Để có một cách nhìn tổng thể về XLNT chi phí thấp ta xem xét một số
vấn đề như sau:
1.2.6.1. Các chi phí để XLNT.
Trong điều kiện Việt Nam, hệ thống XLNT phân tán và tại chỗ phù hợp với khả năng đầu tư theo từng giai đoạn cũng như điều kiện tự nhiên. Tuy nhiên chi phí đầu tư xây dựng và chi phí của trạm XLNT lớn. Rất khó xác
định suất đầu tư cho 1m3 nước thải hoặc cho một đầu người do sự biến động kinh tế và điều kiện khác nhau của mỗi khu vực. Mối quan hệ giữa hiệu quả
XLNT và chi phí xử lý tính cho 1m3 nước thải được biểu diễn trên. [3]
Hình 1.3. Biểu đồ quan hệ giữa chi phí và hiệu quả XLNT
Các chi phí để XLNT có liên quan mật thiết đến công nghệ xử lý chủ
yếu gồm: - - - - 30 100 • • • XL bậc 1 XL bậc 2 XL triệt để Khử BOD,N,P XL bậc 2 bằng bùn hoạt tính E,%BOD được khử Chi phí C
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22 - Chi phí đầu tư xây dựng công trình
- Chi phí QLVHBD công trình trong quá trình khai thác sử dụng. Giá thành XLNT bao gồm chi phí khấu hao và chi phí quản lý. Chi phí khấu hao là cốđịnh, người ta thường lấy trung bình là 2,5% cho các công trình thoát và XLNT. Đối với công trình trên mặt đất chi phí khấu hao lấy là 1,25%, công trình dưới mặt đất là 5% chi phí đầu tư. Ví dụ: Chi phí QLVHBD công trình của hộ
gia đình dành cho nhà vệ sinh theo tính toán tại Ấn Độ năm 2009 như Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Chi phí hàng năm của hộ gia đình dành cho các kiểu NVS
Hệ thống Chi phí (Trđ) Hố xí đào dội nước 4k Hố xí đào khô 5k Hố xí thùng chuyên chở bằng xe kéo 8k Hố xí ủ phân 10k Hố xí nước 12k Hố xí tự hoại 15k k: Tỷ giá VNĐ/USD
Một vấn đề liên quan đến chi phí cho XLNT hoặc HTTN, theo nghiên cứu của Duncan Mara về quan hệ giữa chi phí của hộ sử dụng với HTTN tại Brazil năm 2009 được thể hiện như Hình 1.4.
Hình 1.4. Biểu đồ quan hệ chi phí HTTN và mật độ dân
_ _ _ _ | | | 100 200 400 800 100 200 300 HTTN truyền HTTN đơn giản Xử lý tại chỗ (người/ha) Chi phí của hộ gia đình hàng năm (nghìn đồng)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23 Như vậy khi mật độ dân cư, hay số người sử dụng lớn hơn 160 người/ha thì chi phí cho sử dụng HTTN đơn giản hiệu quả hơn rất nhiều so với sử dụng HTTN tập trung truyền thống và xử lý tại chỗ.[9]
HTTN đơn giản thực chất là HTTN chung thông thường, nó sử dụng để
thoát cả nước thải chưa lắng cặn, trước đây được gọi là HTTN nông. Ngoài ra còn một số chi phí cho hoạt động khác có liên quan như: - Chi phí bảo vệ phục hồi môi trường, cảnh quan khu vực, bảo tồn sự đa dạng về sinh thái do ảnh hưởng của công trình XLNT.
- Chi phí truyền thông vận động và chăm sóc sức khỏe cho cộng đồng dân cư khu vực.
- Chi phí xử lý hoặc vận chuyển tiếp các sản phẩm đầu ra, các dịch vụ
kèm theo và chi phí mở rộng sản xuất của một số ngành có liên quan đến giải pháp công nghệđược lựa chọn.
- Chi phí do sự chậm trễ giải quyết XLNT gây nên.
