CHỦ ĐỀ:
TÁI SỬ DỤNG NƯỚC MƯA, NƯỚC THẢI GVHD: TS.KTS.TRƯƠNG NGUYỄN HOÀNG LONG NHÓM: Nguyễn Huy Lộc – Nhóm trưởng – Tổng hợp & ppt Võ Kiều Phụng Nhi – Tổng hợp & ppt Mai Vân Thanh – Thu gom, tái sử dụng nước mưa, nước thải xám, đen
Huỳnh Cẩm Tú - Thu gom, tái sử dụng nước mưa, nước thải xám, đen Nguyễn Duy Khiêm – Thu gom, tái sử dụng nước mưa ở Việt Nam Huỳnh Thị Thanh Thùy – Thu gom, tái sử dụng nước mưa ở Việt Nam Trần Mỹ Anh – Thu gom, tái sử dụng nước mưa ở Việt Nam
DÀN BÀI A. MỞ ĐẦU 1. Chu trình thủy văn trong thiên nhiên 2. Tài nguyên nước trên Trái đất
3. Lợi ích của việc sử dụng nguồn nước B. NỘI DUNG I. NGUYÊN LÝ 1.Thu gom, xử lý nước mưa
1.1. Nguyên nhân 1.2. Phương pháp xử lí 2. Thu gom, xử lý nước thải xám 2.1. Nguyên nhân
2.2. Phương pháp xử lí 3. Thu gom, xử lý nước thải đen 3.1. Nguyên nhân 3.2. Phương pháp xử lí
II. CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MƯA - GIẢI PHÁP PHÙ HỢP VIỆT NAM 1. Hiện trạng thoát nước mưa của đô thị ở việt nam 2. Nghiên cứu giải pháp 3. Một số hệ thống thu gom nước mưa 3.1 Đối với nhà ở 3.2. Đối với nhà cao tầng 3.2. Thu nước mưa tại khu công cộng 3.4. Một số mô hình quản lý nước đô thị 4. Một số công trình áp dụng hệ thống xử lý nước C. KẾT LUẬN
A. MỞ ĐẦU 1. Chu trình thủy văn trong thiên nhiên
2. Tài nguyên nước trên Trái đất
* VÌ SAO PHẢI TÁI SỬ DỤNG NƯỚC ? -Tài nguyên nước ngày càng cạn kiệt, cạn kiệt về số lượng và chất lượng xấu đi. Việc xử lý nước mưa đơn giản hơn việc xử lý nước mặt và nước ngầm. Mặt khác việc khai thác nước mưa tại chỗ cũng đơn giản và rẻ hơn các loại nguồn nước khác do không phải tốn điện năng, đường ống chuyển tải.... Do vậy, việc sử dụng nước mưa tại chỗ là một giải pháp cấp nước phân tán an toàn và chi phí thấp.
Tái sử dụng nước thải trên thế giới (EPA, 2012)
3. Lợi ích của việc sử dụng nguồn nước
- Tiết kiệm năng lượng - Giảm lượng nước thải tạo ra - Giảm suất đầu tư công trình phụ - Tạo ra phương thức sản xuất công nghiệp mới - Hiệu suất làm việc cao hơn - Giảm rủi ro tài chính - Lợi ích cho môi trường - Giá trị cho cộng đồng => Nên sử dụng hợp lý và tái sử dụng nguồn nước hợp lý
B. NỘI DUNG I. NGUYÊN LÝ 1.Thu gom, xử lý nước mưa
1.1.Nguyên nhân: Thay vì để nước thoát ra các cống thu. Nước mưa có thể được thu gom từ mái nhà và ở nhiều nơi, nước được thu thập sẽ được chuyển hướng tới bể xử lý. Nước được thu gom cũng có thể được sử dụng làm nước sinh hoạt: nước dội rửa bệ xí, nươc tưới cây, gia súc , thủy lợi,… 1.2.Các biện pháp thu gom nước mưa: Trong đô thị:Mương sinh học, Hồ, bể thấm sinh học, vườn mưa,… Trong công trình dân dụng: mái xanh, bồn hoa,…
1.2.1.Xử lý nước mưa nhà dân dụng Quy trình
Nguyên lý hoạt động của ống lọc nước cơ bản
Nước mưa thường sử dụng cho dội rửa, tưới tiêu
Giai đoạn 1: Loại bỏ lượng mưa đầu mùa vào đầu mùa mưa, mở van xả và đóng van thu nước nhằm loại bỏ nước mưa ở các trận mưa đầu mùa. Do nước mưa đầu mùa có thể mang theo nhiều chất ô nhiễm, chất lượng nước không đảm bảo cho việc ăn uống kể cả khi đã nấu chín. Giai đoạn 2: Loại bỏ lượng mưa đầu trận. Đóng van xả bỏ nước mưa trận đầu, mở van thu nước mưa vào hệ thống. Do yếu tố dòng chảy, nước mưa sẽ chảy về hướng thùng trữ nước mưa đầu trận (đây là nước mưa cũng có khả năng bị ô nhiễm cao), như thể hiện trên hình 3. Thể tích thùng trữ nước mưa tùy thuộc vào diện tích mái nhà của gia đình. Theo tính toán sơ bộ, đối với các gia đình có diện tích mái thu nước mưa < 80 m2, thùng chứa nước mưa đầu trận cần có thể tích từ 200 300 lít. Vật liệu có thể là thùng, lu, bể xây…
