Phần lớn dân số nước tôi sống ở các thị trấn nhỏ và vùng nông thôn, và vấn đề ô nhiễm nước thải nông thôn ngày càng được quan tâm. Ngoại trừ tỷ lệ xử lý nước thải thấp ở khu vực phía Tây, tỷ lệ xử lý nước thải ở vùng nông thôn nước tôi nhìn chung đã tăng lên. Tuy nhiên, đất nước tôi có lãnh thổ rộng lớn, và điều kiện môi trường, sinh hoạt và điều kiện kinh tế của các thị trấn, làng mạc ở các vùng miền khác nhau rất đa dạng. Làm thế nào để thực hiện tốt công tác xử lý nước thải phi tập trung theo điều kiện địa phương, kinh nghiệm của các nước phát triển rất đáng để học hỏi.
công nghệ xử lý nước thải phi tập trung chính của nước tôi
Ở nước ta chủ yếu có các loại công nghệ xử lý nước thải nông thôn sau (xem Hình 1): công nghệ màng sinh học, công nghệ xử lý bùn hoạt tính, công nghệ xử lý sinh thái, công nghệ xử lý trên đất và công nghệ xử lý kết hợp sinh học và sinh thái. Mức độ ứng dụng và các trường hợp vận hành quản lý thành công đều đã được ghi nhận. Xét về quy mô xử lý nước thải, công suất xử lý nước nói chung dưới 500 tấn.
1. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải nông thôn
Trong thực tiễn xử lý nước thải nông thôn, mỗi công nghệ xử lý đều có những ưu điểm và nhược điểm sau:
Phương pháp bùn hoạt tính: kiểm soát linh hoạt và tự động, nhưng chi phí trung bình mỗi hộ gia đình cao, và cần nhân viên chuyên môn để vận hành và bảo trì.
Công nghệ đất ngập nước nhân tạo: chi phí xây dựng thấp, nhưng hiệu quả loại bỏ chất thải thấp và vận hành, quản lý bất tiện.
Xử lý đất: việc xây dựng, vận hành và bảo trì đơn giản, chi phí thấp, nhưng có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và đòi hỏi quản lý vận hành và bảo trì lâu dài.
Hệ thống xoay sinh học + luống trồng cây: phù hợp với khu vực phía Nam, nhưng khó vận hành và bảo trì.
Trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ: gần giống với phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đô thị. Ưu điểm là chất lượng nước thải đầu ra tốt, nhược điểm là không đáp ứng được nhu cầu xử lý nước thải nông nghiệp ở vùng nông thôn.
Mặc dù một số nơi đang thúc đẩy công nghệ xử lý nước thải nông thôn “không dùng điện”, công nghệ xử lý nước thải “dùng điện” vẫn chiếm tỷ lệ lớn. Hiện nay, ở nhiều vùng nông thôn, đất đai được phân bổ cho các hộ gia đình, đất công cộng còn ít, và tỷ lệ sử dụng đất ở các khu vực kinh tế phát triển rất thấp, dẫn đến nguồn đất dành cho xử lý nước thải khan hiếm. Do đó, công nghệ xử lý nước thải “động” có triển vọng ứng dụng tốt ở những khu vực có tỷ lệ sử dụng đất thấp, nền kinh tế phát triển và yêu cầu chất lượng nước cao. Công nghệ xử lý nước thải tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ đã trở thành xu hướng phát triển của công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phi tập trung ở các làng và thị trấn.
2. Chế độ kết hợp của công nghệ xử lý nước thải nông thôn
Công nghệ xử lý nước thải nông thôn ở nước ta chủ yếu bao gồm ba phương thức sau:
Phương pháp đầu tiên là MBR, hay còn gọi là quá trình oxy hóa tiếp xúc hoặc quá trình bùn hoạt tính. Nước thải trước tiên đi vào bể tự hoại, sau đó vào đơn vị xử lý sinh học, và cuối cùng được xả vào nguồn nước xung quanh để tái sử dụng. Việc tái sử dụng nước thải ở vùng nông thôn phổ biến hơn.
Phương thức thứ hai là kỵ khí + vùng đất ngập nước nhân tạo hoặc kỵ khí + ao hoặc kỵ khí + đất, nghĩa là, đơn vị kỵ khí được sử dụng sau bể tự hoại, và sau khi xử lý sinh thái, nó được thải ra môi trường hoặc sử dụng trong nông nghiệp.
Phương án thứ ba là bùn hoạt tính + vùng đất ngập nước nhân tạo, bùn hoạt tính + ao, oxy hóa tiếp xúc + vùng đất ngập nước nhân tạo, hoặc oxy hóa tiếp xúc + xử lý trên đất, tức là sử dụng các thiết bị hiếu khí và sục khí sau bể tự hoại, và bổ sung thêm một đơn vị xử lý sinh thái để tăng cường loại bỏ nitơ và phốt pho.
