Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may giữ vai trò nòng cốt trong cơ cấu kinh tế quốc dân, đóng góp kim ngạch xuất khẩu vượt mốc 20 tỷ USD và giải quyết việc làm cho hơn 10,3% tổng lực lượng lao động công nghiệp tại Việt Nam. Trên phạm vi toàn cầu, quy mô thị trường dệt may đạt giá trị trên 400 tỷ USD và duy trì mức tăng trưởng bình quân khoảng 28% qua các giai đoạn phát triển. Mặc dù mang lại giá trị gia tăng lớn, hoạt động dệt may – đặc biệt là công đoạn dệt nhuộm và hoàn tất – tiêu tốn lượng nước sạch khổng lồ dao động từ 16 đến 900 mét khối trên một tấn sản phẩm, đồng thời phát sinh lượng lớn dòng thải chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, kim loại nặng và hóa chất trợ màu độc hại.

Tổng công ty Cổ phần Dệt may Nam Định là doanh nghiệp có bề dày lịch sử hình thành từ năm 1889, sở hữu quy mô sản xuất lớn với 3.646 cán bộ công nhân viên và tổng diện tích mặt bằng 35 hecta. Thực hiện chủ trương di dời các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng theo Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, tháng 6 năm 2015, Tổng công ty đã hoàn tất việc chuyển giao Nhà máy Nhuộm và Nhà máy Động lực ra Khu công nghiệp Hòa Xá (diện tích 24 hecta), trong khi khối Nhà máy Sợi, Công ty Cổ phần May 5 và cơ quan điều hành tiếp tục hoạt động tại số 43 Tô Hiệu (diện tích 11 hecta).

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm đặt ra là việc chuyển dịch mặt bằng và tái cấu trúc sản xuất đã làm thay đổi căn bản tính chất, phân bố và tải lượng các nguồn phát thải. Luận văn hướng đến mục tiêu đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh chất thải tại cả hai cơ sở, thẩm định hiệu quả vận hành của hệ thống xử lý nước thải công suất thiết kế 2.000 mét khối/ngày đêm tại Khu công nghiệp Hòa Xá và trạm xử lý nước thải sinh hoạt 100 mét khối/ngày đêm tại cơ sở cũ. Thông qua việc đối chiếu với hệ thống quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và tiêu chuẩn an toàn lao động, đề tài cung cấp luận cứ khoa học để hoàn thiện mô hình quản lý môi trường doanh nghiệp theo hướng kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa lý thuyết Quản lý môi trường doanh nghiệp theo tiêu chuẩn ISO 14001 và nguyên lý Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp dệt nhuộm. Hoạt động dệt may khép kín trải qua chuỗi công đoạn liên hoàn: Kéo sợi – Dệt vải – Xử lý sơ bộ (giũ hồ, nấu, kiềm bóng, tẩy trắng) – Nhuộm, in hoa – Hoàn tất và May mặc xuất khẩu.

Khung phân tích tập trung vào các khái niệm môi trường then chốt: Nhu cầu oxy hóa học (COD), Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Độ màu (Pt-Co), Độ kiềm hóa và hàm lượng kim loại nặng tích tụ như Crom hóa trị sáu. Quá trình giũ hồ xả thải khoảng 90% lượng tinh bột và chất hồ tổng hợp vào dòng nước, tạo ra tải lượng ô nhiễm hữu cơ với COD có thể lên tới 600.000 ppm. Các công đoạn sử dụng xút (NaOH), chất tẩy trắng hypochlorite và thuốc nhuộm chứa clo hữu cơ làm gia tăng độ kiềm, nồng độ photpho và phát sinh các hợp chất độc hại khó phân hủy sinh học.

Hệ thống pháp lý nền tảng được áp dụng bao gồm Luật Bảo vệ Môi trường 2014, Nghị định số 38/2015/NĐ-CP về quản lý chất thải và phế liệu, Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải, Thông tư số 35/2015/TT-BTNMT về bảo vệ môi trường khu công nghiệp, Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT về quản lý chất thải nguy hại và Quyết định số 12/2017/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh Nam Định về trách nhiệm bảo vệ môi trường trên địa bàn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa tầng kết hợp số liệu sơ cấp và thứ cấp trong giai đoạn 2016 - 2017. Dữ liệu thứ cấp được kế thừa từ Báo cáo Đánh giá tác động môi trường năm 2016, Báo cáo xử lý ô nhiễm triệt để năm 2015 và các bộ số liệu quan trắc định kỳ của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Tài nguyên Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nam Định thực hiện vào tháng 12/2016, tháng 3/2017 và tháng 7/2017.

