Tổng quan nghiên cứu

Nguồn nước là tài nguyên quý giá, đóng vai trò thiết yếu trong sự sống và phát triển của con người. Tuy nhiên, hiện nay nguồn nước đang đối mặt với nguy cơ suy kiệt và ô nhiễm nghiêm trọng do sự gia tăng dân số, phát triển công nghiệp và đô thị hóa. Tại tỉnh Thái Bình, đặc biệt là huyện Đông Hưng, sự phát triển nhanh chóng của các cụm công nghiệp đã tạo ra áp lực lớn lên môi trường nước, gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Theo ước tính, tổng lưu lượng nước thải của cụm công nghiệp Đô Lương có thể lên đến 850,06 m³/ngày đêm, trong khi công suất trạm xử lý nước thải được thiết kế là 1000 m³/ngày đêm nhằm đáp ứng nhu cầu xử lý.

Luận văn tập trung đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tại trạm xử lý nước thải cụm công nghiệp Đô Lương, đồng thời khảo sát tác động của nước thải sau xử lý đến chất lượng môi trường nước mặt xung quanh. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8/2021 đến tháng 8/2022, tại khu vực xã Đô Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình. Mục tiêu chính là đánh giá hiệu quả xử lý nước thải, xác định mức độ ảnh hưởng của nước thải đến môi trường và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý, góp phần bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp số liệu làm cơ sở cho các cơ quan quản lý nhà nước trong công tác giám sát và quản lý nước thải công nghiệp, đồng thời nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường tại địa phương. Qua đó, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế bền vững gắn liền với bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về ô nhiễm môi trường nước và xử lý nước thải công nghiệp. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết về ô nhiễm môi trường nước: Định nghĩa ô nhiễm môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2020 là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật, gây ảnh hưởng xấu đến sinh vật và con người. Nước thải công nghiệp chứa các chất hữu cơ, kim loại nặng, vi khuẩn và các hợp chất độc hại, làm giảm oxy hòa tan, gây phú dưỡng và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước.

  2. Mô hình xử lý nước thải công nghiệp: Bao gồm các phương pháp xử lý lý học (song chắn rác, lắng cát, bể lắng, tuyển nổi), xử lý hóa học (trung hòa, keo tụ tạo bông) và xử lý sinh học (kỵ khí, hiếu khí). Công nghệ xử lý nước thải cụm công nghiệp Đô Lương áp dụng kết hợp các phương pháp này nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa), COD (nhu cầu oxy hóa học), TSS (chất rắn lơ lửng), các kim loại nặng (As, Cd, Pb, Hg, Fe), coliform, và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia như QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp và QCVN 08:2015/BTNMT về chất lượng nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra kết hợp thu thập số liệu sơ cấp và thứ cấp.

  • Nguồn dữ liệu thứ cấp: Thu thập thông tin về tổ chức hoạt động, quy mô, công nghệ xử lý nước thải của cụm công nghiệp từ các văn bản, báo cáo của Trung tâm Quan trắc Môi trường và phòng Tài nguyên Môi trường huyện Đông Hưng.

  • Nguồn dữ liệu sơ cấp: Lấy mẫu nước thải và nước mặt tại 4 vị trí gồm: nước thải đầu vào bể thu gom, nước thải sau xử lý, nước mặt trước và sau điểm tiếp nhận nước thải. Tổng cộng 16 mẫu được lấy trong 4 đợt từ tháng 10/2021 đến 2022. Các chỉ tiêu phân tích gồm pH, BOD5, COD, TSS, As, Cd, Pb, Hg, Fe, NH4+, dầu mỡ, coliform. Mẫu được bảo quản và phân tích theo tiêu chuẩn TCVN và phương pháp SMEWW.

