Giới thiệu dự án

Khu công nghiệp (KCN) Đồ Sơn (Hải Phòng) là một trong những trung tâm sản xuất công nghiệp tập trung quy mô lớn tại Vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, được thành lập theo Quyết định số 1935/GP của Bộ Kế hoạch và Đầu tư. Dự án sở hữu quy mô 150 ha (Khu A: 50 ha, Khu B: 100 ha), đạt tỷ lệ lấp đầy trên 95% với hơn 40 doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI) và trong nước (DDI) từ Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, tạo việc làm cho hơn 7.000 lao động. Tuy nhiên, theo các thống kê ngành công nghiệp, tốc độ gia tăng sản xuất công nghiệp tại Hải Phòng (đạt 10% - 19,04% giai đoạn 2020-2022) đặt ra áp lực sinh thái nghiêm trọng lên hệ thống tiếp nhận hạ lưu sông Đa Độ.

                    HỆ THỐNG PHÂN VÙNG VÀ KẾT NỐI KCN ĐỒ SƠN
  +-------------------------------------------------------------------------+
  |                          Khu công nghiệp Đồ Sơn                         |
  |  +---------------------------+           +---------------------------+  |
  |  |     Khu A (Tây ĐT353)     |           |     Khu B (Đông ĐT353)    |  |
  |  |          50 ha            | <=======> |          100 ha           |  |
  |  | (Nhà xưởng, Cơ khí, v.v.) |  Đường 353| (Trạm XLNT 1.200 m3/ngày) |  |
  |  +---------------------------+           +---------------------------+  |
  +-------------------------------------------------------------------------+
                                      |
                     [Hệ thống cống hộp 1,75m x 2m x 635m]
                                      v
     [Kênh 600] =======> [Kênh Cống Than] =======> [Sông Họng / Hệ thống Đa Độ]

Vấn đề thực tiễn và bài toán kỹ thuật

KCN Đồ Sơn nằm tại vùng nhạy cảm sinh thái cao (giáp ranh giữa khu dân cư phường Ngọc Xuyên - Tân Thành, khu nuôi trồng thủy hải sản và vành đai du lịch Đồ Sơn). Tính chất hoạt động đa ngành (cơ khí chế tạo, đúc kim loại, sản xuất giày da, bao bì nhựa PP, dệt may, chế biến thực phẩm, nến thơm) dẫn đến các điểm nghẽn môi trường phức tạp:

  • Nước thải phát sinh mang tính chất hỗn hợp: nồng độ chất hữu cơ cao ($BOD_5$, $COD$), chất rắn lơ lửng ($TSS$), kim loại nặng ($Cr^{6+}$, $Ni$, $Pb$), dầu mỡ khoáng và hàm lượng hợp chất Nitơ ($NH_4^+$, $TN$) vượt ngưỡng tiếp nhận thô nhiều lần.
  • Nguy cơ ô nhiễm không khí và tiếng ồn từ 09 nguồn phát thải điểm lớn (lò hơi đốt than đá, mùn cưa/gỗ biomass, dầu DO/FO từ 0,5 - 5,0 tấn hơi/h).
  • Chất thải rắn thông thường (~5.120 kg/năm) và chất thải nguy hại (CTNH) biến động mạnh (đạt đỉnh 118.650 kg bùn thải và hóa chất năm 2019) đòi hỏi quy trình phân định, lưu giữ và chuyển giao xử lý nghiêm ngặt theo Luật Bảo vệ môi trường.

Mục tiêu dự án

  1. Khảo sát và đánh giá toàn diện tải lượng ô nhiễm: Định lượng chính xác dòng thải và phát thải qua 3 hợp phần (nước thải, khí thải - tiếng ồn, CTR/CTNH) giai đoạn 2020-2022.
  2. Thẩm định hiệu suất Trạm xử lý nước thải (XLNT) tập trung công suất $1.200\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$: Đánh giá khả năng xử lý của dây chuyền hóa lý kết hợp sinh học hiếu khí Aerotank cải tiến.
  3. Mô hình hóa kiểm soát chất lượng nguồn nước tiếp nhận: Giám sát tác động của dòng thải sau xử lý đối với kênh 600, kênh Cống Than và trục sông Họng thuộc hệ thống thủy lợi Đa Độ.
  4. Xây dựng giải pháp tích hợp: Tối ưu hóa công nghệ tiền xử lý tại chỗ, bổ sung kiến trúc giám sát quan trắc online và kế hoạch ứng phó sự cố hóa chất, cháy nổ, ngập úng.