Trong các ứng dụng thực tế, phương thức đầu tiên chiếm tỷ lệ lớn nhất, đạt 61%.
Trong ba phương pháp trên, MBR có hiệu quả xử lý tốt hơn và phù hợp với một số khu vực có yêu cầu cao về chất lượng nước, nhưng chi phí vận hành tương đối cao. Chi phí vận hành và chi phí xây dựng của hệ thống đất ngập nước nhân tạo và công nghệ kỵ khí rất thấp, nhưng nếu xét một cách toàn diện, cần phải tăng cường quá trình sục khí để đạt được hiệu quả nước thải lý tưởng hơn.
Công nghệ xử lý nước thải phi tập trung được ứng dụng ở nước ngoài
1. Hoa Kỳ
Về hệ thống quản lý và yêu cầu kỹ thuật, hệ thống xử lý nước thải phi tập trung ở Hoa Kỳ hoạt động trong một khuôn khổ tương đối hoàn chỉnh. Hiện nay, hệ thống xử lý nước thải phi tập trung ở Hoa Kỳ chủ yếu sử dụng các công nghệ sau:
Bể tự hoại. Bể tự hoại và xử lý nước thải trên đất là những công nghệ phổ biến ở nước ngoài. Theo dữ liệu khảo sát của Đức, khoảng 32% nước thải phù hợp với xử lý trên đất, trong đó 10-20% không đạt tiêu chuẩn. Nguyên nhân của sự cố có thể là do hệ thống gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, chẳng hạn như: thời gian sử dụng quá lâu; tải trọng thủy lực quá lớn; vấn đề về thiết kế và lắp đặt; vấn đề về quản lý vận hành, v.v.
Bộ lọc cát. Lọc cát là một công nghệ xử lý nước thải rất phổ biến ở Hoa Kỳ, có thể đạt được hiệu quả loại bỏ tốt.
Xử lý hiếu khí. Xử lý hiếu khí được áp dụng ở nhiều nơi tại Hoa Kỳ, quy mô xử lý thường là 1,5-5,7 tấn/ngày, sử dụng phương pháp bàn xoay sinh học hoặc phương pháp bùn hoạt tính. Trong những năm gần đây, Hoa Kỳ cũng rất chú trọng đến việc xử lý hiệu quả việc sử dụng nitơ và phốt pho. Hầu hết nitơ ở Hoa Kỳ đều có trong nước thải. Việc giảm chi phí xử lý tiếp theo thông qua quá trình tách sớm là rất quan trọng.
Ngoài ra, còn có các công đoạn khử trùng, loại bỏ chất dinh dưỡng, phân tách nguồn, và loại bỏ và thu hồi N và P.
2. Nhật Bản
Công nghệ xử lý nước thải phi tập trung của Nhật Bản khá nổi tiếng với hệ thống xử lý bằng bể tự hoại. Nguồn nước thải sinh hoạt ở Nhật Bản có phần khác so với ở nước tôi. Nước thải chủ yếu được thu gom theo phân loại nước thải giặt giũ và nước thải nhà bếp.
Bể tự hoại ở Nhật Bản được lắp đặt ở những khu vực không phù hợp với hệ thống đường ống thu gom và có mật độ dân cư tương đối thấp. Bể tự hoại được thiết kế cho các quy mô dân số và các thông số khác nhau. Mặc dù các bể tự hoại hiện nay đang được thay thế qua từng thế hệ, nhưng chúng vẫn chủ yếu được lắp đặt trong bồn rửa. Sau các quá trình như phản ứng AO, kỵ khí, khử oxy, hiếu khí, lắng đọng, khử trùng và các quá trình khác, có thể nói rằng một bể tự hoại loại A đang hoạt động bình thường. Việc ứng dụng tương đối thành công bể tự hoại ở Nhật Bản không chỉ là vấn đề kỹ thuật, mà còn là một hệ thống quản lý tương đối hoàn chỉnh trong khuôn khổ pháp lý đầy đủ, tạo nên một trường hợp thành công tương đối. Hiện nay, có những trường hợp ứng dụng bể tự hoại ở nước ta, và có thể nói rằng thị trường ở Đông Nam Á cũng rất tiềm năng. Các quốc gia như Đông Nam Á, Indonesia và Philippines cũng bị ảnh hưởng bởi chính sách xử lý nước thải phi tập trung của Nhật Bản. Malaysia và Indonesia đã xây dựng các tiêu chuẩn và hướng dẫn kỹ thuật trong nước riêng cho bể tự hoại, nhưng trên thực tế, các tiêu chuẩn và hướng dẫn này có thể không phù hợp với tình trạng phát triển kinh tế hiện tại của họ.
