         Duyệt, điều chỉnh

5.8.         Thi công, xây dựng

5.9.         Nghiệm thu, bàn giao

Xây dựng trạm xử lý

6.     Các văn bản pháp luật liên quan

-       Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012 của Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

-       Nghị định của Chính phủ số 25/2013NĐ-CP  ngày 29 tháng 03 năm 2013: Về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

-       Nghị định của Chính phủ số 88/2007/NĐ-CP ngày 28/5/2007 của Chính phủ về thoát nước đô thị và khu công nghiệp

-       Thông tư số 09/2009/TT-BXD ngày 21/05/2009 của Bộ Xây dựng Quy định chi tiết thực hiện một số nội dung của Nghị định số 88/2007/NĐ-CP về thoát nước đô thị và khu công nghiệp.

-       QCVN 14:2008/BTNMT  Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.

-       QCVN 40:2011/BTNMT  Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.

-       Tiêu chuẩn ngành- Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 7957:2008.

Và một số văn bản liên quan đến thiết kế công trình xử lý nước thải

GỌI NGAY – 0903649782 - 028 35146426 

ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN 

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: 28 B Mai Thị Lựu, P Đa Kao, Q 1, TPHCM

Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM

ĐT: (08) 35146426 - (08) 22142126  – Fax: (08) 39118579 - Hotline 090 3649782 - 0907957895