Phương pháp tiếp cận và kết quả kỳ vọng

  • Dự án áp dụng phương pháp tiếp cận điều tra thực địa, quan trắc phân tích phòng thí nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025, đối sánh quy chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trường ($QCVN\text{ 40:2011/BTNMT}$, $QCVN\text{ 05:2013/BTNMT}$, $QCVN\text{ 26:2010/BTNMT}$, $QCVN\text{ 08-MT:2015/BTNMT}$) và phân tích cân bằng vật chất/dòng thải.
  • Kết quả kỳ vọng: 100% dòng thải đầu ra của trạm XLNT tập trung đạt Cột A ($K_q=0,9$; $K_f=1,1$), nồng độ $COD \le 74,25\text{ mg/L}$, $BOD_5 \le 29,7\text{ mg/L}$, $TSS \le 49,5\text{ mg/L}$, $NH_4^+ \le 4,95\text{ mg/L}$, không khí xung quanh duy trì trong giới hạn cho phép, tỷ lệ tái chế - phân loại CTR công nghiệp đạt trên 85%.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí phân tích Giải pháp xử lý phi tập trung (Từng nhà máy tự xả) Hệ thống tập trung truyền thống (Chỉ xử lý sinh học) Giải pháp Hóa lý + Sinh học Aerotank tích hợp (KCN Đồ Sơn)
Hiệu suất khử kim loại nặng & TSS Thấp, không đồng đều giữa các nhà máy ($< 60%$) Trung bình ($50% - 65%$), dễ làm chết men vi sinh Rất cao ($> 92%$), nhờ keo tụ PAC + kết bông Polyme
Khả năng chịu tải sốc nồng độ (Organic Shock Load) Kém, phụ thuộc thiết bị đơn lẻ Kém, vi sinh dễ bị ức chế bởi độc chất xi mạ/keo nhựa Rất tốt nhờ bể điều hòa sục khí cưỡng bức + giá thể tổ ong
Chi phí vận hành & bảo trì ($OPEX$) Rất cao tính trên toàn KCN, khó kiểm soát Trung bình, nhưng chi phí khắc phục sự cố vi sinh lớn Tối ưu nhờ tập trung hóa hóa chất và bùn tuần hoàn
Tuân thủ pháp lý ($QCVN$) Rủi ro pháp lý cao, giám sát phân tán Thường xuyên vượt ngưỡng Coliform, $NH_4^+$ và $TN$ Đạt $100%$ QCVN 40:2011/BTNMT Cột A với hệ số $K_q=0,9; K_f=1,1$

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW):

  • Must have: Tách riêng mạng lưới thoát nước mưa và thu gom nước thải; tiền xử lý bậc 1 tại nguồn đạt tiêu chuẩn KCN Đồ Sơn (tương đương TCVN 5945:1995 Cột C); Trạm XLNT $1.200\text{ m}^3/\text{ngày}$ vận hành tự động; lưu giữ CTNH đạt chuẩn Thông tư 02/2022/TT-BTNMT.
  • Should have: Lắp đặt giá thể vi sinh cố định dạng tổ ong trong bể Aerotank; trạm quan trắc online tích hợp SCADA truyền dữ liệu thời gian thực về Sở TN&MT Hải Phòng.
  • Could have: Tái sử dụng nước sau hồ sinh học để tưới cây, rửa đường nội bộ; cảm biến đo độ đục quang học và kiểm soát châm hóa chất theo thuật toán PID.
  • Won't have: Xả thải trực tiếp không qua đo lưu lượng; phối trộn nước mưa với nước thải công nghiệp.
                    MA TRẬN DÒNG NƯỚC THẢI TẠI NGUỒN (TIỀN XỬ LÝ)
  [Doanh nghiệp Cơ khí / Mạ]    ---> Bể tách dầu/mỡ + Keo tụ ion Fe/Cr --->\
  [Doanh nghiệp Dệt may / Da]   ---> Bể tuyển nổi DAF + Lọc cặn xơ       ---> [Đấu nối D300-D400]
  [Nhà ăn ca / Sinh hoạt]       ---> Bể tự hoại 3 ngăn + Bể tách mỡ       --->/        |
                                                                                       v
                                                                        [Trạm XLNT tập trung 1200 m3/ng]

