Chương 1 Tổng quan
1.3. Phương pháp dự báo nước thải của các ngành công nghiệp
1.3.1. Phương pháp dự báo nước thải của các ngành công nghiệp trên thế giới
Trên thế giới, việc tính tốn xả thải dựa trên nghiên cứu xác định hệ số phát thải công nghiệp đã được quan tâm từ nhiều năm trước đây. Tài liệu quan trọng nhất trong dự báo nước thải các ngành công nghiệp được WHO công bố năm 1993 là
“Đánh giá nguồn gây ô nhiễm khí, nước và đất” [56, 93]; đây là nguồn thông tin được sử dụng phổ biến nhất và được tổng hợp là từ những năm 80 của thế kỷ 20,
bao trùm hầu hết các lĩnh vực sản xuất, dịch vụ trong phạm vi toàn cầu, dựa trên trình độ cơng nghệ, thiết bị, quản lý sản xuất và quản lý môi trường của một số quốc gia tại thời điểm những năm 80. Tài liệu này là cơ sở cho một loạt các công bố về dự báo phát thải từ hoạt động công nghiệp đã được xuất bản sau này.
Sau năm 1993, Cục Bảo vệ môi trường Liên bang Mỹ (US-EPA) đã ban hành tài liệu hướng dẫn phát thải cho các ngành công nghiệp căn cứ trên kết quả điều tra về tuân thủ môi trường của các lĩnh vực sản xuất khác nhau trên toàn liên bang Mỹ, tập trung chủ yếu vào hệ số phát thải khí thải [61-79, 81-90].
Năm 2007, Ủy ban châu Âu (EC) ban hành tài liệu về các hệ số phát thải tiêu chuẩn cho các quá trình công nghiệp [51], đề cập tới hệ số phát thải của 167 quá
trình sản xuất khác nhau tại châu Âu. Cũng trong năm đó, Ngân hàng Thế giới
(WB) ban hành Hướng dẫn hợp tác tài chính trong mơi trường, sức khỏe và an toàn [92], chủ yếu đề cập đến các lĩnh vực sản xuất, dịch vụ có tiềm năng vay vốn từ WB hoặc các tổ chức tài chính quốc tế khác có liên quan với hệ số phát thải của khoảng 54 lĩnh vực sản xuất công nghiệp và dịch vụ.
Năm 2013, Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc (UNEP) phối hợp với Viện Công nghệ Á châu (AIT) ban hành tài liệu Hướng dẫn kiểm kê phát thải [59], trong đó tập trung vào hệ số phát thải của các loại chất thải khí và xây dựng các
cơng thức, các phương pháp tính tốn ơ nhiễm trong phát thải khí.
Dựa vào các cơng bố về dự báo phát thải nêu trên, có thể nhận thấy việc xây dựng hệ số phát thải trên thế giới chủ yếu dựa vào phương pháp điều tra khảo sát và xử lý số liệu thống kê. Ngoài ra, hiện nay, cùng với sự phát triển và áp dụng của một số công cụ quản lý mới dựa trên cơ sở là kinh tế mơi trường và kiểm tốn chất thải như sản xuất sạch hơn (CP - Cleaner Production), phân tích vịng đời sản phẩm (LCI - Life Cycle Inventory), đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA - Life Cycle
Assessment) cũng được áp dụng để dự báo phát thải.
Qua nghiên cứu các hệ số phát thải đã được công bố trên thế giới có thể thấy, hệ số phát sinh nước thải của một số ngành công nghiệp cụ thể đã được các quốc gia phát triển và các tổ chức công bố là rất đa dạng và phong phú. Dựa trên đặc trưng về việc tự xử lý và chịu trách nhiệm về chất lượng nước thải của của các cơ sở sản xuất trước khi thải ra môi trường, các nghiên cứu này đã đưa ra các hệ số phát sinh nước thải theo từng ngành công nghiệp dựa trên quy mơ sản xuất (tính theo ngun liệu hoặc theo sản phẩm), và thiếu thông tin về hệ số phát sinh nước thải của KCN.
Điều này dẫn đến việc áp dụng các hệ số này cho các KCN tiến hành thu gom và
XLNTTT như ở Việt Nam là không phù hợp; do vậy, cần xây dựng bộ hệ số phát sinh nước thải riêng áp dụng tại Việt Nam với phương pháp tương tự.
