04/07/2014
Hiện nay, tỷ lệ thoát nước ở các đô thị nước ta đạt khoảng 30 - 70% và có 10% nước thải đô thị được xử lý. Tại các vùng nông thôn, việc đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước còn rất thấp. Vì vậy, quản lý nước thải (QLNT) phân tán chính là một giải pháp quan trọng, khắc phục những nhược điểm và khoảng trống của QLNT tập trung, quy mô lớn, thích hợp cho nhiều đối tượng khác nhau. Trên thế giới, có nhiều công nghệ, thiết bị, các mô hình QLNT phân tán được phát triển và ứng dụng, phương thức tiếp cận này đã được ghi nhận, phát triển thành ngành công nghiệp ở nhiều nước. Tuy nhiên, ở Việt Nam, ngành công nghiệp môi trường vẫn đang ở giai đoạn “sơ khai’’ và còn thiếu các giải pháp công nghệ, thiết bị, công trình phù hợp với thực tế. Việc nghiên cứu làm sạch nước thải tại chỗ cho các hộ gia đình hay các cụm dân cư bằng công nghệ phù hợp, đơn giản, chi phí xây dựng và vận hành thấp, đảm bảo vệ sinh môi trường là hướng giải quyết hợp lý và hiệu quả.
Trước tình hình đó, từ những năm 90, Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng Hà Nội và đối tác đã tập trung nghiên cứu các giải pháp công nghệ xử lý nước thải (XLNT) sinh hoạt theo kiểu phân tán phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Đến nay, các sản phẩm XLNT phân tán của IESE đã và đang được chuyển giao, ứng dụng rộng rãi trên cả nước.
Bể tự hoại cải tiến (BASTAF)
Từ năm 1998 - 2007, trong khuôn khổ Dự án tăng cường năng lực cho IESE (ESTNV), do Chính phủ Thuỵ Sỹ tài trợ, hợp phần QLNT phân tán (DESA) đã được triển khai. Nhóm nghiên cứu DESA đã phát triển và hoàn thiện mô hình bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF) với 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
Hình 3. Bể BASTAF cho làng nghề Bắc Ninh Hình 4. BASTAF cho cụm 40 hộ dân ngoại thành Hà Nội
Với mong muốn đưa kết quả nghiên cứu vào thực tế, phục vụ cuộc sống, đặc biệt là góp phần cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường, nhóm nghiên cứu DESA tiếp tục tìm cơ hội triển khai áp dụng thử nghiệm các mô hình bể BASTAF, cũng như các giải pháp xử lý kết hợp ngoài thực tế. Hiện nay, hàng trăm bể BASTAF đã được thiết kế, xây dựng 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... 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 XLNT sinh hoạt hiệu quả, đạt hiệu suất xử lý cao, với chất lượng đầu ra ổn định.
Bể tự hoại bằng bê tông cốt thép đúc sẵn
IESE đã phối hợp với Công ty CP Bê tông và Xây dựng Vinaconex Xuân Mai triển khai thực hiện Đề tài “Nghiên cứu phát triển công nghệ và thiết bị XLNT tại chỗ theo kiểu môđun, phù hợp với điều kiện Việt Nam”.
Nhóm nghiên cứu đã thiết kế và xây dựng quy trình bể tự hoại bằng bê tông cốt thép đúc sẵn ST-C, dung tích 2 m3. Dây chuyền sản xuất ở quy mô công nghiệp đã được xây dựng tại Nhà máy Bê tông 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 bê tông cốt thép đúc sẵn có dung tích đủ lớn và phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế, giá thành sản xuất, vận chuyển, lắp đặt hợp lý.
Hình 5: Bể tự hoại bê tông cốt thép đúc sẵn ST-C tại Nhà máy Bê tông Xuân Mai
Trạm XLNT hợp khối xây dựng bằng bê tông cốt thép AFSB-C
Nhóm nghiên cứu DESA tiếp tục phát triển mô hình XLNT phân tán với công nghệ A2O, áp dụng cho các khu đô thị, 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 lý kỵ 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.
