Điểm chung tại hai địa điểm lắp đặt hệ thống xử lý là nƣớc ngầm có nồng độ asen và nồng độ sắt cao, trong khoảng 245 – 420 µg/l với asen và 6 – 15 mg/l với sắt. Việc làm thống bằng giàn mƣa và sục khí cƣỡng bức có ý nghĩa trong việc loại bỏ asen và sắt trong nƣớc ngầm. Khi tiếp xúc với khơng khí qua giàn mƣa và tại bể sục khí một phần As (III) trong nƣớc ngầm sẽ chuyển hóa thành As (V). Sự chuyển hóa này giúp tăng đáng kể khả năng xử lý asen trong nƣớc do As (V) bị hấp phụ bởi các bông cặn sắt Fe(OH)3 và vật liệu hấp phụ giàu sắt dễ dàng hơn dạng tồn tại ở hóa trị III của nó. Tối đa khoảng 80% lƣợng asen trong nƣớc ngầm đƣợc loại bỏ bởi q trình làm thống, lọc cát và lắng tự nhiên [57]. Vì vậy lƣợng asen trong nƣớc ngầm sau khi đi qua lớp cát thạch anh nằm trong khoảng 60 – 80 µg/l ở hai địa điểm lắp đặt hệ thống xử lý, sau khi qua lớp vật liệu hấp phụ giàu sắt giảm xuống cịn dƣới 10 µg/l.
Để đánh giá sự hiệu quả của hệ thống, cần dựa vào kết quả phân tích các mẫu nƣớc đầu vào và đầu ra của 2 hệ thống xử lý. Tại điểm trƣờng xóm 6 hàm lƣợng sắt trong nƣớc ngầm trong các ngày hệ xử lý vận hành nằm trong khoảng từ 6 đến 13 mg/l, trung bình là 8,52 mg/l, nồng độ asen nằm trong khoảng 242 đến 375 µg/l, trung bình là 295 µg/l. Tại điểm trƣờng mầm non xóm Trại trong các ngày hệ thống xử lý tại đây vận hành, các mẫu nƣớc ngầm có nồng độ sắt dao động 9,45 – 15,02 mg/l, trung bình là 12,38 mg/l, nồng độ asen nằm trong khoảng 315 đến 420 µg/l,
trung bình là 381 µg/l. Đối với nƣớc đầu ra sau khi chảy qua 2 hệ thống xử lý thì các chỉ tiêu này đều đáp ứng đƣợc QCVN 01:2009/BYT, do đó lấy mức đầu ra là 0,3 mg/l đối với Fe và 10 µg/l đối với As.
Trên thực tế quá trình vận hành hai hệ thống đƣợc 66 ngày tƣơng đƣơng với 3 tháng, do các điểm trƣờng thứ 7 và chủ nhật nghỉ nên 2 hệ thống không vận hành các ngày cuối tuần. Theo tính tốn, q trình vận hành hệ thống, lƣợng nƣớc đi qua hệ xử lý là 132 m3. Nhƣ vậy với hệ thống xử lý tại điểm trƣờng xóm 6 thì tổng lƣợng sắt đầu vào là 1124,64 g, asen đầu vào là 38,94 g. Với điểm trƣờng mầm non xóm Trại, tổng lƣợng Fe đầu vào là 1634,16 g, tổng lƣợng asen đầu vào là 50,3 g. Nếu lấy mức đầu ra là các giá trị lớn nhất đƣợc phép theo QCVN 01:2009/BYT, tƣơng ứng với 0,3 mg/l đối với sắt và 10 µg/l đối với asen thì tổng lƣợng sắt trong nƣớc đầu ra trong một hệ thống xử lý là 39,6g, asen trong nƣớc đầu ra là 1,32 g. Hiệu suất loại bỏ sắt tại hệ thống xử lý tại điểm trƣờng xóm 6 đạt 96,48%, tại điểm trƣờng xóm Trại đạt 97,58. Hiệu suất xử lý asen của hệ thống tại điểm trƣờng xóm 6 đạt 96,66%, điểm trƣờng xóm Trại là 97,38%. Trên thực tế, các kết quả phân tích nồng độ asen tại các mẫu nƣớc đầu ra đều nhỏ hơn giá trị tính tốn vì vậy hiệu suất xử lý của 2 hệ thống trên còn cao hơn các giá trị trên.
