CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NÂNG CAO, GIẢI PHÁP TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 1.1 Tổng quan về xử lý nâng cao nước thải 1.1 Một số trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị được đầu tư đang và sẽ đưa vào hoạt động tại Việt Nam Tính đến nay, ởViệt Nam chỉ mới có khoảng 29 hệ thống thu gom và xử lý nước thải đô thị đã được xây dựng và đi vào hoạt động. Công nghệ xử lý nước thải và bùn thải giới thiệu ở bảng 1.1: Các công nghệ XLNT và bùn thải tại một số nhà máy XLNT hiện nay đang hoạt động[3], [17], [18] TT Trạm XLNT/ Tỉnh/ Loại hệ Năm Công suất Công nghệ Công nghệ xử lý nguồn vốn Thành HTTN vận thiết kếthực xử lý nước bùn phố hành tế, (m3/ngđ) thải 1 Kim Liên Hà Nội Chung 2005 3700/3700 Bùn hoạt Làm khô cơ (JICA) tính (AAO) học, chôn lấp 2 Trúc Bạch Hà Nội Chung 2005 2500/2500 Bùn hoạt Làm khô cơ (JICA) tính (AAO) học, chôn lấp 3 Bắc Thăng Hà Nội Chung 2009 4200/7000 Bùn hoạt Làm khô cơ Long (JICA) tính AO học, chôn lấp 4 Yên Sở (BT) Hà Nội Chung 2012 200000/12000 SBR (AO) Phân hủy kỵ khí 5 Hồ Tây (BT) Hà Nội Chung 2014 22800/15800 SBR (AO) Làm khô cơ học, chôn lấp 6 Bình Hưng TP. Chung 2009 141000/ Bùn hoạt Làm khô cơ học, (JICA) HCM 141000 tính (CAS) chôn lấp 7 Bình Hưng TP Chung 2009 30000/30000 Hồ sinh học Hồ ổn định phơi Hóa (Bỉ) HCM có thổi khí khô, chôn lấp 8 Nam Viên Phú, TP Riêng 2009 15000/15000 Bùn hoạt Mỹ Hưng (DN) HCM tính AAO 9 Canh Dơi Phú, TP Riêng 2007 10000/10000 Mương oxy Mỹ Hưng (DN) HCM hóa 9 10 Sơn Trà (WB) Đà Chung 2006 15900/15900 Hồ kỵ khí Hồ ổn định bùn Nẵng thải, chôn lấp 11 Hòa Cường Đà Chung 2006 34600/36400 Hồ kỵ khí Hồ ổn định bùn (WB) nẵng thải, chôn lấp 12 Phú Lộc (WB) Đà Chung 2006 36400/36400 Hồ kỵ khí Hồ ổn định bùn Nẵng thải, chôn lấp 13 Ngũ Hành Sơn Đà Chung 2006 11600/11600 Hồ Kỵ khí Hồ ổn định bùn (WB) Nẵng thải, chôn lấp 14 Hòa Xuân Đà Chung 2015 60000/20000 SBR (AO) Làm khô cơ học, (WB) Nẵng chôn lấp 15 Bãi Cháy (WB) Quảng Chung 2007 3500/3500 SBR (AO) Sân phơi bùn, Ninh +HSH chôn lấp 16 Hà Khánh Quảng Chung 2009 7000/7000 SBR (AO) Sân phơi bùn, (WB) Ninh +Hồ sinh học chôn lấp (HSH) 17 Đà Lạt Lâm Riêng 2006 7400/6000 Bể lắng hai Sân phơi bùn, (DANIDA) Đồng vỏ+lọc+HSH compost 18 Buôn Ma Thuật Đắc Riêng 2006 6125/3700 Chuỗi hồ Hồ ổn định, (DANIDA) Lắc sinh học phơi, compost 19 Phan Rang- Ninh Chung 2011 5000/5000 Chuỗi hồ Hồ ổn định, Tháp Chàm Thuận sinh học phơi, chôn lấp (Luxambua) 20 Bắc Giang Bắc Chung 2012 10000/8000 Kênh oxy Làm khô cơ học, (DANIDA) Giang hóa (AO) chôn lấp 21 Thủ Dầu Một Bình Riêng 2013 17650/6000 SBR cải tiến Làm khô cơ học, (JICA) Dương (ASBR) chôn lấp 22 Đức Ninh, Quảng Chung 2014 10000/6000 Chuỗi hồ Hồ ổn định, Đồng Hới(WB) Bình sinh học phơi, chôn lấp 23 Nam Nha Khánh Chung 2015 40000/20000 Kênh oxy Làm khô cơ học, Trang (WB) Hòa hóa (AO) chôn lấp 10 24 Nhơn Bình – Bình Chung 2015 14000/7000 Hóa chất Làm khô cơ học, Qui Nhơn(WB) Định tăng cường chôn lấp +lọc sinh học 25 Sóc Trăng Sóc Chung 2013 13200/13200 Lắng sơ cấp Phơi khô, (Kfw) Trăng chôn lấp 26 Vĩnh Yên Vĩnh