TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CÓ CÔNG SUẤT 7000 m3 /ngày GVHD: Cao Thị Thúy Nga Lớp: ĐHMT7A SVTH: Huỳnh Thị Tuyết Hoa Võ Hoàng Lan Châu 11033221 11051551 TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TN&MT Tài Nguyên Môi Trường BOD Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa sinh học) COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) KCN Khu Công Nghiệp QCVN Quy Chuẩn Việt Nam TSS Tổng Chất Rắn Lơ Lửng NDĐ Nước đất UNDP Chương trình phát triển Liên Hiệp Quốc UNEP Chương trình môi trường Liên Hiệp Quốc WB Ngân hàng giới ĐBSCL Đồng sông Cửu Long DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ LỜI NÓI ĐẦU Đặt vấn đề Theo đường lối Đảng Nhà nước phát triển kinh tế nâng cao đời sống nhân dân, với việc đô thị hoá phát triển nhanh, mạnh nên công trình kỹ thuật sở hạ tầng cần xây dựng với quy mô tương xứng, có công trình cấp nước Chúng ta biết nước nhu cầu thiếu đời sống sinh hoạt hàng ngày đóng vai trò quan trọng sản xuất Xã hội văn minh phát triển đòi hỏi sử dụng nước ngày cao Việc cung cấp nước với số lượng đầy đủ chất lượng đảm bảo cho đối tượng dùng nước khác nhiệm vụ quan trọng kinh tế quốc dân Nhiệm vụ đặt hàng đầu ngành cấp nước giải tốt vấn đề cấp nước nhằm thoả mãn nhu cầu sinh hoạt người, tránh bệnh truyền nhiễm, nâng cao sức khoẻ cho nhân dân, góp phần phát triển sản xuất, tăng thêm nhiều cải vật chất cho xã hội Vì vậy, việc xây dựng hệ thống cấp nước sinh hoạt đảm bảo hợp tiêu chuẩn vệ sinh, cấp nước ổn định đầy đủ năm tới việc làm cấp thiết phù hợp với đường lối Nhà nước nguyện vọng dân nhân Với đồ án “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm có công suất 7000m 3/ngày” hy vọng đưa hướng xử lý nước ngầm thích hợp để cấp nước cho người dân TP.HCM Mục tiêu nội dung nghiên cứu 2.1 Mục tiêu - Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng công trình xử lý nước mang tính khả thi - cao, phù hợp với phương án bảo vệ môi trường phát triển bền vững Cung cấp đầy đủ nước cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương mại, dịch vụ chữa cháy 2.2 Nội dung nghiên cứu  Nội dung 1: ⁻ Tầm quan trọng nguồn nước ngầm ⁻ Tìm hiểu nguồn gốc, thành phần tính chất nguồn nước ngầm ⁻ Đề xuất quy trình xử lý cho nguồn nước  Nội dung 2: ⁻ Tìm hiểu phương pháp xử lý nước cấp ⁻ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm TP.HCM ⁻ Thái toán chi phí xây dựng vận hành công trình thiết kế  Nội dung 3: ⁻ Tập hợp số liệu ⁻ Hoàn thành đồ án ⁻ Đề xuất phương án gặp cố lắp đặt, vận hành Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Nguồn nước ngầm cung cấp nước cho TP.HCM 3.2 Phạm vi nghiên cứu Tại Thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu ⁻ Phương pháp nghiên cứu tài liệu: thu thập thông tin, số liệu dựa nguồn thông tin thu từ tài liệu liên quan đến đề tài tìm hiểu có trước Từ ⁻ phân tích nội dung tổng hợp lại tài liệu Phương pháp trao đổi ý kiến: trình làm đồ án tìm hiểu đề tài có trao đổi tham khảo ý kiến với giáo viên hướng dẫn CHƯƠNG TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Tổng quan nguồn nước ngầm 1.1.1 Tầm quan trọng nguồn nước ngầm Tất biết rằng, nước dạng tài nguyên đặc biệt quan trọng, thành phần thiết yếu sống môi trường, định tồn tại, phát triển quốc gia Nguồn nước ngầm chiếm 30.1% lượng nước giới có ý nghĩa sống tồn người giới tự nhiên Nguồn nước có vai trò đặc biệt quan trọng hầu hết hoạt động phát triển kinh tế - xã hội : • Cấp nước cho sinh hoạt • Cấp nước cho công nghiệp dịch vụ • Tưới cho vùng đất canh tác nông nghiệp • Phát triển thuỷ điện • Nuôi trồng đánh bắt thuỷ sản • Du lịch sinh thái • Giao thông vận tải thuỷ • Chuyển tải nước sang khu vực thiếu nước Hình 1.1 Trữ lượng nước cấp Chất lượng nước ngầm