Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật tổng hợp để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường nước các sông Tô Lịch và Cầu Bây

Sông Tô Lịch đoạn chảy qua địa phận Tả Thanh Oai (Thanh Trì) có màu nước đen kịt, ô nhiễm nặng.

Kinh doanh và Phát triển trích đăng đề tài nghiên cứu khoa học do GS.TS. NGUT Trần Đức Hạ, GVCC Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Cấp thoát nước và Môi trườn (Hội Cấp thoát nước Việt Nam) chủ nhiệm đề tài đã thực hiện, nghiệm thu vào giai đoạn 2013-2019.

Nghiên cứu tổng quan về quản lý nước thải đô thị và tình trạng ô nhiễm nước các sông nội đô TP Hà Nội

Trong nội dung nghiên cứu này, đề tài đã: Rà soát tình hình thu gom và xử lý nước thải lưu vực các sông thoát nước nội đô theo các dự án và công trình xử lý nước thải đã thực hiện và quy hoạch thoát nước Hà Nội; Đánh giá được hiện trạng quản lý nước thải đô thị tại Thành phố Hà Nội; Đánh giá các tác động của nước thải đối với sông nội đô (hàng ngày TP Hà Nội xả vào sông hồ khoảng 950.000 m³/ngày, trong tương lai lượng nước thải này lên đến hàng triệu m³/ngày); và tìm hiểu các căn cứ pháp lý của quản lý nước thải đô thị Hà Nội.

Trong nghiên cứu cũng làm rõ được các thách thức và tồn tại trong công tác quản lý vận hành HTTN đô thị. Trên cơ sở thu thập số liệu, khảo sát tình hình thực tế và lấy mẫu nước sông và nước thải tại hai lưu vực sông Tô Lịch (khu vực trung tâm TP Hà Nội) và sông Cầu Bây (khu vực ven đô TP Hà Nội), đề tài cũng đã đánh giá tình trạng ô nhiễm hiện nay của sông Tô Lịch và sông Cầu Bây. Các sông thoát nước của thành phố bị ô nhiễm nặng với các thông số ô nhiễm đặc trưng, gồm: BOD₅, COD, NH₄⁺, TSS, N tổng, P tổng, Coliform,... Xu hướng biến đổi chất lượng môi trường nước tại sông Tô Lịch ngày càng bị ô nhiễm theo thời gian, tuy nhiên có xu hướng cải thiện dần về phía hạ lưu. Cần thiết phải áp dụng các biện pháp xử lý ngay để cải thiện chất lượng nước các sông. Đề tài cũng định hướng được các giải pháp kỹ thuật tổng hợp và đồng bộ để cải thiện môi trường nước các sông nội đô và trước mắt là các sông Tô Lịch và Cầu Bây.

Sản phẩm của nội dung nghiên cứu này là bộ số liệu và cơ sở dữ liệu:

• Tổng quan tài liệu về tình hình thu gom và xử lý nước thải lưu vực các sông thoát nước nội đô được cập nhật đến năm 2017 trong đó có bộ phiếu và kết quả điều tra khảo sát bổ sung cho số liệu kế thừa từ Trung tâm phân tích và quan trắc TNMT Hà Nội;
• Báo cáo đánh giá hiện trạng thoát nước, lưu lượng và chất lượng nước sông Tô Lịch và sông Cầu Bây.

2.2. Nghiên cứu các Quy hoạch thoát nước và các dự án thoát nước và bảo vệ môi trường nước sông nội đô

Đề tài đã nghiên cứu sâu về Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, trong đó tập trung về quy hoạch thoát nước và xử lý lượng nước thải rất lớn (1.975.000 m³/ngày) xả ra nguồn nước mặt (trong đó chủ yếu là xả vào các sông mương chảy qua đô thị). Tổ chức quản lý nước thải đô thị theo các quy hoạch và dự án thoát nước Hà Nội đã được nghiên cứu chi tiết, trên cơ sở đó làm rõ đặc điểm HTTN cho từng khu vực đô thị: hệ thống cống riêng; nửa riêng hoặc hệ thống cống chung kết hợp giếng tách dòng CSO, cống bao,....

Công nghệ của các trạm/ nhà máy XLNT được thiết lập dựa trên quy chuẩn xả thải: QCVN: 40-2011/BTNMT và QCTĐHN 02:2014/BTNMT. Trong chương này cũng đã phân tích các yếu tố cần đề cập đến trong việc tổ chức thoát nước và XLNT đô thị. Hình thức XLNT tập trung là phổ biến và phù hợp, tuy nhiên XLNT phân tán cũng có rất nhiều ưu điểm và nó sẽ là cơ hội tốt để bổ sung cho hệ thống XLNT tập trung quy mô lớn.

