Xây dựng các tiêu chí đánh giá và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo hoạt động bền vững của nhà máy xử lý nước thải đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Đỗ Thị Minh Hạnh XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ ĐẢM BẢO HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƠ THỊ Chun ngành: Cơng nghệ mơi trường nước nước thải Mã số: 9520320-2 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà Nội - Năm 2019 ! ! BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Đỗ Thị Minh Hạnh XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ ĐẢM BẢO HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƠ THỊ Chun ngành: Cơng nghệ mơi trường nước nước thải Mã số: 9520320-2 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Trần Đức Hạ TS Phạm Tuấn Hùng Hà Nội - Năm 2019 i! ! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn luận án trung thực Kết nghiên cứu không trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả luận án Đỗ Thị Minh Hạnh ii! ! LỜI CÁM ƠN Tác giả xin trân trọng cám ơn PGS.TS Trần Đức Hạ, TS Phạm Tuấn Hùng cán Bộ mơn Cấp nước, Khoa Kỹ thuật Mơi trường, Trường Đại học Xây dựng thành viên hội đồng bảo vệ Tiểu luận tổng quan, chuyên đề, hội thảo khoa học đóng góp ý kiến cho nghiên cứu Tôi xin cảm ơn ban lãnh đạo Cơng ty Cổ phần nước Bắc Ninh, cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè, đặc biệt gia đình ln động viên, tạo điều kiện cho tơi hồn thành Luận án Tiến sỹ ! ! ! ! ! ! ! iii! ! !MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ………………………………………………………………… i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH VẼ xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm nước thải đô thị hoạt động nhà máy xử lý nước thải đô thị tập trung 1.1.1 Thành phần tính chất nước thải đô thị 1.1.2 Tổ chức nước thị q trình xử lý nhà máy xử lý nước thải đô thị tập trung 11 1.2 Đánh giá trạng hoạt động nhà máy xử lý nước thải đô thị Việt Nam 1.2.1 Hiện trạng hoạt động nhà máy xử lý nước thải đô thị Việt Nam 15 1.2.2 Đánh giá hiệu hoạt động nhà máy xử lý nước thải thị có …………………………………………………………………………17 1.3 Các nguyên nhân việc nhà máy xử lý nước thải đô thị hoạt động không bền vững 1.3.1 Nguyên nhân thể chế 24 1.3.2 Quản lý tài sản nguồn nhân lực 27 1.3.3 Kinh phí vận hành bảo trì 31 1.3.4 Các vấn đề công nghệ kỹ thuật 32 1.4 Thực trạng đảm bảo hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải đô thị giới 1.4.1 Thực trạng quản lý nước thải hoạt động nhà máy xử lý nước thải đô thị số nước giới 35 1.4.2 Tổng quan chế sách quản lý tài đảm bảo nhà máy xử lý nước thải hoạt động bền vững giới 37 iv! ! 