Phương pháp điều tra thực địa và thu thập dữ liệu sơ cấp được triển khai thông qua việc quan trắc, lấy mẫu tại hiện trường kết hợp phỏng vấn sâu cán bộ phụ trách môi trường, quản trị thiết bị và an toàn lao động. Về khảo sát sức khỏe nghề nghiệp, nghiên cứu thực hiện điều tra bằng phiếu câu hỏi nhanh trên cỡ mẫu gồm 75 công nhân. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng đồng đều tại 3 đơn vị sản xuất trực tiếp (25 công nhân tại Nhà máy Sợi, 25 công nhân tại Nhà máy Nhuộm và 25 công nhân tại Công ty Cổ phần May 5), phân nhóm theo các mức thâm niên nghề nghiệp: từ 1 đến dưới 3 năm, từ 3 đến dưới 5 năm và trên 5 năm.

Lý do lựa chọn phương pháp chọn mẫu phân tầng và phân tích đối chuẩn kỹ thuật là nhằm nắm bắt chính xác mức độ ảnh hưởng của các yếu tố vi khí hậu, bụi bông và hóa chất đặc thù trong từng công đoạn sản xuất đến sức khỏe người lao động. Dữ liệu quan trắc phân tích trong phòng thí nghiệm được so sánh định lượng trực tiếp với các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tương ứng: QCVN 14:2008/BTNMT (nước thải sinh hoạt), QCVN 13-MT:2015/BTNMT (nước thải dệt nhuộm), QCVN 05:2013/BTNMT (chất lượng không khí xung quanh), QCVN 19:2009/BTNMT (khí thải công nghiệp đối với bụi và chất vô cơ), QCVN 26:2010/BTNMT (tiếng ồn) và Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT của Bộ Y tế về vệ sinh an toàn lao động.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tại Cơ sở 1 (số 43 Tô Hiệu), tổng lượng nước cấp sử dụng là 569,2 mét khối/ngày, trong đó nước dùng cho hệ thống điều không và vệ sinh sân đường chiếm 83,9% (478 mét khối/ngày), lượng nước phát sinh thành nước thải sinh hoạt là 91,2 mét khối/ngày (chiếm 16% tổng lượng nước cấp). Nước thải sau khi qua trạm xử lý sinh hoạt công suất 100 mét khối/ngày đêm tại Công ty Cổ phần May 5 đạt 100% các chỉ tiêu theo QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B), cụ thể: pH đạt 7,05; hàm lượng TSS đạt 28 mg/l (chuẩn cho phép 100 mg/l); BOD5 đạt 30 mg/l (chuẩn 50 mg/l); amoni đạt 0,85 mg/l và tổng Coliform đạt 2.000 MPN/100ml (chuẩn 5.000 MPN/100ml).

Thứ hai, tại Cơ sở 2 (Khu công nghiệp Hòa Xá), toàn bộ 554,5 mét khối nước cấp/ngày sử dụng tại Nhà máy Nhuộm (538,5 mét khối/ngày) và Nhà máy Động lực (16 mét khối/ngày) đều chuyển hóa thành nước thải công nghiệp. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại hố ga cuối cùng sau hệ thống xử lý nước thải công suất 2.000 mét khối/ngày đêm cho thấy có 5 trên 8 thông số vượt ngưỡng quy định của QCVN 13-MT:2015/BTNMT (Cột B). Cụ thể: Crom hóa trị sáu đạt 0,25 mg/l (vượt 2,5 lần); BOD5 đạt 122 mg/l (vượt 2,44 lần so với mức chuẩn 50 mg/l); COD đạt 463 mg/l (vượt 2,31 lần so với mức chuẩn 200 mg/l); Độ màu đạt 395 Pt-Co (vượt 1,97 lần so với chuẩn 200 Pt-Co); và TSS đạt 145 mg/l (vượt 1,45 lần).

