Quản lý nước thải phân tán mở ra những
cơ hội mới và sự linh hoạt trong lựa chọn công nghệ và dịch vụ. Các bể tự hoại
cải tiến BASTAF, cụm bể XLNT tại chỗ BASTAFAT, trạm XLNT phân tán hợp khối
AFSB.
1.
MỞ ĐẦU
Hiện
nay, tỷ lệ bao phủ mạng lưới thoát nước ở các đô thị nước ta chỉ đạt khoảng
50%. Mới chỉ có 17% nước thải đô thị được xử lý. Tại các vùng nông thôn, hầu
như nước thải sinh hoạt, chăn nuôi không được xử lý. Còn có sự khác biệt rất
lớn giữa các vùng, miền, ... Một trong những trở ngại rất lớn để nâng cao mức
độ bao phủ trong lĩnh vực cấp nước và vệ sinh là vấn đề tài chính. Những khoản
kinh phí lớn cho việc đầu tư xây dựng và vận hành các hệ thống thoát nước và xử
lí nước thải (XLNT) tập trung đã và sẽ còn là quá xa xỉ đối với nhiều nơi trong
số trên 800 đô thị lớn, nhỏ trên cả nước, chưa nói đến các vùng ven đô, nông
thôn.
Quản
lí nước thải phân tán chính là một giải pháp quan trọng, khắc phục những nhược
điểm và khoảng trống của quản lí nước thải tập trung, quy mô lớn, thích hợp cho
nhiều đối tượng khác nhau.
Trên
Thế giới, đã có rất nhiều công nghệ và thiết bị, các mô hình QLNT phân tán được
phát triển và ứng dụng, và phương thức tiếp cận này đã được chính thức ghi
nhận, cũng như được phát triển thành cả một ngành công nghiệp ở nhiều nước trên
Thế giới.
Tuy
nhiên, ở Việt Nam, ngành công nghiệp môi trường vẫn còn đang ở giai đoạn ‘’sơ
khai’’, và còn rất thiếu các giải pháp công nghệ, các thiết bị và công trình
đáp ứng đòi hỏi to lớn của thực tế trong lĩnh vực này. Việc nghiên cứu làm sạch
nước thải tại chỗ cho các hộ gia đình hay các cụm dân cư bằng các công nghệ phù
hợp, vừa đơn giản, có chi phí xây dựng và vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh
môi trường, là một hướng giải quyết hợp lý và khả thi.
Đứng
trước tình hình đó, từ những năm 90, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị và
Khu công nghiệp (CEETIA), nay là Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (IESE),
trường Đại học Xây dựng và các đối tác đã tập trung nghiên cứu các giải pháp
công nghệ XLNT sinh hoạt theo kiểu phân tán phù hợp với các điều kiện của Việt
Nam, và liên tục cải tiến, hoàn thiện. Cho đến nay, các sản phẩm XLNT phân tán
của IESE đã và đang được chuyển giao, ứng dụng rộng rãi ở trên khắp đất nước.
Các mô hình XLNT phân tán của nhóm nghiên cứu DESA, Trường ĐHXD đã khẳng định
được những ưu điểm của nó và được người sử dụng chấp nhận.
2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ
XLNT PHÂN TÁN Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
2.1
Bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF)
Từ
năm 1998 đến năm 2007, trong khuôn khổ Dự án tăng cường năng lực cho CEETIA
(ESTNV), do Chính phủ Thuỵ Sỹ tài trợ, hợp phần Quản lí nước thải phân tán
(DESA) đã được triển khai. Các nghiên cứu được thực hiện công phu, bài bản
trong phòng thí nghiệm từ 1998 đến 2003, và từ 2003 đến 2005. Một khối lượng
lớn nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành. Nhóm nghiên cứu đã phát triển và
hoàn thiện dần mô hình bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF). BASTAF cho phép đạt
hiệu suất xử lý cao, ổn định. Hiệu suất xử lý trung bình theo COD, BOD5
và TSS tương ứng là 75 - 90%, 70 – 85% và 75 - 95%.
