Tổng quan nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa tại Việt Nam đã thúc đẩy sự hình thành của 326 khu công nghiệp với tổng diện tích đất tự nhiên xấp xỉ 95,5 nghìn ha tính đến tháng 6 năm 2019. Trong đó, 251 khu công nghiệp đã đi vào hoạt động với tỷ lệ lấp đầy đạt 74%, phát sinh hơn 3 triệu m3 nước thải mỗi ngày. Dù tỷ lệ khu công nghiệp có trạm xử lý nước thải tập trung đạt 88%, áp lực ô nhiễm môi trường nước vẫn diễn biến phức tạp, đặc biệt tại các khu vực chuyên ngành dệt may có mức tiêu thụ từ 50 đến 300 m3 nước cho mỗi tấn vải thành phẩm.

Khu công nghiệp Dệt may Phố Nối B tại huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên là trung tâm sản xuất trọng điểm của Tập đoàn Dệt may Việt Nam. Với tổng vốn đầu tư hạ tầng bảo vệ môi trường đạt 87 tỷ đồng cho trung tâm xử lý nước thải có công suất thiết kế trên 10.000 m3/ngày đêm, khu công nghiệp tiếp nhận nguồn thải đặc thù chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, pH dao động từ 9 đến 12 và độ màu lên tới 10.000 Pt-Co. Đề tài tập trung giải quyết vấn đề kiểm soát dòng thải công nghiệp và sinh hoạt nhằm bảo vệ nguồn tiếp nhận là kênh Trần Thành Ngọ.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá thực trạng phát sinh, thu gom và hiệu quả vận hành của hệ thống xử lý nước thải, đồng thời đo lường mức độ tác động đến chất lượng nước mặt xung quanh. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại toàn bộ diện tích nội khu và các điểm xả thải giai đoạn 2016-2019. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống dữ liệu quan trắc tin cậy, giúp nâng cao hiệu suất xử lý chất ô nhiễm lên trên 85% và tối ưu hóa chi phí vận hành cho các doanh nghiệp dệt may.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết quản lý môi trường bằng công cụ kinh tế và lý thuyết mệnh lệnh - kiểm soát (Command and Control). Cơ sở kinh tế dựa trên nguyên lý thuế Pigou và cơ chế thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải theo Nghị định 154/2016/NĐ-CP, kết hợp cùng các công cụ như ký quỹ phục hồi môi trường, nhãn sinh thái và cấp phép xả thải. Hệ thống pháp lý làm trụ cột gồm Luật Bảo vệ môi trường 2014, Luật Tài nguyên nước 2012 và Nghị định 40/2019/NĐ-CP về hướng dẫn thi hành các quy định môi trường.

Ba khái niệm trung tâm bao gồm: tải lượng chất ô nhiễm (tính bằng kg/ngày qua các thông số BOD5, COD, TSS), công nghệ màng lọc sinh học MBR với kích thước mao quản từ 0,1 đến 0,4 micromet, và khả năng tự làm sạch của thủy vực tiếp nhận. Mô hình nghiên cứu tích hợp quy trình đánh giá vòng đời dòng thải từ khâu hồ sợi, nấu tẩy, giặt đến nhuộm hoàn tất để xác định chính xác các điểm phát thải trọng yếu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa tầng bao gồm số liệu thứ cấp thu thập từ Ban quản lý khu công nghiệp, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hưng Yên trong giai đoạn 2015-2019, kết hợp điều tra sơ cấp thực địa tại 15 doanh nghiệp đang hoạt động. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 32 mẫu nước thải sản xuất, 12 mẫu nước thải sinh hoạt và 10 mẫu nước mặt tại kênh Trần Thành Ngọ qua các đợt quan trắc mùa khô và mùa mưa năm 2019.

Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích được áp dụng tại các phân xưởng dệt nhuộm, trạm xử lý cục bộ, hố thu gom chung và trước - sau cống xả thải ra kênh tiếp nhận. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích chuẩn theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Standard Methods là nhằm đảm bảo tính pháp lý, độ lặp lại và độ chính xác cao đối với các chỉ tiêu COD, BOD5, Amoni, độ màu và kim loại nặng. Dữ liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học, so sánh đối chiếu trực tiếp với QCVN 40:2011/BTNMT cột A, B và QCVN 08:2015/BTNMT cột B1 để lượng hóa hiệu quả quản lý môi trường.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tổng lưu lượng nước thải phát sinh trong toàn khu công nghiệp đạt khoảng 8.369 m3/ngày đêm, trong đó nước thải sản xuất chiếm tỷ trọng áp đảo với 8.069 m3/ngày đêm (tương đương 96,4%), nước thải sinh hoạt từ hơn 4.800 cán bộ công nhân viên phát sinh khoảng 300 m3/ngày đêm, cùng lượng nước mưa chảy tràn trung bình 1.640 m3 mỗi đợt mưa lớn.

Thứ hai, công tác xử lý sơ bộ tại nguồn cho thấy 100% doanh nghiệp đã xây dựng trạm xử lý cục bộ. Có 3 đơn vị gồm Công ty TNHH may thêu Khải Hoàn, Công ty Cổ phần sản xuất thời trang Dự Phát và Công ty TNHH Hasung Haram Việt Nam vận hành hệ thống riêng đạt quy chuẩn xả thải. Tuy nhiên, vẫn còn khoảng 18% cơ sở dệt nhuộm xả nước thải sau xử lý sơ bộ có nồng độ COD và độ màu vượt ngưỡng thỏa thuận đấu nối chuẩn cột B của QCVN 40:2011/BTNMT.

Thứ ba, trung tâm xử lý nước thải tập trung công suất 10.000 m3/ngày đêm sau khi được cải tạo nâng cấp từ năm 2017 đã hoạt động ổn định. Hiệu suất khử BOD5 đạt 91,2%, COD giảm 86,5% và độ màu giảm trên 88%, đưa nước thải đầu ra đạt quy chuẩn cột A QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.

Thứ tư, chất lượng môi trường nước tại kênh Trần Thành Ngọ có sự cải thiện rõ rệt so với giai đoạn bị xử phạt năm 2016, tuy nhiên tại điểm tiếp nhận trực tiếp dòng thải, nồng độ COD vẫn dao động từ 38 đến 48 mg/L và Coliform ghi nhận khoảng 4.500 đến 6.200 MPN/100ml, tiến sát ngưỡng giới hạn của quy chuẩn nguồn nước mặt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân dẫn đến sự dao động nồng độ ô nhiễm tại các trạm cục bộ là do đặc thù công nghệ dệt nhuộm gián đoạn, sử dụng đồng thời nhiều loại thuốc nhuộm hoạt tính, chất trợ ngấm và xút kiềm khiến pH nước thải vọt lên 10,5 - 11,8 cùng nhiệt độ nước xả đạt 40 - 72 độ C. Việc thiếu công trình giải nhiệt và bể điều hòa dung tích lớn tại các xưởng nhỏ làm giảm hoạt tính của bùn vi sinh hiếu khí.