Hình 6. Bể AFSB-C
Hình 7. Trạm XLNT AFSB cho Ngân hàng VIDB, Hình 8. Trạm XLNT AFSB cho Khu chung cư
194 Trần Quang Khải, Hà Nội 25 tầng, Ngô Thì Nhậm, Q.Hà Đông, Hà Nội
Hình 9. 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) sản xuất 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 XLNT 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 lý (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.
Bể XLNT bằng composite chế tạo sẵn BASTAFAT-F
Nhóm nghiên cứu cũng đã thiết kế và chế tạo thành công cụm bể XLNT tại chỗ kỵ 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 lý sinh học kỵ khí (BASTAF) và bể xử lý 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 điều khiển tự động bằng bộ điều khiển PLC. Đặc biệt, hệ thống 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 10. Bể AFSB-F
Hình 11. AFSB-F cho Nhà máy Vicostone Hình 12. AFSB-F cho Nhà máy Stylestone
Bể XLNT bằng composite chế tạo sẵn BASTAFAT-F
Nhóm nghiên cứu cũng đã thiết kế và chế tạo thành công cụm bể XLNT tại chỗ kỵ 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 lý sinh học kỵ khí (BASTAF) và bể xử lý 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 điều khiển tự động bằng bộ điều khiển PLC. Đặc biệt, hệ thống 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 13. Hệ thống XLNT tại chỗ BASTAFAT-F Hình 14. BASTAFAT-F cho Khu biệt thự
cao cấp, Trung tâm Hội nghị Quốc gia (Mỹ Đình, Hà Nội)
Hình 15. BASTAFAT-F cho Bến tàu đảo du lịch Cát Bà, Hải Phòng; Hình 16. BASTAFAT-F cho Khu nghỉ dưỡng sinh thái
(Đông Anh, Hà Nội)
Các mô hình XLNT phân tán của nhóm nghiên cứu DESA đã khẳng định những ưu điểm và được người sử dụng chấp nhận. Các mô hình đã được đưa vào Hướng dẫn kỹ thuật của Bộ Xây dựng, Bộ Y tế. Thuật ngữ “BASTAF’’ trở thành thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực cấp thoát nước ở Việt Nam và quốc tế. Công nghệ BASTAF được giới thiệu trên các phương tiện thông tin đại chúng, các tạp chí chuyên ngành, được công bố và đánh giá cao tại nhiều hội nghị trong nước và quốc tế. Các giải pháp XLNT phân tán của 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 (tháng 4/2006) và 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 (trong khuôn khổ Đề án Phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam giai đoạn 2012 - 2015).
QLNT phân tán mở ra những cơ hội mới và sự linh hoạt trong lựa chọn công nghệ, 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 yêu cầu kỹ thuật, lần đầu tiên được nghiên cứu chế tạo tại Việt Nam, với giá thành rẻ hơn so với giá các sản phẩm nhập ngoại có tính năng tương đương.
Sản phẩm của Dự án “Sản xuất thử nghiệm thiết bị XLNT tại chỗ hợp khối theo kiểu môđun, tiêu thụ ít năng lượng, phù hợp với điều kiện Việt Nam’’ góp phần thúc đẩy nghiên cứu, triển khai, cung cấp cho thị trường các giải pháp XLNT phân tán phù hợp, đáp ứng nhu cầu của thị trường XLNT ngày càng tăng ở Việt Nam, đồng thời thúc đẩy các ngành công nghiệp phụ trợ phát triển.
Để có thể triển khai hiệu quả các giải pháp XLNT, cần có sự nỗ lực, vai trò của các bên, đặc biệt là các Bộ, ngành liên quan, các nhà khoa học, doanh nghiệp. Đồng thời, các cơ chế chính sách phù hợp, khả năng tiếp cận công nghệ, tài chính, sự kết nối giữa nhà khoa học, doanh nghiệp (bên cung) và thị trường (bên cầu) là rất cần thiết.
PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, Phó Viện trưởng
Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, Đại học Xây dựng Hà Nội
Nguồn: Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề kiểm soát ô nhiễm nước
tại Việt Nam - cơ hội và thách thức