Với
mong muốn đưa được kết quả nghiên cứu ra ngoài thực tế, phục vụ cuộc sống, nhất
là góp phần cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường, nhóm nghiên cứu DESA tiếp
tục tìm mọi cơ hội để triển khai áp dụng thử nghiệm các mô hình bể BASTAF, cũng
như các giải pháp xử lí kết hợp ở ngoài thực tế, để có cơ hội khẳng định công
nhệ này. Trải qua nhiều cố gắng nỗ lực, cho đến nay, hàng trăm bể BASTAF đã
được thiết kế, xây dựng tại khắp nơi trên cả nước: các nhà chung cư cao tầng,
các khu đô thị mới ở nội thành và ven đô, các hộ gia đình đơn lẻ, trường học,
cụm dân cư (ngõ xóm), làng nghề nấu rượu, chế biến nông sản, hải sản, bệnh
viện, chợ, vv... Các kết quả quan trắc cho thấy, đây là công nghệ rất hiệu quả
để xử lý nước thải sinh hoạt, cho phép đạt hiệu suất xử lý cao, với chất lượng
đầu ra ổn định.
Bể
tự hoại bằng bê tông cốt thép đúc sẵn
Đáp
ứng nhu cầu thị trường, Viện KH&KTMT, ĐHXD đã phối hợp với Công ty CP Bê
tông và Xây dựng Vinaconex Xuân Mai triển khai thực hiện đề tài NCKH-CN trọng
điểm cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo: ‘’Nghiên cứu phát triển công nghệ và
thiết bị XLNT tại chỗ theo kiểu môđun, phù hợp với điều kiện Việt Nam’’,
mã số B2006-03-13-TĐ (2006 – 2008). Nhóm nghiên cứu đã thiết kế và xây dựng quy
trình chế tạo thành công bể tự hoại bằng BTCT đúc sẵn ST-C, dung tích hữu ích 2
m3. Dây chuyền sản xuất ở quy mô công nghiệp đã được xây dựng tại
Nhà máy BT Xuân Mai. Các bể ST-C đã được sản xuất và lắp đặt cho các khu đô thị
mới ở nhiều nơi. Bể tự hoại chế tạo bằng BTCT đúc sẵn có dung tích đủ lớn và
phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế, xử lí nước đen từ nhà vệ sinh hay cả nước
đen và nước xám hộ gia đình, với giá thành sản xuất, vận chuyển, lắp đặt tương
đương với giá thành bể tự hoại xây tại chỗ bằng gạch (phần lớn bị thấm, rò rỉ
sau một thời gian sử dụng). Nhóm DESA của IESE phối hợp với Công ty CP Đầu tư
& Phát triển Công nghệ Đại học Xây dựng (NUCETECH) cho ra đời loạt sản phẩm
bể AFSB-C mới, chế tạo sẵn bằng bê tông cốt thép cường độ cao, cho phép rút
ngắn thời gian thi công, độ bền cao và giảm giá thành sản phẩm, đáp ứng nhu cầu
của thị trường.
Trạm
xử lý nước thải hợp khối xây dựng bằng bê tông cốt thép AFSB-C
Nhóm
nghiên cứu DESA đã tiếp tục phát triển mô hình XLNT phân tán với công nghệ A2O,
với tên thương mại AFSB®, áp dụng cho các khu đô thị, các tòa nhà
cao tầng, bệnh viện, khu du lịch, xí nghiệp chế biến thực phẩm... Cụm công
trình XLNT hợp khối AFSB bao gồm ngăn điều hòa, ngăn xử lý kỵ khí với các giá
thể vi sinh, ngăn xử lý hiếu khí với các giá thể vi sinh, ngăn lắng - tách bùn
và ngăn khử trùng. Một phần nước thải và bùn được đưa trở lại tuần hoàn để tách
Nitơ, Phốtpho. Giá thể vi sinh trong ngăn xử lí kị khí và hiếu khí có thể là
loại cố định hay di động. Nước thải sau xử lý đạt mức A theo QCVN 40:2011/BTNMT
và QCVN 14:2008/BTNMT.