tốt, hàm lượng độc tố thấp, bị ô nhiễm nên dễ xử lý, chi phí xử lý thấp, nguồn cấp nước quan trọng, thiết yếu sống người 1.1.2 Nguồn gốc nước ngầm Nước ngầm tạo thành giai đoạn trầm tích đất đá thẩm thấu nguồn nước mặt, nước mưa Ở giai đoạn trầm tích đất đá nước sinh điều kiện nhiệt độ cao áp suất lớn hoạt động xâm nhập nông núi lửa trẻ Nguồn nước phần phun lên mặt đất núi lửa hoạt động, phần lại lưu giữ lòng đất tạo thành nước ngầm Ngoài nước ngầm hình thành nước bề mặt ngấm xuống, ngấm qua tầng đá mẹ nên nước tập trung phía bề mặt tầng đá mẹ, tùy kiến tạo địa chất mà hình thành nên túi nước có hình dạng khác nhau, nước tập trung nhiều bắt đầu di chuyển liên kết với khoang, túi nước khác, hình thành mạch ngước ngầm lớn nhỏ, nhiên việc hình thành nước ngầm phụ thuộc vào lượng nước ngấm xuống phụ thuộc vào lượng mưa khả trữ nước đất Hình 1.2 Vị trí mạch nước ngầm 1.1.3 Thành phần, tính chất nước ngầm Nước ngầm dạng nước đất, tích trữ lớp đất đá trầm tích bở rời cặn, sạn, cát bột kết khe nứt khai thác cho hoạt động sống người Đặc điểm chung nước ngầm khả di chuyển nhanh lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Chất lượng nước ngầm thường tốt nước mặt Đặc trưng chung nước ngầm: - Độ đục thấp - Nhiệt độ thành phần hóa học tương đối ổn định - Không có oxi chứa nhiều H2S CO2 … - Chứa nhiều chất khoáng hòa tan chủ yếu Fe, Mn, Ca, Mg, Flo… - Ít diện vi sinh vật Bảng 1.1 Thành phần có nước ngầm, nước mặt Thông số Nhiệt độ Hàm lượng chất rắn lơ lửng Chất khoáng hòa tan Hàm lượng sắt (Fe2+) mangan (Mn2+) Khí CO2 hòa tan Khí Oxi hòa tan Khí NH3 Khí H2S SiO2 NO3Vi sinh vật Nước mặt Thay đổi theo mùa Thường cao thay đổi theo mùa Thay đổi theo chất lượng đất, lượng mưa Rất thấp, trừ đáy hồ Nước ngầm Tương đối ổn định Thấp Ít thay đổi, cao nước mặt vùng Thường xuyên có Thường thấp gần không Thường gần bão hòa Xuất nguồn nước nhiễm bẩn Không Thường xuất nồng độ cao Thường có nồng độ trung bình Thường thấp Thường có nồng độ cao Thường nồng độ cao, phân bón hóa học Các vi khuẩn sắt leptothrix ochracea… Thường không tồn Thường có Thường có Vi khuẩn azotobacter, vi khuẩn amon hóa, nitrat hóa Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, Xử Lý Nước Cấp Sinh Hoạt Và Công Nghiệp, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2000 1.1.4Phân loại nước ngầm Theo độ sâu phân bố, chia nước ngầm thành nước ngầm tầng nông nước ngầm - tầng sâu Nước ngầm tầng nông: sâu 3-10 mét, mặt nước ngầm mặt nước tự do, áp lực mực nước ngầm áp lực khí trời Nước ngầm tầng nông phân bố khắp hầu hết nơi, trừ số vùng cá biệt Nước ngầm tầng nông thường hay thay đổi trữ lượng 1.1.6 Tình hình khai thác nước ngầm Việt Nam Việt Nam quốc gia có Tài nguyên nước ngầm lớn, đứng thứ 34 so với 155 quốc gia vùng lãnh thổ theo liệt kê tổ chức quốc tế WRI, UNDP, UNEP, WB đăng sách World Resources XB 2001 việc khai thác sử dụng nước ngầm Việt Nam mức thấp nhiều so với nước mặt (dưới 2%) Theo TS Đặng Đình Phúc, nguyên Trưởng phòng quản lý - Cục quản lý Tài nguyên nước Bộ TN-MT tổng lượng nước ngầm mà Việt Nam khai thác đến đạt khoảng 1,85 tỷ m3, đó: - Cấp nước cho đô thị, khu công nghiệp: 650 triệu m3 - Cấp nước cho sinh hoạt nông thôn: 650 triệu m3 - Tưới nước: 550 triệu m3 Riêng tưới cho cà phê Đắc Lắc: 350 triệu m3 Do nhu cầu khai thác nước ngầm để cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản (đặc biệt ven biển miền Trung) tăng nhanh dễ dẫn đến nguy cạn kiệt ô nhiễm nguồn NDĐ, làm cho nhiều nguồn NDĐ ven biển dễ có nguy bị xâm nhập mặn Dù tài nguyên nước ngầm Việt Nam dồi dào, trữ lượng tầng chứa nước có tiềm khai thác ước 60 tỷ m năm, có chưa đến 5% tổng trữ lượng nước ngầm khai thác Đáng ý số vùng Tây Nguyên, để phục vụ tưới công nghiệp, nước ngầm