Tốp 5 giải pháp xử lý nước thải chi phí thấp phù hợp cho khu vực nông thôn mới

Tiêu chí môi trường là một trong những tiêu chí khó đạt nhất và thường đạt cuối cùng trong 19 tiêu chí xây dựng nông thôn mới. Để đạt được tiêu chí môi trường, các địa phương cần hoàn thành 8 chỉ tiêu khác như: Tỷ lệ hộ được sử dụng nước sạch hợp vệ sinh theo quy chuẩn quốc gia đạt từ 90% trở lên; chất thải rắn trên địa bàn và nước thải khu dân cư tập trung, cơ sở sản xuất kinh doanh được thu gom, xử lý theo quy định; Xem thêm tài liệu Module xử lý nước thải

Từ những đặc điểm đó, nhóm tác giả VINACEE Việt Nam xin giới thiệu và đề xuất một số mô hình thu gom, quản lý và xử lý nước thải hiệu quả, bền vững, áp dụng phù hợp với điều kiện các khu vực nông thôn mới tại Việt Nam

XEM VIDEO LIÊN QUAN GIỚI THIỆU BỂ TÁCH DẦU MỠ CÔNG NGHIỆP

Dewat – Giải pháp công nghệ từ CHLB Đức

Hệ thống xử lý nước thải phân tán DEWATS là kết quả chuyển giao công nghệ thông qua hợp tác giữa Trung tâm Đào tạo và Hợp tác Quốc tế - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam với tổ chức Nghiên cứu và Phát triển ngoài nước Bremen (BORDA) – CHLB Đức về phổ biến một số công nghệ phù hợp nhằm phát triển đời sống kinh tế xã hội vùng nông thôn và miền núi Việt Nam từ năm 2008 đến nay.

Hệ thống xử lý nước thải phân tán DEWATS là giải pháp xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ bằng phương pháp sinh học, thân thiện với môi trường và chi phí vận hành thấp. Nôi dung của hệ thống bao gồm:

Xử lý sơ bộ: Quá trình lắng và nổi
Xử lý kỵ khí bậc 1: Thông qua hệ thống bể xử lý kị khí vách ngăn dòng hướng lên thông qua lớp bùn hoạt tính bên trong bể
Xử lý kỵ khí bậc 2: Thông qua các ngăn bể kị khí dòng hướng lên với lớp đệm cố định
Xử lý hiếu khí bậc 3: Thông qua bãi lọc ngang (với vật liệu là sỏi, đá dăm...) có trồng cây (lau sậy, dong riềng...)/ hoặc hệ thống ao hiếu khí.

Mô hình xử lý nước thải phân tán, chi phí thấp bằng bể tự hoại cải tiến (Bastaf - Bể tự hoại cải tiến với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí )

Công nghệ bể tự hoại cải tiến với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí (BASTAF) thay thế cho bể tự hoại truyền thống, với giá thành thấp và hiệu quả xử lí cao, ổn định đã được nghiên cứu, phát triển trong khuôn khổ dự án hợp tác nghiên cứu ESTNV giữa Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (IESE), Trường ĐHXD và Viện KH&CN MT Liên bang Thụy Sĩ (EAWAG), Cơ quan Hợp tác Phát triển Thuỵ Sĩ (SDC) tài trợ (1998 – 2007), và ngày càng được cải tiến, hoàn thiện.

Với hiệu suất xử lý cặn gấp từ 2 - 3 lần bể tự hoại thông thường, bể tự hoại cải tiến (BASTAF) do nhóm nghiên cứu Trường ĐH Xây dựng chế tạo hy vọng sẽ là giải pháp hiệu quả cải thiện chất lượng nước thải trong điều kiện phần lớn các đô thị Việt Nam chưa có đủ điều kiện xây trạm xử lý nước thải tập trung.

"Ngay khi quá trình nghiên cứu hoàn tất, chúng tôi dự định kiến nghị Bộ Xây dựng đưa BASTAF vào tiêu chuẩn xây dựng", Tiễn sĩ Nguyễn Việt Anh, Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp (CEETIA), Trường đại học Xây dựng, thành viên nhóm nghiên cứu công nghệ này cho biết.