  • Phương pháp khảo sát, phỏng vấn: Thu thập ý kiến của 20 cán bộ quản lý môi trường và 60 hộ dân sống quanh cụm công nghiệp về tác động của nước thải đến môi trường và sức khỏe.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tổng hợp, so sánh và đối chiếu kết quả với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nhằm đánh giá hiệu quả xử lý và mức độ ảnh hưởng của nước thải.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước thải trước xử lý vượt giới hạn nghiêm trọng: Các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS, As, Cd, Pb, Hg, Fe, NH4+, dầu mỡ và coliform đều vượt mức cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT mức A, với BOD5 vượt từ 8,8 đến 10,86 lần, COD vượt 4,32 đến 4,89 lần, As vượt đến 588 lần, Cd vượt đến 169,2 lần, Hg vượt đến 286 lần, coliform vượt đến 240 lần. Điều này cho thấy nước thải đầu vào chứa hàm lượng ô nhiễm rất cao, gây nguy cơ lớn cho môi trường nếu không được xử lý hiệu quả.

  2. Hiệu quả xử lý nước thải đạt yêu cầu quy chuẩn: Sau xử lý, tất cả các chỉ tiêu trên đều giảm mạnh và đạt mức giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT mức A, ví dụ BOD5 giảm xuống còn 25,4 - 28,4 mg/l, COD còn 39 - 42,9 mg/l, As giảm xuống dưới 0,006 mg/l, Cd dưới 0,0091 mg/l, Hg dưới 0,005 mg/l, coliform còn 1500 - 2800 MPN/100ml. Kết quả này chứng minh trạm xử lý nước thải cụm công nghiệp Đô Lương vận hành hiệu quả, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

  3. Chất lượng nước mặt trước điểm tiếp nhận nước thải tương đối tốt: Các chỉ tiêu pH, TSS, As, Cd, Pb, Hg, Fe, NH4+, dầu mỡ và coliform đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT mức B1 (dùng cho tưới tiêu, thủy lợi). Tuy nhiên, BOD5 và COD vượt nhẹ từ 1,09 đến 1,48 lần, nguyên nhân do nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng từ hoạt động chăn nuôi, trồng trọt và nước mưa chảy tràn.

  4. Ý kiến người dân và cán bộ quản lý phản ánh tác động môi trường được kiểm soát: Phần lớn người dân và cán bộ đánh giá môi trường nước mặt trong khu vực tiếp nhận nước thải đã được cải thiện so với trước đây, nhờ vào hoạt động xử lý nước thải và các biện pháp quản lý môi trường.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy trạm xử lý nước thải cụm công nghiệp Đô Lương đã phát huy hiệu quả trong việc giảm tải các chất ô nhiễm nguy hiểm trước khi thải ra môi trường, đảm bảo tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Việc áp dụng công nghệ xử lý kết hợp các bước tiền xử lý, hóa lý và sinh học, đặc biệt là công nghệ xử lý sinh học hiếu khí và thiếu khí với giá thể vi sinh MBC, đã giúp loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh vật gây hại.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, hiệu quả xử lý của cụm công nghiệp Đô Lương tương đối cao, phù hợp với các tiêu chuẩn của Liên minh châu Âu và Mỹ về xử lý nước thải công nghiệp. Tuy nhiên, việc nước mặt trước điểm tiếp nhận vẫn có chỉ tiêu BOD5 và COD vượt nhẹ cho thấy cần tiếp tục giám sát và quản lý các nguồn gây ô nhiễm khác trong khu vực như hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ biến động chỉ tiêu BOD5, COD, TSS, NH4+, coliform trước và sau xử lý, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả xử lý và tác động môi trường. Bảng so sánh kết quả phân tích nước thải trước và sau xử lý cũng là công cụ hữu ích để đánh giá hiệu quả vận hành trạm xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước thải: Đảm bảo trạm xử lý hoạt động liên tục, ổn định với công suất phù hợp, nhằm duy trì hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý cụm công nghiệp, thời gian: ngay lập tức và liên tục.

  2. Nâng cấp công nghệ xử lý sinh học: Áp dụng các công nghệ xử lý tiên tiến hơn như MBBR kết hợp màng lọc sinh học để tăng khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy, giảm thiểu phát thải kim loại nặng. Chủ thể thực hiện: Nhà đầu tư, chính quyền địa phương, thời gian: 1-2 năm.

  3. Tăng cường giám sát và kiểm tra chất lượng nước thải và nước mặt: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động, định kỳ lấy mẫu phân tích để phát hiện sớm các sự cố và điều chỉnh kịp thời. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, thời gian: liên tục.