Các phát hiện nghiên cứu có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ cột so sánh nồng độ ô nhiễm trước và sau xử lý (với thông số COD giảm từ 2.450 mg/L ở công đoạn tẩy trắng xuống dưới 75 mg/L ở đầu ra trạm tập trung), kết hợp bảng cân bằng vật chất thể hiện tải lượng xả thải theo từng nhóm ngành may mặc và dệt nhuộm. Khi so sánh với các lưu vực công nghiệp khác như sông Nhuệ (COD trung bình 47,3 mg/L, vượt quy chuẩn từ 1 đến 3 lần) hay sông Cầu (COD dao động 70-120 mg/L), công tác quản lý nước thải tại Phố Nối B sau năm 2017 cho thấy tính chủ động và hiệu quả vận hành cao hơn đáng kể nhờ áp dụng công nghệ xử lý hóa lý kết hợp sinh học đa bậc nhập khẩu từ Hà Lan.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tối ưu hóa kỹ thuật nội vi tại các cơ sở sản xuất bằng cách đầu tư tháp giải nhiệt cưỡng bức, kiểm soát hóa chất đầu vào và tách riêng dòng thải nhuộm đậm đặc để xử lý keo tụ trước. Mục tiêu đặt ra là 100% doanh nghiệp đạt chuẩn đấu nối cột B, giảm thiểu 20% lượng tiêu thụ nước sạch thông qua tuần hoàn nước giặt giũ trong giai đoạn 2020-2022 do Ban Quản lý doanh nghiệp cơ sở chủ trì.

Thứ hai, hiện đại hóa hạ tầng trạm xử lý nước thải tập trung thông qua việc nghiên cứu tích hợp module màng lọc sinh học MBR-X với kích thước lỗ màng 0,4 micromet nhằm nâng công suất thực tế lên 12.000 m3/ngày đêm. Dự án do Tập đoàn Dệt may Việt Nam và chủ đầu tư hạ tầng thực hiện, hướng tới tỷ lệ tái sử dụng nước sau xử lý đạt trên 30% với chi phí vận hành mục tiêu dưới 12.000 đồng/m3 vào năm 2023.

Thứ ba, tăng cường công cụ kinh tế và giám sát số hóa bằng cách lắp đặt trạm quan trắc tự động liên tục truyền dữ liệu 24/7 về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hưng Yên. Đồng thời, xây dựng cơ cấu biểu phí xử lý nước thải lũy tiến theo nồng độ ô nhiễm đầu vào thay vì tính phí đồng đều, áp dụng mức ký quỹ rủi ro môi trường 500 triệu đồng cho mỗi doanh nghiệp dệt nhuộm từ năm 2021.

Thứ tư, kiện toàn thể chế quản lý nhà nước thông qua việc thành lập Tổ kiểm tra liên ngành định kỳ 6 tháng một lần giữa Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh và Phòng Cảnh sát Môi trường. Tổ chức kiểm toán môi trường bắt buộc hàng năm đối với các cơ sở có lưu lượng xả thải trên 500 m3/ngày đêm để phòng ngừa triệt để các nguy cơ vi phạm xả lén chất thải độc hại.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, Ban quản lý các khu công nghiệp và cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Tài liệu cung cấp bức tranh thực tế về công tác kiểm soát ô nhiễm liên ngành, giúp hoạch định chính sách thu hút đầu tư có chọn lọc và hoàn thiện quy chế quản lý môi trường khu công nghiệp chuyên biệt.

Thứ hai, chủ đầu tư hạ tầng khu công nghiệp và doanh nghiệp dệt may: Cung cấp tài liệu tham khảo giá trị về định mức phát sinh nước thải 50-300 m3/tấn vải, các giải pháp kỹ thuật xử lý cục bộ tối ưu chi phí và phương án vận hành trạm xử lý tập trung đạt chuẩn quốc gia.

Thứ ba, các kỹ sư, chuyên gia công nghệ môi trường: Là nguồn dữ liệu thực chứng hữu ích để tính toán, thiết kế và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm phức tạp như công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính kết hợp màng MBR và keo tụ tạo bông.

Thứ tư, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường: Luận văn là mẫu nghiên cứu thực nghiệm chuẩn mực về phương pháp điều tra thực địa, lấy mẫu quan trắc, xử lý số liệu thống kê và đánh giá tác động nguồn nước mặt tiếp nhận.