"Bể tự hoại cải tiến (BASTAF) hay còn gọi là Bể phản ứng kỵ khí với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí là công nghệ vừa mới lại vừa cũ", ông Antoine Morel, kỹ sư môi trường chuyên ngành nước và vệ sinh môi trường ở các nước đang phát triển thuộc Viện Khoa học công nghệ môi trường Thụy Sĩ nói. "Cũ" bởi đây là công nghệ đã được phát minh từ thế kỷ thứ 19 tại Anh và đã được áp dụng trên thế giới còn hạn chế. Hiện tại, công nghệ này đang được nghiên cứu ở Việt Nam, Thái-lan và Trung Quốc với các mô hình trình diễn.

Nguyên tắc vận hành của BASTAF là: nước thải được đưa vào ngăn thứ nhất của bể, có vai trò làm ngăn lắng - lên men kỵ khí, đồng thời điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong dòng nước thải vào ô hình. Nhờ các vách ngăn hướng dòng, ở những ngăn tiếp theo, nước thải chuyển động theo chiều từ dưới lên trên, tiếp xúc với các vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn hình thành ở đáy bể trong điều kiện động. Các chất bẩn hữu cơ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hoá, làm nguồn dinh dưỡng cho sự phát triển của chúng. Cũng nhờ các ngăn này, công trình trở thành một dãy bể phản ứng kỵ khí được bố trí nối tiếp, cho phép tách riêng hai pha (lên men axít và lên men kiềm). Quần thể vi sinh vật trong từng ngăn sẽ khác nhau và có điều kiện phát triển thuận lợi. Ở những ngăn đầu, các vi khuẩn tạo axít sẽ chiếm ưu thế, trong khi ở những ngăn sau, các vi khuẩn tạo metal sẽ là chủ yếu.

Với quy trình vận hành này, BASTAF cho phép tăng thời gian lưu bùn và nhờ vậy hiệu suất xử lý tăng trong khi lượng bùn cần xử lý lại giảm. Các ngăn cuối cùng là ngăn lọc kỵ khí, có tác dụng làm sạch bổ sung nước thải. Các vi sinh vật kỵ khí gắn bám trên bề mặt các hạt của lớp vật liệu lọc ngăn cặn lơ lửng trôi ra theo nước.

Từ năm 2000 - 2001 đến nay, mô hình BASTAF trong phòng thí nghiệm công nghệ xử lý nước thải của CEETIA và mô hình bể tự hoại cải tiến thí điểm tại gia đình của Tiến sĩ Nguyễn Việt Anh và ông Nguyễn Văn Lộc, Hà Nội, đã được xây dựng.

Ngoài ra, trong hai năm 2002 và 2003, mô hình này đã được ứng dụng thực tế để xử lý nước thải sinh hoạt ở trạm xử lý nước thải nhà chung cư M3 - M4 Định Công (Hà Nội), khu du lịch Hòn Tre (Nha Trang), khu nhà thực nghiệm nghiên cứu phố cổ Hà Nội trong Trường đại học Xây dựng.

Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm trên cho thấy: sử dụng BASTAF để xử lý nước thải sinh hoạt đạt hiệu suất tốt, ổn định. Hiệu suất xử lý trung bình theo hàm lượng cặn lơ lửng SS đạt 75%, theo COD đạt 73%, theo BOD đạt 71%, gấp hai đến ba lần (tuỳ tiêu chí) so với hiệu suất xử lý nước thải trong các bể tự hoại thông thường hiện nay.

Với hiệu suất xử lý này, theo kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp của một sinh viên Đại học Xây dựng, với quy mô thị xã Hà Đông, nếu nhà nào cũng xây bể tự hoại cải tiến BASTAF thì sẽ giúp thành phố giảm 30% chi phí nếu phải xử lý nước thải tập trung.

Mô hình BASTAF + Bãi lọc ngầm trồng cây XEM THÊM

Bùn phân huỷ, nước thải sau xử lý từ bãi lọc trồng cây còn có giá trị kinh tế. Mô hình xử lý nước thải trong bể BASTAF và bãi lọc ngầm trồng cây - trồng các loại thực vật nước dễ kiếm, phổ biến ở Việt Nam, do Viện KH&KTMT (IESE), Trường ĐHXD phát triển cho phép đạt chất lượng nước đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn cột A hoặc cột B, QCVN 14:2008 và QCVN 40:2011 đối với các chỉ tiêu COD, SS, TP, TN, vi sinh vật, cho phép đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường hay tái sử dụng lại nước thải, là công nghệ XLNT phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Các mô hình XLNT phân tán của nhóm nghiên cứu DESA, Viện KHKTMT, ĐHXD đã khẳng định được những ưu điểm của nó và được người sử dụng chấp nhận, đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên khắp cả nước, với các quy mô khác nhau. Các giải pháp xử lí nước thải phân tán DESA đã được nhận Cúp Môi trường Việt Nam tại Hội chợ và triển lãm quốc tế về Công nghệ Môi trường lần thứ 1, Hà Nội, 4/2006.