Bể xử lý nước thải
bằng composite chế tạo sẵn BASTAFAT-F
Nhóm
nghiên cứu cũng đã thiết kế và chế tạo thành công cụm bể XLNT tại chỗ kị khí
kết hợp với hiếu khí theo kiểu mô đun BASTAFAT-F, áp dụng cho các hộ thải nước
quy mô nhỏ như biệt thự, phòng khám, nhà hàng hay điểm kinh doanh nhỏ, văn
phòng. Hệ thống gồm 2 bể: bể xử lí sinh học kị khí (BASTAF) và bể xử lí sinh
học hiếu khí (AT). Bể được trang bị bơm nước thải chuyên dụng, hoạt động gián
đoạn theo lượng nước vào, và hệ thống khử trùng tự động bằng tia cực tím. Chế
độ làm việc của bể được điểu khiển tự động bằng bộ điều khiển PLC. Điểm đặc
biệt của hệ thống là không cần máy thổi khí, nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước
đầu ra đạt mức A, QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 14:2008/BTNMT.
Bể tự hoại cải tiến
cho vùng biển đảo
Trong
khuôn khổ đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý chất thải nhà tiêu, nước
thải sinh hoạt và chất thải rắn theo hướng vệ sinh sinh thái, khép kín, phù hợp
với vùng hải đảo” (mã sô RD 95-16), do Trường Đại học Xây dựng chủ trì thực
hiện, Bộ Xây dựng quản lý, thuộc Chương trình KHCN: “Nghiên cứu xây dựng thực
nghiệm công trình trên vùng biển đảo”, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Viện Vi
sinh vật và Công nghệ sinh học, ĐHQG Hà Nội phát triển loại bể tự hoại chế tạo
sẵn bằng composite, có thể lắp ghép để thuận tiện đưa ra lắp ghép trên các đảo
tiền tiêu. Đặc biệt, bể tự hoại này có thể sử dụng trong điều kiện không có
nước ngọt, dùng nước biển để dội nhà vệ sinh, nhờ chế phẩm vi sinh với tổ hợp
vi sinh vật kỵ khí, được làm giàu từ trầm tích biển Việt Nam, thích nghi tốt
trong môi trường có nồng độ muối từ 10 – 30 g/L, có khả năng hỗ trợ quá trình
lên men kỵ khí sinh methane.
Nghiên cứu, hoàn
thiện công nghệ và sản xuất ở quy mô công nghiệp
Dự
án SXTN “Sản xuất thử nghiệm thiết bị xử lý nước thải tại chỗ hợp khối theo
kiểu mô đun, tiêu thụ ít năng lượng, phù hợp với điều kiện Việt Nam”
(2013-2015) đã nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, hoạt
động theo nguyên lí của quá trình lọc sinh học ngập nước kị khí – thiếu khí –
hiếu khí nối tiếp (A2O), phục vụ cho việc sản xuất các modul XLNT
chế tạo sẵn BASTAFAT và AFSB. Dự án đã giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong các
bể XLNT phân tán như: giá thể vi sinh, bơm airlift, công nghệ và thiết bị khử
trùng, thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành tủ điện điều khiển, chế tạo vỏ bể
XLNT composite cỡ vừa và nhỏ theo phương thức thủ công hoặc cơ giới hóa hoặc
kết hợp, quy trình lắp ráp các thiết bị vào bể, thi công lắp đặt, vận hành và
bảo dưỡng…
Dự
án đã giải quyết được bài toán tiết kiệm năng lượng và tính phù hợp với điều
kiện Việt Nam. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng được áp dụng là: chế độ bơm
gián đoạn (hệ BASTAFAT và hệ AFSB), thông khí tự nhiên qua giàn ống phân phối
trong bể hiếu khí (hệ BASTAFAT) thay cho máy thổi khí, cao độ bố trí các bể; sử
dụng loại giá thể vi sinh tối ưu; sử dụng bơm khí – nước airlift để tuần hoàn
bùn và nước trong bể AFSB hay bể BASTAFAT; khử trùng bằng viên Clo tự tan, dung
dịch javen hay đèn tia cực tím UV.