1.4.3 Thực trạng đánh giá hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải giới 43 1.4.3.1 Đánh giá hoạt động bền vững NMXLNT Hy Lạp 43 1.4.3.2 Đánh giá bền vững XLNT Thụy Điển 44 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 2.1 Cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chí đánh giá tiêu đảm bảo tính bền vững NMXLNT đô thị 2.1.1 Khái niệm chung 48 2.1.2 Hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải đô thị tập trung 49 2.1.2.1 Tính bền vững NMXLNT thị 49 2.1.2.2 Tính bền vững NMXLNT thị tập trung bối cảnh Biến đổi khí hậu 53 2.1.3 Các tiêu chí đánh giá tính bền vững nhà máy XLNT thị 54 2.1.4 Các tiêu KT-KT đảm bảo tính bền vững nhà máy XLNT thị 63 2.2 Các phương pháp nghiên cứu để xây dựng tiêu chí tiêu kinh tế kỹ thuật …………………………………………………………………………………… 65 2.2.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết 65 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 65 2.2.3 Phương pháp xác định trọng số tiêu chí 66 2.2.4 Phương pháp tham vấn chuyên gia 67 2.2.5 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP 69 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 78 3.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải 3.1.1 Kết điều tra thu thập ý kiến chuyên gia mức độ ưu tiên 78 3.1.2 Thiết lập ma trận so sánh cặp tính tốn trọng số cho mức 79 3.1.3 Tính tốn trọng số tổng hợp 82 v! ! 3.2 Xây dựng tiêu kinh tế kỹ thuật đảm bảo hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải đô thị 86 3.2.1 Nhóm tiêu Cơng nghệ 86 3.2.1.1 Chỉ tiêu Công suất chế độ thải nước 86 3.2.1.2 Chỉ tiêu Hiệu xử lý nước thải 87 3.2.2 Nhóm tiêu Vận hành bảo trì 91 3.2.2.1 Chỉ tiêu Sự phù hợp với điều kiện địa phương: 91 3.2.2.2 Chỉ tiêu Khả thích ứng với biến đổi khí hậu 92 3.2.2.3 Chỉ tiêu An tồn thân thiện với mơi trường xung quanh 92 3.2.3 Nhóm tiêu Thể chế quản lý: 93 3.2.3.1 Chỉ tiêu Cơ chế quản lý hoạt động đơn vị vận hành NMXLNT 93 3.2.3.2 Chỉ tiêu Tổ chức quản lý vận hành 93 3.2.3.3 Chỉ tiêu Quản lý tài sản 97 3.2.4 Nhóm tiêu Tài 99 3.2.4.1 Chỉ tiêu Giá dịch vụ thoát nước 99 3.2.4.2 Chỉ tiêu Nguồn thu NMXLNT 103 3.2.4.3 Chỉ tiêu Tiết kiệm chi phí vận hành bảo trì: 104 3.3 Áp dụng tiêu chí tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo tính bền vững hoạt động nhà máy xử lý nước thải thành phố Bắc Ninh 107 3.3.1 Mô tả hệ thống thoát nước nhà máy xử lý nước thải thành phố Bắc Ninh ……………………………………………………………………… 107 3.3.1.1 Hệ thống thoát nước thành phố Bắc Ninh 107 3.3.1.2 Hiện trạng hoạt động NMXLNT Bắc Ninh 110 3.3.2 Đánh giá tính bền vững hoạt động nhà máy xử lý nước thải Bắc Ninh 112 3.3.2.1 Nhóm tiêu chí Cơng suất hiệu XLNT 112 3.3.2.2 Nhóm tiêu chí Sự phù hợp cơng nghệ XLNT với điều kiện địa phương ………………………………………………………………… 113 vi! ! 3.3.2.3 Nhóm tiêu chí Chi phí vận hành bảo trì 114 3.3.2.4 Nhóm tiêu chí Điều kiện hoạt động cơng trình thiết bị ổn định ………………………………………………………………… 114 3.3.2.5 Nhóm tiêu chí An tồn thân thiện với mơi trường 114 3.3.2.6 Nhóm tiêu chí Sự thích ứng với tác động bất lợi BĐKH thay đổi yếu tố đầu vào 115 3.3.2.7 Đánh giá tính bền vững NMXLNT Bắc Ninh 115 3.3.3 Áp dụng tiêu KT-KT để đảm bảo bền vững hoạt động nhà máy xử lý nước thải Bắc Ninh 118 3.3.3.1 Về công nghệ XLNT 118 3.3.3.2 Tình trạng vận hành bảo dưỡng NMXLNT 122 3.3.3.3 Thể