2.4.1. Khái quát công nghệ xử lý nưóc thải tập trung
Nhìn chung, các quy trình xử lý nước thải tập trung của các Khu công nghiệp có các đặc điểm như sau:
- Ða số các quy trình có sử dụng biện pháp xử lý nhiều cấp, cấp dầu tiên thường là quá trình xú lý hóa lý ( keo tu, tạo bông), hoặc quá trình xử lý sinh học kị khí, cấp cuối cùng là xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính làm thoáng kép dài hoặc sử dụng biện pháp xử lý hiếu khí bùn hoạt tính làm việc theo mẻ (hệ thống bể SBR, hệ thống Unitank) có kết hợp lọc nước thải ra hoặc sử dụng hồ sinh học ổn định.
- Quá trình xử lý nhiều cấp thường được áp dụng cho các KCN có thành phần nước thải tương đối phức tạp, có sự dao động về tính chất nước thải, nước thải có các thành phần độc hai, khó xử lý triệt để bằng quá trình sinh học bùn hoạt tính hoặc có ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả xử lý của quá trình này.
Nước thải công nghiệp phải được làm sạch bằng phương pháp cơ học, hóa học, hóa lí, sinh học và nhiệt đến chất lượng cần thiết, tùy theo dạng sản xuất.
- Phương pháp hóa lý: Để loại các hạt lơ lửng phân tán (rắn, lỏng) và các khí tan, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước thải.
- Phương pháp hóa học: Thực hiện các phản ứng trung hòa, oxi hóa và khử các chất bẩn, phương pháp này được ứng dụng để loại bỏ các chất hòa tan trong nước thải.
- Phương pháp hóa sinh: Ứng dụng nhiều và đạt hiệu quả cao khi xử lý nước thải chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ. Xử lý dựa trên khả năng sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn thức ăn của vi sinh.
- Phương pháp nhiệt bao gồm: Cô đặc nước thải kết hợp tách chất tan, oxi hóa chất hữu cơ khi có xúc tác ở áp suất thường và áp suất cao, oxi hóa pha lỏng các chất hữu cơ, xử lý bằng biện pháp thiêu đốt.
2.4.2. Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp tập trung
2.4.2.1. Công nghệ xử lý nước thải tập trung của KCN trên thế giới
Thông thường để lựa chọn các hệ thống xử lý nước thải tập trung phù hợp cho tính chất của từng KCN cụ thể, các KCN trên thế giới thường ứng dụng các phương pháp xử lý được kết hợp và lựa chọn công đoạn xử lý dựa vào quá trình xử lý phù hợp với từng ngành nghề sản xuất đặc thù như sau:
Bảng 2.1. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải theo ngành nghề
Công nghiệp Chất ô nhiễm nước thải
đặc trưng Quá trình xử lý
Dệt may BOD, TSS, kiềm Trung hòa, kết tủa hóa học,
xử lý sinh học
Da BOD, TSS, Crom Lắng, xử lý sinh học
Giặt là BOD, TSS, bùn lỏng Song chắn rác, kết tủa hóa học, hấp phụ
Hóa tẩy BOD, xà phòng, suponifed Keo tụ, kết tủa hóa học Thực phẩm BOD, TSS, FOG, chất tẩy,
kiềm
Li tâm, xử lý sinh học, song chắn, lắng, kết tủa hóa học, trung hòa…
Dược phẩm BOD Bay hơi, làm khô
Giầy pH cao hoặc thấp, TSS, hợp
chất vô cơ
Lắng, trung hòa, xử lý sinh học
Đĩa kim loại Axit, kim loại nặng Trung hòa, lắng, kết tủa hóa học
Nhựa pH cao hoặc thấp, hợp chất
hữu cơ bay hơi
Trung hòa, xử lý sinh học
Sau khi đã xác định được đặc tính nước thải của từng ngành nghề thuộc KCN, nước thải của các KCN được thu gom và xử lý tại trạm xử lý nước thải tập trung của cả khu, thông thường hệ thống xử lý nước thải được thiết kế theo quy trình sau:
Nước thải -> Cân bằng -> Trung hòa -> Lưới -> Hóa học/Đông tụ -> Lắng ->Xử lý sinh học.
