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

Đoàn Văn Vũ

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS. TS. Trịnh Thị Thanh
Năm bảo vệ: 2012

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; Ô nhiễm nước; Thái Nguyên

Content
Cùng với chất thải rắn, nước thải là vấn đề gây bức xúc tại hầu hết các đô thị Việt Nam.
Thành phố Thái Nguyên là đô thị loại I, với hơn 250 ngàn dân cũng đang đứng trước
thách thức của sự mâu thuẫn giữa phát triển kinh tế xã hội và các vấn đề ô nhiễm môi
trường. Thành phố Thái Nguyên có số dân lớn, mỗi ngày ước tính có khoảng 20 – 30
ngàn mét khối nước thải chưa được xử lý/hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn, chứa một lượng
rất lớn các chất ô nhiễm trong đó có các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi khuẩn đổ vào
nguồn tiếp nhận môi trường xung quanh. Đây cũng chính là một trong những nguyên

1.2.3. Tổ chức hệ thống thoát nước đô thị Việt Nam
1.3. 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
1.3.2. Các công trình xử lý nước thải và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
1.4. Giới thiệu chung về thành phố Thái Nguyên

Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- 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.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- 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).
2.3. Phương pháp nghiên cứu

1
Đối tượng nghiên cứu của đề tài không bao gồm nước thải của các cơ sở sản xuất kinh doanh, bệnh viện, trường
học. Nước thải phát sinh từ các khu vực này nhất thiết phải được xử lý đạt Quy chuẩn môi trường trước khi xả vào

toán quá trình chảy tràn từ mỗi lưu vực bộ phận đến cửa nhận nước của nó.
Mô hình SWMM mô phỏng các dạng mưa thực tế trên cơ sở lượng mưa (biểu đồ
quá trình mưa hàng năm) và các số liệu khí tượng đầu vào khác cùng với hệ thống mô tả
(lưu vực, vận chuyển, hồ chứa/xử lý) để dự đoán các trị số chất lượng và khối lượng dòng
chảy.
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. Speitel Jr.,
1999 (Thuộc Department of Civil Engineering - The University of Texas at Austin). 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.
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hiện trạng hệ thống thoát nước và cơ sở hạ tầng, dân cư khu vực phía Bắc thành
phố Thái Nguyên
3.1.1. Hiện trạng mạng lưới thoát nước
Hiện trạng thoát nước khu vực nghiên cứu là hệ thống thoát nước chung (nước bẩn

lập năm 2007. Trong khu vực nghiên cứu của đề tài có 5 quy hoạch chi tiết cần quan tâm,
bao gồm: Điều chỉnh quy hoạch khu dân cư số 1,3,4 và quy hoạch chi tiết khu dân cư số
5 phường Đồng Quang; Quy hoạch chi tiết khu dân cư hồ điều hòa Xương Rồng; Quy
hoạch chi tiết khu dân cư số 2 phường Hoàng Văn Thụ; Quy hoạch chi tiết khu dân cư số
4 và số 7 phường Túc Duyên và Quy hoạch chi tiết khu dân cư số 2 phường Quang
Trung.
3.3. 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
3.3.1. Đề xuất các phương án thu gom và xử lý nước thải cho khu vực nghiên cứu
Đề xuất 3 phương án:
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.
3.3.2. 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
Trên cơ sở tính toán của Steady, kết quả tính toán cân bằng vật chất của hệ thống
được tính toán và mô tả tại Hình . 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).


(Sau khi thay đổi giá trị đƣờng kính của mƣơng thoát nƣớc)
Ta thấy tại thời điểm đầu trận mưa và tại thời điểm kết thúc trận mưa hệ thống luôn
đảm bảo khả năng chuyền tải không xảy ra tình trạng ngập. Điều đó có nghĩa là việc chọn
các thông số đầu vào của hệ thống (đường kính ống, mương thoát) là hợp lý.
b/. Trường hợp 2
Tính toán hệ thống xét tới ảnh hưởng của mức nước dâng trên sông Cầu lên hệ
thống. 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.
* Khai báo mức nước dâng
Mức nước dâng được lấy đại diện theo thống kê lũ trên sông Cầu. Cụ thể như sau:

Hình 4. Khai báo mức nƣớc dâng trên sông Cầu và đƣờng cong đại diện
Giữ nguyên các thông số đã khai báo ở trên và chạy trong trường hợp ảnh hưởng
của nước dâng trên sông Cầu. Kết quả như sau:

Hình 5. Mực nƣớc thải trong cống khi có nƣớc dâng
Ta thấy trên hệ thống xảy ra tình trạng ngập, do mực nước dâng trên sông Cầu quá
cao, lưu lượng chảy từ ngoài sông vào hệ thống lớn nên trong trường hợp này hồ không
còn khả năng điều tiết lưu lượng trong hệ thống.
Giải pháp: Để có thể khắc phục được tình trạng ngập trong hệ thống ta lắp đặt thêm
cửa van một chiều điều tiết tự động theo mức nước tại cửa xả, ứng với mực nước dâng
lớn đồng thời trong khu vực xảy ra mưa thì sau đó dùng bơm để bơm nước từ hồ ra
ngoài sông Cầu.
Trong SWMM ta phép ta chọn bơm tùy ý, sau đó chạy mô hình rồi kiểm nghiệm lại

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
B
Hồ điều hòa
Thông số kỹ thuật:
+ Diện tích hồ: F = 24.500 m
2
;
+ Thay đổi của mực nước: 1,00 m. + Cao độ tối đa: 2,06m
C

49,0
8
SP8
l/s
54,4
9
SP9
l/s
239,8

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1. Kết luận
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.
- Hiện tại, toàn khu vực phía Bắc thành phố có 04 điểm thường xuyên bị ngập úng
khi trời mưa to, gây khó khăn cho giao thông đi lại, mất mỹ quan và ảnh hưởng đến điều
kiện vệ sinh môi trường. Trong tương lai nhất thiết phải có giải pháp chống ngập úng tại

References
Tiếng Việt
1. 20TCN 51-84 (1990), Thoát nước - Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước bên ngoài, Nhà
xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
2. Bộ Xây dựng (2002), Phân loại đô thị và cấp quản lý đô thị, Nhà xuất bản xây dựng,
Hà Nội.
3. Bộ Xây dựng (2000), Định hướng thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020, Bộ Xây
dựng, Hà Nội.
4. Cục Thống kê tỉnh Thái Nguyên (2011), Niên giám thống kê tỉnh Thái Nguyên năm
2011, Thái Nguyên.
5. Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ (1995), Giáo trình kỹ thuật môi trường, Nhà xuất bản
Giáo dục và đào tạo, Hà Nội.
6. Trần Đức Hạ (1995), “Báo cáo để tài NCKH B94 - 34 – 06”, Mô hình các trạm xử lý
nước thải công suất nhỏ trong điều kiện Việt Nam, Đại học Xây dựng, Hà Nội.
7. 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.
8. Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ, Nhà xuất bản khoa
học kỹ thuật, Hà Nội.
9. Hoàng Văn Huệ (1996), Xử lý nước thải, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.
10. 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.
11. Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Nhà xuất
bản Xây dựng, Hà Nội.
12. 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.
13. Trần Hiếu Nhuệ (1990), Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Trường Đại học
Xây dựng, Hà Nội.
14. 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.