a/ Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu xây dựng quy chuẩn địa phương về tái sử dụng nước sau xử lý của ngành chế biến mủ cao su và ngành chăn nuôi để tưới cây
b/ Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Tp. HCM
c/ Họ và tên chủ nhiệm nhiệm vụ: PGS.TS Nguyễn Phước Dân và cá nhân tham gia chính:
1. TS. Nguyễn Ngọc Bích
2. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh
3. Thạc sỹ Phạm Hoàng Lâm
4. Thạc sỹ Đặng Vũ Xuân Huyên
5. Thạc sỹ Phan Thanh Lâm
6. Kỹ sư Nguyễn Thanh Bình
Và các sinh viên thuộc Khoa Môi trường và Tài nguyên – Trường Đại học Bách khoa:
1. Nguyễn Gia Bảo
2. Nguyễn Quốc Bảo
3. Bố Nguyễn Kim Long
4. Đỗ Thị Hoài Thương
5. Trần Quang Tuyến
6. Dương Thị Thanh Thảo
7. Trần Văn Hà
8. Bùi Trọng Tín
9. Nguyễn Như Cương
10. Nguyễn Thùy Vân
d/ Mục tiêu của nhiệm vụ: Đánh giá tiềm năng sử dụng nước tái sinh từ nước thải chăn nuôi và nước thải cao su sau xử lý ở tỉnh Bình Dương; đánh giá tiềm năng áp dụng nước thải chăn nuôi và nước thải cao su sau xử lý tái sử dụng cho mục đích tưới tiêu; xác định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở chế biến cao su thiên nhiên và của các cơ sở chăn nuôi khi tưới cây đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường; xây dựng quy định chất lượng nước tái sinh cho mục đích tưới tiêu và chính sách quản lý về tái sinh nước ở tỉnh Bình Dương.
đ/ Kết quả thực hiện tóm tắt:
I. Đặt vấn đề:
Bình Dương là một trong những vùng trọng điểm về phát triển ngành công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên với 02 công ty cao su lớn thuộc Tập đoàn công nghiệp cao su Việt Nam là Phước Hòa và Dầu Tiếng. Ngành công nghiệp cao su góp phần rất lớn cho sự tăng trưởng kinh tế của tỉnh Bình Dương cũng như cả nước. Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế, công nghiệp cao su cũng tạo ra một lượng nước thải lớn gây ô nhiễm và nguy hại cho môi trường. Trung bình hệ số phát thải của ngành cao su là 25 m3 nước thải/tấn cao su khối khô hoặc cao su tấm, 35m3/tấn sản phẩm từ cao su thải và 18 m3/tấn mủ cao su. Nước thải cao su chứa nồng độ các chất ô nhiễm cao, COD có thể từ 1.000 -10.000 mg/l, BOD5 từ 1.700 - 9.000 mg/l và tổng nitơ từ 45 - 1.600 mg/l
Bên cạnh đó, ngành chăn nuôi heo cũng được tỉnh Bình Dương chú ý đầu tư. Tương tự, sự phát triển của ngành chăn nuôi cũng kéo theo sự gia tăng của các nguồn chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như nước thải, chất thải rắn và mùi hôi gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Nước thải từ các trang trại chăn nuôi heo có hàm lượng COD cao, trung bình 3000±600 mg/l, hàm lượng TKN khoảng 610±87 mg/l, TP bằng 324±92 mg/l và số tổng coliform 21,7x106.
Hiện nay, các cơ sở chăn nuôi heo phần lớn là hộ gia đình có tính chất nhỏ lẻ và phân bố rải rác ở những vùng ngoại thành và nông thôn. Phần lớn các hộ chăn nuôi sử dụng bể biogas hoặc hầm xử lý phân thải và nước thải rửa chuồng trại. Dòng thải sau hầm ủ còn chứa hàm lượng chất dinh dưỡng ni tơ và photpho cao. Việc định hướng sử dụng nước thải sau hầm ủ hoặc sau xử lý bậc II cho tưới tiêu sẽ giảm áp lực đầu tư và vận hành trạm xử lý nước thải cho các hộ/trang trại chăn nuôi vừa và nhỏ. Xử lý bằng đất kết hợp tận dụng chất dinh dưỡng cho cây trồng trên đất nông nghiệp được coi là một trong những kỹ thuật hiệu quả góp phần kiểm soát ô nhiễm nước thải.