chế quản lý NMXLNT 122 3.3.3.4 Nguồn tài cho hoạt động NMXLNT 125 KẾT LUẬN… 132 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH NCKH CỦA TÁC GIẢ 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 PHỤ LỤC PL28 vii! ! DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADB Ngân hàng phát triển Châu Á ASBR Bể phản ứng theo mẻ cải tiến BĐKH Biến đổi khí hậu BHT Bùn hoạt tính BOD Nhu cầu ơxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài Ngun Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường BT Hợp đồng xây dựng - chuyển giao COD Nhu cầu oxy hóa học C-TECH Cyclic Activated Sludge Technology: q trình xử hoạt tính tuần hồn theo mẻ liên tục CTN Cấp nước EF Environmental Fund (Quỹ mơi trường) EU European Union (Liên minh châu Âu) GIZ Hợp tác Phát triển cộng hịa liên bang Đức HTTN Hệ thống nước JICA Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản KT-KT Kinh tế kỹ thuật NBD Nước biển dâng NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải OM Vận hành bảo dưỡng PPP Đầu tư theo hình thức đối tác công tư QCVN Quy chuẩn Việt Nam SBR Bể phản ứng theo mẻ SCADA Hệ thống điều khiển, giám sát thu thập liệu TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH Trách nhiệm hữu hạn ThP Thành phố lý sinh học bùn PL15% % cảm, tận dụng điều kiên tự nhiên để tăng cường làm nước thải, hạn chế phát tán mùi, tiếng ồn,… 6.3 6.4 Điều kiện vệ sinh điều kiện lao động NMXLNT đáp ứng tiêu chuẩn Y tế ban hành 2,23 1,39 Các tiêu chí bổ sung khác: 0,74 0,52 Tổng PL16% % Phụ lục 3.5 Nhập liệu vào phần mềm Expert choice 11 ! ! ! ! ! PL17% % ! ! PL18% % ! ! PL19% % ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! PL20% % Phụ lục 3.6 Kết xử lý số liệu phần mềm expert choice 11 PL21% % Phụ lục 3.7 Mức chi phí XLNT xác định theo công nghệ xử lý PL 3.7.1 Mức chi phí XLNT sử dụng cơng nghệ bùn hoạt tính STT Cơng suất xử lý (m /ngày đêm) Mức chi phí (đồng/m3) < 2.000 7.000 ÷ 8.500 2.000 ÷ < 5.000 6.000 ÷ 7.000 5.000 ÷ < 10.000 5.000 ÷ 6.000 10.000 ÷ < 30.000 4.000 ÷ 5.000 30.000 ÷ < 100.000 3.000 ÷ 4.000 100.000 ÷ < 200.000 2.000 ÷ 3.000 200.000 ÷ ≤ 300.000 1.500 ÷ 2.000 PL 3.7.2 Mức chi phí XLNT sử dụng cơng nghệ hồ sinh học STT Công suất xử lý (m3/ngày đêm) Mức chi phí (đồng/m3) < 2.000 2.500 ÷ 3.000 2.000 ÷ < 5.000 2.000 ÷ 2.500 5.000 ÷ < 10.000 1.500 ÷ 2.000 10.000 ÷ ≤ 30.000 1.200 ÷ 1.500 PL22% % Phụ lục 3.8 Bảng tham vấn việc đánh giá tính bền vững nhà máy XLNT Bắc Ninh BẢNG THAM VẤN VỀ VIỆC ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG BỀN VŨNG CỦA NMXLNT BẮC NINH Thưa Quý Ông, Bà Bả ng tham vấn sử dụng để chuyên gia đánh giá ểm nhà máy xử lý nước thải Bắc Ninh theo tiêu chí có trọng số tương ứng Bảng tham vấn phục vụ cho đề tài “Xây dự ng tiêu chí đ ánh giá tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo hoạt động bền vững nhà máy xử lý nước thải đô thị” Họ tên: ………………………………… Đơn vị công tác: ………………………………… Chức vụ: …… Điện thoại liên hệ:……………………………… Email: ……… Cách chấm