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Kiến trúc dây chuyền công nghệ xử lý nước thải KCN Đồ Sơn được cấu tạo thành 4 phân hệ chính:

  1. Phân hệ Cơ học - Hóa lý bậc 1: Song chắn rác thô/tinh $\to$ Hố ga thu gom tập trung $\to$ Bể điều hòa sục khí đáy $\to$ Bể trung hòa pH tự động $\to$ Bể phản ứng keo tụ (bổ sung $PAC$) $\to$ Bể kết bông (bổ sung $Polyelectrolyte$ Anion/Cation) $\to$ Bể lắng sơ cấp hình phễu thu bùn.
  2. Phân hệ Xử lý Sinh học hiếu khí bậc 2: Cụm 5 ngăn bể Aerotank kết hợp hệ thống phân phối khí bọt mịn dạng đĩa EPDM và giá thể dính bám tổ ong PVC/PP $\to$ Quá trình bùn than hoạt tính lơ lửng phân hủy cacbon và nitrat hóa $\to$ Bể lắng thứ cấp (bùn hoạt tính lắng trọng lực, tuần hoàn $30% - 70%$ về đầu bể Aerotank).
  3. Phân hệ Tinh lọc & Khử trùng bậc 3: Bể lọc áp lực ngược (vật liệu lọc đa tầng: sỏi đỡ, cát thạch anh, than hoạt tính khử màu/mùi) $\to$ Bể khử trùng tiếp xúc (châm dung dịch $NaOCl$ nồng độ $10%$) $\to$ Hồ sinh học cảnh quan (chiều sâu 3,5m, trang bị bơm sục khí cưỡng bức tăng chỉ số Oxy hòa tan $DO$).
  4. Phân hệ Xử lý Bùn cặn: Bể nén bùn sục khí nén phân tán $\to$ Bơm định lượng Polyme $\to$ Máy ép bùn băng tải tự động (Belt Press) $\to$ Bùn bánh đóng bao lưu kho CTNH $\to$ Hóa rắn/thiêu đốt theo quy định.

Phương pháp nghiên cứu và quản lý môi trường

  • Quy chuẩn và cơ sở dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng - thủy văn từ sông Văn Úc, sông Đa Độ; phân tích chuỗi số liệu quan trắc môi trường 12 quý liên tiếp (từ Quý 1/2020 đến Quý 4/2022).
  • Khung thời gian đánh giá và kế hoạch kiểm chuẩn chất lượng (QA/QC):
    • Quan trắc chất lượng không khí: 04 vị trí định vị tọa độ vệ tinh GPS ($K_1$ Đông, $K_2$ Tây, $K_3$ Nam, $K_4$ Bắc), tần suất 2 lần/năm (tháng 6 và tháng 12).
    • Quan trắc nước thải đầu ra: Điểm xả cuối sau trạm XLNT ($X: 2295097$), tần suất định kỳ 3 tháng/lần (4 quý/năm).
    • Quan trắc nước mặt nguồn tiếp nhận: 02 vị trí tại kênh 600 ($X: 2294680; Y: 604933$) và kênh Cống Than ($X: 2293537; Y: 605109$), tần suất 6 tháng/lần.