đất bị khai thác mức gây thiếu nước số địa bàn Các vùng đồng sông Hồng, ĐBSCL, phụ cận thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội, việc khai thác nước ngầm đất vượt khả tái nạp tầng chứa dẫn đến giảm mạch nước ngầm gây lún, sụt đất 1.2 Tiêu chuẩn, quy chuẩn chất lượng nước ngầm Bảng 1.2 QCVN 09:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ngầm STT Thông số pH Độ cứng ( tính theo CaCO3) Chất rắn tổng số Đơn vị _ mg/l mg/l Giá trị giới hạn 5,5 – 8,5 500 1500 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 COD (KMNO4) Amoni (tính theo N) Clorua (Cl-) Florua (F-) Nitrit (NO2-) (tính theo N) Nitrat (NO3-) (tính theo N) Sunfat ( SO42-) Xianua (CN-) Phenol Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Crom VI ( Cr6+) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Mangan (Mn) Thủy ngân (Hg) Sắt (Fe) Selen (Se) α Tổng hoạt độ phóng xạ 24 Tổng hoạt độ phóng xạ E-coli Coliform 25 26 β mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Bq/l 0,1 250 1,0 1,0 15 400 0,01 0,001 0,05 0,005 0,01 0,05 1,0 3,0 0,5 0,001 0,01 0,1 Bq/l 1,0 MPN/100ml MPN/100ml Không phát thấy Bảng 1.3 QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sinh hoạt TT Tên tiêu Đơn vị tính Màu sắc(*) Mùi vị(*) TCU - Độ đục(*) Clo dư NTU mg/l pH(*) - Giới hạn tối đa cho phép I II 15 15 Không có Không có mùi vị lạ mùi vị lạ 5 Trong khoảng 0,3-0,5 Trong Trong khoảng 6,0 khoảng 6,0 - 8,5 8,5 Mức độ giám sát A A A A A 10 11 12 13 14 Hàm lượng Amoni(*) Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) Chỉ số Pecmanganat Độ cứng tính theo CaCO3(*) Hàm lượng Clorua(*) Hàm lượng Florua Hàm lượng Asen tổng số Coliform tổng số E coli Coliform chịu nhiệt mg/l 3 A mg/l 0,5 0,5 B mg/l 4 A mg/l 350 - B mg/l 300 - A mg/l mg/l 1.5 0,01 0,05 B B Vi khuẩn/ 100ml Vi khuẩn/ 100ml 50 150 A 20 A Ghi chú: (*) tiêu cảm quan Giới hạn tối đa cho phép I: áp dụng sở cung cấp nước Giới hạn tối đa cho phép II: áp dụng hình thức khai thác nước cá nhân, hộ gia đình ( Các hình thức cấp nước đường ống qua xử lý đơn giản giếng khoan, giấng đào, bể mưa, máng lần, đường ống tự chảy) Bảng QCVN01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 1.3 Các phương pháp xử lý nước ngầm Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất dạng lớn giới hạn cho phép phải xử lý trước đem sử dụng Cho đến người ta xử lý nước theo phương pháp sau: 1.3.1 Phương pháp học Nước từ nguồn bơm cấp phun qua giàn mưa thành tia nhỏ để ôxy không khí tác dụng với Fe2+ thành Fe3+ Nước dàn mưa dẫn lắng lọc bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…) 1.3.2 Phương pháp hóa học Là phương pháp dùng hóa chất, phản ứng hóa học trình xử lý nước Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu sinh vật phù du dùng phèn chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý vôi, sôđa dùng phương pháp trao đổi ion Nước chứa nhiều độc tố H2S xử lý phương pháp oxy hóa, clo hóa, phèn Nước chứa nhiều vi khuẩn phải khử trùng hợp chất chứa clo, ozon Nước chứa Fe oxy hóa Fe2+ oxy không khí (làm thóang giàn mưa) dùng chất oxy hóa để xử lý… Độ kiềm nước nhỏ làm cho trình keo tụ khó khăn, nước có mùi vị phải kiềm hóa amoniac (NH3) Sau cacbon hóa, clo hóa sơ thêm KMnO4 Nước có nhiều oxy hòa tan phải xử lý cách dùng chất khử để liên kết oxy Đó hydrazin, natrithisunfat… Nhìn chung phương pháp xử lý hóa học thường đạt suất có hiệu cao 1.3.3 Phương pháp vi sinh Trên giới phương pháp xử lý nước vi sinh nghiên cứu có số nơi áp dụng Trong phương pháp số chủng loại vi sinh đặc biệt nuôi cấy đưa vào trìng xử lý nước với liều lượng nhỏ đạt hiệu cao Tuy nhiên kết nghiên cứu phương pháp chưa công bố rộng rãi 1.4 Một số trình xử lý nước ngầm: Có nhiều phương pháp để xử lý nước