Nội dung quan trọng trong chương này là Quản lý nước thải lưu vực sông Tô Lịch – sông Lừ (Lưu vực S2). Đề tài đề cập đến Dự án hệ thống XLNT Yên Xá Dự án, là dự án nhằm xử lý nước thải đô thị, đảm bảo môi trường trong sạch và lành mạnh. Các nội dung chính của Dự án như sau: Xây dựng hệ thống thu gom nước thải, hệ thống cống bao và hệ thống kết nối (dọc sông Tô Lịch, sông Lừ, điểm phân lũ Lừ - Sét) với tổng chiều dài 52.621 km, đường kính từ 400-2400 mm, thi công chủ yếu bằng phương pháp khoan kích ngầmvà Nhà máy XLNT công suất 270.000 m³/ngày với qui trình xử lí bùn hoạt tính truyền thống theo nguyên tắc AO. Vấn đề bổ cập nước cho sông Tô Lịch về ngày khô từ các nguồn: Nước sông Hồng tiếp cho sông Tô Lịch tại vị trí đường Hoàng Quốc Việt, lưu lượng 5 m³/s; Nước thải sau xử lý nhà máy XLNT Hồ Tây công suất Q=30.000 m³/ngày, xả vào sông Tô Lịch tại vị trí đường Hoàng Quốc Việt; Nước thải sau xử lý nhà máy XLNT Phú Đô dự kiến xả khoảng 40.000 m3/ngày (trên tổng số 84.000 m³/ngày) vào sông Tô Lịch tại vị trí Cầu Giấy; và Nước thải sau xử lý nhà máy XLNT Yên Xá lưu lượng trung bình về mùa khô 232.000 m³/ngày xả vào sông Tô Lịch tại vị trí Kim Giang. Việc bổ cập nước thải sau xử lý của các nhà máy XLNT lưu vực S2, S3 và lưu vực Hồ Tây cùng với nước sông Nhuệ đưa về theo Dự án tiếp nước sông Tô Lịch công suất 5 m³/s sẽ góp phần phục hồi, cải thiện chất lượng nước và môi trường cảnh quan sông nội đô này.

Tuy nhiên một nội dung rất quan trọng để bảo vệ môi trường nước sông Tô Lịch là thu gom và XLNT sinh hoạt phi tập trung không thu gom được vào HTTN tập trung lưu vực sông Tô Lịch. Giải pháp là lắp đặt tại chỗ các công trình XLNT sinh hoạt quy mô nhỏ kết hợp với hệ thống giải pháp kỹ thuật khác như là: bổ cập, pha loãng nước thải sau xử lý vào sông, tăng cường quá trình tự làm sạch bằng cách làm giàu oxy và trồng thực vật thủy sinh,…. Đây là các giải pháp tổng hợp có hiệu quả xử lý ô nhiễm và làm sạch nước nguồn cao, không tổn hại đến cảnh quan khu vực sông, thân thiện với môi trường và phù hợp với các điều kiện tự nhiên và đặc điểm kinh tế xã hội của thành phố Hà Nội.

Do đặc thù của lưu vực Sông Cầu Bây, nước thải từ các công trình phải được xử lý qua bể tự hoại sau đó theo hệ thống cống rãnh thoát nước chung với nước mưa và sẽ được tách nước thải về hệ thống cống bao nước thải thông qua hệ thống giếng tách nước thải để về trạm bơm và hệ thống cống bao, sau đó đưa về các nhà máy xử lý nước thải tập trung. Ngoài các nhà máy XLNT tập trung vùng nội đô, khu vực ven đô (hạ lưu sông Cầu Bây), nước thải sinh hoạt được thu gom và xử lý trong các trạm XLNT sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa.

Sản phẩm của nội dung nghiên cứu này là:

• Báo cáo tổng quan công nghệ XLNT phân tán, giải pháp làm giàu oxy và các giải pháp hỗ trợ khác để làm giàu môi trường sông;
• Luận chứng kinh tế kỹ thuật và môi trường về hệ thống thu gom, XLNT phân tán và làm giàu ô xy lắp đặt ven bờ sông Tô Lịch;
• Luận chứng kinh tế kỹ thuật và môi trường về hệ thống thu gom, XLNT phân tán lắp đặt ven sông Cầu Bây.