Implementation và kết quả

Quy trình công nghệ và xử lý môi trường tại nguồn

Trong toàn KCN, quy trình kỹ thuật kiểm soát phát thải được đồng bộ hóa từ cấp doanh nghiệp cơ sở đến cấp hạ tầng khu công nghiệp:

  • Xử lý khí thải công nghiệp: 100% doanh nghiệp có phát sinh khói thải từ lò hơi đốt nhiên liệu rắn/lỏng (gồm 9 đơn vị: Công ty CP VLXD Jinka, Công ty TNHH Ngành gỗ Fuming, Cheng-V1, Cheng-V2, Chung Yang Food, New World, Huge Gain, HongYuan, Aurora Art) lắp đặt đồng bộ hệ thống cyclon lắng ly tâm khô tách bụi tro thô, tiếp nối bằng tháp hấp thụ rửa bụi ướt bằng dung dịch nước vôi $Ca(OH)_2$ để triệt tiêu tro bụi bay và trung hòa khí axit ($SO_2$, $NO_x$), trước khi thải qua ống khói cao trên 15m.
                  SƠ ĐỒ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ HƠI DOANH NGHIỆP
  Khí thải lò hơi ---> [Xyclon tách bụi ly tâm] ---> [Tháp rửa ướt / Nước vôi Ca(OH)2] ---> [Ống khói h > 15m]
                             |                                    |
                             v                                    v
                       Tro bụi khô                         Bể lắng tro xỉ
  • Quản lý CTR & CTNH: Đơn vị phát thải phân định mã loại chất thải theo quy chế danh mục mã CTNH (Thông tư 02/2022/TT-BTNMT). Bùn thải sau ép từ trạm xử lý (mã 12 06 06) được chứa trong bao Jumbo chuyên dụng đặt trên sàn bê tông chống thấm có gờ thu hồi dung dịch rỉ rác.

Dữ liệu thực nghiệm và đánh giá chất lượng môi trường

1. Dữ liệu chất lượng nước thải trước và sau trạm XLNT tập trung

  ĐẶC TRƯNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO VS ĐẦU RA KCN ĐỒ SƠN (ĐỐI SÁNH QCVN 40:2011/BTNMT CỘT A)
  140 +--+-------------------------------------------------------------------+
      |   *                                                                  |  * Nước thải đầu vào (Q4/2022)
  120 +--*-------*-----------------------------------------------------------+  # Nước thải đầu ra trung bình
      |  |       |                                                           |  - Giới hạn QCVN 40 Cột A
  100 +--+-------+-----------------------------------------------------------+
      |  |   *   |                                                           |
   80 +--+---+---+-------*---------------------------------------------------+
      |  |   |   |       |                                                   |
   60 +--+---+---+-------+---------------------------------------------------+
      |  |   |   |       |   --- (QCVN COD 74.25)                            |
   40 +--+---+---+---+---+---------------------------------------------------+
      |  |   |   |   |   |   --- (QCVN TSS 49.5)     --- (QCVN BOD5 29.7)    |
   20 +--#---#---#---+---+---------------------------------------------------+
      |              #   #                           --- (QCVN NH4+ 4.95)    |
    0 +--+---+---+---+---+---------------------------------------------------+
        COD BOD5 TSS  TN NH4+
Thông số ô nhiễm Đơn vị Nước thải đầu vào (Quý 4/2022) Nước thải sau xử lý (Trung bình 2020-2022) Giới hạn Cột A QCVN 40:2011 ($K_q=0,9; K_f=1,1$) Hiệu suất loại bỏ tổng thể ($%$)
pH - 7,01 6,83 – 7,61 6,0 – 9,0 Ổn định
$BOD_5$ (20°C) mg/L 82,0 12,4 – 27,0 $\le 29,7$ 72,5% – 84,8%
$COD$ mg/L 130,0 30,0 – 56,0 $\le 74,25$ 67,2% – 76,9%
$TSS$ mg/L 108,0 16,0 – 45,0 $\le 49,5$ 75,0% – 85,2%
Amoni ($NH_4^+-N$) mg/L 72,3 0,35 – 4,92 $\le 4,95$ 93,2% – 99,5%
Tổng Nitơ ($TN$) mg/L 114,8 0,65 – 19,6 $\le 19,8$ 82,9% – 99,4%
Tổng Phốt pho ($TP$) mg/L 6,85 0,028 – 3,78 $\le 3,96$ 44,8% – 99,5%
Chì ($Pb$) mg/L 0,0071 $<0,0002 - 0,0039$ $\le 0,099$ $> 50%$
Crom VI ($Cr^{6+}$) mg/L 0,023 KPH – 0,019 $\le 0,0495$ $> 50%$
Dầu mỡ khoáng mg/L 0,90 $< 0,3 - 1,1$ $\le 4,95$ Đạt chuẩn
Coliform MPN/100mL 213.200 1.700 – 2.700 $\le 3.000$ 98,7% – 99,2%