Dựa theo kết quả trƣớc và sau khi xử lý cho thấy 2 hệ thống xử lý có hiệu quả xử lý asen và sắt là rất cao (> 96,48% với sắt và > 96,66% đối với asen) đƣa hai thông số này đạt yêu cầu của quy chuẩn cho phép theo QCVN 01:2009/BYT. Kết quả xử lý trong các ngày vận hành cho thấy rõ điều đó, asen sau xử lý nằm trong khoảng cho phép. Có một số ngày sắt vƣợt quá giới hạn cho phép của QCVN 01:2009/BYT do lỗi vận hành, nhƣng sau khi tiến hành khắc phục hệ thống xử lý cho hiệu quả xử lý nhƣ trƣớc khi xảy ra sự cố. Nồng độ asen không quá quy chuẩn là do asen đồng kết tủa với sắt ở q trình sục khí, lắng và q trình hấp phụ khi đi qua lớp vật liệu hấp phụ H1/O1. Hai hệ thống xử lý này có hiệu suất cao khơng kém các mơ hình xử lý nƣớc tập trung nếu xét về khả năng loại bỏ asen và sắt, đƣa hai thông số này đạt yêu cầu của QCVN 01:2009/BYT.
3.5 Đánh giá hiệu quả kinh tế của mơ hình xử lý asen trong nƣớc ngầm quy mơ phân tán mơ phân tán
3.5.1 Chi phí sản xuất vật liệu
Dựa vào chi phí mua nguyên vật liệu, tham khảo thị trƣờng và ƣớc tính sơ bộ giá thành nguyên vật liệu đƣợc tính nhƣ sau:
Cao lanh bao 50 kg trên thị trƣờng có giá là 40.000 đồng.
Đất sét 1 có nguồn gốc tại An Lão, Hải Phịng có giá 200.000 đồng/ 1 tấn. Đất sét 2 có nguồn gốc từ Cổ Định, Thanh Hóa giá nhập là 200.000 đồng/1 tạ.
Nhơm oxit 1 bao 50 kg có giá 650.000 đồng.
Sắt hydroxit cơng nghiệp 1 bao 50 kg có giá là 750.000 đồng. Quặng sắt oxit 1 bao 50 kg có giá 550.000 đồng.
Các nguyên liệu này đƣợc nhập với số lƣợng lớn nên giá thành của chúng thấp hơn so với việc bán lẻ nhƣ trình bày ở trên. Qua khảo sát một số của hàng hóa chất và các chợ đầu mối cho thấy giá của một số nguyên liệu cao gấp 2,5 đến 5 lần giá nhập về số lƣợng lớn.
Chi phí nhân cơng một ngày là 200.000 đồng/ công và trong một ngày một công nhân sản xuất đƣợc 100 kg vật liệu. Chi phí nhân cơng sản xuất 1 kg vật liệu sẽ là 2.000 đồng/ 1 kg.
Chi phí điện chủ yếu từ máy ép viên và lị nung. Cơng suất động cơ của máy ép viên là 7 kW. Máy ép hoạt động liên tục trong 1,5 h/ngày. Lƣợng điện máy ép viên tiêu tốn trong 1 ngày là 7 x 1,5 = 10,5 (kWh).
Lị nung có cơng suất điện là 5kW hoạt động trong vòng 12 tiếng/ngày. Giá điện tại nơi sản xuất vật liệu là 1.635 đồng/1kWh.
Chi phí tiêu thụ điện năng là (10,5 + 5 x 12) x 1.635 = 115.000 đồng trong 1 ngày. Chi phí điện cho 1 kg vật liệu sẽ là 1.200 đồng/ kg.
Chi phí khấu hao vật liệu đƣợc tính theo phần trăm thất thốt. Trong q trình sản xuất ta cân đo khối lƣợng nguyên liệu ban đầu và khối lƣợng vật liệu sản xuất ra, dựa vào tính tốn cân bằng vật chất ta tính tốn đƣợc tỉ lệ thất thốt. Do q
trình sản xuất cịn một số cơng đoạn thủ cơng có thể gây thất thoát nguyên vật liệu, tuy nhiên trên thực tế sản xuất vật liệu, tỉ lệ thất thốt là khơng đáng kể. Ta tạm tính chi phí khấu hao này là 100 đồng/ 1 kg vật liệu.
