Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý: giải pháp hiệu quả tại công ty TNHH Youngone, khu công nghiệp Hòa Xá, tỉnh Nam Định
Nước là nguồn gốc của sự sống, đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội của một quốc gia. Các vấn đề liên quan tới nước được công nhận là một trong những mối đe dọa môi trường nghiêm trọng, và cấp bách nhất đối với con người. Bất chấp lượng nước dồi dào trên trái đất, nước ngọt vẫn là nguồn tài nguyên hữu hạn.
Gia tăng dân số, đô thị hóa nhanh chóng, cùng với đó là các ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu đã khiến nguồn tài nguyên nước ngày càng suy thoái. Nhu cầu dùng nước ngày càng tăng cao do dân số tăng, nhu cầu dùng nước cho công nghiệp, nông nghiệp cũng như kỳ vọng về mức sống được cải thiện đang gây thêm căng thẳng cho hệ thống nước toàn cầu.
Nhiều cách tiếp cận, hiện đại và truyền thống, tồn tại trên khắp thế giới để cải thiện tài nguyên nước. Bên cạnh các nguồn nước sẵn có như nước mặt, nước ngầm, nước mưa, và nước biển, việc tái sử dụng nước thải đã qua xử lý được coi như một nguồn nước thay thế, và được ưu tiên trong các chiến lược bảo vệ tài nguyên, môi trường, phát triển bền vững của nhiều quốc gia trên thế giới. Việc tái sử dụng nước thải ngày càng trở nên quan trọng trong quản lý tài nguyên nước vì cả lý do môi trường và kinh tế.
Tái sử dụng nước thải sau xử lý có nhiều lợi ích khác nhau. Đầu tiên, nước thải sau xử lý có thể đóng vai trò như một nguồn nước cấp, nước thải được xử lý phù hợp có thể đáp ứng các nhu cầu và mục đích sử dụng nước cụ thể, chẳng hạn như tái sử dụng nước cho nông nghiệp, công nghiệp, bổ cập nguồn nước ngầm, cho các hoạt động trong đô thị.
Ngoài ra, việc tái sử dụng nước thải cũng góp phần cải thiện điều kiện môi trường, vi khi hậu. Cuối cùng, bằng cách tái sử dụng nước thải đã qua xử lý, nguồn nước cấp sẵn có có thể được phân bổ cho các mục đích sử dụng đòi hỏi chất lượng cao hơn, cho mục đích sinh hoạt, từ đó góp phần sử dụng tài nguyên nước bền vững hơn.
Nghiên cứu này được thực hiện tại Công ty TNHH Youngone, thuộc KCN Hòa Xá, TP Nam Định, tỉnh Nam Định. Công ty TNHH Youngone với tính chất là một Công ty chuyên về mặt hàng dệt, nhuộm, hoàn tất, giày da, may mặc. Qua khảo sát lấy mẫu nước trực tiếp tại Công ty và nhận thấy các chỉ tiêu nước thải sinh hoạt đầu ra không đảm bảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt.
1. Tổng quan về Công ty TNHH Youngone, KCN Hòa Xá
Dự án Công ty TNHH Youngone nằm trong KCN Hòa Xá, là KCN đầu tiên do tỉnh Nam Định đầu tư, nằm trên địa bàn xã Lộc Hòa và xã Mỹ Xá, ngoại thành TP Nam Định. KCN này được xây dựng từ năm 2001, đi vào hoạt động từ năm 2003 với tổng diện tích là 285.2 ha.
Đến nay, cơ sở hạ tầng trong KCN Hòa Xá đã được xây dựng xong, tỷ lệ lấp đầy các dự án đầu tư trong KCN đạt 100%. Do vị trí KCN nằm sát cạnh TP Nam Định là trung tâm hành chính của tỉnh Nam Định nên đã thu hút nhiều lao động từ các địa phương khác.
Gần KCN có sông Vĩnh Giang chảy qua, con sông này là nguồn cung cấp nước tưới tiêu và thoát nước cho khu vực dân cư thành phố, cũng là nguồn tiếp nhận nước thải của KCN Hòa Xá. KCN đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội tại tỉnh Nam Định.
2. Tổng quan nhu cầu dùng nước tại Công ty TNHH Youngone
Tại Công ty TNHH Youngone, nhu cầu dùng nước được sử dụng cho mục đích sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong Công ty, nhu cầu cấp nước cho xưởng dệt nhuộm, nhu cầu cấp nước cho xưởng dệt ướt và các mục đích khác trong công ty. Hiện tại, lưu lượng nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt tính tối đa là 1000 m3/ngđ, lượng nước thải phát sinh là 800 m3/ngđ.