Do vậy hệ thống xử lý nước thải KCN trên thế giới được xử lý làm nhiều bậc xử lý bao gồm quá trình như: tiền xử lý, xử lý sơ bộ và xử lý thứ cấp. Để xử lý nước thải công nghiệp, hiện nay trên thế giới thông thường sử dụng kết hợp các quy trình và công đoạn bao gồm: keo tụ, tạo bông, lọc, hấp phụ carbon hoạt tính, điện hóa, ozon hay các quá trình xử lý sinh học trong cùng một hệ thống. Một hệ thống điển hình của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp mang tính chất phức tạp được ứng dụng để xử lý cho khoảng gần 1000 nhà máy sản xuất được mô tả như sau:
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ chung của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tập trung
Như vậy, các hệ thống xử lý nước thải của từng KCN trên thế giới có sự khác nhau phụ thuộc vào đặc thù ngành nghề sản xuất trong KCN đó. Tuy nhiên, các trạm xử lý đều áp dụng các biện pháp xử lý riêng lẻ phù hợp với từng loại hình sản xuất để làm phương án xử lý nước thải tập trung cho KCN.
2.4.2.2. Công nghệ xử lý nước thải tập trung của KCN tại Việt Nam
Hiện nay, tại Việt Nam đã chú trọng đến xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là tại các KCN. Các mô hình hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN được thiết kế và xây dựng dựa trên các công đoạn xử lý riêng lẻ được kết hợp để tăng hiệu quả xử lý cho hệ thống. Một số công nghệ xử lý nước thải tập trung của KCN tại Việt Nam như sau:
- Xử lý bằng công nghệ “xứ lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính”:
axit Khua y tr®n Xú lý sơ b® Nưóc thái vào
Xú lý
thú cap hiếu khíBể Lang 2
Keo tn
Ðiem giói han
Máy ép bùn Máy ép bùn Ðieu chính pH Loc bơm Be cân bang Loc Máy ép bùn Máy ép bùn Carbon hoat tính Be O3 bơm Nưóc thái ra
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ công nghệ xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính
- Công nghệ SBR: Là một dạng của bể Aeroten có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí.
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải KCN áp dụng theo công nghệ SBR
Như vậy, các công nghệ xử lý nước thải tập trung của các KCN đang áp dụng tại nước ta hiện nay bao gồm các khâu xử lý: Xử lý sơ bộ (điều hòa, lắng sơ bộ,…); Tiền xử lý (xử lý hóa lý…); Xử lý sinh học (hiếu khí, thiếu khí, kị khí…) ; Khử trùng.
Đây là các mô hình xử lý nước thải công nghiệp bằng các phương pháp xử lý kết hợp hóa lý - sinh học - khử trùng và là các phương pháp đã và đang được ứng dụng hiệu quả trên thế giới.
Bể khử trùng Máy thổi khí Bể SBR Chlorine Bể tuyển nổi (Bể tách dầu) Bể diều hòa Bể phán úng Thúng thu dầu M á y é p b ù n B ù n R á c C h ô n l ấ p V á n g d ầ u Đ e m x ử l ý B ể c h ứ a b ù n Nước thái sán xuất
và sinh hoat từ các dơn vị trong khu công nghiệp
Song chăn rác thô Rác Chôn lấp Hố thu rác tập trung Máy lọc rác tinh NaOH, H2SO4 HN 377 HN 378 Bể keo tụ Bể lắng đứng
Mương trung hòa
(QCVN
- Tại KCN Lễ Môn, phường Quảng Hưng, TP. Thanh Hóa, đang áp ụng công nghệ xử lý bằng sinh học hiếu khí Aeroten, với tính chất nước thải đặc trưng chứa hàm lượng các chất ô nhiễm hữu cơ, do vậy, lựa chọn công nghệ Aeroten là phù hợp. Đây là một công nghệ có tính ứng dụng cao, được áp dụng tại nhiều KCN, nhà máy sản xuất đã đem lại hiệu quả.
2.4.2. Tổng quan phương pháp đánh giá công nghệ xử lý chất thải
2.4.2.1. Ý nghĩa của hoạt động đánh giá công nghệ xử lý chất thải
Đánh giá công nghệ xử lý chất thải là việc kiểm tra, đánh giá tính hiệu quả của công nghệ được áp dụng trong xử lý môi trường dựa trên việc phân tích, khảo sát thực tế, sử dụng phương pháp luận và ý kiến của các chuyên gia nhằm đánh giá và lựa chọn công nghệ phù hợp cho xử lý môi trường (Ngô Hồng Phương, 2008).