Chi phí bảo dƣỡng máy ép viên định kỳ 2 tháng 1 lần là 1 triệu đồng. Trong 2 tháng, khối lƣợng vật liệu có thể sản xuất đƣợc là 100 x 60 = 6.000 kg. Chi phí bảo dƣỡng máy móc tính trung bình trên 1 kg vật liệu là 1.000.000 : 6.000 = 167 đồng. Tổng chi phí sản xuất 1 kg vật liệu đƣợc tổng hợp và tính tốn nhƣ trong bảng 3.5 dƣới đây.
Bảng 3.5. Chi phí sản xuất cho 1 kg vật liệu
Chi phí Khối lƣợng Đơn giá
(đồng/kg) Thành tiền (đồng) Cao lanh 0,2 800 160 Đất sét 1 0,15 200 30 Đất sét 2 0,15 2.000 300 Nhôm oxit 0,1 13.000 1.300 Quặng sắt oxit 0,4 11.000 4.400 Sắt hydroxit công nghiệp 0,4 15.000 6.000
Chi phí nhân cơng 1 2.000 2.000
Chi phí điện 1 1.200 1.200
Chi phí khấu hao vật liệu
1 100 100
Chi phí bảo dƣỡng máy móc
1 167 167
Giá sản xuất vật liệu (đồng/kg)
Vật liệu H1 11.257
3.5.2 Chi phí lắp đặt hệ thống
Giá thành lắp đặt hệ thống bao gồm: giá thành của thiết bị và giá vật liệu. Các bể sục khí, bể lắng, bể lọc chính là các bể inox đƣợc gia cơng theo thiết kế tại xƣởng của công ty Nam Á tại Vĩnh Tuy, Hoàng Mai, Hà Nội, thời gian sử dụng từ 10 đến 15 năm:
Bể sục khí: 1.600.000 đồng đã bao gồm ống sục khí; Bể lắng: 1.500.000 đồng;
Bể xử lý chính: 2.400.000 đồng.
Máy nén khí là loại máy nén khí mini khơng dầu, nhỏ gọn, tiện dụng, không phát tiếng ồn đƣợc mua tại cửa hàng điện máy và có giá 1.600.000 đồng.
Máy bơm nƣớc là máy bơm tại các điểm trƣờng, theo giá trên thị trƣờng là 700.000 đồng.
Bộ ống và phụ kiện đƣợc đăng ký mua theo bộ tại đại lý Tiền phong ở Hà Nội.
Công lắp đặt hệ thống đƣợc tính trọn gói là 200.000 đồng cho 1 hệ thống đƣợc lắp đặt.
Chi phí lắp đặt một hệ thống xử lý đƣợc trình bày chi tiết trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Chi phí lắp đặt hệ thống xử lý
Thiết bị Đơn vị Số lƣợng Đơn giá Thành tiền
Bể sục khí Chiếc 1 1.600.000 1.600.000
Bể lắng Chiếc 1 1.500.000 1.500.000
Bể lọc chính Chiếc 1 2.400.000 2.400.000
Máy nén khí Chiếc 1 1.600.000 1.600.000
Máy bơm Chiếc 1 700.000 700.000
Ống và các phụ kiện Bộ 1 900.000 900.000 Công lắp đặt Công 1 200.000 200.000 Giá thành lắp đặt hệ thống xử lý 8.900.000
Các thiết bị, máy móc và phụ kiện có thời gian sử dụng trong khoảng 10 – 15 năm, tính trung bình là 10 năm.
3.5.3 Đánh giá chi phí vận hành
Máy bơm có cơng suất động cơ 100 W. Máy nén khí có cơng suất 0,5 HP (370 W).
Thời gian vận hành trung bình trong ngày với máy bơm là 1 tiếng/ngày. Máy nén khí hoạt động gián đoạn, trung bình 1 ngày là 1,5 giờ.
Điện năng tiêu thụ trong 1 ngày là 0,1 x 1 + 0,37 x 1,5 = 0,66 kWh.