Chung 2014 5000/5000 Bùn hoạt Phơi khô, (JICA) Phúc tính truyền chôn lấp thống 27 An Bái (Phần Thái Chung 2013 530/530 Hồ sinh học Phơi khô, Lan) Bình chôn lấp 28 Tiến Hưng Thái Chung 2013 400/400 Hồ sinh học Phơi khô, (Phần Lan) Bình chôn lấp 29 Huê TP. Chung 2020 30000/ Bùn hoạt Làm khô cơ học, (JICA) Huế 20000 tính AOAO chôn lấp Tổng cộng > 769000/ 558630 Với 29 nhà máy XLNT đã liệt kê ở bảng 1.1 cho công suất thiết kế 769 000 m3/ngđ và công suất hoạt động 558 630 m3/ngđ chiểm khoảng 12% lượng nước thải sinh hoạt (theo công suất thiết kế) và 9,5% ( theo công suất vận hành thực tế) của các đô thị.
Đến hiện tại trên cả nước có khoảng 60 nhà máy xử lý nước thải tập trung được đầu tư xây dựng hoặc đưa vào sử dụng với công suất nước thải theo thiết kế là 1435000 m3/ngđ[34],94% người dân được sử dụng nhà vệ sinh, trong đó 90% số hộ gia đình sử dụng bể tự hoại làm công trình xử lý tại chỗ, 60% hộ gia đình đấu nối xả nước thải vào hệ thống thoát nước chung[34]. Sự phân bố các nhà máy xử lý nước thải hiện nay và đến năm 2020 tại các vùng miền được thể hiện trên hình 1.000 900 000 800 000 700 000 Tông 600 000 công 500 000 suất 400 000 (m3/ 300 00 ngđ) 200 000 100 000 0 Đồng bằng Trung du Bắc TB và Tây nguyên Đông Nam Bộ Đồng bằng sông Hồng vùng núi duyên hải sông Cửu phía Bắc miền Trung Long Năm 2015 2020 Hình 1. Phân bố các nhà máy XLNT đô thị năm 2015 và năm 2020[3] Như vậy, đa số các các đô thị Việt Nam chưa có nhà máy/trạm xử lý nước thải tập trung đặc biệt các đô thị vừa và nhỏ hầu như chưa có dự án thoát nước và xử lý nước thải.2 Mức độ và mục đích xử lý nâng cao nước thải. Mức độ xử lý nước thải.
Căn cứ vào dây chuyền công nghệ, chất lượng nước thải dòng ra của các trạm xử lý nước thải tập trung của đô thị ở trong và ngoài nước, có thể đưa ra các mức độ xử lý như ở bảng 1.2a: Mức độ xử lý nước thải[58, 101] Mức độ xử lý Mô tả Sơ bộ (Preliminary) Loại bỏ các thành phần như rác, vật nổi, cát, dầu mỡ mà có thể gây ra các vấn đề trong vận hành và bảo dưỡng công trình Bậc I (Primary) Loại bỏ một phần cặn lơ lửng và chất hữu cơ Bậc I tăng cường Tăng cường khử cặn lơ lửng và chất hữu cơ bằng keo tụ tạo (Advanced primary) bông lắng hoặc lọc Bậc II (Secondary) Khử chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học ở dạng lơ lửng và hòa tan trong nước bằng phương pháp sinh học/hóa học, sau đó nước thải được khử trùng trước khi xả thải. 12 Bậc III (Tertiary) Khử cặn lơ lửng còn lại sau xử lý bậc II hoặc khử chất dinh dưỡng. Bậc cao (Advanced) Khử cặn lơ lửng và hoà tan sau xử lý bậc III khi có yêu cầu tái sử dụng nước thải 2/ Khái niệm về xử lý nâng cao nước thải: Từ bảng 1.2a cho thấy, sau xử lý bậc II, nước thải có thể đạt chất lượng xả thải loại A hoặc B theo QCVN 14:2008/BTNMT đối với nước thải sinh hoạt hoặc QCVN 40: 2016/BTNMT đối với nước thải công nghiệp và được khử trùng trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận. Đối với những nguồn xả thải nhạy cảm yêu cầu mức độ xử lý cao hoặc nước thải sau đó dùng để tái sử dụng trong đô thị thì cần được tiếp tục xử lý để các đạt yêu cầu khác.
