NGHIÊN CỨU – PHÁT TRIỂN CÁC GIẢI PHÁP  XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN TÁN Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

NGHIÊN CỨU – PHÁT TRIỂN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN TÁN Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Đăng bởi: BM Cấp thoát nước
09-08-2015
Nghiên cứu - Ứng dụng - Triển khai

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.

  1. MỞ ĐẦU

Hiện nay, tỷ lệ bao phủ mạng lưới thoát nước ở các đô thị nước ta chỉ đạt khoảng 30-70%. Mới chỉ có 10% nước thải đô thị được xử lí. Tại các vùng nông thôn, tỷ lệ bao phủ của các công trình vệ sinh là trên 70%, tuy nhiên, tỷ lệ công trình vệ sinh phù hợp còn rất thấp, chỉ khoảng 18%. 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 760 đô thị lớn, nhỏ trên cả nước, chưa nói đến các vùng ven đô, nông thôn. Quản lí nước thải (QLNT) 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), với lực lượng nòng cốt là các CBGD của Bộ môn CTN, 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.

2. CÁC CÔNG NGHỆ XLNT PHÂN TÁN - QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU & PHÁT TRIỂN

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%.

Hình 1. Bể BASTAF

Hình 2. Bể BASTAF cho 400 hộ dân, khu đô thị mới Xuân Mai, Hà Nội


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... ở Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Bắc Kạn, Cao Bằng, An Giang, Bến Tre, ... 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 (Hình 3). 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).

Hình 3. Bể tự hoại BTCT đúc sẵn ST-C chế tạo hàng loạt tại NM Bê tông Xuân Mai

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.Trạm xử lý nước thải hợp khối xây dựng bằng bê tông cốt thép AFSB-C.

Hình 4. Trạm XLNT AFSB cho Resort Cát Cò-3, Đảo Cát Bà, Hải Phòng

Hiện nay, nhóm DESA của IESE đang 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.

Hình 5. Bể XLNT chế tạo sẵn bằng BTCT cường độ cao, cung cấp cho KCN Vũng Áng, Hà Tĩnh, sản phẩm hợp tác IESE và NUCETECH-E

Trạm xử lý nước thải hợp khối chế tạo sẵn bằng composite AFSB-F

Bể được chế tạo sẵn bằng composite cốt sợi thủy tinh (FRP). Hệ thống gồm các ngăn bể nối tiếp, kết hợp các quá trình xử lý cơ học và sinh học kỵ khí – thiếu khí - hiếu khí, theo nguyên lý A2O. Chế độ làm việc của hệ thống được kiểm soát tự động bằng bộ điều khiển PLC. Sản phẩm có ưu điểm hoàn toàn kín, khít, không thấm, không rò rỉ, không gây mùi và làm ô nhiễm nước, đất, có độ bền vĩnh cửu với thời gian và chịu được tác động cơ học cao. Bể được sản xuất sẵn ở quy mô công nghiệp, lắp đặt đơn giản, thuận tiện, rút ngắn tiến độ thi công công trình và giá thành hợp lí (rẻ hơn nhiều so với các bể Jokashou nhập ngoại, với tính năng tương đương). AFSB-F cho phép xử lý linh hoạt ngay cả khi tải lượng đầu vào tăng gấp 2 lần mà không cần xây dựng thêm bể mới.

Hình 6. AFSB-F cho Nhà máy Stylestone

Hình 7. Đưa bể AFSB-F bằng Cáp treo lên lắp đặt cho Khu di tích tôn giáo - danh lam thắng cảnh Tây Thiên, Tam Đảo, Vĩnh Phúc

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… (Hình 12). 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.