1 ngày hệ xử lý đƣợc 2 m3 nƣớc cung cấp cho nhà trẻ, lƣợng điện năng tiêu thụ sẽ tƣơng đƣơng với 0,33 kWh/m3 nƣớc.
Giá điện theo giá cấp cho bệnh viện, nhà trẻ, trƣờng mẫu giáo là 1.435 đồng/kW, chi phí vận hành của hệ sẽ là 474 đồng/m3 nƣớc.
Chi phí vật liệu và thay thế vật liệu cho 1 hệ xử lý
Vật liệu lọc mua thêm gồm có sỏi có 1 bao 30 kg và cát thạch anh 1 bao 50 kg mua ở tại cơng ty TNHH Nƣớc Vũ Trụ tại Hồng Mai, Hà Nội có giá là 70.000 đồng/ bao. Than hoạt tính gáo dừa mua tại công ty TNHH Nƣớc Vũ Trụ có giá 470.000 đồng/ 1 bao 25 kg.
Trong q trình vận hành, than hoạt tính sẽ đƣợc thay thế 1 năm 1 lần, với cát thạch anh, sỏi, thời gian thay thế là 2 năm, vật liệu hấp phụ giàu sắt 6 tháng sẽ thay 1 lần nhƣ vậy chi phí bảo trì hệ thống hàng năm đối với hệ thống xử lý sử dụng. Nếu trong 1 năm hệ sẽ vận hành đều đặn với cơng suất 2 m3/ngày, thì trung bình, 1 năm hệ sẽ xử lý đƣợc khoảng 730 m3 nƣớc. Nhƣ vậy tính trung bình, chi phí vật liệu và thay thế vật liệu tƣơng đƣơng 2.899 đồng/m3 với vật liệu H1 và 2.592 đồng/m3
với vật liệu O1. Chi phí vật liệu sử dụng trong một năm của hệ thống xử lý asen trong nƣớc ngầm quy mơ phân tán đƣợc trình bày cụ thể tại bảng 3.7.
Bảng 3.7. Chi phí vật liệu sử dụng trong 1 năm
Vật liệu Chu kì thay Đơn vị Số lƣợng Đơn giá Chi phí 1 năm
Sỏi 2 năm Bao 1 70.000 35.000
Vật liệu lọc H1 6 tháng Kg 70 11.257 1.576.000
Vật liệu lọc O1 6 tháng Kg 70 9.657 1.352.000
Than hoạt tính 1 năm Bao 1 470.000 470.000
Tổng Điểm trƣờng xóm Trại sử dụng vật liệu H1 2.116.000
Điểm trƣờng xóm 6 sử dụng vật liệu O1 1.892.000
Nhƣ vậy chi phí để sản xuất 1 m3
nƣớc của hệ sử dụng vật liệu H1 là: 474 + 2.116.000 : 730 + 8.900.000 : 10 : 730 = 4.592 (đồng/m3) Chi phí để sản xuất 1 m3 nƣớc của hệ sử dụng vật liệu O1 là: 474 + 1.892.000 : 730 + 8.900.000 : 10 : 730 = 4.285 (đồng/m3)
Để đánh giá rõ ràng về hiệu quả kinh tế của 2 hệ thống xử lý, tôi tiến hành khảo sát chi phí và giá của một số hệ thống, thiết bị trên thị trƣờng.
Theo công ty cổ phần Đầu tƣ Xây dựng và Kinh doanh nƣớc sạch (VIWACO), đơn vị điều hành hệ thống cấp nƣớc Sông Đà, giá nƣớc cấp đô thị tại Hà Nội sau thuế và phí mơi trƣờng hiện nay là 6.869 đồng/m3 của 10 m3 đầu tiên, từ 10 – 20 m3 là 8.110 đồng/m3, từ 20 - 30 m3 là 9.969 đồng/m3, từ 30 m3 trở lên là 18.318 đồng/m3.
Chi phí sử dụng nƣớc thƣơng phẩm: tại những nơi không tiếp cận đƣợc với hệ thống cấp nƣớc sạch, ngƣời dân có thể mua và sử dụng nƣớc đóng bình để ăn uống. Mỗi bình nƣớc 20 lít có giá từ 12.000 đến 20.000 đồng. Chi phí sử dụng 1 m3 nƣớc thƣơng phẩm là 600.000 đến 1.000.000 đồng.