ngầm, tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc diểm nguồn nước ngầm, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội… mà lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm cho phù hợp Tuy nhiên có số trình áp dụng để xử lý nước ngầm: - Làm thoáng: Lấy oxy từ không khí để oxy hóa sắt mangan hóa trị II hòa tan nước Khử khí CO2 nâng cao pH nước để đẩy mạnh trình oxy hóa thủy phân sắt mangan dây chuyền công nghệ khử sắt mangan Làm giàu oxy để tăng oxy hóa khử nước, khử chất bẩn dạng khí hòa tan - nước Clo hóa sơ bộ: Oxy hoá sắt mangan hoà tan dạng phức chất hữu Loại trừ rong, rêu, tảo phát triển thành bể trộn, tạo cặn bể lắng, bể lọc Trung hoà lượng amoniac dư, diệt vi khuẩn tiết chất nhầy mặt lớp vật - liệu lọc Quá trình khuấy trộn hóa chất: Phân tán nhanh, phèn hoá chất khác vào - nước cần xử lý Quá trình keo tụ phản ứng tạo cặn: Tạo điều kiện thực trình dính kết hạt cặn, keo phân tán thành cặn có khả lắng lọc với tốc độ - kinh tế cho phép Quá trình lắng: Loại trừ khỏi nước hạt cặn cặn có khả lắng với - tốc độ kinh tế cho phép, làm giảm lượng vi trùng vi khuẩn Quá trình lọc: Loại trừ hạt cặn nhỏ không lắng bể lắng, có - khả dính kết lên bề mặt vật liệu lọc Hấp thụ hấp phụ than hoạt tính: Khử mùi, vị, màu nước sau dùng - phương pháp xử lý truyền thống không đạt yêu cầu Flo hóa nước: Nâng cao hàm lượng flo nước đến 0, – 0,9 mg/l để bảo vệ - men xương cho người dùng nước Khử trùng nước: Tiêu diệt vi khuẩn vi trùng lại nước sau bể lọc Ổn định nước: Khử tính xâm thực tạo màng bảo vệ cách ly không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mặt thành ống dẫn để bảo vệ ống phụ tùng - ống Làm mềm nước: Khử khỏi nước ion Ca2+ Mg2+ đến nồng độ yêu cầu Khử mùi: Khử khỏi nước cation anion muối hoà tan đến nồng độ yêu cầu CHƯƠNG TỔNG QUAN NGUỒN CẤP NƯỚC Ở TPHCM 2.1 Vị trí địa lý Thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ 10°10' – 10°38' Bắc 106°22' – 106°54' Đông, phía bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh, Đông Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Tây Nam giáp tỉnh Long An Tiền Giang Nằm miền Nam Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh cách Hà Nội 1.730 km theo đường bộ, trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km theo đường chim bay Với vị trí tâm điểm khu vực Đông Nam Á, TpHCM đầu mối giao thông quan trọng đường bộ, đường thủy đường không, nối liền tỉnh vùng cửa ngõ quốc tế Nằm vùng chuyển tiếp miền Đông Nam Bộ đồng sông Cửu Long, địa hình thành phố thấp dần từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đông Vùng cao nằm phía bắc - Đông Bắc phần Tây Bắc, trung bình 10 đến 25 mét Xen kẽ có số gò đồi, cao lên tới 32 mét đồi Long Bình quận Ngược lại, vùng trũng nằm phía nam - Tây Nam Ðông Nam thành phố, có độ cao trung bình mét, nơi thấp 0,5 mét Các khu vực trung tâm, phần quận Thủ Đức, quận 2, toàn huyện Hóc Môn quận 12 có độ cao trung bình, khoảng tới 10 mét Thành phố Hồ Chí Minh gồm có bốn điểm cực: • Cực Bắc xã Phú Mỹ Hưng, huyện Củ Chi • Cực Tây xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi • Cực Nam xã Long Hòa, huyện Cần Giờ • Cực Đông xã Thạnh An, huyện Cần Giờ 2.2 Địa chất, thủy văn Địa chất Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm chủ yếu hai tướng trầm tích Pleistocen Holocen lộ bề mặt Trầm tích Pleistocen chiếm hầu hết phần Bắc, Tây Bắc Đông Bắc thành phố Dưới tác động yếu tố tự nhiên hoạt động người, trầm tích phù sa cổ hình thành nhóm đất đặc trưng riêng: đất xám Với 45 nghìn hecta, tức khoảng 23,4% diện tích thành phố, đất xám Thành phố Hồ Chí Minh có ba loại: đất xám cao, đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng đất xám gley Trầm tích Holocen TpHCM có nhiều nguồn gốc: biển, vũng vịnh, sông