2.3. Dự báo chất lượng nước sông nội đô (sông Tô Lịch và sông Cầu Bây) theo Quy hoạch thoát nước Hà Nội

Đề tài đã lựa chọn các mô hình để dự báo chất lượng nước sông nội đô theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội, Quy hoạch xây dựng Thủ đô Hà Nội và Quy hoạch hệ thống thoát nước Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050.

Do đặc điểm của sông Tô Lịch chảy trong nội đô với các sông nhánh là sông Lừ và sông Kim Ngưu (từ Yên Sở đổ về vào mùa khô) và được bổ cập bởi nguồn nước sạch từ sông Hồng (theo Quy hoạch thoát nước 725) nên mô hình chất lượng nước Qual2K được áp dụng để tính toán và dự báo chất lượng nước sông Tô Lịch theo các kịch bản thu gom, xử lý nước thải trên lưu vực và bổ cập nước sạch pha loãng với nước sông.

Mô hình WEAP hoạt động trên nguyên tắc cơ bản của cân bằng nước và có thể được áp dụng cho hệ thống cấp nước đô thị và nông nghiệp, một lưu vực sông riêng lẻ hay hệ thống lưu vực sông có biên giới phức tạp. Vì vậy mô hình này được lựa chọn cho lưu vực sông Cầu Bây, với lưu vực chính là vùng ven đô, vùng nông thôn huyện Gia Lâm và các huyện khác của tỉnh Hưng Yên.

Đối với sông Tô Lịch khi nguồn thải chính xả vào là nước thải sinh hoạt thì các thông số lựa chọn để dự báo là TSS, BOD₅ và NH₄-N. Chất lượng nước sông được đánh giá theo các mức chất lượng nước của QCVN 08-MT:2015/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. Hệ số K₁ là hằng số tốc độ phản ứng bậc 1 oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ trong hỗn hợp nước thải và nước sông Tô Lịch, đặc trưng cho khả năng tự làm sạch theo BOD trong nước sông, đã được xác định để hiệu chỉnh mô hình. Kiểm chuẩn mô hình tính toán theo số liệu thực đo của Đề tài 01C-09/01-2016-3 kết hợp số liệu quan trắc của Trung tâm Quan trắc và phân tích Tài nguyên Môi trường Hà Nội. Kết quả tính toán theo các kịch bản cho thấy : Để đảm bảo về mùa khô chất lượng nước ở trên toàn chiều dài sông ở mức B1 QCVN 08-MT:2015/BTNMT và vận tốc dòng chảy 0,3&pide;0,7 m/s (yêu cầu dòng chảy sinh thái sông nội đô), tất cả nguồn nước thải tập trung (các điểm xả có D>300mm) và phi tập trung (các điểm xả phân tán có D≤300mm) cần phải được thu gom và xử lý đến mức B theo QCTĐHN 02:2014/BTNMT, trong đó BOD₅ phải ≤20 mg/L và bổ cập lượng nước sạch từ sông Hồng Q=5 m³/s.

Bằng phương pháp đối chiếu kết quả thực đo tại các điểm lẫy mẫu trên sông Cầu Bây vào các thời điểm tháng 4 và tháng 8 năm 2016 do sở TNMT Hà Nội cung cấp, thực hiện điều chỉnh và kiểm định mô hình WEAP sao cho kết quả mô phỏng được chính xác nhất. Kết quả mô phỏng trên mô hình cho thấy hàm lượng DO giảm dần từ đầu nguồn tới cuối nguồn. Qua nhiều điểm xả hàm lượng DO giảm xuống gần bằng 0. Vào mùa khô, hàm lượng DO giảm đáng kể. Trong các tháng mùa mưa, hàm lượng DO có tăng lên do có sự pha loãng với nước mưa chảy trên bề mặt, tuy nhiên vẫn chưa đạt QCCP. Đối với kịch bản có xây dựng trạm XLNT trước khi xả ra sông, chất lượng nước sông được cải thiện rõ rệt. Nồng độ BOD₅ trên sông giảm, đạt tiêu chuẩn cho sông theo cột B2 QCVN 08/2015-BTNMT. Sử dụng phần mềm WEAP để đạt được hiệu quả cao trong công tác đánh giá các tác động của các biện pháp can thiệp bảo vệ môi trường.