Ngoài các mục đích sử dụng cho sinh hoạt, cho các công đoạn sản xuất chính trong công ty, còn có một phần nhỏ lượng nước sử dụng nước cho hệ thống phun mù, bể xử lý khí thải, bụi khu nhà nồi hơi. Cuối cùng, Công ty còn có các nhu cầu cấp nước cho các mục đích phụ khác như tưới cây, rửa đường, cứu hỏa…. Nhu cầu cho tưới cây, rửa đường lấy theo mục 5.1.3 - TCVN 13606:2023, khi thiếu số liệu về quy hoạch, lưu lượng nước để tưới cây, rửa đường tính bằng 8-12% lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt. Trong điều kiện Công ty TNHH Youngone, lượng nước cấp cho tưới cây, rửa đường lấy bằng 10% lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt và bằng 100 m3.
3. Tổng quan trạm xử lý nước thải sinh hoạt hiện có tại Công ty TNHH Youngone
Nước thải sinh hoạt từ khu kí túc xá nhân viên, khu nhà ăn được dẫn theo hệ thống cống riêng đưa về trạm xử lý nước thải với lưu lượng: Q = 800 m3/ngđ.
Thông số nước thải dòng vào có BOD20 = 527.94 (mg/l), SS = 361 (mg/l). Nước thải sau xử lý đạt QCVN 14: 2008/BTNMT (cột B) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt. Lượng nước thải sẽ được dẫn ra cống thải chung của KCN Hòa Xá. Công ty sẽ hợp đồng với KCN để xử lý nước thải của Công ty đạt loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận chung (sông Vĩnh Giang).
4. Đánh giá khả năng tái sử dụng nước thải sinh hoạt sau xử lý tại Công ty TNHH Youngone
4.1. Đánh giá về kinh tế
Bên cạnh lượng nước đòi hỏi chất lượng cao cung cấp cho sinh hoạt của công nhân và lượng nước cấp cho các công đoạn sản xuất dệt nhuộm. Còn lại lượng nước cung cấp cho các nhu cầu khác không đòi hỏi chất lượng cao như dội rửa toilet, rửa đường, tưới cây, xây dựng, chữa cháy, các đài phun nước…
Thực tế tại các công trình lớn thường sử dụng một nguồn nước cho tất cả các nhu cầu, nếu thay thế nguồn nước này bằng nguồn nước tái sử dụng để phục vụ cho các nhu cầu thấp hơn có thể tiết kiệm được một lượng lớn nguồn nước ngọt và giảm đáng kể các chi phí cho xử lý.
Lượng nước chất lượng thấp sử dụng cho các nhu cầu là rất lớn như nước dùng cho tưới cây, rửa đường, làm mát máy, cứu hỏa, cảnh quan… Theo thông tư số 44/2021/TT-BTC ngày 18/6/2021 của Bộ Tài chính về Quy định khung giá, nguyên tắc, phương pháp xác định giá nước sạch sinh hoạt, trên thực tế giá thành để cấp nước cho Công ty TNHH Youngone: 10.000đ/m3 nước sạch. Bên cạnh đó, giá thành xử lý nước đạt loại A sau khi qua trạm xử lý chung của khu công nghiệp Hòa Xá là 8640 đ/m3 nước thả.
Chi phí nước tại Công ty TNHH Youngone, cho thấy chi phí 1 năm để cấp nước và xả nước thải theo đúng nguồn loại A, QCVN 14:2008/BTNMT của Bộ TN&MT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt là rất lớn. Bên cạnh đó, nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích như tưới cây, rửa đường, làm mát trong KCN đòi hỏi một lưu lượng nước lớn.
Nếu lượng nước này được thay thế là nước tái sử dụng thì mỗi năm công ty sẽ tiết kiệm được 2.9 tỉ/năm. Bên cạnh đó, sự khan hiếm nước ngọt, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng bên cạnh việc chất lượng nước ngày càng suy giảm không chỉ tại TP Nam Định, mà trên phạm vi toàn quốc là những lý do để Công ty sớm đưa ra các phương thức tái sinh và sử dụng lại nước thải sau xử lý.
