Nghiên cứu đặc trưng của dòng thải và đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung tại khu công nghiệp nam cấm huyện nghi lộc tỉnh nghệ an

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRẦN THỊ MỸ HẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG THẢI VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG TẠI KHU CÔNG NGHIỆP NAM CẤM, HUYỆN NGHI LỘC, LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRẦN THỊ MỸ HẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG THẢI VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG TẠI KHU CÔNG NGHIỆP NAM CẤM, HUYỆN NGHI LỘC,TỈNH NGHỆ AN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đồng Kim Loan Hà Nội - 2014 MỞ ĐẦU Hiện nay, nước ta giai đoạn cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước Hàng loạt khu cơng nghiệp tập trung xây dựng vào hoạt động Sự hình thành phát triển khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao Việt Nam đã, tiếp tục mang lại hiệu thiết thực cho kinh tế quốc dân Theo thứ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường Bùi Cách Tuyến, tính đến tháng 10/2014, nước có 209 khu cơng nghiệp vào hoạt động với tổng diện tích 47.300 hécta Giá trị sản xuất cơng nghiệp bình qn đất cho thuê đạt khoảng 1,6 triệu USD/ha/năm, tạo việc làm cho 1,6 triệu lao động trực tiếp gần 1,8 triệu lao động gián tiếp [29] Phát triển khu công nghiệp với mục tiêu tập trung sở sản xuất công nghiệp, sử dụng hiệu nguồn tài nguyên lượng, tập trung nguồn phát thải vào khu vực định, nâng cao hiệu sản xuất, hiệu quản lý nguồn thải bảo vệ mơi trường Tuy nhiên, q trình phát triển khu cơng nghiệp bộc lộ số khuyết điểm việc xử lý chất thải đảm bảo chất lượng môi trường Tình trạng nhiễm mơi trường (nhất nguồn nước) khu công nghiệp việc quy hoạch phát triển khu công nghiệp nước ta chưa hợp lý, thiếu nguồn lực cần thiết để đáp ứng nhu cầu phát triển Thêm vào đó, q trình hoạt động, nhiều khu cơng nghiệp thay đổi quy hoạch ngành nghề so với định phê duyệt đầu tư, nên thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung ban đầu không đáp ứng yêu cầu thực tiễn [29] Theo thống kê cho thấy, năm 2011 ngày khu công nghiệp nước ta thải khoảng tám nghìn chất thải rắn, tương đương khoảng ba triệu năm [26] Khu công ngiệp Nam Cấm thành lập theo Quyết định số 3759/QĐ.UBCN ngày 03/10/2003 UBND tỉnh Nghệ An [22] UBND tỉnh Nghệ An phê duyệt quy hoạch chi tiết Quyết định số 2555/QĐ.UB-CN ngày 12/7/2004 Nằm hai bên Quốc lộ 1A, có tuyến đường sắt Bắc – Nam chạy qua, đường tỉnh lộ Nam Cấm nối Quốc lộ 1A với cảng biển Cửa Lò Cách thành phố Vinh 18km phía Bắc, cách sân bay Vinh 12km, cách ga Vinh 17 km ga Quán Hành 2km, cách cảng biển Cửa Lò km Khu cơng nghiệp Nam Cấm có diện tích quy hoạch 327,83 bao gồm tiểu khu A, B, C, khu công nghiệp tổng hợp với ngành chủ yếu: chế biến nông – lâm – thủy sản, rượu, bia, nước giải khát, sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến khoáng sản, lắp ráp máy, dệt may, nhựa, hàng tiêu dùng, dụng cụ thể thao, thiết bị văn phòng phẩm [21] Sau 10 năm xây dựng, Khu công nghiệp Nam Cấm thu hút 18 doanh nghiệp vào hoạt động Mặc dù, xem khu công nghiệp mới, đầu tư công nghệ đại sản xuất Tuy nhiên, đến khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, ô nhiễm môi trường nước gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân Hàng ngày, hàng ngàn hộ dân sống xung quanh khu công nghiệp phải chấp nhận sống chung với nguồn nước thải chưa qua xử lý đổ từ nhà máy Vì vậy, địi hỏi phải có biện pháp thiết thực quản lý giảm thiểu ô nhiễm để bảo vệ môi trường Từ thực tiễn trên, chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu đặc trưng dịng thải đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An” với mục tiêu hiểu rõ tính chất lý hóa dịng thải lỏng, ước tính lượng thải để đề xuất quy trình xử lý nước thải phù hợp cho khu công nghiệp Nam Cấm Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu đặc trưng nước thải ước tính lượng thải khu công nghiệp Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An - Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung nhằm hạn chế ô nhiễm Khu công nghiệp Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An Giới hạn đề tài Các vấn đề liên quan đến chất lượng nước thải Khu công