biển, bãi bồi hình thành nhiều loại đất khác nhau: nhóm đất phù sa biển với 15.100 ha, nhóm đất phèn với 40.800 đất phèn mặn với 45.500 Ngoài có diện tích khoảng 400 "giồng" cát gần biển đất feralite vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá vùng đồi gò Về thủy văn, nằm vùng hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn, TpHCM có mạng lưới sông ngòi kênh rạch đa dạng Sông Ðồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên, hợp lưu nhiều sông khác, có lưu vực lớn, khoảng 45.000 km² Với lưu lượng bình quân 20–500 m³/s, hàng năm cung cấp 15 tỷ m³ nước, sông Đồng Nai trở thành nguồn nước thành phố Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến TpHCM, với chiều dài 200 km chảy dọc địa phận thành phố dài 80 km Sông Sài Gòn có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m³/s, bề rộng thành phố khoảng 225 m đến 370 m, độ sâu tới 20 m Nhờ hệ thống kênh Rạch Chiếc, hai sông Đồng Nai Sài Gòn nối thông phần nội thành mở rộng Một sông Thành phố Hồ Chí Minh sông Nhà Bè, hình thành nơi hợp lưu hai sông Đồng Nai Sài Gòn, chảy biển Đông hai ngả Soài Rạp Gành Rái Trong đó, ngả Gành Rái đường thủy cho tàu vào bến cảng Sài Gòn Ngoài sông chính, TpHCM có hệ thống kênh rạch chằng chịt: Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát, An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ, Tàu Hũ, Kênh Ðôi Hệ thống sông, kênh rạch giúp TpHCM việc tưới tiêu, chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật biển Ðông, thủy triều thâm nhập sâu gây nên tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp hạn chế việc tiêu thoát nước khu vực nội thành Nhờ trầm tích Pleistocen, khu vực phía bắc Thành phố Hồ Chí Minh có lượng nước ngầm phong phú Nhưng phía nam, trầm tích Holocen, nước ngầm thường bị nhiễm phèn, nhiễm mặn Khu vực nội thành cũ có lượng nước ngầm đáng kể, chất lượng không thực tốt, khai thác chủ yếu ba tầng: 0–20 m, 60–90 m 170–200 m (tầng trầm tích Miocen) Tại Quận 12, huyện Hóc Môn Củ Chi, chất lượng nước tốt, trữ lượng dồi dào, thường khai thác tầng 60–90 m, trở thành nguồn nước bổ sung quan trọng 2.3 Khí hậu, thời tiết Nằm vùng nhiệt đới xavan, số tỉnh Nam khác TpHCM bốn mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt, nhiệt độ cao mưa quanh năm (mùa khô mưa) Trong năm TP.HCM có mùa biến thể mùa hè: mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa tháng tới tháng 11 (khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao mưa nhiều), mùa khô từ tháng 12 tới tháng năm sau (khí hậu khô mát, nhiệt độ cao vừa mưa ít) Trung bình, Thành phố Hồ Chí Minh có 160 tới 270 nắng tháng, nhiệt độ trung bình 27 °C, cao lên tới 40 °C, thấp xuống 13,8 °C Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 tới 28 °C Lượng mưa trung bình thành phố đạt 1.949 mm/năm Một năm, thành phố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều vào tháng từ tới 11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quận nội thành huyện phía bắc có lượng mưa cao khu vực lại Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng hai hướng gió gió mùa Tây – Tây Nam Bắc – Ðông Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô Ngoài có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s Có thể nói TpHCM thuộc vùng gió bão Cũng lượng mưa, độ ẩm không khí thành phố lên cao vào mùa mưa (80%), xuống thấp vào mùa khô (74,5%) Bình quân độ ẩm không khí đạt 79,5%/năm 2.4 Điều kiện kinh tế Thành phố Hồ Chí Minh giữ vai trò đầu tàu kinh tế Việt Nam Thành phố chiếm 0,6% diện tích 8,34% dân số Việt Nam chiếm tới 20,2% tổng sản phẩm, 27,9% giá trị sản xuất công nghiệp 34,9% dự án nước Nền kinh tế TpHCM đa dạng lĩnh vực, từ khai thác mỏ, thủy sản, nông nghiệp, công nghiệp chế biến, xây dựng