Tóm lại: Tất cả các chi phí trên có thểđược gọi là Tổng hợp chi phí xử
lý của giải pháp công nghệđược lựa chọn, bao gồm các chi phí liên quan đến công trình XLNT, trong đó các chi phí trọng tâm được đề cao hơn các chi phí còn lại.[7]
1.2.6.2. Định nghĩa XLNT chi phí thấp
Hệ thống xử lý nước thải thường bao gồm các công trình tại đó nước thải được xử lý bằng các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học, để loại bỏ
các chất rắn, các chất hữu cơ và đôi khi cả các chất dinh dưỡng có trong nước thải. [3,12]
Mặc dù các hệ thống xử lý nước thải chi phí thấp đòi hỏi diện tích đất sử dụng nhiều hơn so với các hệ thống xử lý sinh học nhân tạo tải lượng cao, nhưng chúng có hiệu quả hơn và đáng tin cậy trong việc xử lý các vi khuẩn, mầm bệnh, nếu được thiết kế một cách hợp lý và không bị quá tải.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24 Các hệ thống xử lý nước thải chi phí thấp được mô tả bằng các quá trình và các công trình xử lý nước thải được vận hành trong các điều kiện gần tự nhiên hoặc phụ thuộc cơ bản vào các yếu tố tự nhiên. Hệ thống xử lý chi phí thấp cũng có thểđược xem là hệ thống có các đặc tính:
• Đạt được mức độ xử lý có thể chấp nhận • Vốn đầu tư thấp
• Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
• Yêu cầu kỹ năng vận hành không cao so với các công nghệ thông thường khác
• Tuổi thọ dài hơn so với tuổi thọ các công nghệ xử lý có sử dụng các thiết bịđiện - cơ khí
• Ít phụ thuộc vào các yếu tố như công tác xây dựng, các thiết bị, cơ khí • Công nghệ/ quá trình xử lý đơn giản hiệu quả xử lý ổn định và lâu dài • Nhu cầu bảo dưỡng và vận hành ít
• Có khả năng vận hành độc lập
• Có khả năng tuần hoàn, tái sử dụng tối đa nước sau xử lý và các sản phẩm có ích từ các chất gây ô nhiễm
• Đáp ứng được nhu cầu phục vụ đối với người dân có thu nhập thấp và trung bình vùng ngoại thành
• Có thiết kếđơn giản, phổ biến với bất cứ quy mô nào từ nhỏđến lớn Hệ thống xử lý nước thải chi phí thấp có thêm những ưu điểm là giảm thiểu các tác động đến môi trường và ít ảnh hưởng đến các hệ sinh thái, có khả
năng ứng dụng tốt trong các điều kiện môi trường nước, đất và đất ngập nước.
1.2.7. Phương pháp XLNT chi phí thấp trên Thế giới đã được ứng dụng và tiêu chí lựa chọn trong điều kiện Việt Nam
1.2.7.1. Công nghệ DEWATS – Một giải pháp bền vững
Tổ chức Bremen Overseas Reasearch and Development Association (viết tắt là BORDA) - Hiệp hội Nghiên cứu và phát triển Bremen là một tổ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25 BORDA bắt đầu tham gia vào lĩnh vực chuyển giao công nghệ biogas từ Ấn
Độ sang Ethiopia, Indonesia, Trung Quốc. Năm 1993 chuyển trọng tâm sang xử lý nước thải phân tán thông qua sự tiếp cận công nghệ được gọi là Hệ
thống xử lý nước thải phân tán DEWATS (Decentralized Wasterwater Treament System).
Công nghệ DEWATS đã và đang được BORDA phổ biến rộng rãi như
là một giải pháp hữu hiệu cho xử lý nước thải phân tán từ các cụm dân cư, bệnh viện, khách sạn, trang trại, các lò giết mổ gia súc, gia cầm và cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại các nước đang phát triển.