nghiệp Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khu công nghiệp (KCN) 1.1.1 Giới thiệu chung khu công nghiệp a) Khái niệm Khu công nghiệp (KCN) khu tập trung doanh nghiệp chuyên sản xuất hàng công nghiệp thực dịch vụ cho sản xuất công nghiệp có ranh giới địa lý xác định, khơng có dân cư sinh sống phủ thủ tướng phủ định Nói cách khác hiểu KCN quần thể xí nghiệp cơng nghiệp xây dựng vùng thuận lợi yếu tố địa lý tự nhiên, kết cấu hạ tầng, xã hội để thu hút vốn đầu tư hoạt động theo cấu hợp lý nhằm đạt hiệu cao sản xuấtt công nghiệp kinh doanh [16, 31] b) Đặc điểm KCN Về mặt pháp lý: KCN phần lãnh thổ nước sở tại, doanh nghiệp hoạt động KCN chịu điều chỉnh pháp luật nước sở luật đầu tư nước ngồi, luật lao động, quy chế khu cơng nghiệp Về mặt kinh tế: KCN nơi tập trung nguồn lực để phát triển công nghiệp Các nguồn lực nước sở tại, nhà đầu tư nước tập trung vào khu địa lý xác định, nguồn lực đóng góp vào phát triển cấu, ngành mà nước sở ưu tiên, cho phép đầu tư Bên cạnh đó, thủ tục hành đơn giản, có ưu đãi tài chính, an ninh, an toàn xã hội tốt thuận lợi cho việc sản xuất kinh doanh hàng hóa khu vực khác Mục tiêu nước sở xây dựng khu công nghiệp thu hút vốn đầu tư với quy mô lớn, thúc đẩy xuất tạo việc làm, phát triển sở hạ tầng, chuyển giao công nghệ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường [17] c) Nhân tố tác động đến hình thành phát triển KCN [3, 5, 8, 19, 28] Vị trí địa lý: Trong 10 yếu tố thành công KCN Hiệp hội KCN giới tổng kết, có hai yếu tố thuộc yếu tố địa lý điều kiện tự nhiên, là: Gần tuyến giao thơng đường bộ, đường hàng khơng, đường biển Có nguồn cung cấp nguyên liệu lao động Rõ ràng việc xây dựng KCN khu vực tận dụng đầu vào có sẵn, làm giảm chi phí vận chuyển, có điều kiện mở rộng điều kiện KCN thành cơng Vị trí kinh tế xã hội: Các trung tâm đô thị vừa trung tâm kinh tế, vừa trung tâm trị Do tập trung nhiều ngành sản xuất, sở vật chất kỹ thuật tốt, đội ngũ lao động có trình độ cao, chuyên môn giỏi Do vậy, KCN chủ yếu tập trung thành phố lớn để tận dụng điều kiện sẵn có, giảm rủi ro tạo sức hấp dẫn cho nhà đầu tư Kết cấu hạ tầng: Đây yếu tố có ảnh hưởng lớn đến thu hút đầu tư vào KCN Với nhà đầu tư xây dựng sở hạ tầng mối quan tâm vị trí với nhà đầu tư sản xuất kinh doanh lại kết cấu hạ tấng Kết cấu hạ tầng: điện, nước, cơng tình cơng cộng khác đường xá, cầu cống tác động trực tiếp đến giá thuế đất, ảnh hưởng đến tâm lý đầu tư Thị trường: Đối với công ty nước ngoài, mục tiêu đầu tư vào KCN tận dụng thị trường nước chủ nhà, đưa nguồn vốn hoạt động sinh lợi tránh tình trạng ứ đọng vốn, đồng thời tận dụng nguồn tài nguyên nhân công rẻ cộng với thị trường rộng lớn Nghiên cứu thị trường hạng mục phải xem xét trình lập dự án nghiên cứu khả thi Vốn đầu tư nước ngoài: Trong nước phát triển gặp phải tình trạng thiếu vốn cơng ty xun quốc gia có nguồn vốn lớn mong muốn có mơi trường đầu tư có lợi song khơng phải đâu họ bỏ vốn vào đầu tư Yếu tố trị: Quan hệ trị tốt đẹp dấu hiệu tốt cho việc mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế Thông thường tác động thể ở: Việc dành cho nước phát triển điều kiện ưu đãi vốn đặc biệt vốn ODA, khoản viện trợ khơng hồn lại khoản cho vay ưu đãi Tạo điều kiện xuất nhập nguyên vật liệu, sản phẩm, thiết bị công nghệ Ký kết hiệp ước thương mại Chính phủ cho phép tổ chức kinh tế, cá nhân, đơn vị kinh tế đầu tư sang nước d) Sự phân bố KCN phải đảm bảo điều kiện sau - Có khả xây dựng kết cấu hạ tầng thuận lợi có hiệu quả, có đất để mở rộng liên kết thành cụm cơng nghiệp Quy mơ KCN quy mơ xí nghiệp phải phù hợp với cơng nghệ gắn kết với kết cấu hạ tầng - Thủ tục đơn giản nhanh chóng thu hút nhà đầu tư, quản lý điều hành nhanh nhạy, đầu mối - Có khả cung cấp nguyên liệu nước nhập tương đối thuận lợi, có cự ly vận tải thích hợp - Có thị trường tiêu thụ sản phẩm - Có khả đáp ứng nhu cầu lao động số lượng chất lượng với chi phí tiền lương thích hợp 1.1.2 Lịch sử xu hướng phát triển KCN giới Việt Nam a) Trên giới [5, 8, 24, 27] Từ lâu lịch sử phát triển kinh tế, người ta phát triển loại hình KCN để tập trung nhà máy sản xuất công nghiệp vào khu vực KCN giới thành lập vào năm 1896 Trafford Park thành phố Manchester (Anh) với tư cách doanh nghiệp tư nhân Sau vào năm 1899 vùng công nghiệp