Bể xử lý nước thải công suất nhỏ JOKASOU

Johkasou của là một hệ thống hợp khối thu gọn của các quy trình xử lý nước thải đi kèm với những công nghệ xử lý nước tiên tiến, có thể cung cấp tính năng xử lý nước tiên tiến với thời gian xây dựng ngắn

– Sử dụng màng lọc khuẩn theo hướng không gian nhằm tăng bề mặt tiếp xúc nước thải với các vi sinh vật đặc hiệu.

– Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học, dùng các vi sinh vật kị khí và hiếu khí phân huỷ cac chất hữu cơ trong nước thải. Johkasou là loại thiết bị thân thiện với môi trường …

Với những ưu điểm nổi bật của hệ thống, Johkasou đang phát huy thế mạnh ở các khu vực dân cư phân tán như các nhà máy, bệnh viện, khu phát triển nhà ở. Johkasou giúp xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Đảm bảo được chất lượng của nguồn nước thải, chất lượng xả thải. Bảo tồn môi trường nước… Johkasou áp dụng được linh hoạt cho nhiều quy mô : quy mô nhỏ (dùng cho hộ gia đình 5-10 người), quy mô vừa (dùng cho cụm dân cư 11-50 người), quy mô lớn (dùng cho các nhà cao tầng, khu đô thị, khu thương mại..từ 51 người trở lên). Trong 3 quy mô này, tuỳ thuộc vào tính chất của nguồn thải, và chất lượng xả thải mà nó được chia thành nhiều model khác nhau có quy trình và phương thức xử lý khác nhau.

Trạm XLNT hợp khối xây dựng bằng bê tông cốt thép AFSB

Tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường – Trường Đại học Xây dựng; Nhóm nghiên cứu DESA tiếp tục phát triển mô hình XLNT phân tán với công nghệ A2O, áp dụng cho các khu đô thị, tòa nhà cao tầng, bệnh viện, khu du lịch, xí nghiệp chế biến thực phẩm... Cụm công trình XLNT hợp khối AFSB bao gồm ngăn điều hòa, ngăn xử lý kỵ khí với các giá thể vi sinh, ngăn xử lý hiếu khí với các giá thể vi sinh, ngăn lắng - tách bùn và ngăn khử trùng. Một phần nước thải và bùn được đưa trở lại tuần hoàn để tách nitơ, phốtpho. Giá thể vi sinh trong ngăn xử lý kỵ khí và hiếu khí có thể là loại cố định hay di động. Nước thải sau xử lý đạt mức A theo QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 14:2008/BTNMT.

Đối với hiệu quả của mô hình xử lý nước thải: nước thải sau khi được xử lý qua hệ thống hoàn chỉnh, kết quả xét nghiệm có 7/11 thông số đạt, 4 thông số còn lại tiệm cận với tiêu chuẩn cột B của QCVN 14:2008/BTNMT; hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với điều kiện phân tán của nông thôn tại các địa phương; chi phí lắp đặt, quản lý, vận hành thấp hơn nhiều so với xử lý tập trung; người dân dễ tiếp cận, nước thải đầu ra có thể phục vụ tưới cây.

Hiện nay mô hình xử lý nước thải sinh hoạt hộ gia đình bằng bể tự hoại cải tiến Bastaf cũng đã được nhân rộng trên địa bàn các tỉnh tỉnh thực hiện. Tính đến nay, có trên 10.000 mô hình đã thực hiện vận hành hiệu quả. Ngoài ra, thông qua công tác tập huấn, tuyên truyền mô hình đã được các địa phương triển khai mạnh mẽ đến từng khu dân cư và đã được người dân hưởng ứng ủng hộ triển khai thực hiện.

Qua tổng hợp két quả, các cơ quan quản lý, nhà khoa học giá cao kết quả ứng dụng của các giải pháp vệ sinh chi phí thấp, phù hợp với điều kiện Việt Nam hiện nay. Tuy nhiên, cần rút ngắn quy trình xử lý rác thải; xem xét triển khai những kết quả thực hiện trong xử lý nước thải và rác thải rộng ra khu vực đô thị.

Hữu Tuyên - Ngô Thắng