Theo khoản 13 - điều 3 - Luật chuyển giao công nghệ nêu rõ: “ Đánh giá công nghệ là hoạt động xác định trình độ, giá trị, hiệu quả kinh tế và tác động kinh tế - xã hội, môi trường của công nghệ”.
Theo Tổng cục Môi trường, “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải là việc xác định trình độ, giá trị và hiệu quả của công nghệ xử lý chất thải đang được áp dụng phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam”.
Tiêu chí để đánh giá công nghệ xử lý chất thải : “Là các chỉ số, định mức đánh giá trình độ các thiết bị, công nghệ về mức độ đạt được các tiêu chí môi trường, cơ khí hóa, tự động hóa, hiệu quả xử lý ô nhiễm, chi phí kinh tế, kỹ năng vận hành, bảo dưỡng và tính an toàn môi trường.
Hiện nay, khi nền kinh tế đang trên đà phát triển, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp nặng, công nghiệp vừa và nhẹ thì sản xuất hàng hóa tại các làng nghề cũng đang được chú trọng đẩy mạnh và quan tâm. Việc cung cấp các sản phẩm tiêu dùng và phục vụ đời sống con người ngày một tăng cao kéo theo vấn đề chất thải thải ra gây ô nhiễm môi trường cũng ngày càng nhiều, càng ô nhiễm., chính vì vậy mà việc lựa chọn một công nghệ phù hợp nhằm xử lý chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất có tính khả thi trở nên cần thiết cho mỗi cơ sở sản xuất kinh doanh. Nó có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ môi trường, sau đây là một số lợi ích khi thực hiện hoạt động đánh giá công nghệ xử lý chất thải:
- Góp phần giúp các cơ sở sản xuất kinh doanh có sự lựa chọn giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm phù hợp, giảm chi phí, nâng cao nhận thức tuân thủ pháp luật về môi trường, đẩy nhanh việc ứng dụng các công nghệ được đánh gia vào thực tiễn.
- Giúp cho nhà nước định hướng phát triển công nghệ môi trường phục vụ sự nghiệp bảo vệ môi trường trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và hình thành công nghiệp môi trường.
- Tạo cho các cơ sở nghiên cứu triển khai ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ môi trường có điều kiện nhìn nhận khách quan về công nghệ của mình và phát huy khả năng sáng tạo, cải tiến, đổi mới công nghệ…
Hình 2.2. Ý nghĩa của hoạt động đánh giá công nghệ xử lý chất thải
2.4.2.2. Lựa chọn tiêu chí đánh giá sự phù hợp công nghệ xử lý nước thải
Việc chọn lựa công nghệ xử lý nước thải phù hợp được thực hiện dựa trên việc xem xét, đánh giá rất nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau. Vấn đề được quan tâm hàng đầu trong việc lựa chọn công nghệ là bản chất ứng dụng công nghệ chẳng hạn công nghệ xử lý/ tái chế/ tái sử dụng,… tiếp theo đó là các yếu tố ảnh hưởng bao gồm hiệu quả, chi phí, các yếu tố xã hội và thể chế cũng được quan tâm trong việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp (Singhirunnusorn and Stenstrom, 2009) (dẫn theo Trịnh Thị Hồng Gấm, 2013).