Chi phí sử dụng các máy lọc nƣớc trên thị trƣờng: hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều máy lọc nƣớc của các hãng khác nhau, có giá từ vài triệu cho đến vài chục triệu đồng. Tuy nhiên trong số đó có nhiều sản phẩm là hàng nhái, kém chất lƣợng của các cơ sở sản xuất khơng có giấy phép sản xuất đƣa ra thị trƣờng với giá thấp khiến ngƣời dân cảnh giác với các sản phẩm giá thành thấp. Chi phí của máy lọc nƣớc Kangaroo Hydrogen KG100HQ khơng tủ bao gồm chi phí lắp đặt và chi phí vận hành. Giá của máy lọc nƣớc này trên thị trƣờng có giá dao động tùy từng cơ sở bán, nhƣng trong khoảng 9.500.000 đồng. Điện năng tiêu thụ của máy là 22 Wh, lƣợng nƣớc lọc đảm bảo là 7.000 lít, chu kì thay thế 9 lõi lọc là 1 năm 1 lần, với giá
4 lõi lọc thơ trung bình là 250.000 đồng/lõi, 5 lõi lọc chức năng là 450.000 đồng/lõi. Chi phí để sản xuất ra 1 m3
nƣớc của máy lọc nƣớc này là 464.285 đồng/m3 chƣa kể lƣợng lớn nƣớc bị thải bỏ trong quá trình lọc (khoảng 25%). Bảng 3.8 dƣới đây trình bày về sự so sánh hiệu quả của các hệ thống và thiết bị xử lý quy mô phân tán và trên thị trƣờng hiện nay.
Bảng 3.8. So sánh hiệu quả kinh tế của các hệ thống, thiết bị xử lý
Công nghệ / Thiết bị Công suất Chi phí lắp đặt
(đồng/bộ)
Chi phí sản xuất 1 m3 (đồng)
Hệ thống xử lý asen quy mô phân tán bằng vật liệu H1
2 m3/ngày 8.900.000 4.592
Hệ thống xử lý asen quy mô phân tán bằng vật liệu O1 2 m3/ngày 8.900.000 4.285 Nƣớc cấp đô thị tại thành phố Hà Nội - - 6.869 (cho 10 m3 đầu) Máy lọc nƣớc Kangaroo KG100HQ 10 l/h (0,24 m3/ngày) 6.250.000 464.285 Bình nƣớc thƣơng phẩm - - 600.000 – 750.000
Qua bảng trên ta thấy chi phí lắp đặt cũng nhƣ vận hành của hệ thống xử lý asen bằng vật liệu hydroxit sắt/ quặng sắt oxit là thấp hơn cả. Các thiết bị máy lọc nƣớc tuy nhỏ gọn tiện dụng cho các hộ gia đình nhƣng chi phí đầu tƣ ban đầu và vận hành cao chƣa phù hợp với điều kiện kinh tế của nhiều hộ gia đình tại các vùng nơng thơn, ngồi ra việc lắp đặt cho 1 trƣờng mầm non cũng không đảm bảo cung cấp lƣợng nƣớc, thời gian sử dụng cục lọc sẽ ngắn lại do nhu cầu lọc cao. Hệ thống xử lý asen quy mơ phân tán có chi phí sản xuất 1 m3 nƣớc uống đảm bảo thấp hơn khoảng 1,5 lần so với giá nƣớc cấp đơ thị (tính theo mức giá rẻ nhất của 10 m3 đầu) và thấp hơn gấp nhiều lần nếu so sánh với nƣớc đóng bình thƣơng phẩm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Sau khi nghiên cứu và hoàn thành, luận văn rút ra một số kết luận sau:
Tại xã Hồng Thái, 100% số hộ gia đình đƣợc khảo sát có giếng khoan và sử dụng nƣớc giếng khoan cho sinh hoạt, thậm chí ăn uống, tuy nhiên chất lƣợng nƣớc các giếng khoan ở 2 thôn Duyên Yết và Lạt Dƣơng đều có nồng độ asen vƣợt QCVN 02:2009/BYT. Hai địa điểm lắp đặt hệ thống xử lý asen tại điểm trƣờng