Giai đoạn 3: Sau khi nước mưa vào thùng chứa nước mưa đầu, nước trong thùng dâng lên, làm cho quả bóng nhựa nổi lên. Sau khi nổi lên đến vị trí của nối giảm bằng nhựa, quả bóng nhựa trở thành 1 van khóa hữu hiệu không cho nước mưa từ máng thu nước mưa chảy vào thùng chứa nước mưa đầu trận. Nước mưa chảy về bể chứa nước mưa, đây là nước mưa có chất lượng rất tốt. Nước mưa trước khi chảy vào bể chứa cần phải được lọc sơ bộ nhằm bỏ các chất lửng lửng mà lưới lọc không giữ lại được (Hình 4). Bộ phận lọc bao gồm 1 ống thu nước có khoan lỗ, bên trong có các loại vật liệu lọc như vải màn, lưới lọc,…
1.2.2.Xử lý nước mưa đô thị Nước mưa có thể được thu gom và xử lý trong các loại hệ thống thoát
* Thoát nước riêng
* Thoát nước chung
* Thoát nước nửa riêng
Ưu nhược điểm của việc thu hoạch nước mưa
Ưu điểm
Nhược điểm
Dễ dàng duy trì
Lượng mưa không dự đoán được
Giảm Trữ lượng Nước
Chi phí cao ban đầu
Thích hợp cho việc tưới tiêu
Bảo trì thường xuyên
Giảm nhu cầu nước ngầm
Một số loại mái nhà có thể làm tràn các chất hoá học hoặc chất thải động vật
Giảm lũ lụt và xói mòn đất
Giới hạn về Lưu trữ
2. Thu gom, xử lý nước thải xám Nước thải được sinh ra bởi khu dân cư, tổ chức, cơ sở thương mại và công nghiệp. Nó bao gồm dòng chất thải gia đình từ nhà vệ sinh, phòng tắm, nhà bếp, bồn rửa và được thải bỏ thông qua hệ thống cống rãnh. Greywater từ bồn rửa nhà bếp có chứa chất béo , dầu và mỡ và lượng chất hữu cơ cao.
2.1.Nguyên nhân tái chế Các hộ gia đình có nhà vệ sinh xả nước thông thường, nước xám chiếm khoảng 65% tổng lượng nước thải của hộ sản xuất Quy trình
2.2.Xử lý nước xám
Nhìn chung bao gồm ba giai đoạn, được gọi là xử lý sơ cấp, thứ cấp và hoàn thiện
Ngày nay trên thế giới khuyến khích áp dụng mô hình phân tán
Xử lý nước thải phân tán ở đô thị với việc xây dựng đầm lầy ở Oslo
Greywater "tháp" được sử dụng để xử lý và tái sử dụng greyater trong Arba Minch
Quy trình thu gom, xử lý, tái sử dụng nước thải xám trong nhà dân dụng
Nhà máy xử lý nước thải với máy phản ứng sinh học màng trong tầng hầm của một tòa nhà văn phòng ở Pháp
3. Thu gom, xử lý nước thải đen 3.1.Nguyên nhân Nước thải đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là các chất hữu cơ như phân, nước tiểu, các vi sinh vật gây bệnh. Nước thải đen sau khi thu gom và xử lý sơ bộ sẽ được dẫn dến hệ thống cống của thành phố và tập trung đến một hệ thống xử lý tiên tiến quy mô lớn trước khi thải ra môi trường.
Quy trình
3.2.Xử lý nước đen
CHI TIẾT BỂ PHỐT XỬ LÝ SƠ BỘ ƯỚC THẢI ĐEN
Xử lý nước thải sinh hoạt
II. CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MƯA VIỆT NAM 1.Hiện trạng thoát nước mưa ở việt nam - Nước ta nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình hàng năm 1.500-2.000 mm, số ngày có mưa là 100 (Theo số liệu của Nha khí tượng Thủy văn Trung Ương). Như vậy, trung bình cứ 3,5 ngày thì có một ngày có mưa.