Sản phẩm của nội dung nghiên cứu này là:

• Phần mềm tính toán chất lượng nước sông thoát nước (Báo cáo đánh giá tính tương hợp của phần mềm lựa chọn);
• Báo cáo tính toán và dự báo diễn biến chất lượng nước sông Tô Lịch bằng phần mềm Qual2k đã được kiểm chuẩn;
• Báo cáo tính toán và dự báo diễn biến chất lượng nước sông Cầu Bây bằng phần mềm WEAP đã được kiểm chuẩn.

2.4. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật tổng hợp để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường nước các sông Tô Lịch và Cầu Bây.

Sông Tô Lịch là môi trường tiếp nhận nguồn thải phân tán, là sông cảnh quan và thoát nước đô thị nên chất lượng nước sông phải đảm bảo mức B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Mặt khác, nguồn bổ cập nước cho sông có thể là nước thải sau xử lý của các nhà máy XLNT tập trung trên lưu vực. Vì vậy tất cả các loại nước thải khi xả vào sông Tô Lịch phải đáp ứng mức A của QCVN 40:2011/BTNMT hoặc mức A của QCVN 14:2008/BTNMT. Các giải pháp kỹ thuật tổng hợp như sau:

• Thu gom, vận chuyển và XLNT tại các nhà máy XLNT tập trung Hồ Tây (công suất 60.000 m³/ngày cho lưu vực Hồ Tây và một phần lưu vực S3) và Yên Xá (lưu vực S2 công suất 270.000 m³/ngày) đạt mức A của QCTĐHN 02:2014/BTNMT, trong đó BOD5 tối thiểu là 20 mg/L.
• Thu gom và xử lý toàn bộ các đối tượng thải nước phân tán (456 điểm với tổng lưu lượng khoảng 10&pide;200 m³/ngày, trung bình 25 m3/ngày mỗi đối tượng) xử lý đảm bảo BOD₅≤ 20 mg/L) trước khi xả vào sông Tô Lịch.
• Bổ cập lượng nước sạch công suất Q=5 m³/s từ sông Hồng, trong đó 3 m³/s trực tiếp từ sông Hồng và 2 m³/s từ sông Hồng qua hồ Tây để vào sông Tô Lịch.
• Làm giàu oxy cho sông Tô Lịch, tối thiểu là ngay tại đoạn cuối km+10,5 khi nước sông Lừ đổ vào sông Tô Lịch.

Sơ đồ tổng hợp các giải pháp kỹ thuật cải thiện chất lượng nước sông Tô Lịch về mùa khô được nêu trên Hình 1.1.

Sơ đồ các giải pháp kỹ thuật tổng hợp cải thiện chất lượng nước sông Tô Lịch.

Do đặc điểm nguồn thải nhỏ và thành phần tính chất nước thải như đã nêu, nước thải phân tán ven sông phải được thu gom và xử lý tại chỗ. Hệ thống XLNT phân tán này phải đảm bảo các yêu cầu: diện tích đất xây dựng nhỏ, công trình phải đảm bảo cảnh quan ven bờ sông, chi phí đầu tư xây dựng hợp lý, vận hành đơn giản và hạn chế gây mùi và tiếng ồn.

Hình thức quản lý nước thải tập trung đối với lưu vực sông Cầu Bây có thể chia thành 2 vùng: Vùng phía Bắc (thượng lưu) sẽ quản lý nước thải tập trung và phía Nam (hạ lưu) nên quản lý nước thải theo hình thức phân tán tập trung.

Do nguồn bổ cập nước chủ yếu cho sông Cầu Bây ở khu vực thượng lưu là nước thải sau xử lý của các nhà máy XLNT tập trung (mức A của QCVN 40:2011/BTNMT với BOD≤30 mg/L, DO≤3 mg/L) nên cần thiết phải làm giàu oxy cho nước thải sau xử lý tại các trạm XLNT phân tán quy mô nhỏ trước khi xả ra sông như Hình 1.2.

Các hạng mục công trình cần được đầu tư để cải thiện môi trường nước sông Cầu Bây bao gồm: nạo vét và xử lý bùn sông, thu gom và XLNT tại các nhà máy tập trung , thu gom và XLNT phi tập trung và làm giàu oxy cho đoạn sông Cầu Bây từ cầu QL5 đến Xuân Quan.

Sản phẩm của nội dung nghiên cứu phần này là:

• Báo cáo đề xuất các giải pháp kỹ thuật tổng hợp để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường nước các sông nội đô thành phố Hà Nội nói chung, sông Tô Lịch và sông Cầu Bây nói riêng;
• Thuyết minh kỹ thuật của hệ thống thu gom, xử lý và tái sử dụng nước thải phân tán và làm giàu oxy trên đoạn sông Tô Lịch;
• Thuyết minh kỹ thuật của hệ thống thu gom, xử lý nước thải phân tán trên đoạn sông Cầu Bây.