Thứ ba, về chất lượng môi trường không khí, khu vực xung quanh hai cơ sở đều nằm trong giới hạn an toàn theo QCVN 05:2013/BTNMT với nồng độ bụi lơ lửng dao động từ 147 đến 186 µg/m3 (chuẩn 300 µg/m3), SO2 từ 118 đến 138 µg/m3 (chuẩn 350 µg/m3). Khí thải phát sinh từ lò hơi công suất 6 tấn/giờ tiêu thụ khoảng 3.540 tấn than/năm với lưu lượng 1.374 mét khối/giờ tại Cơ sở 2 được xử lý đạt chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT (CO đạt 770,64 mg/Nm3 so với chuẩn 1.000 mg/Nm3; SO2 đạt 335,36 mg/Nm3 so với chuẩn 500 mg/Nm3). Tuy nhiên, tiếng ồn tại khu vực cửa ra vào xưởng xe sợi ghi nhận mức 69,7 dBA, tiệm cận ngưỡng giới hạn tối đa 70 dBA của QCVN 26:2010/BTNMT.

Thứ tư, kết quả điều tra dịch tễ học trên 75 công nhân cho thấy các bệnh về đường hô hấp (viêm mũi họng, viêm phế quản) chiếm tỷ lệ cao nhất tại xưởng Sợi và Nhuộm, với xu hướng tăng mạnh ở nhóm công nhân có thâm niên trên 5 năm tiếp xúc với bụi bông và hơi hóa chất.

Thảo luận kết quả

Diễn biến chất lượng nước thải tại Nhà máy Nhuộm phản ánh rõ nét những thách thức kỹ thuật trong giai đoạn đầu vận hành tại địa điểm mới. Nguyên nhân chính khiến 5 thông số ô nhiễm (đặc biệt là COD và BOD5) vượt chuẩn bắt nguồn từ sự cố hỏng cánh khuấy tại bể keo tụ hóa lý, khiến hóa chất không được hòa trộn đồng đều, làm giảm hiệu suất lắng cặn sơ cấp và gây quá tải nghiêm trọng cho cụm bể sinh học hiếu khí phía sau. Bên cạnh đó, việc chuyển đổi sang sử dụng dòng thuốc nhuộm hoạt tính mới trong khi đội ngũ công nhân mới tuyển dụng chưa nắm vững định mức pha chế và căn chỉnh màu sắc dẫn đến lượng hóa chất dư thừa xả vào hệ thống thoát nước tăng cao.

Để minh chứng cho xu hướng này, các bộ dữ liệu quan trắc định kỳ qua các đợt tháng 12/2016, tháng 3/2017 và tháng 7/2017 được mô hình hóa rõ ràng thông qua hệ thống biểu đồ thanh so sánh nồng độ ô nhiễm trước và sau xử lý, đặt cạnh đường ngưỡng giới hạn cho phép của QCVN 13-MT:2015. Bảng tổng hợp số liệu trực quan này giúp nhận diện rõ sự biến thiên đột biến của thông số COD từ mức xấp xỉ ngưỡng cho phép lên mức vượt 2,31 lần khi xảy ra sự cố cơ học.

So với các nghiên cứu tương tự trong ngành dệt may tại khu vực đồng bằng sông Hồng, việc di dời hai phân xưởng nhuộm và động lực ra Khu công nghiệp Hòa Xá đã loại bỏ được hơn 85% nguy cơ ô nhiễm không khí và chất thải nguy hại đối với khu dân cư nội thành Nam Định. Tuy nhiên, việc nước thải sau xử lý nội bộ chưa đạt chuẩn Cột B trước khi đấu nối vào trạm xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp đòi hỏi doanh nghiệp phải nhanh chóng can thiệp bằng các giải pháp kỹ thuật triệt để.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện công tác bảo vệ môi trường và đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

Thứ nhất, tối ưu hóa và khắc phục sự cố kỹ thuật tại Trạm xử lý nước thải Cơ sở 2. Ban Giám đốc và Phòng Kỹ thuật Đầu tư cần khẩn trương thay thế, nâng cấp cụm cánh khuấy tại bể phản ứng hóa lý trong vòng 30 ngày; đồng thời lắp đặt bổ sung hệ thống cảm biến đo pH và oxy hòa tan (DO) tự động nhằm kiểm soát quá trình cấp khí vi sinh. Mục tiêu kỹ thuật là giảm thiểu 100% các chỉ tiêu COD xuống dưới 200 mg/l, BOD5 dưới 50 mg/l và Crom(VI) dưới 0,1 mg/l, đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT (Cột B) trong quý 1 năm tiếp theo.