Clearing thành phố Chicago, bang Illinois bắt đầu hoạt động coi KCN Mỹ Tuy nhiên, giai đoạn này, điều kiện địa lý, môi trường số yếu tố khách quan cho thấy lợi KCN tập trung KCN riêng lẻ chưa có chênh lệch đáng kể nên số lượng KCN tập trung chưa doanh nghiệp công nghiệp trọng, năm 1950 - 1960 Do điều kiện công nghiệp phát triển mạnh nên ngồi điều kiện mơi trường sinh thái điều kiện xã hội có bùng nổ phát triển vùng công nghiệp KCN tập trung Đối với nước phát triển sử dụng hệ thống KCN Pucto Rico Trong năm từ 1947-1963, Chính phủ Pucto Rico xây dựng 480 nhà máy doanh nghiêp thuê với sở hạ tầng phù hợp nhằm thu hút công ty chế biến Mỹ, hầu hết nhà máy tập trung 30 KCN KCN nước châu Á khai sinh Singapore vào năm 1951, đến năm 1954 Malaysia bắt đầu thành lập KCN thập kỷ 90 có 139 KCN, Ấn Độ bắt đầu thành lập KCN từ 1955 đến năm 1979 có 705 khu cơng nghiệp Bên cạnh mặt tích cực phát triển KCN thách thức mơi trường kèm, địi hỏi cần phải có toán cân phát triển kinh tế bảo vệ môi trường Khái niệm khu công nghiệp sinh thái (KCNST) bắt đầu phát triển từ đầu năm 90 kỷ 20 sở Sinh thái học công nghiệp (STHCN) Với quan điểm hệ công nghiệp thực thể riêng rẽ mà tổng thể hệ thống liên quan giống hệ sinh thái, STHCN tìm cách loại trừ khái niệm “chất thải” sản xuất công nghiệp mục tiêu tăng cường hiệu hoạt động công nghiệp cải thiện môi trường như: giảm thiểu sử dụng tài nguyên thiên nhiên tái tạo, giảm thiểu tác động xấu mơi trường, trì hệ sinh thái tự nhiên khu vực… Nói cách khác, khu cơng nghiệp sinh thái KCN mà nhiều nhà máy hoạt động độc lập kết hợp với cách tự nguyện, hình thành quan hệ cộng sinh nhà máy với môi trường KCN Kalundborg, Đan Mạch coi KCN điển hình giới ứng dụng nghiên cứu STHCN vào việc phát triển hệ thống cộng sinh công nghiệp thông qua trao đổi lượng nguyên vật liệu cơng ty Trong vịng 15 năm từ 1982-1997, lượng tiêu thụ tài nguyên KCN giảm 19.000 dầu, 30.000 than, 600.000m3 nước, giảm 130.000 cácbon dioxide thải Mơ hình hoạt động KCN sở quan trọng để hình thành hệ thống lý luận STHCN KCNST giới Nguyên tắc làm tảng cho phát triển KCNST Kalundborg phù hợp ngành công nghiệp phương diện trao đổi chất thải, khoảng cách nhà máy không lớn, nhà máy nắm bắt thông tin liên quan đến nhà máy khác KCN, động thúc đẩy nhà máy tham gia vào KCNST phát triển kinh tế bền vững, phối hợp nhà máy tinh thần tự nguyện phù hợp với quy định bảo vệ môi trường KCN Riverside, Mỹ nằm thung lũng Burlington có diện tích 40ha, KCNST nông nghiệp hỗn hợp đa chức Phát triển dựa phối hợp nhà máy bên KCN bên trao đổi nguyên liệu phế phẩm Nguyên tắc làm tảng cho phát triển KCNST Riverside là: Khuyến khích phát triển kinh tế tự cung tự cấp địa phương tận dụng tối đa nguồn lực địa phương Cân lợi ích kinh tế ảnh hưởng phát triển Thúc đẩy sử dụng hiệu nguồn tài Bảo vệ bảo tồn nguồn tài nguyên môi trường địa phương, đặc biệt ngành nông nghiệp truyền thống Luôn đảm bảo hợp tác chặt chẽ với cộng đồng địa phương Hợp tác với tổ chức phi lợi nhuận thúc đẩy hoạt động hàng hóa dịch vụ KCN Map Ta Phut, Thái Lan nằm phía Đơng Thái Lan có tổng diện tích 2.000ha, tập trung 89 nhà máy với 20.000 công nhân Nguyên tắc làm tảng cho phát triển KCNST Map Ta Phut trao đổi tái chế chất thải, điều phối giao thông tu bảo dưỡng phương tiện, trao đổi tiếp xúc cộng đồng, tạo lượng, nguồn nhân lực, vấn đề đào tạo, hệ thống mơi trường, an tồn, sức khỏe người KCN Guitang Group, Trung Quốc nằm tỉnh Guangxi thuộc Tây Nam Trung Quốc có tổng diện tích km2 KCN bao gồm nhà máy tinh chế đường lớn Trung Quốc, thành lập năm 1956 Nguyên tắc làm tảng cho phát triển KCNST Guitang Group trao đổi tái chế chất thải, hỗ trợ phủ sách sử dụng sản phẩm phụ, đào tạo nhân trẻ địa phương, hỗ trợ chuyển đổi từ phương thức sản xuất nơng nghiệp cũ sang nơng nghiệp sinh thái, trì đổi môi trường kinh tế xã hội nông thôn… Với nghiên cứu ngày sâu STHCN với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật công nghệ, KCNST trở thành mơ hình cho việc phát triển cơng nghiệp, kinh tế xã hội phù hợp với tiến trình phát triển bền vững toàn cầu Đến nay, KCNST hiểu “cộng đồng” doanh nghiệp sản xuất dịch vụ có mối liên hệ mật thiết lợi ích: hướng tới hoạt động mang tính xã hội, kinh tế mơi trường chất lượng cao, thông qua hợp tác việc quản lý vấn