Hình 8. BASTAFAT-F cho Khu biệt thự cao cấp, Trung tâm Hội nghị Quốc gia (Mỹ Đình, Hà Nội)

Hình 9. BASTAFAT-F cho Bến tàu đảo du lịch Cát Bà, Hải Phòng

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. Các mô hình này đã được đưa vào 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. Công nghệ BASTAF đã được giới thiệu trên các phương tiện thông tin đại chúng, các tạp chí chuyên ngành, đã được công bố và đánh giá cao tại nhiều Hội nghị trong nước và quốc tế. 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. Công nghệ BASTAFAT và AFSB đã được Bộ Công thương hỗ trợ, triển khai Dự án sản xuất thử nghiệm và chuyển giao cho một số doanh nghiệp trong nước để chế tạo hàng loạt, trong khuôn khổ đề án Phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam giai đoạn 2012 - 2015.

3. TRAO ĐỔI, THẢO LUẬN

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.
  • Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Xây dựng, Bộ Công thương phối hợp với Bộ Khoa học và Công nghệ, nhanh chóng thành lập một cơ quan có chức năng thẩm định, cấp giấy chứng nhận phù hợp về công nghệ và đánh giá thực tế vận hành, quản lý các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường, trong đó có các thiết bị và công trình xử lý nước thải, đặc biệt là các thiết bị, sản phẩm công nghệ mới, được nghiên cứu chế tạo trong nước. Bên cạnh đó, nhà nước cho phép và công nhận hoạt động thẩm định, cấp chứng chỉ về chất lượng sản phẩm xử lý nước thải của các hiệp hội ngành nghề có lĩnh vực và năng lực hoạt động chuyên ngành phù hợp.
  • Bên cạnh những hỗ trợ quý báu của Nhà nước thông qua các đề án như Phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam giai đoạn 2012 – 2015, 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.
  • Bộ Công thương xem xét nhanh chóng mở các kênh thông tin, các diễn đàn trao đổi, các hội chợ chia sẻ thông tin, quảng bá sản phẩm, phối hợp với các phương tiện thông tin đại chúng và các địa phương để tạo cầu nối cung – cầu cho các đơn vị tham gia Đề án phát triển ngành công nghiệp môi trường, … có thêm cơ hội đưa sản phẩm của các dự án, đề tài ra thị trường.
  • Kết nối tốt hơn hệ thống cơ sở dữ liệu, chia sẻ thông tin về các dự án, đề tài nghiên cứu khoa học, để phát huy tối đa các nguồn lực đã đầu tư cho KH&CN, NC&PT, đồng thời tránh sự chồng chéo và các vi phạm về sở hữu trí tuệ, lãng phí tài chính và các nguồn lực khác, …

4. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

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.

Sản phẩm của Dự án “Sản xuất thử nghiệm thiết bị xử lý nước thải tại chỗ hợp khối theo kiểu môđun, tiêu thụ ít năng lượng, phù hợp với điều kiện Việt Nam » sẽ góp phần quan trọng vào hướng thúc đẩy nghiên cứu, triển khai, cung cấp cho thị trường các giải pháp xử lý nước thải phân tán phù hợp, góp phần tạo công ăn, việc làm, đáp ứng nhu cầu của thị trường xử lý nước thải ngày càng tăng ở Việt Nam, đồng thời thúc đầy các ngành công nghiệp phụ trợ phát triển.

Để có thể triển khai nhanh chóng và hiệu quả, đưa các sản phẩm của đề án Phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam vào cuộc sống, cần có sự nỗ lực, vai trò tham gia của các bên liên quan, đặc biệt là các bộ, ngành liên quan, cùng với chủ thể của các hoạt động trên là các nhà khoa học, các doanh nghiệp. 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.

PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, Trưởng Bộ môn Cấp thoát nước,
Viện trưởng, Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, Đại học Xây dựng
Địa chỉ: Viện KH&KT Môi trường, Đại học Xây dựng. 55 Giải phóng, Quận HBT, Hà Nội. ĐT: 04-38691604, 091320.9689, E-mail: vietanhctn@gmail.com; anhnv@nuce.edu.vn.