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra những quan điểm khác nhau đối với đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý chất thải. Theo Alaerts và cộng sự (1990) (dẫn theo Trịnh Thị Hồng Gấm, 2013), một hệ thống xử lý chất thải là khả thi nếu nó có hiệu quả về kinh tế, kỹ thuật, đáng tin cậy và có thể quản lý dễ dàng. Dựa trên những thuật ngữ chung như trên, một vài tiêu chí mang tính khả
Đơn vi cung cấp công nghệ XLCT Đánh giá công nghệ XLCT Khách hàng (các cơ sở sản xuất phát sinh chất thải) Yêu cầu thực hiện
đánh giá công nghệ Đánh giá những yêu cầu được xác định trước
Chọn công nghệ tốt nhất
Đầu tư phát triển Cải tiến nâng cao chất lượng công nghệ XLCT
thi được xác định như: (a) khả thi về môi trường; (b) đáng tin cậy; (c) có thể quản lý về tổ chức và kỹ thuật;(d) nguồn chi phí và tài chính; và (e) có thể ứng dụng theo hướng tái sử dụng. Mỗi tiêu chí được chia ra thành các chỉ tiêu khác nhau, các chỉ tiêu này cần được xem xét trong việc đánh giá tính ổn định của hệ thống. Boshier (1993) (dẫn theo Trịnh Thị Hồng Gấm, 2013) nghiên cứu ba trường hợp ở New Zealand trong đó cộng đồng phải quyết định phương án công nghệ thích hợp để xử lý và thải bỏ bùn cống rãnh, ông kết luận rằng những tiêu chí hữu ích nhất để đánh giá các phương án công nghệ khác nhau là: (a) sự tham gia và cam kết của cộng đồng; (b) sự sẵn có của cơ sở hạ tầng kỹ thuật như có sẵn bãi đỗ để thải bỏ; (c) các khía cạnh văn hoá và môi trường địa phương ; (d) các hiểm họa, rủi ro về môi trường; (e) chi phí; (f) các khía cạnh về kỹ thuật. Trong các trường hợp nghiên cứu này, các yếu tố về điều kiện văn hoá môi trường địa phương đóng vai trò quyết định trong việc chọn phương pháp xử lý. Dummade (2002) (dẫn theo Trịnh Thị Hồng Gấm, 2013) đề xuất nhiều chỉ thị để đánh giá tính ổn định của công nghệ ngoại nhập cho các nước đang phát triển và phân loại chúng thành sơ cấp và thứ cấp. Khả năng thích ứng của một công nghệ với môi trường và xã hội được xem xét như chỉ thị sơ cấp, chỉ thị thứ cấp là một nhóm gồm bốn loại như sau: (a) ổn định về kỹ thuật ; (b) ổn định về kinh tế; (c) ổn định về môi trường và (d) ổn định về chính trị - xã hội. Bằng cách nhận dạng và xác định các chỉ thị ổn định tại một vị trí cụ thể, công nghệ ổn định và ổn định hơn có thể được lựa chọn và “có thể tránh được sự lãng phí tài nguyên” (Dunmade, 2002), Lettinga (2001) (dẫn theo Trịnh Thị Hồng Gấm, 2013). đã liệt kê các vấn đề cần đạt được của phương án công nghệ phát triển ổn định và ổn định lâu dài: (a) sử dụng ít tài nguyên/năng lượng hoặc có khả năng sản xuất tài nguyên/năng lượng; (b) hiệu quả xử lý và sự ổn định của hệ thống; (c) linh động về mặt ứng dụng ở các quy mô khác; (d) đơn giản trong xây dựng, vận hành và bảo dưỡng.
Nghiên cứu tổng quan tài liệu cho thấy có nhiều điểm tương tự giữa các tiêu chí đưa ra từ các tác giả khác nhau để đánh giá tính khả thi và ổn định của công nghệ xử lý chất thải ở những vùng miền khác nhau. Dựa vào điều kiện thực tế của Việt Nam, 04 nhóm tiêu chí và 27 tiêu chí nhánh được sử dụng để đánh giá và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp.
Nhóm tiêu chí về kỹ thuật liên quan đến vấn đề kỹ thuật như thiết kế, xây dựng, vận hành và độ tin cậy của công nghệ. Đối với bất kỳ hệ thống xử lý nước
thải nào, mục tiêu quan trọng nhất là đạt tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường hay
tuân thủ quy định về môi trường. Ngoài ra, hiệu quả xử lý của mỗi công trình đơn vị cũng phản ánh sự phù hợp trong thiết kế, vận hành công trình đơn vị đó, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của toàn hệ thống. Xét hai hệ thống xử lý có chi phí xây dựng và vận hành tương đương nhau, hệ thống có hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm cao hơn thì sẽ an toàn trong việc tuân thủ quy định về môi trường hơn (Lucas, 2004). Độ tin cậy của hệ thống bao gồm độ tin cậy đối với khả năng vận hành và độ tin cậy của thiết bị. Độ tin cậy của hệ thống được đánh giá theo hiệu quả xử lý trong điều kiện bình thường và trong trường hợp sự cố, tần xuất hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng của sự cố hư hỏng thiết bị đến hiệu quả xử lý (Eisenberg et al., 2001). Khả năng quản lý hệ thống về mặt kỹ thuật mà Alaerts
et al. (1990) đã đề cập cũng có thể được xếp vào nhóm tiêu chí này. Khả năng quản lý hệ thống liên quan đến các yếu tố như tần suất bảo dưỡng hệ thống, khả năng thay thế thiết bị bằng thiết bị có sẵn hoặc tự chế tạo ở địa phương và yếu tố nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cần thiết để quản lý hệ thống (Dunmade,