đề môi trường nguồn tài nguyên Bằng hoạt động hợp tác chặt chẽ với nhau, “cộng đồng” KCNST đạt hiệu tổng thể lớn nhiều so với tổng hiệu mà doanh nghiệp hoạt động riêng lẻ gộp lại Một KCNST thực cần phải là: - Một mạng lưới hay nhóm doanh nghiệp sử dụng bán thành phẩm, phế phẩm hay phụ phẩm - Một tập hợp doanh nghiệp tái chế - Một tập hợp cơng ty có cơng nghệ sản xuất bảo vệ môi trường - Một tập hợp công ty sản xuất sản phẩm “sạch” - Một KCN thiết kế theo chủ đề môi trường định (ví dụ KCNST lượng tái sinh, KCNST tái tạo tài nguyên) - Một KCN với hệ thống hạ tầng kỹ thuật cơng trình xây dựng bảo vệ môi trường - Một khu vực phát triển hỗn hợp đồng (công nghiệp, thương mại, dịch vụ) Hiện nay, giới có khoảng 30 KCNST, phần lớn nằm nước Mỹ châu Âu Tại châu Á, mạng lưới công nghiệp sinh thái với số KCNST thành lập phát triển Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ số nước khác Mỗi KCNST có chủ đề (đặc trưng) riêng môi trường hay hệ sinh thái công nghiệp Dựa vào đó, người ta chia KCNST thành năm loại chính: KCNST nơng nghiệp; KCNST tái tạo tài ngun; KCNST lượng tái sinh; KCNST nhà máy điện KCNST lọc hóa dầu hay hóa chất 10 - Khuyến khích sản xuất hơn: Các giải pháp sản xuất không đơn thay đổi thiết bị, mà thay đổi vận hành quản lý doanh nghiệp giải pháp sản xuất chia thành nhóm sau giảm chất thải nguồn, tuần hồn, cải tiến sản phẩm - Hướng tới thực KCN sinh thái: Việc xây dựng mơ hình KCN sinh thái địi hỏi cần thiết trước thực trạng nhiễm từ KCN Mục đích KCN sinh thái xây dựng hệ công nghiệp gồm nhiều nhà máy hoạt động độc lập có quan hệ cộng sinh nhằm giải chất thải gây ô nhiễm môi trường Qua đó, nhà máy KCN sinh thái vừa đạt lợi ích kinh tế, vừa đạt hiệu bảo vệ môi trường chung thông qua việc quản lý hiệu lượng, nước nguyên liệu sử dụng Đối với KCN hữu chuyển sang KCN sinh thái cần đảm bảo tiêu chí: Xác định chất thải KCN khả tái sử dụng chất thải này, chấp hành pháp luật bảo vệ môi trường, nâng cấp sở hạ tầng kỹ thuật KCN nhằm đáp ứng yêu cầu thu gom, xử lý nước thải tập trung… Đối với KCN phải đảm bảo tiêu chí định hướng trao đổi chất thải, phù hợp vị trí, quy mơ đảm bảo khơng gây tác hại tới khu dân cư, phù hợp hạ tầng kỹ thuật Chất thải công nghiệp phải xử lý qua cấp: xử lý khuôn viên sở sản xuất xử lý quy mô KCN 3.4 Đánh giá chung đặc điểm dòng thải lỏng khu công nghiệp Nam Cấm đề xuất sơ đồ hệ thống xử lý nước thải tập trung 3.4.1 Đặc điểm dòng thải lỏng Để đánh giá đặc tính dịng thải lỏng hệ thống mương nước thải KCN sở đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung, luận văn việc đánh giá chất lượng nước thải nhóm ngành KCN phân tích 01 mẫu nước mặt lấy Bara Cầu Kiệt, nơi tiếp nhận nước thải chung KCN, cách KCN 400 m phía Đơng Bắc 67 Trong mẫu nước thải phân tích nhà máy nhóm ngành (Chế biến thực phẩm, Chế biến khống sản, Chế biến lâm sản, Điện tử viễn thông, Sản xuất hóa chất Chế biến thức ăn gia súc) cho thấy rõ: - Nhóm ngành chế biến thực phẩm có nồng độ chất hữu cao, tổng nitơ độ màu tương đối lớn (phụ thuộc vào nguyên liệu), vi sinh vật (có vi sin h vật gây bệnh) có khả phát triển mạnh Nước thải loại này, xử lý phương pháp sinh học truyền thống cho hiệu suất cao Tuy nhiên, sử dụng đơn phương pháp sinh học nước thải sau xử lý khó đạt tiêu chuẩn thải ngày khắt khe Thêm nữa, lượng thải lớn thải lượng nhiễm tăng cao bị thải vào thủy vực lưu thông tái ô nhiễm trở Kết xử lý nhà máy loại hình cho thấy rõ điều đó: Nhà máy chế biến bột cá Minh Thái Sơn sau xử lý UASB Aerotank, BOD5 COD tương ứng 63 100 mg O2/L); Nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An có HTXLNT xem hoàn chỉnh, tổng coliform cao sau xử lý (23.800 MPN/100 mL, gấp 4,8 lần cột B, QCVN 40:2011), giá trị độ màu, tổng nitơ COD cao lưu lượng thải cực lớn (972 so với 1.690.4m3/ngày đêm KCN) - Mẫu nước thải đại diện cho ngành điện tử viễn thông lấy Nhà máy sản xuất linh kiện thiết bị điện tử viễn thông Hitech BSE Việt Nam có amoni vượt 6.5 lần (325 mgN/L), tổng Coliform vượt 12 lần (60.000 MPN/100 mL) so với QCVN 40:2011/BTNMT - quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải cơng nghiệp Đồng thời dịng thải lỏng sau xử lý nhà máy có độ pH cao (pH = 8,3) chứa chứa kim loại nặng Cd, Cu, Zn, Ni dự báo ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịng thải chung gây nhiễm kim loại nặng không xử lý triệt để nguồn Kim loại nặng tích lũy có khả gây ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm khu vực quanh nơi phát thải Với nhóm ngành cần phải xem lại nguồn nguyên liệu, khả gây ô nhiễm HTXLNT có để cải tiến thay đổi công nghệ xử lý Mặt khác cần ý nhà máy có lưu lượng thải lớn thứ KCN (295 68 m3/ngày đêm tổng 1.690.4m3/ngày đêm KCN, sau Nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An) - Nước thải nhóm ngành sản xuất hóa chất mà đại diện nước thải Nhà máy chế biến tùng hương xuất thuộc Công ty CP chế biến tùng hương Việt Nam có độ màu, COD vượt cột B, QCVN 40:2011 (190 Pt-Co 167 mg O2/L) Giá trị pH xấp xỉ ngưỡng (8,7) SS cao (74 mg/L) theo tiêu chuẩn cho phép nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT Chứng tỏ nguồn nước thải chứa nhiều thành phần hữu (có chất hữu khó phân hủy sinh học) khơng an tồn xả dòng thải chung, nên cần phải bổ sung thêm kỹ thuật tiên tiến cho HTXLNT - Nhóm ngành chế biến khoáng sản (bột đá) sử dụng nước để rửa nguyên liệu, làm mát vệ sinh cơng nghiệp, nên nhìn chung khơng gây nhiễm nước Vì cặn dễ lắng nên đơn giản dùng bể lắng để loại bỏ đủ có dầu mỡ nên sử dụng bể tách dầu để loại bỏ Tuy nhiên nước thải nhà máy sau xử lý độ màu cao (từ 65 – 132 Pt-Co) hàm lượng cặn lơ lửng sau xử lý cịn từ 59 ÷ 85 mg/L; KCN Nam Cấm loại hình phát triển mạnh (nhiều nhà máy, xí nghiệp) làm tăng lưu lượng thải, nên cần phải ý đến kỹ thuật tiên tiến để loại bỏ chất ô nhiễm - Nhóm ngành chế biến lâm sản KCN Nam Cấm có cơng nghệ đơn giản, chủ yếu cưa, băm, chặt sàng lấy dăm gỗ khoảng kích thước xác định theo yêu cầu sản xuất cụ thể nên không sử dụng nước Tức khơng có nước thải sản xuất Như việc xử lý nước thải xử lý nước thải sinh hoạt cán công nhân viên có thêm nước thải sản xuất từ mài dụng cụ cưa, phụ gia làm ván ép, nên nhiễm có cặn rắn (SS chính) Mặc dù phân tích 02 mẫu nước thải sau xử lý nhà máy nhóm ngành cho kết đạt QCVN 40:2011, cột B (thậm chí cột A); phát triển thêm nhiều nhà máy cần phải ý đến số thông số tổng nitơ, SS, độ màu công nghệ xử lý 69 Tóm lại, 09 mẫu nước thải xử lý lấy từ 09 nhà máy KCN Nam cấm có 04 mẫu nước thải nhà máy chế biến thực phẩm, linh kiện điện tử sản xuất hóa chất (chế biến tùng lâm) bị nhiễm Các nhà máy cịn lại (đa phần có xử lý sơ bộ) có nước thải khơng gây nhiễm; có nghĩa thơng số phân tích nằm giới hạn cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT Tuy nhiên, với số xấp xỉ ngưỡng không nhiều dự báo ảnh hưởng lớn đến dòng thải chung Các số COD, BOD5, TSS từ nhà máy chế biến nguyên liệu giấy, chế biến nguyên liệu gỗ, bột đá chưa đánh giá an toàn tuyệt đối xả thải mơi trường Kết phân tích dịng thải chung KCN thể bảng 3.9 chứng minh cho điều Bảng 3.9 Kết phân tích nước thải lấy Bara Cầu Kiệt - nơi tiếp nhận nước thải khu công nghiệp Nam Cấm T Thơng số QCVN 08:2008/BTNMT T phân tích pH TCVN 6492:2011 Nhiệt độ TCVN: 4557:1988 DO Phương pháp Đơn vị Kết (Cột B1) - 7,8 5,5 - C 33 - TCVN: 7325:2004 mg/l 5,57 ≥4 TSS TCVN: 6625:2000 mg/l < 10 50 BOD5 TCVN:6001-1:2008 mg/l < 2,7 15 COD Thiết bị Hach 8000 mg/l 40 30 NH4+ TCVN:6179-1:1996 mg/l 1,51 0,5 F- So màu, Hach 8029 mg/l 0,04 1,5 NO2- TCVN: 6178:1996 mg/l 0,17 0,04 10 NO3- TCVN:7323-1:2004 mg/l 0,66 10 SMEWW 5520C:2005 mg/l 0,6 0,1 11 T dầu mỡ 70 T Thơng số T phân tích 12 QCVN 08:2008/BTNMT Phương pháp Tổng Đơn vị Kết (Cột B1) Thiết bị Hach 10029 MPN/100ml 550 7500 Coliform Cụ thể, giá trị COD, amoni nitrit cao chứng tỏ ô nhiễm hữu ô nhiễm nitơ hữu cơ, môi trường trạng thái khử, nồng độ oxy hịa tan cao (có thể mực nước mương thấp, xáo trộn với khí tốt) Với dòng thải tác động tiềm ẩn đến nguồn nước mặt, nước ngầm đất môi trường xung quanh khu vực nghiên cứu đáng kể Tóm lại, nước thải dịng thải chung KCN bị ô nhiễm hữu với tiêu COD vượt 1.33 lần, hợp chất nitơ dạng khử amoni vượt 3.02 lần nitrit vượt 4,25 lần so với QCVN 08:2008/BTNMT - quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt Ngoài ra, tiếp nhận nguồn thải từ nhiều nhà máy, nhiệt độ nguồn thải tăng lên, độ pH tăng xấp xỉ ngưỡng, xuất dầu mỡ nước thải Đánh giá chung dịng thải bị nhiễm hữu cơ, đặc trưng chung dịng thải khu cơng nghiệp thuộc địa bàn Tỉnh Nghệ An nói chung 3.4.2 Đề xuất hệ thống