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 áp lực lớn lên môi trường nước, gây ra nhiều hệ lụy về sức khỏe và sinh thái. Theo ước tính, tổng lưu lượng nước thải của cụm công nghiệp Đô Lương 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 sử dụng số liệu thu thập từ năm 2021 đến 2022, với phạm vi nghiên cứu tại cụm công nghiệp 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.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc nâng cao kiến thức và kỹ năng chuyên ngành khoa học môi trường, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các cơ quan quản lý nhà nước trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường tại địa phương. Qua đó, góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước và môi trường sống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình xử lý nước thải công nghiệp, bao gồm:

  • Lý thuyết về ô nhiễm môi trường nước: Định nghĩa ô nhiễm môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2020, nhấn mạnh sự biến đổi các thành phần vật lý, hóa học và sinh học trong nước do các chất thải công nghiệp gây ra, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và sinh vật.

  • Mô hình xử lý nước thải sinh học hiếu khí và thiếu khí: Áp dụng các quá trình sinh học như nitrification-denitrification để loại bỏ các chất hữu cơ, nitơ và photpho trong nước thải, sử dụng vi sinh vật bám dính trên giá thể MBC nhằm tăng hiệu quả xử lý.

  • Khái niệm về các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải: Bao gồm pH, BOD5, COD, TSS, kim loại nặng (As, Cd, Pb, Hg, Fe), amoni, dầu mỡ và coliform, được đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) và chất lượng nước mặt (QCVN 08:2015/BTNMT).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu sơ cấp được thu thập qua lấy mẫu nước thải và nước mặt tại 4 vị trí: nước thải đầu vào, 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 8/2021 đến tháng 8/2022. Số liệu thứ cấp được thu thập từ các báo cáo, tài liệu của Trung tâm Quan trắc Môi trường và phòng Tài nguyên Môi trường huyện Đông Hưng.

  • Phương pháp phân tích: Các chỉ tiêu được phân tích theo tiêu chuẩn TCVN và phương pháp SMEWW, bao gồm đo pH, BOD5, COD, TSS, kim loại nặng bằng phổ khối, amoni, dầu mỡ và coliform. Phân tích số liệu được thực hiện bằng phần mềm Microsoft Excel, so sánh với các quy chuẩn QCVN để đánh giá mức độ ô nhiễm và hiệu quả xử lý.

  • Phương pháp khảo sát, điều tra: Phỏng vấn 80 đối tượng gồm 20 cán bộ quản lý môi trường và 60 hộ dân sống quanh cụm công nghiệp nhằm thu thập ý kiến về tác động môi trường và hiệu quả xử lý nước thải.

  • Timeline nghiên cứu: Thời gian nghiên cứu kéo dài 12 tháng, từ tháng 8/2021 đến tháng 8/2022, bao gồm thu thập mẫu, phân tích, khảo sát và tổng hợp kết quả.

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, và coliform vượt đến 240 lần.

  2. Hiệu quả xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn: Sau xử lý, tất cả các chỉ tiêu trên đều giảm mạnh và đạt mức giới hạn cho phép 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 còn 0,0031 - 0,0056 mg/l, Cd còn 0,007 - 0,0091 mg/l, Hg dưới 0,005 mg/l, coliform còn 1500 - 2800 MPN/100ml.

  3. Chất lượng nước mặt tại vị trí tiếp nhận nước thải: Trước điểm tiếp nhận, 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. Tuy nhiên, BOD5 và COD vượt nhẹ từ 1,09 đến 1,20 lần, cho thấy nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng từ các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt xung quanh.

  4. Ý kiến người dân và cán bộ quản lý: Phần lớn cán bộ và người dân đánh giá trạm xử lý nước thải hoạt động hiệu quả, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, vẫn còn một số lo ngại về mùi và ảnh hưởng lâu dài đến nguồn nước ngầm.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy trạm xử lý nước thải cụm công nghiệp Đô Lương vận hành hiệu quả, giảm đáng kể các chỉ tiêu ô nhiễm nguy hiểm như kim loại nặng và chất hữu cơ, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn quốc gia. Sự giảm mạnh các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS và coliform phản ánh hiệu quả của công nghệ xử lý sinh học kết hợp keo tụ tạo bông và khử trùng.

Tuy nhiên, việc nước mặt tại vị trí tiếp nhận vẫn có chỉ tiêu BOD5 và COD vượt nhẹ cho thấy nguồn nước này còn chịu ảnh hưởng từ các hoạt động khác như nông nghiệp và sinh hoạt dân cư. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về tác động đa nguồn gây ô nhiễm nước mặt tại các vùng nông thôn công nghiệp.

