12/06/2020
Trong những năm qua, hậu quả của quá trình phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) nhanh tại các tỉnh, thành phố (TP) trên lưu vực sông (LVS), đặc biệt là LVS Nhuệ - Đáy dẫn đến chất lượng môi trường nước tại LVS bị suy thoái ở nhiều nơi, tập trung ở những đoạn sông chảy qua khu vực đô thị, khu công nghiệp (KCN), làng nghề, ảnh hưởng đến cuộc sống và sức khỏe của nhân dân trên LVS.
Có nhiều nguyên nhân để lý giải cho việc chất lượng môi trường của LVS Nhuệ - Đáy chưa được cải thiện như hệ thống quản lý vẫn còn bất cập, đầu tư cho công tác BVMT chưa đạt yêu cầu; hệ thống hạ tầng cũ; các cơ sản sản xuất, kinh doanh, dịch vụ chưa đầu tư đúng mức cho công tác BVMT. Các loại hình công nghiệp trên LVS Nhuệ - Đáy khá đa dạng về trình độ công nghệ sản xuất, việc lựa chọn công nghệ và kỹ thuật phù hợp để xử lý môi trường nói chung và xử lý nước thải (XLNT) nói riêng chưa đạt hiệu quả.
Nhà máy XLNT Yên Sở (Hoàng Mai, Hà Nội)
Thách thức môi trường tại LVS Nhuệ - Đáy
LVS Nhuệ - Đáy nằm ở hữu ngạn sông Hồng với tổng diện tích là 7.388 km2 (riêng LVS Đáy là 6.965 km2), bao gồm các tỉnh, TP: Hà Nam (5/5 huyện và 1 TP. Phủ Lý), Nam Định (9/9 huyện và 1 TP. Nam Định), Ninh Bình (6/6 huyện, 1 thị xã Tam Điệp, TP. Ninh Bình) và một phần của thủ đô Hà Nội (11/12 quận, 13/17 huyện và 1/1 thị xã Sơn Tây (trừ các huyện Mê Linh, Sóc Sơn, Đông Anh, Gia Lâm và quận Long Biên), cùng 5 huyện của tỉnh Hòa Bình (gồm: Kỳ Sơn, Lương Sơn, Kim Bôi, Yên Thủy và Lạc Thủy). Trong khi hầu hết các khu công nghiệp (KCN) đều có hệ thống XLNT tập trung thì chỉ có khoảng 30% cụm công nghiệp (CCN) đã và đang xây dựng trạm XLNT tập trung, ngoại trừ TP. Hà Nội (trên 60% CCN); nước thải làng nghề không được thu gom và xử lý. Nguồn gây ô nhiễm môi trường (ÔNMT) lớn nhất là nước thải sinh hoạt (NTSH), chiếm tỷ lệ 50 - 60% tổng lượng nước thải vào LVS, phần lớn không được thu gom, xử lý mà thải trực tiếp vào LVS. Ước tính, tổng lượng NTSH trên toàn lưu vực khoảng 610.000 m3/ngày, đêm.
Ngoài ra, nước thải do phát triển sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, làng nghề và nước thải y tế cũng là nguyên nhân gây ÔNMT nước LVS… Kết quả quan trắc cho thấy, tại khu vực đầu nguồn sông Nhuệ, nước sông còn tương đối tốt, nhưng khi hợp lưu với sông Tô Lịch (nguồn tiếp nhận nước thải chính của các quận nội thành của Hà Nội), nước sông Nhuệ bị ô nhiễm nghiêm trọng, đây chính là nguyên nhân gây ô nhiễm cục bộ LVS Nhuệ - Đáy, nguồn cấp nước sinh hoạt, sản xuất cho TP. Phủ Lý (Hà Nam) và một số địa phương phía hạ nguồn. Chất lượng nước của nhiều đoạn thuộc LVS Nhuệ - Đáy đã bị ô nhiễm tới mức báo động, đặc biệt vào mùa khô, giá trị các thông số BOD5, COD, Coliform… tại các điểm quan trắc đều vượt QCVN 08:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt) nhiều lần. Tại các đoạn sông chảy qua đô thị, khu vực có các hoạt động sản xuất, môi trường nước sông bị ô nhiễm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và vi sinh. Sông Đáy có chất lượng nước tốt hơn sông Nhuệ và có xu hướng tăng dần theo dòng chảy từ Hà Nội đến Ninh Bình, một số điểm trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, nước có thể sử dụng cho sinh hoạt, nhưng cần có biện pháp xử lý phù hợp. Đối với các sông nội thành Hà Nộ, do tiếp nhận lượng lớn NTSH đô thị và nước thải của các cơ sở sản xuất, làng nghề nội đô nên chất lượng nước ở mức thấp, ô nhiễm nặng.