Trong
Dự án này, hệ pilot đa năng xử lý nước thải công nghiệp giàu hữu cơ UNI-FI, có
thể xử lý nhiều loại nước thải công nghiệp khác nhau: nước thải chăn nuôi, chế
biến thực phẩm, thủy sản, bia, … cũng đã được nghiên cứu, phát triển. Hệ UNI-FI
được lắp đặt trong công ten nơ, có thể di chuyển linh hoạt và thử nghiệm tại
hiện trường, giúp cho nhà thầu và chủ đầu tư đưa ra các quyết định phù hợp
trước khi đầu tư. Hệ thống điều khiển, kiểm soát được thiết kế hợp lý, cho phép
kiểm soát quá trình và tự động hóa tối đa.
Công
nghệ AFSB đã được nhận Huy chương vàng tại Hội chợ Công nghệ - Thiết bị Việt
Nam TechMart 2003. Các giải pháp xử lí nước thải phân tán DESA đã được nhận Cúp
Môi trường Việt Nam tại Hội chợ và triển lãm quốc tế về Công nghệ Môi trường lần
thứ 1, Hà Nội, 4/2006. Công nghệ BASTAFAT-F đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng
sáng chế số 9577/2011. Cho đến nay, các mô hình này đã được đưa vào nội dung
của Nghị định 80/NĐ-CP năm 2014 về Thoát nước, các Hướng dẫn kỹ thuật của Bộ
Xây dựng, Bộ Y tế. Thuật ngữ ‘’BASTAF’’ do nhóm nghiên cứu đưa ra đã trở thành
thuật ngữ chuyên môn quen thuộc trong lĩnh vực cấp thoát nước ở Việt Nam và
quốc tế. Nhóm giải pháp XLNT phân tán của IESE đã được nhận Huy chương vàng tại
Hội chợ Công nghệ - Thiết bị Việt Nam TechMart 2015. Cho đến nay, công nghệ
BASTAFAT và AFSB đã được chuyển giao cho 4 doanh nghiệp, triển khai lắp đặt và
vận hành ổn định tại hàng trăm dự án XLNT sinh hoạt, điểm dịch vụ, cơ sở sản
xuất, điểm du lịch … ở trên khắp cả nước.
3.
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
Kết
luận
Quản
lý nước thải phân tán mở ra những cơ hội mới và sự linh hoạt trong lựa chọn
công nghệ và dịch vụ. Các bể tự hoại cải tiến BASTAF, cụm bể XLNT tại chỗ
BASTAFAT, trạm XLNT phân tán hợp khối AFSB đều là các sản phẩm mới, đáp ứng các
yêu cầu kỹ thuật cao, lần đầu tiên được nghiên cứu chế tạo tại Việt Nam, với
giá thành rẻ hơn nhiều so với giá các sản phẩm nhập ngoại có tính năng tương
đương.
Quá
trình nghiên cứu, phát triển các sản phẩm bể XLNT phân tán tại Viện KHKTMT,
Trường ĐHXD, qua hơn 20 năm, từ những đề tài NCKH cấp Bộ, các dự án hợp tác
quốc tế, gắn liền với các hoạt động đào tạo đại học, sau đại học, từ đó đưa ra
áp dụng vào thực tế, rút kinh nghiệm và hoàn thiện, đưa vào các tài liệu hướng
dẫn kỹ thuật và quản lý Nhà nước, sản xuất thử nghiệm – hoàn thiện công nghệ và
chuyển giao cho các doanh nghiệp để sản xuất đại trà, là một ví dụ điển hình
của quá trình nghiên cứu, phát triển - chuyển giao công nghệ - ứng dụng thực
tế, của sự kết hợp giữa Nhà trường, cơ sở nghiên cứu – đào tạo với Nhà doanh
nghiệp, với sự hỗ trợ của Nhà nước, để có được những sản phẩm KHCN thiết thực
đáp ứng yêu cầu của cuộc sống.