đến du lịch, tài Cơ cấu kinh tế thành phố, khu vực nhà nước chiếm 33,3%, quốc doanh chiếm 44,6%, phần lại khu vực có vốn đầu tư nước Về ngành kinh tế, dịch vụ chiếm tỷ trọng cao nhất: 51,1% Phần lại, công nghiệp xây dựng chiếm 47,7%, nông nghiệp, lâm nghiệp thủy sản chiếm 1,2% Tính đến năm 2006, khu chế xuất 12 khu công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh thu hút 1.092 dự án đầu tư, có 452 dự án có vốn đầu tư nước với tổng vốn đầu tư 1,9 tỉ USD 19,5 nghìn tỉ VND Thành phố đứng đầu Việt Nam tổng lượng vốn đầu tư trực tiếp nước với 2.530 dự án FDI, tổng vốn 16,6 tỷ USD vào cuối năm 2007 Riêng năm 2007, thành phố thu hút 400 dự án với gần tỷ USD Trong bảng xếp hạng Chỉ số lực cạnh tranh cấp tỉnh Việt Nam năm 2011, thành phố Hồ Chí Minh xếp vị trí thứ 20/63 tỉnh thành Về thương mại, Thành phố Hồ Chí Minh có hệ thống trung tâm mua sắm, siêu thị, chợ đa dạng Chợ Bến Thành biểu tượng giao lưu thương mại từ xa xưa thành phố, giữ vai trò quan trọng Những thập niên gần đây, nhiều trung tâm thương mại đại xuất Saigon Trade Centre, Diamond Plaza Mức tiêu thụ Thành phố Hồ Chí Minh cao nhiều so với tỉnh khác Việt Nam gấp 1,5 lần thủ đô Hà Nội Tuy vậy, kinh tế Thành phố Hồ Chí Minh phải đối mặt với nhiều khó khăn Toàn thành phố có 10% sở công nghiệp có trình độ công nghệ đại Trong đó, có 21/212 sở ngành dệt may, 4/40 sở ngành da giày, 6/68 sở ngành hóa chất, 14/144 sở chế biến thực phẩm, 18/96 sở cao su nhựa, 5/46 sở chế tạo máy có trình độ công nghệ, kỹ thuật sản xuất tiên tiến Cơ sở hạ tầng thành phố lạc hậu, tải, giá tiêu dùng cao, tệ nạn xã hội, hành phức tạp gây khó khăn cho kinh tế Ngành công nghiệp thành phố hướng tới lĩnh vực cao, đem lại hiệu kinh tế 2.5 Dân cư, xã hội Bảng 2.1 Lịch sử phát triển dân số Năm 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Dân số 4.640.400 4.747.900 4.852.300 4.957.300 5.073.100 5.274.900 5.454.000 Tỉ lệ — +2.3% +2.2% +2.2% +2.3% +4.0% +3.4% Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Dân số 6.230.900 6.483.100 6.725.300 6.946.100 7.196.100 7.378.000 7.517.900 Tỉ lệ +3.7% +4.0% +3.7% +3.3% +3.6% +2.5% +1.9% 2002 5.619.400 +3.0% 2012 7.663.800 +1.9% 2003 5.809.100 +3.4% 2013 7.818.200 _ 2004 6.007.600 +3.4% Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam Tính đến năm 2012, dân số toàn thành phố Hồ Chí Minh đạt gần 7.750.900 người, với diện tích 2095,6 km2, mật độ dân số đạt 3699 người/km² Trong dân số sống thành thị đạt gần 6.433.200 người, dân số sống nông thôn đạt 1.317.700 người Dân số nam đạt 3.585.000 người, nữ đạt 3.936.100 người Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng 7,4 ‰ Trong thập niên gần đây, TpHCM có tỷ số giới tính thấp Việt Nam, luồng nhập cư từ tỉnh khác vào Thành phố Hồ Chí Minh có số nữ nhiều số nam Sự phân bố dân cư Thành phố Hồ Chí Minh không đồng Trong số quận 4, 5,10 11 có mật độ lên tới 40.000người/km², huyện ngoại thành Cần Giờ có mật độ tương đối thấp 98 người/km² Về mức độ gia tăng dân số, tỷ lệ tăng tự nhiên khoảng 1,07% tỷ lệ tăng học lên tới 2,5% Những năm gần dân số quận trung tâm có xu hướng giảm, dân số quận lập vùng ven tăng nhanh, đón nhận dân từ trung tâm chuyển người nhập cư từ tỉnh đến sinh sống Theo thống kê tổng cục thống kê Việt Nam, tính đến ngày tháng năm 2009, toàn Thành phố Hồ Chí Minh có đủ 54 thành phần dân tộccùng người nước sinh sống Trong đó, nhiều người Kinh có 6.699.124 người 2.6 Các nguồn cấp nước TPHCM Hiện TpHCM có nguồn cấp nước chính: - Sông Đồng Nai: Sông Ðồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên, hợp lưu nhiều sông khác, có lưu vực lớn, khoảng 45.000 km² Với lưu lượng bình quân 20– 500 m³/s, hàng năm cung cấp 15 tỷ m³ nước, sông Đồng Nai trở thành nguồn nước - thành phố