Có thể nói, song song với công tác quản lý môi trường, việc XLNT trên LVS Nhuệ - Đáy đang đối mặt với nhiều thách thức. Nhu cầu tìm kiếm những công nghệ XLNT phù hợp trên LVS Nhuệ - Đáy ngày càng trở nên cấp thiết hơn. Nếu không, tương lai không xa, nguồn nước của các cong sông này không thể sử dụng được cho sản xuất và sinh hoạt.
Một số công nghệ XLNT hiện nay trên LVS Nhuệ Đáy
Công nghiệp hóa chất
Công nghiệp hóa chất (CNHC) là một trong những loại hình quan trọng và chiếm ưu thế trên LVS Nhuệ Đáy, bao gồm: sản xuất hóa chất vô cơ cơ bản, hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất tiêu dùng, phân bón, nguyên liệu hóa chất... LVS Nhuệ - Đáy có khoảng 52 cơ sở hoạt động trong lĩnh vực CNHC (gồm cả sản xuất phân bón), tuy nhiên, chỉ có 7 cơ sở đã có hệ thống XLNT. Tổng lưu lượng thải của các cơ sở này khá lớn, khoảng 20.227 m3/ngày (lượng BOD xấp xỉ 102.560,38 kg/ngày, COD khoảng 255.952,25 kg/ngày và lượng chất rắn lơ lửng là 198.471,17 kg/ngày).
Hiện nay, hầu hết công nghệ sinh học được áp dụng để XLNT cho ngành CNHC trên LVS Nhuệ - Đáy. Theo đó, nước thải từ các nhà máy sẽ chảy theo các đường dẫn riêng ra cống thải chung của hệ thống XLNT. Nước thải được tách bỏ các loại rác thô bởi song chắn rác trước khi qua bể điều hòa. Sau chu trình xử lý, nước thải được bơm từ bề điều hòa sang bể sinh học hiếu khí Aroten. Trong bể sinh học hiếu khí, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học, tại đây xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp ôxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học chứa nhiều vi khuẩn. Vì vậy, trước khi xả ra môi trường, nước thải được đưa đến bể khử trùng và thêm vào một lượng hóa chất natri hypochlorite (NaOCl) để tiêu hủy vi khuẩn trong dòng nước ra. Nước thải sau khi khử trùng, đạt tiêu chuẩn.
Công nghiệp cơ khí, luyện kim
Tại LVS Nhuệ - Đáy, các nhà máy sản xuất thép, sản phẩm cơ khí, gia công cơ khí tập trung chủ yếu ở TP. Hà Nội và các vùng lân cận. Hiện nay, phần lớn thép và sản phẩm từ thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang - đúc liên tục. Các đơn vị mạ điện, hoặc sơn thường có quy mô nhỏ và nằm rải rác trong các ngành kim loại, sản xuất, sửa chữa phương tiện giao thông vận tải, chế tạo máy móc và thiết bị.