2. Dữ liệu chất lượng không khí và tiếng ồn xung quanh KCN (Giai đoạn 2020-2022)

Thông số quan trắc Đơn vị Giá trị thực nghiệm 4 trạm ($K_1 - K_4$) Giới hạn cho phép ($QCVN\text{ 05:2013} & \text{26:2010}$) Đánh giá
Tiếng ồn dBA 57,3 – 67,2 $\le 70,0$ (QCVN 26:2010/BTNMT) Đạt ngưỡng an toàn
Bụi lơ lửng ($TSP$) $\mu\text{g/m}^3$ 108,0 – 128,0 $\le 300,0$ (QCVN 05:2013/BTNMT) Thấp hơn ngưỡng 2,3 - 2,7 lần
Lưu huỳnh đioxit ($SO_2$) $\mu\text{g/m}^3$ 32,0 – 47,0 $\le 350,0$ (QCVN 05:2013/BTNMT) Thấp hơn ngưỡng 7,4 - 10,9 lần
Cacbon monoxit ($CO$) $\mu\text{g/m}^3$ 3.000 – 4.900 $\le 30.000$ (QCVN 05:2013/BTNMT) Thấp hơn ngưỡng 6,1 - 10 lần
Nitơ đioxit ($NO_2$) $\mu\text{g/m}^3$ 13,0 – 28,0 $\le 200,0$ (QCVN 05:2013/BTNMT) Thấp hơn ngưỡng 7,1 - 15,3 lần

3. Tải lượng chất thải rắn và chất thải nguy hại qua các năm

  • Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt: Năm 2020 đạt $4.980\text{ kg}$; Năm 2021 đạt $5.050\text{ kg}$; Năm 2022 đạt $5.120\text{ kg}$. Toàn bộ được thu gom định kỳ 2 lần/tuần và vận chuyển xử lý tại bãi rác Đình Vũ bởi Công ty CP Công trình công cộng & Dịch vụ du lịch Hải Phòng.
  • Chất thải nguy hại từ trạm XLNT: Năm 2019 chuyển giao tổng cộng $118.650\text{ kg}$ (gồm $57.650\text{ kg}$ bùn thải dạng rắn và $61.310\text{ kg}$ bùn thải dạng lỏng) cho đơn vị có chức năng (Công ty TNHH TM DV Toàn Thắng) đem đi thiêu đốt và hóa rắn tiêu chuẩn.

Kết quả đạt được

  • Hiệu quả xử lý vượt cam kết: Hệ thống xử lý triệt để $100%$ lượng nước thải công nghiệp phát sinh hàng ngày (~$700 - 950\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$), kiểm soát hoàn toàn các thông số độc tính cao.
  • Bảo tồn hệ sinh thái hạ lưu: Nước mặt tại Kênh 600 và Kênh Cống Than duy trì các chỉ tiêu $BOD_5$ ($10 - 14\text{ mg/L}$), $COD$ ($21 - 26\text{ mg/L}$), $DO$ ($5,18 - 5,91\text{ mg/L}$), đạt tiêu chuẩn Cột B1 theo $QCVN\text{ 08-MT:2015/BTNMT}$, phục vụ an toàn cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp của hệ thống thủy nông Đa Độ.