điểm tiêu chí: - Điểm chấm chuyên gia tiêu chí theo thang điểm từ 1-100 - Nếu tiêu chí nhà máy XLNT đạt điểm số tiêu chí xác định khoảng từ 70-100 điểm - Nếu tiêu chí nhà máy XLNT khơng đạt điểm số tiêu chí < 70 điểm - Điểm quy đổi để đánh giá = Trọng số *Điểm chấm chuyên gia/100 - Tổng điểm quy đổi nhà máy XLNT >= 70 nhà máy hoạt động bền vững STT Các tiêu chí Cơng suất hiệu xử lý nước thải Trọng số (%) 33,7 Công suất hoạt động thực tế nhà máy phải đảm bảo cho toàn khu vực dự án 12,5 Xử lý đảm b ảo quy chuẩn môi trường tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt (SS, BOD, TN, TP coliform) 13,3 Điểm chấm chuyên gia Quy đổi điểm để đánh giá PL23% % Xử lý đảm bảo quy chuẩn môi trường số ch ỉ tiêu nhiễm có nước thải sản xuất, dịch vụ,… khu vực dự án Chi phí vận hành bảo trì 7,9 20,9 Chi phí vận hành bảo trì cơng trình thấp 11,1 Khả tiết kiệm thu hồi lượng thiết bị cơng trình 5,4 Tiết kiệm chi phí x lý thu hồi tái sử dụng nước thải, bùn thải khí sinh học 4,4 Sự phù hợp công nghệ XLNT với điều kiện địa phương Công nghệ XLNT lựa chọn phù hợp với điều kiện tự nhiên địa phương khả chịu tải nguồn tiếp nhận Công nghệ tiên tiến phù hợp với điều kiện khoa học công nghệ địa phương Công nghệ XLNT phải phù hợp v ới lực quản lý vận hành địa phương Điều kiện hoạt động cơng trình thiết bị ổn định Vận hành cơng trình thiết bị khơng phức tạp Các thiết bị linh kiện dễ thay Hoạ t động cơng trình đảm bảo u cầu mơi trường An tồn thân thiện mơi trường Các cơng trình XLNT khơng gây mùi hơi, nhiễm mơi trường khơng khí xung quanh; khơng gây ồn, bị cố rò r ỉ nướ c thải giảm nguy ô nhiễm đất, nguồn nước ngầm nước mặt khu vực xung quanh 15,2 4,3 3,9 12,5 5,2 4,1 3,2 10 PL24% % NMXLNT bố trí xa khu dân cư vùng sinh thái nh ạy m, tận dụng đượ c điều kiên tự nhiên để tăng cường làm nước thải, hạn chế phát tán mùi, tiếng ồn,… Điều kiện vệ sinh điều kiện lao độ ng NMXLNT đáp ứng tiêu chuẩn Y tế ban hành Sự thích ứng với tác động bất lợi biến đổi khí hậu thay đổi yếu tố đầu vào Đảm bảo hiệu xử lý điều kiện nước thải có nồng độ muối nhiệt độ tăng cao đột ngột Đảm bả o hiệu xử lý điều kiện nước thải đầu vào có hàm lượng SS, BOD tiêu nhiễm khác dao động Có khả trữ nước thời gian dài gia tăng mưa lũ Tổng 7,7 3,05 3,05 1,6 100 Hà Nội, ngày … tháng…… năm 2019 Người trả lời tham vấn Mọi thông tin xin liên hệ theo địa sau: NCS Đỗ Thị Minh Hạnh – Bộ mơn Cấp nước – Trường ĐH Xây dựng Điện thoại: 0936026455 Email: dtmhanh@uneti.edu.vn PGS.TS Trần Đức Hạ– Bộ mơn Cấp nước – Trường ĐH Xây dựng Điện thoại: 0903235078 Email: tranducha53@gmail.com PL25% % Phụ lục 3.9 Bảng tổng hợp thông tin chuyên gia tham vấn việc đánh giá hoạt động bền vững NMXLNT Bắc Ninh BẢNG TỔNG HỢP THÔNG TIN VỀ CÁC CHUYÊN GIA GỬI LẠI THAM VẤN VỀ VIỆC ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG BỀN VŨNG CỦA NMXLNT BẮC NINH Học STT Họ tên chuyên gia hàm, học vị Nguyễn Quang Tiến ThS Hà Ngọc Thể Lưu Xuân Hoa Trương Văn Đại Nguyễn Thể Trang Trương