Hiện trên LVS Nhuệ - Đáy có 196 cơ sở cơ khí, luyện kim, tuy nhiên, không có cơ sở nào có hệ thống XLNT. Tổng lưu lượng thải của các cơ sở khoảng 2.053 m3/ngày, tổng lượng BOD thải ra là 306 kg/ngày, COD là 798,1 kg/ngày và chất rắn lơ lửng là 2.077,7 kg/ngày. Kết quả khảo sát tại một số nhà máy cơ khí, gia công tôn mạ kẽm và tôn mạ màu trên LVS Nhuệ - Đáy cho thấy, nồng độ chất độc có hàm lượng ion kim loại nặng như crôm, niken, đồng... cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép; một số cơ sở mạ điện tuy có hệ thống XLNT, nhưng chưa chú trọng đến các thông số công nghệ của quá trình xử lý để điều chỉnh cho phù hợp khi đặc tính của nước thải thay đổi.
Công nghệ hóa lý kết hợp sinh học là phương pháp tối ưu nhất được lựa chọn để XLNT cho ngành công nghiệp cơ khí, luyện kim trên LVS Nhuệ - Đáy. Theo đó, nước thải sản xuất sẽ theo các hố thu dẫn đến bể điều hòa. Tại đây, nước sẽ được lưu lại trong một khoảng thời gian để điều hòa nồng độ và lưu lượng nước thải, sau đó được bơm qua bình tạo áp để cho không khí vào trong nước thải dưới áp suất cao khi đưa không khí và nước thải vào bể tuyển nổi. Sau khi qua bể tuyển nổi, nước thải được bơm vào bể sinh học hiếu khí Aroten. Các vi khuẩn hiếu khí sẽ sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải để tổng hợp tế bào mới, nên hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải sẽ giảm. Nước thải được dẫn qua bể lắng thứ cấp để loại bỏ các bông bùn, xác vi sinh vật được hình thành trong quá trình sinh học. Nước thải chảy qua bể khử trùng trước khi thải ra môi trường; phần bùn dư từ bể lắng được thu gom vào bể chứa bùn, một phần sẽ tuần hoàn tại bể Aeroten, phần bùn dư còn lại được đem đi phơi và xử lý thành phân vi sinh, hoặc chôn lấp.
Chế biến nông sản, thực phẩm
Đây là loại hình công nghiệp lớn, đa dạng với nhiều ngành hàng, trong đó chủ yếu là chế biến, sản xuất tinh bột sắn và đồ uống, bia rượu.
Đối với ngành chế biến tinh bột sắn: Lượng nước thải ra môi trường thường chiếm 80 - 90% nước sử dụng. Nước thải từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng như pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ cao, thể hiện qua chất rắn lơ lửng (SS), nhu cầu ôxy sinh học (BOD), nhu cầu ôxy hóa học (COD), các chất dinh dưỡng chứa N, P, K, độ màu... với nồng độ cao, vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn môi trường. Nước thải của các nhà máy sản xuất tinh bột sắn quy mô lớn thường có BOD từ 6.200 - 23.000 mg/l. Đặc trưng chất lượng nước thải trong công nghiệp chế biến tinh bột sắn là: Hàm lượng các chất ô nhiếm hữu cơ cao (COD, BOD, SS) và không có hóa chất độc hại trong nước thải.
Phần lớn các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở LVS Nhuệ - Đáy có hệ thống XLNT sử dụng công nghệ xử lý sinh học tự nhiên theo kiểu lên men yếm khí hở, tiếp nhận công nghệ của Thái Lan, với chi phí đầu tư và vận hành thấp, phù hợp với các khu vực có diện tích rộng. Hầu hết các hệ thống XLNT theo công nghệ này đều hoạt động kém hiệu quả.
Đối với ngành sản xuất đồ uống, rượu bia: Hiện có tất cả 99 cơ sở, nhưng chỉ 42 cơ sở là có hệ thống XLNT. Do có tính đặc thù, nên lưu lượng thải của các cơ sở này khá cao 140.972,6 m3/ngày; lượng BOD phát sinh là 14.682,74 kg/ngày, COD là 27.453,76 kg/ngày.
Phương pháp được áp dụng để XLNT từ ngành công nghiệp sản xuất đồ uống, rượu bia chính là phương pháp xử lý bằng sinh học, dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát triển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối chúng được tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình ôxy hóa sinh hóa.