Sông Sài Gòn: Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến TpHCM, với chiều dài 200 km chảy dọc địa phận thành phố dài 80 km Sông Sài Gòn có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m³/s, bề rộng thành phố khoảng 225 m đến 370 m, độ sâu tới 20 m - Nước ngầm: Khu vực nội thành cũ thành phố có lượng nước ngầm đáng kể, chất lượng không thực tốt, khai thác chủ yếu ba tầng: 0–20 m, 60–90 m 170–200 m (tầng trầm tích Miocen) Tại Quận 12, huyện Hóc Môn Củ Chi, chất lượng nước tốt, trữ lượng dồi dào, thường khai thác tầng 60–90 m, trở thành nguồn nước bổ sung quan trọng 2.7 Thành phần, chất lượng nước ngầm TPHCM Các thăm dò, khảo sát gần cho thấy phẩm chất nước ngầm, xác nước tầng nước ngầm thứ hai địa bàn thành phố có biểu suy giảm đáng ngại Tại nhiều vị trí khảo sát, chuyên viên ghi nhận nhiều tiêu quan trắc nước ngầm không đạt chuẩn Các hợp chất chứa nitơ (NO3 ) diện mức cao đột ngột, đặc biệt nước ngầm khu vực quận 9, 10, 11, 12, quận Gò Vấp, Thủ Đức, Tân Bình, Bình Tân, Bình Phú… Mức độ suy giảm nước ngầm khu vực quận Gò Vấp đặc biệt nghiêm trọng hàm lượng nitơ vượt tiêu chuẩn nước dùng cho ăn uống Nồng độ sắt tổng trạm đạt tiêu chuẩn nguồn nước loại B, độ pH nước ngầm nhiều khu vực thấp xứng tầm chất lượng nước loại C Mức độ ô nhiễm tập trung nhiều ngoại thành, đặc biệt Đông Thạnh, Gò Cát, Linh Xuân, Trường Thọ, Đông Hưng Thuận Bình Hưng Các tiêu vi sinh khác Coliform, E-coli xuất nước ngầm Đáng ý suốt từ năm 2004 đến nay, Coliform diện kết quan trắc nước ngầm, đồng nghĩa nước ngầm bị ô nhiễm vi sinh! Những khảo sát độc lập Trung tâm Nước sinh hoạt vệ sinh môi trường nông thôn TPHCM cho thấy, nước ngầm quận 9, Thủ Đức, Hóc Môn, Củ Chi, Nhà Bè, Bình Chánh bị nhiễm vi sinh nặng Tại Quận 12, huyện Hóc Môn Củ Chi, chất lượng nước tốt, trữ lượng dồi Bảng 2.2 Thông số đầu vào nguồn nước ngầm dùng để khai thác STT Thông số Đơn vị Nước ngầm chưa xử lý QCVN 08:2008/BTNM T Vượt chuẩn pH - 7.8 5,5 – 8,5 Độ cứng mgCaCO3/l 150 500 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 0.04 59 0.01 0,1 250 1,0 1,0 mg/l 0.06 15 COD (KMnO4) Amôni (tính theo N) Clorua (Cl-) Florua (F-) Nitrit (NO-2) (tính theo N) Nitrat (NO-3) (tính theo N) Sulfat (SO42-) 10 Mn 11 Sắt (Fe) 12 Coliform Nguồn nước ngầm đầu vào có mg/l 96 400 mg/l 0.13 0.5 mg/l 22 >17 MPN/100ml 90 >87 độ kiềm 2.8, oxi hòa tan, hàm lượng CO hòa tan cao, cặn lơ lửng Cmax = 11; Cmin = 2.8 Hiện trạng khai thác nước TPHCM Theo Sở TN&MT TP.HCM, địa bàn thành phố có 200.000 giếng khoan với tổng công suất khai thác triệu m3/ngày đêm, gấp lần so với quy hoạch Trong đó, năm 1999, toàn thành phố có khoảng 95.828 giếng khai thác nước ngầm, mật độ trung bình 46 giếng/km2 Như vậy, 10 năm, thành phố có thêm 100.000 giếng, chứng tỏ tình trạng lạm dụng khai thác nước ngầm đến mức báo động Theo nhà khoa học, khai thác nước ngầm cần thiết việc khai thác phải bảo đảm thời gian để lượng nước bù đắp lại Với thực tế TP.HCM, không đảm bảo yêu cầu nên mực nước ngầm ngày hạ thấp kéo theo tượng lún mặt đất Từ năm 2000 đến năm tụt giảm từ 1,5 đến 2m Các tầng chứa nước ngầm bị tụt giảm nghiêm trọng tình hình khai thác nước ngầm thành phố vượt mức 600.000 m3/ngày lượng nước bổ cập 200.000 m3/ngày Số liệu quan trắc Liên đoàn Quy hoach Điều tra tài nguyên nước miền Nam cho thấy, mực nước ngầm hạ thấp theo địa điểm Ở Bình Chánh, Nhà Bè năm giảm từ 0,5 – 0,7m, huyện Củ Chi năm giảm 0,8m Còn kết nghiên cứu “Quan trắc biến dạng mặt đất khu vực TP.HCM kỹ thuật Insar vi phân” Trung tâm Địa tin học (thuộc Khu công nghệ phần mềm ĐH Quốc gia TP) thực cho thấy, nhiều khu vực thành phố bị lún cục bộ, tốc độ trung bình 10 mm/năm Nhiều khu vực 17 quận, huyện có tốc độ lún 10 mm/năm Đặc biệt, khu vực đô thị