2.5. Nghiên cứu các giải pháp công trình xử lý ô nhiễm nước sông Tô Lịch và sông Cầu Bây

2.5.1. Hệ thống xử lý nước thải phi tập trung và làm giàu oxy trên sông Tô Lịch

Mục tiêu nghiên cứu là: Đề xuất được mô hình XLNT sinh hoạt phù hợp cho đối tượng xả thải phân tán ven sông Tô Lịch, không thu gom được vào HTTN tập trung của lưu vực S2 (Hệ thống XLNT Yên Xá); và Đề xuất được giải pháp làm giàu oxy cho sông Tô Lịch sau khi tiếp nhận nước thải nhằm tăng cường quá trình tự làm sạch và tạo cảnh quan cho sông.

Vị trí lựa chọn để xây dựng mô hình thử nghiệm là khu làm việc của Xí nghiệp Trạm bơm Yên Sở tại Đập Thanh Liệt. Dựa vào điều kiện cụ thể tại đây, công nghệ XLNT được lựa chọn là xử lý sinh học cưỡng bức theo nguyên tắc A (anoxic) và O (oxic) trong bể AO-MBR theo sơ đồ nêu trên Hình 2.3.

Hệ thống AO-MBR công suất 25-50 m³/ngày lắp đặt tại đập Thanh Liệt mặc dù mới bắt đầu vận hành nhưng có hiệu quả xử lý cao. Từ nguồn nước thải phi tập trung ven sông, sau khi qua hệ thống AO-MBR, nước thải sinh hoạt được xử lý cơ bản đảm bảo QCVN 14:2008/BTNMT. Giá trị trung bình của hầu hết các thông số chất lượng nước thải đầu ra sau thời gian 6 tuần hoạt động ổn định có giá trị nằm dưới ngưỡng quy định của quy chuẩn. Nước thải sau xử lý có SS và BOD thấp, có thể làm nguồn bổ cập cho nước sông Tô Lịch về mùa khô, khi dòng chảy trong sông không đảm bảo yêu cầu. Hệ thống XLNT tích hợp các quá trình trong bể xử lý bằng inox chế tạo sẵn là thiết bị tiết kiệm diện tích xây dựng, hiệu suất xử lý cao, hạn chế mùi hôi và tiếng ồn,… nên phù hợp cho các đối tượng xả thải phi tập trung ven sông Tô Lịch.

Hệ thống vòi phun trên bè thủy sinh trong sông Tô Lịch được sử dụng để nghiên cứu quá trình làm giàu oxy cho nước sông. Các kết quả thử nghiệm hệ thống vòi phun với bè thủy sinh cho thấy hệ thống vòi phun phần nào cung cấp được một lượng oxy cho quá trình tự làm sạch nguồn nước sông. Vai trò của bè thực vật thủy sinh với cây trồng là thủy trúc cũng được thấy rõ khi hàm lượng DO bên trong bè có cao hơn bên ngoài (trước khi phun nước).

Hiệu quả làm giàu oxy cho nước thải sau xử lý trước khi xả ra sông Tô Lịch cũng được nghiên cứu tại hệ thống vòi phun lắp đặt trên bờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng oxy hòa tan tăng rõ rệt khi phun (từ 0,7 đến 1,2 mg/L). Việc tận dụng độ chênh cao thùng chứa nước để phun nước vừa tạo cảnh quan vừa bổ sung thêm một lượng oxy đáng kể cho nước thải sau xử lý trước khi xả ra sông Tô Lịch.

2.5.2. Hệ thống xử lý nước thải phi tập trung trên sông Cầu Bây

Mục tiêu nghiên cứu đặt ra ở đây là thiết lập được công nghệ và xây dựng được các giải pháp thiết kế hệ thống XLNT phù hợp cho các đối tượng xả nước thải sinh hoạt phân tán quy mô nhỏ (50-100 m³/ngày) vùng ven đô khu vực hạ lưu sông Cầu Bây. Mô hình thử nghiệm được đặt tại khu thực nghiệm của khoa Môi trường thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ theo nguyên tắc AO-MBBR (Anoxic- Oxic Moving Bed BioReactor) kết hợp bãi lọc trồng cây hai bậc.