Nhiều đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với tình trạng ngập úng thường xuyên, đặc biệt trong mùa mưa. Thoát nước đô thị hiện nay mới chỉ tập trung vào việc thu và chuyển nước mưa khỏi đô thị càng nhanh càng tốt.
TP thất thủ, ngập lụt cục bộ
Hạn hán mùa khô
* NGUYÊN NHÂN : - Do tác động của Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng - Một số khu khu vực có cao độ nền quá thấp không đúng theo quy định. - Một số cống lâu ngày xuống cấp, hư hỏng mất khả năng thoát nước chưa có điều kiện thay thế. - Đô thị còn thiếu hồ điều tiết để tăng khả năng trữ nước. - Do điều kiện kinh tế còn khó khăn
2. Nghiên cứu giải pháp: Hướng tới việc duy trì những đặc thù tự nhiên của dòng chảy về dung lượng, cường độ và chất lượng; kiểm soát tối đa dòng chảy từ nguồn, giảm thiểu tối đa những khu vực tiêu thoát nước trực tiếp, lưu giữ nước tại chỗ và cho thấm xuống đất, đồng thời kiểm soát ô nhiễm
+ Sử dụng các hồ điều hòa
+ Nước mưa thấm tự nhiên xuống đất qua các thảm cỏ xanh
+ Thay bê tông ,gạch lát vĩa hè thành bê tông rỗng
+ Bề mặt lát hở
+ Mái xanh
+ Ứng dụng hệ thống tiêu thoát nước bền vững trong việc quy hoạch phát triển các đô thị (ở Việt Nam) Nguyên tắc: Tìm cách trì hoãn việc thoát nước mưa, bằng việc xây dựng kiến trúc đô thị trên cơ sở kết hợp các nguyên tắc sinh thái với những nguyên lý và giải pháp kỹ thuật thoát nước vốn có
Nhân rộng mô hình cây xanh, Dãi phân cách tại các đường giao thông thảm cỏ trên vỉa hè
SUDS
Mô hình Quy hoạch phát triển đô thị sinh thái
Mương phủ thực vật
Hệ thống kênh dẫn nước vừa sử dụng để thoát nước vừa phục vụ tưới tiêu
=> nhằm giảm tải cho hệ thống thoát nước một cách hợp lý, hạn chế ngập úng đô thị, bổ cập nguồn nước ngầm, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tạo các mảng xanh cho đô thị.
+ Mô hình đất ngập nước (Wetland)
* CƠ CHẾ CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Loại bỏ chất rắn Loại bỏ Nitơ
Loại bỏ photpho Sơ đồ đất ngập nuớc kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang (vẽ lại theo Vymazal, 1997)
Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng (vẽ lại theo Cooper, 1996)
Loại bỏ kim loại nặng Loại bỏ vi khuẩn và virut
* Dự kiến mô hình thực tế được tổ chức thành 3 cấp xử lý
Mô hình dự kiến ngoài thực địa
Sơ đồ bố trí công trình ngoài thực địa
•Cấp 1: Cho phép nước chảy tràn bề mặt, sử dụng các loại thực vật thủy sinh có khả năng hấp thụ tốt kim loại nặng, hàm lượng các chất hữu cơ lơ lửng như cây rau muống, bèo tây…. •Cấp 2: Nước thẩm thấu từ trên xuống, trồng cỏ Vetiver. •Cấp 3: Tương tự cấp 2, trồng cây sậy
* MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT XỬ LÝ NƯỚC (Theo chương trình nghiên cứu thuỷ sinh thực vật của cơ quan hàng không vũ trụ NASA của Mỹ) Cây bèo tây (Lục bình)
Cỏ Vetiver
Cây sậy
Cây cỏ nến
3. Một số hệ thống thu và xử lý nước mưa 3.1 Đối với nhà ở
Giải Pháp thu gom nước mưa sử dụng cho tưới cây và chống ngập cho thành phố - xây bể chứa tại gia.
Để tiết kiệm diện tích, đặc biệt cho nhà phố có diện tích hạn chế, mỗi nhà có lắp đặt hệ thống thu nước mưa với bể kín (tank) bằng nhựa PVC (có gia cố) đặt dưới sàn nhà). Các bể kín cho quy mô gia đình với dung tích 2m3, 3m3, và 5m3 được chế tạo sẵn tại nhà máy và dễ lắp đặt.
Tanks (bể chứ) chứa nước mưa ngầm dung tích lớn cho mục đích thương mại.