xử lý nước thải tập trung cho KCN Nam Cấm a) Cơ sở đề xuất Trên sở nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải riêng rẽ loại hình ngành nghề KCN Nam Cấm, lưu lượng thải xem xét hiệu xử lý nước thải HTXLNT, xin rút số nhận xét sau: - Dòng thải mang đặc trưng ô nhiễm hữu cơ, amoni, nitrit dầu mỡ mức khơng lớn Nhưng với mức xử lý phương pháp truyền thống thường hiệu - Lưu lượng thải tối đa KCN 1.690.4m3/ngày đêm - Mặc dù số tiêu nhà máy có khả gây nhiễm tổng coliform, vào dịng thải chung, lại giảm thấp đáng kể Tuy nhiên, để giảm thiểu triệt để ô nhiễm tiêu này, đảm bảo nguồn nước an tồn, cần phải 71 xem lại quy trình cơng nghệ HTXLNT nhà máy Cụ thể, số nhà máy Nhà máy sản xuất linh kiện thiết bị điện tử viễn thông Hitech BSE Việt Nam, Nhà máy bia Hà Nội - Nghệ An cần xử lý triệt để tiêu Các nhà máy khác, dịng thải xem an tồn tương dịng thải chung khu cơng nghiệp Đặc biệt, cần ý đến ô nhiễm kim loại nặng từ nguồn thải nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, để có hướng xử lý kịp thời, tránh tác động tiêu cực tới môi trường sống sinh vật người Vị trí đặt hệ thống xử lý nước thải phụ lục Qua q trình nghiên cứu, phân tích, xem xét hoạt động xả nước thải, đặc tính nước thải HTXLNT nhà máy KCN Nam Cấm - Nghệ An, luận văn đưa quy trình xử lý gồm cơng đoạn/bậc Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ minh họa hình 3.21 72 Nước thải đầu vào Bể gom Bể tách cát, cặn lắng Cát Bể điều hịa Hóa chất: Axít kiềm, Phèn, Bể keo tụ, tạo bơng Polymer Bể lắng hóa lý Bùn Hệ thống bể sinh học Hệ thống bế sinh học Thiếu khí - Hiếu khí Thiếu khí - Hiếu khí Bể lắng sinh học Hồ hồn thiện Bể chứa bùn Chlorine Bể khử trùng Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận Bùn khơ thải bỏ QCVN 40:2011/BTNMT Hình 3.21 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung KCN 73 b) Quy trình xử lý Quy trình xử lý nước thải Khu công nghiệp Nam Cấm - Nghệ An gồm công đoạn/bậc, chứa phận chính: Thu gom nước thải - tách rác, cát dầu mỡ; Điều hòa lưu lượng nồng độ; Xử lý hóa lý: đơng keo tụ, lắng hố lý; Bể xử lý sinh học: thiếu khí hiếu khí; Lắng thứ cấp; Hồ sinh học; Khử trùng; Bể quan trắc; Nguồn tiếp nhận Các bước cụ thể sau: Bậc (Xử lý sơ bộ/ Tiền xử lý) - Nước thải từ doanh nghiệp KCN thu gom bể gom nước thải Trước vào bể gom nước thải tách rác song chắn rác thơ Song chắn có tác dụng tách loại rác như: giẻ, mẩu gỗ, cây…có kích thước > 2cm khỏi dòng thải trước vào nhà máy xử lý - Tiếp theo, nước thải bơm từ bể gom qua máy tách rác tinh lên bể tách cát cặn lắng thô, đưa lên tách dầu mỡ phương pháp bẫy mỡ thu gom thủ công Cát cặn lắng bơm định kỳ bể chứa phân hủy bùn - Bể điều hoà nước thải: Bể điều hồ nước thải phải có dung tích chứa nước thải trung bình - 8h Bể điều hịa có tác dụng điều hịa lưu lượng nồng độ chất nhiễm dịng thải trước vào q trình xử lý Bể điều hồ có lắp hệ thống phân phối khí thơ đáy bể có tác dụng xáo trộn hồn tồn nước thải cung cấp lượng khí thích hợp để đảm bảo khơng phát sinh mùi khó chịu phân huỷ yếm khí Hệ thống phân phối khí dạng ống lắp cố định đáy bể khí đựợc cấp từ máy thổi khí Bậc 2, bao gồm số phương pháp hóa lý sinh học sau: - Keo tụ: bước sau bể điều hòa nhằm loại bỏ chủ yếu chất rắn lơ lửng, nhờ giảm bớt tốt phần hợp chất hữu tan (cả khó phân hủy sinh học), độ màu kim loại nặng thông qua hệ thống bể keo tụ, tạo bơng lắng hóa lý Đây bước có khả giảm tải tạo điều kiện thuận lợi cho bước xử lý sinh học 74 Trường hợp nước thải đầu vào có nồng độ chất nhiễm khơng lớn bảng với công nghệ đề xuất nước thải đầu đạt QCVN40: 2011/BTNMT cột A kể tiêu kim loại loại bỏ từ 50 đến 60% nước thải - Xử lý sinh học kết hợp thiếu khí hiếu khí (AO) có khả loại bỏ tốt COD, BOD hợp chất nitơ Trường hợp cần thiết cơng đoạn áp dụng kết hợp kỹ thuật lọc màng (AO-MF AO-UF) Cụ thể: Trước vào bể xử lý sinh học hiếu khí bể Aeroten, nước thải qua bể thiếu khí Anoxic để xử lý Nitơ có nước thải Nước thải bể lắng thứ cấp tuần hoàn phần bùn bể đồng thời cung cấp chất dinh dưỡng cho trình xử lý sinh học Bể Anoxic ngồi tác dụng khử Nitơ có nước thải cịn bể đệm q trình sinh học hiếu khí, bùn hoạt tính dinh dưỡng đưa trộn làm tăng hoạt tính bùn tạo tăng hiệu cho trình xử lý sinh học Nước thải từ bể Anoxic bổ xung thêm chất dinh dưỡng khuấy