Mục đích xử lý nâng cao nước thải: Mục đích xử lý nâng cao nước thải được gắn liền với mục đích tái sử dụng. a) Tái sử dụng nước thải trong đô thị Tái sử dụng nước thảitrong đô thị cho các mục đích: - Cấp nước công cộng để tưới cây (cây xanh ven đường, dải phân cách, vùng xanh cảnh quan của các cơ quan, công ty, trung tâm thương mại),để rửa (đường phố, sân vườn quanh nhà của một hay nhiều gia đình, khu vui chơi giải trí, sân thể thao, sân trường, sân bóng), và để chữa cháy công trình…[58,69,70,73,110]; - Cấp nước dịch vụ thương mại trong đô thị để rửa xe, lau chùi cửa kính, cấp nước các cửa hàng giặt ủi và để làm mát thiết bịtrong toà nhà cao tầng…[58]; - Cấp nước sinh hoạt không cho ăn uống đểxả toilet và bồn tiểu nhà vệ sinh, để vệ sinh (nhà cửa, sân vườn và chuồng trại)…[58]; Ngoài ra trong đô thị còntái sử dụngnước thải cho các mục đích khác như: - Đài phun nước, thác nước nhân tạo, hồ nước để tạo cảnh quan môi trường[58]; - Tưới cỏ sân golf[70,73]; - Pha trộn với thuốc trừ sâu, thuốc giệt cỏ và phân bón dạng lỏng; - Giảm phát tán bụi trong quá trình xây dựng, trộn bê tông, rửa máy móc dụng cụ xây dựng, đào và nén đất … 13 b) Tái sử dụng nước thải trong công nghiệp[57,64,65,71,74,76,105,110]: Tái sử dụng trong công nghiệp cho các mục đích: - Làm mát máy móc thiết bị và sản phẩm công nghiệp; - Cấp nước nồi hơi; - Phục vụ cho một số công đoạn sản xuất. c) Tái sử dụng nước thải trong nông nghiệp[29,58,59,69,70,71,110]: Tái sử dụng nước thải trong nông nghiệp cho các mục đích: - Tưới tiêu cây công nghiệp; - Tưới tiêu cây lượng thực d) Tái sử dụng nước thải trong nuôi trồng thủy sản: Tái sử dụng nước thải trong nuôi trồng thủy sản cho các mục đích: - Nuôi trồng thủy sinh; - Nuôi tôm cá. e) Tái sử dụng nước thải để bổ cập nguồn nước: - Nguồn nước mặt để duy trì dòng chảy bảo tồn hệ sinh thái và bổ sung nguồn cung cấp nước cho đô thị và công nghiệp[76]; - Nguồn nước ngầm để ngăn chặn sự lún sụt đất (do khai thác nước ngầm quá mức), ngăn chặn xâm nhập mặn và bổ sung trữ lượng nước ngầm cho cấp nước gián tiếp[58,110].
Các vấn đề công nghệ về nước tái sử dụng: Trong nước thải tái sử dụng, các ứng dụng của nó sẽ chi phối nhu cầu xử lý và độ tin cậy yêu cầu. Bởi vì sức khỏe và các ảnh hưởng môi trường là điều quan tâm chính khi ứng dụng các giải pháp tái sử dụng, do đó mọi sự chú ý sẽ hướng vào xây dựng phát triển các cách thức để đảm bảo chất lượng đạt yêu cầu. Như để so sánh với công nghệ xử lý để xả ra môi trường, thách thức lớn nhất đối với nước tái sử dụng đó là (1) chất lượng xử lý nước đầu ra sẽ chặt chẽ hơn với ít hoặc không có việc vượt giới hạn quy định, (2) đối với các ứng dụng tái sử dụng khác nhau thì yêu cầu chất lượng nước khác nhau, (3) cần có khoảng dự phòng an toàn để đảm bảo sức khỏe cộng đồng [75, 101]. 14 Bởi vì sự quan trọng của chất lượng nước thải sau xử lý, nên sẽ có nhiều công nghệ khác nhau được sử dụng, có thể tách riêng hoặc kết hợp nhằm đạt mục điêu là loại bỏ các chất bẩn còn lại trong nước thải.
Các chất bẩn cần xử lý để tái sử dụng có thể kể đến như sau [106]: - Chất rắn lơ lửng: bao gồm các vật chất lơ lửng và chất keo. Cơ bản được hình thành bởi phù sa và đất sét, vi sinh, và chất hữu cơ dạng hạt.