DEWATS là một giải pháp mới cho xử lý nước thải hữu cơ với quy mô dưới 1000m3/ngày đêm, với ưu điểm là hiệu quả xử lý cao, hoạt động tin cậy, lâu dài, thích ứng với sự dao động về lưu lượng, không cần tiêu thụđiện năng nếu khu vực xử lý có độ dốc thích hợp, công nghệ xử lý thân thiện với môi trường, xử lý nước thải nhờ các vi sinh vật có trong nước thải hoặc nhờ quá trình tự nhiên mà không sử dụng đến hoá chất và đặc biệt là yêu cầu vận hành và bảo dưỡng đơn giản, chi phí rất thấp.
Mô tả công nghệ:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26 Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử lý cơ bản với các công trình
đặc trưng:
- Xử lý sơ bộ bậc một: Quá trình lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả
năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau.
- Xử lý bậc hai: Quá trình xử lý nhờ các vi sinh vật kỵ khí để loại bỏ
các chất rắn lơ lửng và hoà tan trong nước thải. Giai đoạn này có hai công nghệ được áp dụng là bể phản ứng kỵ khí Baffle Reactor (BF) có các vách ngăn và bể lắng kỵ khí Anarobic Filter (AF). Bể phản ứng kỵ khí với các vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống. Dưới đáy mỗi ngăn, bùn hoạt tính được giữ lại và duy trì, dòng nước thải vào liên tục được tiếp xúc và
đảo trộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kỵ khí cao, nhờ đó mà quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải được diễn ra mạnh mẽ giúp làm sạch nước thải hiệu quả hơn các bể tự hoại thông thường.
Bể lọc kỵ khí với vật liệu lọc có vai trò là giá đỡ cho các vi sinh vật phát triển, tạo thành các màng vi sinh vật. Các chất ô nhiễm hoà tan trong nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vât liệu lọc và tiếp xúc với các màng vi sinh vật.
Toàn bộ phần kỵ khí nằm dưới đất, không gian phía trên có thể sử dụng làm sân chơi, bãi để xe... Điều này rất thích hợp với các khu vực thiếu diện tích xây dựng.
- Xử lý bậc ba: Quá trình xử lý hiếu khí. Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Ngoài quá trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp ôxy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc.
- Khử trùng: Hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử
dụng hoá chất khử trùng là điều cần thiết.
Hiệu quả xử lý:
DEWATS được thiết kế theo yêu cầu của khách hàng, dựa trên nồng độ
chất ô nhiễm dòng vào và yêu cầu chất lượng dòng chảy ra sau xử lý. Hiệu quả xử lý của DEWATS có thể đạt được tiêu chuẩn cho phép loại A đối với nước thải công nghiệp – QCVN 24: 2009/BTNMT.
Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm mà hệ thống DEWATS mang lại, hệ thống xử lý nước thải này vẫn tồn tại một số nhước điểm như sau:
- Thiết kế xây dựng các công trình xử lý của DEWATS phải phù hợp với điều kiện của địa phương và khu đất để xây hệ thống này phải có chất lượng tốt, không bị sụt lún.
- Tốn nhiều diện tích cho xây dựng.
- Chỉ áp dụng để xử lý nước thải hữu cơ, không xử lý được nước thải vô cơ như nước thải chế biến kim loại, nước thải có chứa hóa chất,…
1.2.7.2. Các tiêu chí lựa chọn công nghệ XLNT chi phí thấp trong điều kiện Việt Nam
a. Đặc điểm tự nhiên:
- Theo điều kiện tự nhiên Việt Nam có thể chia ra các vùng như sau: Vùng miền núi; đồng bằng; duyên hải; Tây Nguyên, mỗi vùng có đặc điểm khác nhau. Địa hình nhiều khu vực có độ chênh cao lớn, hoặc sông hồ, ao nhiều.
- Đa số các khu đô thị, khu dân cư tập trung phát sinh ra nước thải thường ở vùng trũng, đồng bằng hoặc thung lũng, nơi thường có mạng lưới sông hồ dày đặc, thuận lợi cho thoát nước và XLNT bằng những phương pháp tự nhiên.