Thị Cẩm Trang KS KS KS KS Tiến sĩ Đơn vị công tác Công ty Cổ phần TN XLNT Bắc Ninh Công ty Cổ phần TN XLNT Bắc Ninh Công ty Cổ phần TN XLNT Bắc Ninh Công ty Cổ phần TN XLNT Bắc Ninh Công ty Cổ phần TN XLNT Bắc Ninh Đại học qu ốc gia ThP HCM Chức vụ Điện thoại Email Phó giám đốc 0983920468 tienwssc@gmail.com Cán 0389928512 theha90bg@gmail.com Cán 0974679698 phongbn@gmail.com Quản đốc nhà máy 0987585007 daictnbn@gmail.com Trưởng phòng KHKT 0916090345 trangwssc@gmail.com Phó mơn Cơng nghệ Mơi trường 0949234598 ttctrang@hcmus.edu.vn PL26% % Học STT Họ tên chuyên gia hàm, học vị Vũ Thị Hoài Ân ThS Vũ Linh Huyền Trang ThS Lê Việt Hưng Tiến sĩ 10 Hoàng Quốc Liêm ThS 11 Trần Thành Chung Thạc sỹ Đơn vị công tác Chức vụ Trường Cao đẳng XDCT Đơ thị Phó Trưởng khoa KTĐT, Phó GĐ 0982955428 Trung tâm nước Trường Cao đẳng Xây dựng số Công ty CP Tư vấn Đầu tư Thiết kế Xây dựng VN Trường Cao đẳng XDCT Đô thị Cty CP t ập đồn Ecopark Điện thoại Email% anvuhoai@gmail.com Phó Trưởng khoa 0915059629 trangxu1810@yahoo.com GĐ TT CTN 0913583959 lekhung999@gmail.com Trưởng Phịng TCHC, Trưởng 0982365039 Bộ mơn CTN liemhoangquoc@gmail.co m 0912835566 chungtt@ecopark.com.vn PL27% % Phụ lục 3.10 Kết xử lý nước thải Bắc Ninh 2018 (nguồn từ NMXLNT Bắc Ninh) KẾT$QUẢ$XỬ$LÝ$NƯỚC$THẢI$NĂM$2018$NHÀ$MÁY$XỬ$LÝ$NƯỚC$THẢI$BẮC$NINH$$ Tháng$ COD$ (mg/l)$ BOD5$ (mg/l)$ TSS$ (mg/l)$ TN$ (mg/l)$ TP$ (mg/l)$ pH$ Nhiệt$độ$ 0C$ 1! Vào$ 110! Ra! 16! Vào! 62! Ra! 4! Vào! 31! Ra! 6! Vào! 37,3! Ra! 18,0! Vào! 2,70! Ra! 1,80! Vào! 7,2! Ra! 7,1! Vào$ 21! Ra$ 21! 2! 102! 16! 57! 3! 28! 8! 31,8! 16,3! 3,00! 1,90! 7,3! 7,1! 18! 18! 3! 126! 20! 68! 6! 39! 10! 37,6! 17,7! 3,40! 2,10! 7,3! 7,1! 23! 23! 4! 106! 12! 70! 6! 30! 7! 35,2! 17,0! 2,10! 1,30! 7,3! 7,1! 25! 25! 5! 80! 9! 36! 4! 23! 5! 22,8! 9,0! 1,50! 1,00! 7,2! 7,0! 30! 30! 6! 7! 85! 73! 8! 13! 55! 59! 3! 8! 28! 26! 7! 7! 23,2! 21,50! 10,0! 9,40! 1,80! 2,10! 1,20! 1,60! 7,2! 7,3! 7,1! 7,0! 30! 30! 30! 30! 8! 9! 45! 60! 9! 8! 29! 35! 7! 6! 20! 25! 6! 6! 12,00! 19,20! 4,70! 7,50! 1,50! 1,80! 1,20! 1,20! 7,3! 7,2! 7,0! 7,0! 29! 29! 29! 29! 10! 11! 57! 83! 9! 15! 41! 55! 6! 10! 26! 27! 7! 7! 21,80! 31,40! 6,80! 15,10! 1,90! 2,40! 1,10! 1,00! 7,3! 7,3! 7,1! 7,1! 28! 26! 28! 26! 12! TB$ 110! 86$ 12! 12$ 71! 53$ 10! 6$ 30! 28$ 7! 7$ 36,20! 27,5$ 17,80! 12,4$ 2,80! 1,30! 2,25$ 1,39$ 7,3! 7,3$ 7,2! 7,1$ 23! 26$ 23! 26$ PL28% % PL 3.11 Toàn cảnh NMXLNT Bắc Ninh ... 3: XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 78 3.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững nhà. .. ! BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Đỗ Thị Minh Hạnh XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ ĐẢM BẢO HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƠ THỊ Chun... phải xây dựng tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững nhà máy Căn vào tiêu chí đánh giá để giúp cho việc đưa giải pháp đảm bảo cho nhà máy XLNT hoạt động bền vững cần thiết phải xây dựng tiêu kinh tế