Kiến
nghị
Để
có thể triển khai áp dụng các mô hình xử lý nước thải phân tán vào thực tế, cần
triển khai đồng bộ các giải pháp sau đây:
Cần
tăng cường công tác kiểm tra, giám sát, kết hợp với tuyên truyền, vận động, để
tất cả các chủ nguồn thải có ý thức và trách nhiệm thu gom, xử lý nước thải của
mình trước khi xả ra môi trường. Trường hợp khu vực có hệ thống thu gom và xử
lý nước thải tập trung, thì đối tượng xả nước thải phải trả đầy đủ các chi phí
thu gom, xử lý nước thải theo quy định.
Các
quy chuẩn, tiêu chuẩn môi trường cần được rà soát, ban hành một cách phù hợp,
để vừa bảo vệ được môi trường, kiểm soát được ô nhiễm do nước thải, vừa khuyến
khích các đối tượng xả nước thải thực hiện xử lý nước thải một cách khả thi,
phù hợp với điều kiện thực tế của kỹ thuật, quản lý và khả năng tài chính.
Để
có thể triển khai nhanh chóng và hiệu quả, đưa các sản phẩm KHCN vào cuộc sống,
cần có sự nỗ lực, vai trò tham gia của các bên liên quan. Các cơ chế chính sách
phù hợp, khả năng tiếp cận với công nghệ, tài chính, sự kết nối giữa nhà khoa
học, doanh nghiệp (bên cung) và thị trường (bên cầu) với sự điều phối, tạo điều
kiện thuận lợi của Nhà nước là rất cần thiết. Cần có sự kết nối, tạo điều kiện
cho doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp môi trường được tiếp cận
với các nguồn tài chính phù hợp để trang trải kinh phí đầu tư và vận hành doanh
nghiệp. Cần có các chính sách ưu đãi thuế thuận lợi hơn nữa để các doanh nghiệp
đầu tư nghiên cứu, phát triển, hoàn thiện công nghệ, sản xuất các thiết bị và
cung cấp các dịch vụ trong lĩnh vực công nghiệp môi trường có thể lớn mạnh, đủ
năng lực cạnh tranh và phát triển bền vững.
TÀI
LIỆU THAM KHẢO
-
Báo cáo tổng hợp kết quả Dự án SXTN:
“Sản xuất thử nghiệm thiết bị xử lý nước thải tại chỗ hợp khối theo kiểu mô
đun, tiêu thụ ít năng lượng, phù hợp với điều kiện Việt Nam” (2013-2015). Cơ
quan quản lý: Bộ Công thương. Cơ quan chủ trì thực hiện: Viện KHKTMT, Trường
ĐHXD.
-
Ngân hàng Thế giới. Đánh giá quản lý nước thải đô thị Việt Nam. 2013.
-
Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/08/2014 của Chính phủ về thoát nước và xử lý
nước thải.
-
Nguyễn Việt Anh. Bể tự hoại. Nhà xuất bản Xây dựng, 2016.
-
Nguyễn Việt Anh. Những thành tựu cơ bản và thách thức trong xử lý nước thải đô
thị và công nghiệp Việt Nam. Tạp chí Môi trường, Tổng cục Môi trường (ISSN
1859-042X). Số 9/2015. Trang 46 – 50.
-
Nguyễn Việt Anh, Đỗ Hồng Anh, Lê Trọng Bằng, Đinh Thúy Hằng, Nguyễn Việt Anh..
Nghiên cứu xây dựng các mô hình xử lý chất thải cho vùng ven biển và hải đảo.
Kỷ yếu Hội thảo: Kết cấu và vật liệu xây dựng cho các công trình ven biển và
hải đảo. Bộ Xây dựng – Trường Đại học Xây dung miền Trung. Tuy Hòa, 10/2017.
Posted in: Công nghệ
0 nhận xét:
Đăng nhận xét