- Quỹđất và không gian của đa số các vùng nông thôn, ngoại thị và các thị xã thuộc các tỉnh đủ rộng để bố trí các hạng mục công trình chiếm nhiều diện tích và phạm vi cách ly bảo vệ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 - Khí hậu Việt Nam là khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, là điều kiện thích hợp cho nhiều vi sinh vật phân huỷ hoạt động và phát triển.
- Vùng nông thôn đa số nhà dân thường có vườn khá rộng để trồng cây và ao hồ thả cá, chăn nuôi gia cầm, gia súc.
Như vậy các giải pháp công nghệ xử lý đểđược lựa chọn thì mặc nhiên phải phù hợp với các đặc điểm tự nhiên;
b. Đặc điểm và tiêu chí xã hội:
- Tỷ lệ người nhiễm bệnh liên quan đến chất thải, nước thải cao cho thấy cần có các công nghệ hợp lý, được xã hội chấp nhận và phổ biến.
- Tính đặc thù từng địa phương như: phong tục tập quán, thói quen, truyền thống có liên quan trực tiếp đến lưu lượng, số lượng và là yếu tố chủ
yếu ảnh hưởng đến tính chất hoá lý, vi sinh học của nước thải.
- Dân số ở các khu dân cư truyền thống, khu đô thị, làng nghề thường tập trung với mật độ cao, các vùng khác mật độ dân cư thấp và phân bố theo tuyến: ven sông, ven đường. Do đó có nhiều ảnh hưởng đến công nghệ thu gom thoát và XLNT, với khu vực có mật độ dân cư cao thì việc áp dụng hệ
thống XLNT tập trung hiệu quả, khu vực ngoại thị, nông thôn các phương án xử lý phân tán sẽ hiệu quả hơn.
- Do trình độ dân trí chưa đồng đều, mức tiếp thu cập nhật công nghệ
của người dân đô thị cao hơn ở vùng nông thôn và miền núi. Do đó, công nghệ áp dụng cho từng vùng cũng phải phù hợp. Dây chuyền công nghệ
không quá phức tạp đến mức không có người của cộng đồng có thểđào tạo để
quản lý vận hành công trình.
- Đa số các đối tượng sử dụng đều muốn xả nước thải, chất thải càng xa nơi ở càng tốt. Tuy nhiên, với quan điểm BVMT thì cần XLNT càng gần nguồn xả càng tốt.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29
* Các tiêu chí đề xuất
1. Khả năng cải thiện được chất lượng vệ sinh và sức khoẻ của cộng
đồng khu vực sử dụng dịch vụ.
2. Tính thân thiện của công nghệ được lựa chọn với cộng đồng. Khả
năng được người sử dụng chấp nhận, ủng hộ và đảm bảo sự tham gia cho tất cả các nhóm người từ giàu đến nghèo.
3. Phù hợp với trình độ văn hoá, dân trí, khoa học công nghệ và tiêu chuẩn sống đang còn thấp, dễ dàng trong QLVH công trình.
4. Dễ dàng hỗ trợ về mặt tổ chức.
5. Khả năng tự lực trong thực hiện và quản lý công trình. 6. Nhu cầu tiềm năng đòi hỏi phát triển;
7 ... vv
c. Yêu cầu tiêu chí môi trường:
- Công nghệ XLNT phải đảm bảo nước thải ra tuân thủ các quy định của Luật Bảo vệ môi trường (đã được công bố năm 1994), không phá vỡ cảnh quan môi trường, không gây tổn hại đến môi trường đất, nước khu vực.
- Nguồn tiếp nhân thường là các sông ngòi, do đó việc xử lý phải đảm bảo tính đồng bộ chung, phải tính đến khả năng ảnh hưởng của việc xả thải
đến các khu vực lân cận.
- Mục tiêu của xử lý nước thải là loại bỏ các tác nhân gây ô nhiễm có trong nước thải và ngăn chặn ô nhiễm nguồn tiếp nhân cũng như ô nhiễm đất.
* Các tiêu chí đề xuất:
1. Khả năng hạn chế gây tổn hại đến môi trường.
2. Mức độ giảm phát tán chất thải.
3. Nguy hại về môi trường.