Đổi mới và đóng góp

  1. Ứng dụng công nghệ giá thể tổ ong dính bám trong bể Aerotank: Tăng mật độ vi sinh vật ($MLSS$) lên tới $4.500 - 6.000\text{ mg/L}$ mà không làm tăng thể tích công trình, cải thiện tốc độ khử Nitrat hóa ($Nitrification$) và khử $BOD_5$ thêm $18,5%$ so với bể bùn hoạt tính lơ lửng truyền thống.
  2. Hệ thống mương hở kết hợp cống hộp thu gom nước mưa kép: Thiết kế đường thoát nước mặt đa tầng khẩu độ lớn ($1,75\text{m} \times 2,0\text{m} \times 635\text{m}$) kết nối giữa Khu A và Khu B, giải quyết triệt để tình trạng ngập úng cục bộ dọc tuyến Đường 353 khi xảy ra triều cường kết hợp bão lớn ven biển.
  3. Mô hình kiểm soát 2 cấp (Tiền xử lý phi tập trung + Xử lý tập trung): Thiết lập bộ tiêu chuẩn kỹ thuật tiếp nhận nội bộ (Table 11 của KCN) ràng buộc trách nhiệm pháp lý của 100% doanh nghiệp thứ cấp, giảm thiểu tải lượng sốc hóa chất vô cơ đi vào trạm xử lý sinh học.
  4. Hệ thống hồ sinh học hoàn thiện oxy hóa tự nhiên: Tận dụng hồ đệm sâu 3,5m có trang bị bơm sục khí cưỡng bức dạng tia, hỗ trợ quá trình quang hợp của tảo và ổn định sinh thái trước khi xả ra mương thủy lợi, giảm hàm lượng Coliform từ mức vượt hàng chục lần xuống dưới $2.700\text{ MPN/100mL}$.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản triển khai và ứng dụng thực tế

Hệ thống quản lý môi trường tại KCN Đồ Sơn là mô hình kiểu mẫu cho các khu - cụm công nghiệp ven biển tại Đồng bằng sông Hồng với tính chất địa hình trũng thấp và nhạy cảm thủy văn:

  • Tích hợp cảm biến SCADA và quan trắc tự động: Lắp đặt hệ thống sensor đo online các thông số pH, COD, TSS, lưu lượng xả thải tức thời gắn với bộ truyền dữ liệu Datalogger kết nối qua giao thức 4G/VPN trực tiếp về Sở Tài nguyên và Môi trường TP. Hải Phòng.
                  KIẾN TRÚC MẠNG GIÁM SÁT ONLINE SCADA & IOT
  [Sensor Đo Online: pH, COD, TSS, Lưu lượng] 
                         | (RS485 / Modbus RTU)
                         v
                [Trạm Datalogger PLC] 
                         | (4G VPN / Internet)
                         +-----------------------------------+
                         |                                   |
                         v                                   v
             [Trung tâm điều hành KCN]           [Sở TN&MT TP. Hải Phòng]
  • Quy trình ứng phó sự cố rò rỉ hóa chất và nước thải: Bố trí hồ sự cố dung tích đệm đảm bảo lưu giữ tối thiểu 48 giờ công suất trạm ($2.400\text{ m}^3$) để cô lập dòng thải không đạt chuẩn khi xảy ra hiện tượng chết men vi sinh hoặc hư hỏng thiết bị châm clo.

Phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật ($ROI$)

  • Chi phí đầu tư ($CAPEX$): Chi phí nâng cấp bể lọc ngược đa tầng và hệ thống phân phối khí mịn năm 2021 giúp giảm tiêu hao điện năng máy thổi khí $14,2%$.
  • Chi phí vận hành ($OPEX$): Tối ưu hóa lượng hóa chất keo tụ $PAC$ (duy trì liều lượng $30 - 50\text{ mg/L}$) và $Polymer$ ($1 - 3\text{ mg/L}$), tiết kiệm khoảng 280 triệu VNĐ/năm chi phí mua nguyên liệu hóa chất so với phương pháp định lượng thủ công.
  • Giá trị kinh tế môi trường: Tránh được các mức phạt vi phạm hành chính về môi trường theo Nghị định 45/2022/NĐ-CP (lên tới hàng tỷ đồng đối với hành vi xả thải vượt chuẩn Cột A), đồng thời gia tăng sức hút đầu tư FDI cho KCN.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Nước thải đầu vào có nồng độ Amoni ($NH_4^+$) đôi lúc tăng đột biến (đạt $72,3\text{ mg/L}$ vào Quý 4/2022) gây áp lực lớn cho chu trình oxy hóa sinh hóa tại bể Aerotank.
  • Hệ thống xử lý mùi hôi tại trạm ép bùn và cụm bể lắng sơ cấp chủ yếu dựa vào cây xanh cách ly, chưa trang bị tháp hấp thụ mùi bằng than hoạt tính cục bộ.
  • Khối lượng bùn thải phát sinh còn lớn ($> 110\text{ tấn/năm}$ thời kỳ cao điểm), chi phí thuê đơn vị thiêu đốt và hóa rắn CTNH chiếm tỷ trọng lớn trong chi phí xử lý.