II. Kết quả thực hiện:
Xuất phát từ yêu cầu của thực tế, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu khảo sát đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và tái sử dụng nước thải của ngành chế biến mủ cao su thiên nhiên và ngành chăn nuôi heo trong tỉnh Bình Dương; nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng nước tải sử dụng cho tưới cây đên chất lượng nước ngầm; đề xuất quy chuẩn địa phương về chất lượng nước tái sử dụng của ngành chế biens mủ cao su và chân nuôi heo cho mục đích tưới tiêu và đề xuất xơ chế quản lý và chính sách liên quan đến tái sinh nước thải.
Các phương pháp xử lý ứng dụng chủ yếu các lực vật lý gọi là quá trình xử lý cơ học (unit operations). Phương pháp khử chất ô nhiễm bằng phản ứng hóa học và sinh học được gọi là quá trình hóa sinh (unit processes). Hiện nay, các quá trình cơ học và quá trình hóa sinh được kết hợp lại và chia thành các mức độ xử lý khác nhau: Sơ bộ, bậc một, bậc một tăng cường, bậc hai và bậc cao (hoặc bậc 3).
Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến mủ cao su thiên nhiên:
Cây cao su được trồng đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1887 và đạt diện tích khoảng 7.000 ha (năm 1920), với sản lượng cao su 3.000 tấn/năm. Và cây cao su được trồng nhiều ở miền Đông Nam Bộ (chiếm 46,6%), chủ yếu ở Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Tây Ninh và Bà rịa - Vũng Tàu.
Bên cạnh đó, thành phần nước thải của ngành chế biến mủ cao su thường không ổn định và thay đổi tùy theo công nghệ sản xuất mủ. Công nghệ sản xuất mủ ly tâm không thực hiện quy trình đánh đông, nên không sử dụng acid mà chỉ sử dụng ammoniac. Lượng ammoniac đưa vào khá lớn, khoảng 20kg NH3/tấn hàm lượng cao su khô (DRC) của nguyên liệu. Do đó, đặc điểm chính của loại nước thải này là có PH cao, BOD5, COD và nitơ rất cao…
Hầu hết các nhà máy chế biến mủ cao su thiên nhiên ở Việt Nam đều sử dụng phương pháp sinh học hoặc kết hợp giữa hóa lý với sinh học để xử lý nước thải. Bên cạnh đó, công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su thường ứng dụng các quá trình như gạn, keo tụ/ tuyển nổi, kị khí - thiếu khí vàn hiếu khí kết hợp.
Hiện trạng xử lý nước thải ngành chăn nuôi:
Trên địa bàn tỉnh Bình Dương hiện nay có 450.000 heo (số liệu thống kê 2012), trong đó, tập trung chủ yếu ở huyện Dầu Tiếng, Bến Cát và Phú Giáo. Theo thống kê cho thấy, hoạt động chăn nuôi hiện nay có xu hướng nuôi tập trung với số lượng trung bình con trong 01 trang trại từ 655 đến 18.623 con và trang trại nuôi với số lượng lớn tập trung tại địa bàn huyện Dầu Tiếng. Với số lượng heo như trên, nhu cầu sử dụng nước của các trang trại là 11.963 m3 và thải ra môi trường hàng ngày khoảng 9.548 m3 nước thải; ngoài ra còn có khoảng trên 4.000 m3 nước thải ra từ các công ty chăn nuôi đóng trên địa bàn tỉnh.
Theo đó, chất thải trong ngành chăn nuôi heo gồm: Nước thải phát sinh từ chuồng heo (vệ sinh chuồng, tắm, dội phân, nước tiểu,…); nước thải sinh hoạt từ hoạt động của gia đình chủ trang trại và công nhân. Nước thải này có nơi được xử lý riêng và cũng có nơi xử lý chung với hệ thống xử lý nước thải chuồng trại.
Đối với các cơ sở chăn nuôi quy mô vừa và lớn (1000 - 2000 heo), việc tách riêng phân và nước thải là rất cần thiết để giảm thiểu lượng nước rửa, giảm chi phí xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải. Nước thải rửa chuồng trại được xử lý bằng lắng I nhằm tách cặn hữu cơ khỏi nước thải. Sau đó, tiếp tục quá trình kị khí (bể UASB, lọc kị khí,…) nối tiếp với quá trình hiếu khí (hồ sinh học, hồ thổi khí…). Phân heo và các bùn từ hệ thống xử lý nước thải được xử lý bằng bể kị khí xáo trộn hoàn toàn/bể biogas để thu khí phát điện hoặc đun nấu.