Câu hỏi thường gặp

Nước thải dệt may tại Khu công nghiệp Phố Nối B phát sinh từ những nguồn chính nào? Nguồn thải gồm 3 thành phần chính: nước thải sản xuất phát sinh khoảng 8.069 m3/ngày đêm từ các công đoạn hồ sợi, nấu tẩy, nhuộm và hoàn tất; nước thải sinh hoạt khoảng 300 m3/ngày đêm từ hơn 4.800 công nhân viên; và lượng nước mưa chảy tràn trên bề mặt khu công nghiệp ước tính 1.640 m3 mỗi đợt.

Đặc tính ô nhiễm nguy hại nhất của nước thải dệt nhuộm là gì? Nước thải dệt nhuộm có độ kiềm rất cao với pH từ 9 đến 12, nhiệt độ nước thải lên tới 40-72 độ C, hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy với COD từ 1.000 đến 3.000 mg/L, cặn lơ lửng SS đạt 2.000 mg/L và độ màu đậm đặc lên tới 10.000 Pt-Co do hóa chất và phẩm nhuộm dư thừa.

Hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp áp dụng công nghệ gì và đạt tiêu chuẩn nào? Trạm xử lý tập trung có tổng vốn đầu tư 87 tỷ đồng với công suất trên 10.000 m3/ngày đêm, ứng dụng công nghệ xử lý hóa lý kết hợp sinh học hiếu khí theo tiêu chuẩn châu Âu từ Hà Lan, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn cột A QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả ra kênh.

Tại sao một số doanh nghiệp trong khu công nghiệp vẫn gặp khó khăn trong việc đấu nối nước thải? Do công đoạn sản xuất gián đoạn và thành phần nước thải biến động lớn, một số cơ sở chưa đầu tư đồng bộ bể điều hòa và công trình xử lý sơ bộ, dẫn đến nồng độ COD và độ kiềm của dòng thải vượt quá tiêu chuẩn đấu nối cột B trước khi dẫn về trạm tập trung.

Giải pháp then chốt nào giúp nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường trong tương lai? Giải pháp cốt lõi là kết hợp giám sát tự động 24/7, áp dụng cơ chế giá phí xử lý nước thải linh hoạt theo tải lượng ô nhiễm, đồng thời nghiên cứu triển khai công nghệ màng lọc sinh học MBR-X để tuần hoàn tái sử dụng trên 30% lượng nước thải cho sản xuất.

Kết luận

  • Luận văn đã định lượng toàn diện hiện trạng phát sinh 8.069 m3/ngày đêm nước thải sản xuất và 300 m3/ngày đêm nước thải sinh hoạt tại Khu công nghiệp Dệt may Phố Nối B, tỉnh Hưng Yên.
  • Đánh giá hiệu quả vận hành thực tế của trạm xử lý nước thải tập trung công suất 10.000 m3/ngày đêm với hiệu suất khử COD đạt trên 85% và BOD5 đạt trên 90%, đáp ứng quy chuẩn xả thải cột A QCVN 40:2011/BTNMT.
  • Phân tích chi tiết mức độ tác động của dòng thải đến chất lượng nguồn tiếp nhận tại kênh Trần Thành Ngọ, chỉ ra các điểm nghẽn về độ màu và chất hữu cơ trong xử lý sơ bộ tại nguồn.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp toàn diện bao gồm: quản lý nội vi doanh nghiệp, ứng dụng công nghệ màng MBR-X, đổi mới công cụ kinh tế giá phí và nâng cao năng lực thanh tra nhà nước.
  • Thiết lập lộ trình triển khai công tác quan trắc tự động và kiểm toán môi trường định kỳ giai đoạn 2020-2025, mở rộng hướng tiếp cận kinh tế tuần hoàn cho ngành công nghiệp dệt may Việt Nam.

Công trình nghiên cứu của tác giả Lê Việt Hà là tài liệu khoa học chất lượng cao, đóng góp nền tảng dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho các nhà quản lý, doanh nghiệp và nhà nghiên cứu môi trường. Hãy khai thác ngay các dữ liệu và giải pháp từ luận văn để xây dựng mô hình khu công nghiệp sinh thái bền vững cho doanh nghiệp và địa phương.