Định hướng nghiên cứu và nâng cấp công nghệ

  • Bổ sung công đoạn thiếu khí (Anoxic): Nâng cấp dây chuyền xử lý sinh học thành quy trình liên hợp $A/O$ hoặc $A2/O$ ($Anaerobic - Anoxic - Oxic$) chuyên biệt nhằm triệt để phân giải Nitơ tổng thông qua chu trình khử Nitrat hóa ($Denitrification$).
  • Ứng dụng màng vi lọc MBR ($Membrane Bioreactor$): Thay thế cụm lắng thứ cấp và lọc cát bằng module màng sợi rỗng MBR để nâng cao chất lượng nước sau xử lý, tiến tới mục tiêu tái tuần hoàn $40% - 50%$ nước thải phục vụ sản xuất.
  • Nghiên cứu tận dụng bùn thải sinh học: Khảo sát công nghệ đồng xử lý hoặc phối trộn tro bay sản xuất gạch không nung từ bùn thải công nghiệp đã được giải độc.

Đối tượng hưởng lợi

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            CÁC NHÓM ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                           |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| [Sinh viên / Học viên]  : Tài liệu thực chứng về vận hành trạm XLNT 1.200 m3/ngày |
| [Kỹ sư Môi trường]      : Thiết kế bể Aerotank giá thể tổ ong & giải thuật PID   |
| [Chủ đầu tư KCN]        : Mô hình kiểm soát rủi ro pháp lý & bảo tồn chi phí OPEX |
| [Cộng đồng Dân cư]      : Bảo vệ nguồn nước mặt nông nghiệp Đa Độ và không khí    |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên & Nghiên cứu sinh: Tiếp cận tập số liệu quan trắc thực địa đa môi trường (nước thải, nước mặt, khí thải, CTR, CTNH) liên tục trong 3 năm tại một khu công nghiệp thực tế; hiểu rõ cách đối sánh chuỗi quy chuẩn $QCVN$.
  • Kỹ sư vận hành & Doanh nghiệp xử lý chất thải: Nắm bắt chi tiết thông số công nghệ (tỷ lệ pha hóa chất, quy trình ép bùn, chu trình rửa lọc bể áp lực ngược) và sơ đồ đấu nối hạ tầng mạng lưới D300-D400.
  • Ban quản lý KCN và Cơ quan quản lý nhà nước: Mô hình tham chiếu tin cậy để thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), cấp giấy phép môi trường và thanh tra định kỳ các KCN đa ngành ven biển.
  • Cộng đồng địa phương và Ngành nông nghiệp: Đảm bảo an toàn nguồn nước phục vụ hơn $16.180\text{ ha}$ đất canh tác nông nghiệp thuộc lưu vực sông Đa Độ và giữ vững cảnh quan du lịch Đồ Sơn.

Câu hỏi thường gặp

1. Điều kiện kỹ thuật tối thiểu để doanh nghiệp thứ cấp đấu nối vào hệ thống XLNT KCN Đồ Sơn là gì?

Doanh nghiệp phải tiến hành tiền xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đấu nối nội bộ KCN (theo Bảng 11 của Đề án BVMT, tương đương TCVN 5945:1995 Cột C). Cụ thể: $pH$ từ $5 - 9$, $BOD_5 \le 100\text{ mg/L}$, $COD \le 400\text{ mg/L}$, $TSS \le 200\text{ mg/L}$, Tổng kim loại nặng không vượt quá giới hạn Cột C và phải đi qua hố ga có lưới chắn rác kích thước mắt lưới $< 10\text{ mm}$ trước khi tự chảy vào tuyến thu gom D300/D400.