Việc lắp đặt hệ thống thu nước mưa ngoài lợi ích với môi trường, giảm ngập, còn có giá trị kinh tế. Tank (bể chứ) chứa nước mưa ngầm dung tích 5m3
Mô hình là một hệ thống thu nước liên tục, như được thể hiện trên hình 1, gồm: - Máng thu nước mưa từ mái xuống, có lưới chắn rác; - Hệ thống ống PCV thu nước từ máng thu nước mưa ít nhất Ø90; - Các phụ kiện PCV đi kèm như: cút, tê, nối tăng giảm, nút bịt, van nhựa, rắc co; - Một quả bóng nhựa kín hơi, lưới vải màn hoặc lưới lọc có mắt nhỏ 0,2 – 0,5 mm; - Thùng trữ nước mưa đầu trận; - Dụng cụ trữ nước mưa sạch để sử dụng
3.2. Đối với nhà cao tầng
Thu nước mưa từ những bức tường và cửa kính của tòa nhà: Lượng nước mưa thu gom từ mặt tường thẳng đứng của tòa nhà ước chừng khoảng 50% so với lượng nước thu được từ bề mặt nằm ngang có diện tích tương đương.
Thu nước mưa từ bức tường của nhà cao tầng
Thu nước từ mái hiên tại các nhà cao tầng
1/ Hồ chứa tái sử dụng: Các modun Ellipse Tank lắp ghép thành các khối có kích thước linh hoạt, được bọc trong lớp chống thấm HDPE cường độ cao để trữ nước. Lượng nước mua lưu trữ này sau đó có thể sử dụng để tưới cây, vệ sinh, nước phòng cháy chữa cháy, ...
2/ Hồ chứa tạm trữ: Các modun Ellipse Tank lắp ghép thành các khối ngầm có kích thước linh hoạt, được bọc trong lớp vải địa kỹ thuật. Lượng nước mưa tạm trữ sẽ thẩm thấu chậm ra môi trường xung quanh, bổ sung nguồn nước ngầm và tăng độ ẩm cho khu vực. Các ưu điểm của giải pháp: - Thoát nước chống ngập úng sân vườn - Sử dụng tối đa diện tích đất bề mặt để trồng cây. - Thu hồi nước về hồ lưu trữ để tái sử dụng tưới sân vườn. - Thi công đơn giản, tiết kiệm thời gian, chi phí thấp. - Giảm thiểu các ô nhiễm môi trường như ngập úng, mùi hôi, tránh muỗi và côn trùng, sinh vật gây hại... - Tăng tính thẩm mỹ sân vườn và thân thiện với môi trường
3.3. Thu nước mưa tại khu công cộng Sân công cộng mang “Dấu chân Nước” Dự án Nước ảo thu thập, làm sạch, bảo tồn và sử dụng hàng nghìn gallon mùa mưa mùa hè này. Sau khi làm sạch, nước mưa chảy qua giữa các tán tán hình nón để tạo ra sáu bầu khí quyển nước độc đáo.
Hệ thống thu, lọc và tái sử dụng nước mưa
TÍCH HỢP HỆ THỐNG MÁI XANH-TẤM NĂNG LƯƠNG MẶT TRỜI CHO TRẠM CHỜ XE BUÝT.
TẠO HỆ THỐNG BỂ THẤM SINH HỌC – KẾT HỢP VỚI LỀ ĐƯỜNG ĐI BỘ.
3.4. MỘT SỐ MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC ĐÔ THỊ Xử lý nước thải phân tán với bãi lọc trồng cây (Constructed Wetland) Trên hòn đảo du lịch Phi Phi (Thái Lan), nơi từng bị ảnh hưởng nặng nề của thảm họa sóng thần năm 2005, người ta vừa xây dựng một hệ thống XLNT phân tán đẹp và hiệu quả cho các khách sạn, nhà hàng Khu đô thị Eco-Park có tổng diện tích 500 ha, là một trong những khu đô thị sinh thái lớn nhất Việt Nam đang được khẩn trương xây dựng
4. Một số công trình áp dụng hệ thống xử lý nước - Mô hình nhà thông minh
* TrĆ°áť?ng Sidwell Friends Andropogon Associates
• Sơ đồ khu vực: 1. hiện tại trung học cơ sở; 2. Ngoài trung học cơ sở với mái nhà xanh; 3. tia nước lọc với màn nghệ thuật trình diễn; 4. Đất ngập nước để xử lý nước thải; 5. Vườn mưa; 6. Ao; 7. lớp học ngoài trời; 8. Đồng cỏ, 9 màn hình Woodland cạnh khu phố, 10. Sân chơi
• Dòng chảy được hướng tới một khu vườn mưa và một ao sinh học trũng xuống từ những vùng đất ngập nước được sử dụng cho xử lý nước thải.
Sơ đồ dòng chảy của nước mưa từ ao đến vườn mưa. Ảnh Andropogon Associates
C. KẾT C. KẾT LUẬN LUẬN
- Giảm lượng nước thải ra môi trường - Sử dụng tiết kiệm và hiệu quả nguồn nước sạch - Cố gắng chuyển quy trình sử dụng nước càng gần chu trình nước trong tự nhiên càng tốt