1.3.2. Hệ số tiêu thụ nước và phát sinh nước thải của một số ngành công nghiệp tại Việt Nam
Việc nghiên cứu xây dựng các hệ số phát thải phục vụ cho các nhiệm vụ quản lý, quy hoạch môi trường, ĐMC, ĐTM ở Việt Nam cơ bản ít được quan tâm trong
thời gian qua. Vì vậy, cho đến nay có khá ít nghiên cứu trong nước nghiên cứu sâu
về vấn đề này, mà chỉ chủ yếu tập trung vào lĩnh vực ứng dụng các hệ số có sẵn trên thế giới phục vụ đánh giá nhanh trong các báo cáo ĐTM.
các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Hậu Giang... đã tiến hành điều tra nguồn thải, xác
định các hệ số phát thải của một số nhóm đối tượng chính, sau đó tiến hành ước tính
tổng tải lượng ơ nhiễm do khí thải, nước thải, chất thải rắn (hiện trạng và dự báo
đến năm 2020, 2025, 2030) phục vụ cho công tác kiểm sốt ơ nhiễm. Năm 2009,
dựa trên nhiệm vụ “Điều tra, đánh giá các nguồn thải, đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường trên địa bàn tỉnh Đồng Nai” [33], Trung tâm Công nghệ Mơi trường
thành phố Hồ Chí Minh (ENTEC) đã điều tra tình hình phát sinh chất thải nói chung và nước thải nói riêng đối với một số nhóm đối tượng chính và xác định được hệ số phát thải, trong đó có hệ số về lưu lượng nước thải phát sinh từ 10 ngành dựa vào
kết quả điều tra thực tế về quy mô, cơng suất của ngành nghề.
Ngồi ra, một số dự án sản xuất sạch hơn, xây dựng được các định mức tiêu
thụ nước và hệ số về lưu lượng thải của các ngành công nghiệp để phục vụ đánh giá hiệu quả của các giải pháp sạch hơn. Một số định mức tiêu thụ nước và hệ số về lưu lượng nước thải của các ngành chế biến thuỷ sản, giết mổ lợn, giấy và bột giấy…
được xây dựng thông qua các dự án sản xuất sạch hơn.
Hệ số tiêu thụ nước và phát sinh nước thải của một số ngành được liệt kê dưới
đây.
1.3.2.1. Hệ số tiêu thụ nước của ngành chế biến thuỷ hải sản
Năm 2003, hệ số này được xây dựng thông qua dự án Seaqip/Seafish (2003)
của Bộ Thủy sản trước đây (nay đã được sáp nhập vào Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn) nhằm giảm thiểu định mức sử dụng nước và giảm lưu lượng xả
nước thải trong chế biến thủy sản với lượng nước sử dụng biến động từ là 3 - 40 m3/tấn sản phẩm [22]. Năm 2011, Chi cục BVMT thành phố Hồ Chí Minh đã điều
tra tình hình sử dụng nước và xả nước thải tại Xí nghiệp Agrex Saigon và Xí nghiệp sản xuất & chế biến hàng xuất khẩu quận 8, thành phố Hồ Chí Minh, trên cơ sở đó
đã xây dựng Hướng dẫn sản xuất sạch hơn ngành chế biến thủy sản và đề xuất mức
tiêu thụ nước tại các nhà máy chế biến thủy sản dao động trong khoảng từ 4,3 - 93,8 m3/tấn nguyên liệu hoặc 25 - 267 m3/tấn thành phẩm, mức tiêu thụ tối ưu trung bình khoảng 30 m3/tấn thành phẩm [10].
1.3.2.2. Hệ số phát sinh nước thải từ ngành công nghiệp giết mổ heo
Năm 2006, theo kết quả của đề tài “Áp dụng sản xuất sạch hơn cho cơ sở giết
mổ heo Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh” [31], hệ số phát sinh nước thải được tính theo hệ số 3,0 m3/tấn heo sống đối với cơ sở chưa thực
hiện sản xuất sạch hơn và 2,05 m3/tấn heo sống đối với cơ sở đã thực hiện sản xuất sạch hơn.
1.3.2.3. Hệ số phát sinh nước thải từ ngành công nghiệp giấy và bột giấy
Nghiên cứu của Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành giấy và bột giấy [37] cho
thấy hệ số phát sinh nước thải cho một tấn giấy của một nhà máy giấy và bột giấy tại Việt Nam là 150 - 300 m3/tấn, khi áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn thì hệ số nước thải sẽ giảm xuống còn khoảng 20 - 60 m3/tấn giấy.