  4. Nâng cao nhận thức và trách nhiệm của doanh nghiệp và người dân: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về bảo vệ môi trường, quản lý nước thải, khuyến khích áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương, các tổ chức xã hội, thời gian: 6-12 tháng.

  5. Xây dựng chính sách hỗ trợ và khuyến khích đầu tư xử lý nước thải: Áp dụng các công cụ kinh tế như thu phí nước thải, ưu đãi đầu tư công nghệ xanh để thúc đẩy doanh nghiệp nâng cấp hệ thống xử lý. Chủ thể thực hiện: cơ quan quản lý nhà nước, thời gian: 1-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý môi trường và tài nguyên nước: Sử dụng số liệu và phân tích để xây dựng chính sách, quy hoạch quản lý nước thải công nghiệp, giám sát và xử lý vi phạm.

  2. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong các cụm công nghiệp: Áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, nâng cao trách nhiệm bảo vệ môi trường, giảm thiểu rủi ro pháp lý.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý nước thải công nghiệp trong điều kiện thực tế tại Việt Nam.

  4. Cộng đồng dân cư sống quanh các khu công nghiệp: Nâng cao nhận thức về tác động của nước thải công nghiệp đến sức khỏe và môi trường, tham gia giám sát và phản ánh các vấn đề môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hiệu quả xử lý nước thải của cụm công nghiệp Đô Lương đạt mức nào?
    Kết quả phân tích cho thấy sau xử lý, các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD5, COD, kim loại nặng và coliform đều giảm mạnh và đạt quy chuẩn quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT mức A, đảm bảo an toàn khi xả ra môi trường.

  2. Nước thải trước xử lý có những chất ô nhiễm nào vượt mức nghiêm trọng?
    Nước thải đầu vào chứa hàm lượng BOD5 vượt 8,8-10,86 lần, COD vượt 4,32-4,89 lần, As vượt đến 588 lần, Cd vượt đến 169,2 lần, Hg vượt đến 286 lần, coliform vượt đến 240 lần so với giới hạn cho phép.

  3. Nước mặt xung quanh cụm công nghiệp có bị ảnh hưởng không?
    Chất lượng nước mặt trước điểm tiếp nhận nước thải tương đối tốt, các chỉ tiêu chủ yếu nằm trong giới hạn cho phép, chỉ có BOD5 và COD vượt nhẹ (khoảng 1,1-1,5 lần) do ảnh hưởng từ các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt.

  4. Phương pháp xử lý nước thải được áp dụng tại trạm là gì?
    Trạm sử dụng công nghệ kết hợp tiền xử lý (song chắn rác, lắng cát), xử lý hóa lý (keo tụ, tạo bông, tuyển nổi) và xử lý sinh học (bể Anoxic, Oxic với giá thể vi sinh MBC), cùng khử trùng và xử lý bùn.

  5. Các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải là gì?
    Bao gồm tăng cường vận hành, nâng cấp công nghệ xử lý sinh học, giám sát chất lượng nước, nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng chính sách hỗ trợ đầu tư công nghệ xanh.

Kết luận

  • Nước thải đầu vào cụm công nghiệp Đô Lương chứa hàm lượng ô nhiễm vượt mức nghiêm trọng, đặc biệt là các chỉ tiêu BOD5, COD, kim loại nặng và vi khuẩn coliform.
  • Trạm xử lý nước thải vận hành hiệu quả, giảm đáng kể các chỉ tiêu ô nhiễm, đạt quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp.
  • Chất lượng nước mặt xung quanh cụm công nghiệp tương đối ổn định, chỉ có một số chỉ tiêu hữu cơ vượt nhẹ do các nguồn gây ô nhiễm khác.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý, giám sát và nâng cao hiệu quả xử lý nước thải công nghiệp tại địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý và chính sách nhằm bảo vệ môi trường nước, hướng tới phát triển bền vững.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp đề xuất, tăng cường giám sát và mở rộng nghiên cứu đánh giá tác động lâu dài của nước thải công nghiệp đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ nguồn nước.