Ngành chăn nuôi được phân bố ở hầu hết các tỉnh, TP trên LVS Nhuệ - Đáy. Hoạt động này đòi hỏi nhu cầu sử dụng nước tương đối lớn, đồng thời, thải ra lượng nước thải giàu chất hữu cơ gây ÔNMT. Theo thống kê sơ bộ thì có hàng nghìn cơ sơ chăn nuôi trên 5 tỉnh, TP, tương ứng sẽ có khoảng 500 cơ sở xả thải vào LVS Nhuệ - Đáy. Tuy nhiên, hiện nay, mới có khoảng 70% hộ chăn nuôi có chuồng trại, tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh chỉ chiếm 10%; hộ có công trình khí sinh học (hầm biogas) đạt 8,7%; khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải vật nuôi; tỷ lệ hộ có cam kết BVMT chiếm 0,6%. Về phía các trang trại chăn nuôi tập trung, mặc dù, phần lớn đã có hệ thống xử lý chất thải, nhưng hiệu quả xử lý chưa triệt để, số trang trại chăn nuôi có hệ thống xử lý chất thải bằng biogas khoảng 67%; số trang trại có đánh giá tác động môi trường xấp xỉ 14%; 37,2% hộ chăn nuôi thâm canh và 36,2% chăn nuôi thời vụ không có biện pháp xử lý chất thải. Tình trạng trên đã gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, nước, không khí ở nông thôn.
Hàm lượng nước thải do loại hình công nghiệp chăn nuôi thải trực tiếp ra môi trường khá lớn. Các chỉ tiêu TSS, COD, BOD5 rất lớn, giá trị COD dao động từ 2.000 - 5.000 mg/l. Nước thải từ các lò mổ chứa lượng lớn các thành phần hữu cơ và Nitơ, cũng như phần còn lại của các chất tẩy rửa. Nồng độ cao các chất gây ô nhiễm trong nước thải có nguồn gốc từ công đoạn làm lòng và xử lý chất thải máu, trong máu chứa nhiều chất hữu cơ, có hàm lượng Nitơ rất cao. Ước tính thể tích nước thải 3 - 8 m3/tấn thịt gia súc giết mổ, tải lượng BOD5 khoảng 10 - 20kg/tấn thịt gia súc giết mổ (tương ứng 2.000 mg/l), tổng lượng Nitơ từ 100 - 200mg/l, tổng lượng phốtpho: 10 - 20mg/l, chất rắn lơ lửng: 100 -500mg/l, chất béo: 50 - 150mg/l, độ pH là 6,5 - 10.
Công nghệ XLNT được áp dụng đối với ngành chăn nuôi là công nghệ sinh học kị khí (UASB). Nước thải giết mổ gia súc chảy qua song chắn rác (SCR) và lưới chắn rác (LCR), loại bỏ thịt thừa, mỡ, các tạp chất có kích thước thô và mịn. Nước thải từ bể tiếp nhận được bơm lên bể lắng cát để loại bỏ cặn và cát có trong nước thải. Sau đó, nước thải tiếp tục được đưa qua bể điều hòa, sau đó đưa sang bể lắng I để ổn định trước khi xử lý sinh học, có tác dụng điều hòa và ổn định pH trước khi vào bể lọc sinh học kị khí UASB. Nước thải tiếp tục được dẫn vào bể UASB nhằm phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản hơn và chuyển hóa chúng thành CH4, CO2, H2S… Sau đó, nước thải được đưa sang xử lý tại bể lọc sinh học hiếu khí và tiếp tục chảy qua bể khử trùng.
Thống kê cho thấy, các vấn đề ÔNMT thường nghiêm trọng đối với các cơ sở giết mổ, chăn nuôi quy mô vừa và nhỏ. Tại các cơ sở này, việc áp dụng xử lý ô nhiễm chưa được chú trọng, công nghệ XLNT chưa được áp dụng một cách phù hợp, dẫn đến ÔNMT cục bộ. Nhiều cơ sở nhỏ lẻ như vậy gây ra ÔNMT chung trên toàn bộ lưu vực.