trộn với bùn tuần hoàn tiếp tục dẫn sang bể xử lý sinh học hiếu khí bể Aerotank, bể hiếu khí có lắp hệ thống phân phối khí dạng bọt mịn đáy bể nhằm cung cấp đủ Oxy cho trình phát triển vi sinh vật trộn nước thải với bùn hoạt tính Trong bể phản ứng sinh hố: Vi sinh vật hiếu khí sử dụng Oxy để oxy hố chất nhiễm hữu có nước thải Bậc 3: Với dịng thải lỏng khơng có ý đặc biệt nồng độ, chất ô nhiễm lưu lượng thải điểm phân tích mục 3.4.1 (tức độ q khó để xử lý), cơng đoạn xử lý triệt để làm nhiệm vụ khử trùng nhờ số bước tiến hành Cụ thể: Sau nước thải xử lý bể Aerotank hỗn hợp bùn (Vi sinh vật) nước dẫn qua bể lắng thứ cấp (ở hỗn hợp bùn nước tách riêng) phần nước phía tự chảy sang bể khử trùng Tại bể khử trùng chất khử trùng NaClO sục vào nước thải để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh có hại tới mơi trường trước thải nguồn tiếp nhận Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột A, QCVN40: 2011/BTNMT 75 Ngoài để hoàn thiện hoạt động HTXLNT, phải thực công đoạn xử lý chất thải rắn phát sinh từ trình xử lý nước thải Công đoạn sau: Rác thô tách từ song chắn rác gom vào xe chứa rác đưa thải bỏ theo tiêu chuẩn Môi trường cho phép Bùn cát tách bể lắng cát bơm bùn đưa bể phân huỷ bùn Bùn hóa lý bể lắng hố lý bơm định kỳ bể phân hủy làm đặc bùn (từ bảng yêu cầu nước thải đầu vào nước thải đầu KCN bảng hàm lượng kim loại nặng bùn thải thấp đạt tiêu chuẩn cho phép thải bỏ).Một phần bùn từ bể lắng thứ cấp bơm hồi lưu hệ thống xử lý sinh học để trì nồng độ vi sinh vật bể Phần bùn dư bùn từ bể lắng hoá lý bơm định kỳ bể phân huỷ làm đặc bùn Bùn sau làm đặc bơm bùn vận chuyển vào máy ép bùn băng tải để tách nước trước thải bỏ Nước từ máy ép bùn đưa trở lại bể gom để xử lý Bùn sau tách nước chứa vào xe thu gom bùn thô đưa thải bỏ Trên thực tế theo kinh nghiệm bùn thải chất thải nguy hại th Cơng ty Mơi trường thị đem thải bỏ chôn lấp theo quy định chất thải rắn thông thường 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, luận văn thu kết sau: KCN Nam Cấm nằm phía Bắc huyện Nghi Lộc, cách thành phố Vinh 18km phía Bắc, sân bay Vinh 11km Cảng Cửa Lò km Đây vị trí thuận tiện mặt giao thơng cho sở sản xuất (CSSX) KCN Nam Cấm thu hút 42 nhà đầu tư vào KCN với ngành nghề là: chế biến thủy sản, chế biến thức ăn chăn ni, chế biến khống sản, vật liệu xây dựng, sản xuất đồ uống số ngành khác Hiện có 19 sở phép hoạt động Đã tìm hiểu cơng nghệ sản xuất xử lý nước thải CSSX đóng KCN Kết cho thấy, nước thải hầu hết CSSX KCN xử lý sơ bộ, có … có HTXLNT Việc đưa mức/cấp độ kỹ thuật xử lý phù hợp với đặc trưng nguồn nước thải cụ thể Trong số 09 CSSX lấy mẫu nước thải sau xử lý để phân tích, sở thuộc 3/6 nhóm ngành nghề có nước thải bị ô nhiễm vượt cột B, QCVN 40:2011 – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp; sở cịn lại có thơng số quan trắc không bị ô nhiễm mức B QCVN 40:2011 Đặc trưng chung dòng thải lỏng KCN Nam Cấm sau: - Ô nhiễm hữu cơ, amoni, nitrit dầu mỡ mức không lớn Nhưng với mức xử lý phương pháp truyền thống thường hiệu - Lưu lượng thải tối đa KCN 1500 m3/ngày, đêm Nhà máy bia có lưu lượng thải lớn nhất, Nhà máy sản xuất linh kiện thiết bị điện tử viễn thông Hitech BSE (lần lượt 973 295 m3/ngày đêm) Các nhà máy khác có lưu lượng khoảng từ 20 ÷ 45 m3/ngày đêm - Trong 06 nhóm ngành hoạt động KCN, ngành chế biến khống có nhiều nhà máy (7), chế biến lâm sản (6), chế biến thực phẩm sản xuất 77 hóa chất (mỗi ngành 2), ngành cịn lại điện tử viễn thông chế biến thức ăn gia súc (mỗi ngành 1).Nước thải ngành nghể khác có đặc trưng riêng khác hiệu trình xử lý khác Đã đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ cho HTXLNT tập trung KCN Dự kiến xử lý theo hệ thống đạt loại A QCVN 40:2011 Đã đánh giá thực trạng quản lý môi trường đề xuất giải pháp giảm thiểu cho Khu công nghiệp Nam Cấm II KIẾN NGHỊ Ban quản lý khu kinh tế Đông Nam, Cơng ty phát triển KCN Nghệ An cần có giải pháp cụ thể quản lý, giám sát môi trường nước thải KCN nhanh chóng triển khai xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung nhằm hạn chế ô nhiễm nước thải phát sinh KCN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thế Chinh, Giáo trình kinh tế quản lý môi trường, Nxb Thống kê, Hà Nội Tăng Văn Đồn, Trần Đức Hạ, 2008, Giáo trình sở kỹ thuật môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội Lê Thanh Hải (2010), GT Quản lý môi trường đô thị khu công nghiệp, Viện Tài nguyên & Mơi trường, Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Phạm Thượng Hàn, 2009, Đo kiểm tra môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội Hồng Hạnh (2007), Các cụm công nghiệp Italia – chiều hướng chiến lược chính, Trang tin điện tử Tạp chí KCN VN, ngày 7/2/2007 6.Trịnh Thị Hòa, Những điểm Nghị định số 164/2013/NĐ-CP, Cổng thông tin điện tử BQL cụm công nghiệp, ngày 31/12/2013 Nguyễn Cao Lãnh (2005), Khu cơng nghiệp sinh thái – Một mơ hình cho phát triển bền vững Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Cao Lãnh (2012), Phát triển khu công nghiệp khu vực nông thôn vùng đồng sông Hồng theo hướng sinh thái, Luận án tiến sỹ-Trường ĐHXD Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ, 1992, Thốt nước xử lý nước thải cơng nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật 10 Nguyễn Văn Sơn, 2008, Giáo trình quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại, Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 11 Nguyễn Thị Kim Thái (chủ biên), 2009, Quy trình quan trắc phân tích chất lượng mơi trường, Nxb Xây Dựng, Hà Nội 12 Trịnh Thị Thanh, Trần m, Đồng Kim Loan, 2004, Giáo trình cơng nghệ Môi trường, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 79 13 Lâm Minh Triết, Lê Thanh Hải, 2006, Quản lý chất thải nguy hại, Nxb Xây Dựng, Hà Nội 14 Lê Trình, 1997, Quan trắc kiểm sốt nhiễm môi trường nước, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 15 Nguyễn Thị Thu Thủy, 1998, Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 16 Bộ Tài Nguyên Môi Trường, 2009, Báo cáo Môi trường Quốc gia 2009 – Môi trường khu công nghiệp Việt Nam, Bộ Tài nguyên Mơi trường 17 Báo phủ điện tử., Nghị định 192/CP ngày 18/12/1994 Chính phủ ban hành quy chế Khu công nghiệp 18 Bộ Kế hoạch đầu tư (2006), Báo cáo tổng kết 15 xây dựng phát triển KCN, KCX VN Báo cáo sơ kết hoạt động khu kinh tế VN 19 Chính Phủ, số: 29/2008/NĐ-CP, Nghị định quy định KCN, KCX KKT, Hệ thống văn quy phạm, pháp luật 20 Đài khí tượng thủy văn Bắc Trung Bộ, 2013 Báo cáo tổng hợp điều tra địa chất Thủy văn tỉnh Nghệ An) 21 UBND huyện Nghi Lộc, 2013, Báo cáo tình hình kinh tế, xã hội, Quốc phịng an ninh năm 2013 22 Ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Nghệ An, 03/10/2003, Quyết định Ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Nghệ An việc thành lập Khu công nghiệp Nam Cấm, tỉnh Nghệ An, Số 3759/QĐ.UB-CN, UBND Tỉnh Nghệ An Tiếng Anh 23 Berrin Tansel (2008), New Technologies for Water and Wastewater Treatment: A survey of Recent Patents, Recent Patents on Chemical Engineering, 2008, 1, 1726 24 Ernest A Lowe (2001), Eco-Industrial Park Handbook og Asian Developing Countries, Report to Asian Development Bank 80 25 George Tchobanoglous, Franklin L Burton, H David Stensel, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (fourth Edition), Metcalf & Eddy, Inc., Copyright © 2003 by the McGraw-Hill Companies, Inc Các trang web 26 Khánh Huy (2013), Giảm ô nhiễm môi trường khu công nghiệp, http://www.nhandan.org.vn/ 27 Trần Bảo Sơn, Khái niệm chung KCN tập trung, Thư viện học liệu mở VN, www.princexml.com 28 Trần Bảo Sơn, Vai trò KCN tập trung, Thư viện học liệu mở VN, www.princexml.com 29 Hùng Võ, Các KCN VN cịn gây nhiễm nặng nề, www.vietnamplus.vn, ngày 20/10/2014 30 Hội Bảo vệ Thiên nhiên Môi trường Việt Nam, Tổng quan khu công nghiệp sinh thái, www.verne.org.vn 31 Wikipedia, Industrial Park, www.google.com 81 ... - TRẦN THỊ MỸ HẠNH NGHI? ?N CỨU ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG THẢI VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG TẠI KHU CÔNG NGHI? ??P NAM CẤM, HUYỆN NGHI LỘC,TỈNH NGHỆ AN Chuyên ngành: Khoa học... thải phù hợp cho khu công nghi? ??p Nam Cấm Mục tiêu đề tài - Nghi? ?n cứu đặc trưng nước thải ước tính lượng thải khu cơng nghi? ??p Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An - Đề xuất sơ đồ công nghệ xử. .. xử lý nước thải tập trung nhằm hạn chế ô nhiễm Khu công nghi? ??p Nam Cấm, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An Giới hạn đề tài Các vấn đề liên quan đến chất lượng nước thải Khu công nghi? ??p Nam Cấm, huyện