2. Trạm xử lý nước thải giải quyết bài toán biến động lưu lượng giữa mùa mưa và mùa khô như thế nào?

Trạm xử lý sử dụng hệ thống tách riêng biệt 100% giữa nước mưa tràn bề mặt và nước thải sản xuất. Bể điều hòa thể tích lớn trang bị hệ thống sục khí phân tán liên tục giúp duy trì thời gian lưu nước ($HRT$) từ $6 - 8\text{ giờ}$, điều hòa ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ trước khi bơm chuyển tiếp sang các cụm bể phản ứng hóa lý.

3. Dữ liệu quan trắc tự động liên tục được tích hợp và truyền tải như thế nào?

Tại máng quan trắc đo lưu lượng sau hồ sinh học, thiết bị đo sensor quang học và bơm lấy mẫu tự động được kết nối với bộ vi điều khiển Datalogger. Dữ liệu đo đạc (Lưu lượng, pH, TSS, COD, Nhiệt độ) được mã hóa theo định dạng chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường và truyền dữ liệu liên tục 24/7 qua đường truyền Internet/VPN về Trung tâm điều hành của Sở TN&MT Hải Phòng.

4. Quy trình bảo trì và tái sinh vật liệu lọc tại bể lọc đa tầng diễn ra thế nào?

Bể lọc ngược đa tầng (đá, cát, than hoạt tính) được vận hành rửa lọc định kỳ với chu kỳ $1 - 2\text{ ngày/lần}$. Quá trình rửa ngược sử dụng bơm ly tâm áp lực cao kết hợp sục khí nén nhằm đánh tơi lớp cặn lắng bám trên bề mặt vật liệu lọc. Toàn bộ nước thải phát sinh trong quá trình súc rửa lọc được dẫn quay trở lại bể điều hòa để tái xử lý, không xả thẳng ra môi trường.

5. Chi phí đầu tư và thời gian hoàn vốn ($ROI$) của các giải pháp nâng cấp môi trường được ước tính ra sao?

Dự án nâng cấp hệ thống sục khí vi sinh và tự động hóa trạm XLNT có tổng mức đầu tư khoảng $3,5\text{ tỷ VNĐ}$. Nhờ tối ưu hóa $14,2%$ lượng điện năng tiêu thụ, giảm $18%$ lượng hóa chất tiêu hao và loại trừ $100%$ nguy cơ bị xử phạt hành chính về vi phạm môi trường, thời gian hoàn vốn đầu tư kỹ thuật ước tính đạt từ 3,5 đến 4,2 năm.

Kết luận

Đồ án khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Xuân Việt Tuấn đã giải quyết trọn vẹn bài toán đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp kỹ thuật bảo vệ môi trường tại KCN Đồ Sơn. Nghiên cứu cung cấp bức tranh dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác, chứng minh hệ thống xử lý nước thải công suất $1.200\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ hoạt động ổn định và hiệu quả, đưa 100% các thông số ô nhiễm phức tạp ($BOD_5$, $COD$, $TSS$, $NH_4^+$, kim loại nặng, Coliform) về đạt tiêu chuẩn Cột A của $QCVN\text{ 40:2011/BTNMT}$. Đồng thời, hiện trạng chất lượng không khí, tiếng ồn và chất thải rắn đều nằm trong ngưỡng kiểm soát nghiêm ngặt theo các quy định hiện hành.

Những đóng góp kỹ thuật trong việc tối ưu hóa bể sinh học hiếu khí Aerotank kết hợp giá thể tổ ong, phân tách mạng lưới thoát nước mưa - nước thải độc lập và thiết lập trạm quan trắc tự động online không chỉ bảo vệ nguồn nước tiếp nhận sông Họng - sông Đa Độ mà còn tạo nền tảng vững chắc cho mô hình phát triển khu công nghiệp sinh thái bền vững tại TP. Hải Phòng trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đến năm 2030, tầm nhìn 2045.