Xử lý nước thải thành nước sạch nhằm phục vụ các mục đích như tưới cây, rửa đường, làm mát… không chỉ đem lại lớn ích kinh tế mà về lâu dài còn góp phần bảo vệ và phát triển nguồn tài nguyên nước, giữ cho môi trường phát triển bền vững.
Tổng chi phí cấp nước trong một năm cho sinh hoạt, cho cấp nước tưới cây, rửa đường của Công ty TNHH Youngone là 4 tỉ/năm. Tổng chi phí xử lý và xả thải đạt loại A theo KCN Hòa Xá: 2.5 tỉ/năm. Do đó chi phí cần chi trả trong 1 năm là 6.5 tỉ. Nhận thấy nhu cầu cần thiết tái sử dụng lại nguồn nước sinh hoạt cho các mục đích như tưới cây, rửa đường, cứu hỏa… là hoàn toàn có khả năng.
4.2. Đánh giá về khả năng nâng cấp trạm xử lý nước thải sinh hoạt hiện trạng
Trong quá trình xây dựng trạm xử lý nước thải công suất Q = 800m3/ngđ nằm trên diện tích khu đất 1600 m2, đã tính tới khả năng mở rộng và nâng cấp trạm XLNT sau này, nhằm đảm bảo khả năng xử lý. Vì vậy, với khu đất sẵn có, hoàn toàn có đủ diện tích để xây dựng và bố trí thêm các công trình xử lý bậc cao.
Nước thải sau xử lý thành nước sạch sẽ phục vụ các mục đích như tưới cây, rửa đường, làm mát… không chỉ đem lại lớn ích kinh tế mà về lâu dài mà còn góp phần bảo vệ và phát triển nguồn tài nguyên nước, giữ cho môi trường phát triển bền vững. Việc nâng cấp trạm xử lý nước thải sinh hoạt nhằm đảm bảo chất lượng nước đầu ra theo QCVN 14:2008/BTNMT cột A và sử dụng nguồn nước này tái sử dụng theo nhu cầu thiết thực của Công ty là hoàn toàn đảm bảo.
5. Kết luận
Nghiên cứu đã đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý triệt để sử dụng bể lọc vật liệu lọc nổi tự rửa kết hợp bể lọc than hoạt tính, và tái sử dụng nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn nước loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT của Bộ TN&MT đáp ứng được nhu cầu cải thiện môi trường và tiết kiệm chi phí của Công ty Youngone.
Đánh giá về mặt kinh tế, kỹ thuật của phương án, thấy được sự ưu thế của việc xử lý và tái sử dụng nước thải sinh hoạt tại Công ty TNHH Youngone, KCN Hòa Xá, tỉnh Nam Định. Với việc sử dụng bể lọc vật liệu lọc nổi tự rửa kết hợp bể lọc than hoạt tính cho quá trình xử lý bậc cao, đảm bảo hiệu suất xử lý và giá thành kinh tế hơp lý.
Hiện nay, có những trạm xử lý sử dụng bể lọc cát kết hợp bể lọc than hoạt tính, so sánh với dây chuyền được áp dụng trong báo cáo cho thấy giá thành đầu tư không có sự chênh lệch lớn nhưng hiệu suất xử lý không cao như đối với sử dụng bể lọc vật liệu lọc nổi. Một dây chuyền công nghệ khác cũng được sử dụng để xử lý và tái sử dụng nước thải sau xử lý như bể lọc vật liệu lọc nổi kết hợp lọc RO, đảm bảo hiệu suất xử lý cao, tuy nhiên giá thành đầu tư cho công nghệ là lớn.
Từ đó thấy được dây chuyền công nghệ sử dụng bể lọc vật liệu lọc nổi tự rửa và bể lọc than hoạt tính là phương án tối ưu cho quá trình xử lý nước thải triệt để nhằm mục đích tái sử dụng nước thải tại Công ty TNHH Youngone. Hệ thống trên có thể áp dụng để xử lý triệt để nước thải sinh hoạt đảm bảo đầu ra đạt loại A và có thể áp dụng để tái sử dụng nước sau xử lý cho các mục đích khác nhau, đòi hỏi chất lượng không quá cao như: tưới cây, rửa đường, làm mát máy, cứu hỏa.
Với các thông số kĩ thuật như đã tính toán, cùng giá thành đầu tư hợp lý, dây chuyền công nghệ trong nghiên cứu có thể được áp dụng để xử lý và tái sử dụng nước thải sinh hoạt trong các khu công nghiệp, xưởng sản xuất với các điều kiện tương tự như Công ty TNHH Youngone.