Theo kết quả điều tra và tính hệ số phát sinh nước thải của ngành công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Đồng Nai do ENTEC thực hiện, hệ số phát sinh nước thải từ các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy từ 13,33 - 43,19 m3/tấn giấy [32].
Theo tài liệu do Tổng cục Môi trường công bố năm 2011, hệ số phát sinh nước thải của ngành giấy, bột giấy được đưa ra là: sản xuất bột giấy từ 20 - 300 m3/tấn sản phẩm; sản xuất giấy từ bột giấy từ 0,5 - 13,5 m3/tấn sản phẩm; sản xuất giấy tái chế từ phế liệu là từ 0,06 - 50 m3/tấn sản phẩm [29].
1.3.2.4. Hệ số sử dụng nước của ngành công nghiệp dệt nhuộm
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành dệt nhuộm [34] cho thấy lượng nước sử dụng trong quá trình nhuộm và hồn tất vải có biên độ dao động lớn, từ 16 - 900
m3/tấn sản phẩm. Hầu như tất cả các cơng đoạn của q trình nhuộm và hoàn tất đều phát sinh nước thải với lượng và thành phần nước thải phụ thuộc loại thiết bị nhuộm, loại nguyên liệu đem nhuộm, màu sắc nhuộm và loại thuốc nhuộm sử dụng.
Bảng 1.2. Lượng nước tiêu thụ trong ngành dệt nhuộm
Hàng dệt nhuộm Lượng nước tiêu thụ (m3/tấn SP)
Vải cotton 80-240
Vải cotton dệt thoi 70-180
Len 100-250
Vải polyacrylic 10-70
Nguồn: [34] 1.3.2.5. Hệ số phát sinh nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất tinh bột sắn
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành sản xuất tinh bột sắn cho thấy định mức tiêu thụ nước của ngành sản xuất tinh bột sắn khoảng 30 - 40 m3/tấn sản phẩm [35]. Lượng nước thải ra môi trường thường chiếm 80 - 90% nước sử dụng.
1.3.2.6. Hệ số tiêu thụ nước của ngành công nghiệp sản xuất bia
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành sản xuất bia cho thấy các nhà máy bia định mức việc tiêu hao nước và nước thải dựa trên sản lượng bia (thường tính trên 1
hoặc 100 lít bia) [38]. Mức tiêu hao nước cho 3 loại cơng nghệ (truyền thống, trung bình và cơng nghệ tốt nhất) trong các nhà máy bia ở Việt Nam là: 2,0-3,5; 0,7-1,5;
0,4 m3/100 lít bia tương ứng. Nhà máy bia công nghệ tốt nhất là nhà máy mà tiêu
hao nước và ô nhiễm ở mức thấp nhất. Mức tiêu thụ nước tại nhà máy bia vận hành tốt nằm trong khoảng 0,4 - 1,0 m3/100 lít bia.
Lượng nước tiêu thụ của các công đoạn sản xuất của một nhà máy bia điển
hình được nêu trong Bảng 1.3 cho thấy chỉ có một lượng nước ở trong bia, nước bay hơi, nước trong bã hèm, bã bia không đi vào hệ thống nước thải; lượng nước không
Bảng 1.3. Tiêu thụ nước tại một nhà máy bia điển hình
Cơng đoạn Lượng nước tiêu thụ (m3/100 lít bia)
Khu vực nguyên liệu 0,13
Vệ sinh 0,29
Truyền nhiệt 0,07
Khác 0,16
Tổng cộng 0,65
Nguồn: [38] 1.3.2.7. Hệ số tiêu thụ nước của ngành công nghiệp thuộc da
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phịng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành thuộc da cho thấy mức tiêu thụ nước
trong nhà máy thuộc da (da muối) áp dụng công nghệ thuộc truyền thống vận hành tốt nằm trong khoảng 30 m3/tấn da nguyên liệu [39]. Nước sử dụng ở hầu hết các
cơng đoạn trong q trình thuộc da: hồi tươi, rửa, tẩy lông, ngâm vôi, làm mềm, làm xốp, thuộc da, thành ướt, vệ sinh thiết bị nhà xưởng, nồi hơi.