Thứ hai, triển khai chương trình Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production) trong dây chuyền công nghệ dệt nhuộm. Phòng Công nghệ chủ trì chuyển giao việc ứng dụng enzyme sinh học trong công đoạn giũ hồ thay thế phương pháp hóa chất truyền thống, giúp giảm từ 30% đến 40% tải lượng COD phát sinh ban đầu. Lắp đặt hệ thống thu hồi xút (NaOH) tại khâu kiềm bóng với tỷ lệ tái tuần hoàn đạt trên 75% lượng kiềm tiêu thụ, thực hiện trong lộ trình 6 đến 12 tháng.

Thứ ba, cải tạo môi trường lao động và giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn tại xưởng Sợi. Ban Quản lý Nhà máy Sợi tiến hành bọc vỏ cách âm cho cụm động cơ máy chải thô và máy se sợi, bảo dưỡng định kỳ hệ thống quạt hút bụi bông cyclone trung tâm, đảm bảo hạ mức ồn làm việc xuống dưới 65 dBA và kiểm soát nồng độ bụi hô hấp dưới ngưỡng quy định của Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT trong vòng 6 tháng.

Thứ tư, kiện toàn tổ chức bộ máy quản lý môi trường và nâng cao năng lực nhân sự. Tổng công ty cần thành lập Ban Môi trường độc lập trực thuộc Phó Tổng giám đốc Kỹ thuật; xây dựng quy chế vận hành chuẩn hóa cho 100% công nhân trạm xử lý nước thải và xưởng nhuộm. Phòng Tổ chức Lao động định kỳ tổ chức 4 khóa tập huấn mỗi năm về an toàn hóa chất và phân loại chất thải nguy hại theo Thông tư 36/2015/TT-BTNMT, kết hợp khám sức khỏe định kỳ chuyên sâu 2 lần/năm cho người lao động.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất, Ban lãnh đạo và đội ngũ kỹ sư môi trường tại các doanh nghiệp dệt may, dệt nhuộm. Nghiên cứu cung cấp tài liệu tham chiếu chi tiết về định mức cấp thoát nước, các điểm nghẽn kỹ thuật thường gặp khi vận hành hệ thống xử lý nước thải hóa lý kết hợp sinh học và quy trình kiểm soát phát thải của hệ thống lò hơi công nghiệp.

Thứ hai, các cơ quan quản lý nhà nước như Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nam Định và Ban Quản lý các Khu công nghiệp. Dữ liệu thực chứng từ luận văn là căn cứ hữu ích phục vụ công tác thanh tra, giám sát xả thải, đánh giá hiệu quả của chính sách di dời cơ sở ô nhiễm ra khỏi nội đô theo Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg.

Thứ ba, học viên cao học, sinh viên và các nhà nghiên cứu chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý Công nghiệp. Luận văn là một case-study thực tế hoàn chỉnh về phương pháp điều tra dòng thải, khảo sát sức khỏe nghề nghiệp phân tầng và quy trình đánh giá tác động môi trường trong ngành dệt may truyền thống.

Thứ tư, các chuyên gia tư vấn sản xuất sạch hơn, kiểm toán môi trường và các tổ chức đánh giá chứng chỉ bền vững (như Bluesign, ZDHC, ISO 14001). Tài liệu cung cấp số liệu phân tích định lượng về tiềm năng thu hồi hóa chất và các giải pháp tiết kiệm tài nguyên nước trong các công đoạn xử lý ướt.

Câu hỏi thường gặp

Công đoạn nào trong quy trình sản xuất dệt may phát sinh lượng nước thải và chất ô nhiễm hữu cơ lớn nhất?
Công đoạn xử lý sơ bộ (giũ hồ, nấu, kiềm bóng) và nhuộm in hoa phát sinh tải lượng ô nhiễm lớn nhất. Riêng khâu giũ hồ thải ra khoảng 90% lượng chất hồ vào nước với nồng độ COD có thể lên tới 600.000 ppm, trong khi công đoạn nhuộm tạo ra lượng nước thải lớn có độ màu lên tới 395 Pt-Co và chứa kim loại nặng.