Tình hình tái sử dụng nước thải trong và ngoài nước:
Nhu cầu về nguồn nước thay thế đi đôi với yêu cầu chất lượng xả thải ngày càng cao và nghiêm ngặt đã tạo ra một động lực để phát triển các chính sách tái sử dụng nước hiện nay trên thế giới.
Tái sinh nước thải để tưới tiêu trong nông nghiệp đang được tiên hành hiện nay ở hầu hết các khu vực khô cằn trên thế giới. Có rất nhiều nước thiết lập các chính sách, dự án về nguồn nước, các chính sách này dựa trên lượng nước tái sinh lớn nhất của nước thải đô thị. Tưới tiêu trong nông nghiệp là yếu tố cốt lõi để cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát tình hình tái sử dụng nước; tái sử dụng nước thải chăn nuôi và cao su tại 05 cơ sở chăn nuôi và 05 cơ sở chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh. Kết quả cho thấy, toàn bộ các nhà máy chế biến mủ cao su thiên nhiên và trại chăn nuôi heo đều sử dụng tầng nước ngầm có áp với độ sâu tầng trên 70m, cách tầng không áp khoảng 0,5 -15m. Mực nước ngầm của tầng có áp này dao động trong khoảng 15 - 20m và tầng không áp dao động trong khoảng 0,5 - 14m vào mùa mưa.
Theo đó, việc đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải của ngành chế biến mủ cao su và ngành chăn nuôi, được nhóm nghiên cứu dựa vào các yếu tố: Nhu cầu nước tưới và chất dinh dưỡng của cây cao su; ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên áp lực khai thác nguồn nước ngọt trong lưu vực sông Sài Gòn; mức độ rủi ro thấp đến sức khỏe cộng đồng; giảm chi phí đầu tư và quản lý vận hành trạm xử lý nước thải.
Phương pháp nghiên cứu:
Để tránh những rủi ro của tái sử dụng nước thải cho tưới tiêu là ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp khảo sát 40 hố khoan (do phòng thí nghiệm khoa địa chất - Đại học Bách khoa Tp. HCM thực hiện) và thực hiện một số thí nghiệm như: Thí nghiệm thấm quy mô phòng thí nghiệm; thí nghiệm tưới quy mô pilot; đánh giá lan truyền ô nhiễm trong nước ngầm.
Việc đề xuất quy chuẩn chất lượng nước thải tái sử dụng tưới cây cao su dựa trên cơ sở: Tham chiếu các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước tưới tiêu QCVN 39:2011/BTNMT và các thông số của chất lượng nước tái sinh từ nước thải cao su, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học QCVN 01-14:2010/BNNPTNTp; đề xuất các giá trị giới hạn của các thông số lựa chọn dựa vào kết quả thí nghiệm thấm và mô hình đánh giá lan truyền chất ô nhiễm; tham khảo các quy định về chất lượng nước và tiêu chí an toàn của các nước phát triển về tái sử dụng nước bao gồm chất lượng nước ổn định, các tác dụng không gây bất lợi đối với sức khỏe…
Theo đó, nhóm nghiên cứu đã đề xuất bổ sung các giá trị giới hạn của các thông số khác liên quan đến tái sử dụng nước thải. Các thông số đó bao gồm COD, BOD5, SS, TKN và tổng coliform. Các giá trị giới hạn dựa trên tiêu chí đảm bảo an toàn sức khỏe cho người thường xuyên tiếp xúc vườn cao su như công nhân chăm sóc cây và công nhân cạo mủ, đồng thời tránh rủi ro ảnh hưởng đến môi trường và chất lượng nước ngầm.
III. Kết luận:
Qua kết quả khảo sát cho thấy, hầu hết các hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy chế biến mủ cao su và các cơ sở chăn nuôi đều đã được xây dựng và vận hành. Phần lớn các công nghệ được sử dụng tại công ty cao su là công nghệ sinh học.
Hầu hết các cơ sở chế biến mủ cao su và chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Dương sử dụng nước ngầm cho sản xuất và tưới tiêu. Bên cạnh đó, việc tái sử dụng nước thải cao su và chăn nuôi hiện vẫn đang còn hạn chế.
e/ Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc:
- Thời gian bắt đầu: 04/2012
- Thời gian kết thúc: 09/2013
g/ Kinh phí thực hiện: 1.020.567.000 đồng
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ./.