Đổi mới công nghệ XLNT trên LVS Nhuệ - Đáy
Câu hỏi đặt ra đối với các nhà quản lý và chính quyền địa phương trên LVS Nhuệ - Đáy là tình trạng ô nhiễm sẽ ra sao nếu tiếp tục áp dụng các công nghệ XLNT như hiện tại? Thực tế, sau nhiều năm áp dụng các biện pháp quản lý và chế tài xử phạt, chất lượng nước thải LVS vẫn không được cải thiện, thậm chí ngày càng gia tăng các chất ô nhiễm. Vì vậy, để khắc phục triệt để tình trạng ô nhiễm nước thải trên LVS Nhuệ - Đáy, nhu cầu đặt ra là phải xử lý tận gốc, cốt lõi của vấn đề, đó là cải tiến, đổi mới công nghệ XLNT phù hợp trước khi thải vào LVS.
XLNT, đặc biệt là nước thải sản xuất luôn là nhiệm vụ phức tạp và tốn kém. Để giải quyết vấn đề này, cần có phương pháp tiếp cận phù hợp. Trên cơ sở kết quả điều tra, mặt bằng công nghệ, cũng như khả năng đảm bảo tài chính, có thể lựa chọn giải pháp xử lý và cấp độ xử lý thích hợp.
Việc lựa chọn giải pháp xử lý, tùy thuộc vào loại hình nước thải, người ta sẽ dựa trên các tiêu chí sau để đánh giá công nghệ phù hợp: Hiệu suất xử lý, tính thân thiện với môi trường, thời gian xử lý, tiêu chí tác động xã hội, tiêu chí thương mại hóa và khả năng áp dụng ở Việt Nam. Theo đó, một trong những tiêu chí quan trọng khi đánh giá hiệu suất xử lý của các giải pháp công nghệ là giải pháp đó có xử lý được triệt để đối tượng gây ô nhiễm, đáp ứng yêu cầu về nồng độ ngưỡng quy định (cả đầu vào và đầu ra), tuổi thọ của công nghệ như thế nào? Tiêu chí thứ hai là tính thân thiện với môi trường của nó, tức là giải pháp có gây ô nhiễm thứ cấp không? Mức độ rủi ro của nó đến môi trường, biến đổi khí hậu, sức khỏe cộng đồng như thế nào? Khả năng tái chế, tái sử dụng ra sao?...; Tiêu chí thứ ba là thời gian xử lý, đây được coi là một trong những tiêu chí quan trọng quyết định đánh giá loại hình công nghệ xử lý đó như thế nào, XLNT từ cơ sở sản xuất trong bao lâu để đạt được kết quả tối ưu? Tiêu chí thứ tư là tiêu chí tác động xã hội, tức là sẽ giúp hoạch định đường lối, chính sách, chủ trương, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội… khi lựa chọn loại hình công nghệ này. Tiêu chí thương mại hóa của công nghệ cũng rất quan trọng, tức là chi phí xử lý nhiều, hay ít so với các phương pháp khác; một tiêu chí nữa là khả năng áp dụng, tức là công nghệ có thể áp dụng cho nhiều đối tượng, phù hợp với các địa phương, vùng miền và vận hành sử dụng đơn giản, tính ổn định cao. Cùng với các tiêu chí trên có thể còn nhiều tiêu chí khác nữa phù hợp đối với từng đối tượng cụ thể.
Như vậy, để lựa chọn công nghệ nào phù hợp trong XLNT, góp phần cải thiện chất lượng nước trên LVS Nhuệ - Đáy vẫn đang là bài toán nan giải cho các nhà quản lý và chính quyền địa phương.
ThS. Nguyễn Thị Lan Hương1, Nguyễn Minh Phương2, Nguyễn Thị Minh Thư3
1Vụ Thẩm định đánh giá tác động môi trường
2Cục BVMT miền Bắc
3Cục BVMT miền Nam
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trờng số 5/2020)