Nguyên nhân cốt lõi khiến nước thải Nhà máy Nhuộm tại KCN Hòa Xá vượt chuẩn COD và BOD5 là gì?
Nguyên nhân trực tiếp do cánh khuấy tại bể hóa lý bị hỏng làm giảm hiệu quả keo tụ, kết hợp việc nhà máy đưa vào sử dụng loại thuốc nhuộm mới mà công nhân mới tuyển dụng chưa thuần thục kỹ thuật pha chế, dẫn đến lượng chất hữu cơ dư thừa đổ về trạm xử lý làm quá tải hệ vi sinh hiếu khí.

Chất lượng khí thải từ hệ thống lò hơi tại đơn vị có đáp ứng quy chuẩn môi trường hiện hành không?
Hệ thống lò hơi đốt than tiêu thụ 3.540 tấn than/năm tại Nhà máy Động lực và Nhuộm phát sinh lưu lượng khí 1.374 mét khối/giờ được xử lý đạt chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT (Cột B), với nồng độ CO đạt 770,64 mg/Nm3 (dưới mức 1.000 mg/Nm3) và SO2 đạt 335,36 mg/Nm3 (dưới mức 500 mg/Nm3).

Việc di dời Nhà máy Nhuộm và Động lực ra KCN Hòa Xá mang lại bước chuyển biến môi trường ra sao?
Việc di chuyển đã giải quyết triệt để vấn đề xả nước thải nhuộm chứa hóa chất và khí thải lò hơi vào khu dân cư nội thành tại số 43 Tô Hiệu, giúp chuyển đổi cơ sở 1 thành khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt đạt chuẩn QCVN 14:2008 và tập trung xử lý ô nhiễm công nghiệp tại hạ tầng đồng bộ của khu công nghiệp.

Giải pháp kỹ thuật ưu tiên hàng đầu để đưa nước thải dệt nhuộm về ngưỡng an toàn là gì?
Giải pháp cấp bách là thay thế cụm cánh khuấy bể phản ứng hóa lý, kiểm soát nồng độ hóa chất keo tụ PAC/Polymer và bổ sung dinh dưỡng tái thiết lập quần thể vi sinh cho bể hiếu khí, kết hợp thu hồi kiềm bóng để giảm tải lượng COD ban đầu từ 30% đến 40%.

Kết luận

  • Luận văn đã đánh giá toàn diện bức tranh hiện trạng môi trường tại hai cơ sở của Tổng công ty Cổ phần Dệt may Nam Định với tổng lượng nước thải phát sinh khoảng 645,7 mét khối/ngày và khí thải lò hơi 1.374 mét khối/giờ.
  • Khẳng định Cơ sở 1 (số 43 Tô Hiệu) đã kiểm soát tốt môi trường nước thải sinh hoạt (đạt QCVN 14:2008/BTNMT) và chất lượng không khí xung quanh sau khi hoàn thành di dời các nguồn phát thải lớn.
  • Phát hiện chính xác điểm nghẽn tại Cơ sở 2 (KCN Hòa Xá) với 5 trên 8 thông số nước thải vượt quy chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT do sự cố hỏng cánh khuấy bể hóa lý và kỹ thuật pha chế thuốc nhuộm của công nhân mới.
  • Đóng góp hệ thống giải pháp kỹ thuật mang tính thực tiễn cao, kết hợp giữa nâng cấp hạ tầng xử lý cuối đường ống và áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn, thu hồi kiềm trong dây chuyền nhuộm.
  • Cung cấp cơ sở khoa học xác thực giúp doanh nghiệp hoàn thiện lộ trình khắc phục sự cố trong vòng 12 tháng, tạo nền tảng vững chắc để chuyển đổi xanh và nâng cao vị thế cạnh tranh trên thị trường dệt may quốc tế. Doanh nghiệp cần khẩn trương phê duyệt ngân sách và triển khai đồng bộ các khuyến nghị kỹ thuật nhằm đảm bảo tuân thủ tuyệt đối pháp luật bảo vệ môi trường.