Biểu đồ biến động các chỉ tiêu trước và sau xử lý minh họa rõ ràng sự giảm mạnh nồng độ ô nhiễm, đồng thời bảng so sánh với quy chuẩn quốc gia giúp đánh giá khách quan hiệu quả xử lý. Kết quả này cũng tương đồng với các nghiên cứu về xử lý nước thải công nghiệp tại các cụm công nghiệp khác trong nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cao công tác vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước thải: Đảm bảo vận hành liên tục, kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật nhằm duy trì hiệu quả xử lý, giảm thiểu sự cố kỹ thuật. Thời gian thực hiện: ngay lập tức và duy trì thường xuyên. Chủ thể: Ban quản lý cụm công nghiệp và đơn vị vận hành.

  2. Tăng cường giám sát chất lượng nước thải và nước mặt: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động, lấy mẫu định kỳ để phát hiện sớm các dấu hiệu ô nhiễm vượt ngưỡng, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời. Thời gian thực hiện: trong vòng 6 tháng tới. Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Quan trắc.

  3. Đẩy mạnh tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, hội thảo về bảo vệ môi trường, tác hại của ô nhiễm nước thải và vai trò của người dân trong giám sát, bảo vệ nguồn nước. Thời gian thực hiện: liên tục trong 1 năm. Chủ thể: UBND huyện, các tổ chức xã hội.

  4. Khuyến khích áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến và thân thiện môi trường: Đầu tư nghiên cứu, áp dụng các công nghệ xử lý mới như xử lý sinh học kết hợp màng lọc, xử lý bùn hiệu quả để giảm thiểu phát sinh chất thải thứ cấp. Thời gian thực hiện: 1-3 năm. Chủ thể: Nhà đầu tư, các doanh nghiệp trong cụm công nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy định và kế hoạch quản lý nước thải công nghiệp tại địa phương.

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

  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 để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  4. Cộng đồng dân cư sống quanh khu vực cụm công nghiệp: Nâng cao nhận thức về tác động của nước thải công nghiệp, tham gia giám sát và bảo vệ nguồn nước sinh hoạt, góp phần xây dựng môi trường sống bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hiệu quả xử lý nước thải tại 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. Nguồn nước mặt xung quanh có bị ảnh hưởng bởi nước thải công nghiệp không?
    Nước mặt tại vị trí tiếp nhận nước thải có chỉ tiêu BOD5 và COD vượt nhẹ so với quy chuẩn, chủ yếu do ảnh hưởng từ các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt, tuy nhiên các chỉ tiêu kim loại nặng và vi sinh vật đều nằm trong giới hạn cho phép.

  3. Phương pháp xử lý nước thải được áp dụng tại trạm là gì?
    Trạm sử dụng công nghệ kết hợp xử lý sơ bộ (keo tụ, tạo bông, tuyển nổi), xử lý sinh học hiếu khí và thiếu khí với giá thể vi sinh MBC, cùng khử trùng và xử lý bùn nhằm loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm.

  4. Các chỉ tiêu ô nhiễm nào vượt giới hạn nghiêm trọng trước xử lý?
    Các chỉ tiêu như As vượt đến 588 lần, Cd vượt đến 169 lần, Hg vượt đến 286 lần, BOD5 vượt đến 10,86 lần, COD vượt đến 4,89 lần so với quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT mức A.

  5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải trong tương lai?
    Cần tăng cường vận hành, bảo trì hệ thống, giám sát chất lượng nước thải, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng và trách nhiệm của doanh nghiệp trong bảo vệ môi trường.

Kết luận

  • Nước thải đầu vào tại cụm công nghiệp Đô Lương có nhiều chỉ tiêu ô nhiễm vượt giới hạn nghiêm trọng, đặc biệt là các kim loại nặng và chất hữu cơ.
  • Hệ thống xử lý nước thải hiện tại vận hành hiệu quả, giảm đáng kể các chỉ tiêu ô nhiễm, đạt quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp.
  • Nước mặt tại vị trí tiếp nhận nước thải chịu ảnh hưởng nhẹ từ các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt, cần tiếp tục giám sát chặt chẽ.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý, tăng cường giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm bảo vệ nguồn nước và môi trường.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho quản lý môi trường và phát triển bền vững cụm công nghiệp tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời duy trì giám sát liên tục để đảm bảo chất lượng nước thải và bảo vệ môi trường sống.