hóa nhanh thuộc quận 2, 6, 7, 8, 9, 12, Tân Phú, Bình Thạnh, Thủ Đức huyện Bình Chánh, Hóc Môn, Nhà Bè có tốc độ lún 15 mm/năm Điển quận (lún 5-20 cm/năm), quận Bình Tân (14 cm/năm), thị trấn An Lạc - quận Bình Tân (12 cm/năm) Dự báo đến năm 2020, nhiều khu vực TP độ lún tăng 12 - 22 cm Sở TN&MT TP.HCM nhận định, mặt đất địa bàn thành phố bị biến dạng mạnh mực nước tầng khai thác bị giảm, phát triển đô thị, địa chất yếu TPHCM cấm khai thác nước ngầm khu vực quận 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11 phần huyện Nhà Bè, Bản đồ vùng cấm hạn chế khai thác nước ngầm TPHCM (do nhóm nghiên cứu Liên đoàn Quy hoạch điều tra tài nguyên nước miền Nam phối với Sở Tài nguyên môi trường TPHCM lập) quyền thành phố thông qua Theo đồ quy hoạch nhóm nghiên cứu nói vừa công bố tổng diện tích vùng cấm khai thác nước ngầm địa bàn TPHCM rộng 195 km2; vùng hạn chế khai thác rộng 1.268 km2; vùng khai thác nước đất rộng 572 km2 (chủ yếu phân bố quận 12, Hóc Môn Củ Chi) Ông Phan Văn Tuyến, trưởng nhóm nghiên cứu Liên đoàn Quy hoạch điều tra tài nguyên nước miền Nam cho biết, vùng đề xuất cấm khai thác nước ngầm vùng có mực nước hạ thấp lớn, nguy lún đất xảy mạnh vùng khác, gần ranh mặn có bãi rác lớn “Cấm khai thác làm tích trữ tăng mực nước ngầm, giảm nguy lún đất, xâm nhập mặn ô nhiễm”, ông Tuyến nói Cũng theo ông Tuyến, diện tích vùng cấm hạn chế khai thác nước ngầm phân bố nhiều khu công nghiệp, khu dân cư nhà máy sử dụng nước ngầm lớn Nhóm nghiên cứu đề nghị quyền TPHCM nghiên cứu lộ trình cấm hạn chế khai thác nước khu vực mà nhóm đưa ra; đồng thời kiến nghị Sở Tài nguyên Môi trường phải điều tra trạng khai thác nước ngầm, có kế hoạch trám lấp miệng giếng Quyết định 69 (năm 2007) UBND TPHCM hạn chế, cấm khai thác nước ngầm địa bàn 29 phường thuộc 13 quận kể từ ngày 13-5-2007 Cụ thể phường Bến Nghé, Bến Thành, Nguyễn Thái Bình, Tân Định (quận 1); phường 3, 6, (quận 3); phường (quận 4); phường 1, 2, 3, (quận 5); phường (quận 6); phường Tân Phong (quận 7); phường 13 (quận 8); phường Tăng Nhơn Phú A, Tăng Nhơn Phú B, Phước Long A, Phước Long B, Phước Bình (quận 9); phường 12 (quận 10); phường 2, (quận 11); phường 8, (quận Phú Nhuận); phường 1, (quận Tân Bình) phường: 1, 19 (quận Bình Thạnh) Các khu vực bị cấm khai thác nước ngầm nơi có mực nước ngầm thấp giới hạn cho phép (tầng có mực nước ngầm từ 20m trở xuống, tầng có mực nước từ 40m trở xuống - theo độ cao chuẩn quốc gia); khu vực nằm ranh mặn nhạt; khu vực nước ngầm bị ô nhiễm nitơ với hàm lượng 7mg/l trở lên, có tượng lún sụt mặt đất; khu vực cung cấp nước máy TPHCM với áp lực tối thiểu 0,2kg/cm2 Tuy nhiên, với đề xuất diện tích cấm khai thác nước ngầm mở rộng nhiều lần so với trước Theo Sở Tài nguyên Môi trường, thống kê chưa đầy đủ cho thấy TPHCM khai thác nước ngầm mức 669.000 m3/ngày, có khoảng 46 đơn vị thuộc KCX - KCN địa bàn thành phố cấp phép khai thác nước ngầm với lưu lượng 34.270 m3/ngày Quy hoạch cấp nước TPHCM đến năm 2025 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (2012) TPHCM chủ yếu khai thác sử dụng nước từ hệ thống sông Đồng Nai sông Sài Gòn, hạn chế khai thác nước ngầm Cụ thể, đến năm 2025, lượng nước ngầm cho phép khai thác toàn TPHCM 100.000 m3/ngày đêm CHƯƠNG ĐỀ XUẤT – LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý - Chất lượng nước nguồn ( nước thô) trước xử lý - Chất lượng nước yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích đối tượng sử dụng - Công suất nhà máy nước - Điều kiện kinh tế kỹ thuật - Điều kiện địa phương 3.2 Đề xuất công nghệ xử lý 3.2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý 3.2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý 3.2.3 Ưu – nhược điểm công nghệ xử lý 3.3 Lựa chọn công nghệ xử lý