3. Liên minh châu Âu
Trên thực tế, trong EU có cả những quốc gia phát triển về kinh tế và công nghệ, cũng như những khu vực lạc hậu về kinh tế và công nghệ. Về phát triển kinh tế, tình hình tương tự như Trung Quốc. Sau khi đạt được bước đột phá kinh tế, EU cũng đang nỗ lực cải thiện hệ thống xử lý nước thải, và năm 2005 đã thông qua tiêu chuẩn EU EN12566-3 về xử lý nước thải phi tập trung quy mô nhỏ. Tiêu chuẩn này có thể nói là một cách để điều chỉnh các biện pháp phù hợp với điều kiện địa phương, điều kiện địa lý, v.v., nhằm lựa chọn các công nghệ xử lý khác nhau, chủ yếu bao gồm bể tự hoại và xử lý trên đất. Trong số các tiêu chuẩn khác, có cả các cơ sở tổng hợp, nhà máy xử lý nước thải quy mô nhỏ và hệ thống tiền xử lý.
4. Ấn Độ
Sau khi giới thiệu ngắn gọn trường hợp của một số quốc gia phát triển, tôi xin trình bày tình hình của các nước đang phát triển ở Đông Nam Á, những nước tương đối gần với các vùng kinh tế kém phát triển của nước tôi. Nước thải sinh hoạt ở Ấn Độ chủ yếu đến từ nước thải nhà bếp. Về xử lý nước thải, công nghệ bể tự hoại hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất ở Đông Nam Á. Nhưng vấn đề chung cũng tương tự như ở nước ta, đó là các loại ô nhiễm nguồn nước rất rõ rệt. Với sự hỗ trợ của Chính phủ Ấn Độ, các hoạt động và chương trình nhằm mở rộng hiệu quả việc sử dụng bể tự hoại đang được triển khai, với các tiêu chuẩn kỹ thuật cho xử lý bằng bể tự hoại và công nghệ oxy hóa tiếp xúc đã được ban hành.
5. Indonesia
Indonesia nằm trong vùng nhiệt đới. Mặc dù sự phát triển kinh tế nông thôn còn tương đối lạc hậu, nhưng nước thải sinh hoạt của người dân địa phương chủ yếu được xả thẳng ra sông. Do đó, điều kiện sức khỏe nông thôn ở Indonesia không mấy khả quan, tương tự như ở Malaysia, Thái Lan, Việt Nam và các nước khác. Tỷ lệ sử dụng bể tự hoại ở Indonesia đạt 50%, và họ cũng đã ban hành các chính sách liên quan để thúc đẩy việc sử dụng các tiêu chuẩn và quy chuẩn về bể tự hoại trong nước.
Kinh nghiệm nước ngoài cao cấp
Tóm lại, các nước phát triển có rất nhiều kinh nghiệm tiên tiến mà nước ta có thể học hỏi: hệ thống tiêu chuẩn hóa ở các nước phát triển rất hoàn thiện và thống nhất, có hệ thống quản lý vận hành hiệu quả, bao gồm đào tạo nghề và giáo dục công dân, đồng thời các nguyên tắc xử lý nước thải ở các nước phát triển rất rõ ràng.
Cụ thể bao gồm: (1) Làm rõ trách nhiệm xử lý nước thải, đồng thời, nhà nước hỗ trợ xử lý nước thải phi tập trung thông qua kinh phí và chính sách; xây dựng các tiêu chuẩn tương ứng để điều chỉnh và hướng dẫn xử lý nước thải phi tập trung; (2) thiết lập hệ thống quản lý hành chính và quản lý ngành công bằng, tiêu chuẩn hóa và hiệu quả để đảm bảo sự phát triển hiệu quả và hoạt động lâu dài của xử lý nước thải phi tập trung; (3) Nâng cao quy mô, tính xã hội hóa và chuyên môn hóa trong xây dựng và vận hành các cơ sở xử lý nước thải phi tập trung để đảm bảo lợi ích, giảm chi phí và tạo điều kiện thuận lợi cho việc giám sát; (4) Chuyên môn hóa; (5) các dự án tuyên truyền, giáo dục và sự tham gia của người dân, v.v.
Trong quá trình ứng dụng thực tiễn, những kinh nghiệm thành công và bài học thất bại được tổng kết để hiện thực hóa sự phát triển bền vững của công nghệ xử lý nước thải phi tập trung của nước ta.
Cr.antop
Thời gian đăng bài: 13/04/2023