1.3.2.8. Hệ số tiêu thụ nước của ngành cơng nghiệp hồn tất kim loại
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành hoàn tất kim loại [36] cho thấy nước thải từ quá trình tiền xử lý chủ yếu là nước thải bị ô nhiễm từ các bể rửa và nước vệ sinh cho quy trình sản xuất. Lượng nước tiêu thụ của ngành mạ điện rất khác nhau tùy
thuộc vào diện tích bề mặt được mạ; mức tiêu thụ nước tại công đoạn mạ điện trong thực hành sản xuất tốt có thể đạt mức 10 - 20 lít/m2 bề mặt (xem Bảng 1.4).
Bảng 1.4. Tiêu thụ nước tính theo diện tích bề mặt mạ Loại mạ kiện Lượng nước tiêu thụ (lít/m2) Loại mạ kiện Lượng nước tiêu thụ (lít/m2)
Mạ kẽm quay 10-210 Mạ kẽm treo 10-600 Mạ niken quay 20-50 Mạ niken quay 40-50 Mạ crom cứng 20 Mạ thiếc quay 50 Nguồn: [36]
1.3.2.9. Hệ số phát sinh nước thải từ ngành công nghiệp tấm lợp amiăng xi măng
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam phối hợp với Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong cơng nghiệp (Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam - Đan Mạch) đối với ngành tấm lợp amiăng xi măng [40] cho thấy
lượng nước trung bình sử dụng cho 1 tấm sản phẩm là 9 lít; một số nhà máy sử dụng
đến 40 lít/tấm (tỷ trọng 15 kg/m2, kích thước trung bình 1 tấm là 870 x 1.500 mm).
1.3.2.10. Hệ số phát sinh nước thải từ ngành công nghiệp chế biến mủ cao su
Với công suất 10.000 tấn/năm, hàng năm các nhà máy chế biến cao su thuộc
Tập đồn cơng nghiệp cao su Việt Nam tiêu thụ khoảng 160.000 m3 nước. Định
mức sử dụng nước trung bình là 16 m3/tấn mủ cao su [9].
Kết quả điều tra và ước tính hệ số về lưu lượng nước thải của các cơ sở chế
biến mủ cao su tại Đồng Nai [32] được tóm tắt trong Bảng 1.5, cho thấy hệ số phát sinh nước thải của các nhà máy chế biến mủ cao su tại Đồng Nai dao động từ 9,18
đến 16,3 m3/tấn mủ cao su.
Bảng 1.5. Hệ số phát sinh nước thải của một số cơ sở chế biến mủ cao su tại Đồng Nai tại Đồng Nai STT Tên cơ sở Lưu lượng (m3/ngày) Công suất (Tấn mủ/ngày) Hệ số phát sinh nước thải (m3/tấn mủ)
1 Nhà máy chế biến mủ cao su
Long Thành 450 49 9,18
2 Nhà máy chế biến mủ cao su
Hàng Gòn 350 27 12,96
3 Nhà máy chế biến mủ cao su An
An Lộc 375 23 16,30
4 Nhà máy chế biến mủ cao su
Bình Lộc 950 62 15,32
Nguồn: [32]
Tóm lại, tổng hợp các kết quả nghiên cứu nêu trên cho thấy việc xây dựng hệ số tiêu thụ nước và hệ số phát thải nước thải từ một số ngành cơng nghiệp điển hình tại Việt Nam đã bước đầu được nghiên cứu. Tuy nhiên, chưa có cơng trình nghiên
trong một số đề tài, nhiệm vụ, dự án làm cơ sở đánh giá nhanh lưu lượng nước thải, tải lượng ô nhiễm phục vụ cho công tác quy hoạch môi trường, đánh giá khả năng chịu tải, phân vùng xả thải, cấp phép xả thải, đánh giá hiệu quả của các giải pháp
sản xuất sạch hơn. Một số ngành công nghiệp cơ bản đã được bước đầu nghiên cứu và công bố hệ số định mức tiêu thụ nước và hệ số phát sinh nước thải thông qua các dự án sản xuất sạch hơn. Toàn bộ các hệ số đều được xây dựng trên cơ sở phương pháp điều tra, khảo sát số liệu và sử dụng công cụ thống kê, có tham khảo số liệu đã cơng bố của nước ngồi và dựa trên thơng tin đầu vào là quy mô sản xuất (công suất sản xuất tính theo ngun liệu hoặc sản phẩm), khơng dựa trên diện tích chiếm đất
của cơ sở sản xuất.