Bậc 1 của hệ thống XLNT là thiết bị xử lý chế tạo bằng inox 304 tích hợp các quá trình AO-MBBR và lọc dòng hướng lên qua lớp vật liệu lọc nổi. Kết quả quan trắc cho thấy hệ thống hoạt động ổn định theo chế độ vận hành tự động thiết lập trên PLC với các thông số chất lượng nước: SS, BOD, TN, N-NH₄, P-PO₄, Coliform, … luôn nằm dưới ngưỡng mức B của QCVN 14:2008/BTNMT.

Bậc 2 của hệ thống XLNT là bãi lọc ngầm dòng chảy ngang (HF) có trồng thủy trúc và bãi lọc ngập nước (SCW) có trồng cây chuối hoa. Sau các bãi lọc trồng cây này hầu hết các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đều thấp hơn ngưỡng mức A của QCVN 14:2008/BTNMT. Thủy trúc và chuối hoa là các loài thực vật chịu nước, phù hợp cảnh quan ven đô nhưng lại có hiệu quả xử lý nước thải cao.

Nước thải sau xử lý bậc 1 (chất lượng nước đạt mức B của QCVN 14:2008/BTNMT) được thử nghiệm làm giàu oxy bằng mô hình đập tràn bản rộng dòng chảy rối. Trong điều kiện nhiệt độ nước thải từ 24 &pide;26,5⁰C và BOD₅ từ 36&pide;45 mg/L thì hệ số khuếch tán oxy qua đập tràn φ_t = 1,341. Dòng chảy qua đập nước có khả năng hấp thụ oxy cao nhờ động năng của nó và sự phân mỏng màng nước qua đập. Cơ cấu đập tràn thành rộng với việc bố trí đá, cuội to trên đó tạo nên dòng chảy rối, tăng cường được quá trình làm giàu oxy cũng như tạo được cảnh quan khi bố trí công trình ven sông thay cho các cống xả nước thải truyền thống.

2.5.3. Các sản phẩm của nghiên cứu

• Hồ sơ thiết kế (bản vẽ kỹ thuật và thuyết minh tính toán) hệ thống thu gom, xử lý và tái sử dụng nước thải phân tán trên đoạn sông Tô Lịch;
• Hồ sơ thiết kế (bản vẽ kỹ thuật và thuyết minh tính toán) hệ thống thu gom, xử lý và tái sử dụng nước thải phân tán trên đoạn sông Cầu Bây;
• Hồ sơ thiết kế (bản vẽ thiết kế kỹ thuật) hệ thống làm giàu oxy trên bè thủy sinh trên sông Tô Lịch;
• Quy trình công nghệ (sơ đồ công nghệ, danh mục thiết bị và quy trình lắp đặt, vận hành) thu gom, xử lý và tái sử dụng nước thải phân tán trên sông Tô Lịch.
• Quy trình công nghệ (sơ đồ công nghệ, danh mục thiết bị và quy trình lắp đặt, vận hành) thu gom và xử lý nước thải phân tán trên sông Cầu Bây.
• Báo cáo kết quả lắp đặt, vận hành, chạy thử và đánh giá hoạt động của hệ thống thử nghiệm thu gom, xử lý và tái sử dụng nước thải tại sông Tô Lịch.
• kết quả lắp đặt, vận hành, chạy thử và đánh giá hoạt động của hệ thống thử nghiệm thu gom và xử lý nước thải tại sông Cầu Bây.

KẾT LUẬN

1). Hàng ngày thành phố Hà Nội xả vào sông hồ khoảng 950.000 m³/ngày, trong tương lai lượng nước thải này lên đến hàng triệu m³/ngày. Việc quản lý nguồn nước thải này hiện nay còn có nhiều bất cập. Nước thải gây ô nhiễm trầm trọng cho sông Nhuệ, sông Tô Lịch, sông Cầu Bây và các sông khác ở nội đô. Mặt khác nước thải cũng là nguồn tài nguyên, có thể xem xét để tái sử dụng, góp phần đảm bảo tính bền vững của tài nguyên nước Hà Nội. Đề tài: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật tổng hợp để bảo vệ môi trường nước sông nội đô Thành phố Hà Nội (mã số: 01C-09/01-2016-3) đã nghiên cứu tình hình quản lý nước thải đô thị và tình trạng ô nhiễm các sông thoát nước nội đô, rà soát và đánh giá khả năng thu gom nước thải lưu vực các sông thoát nước theo các dự án XLNT đã được thực hiện và quy hoạch thoát nước đang được triển khai. Trên cơ sở phân tích hình thức thoát nước và XLNT cho các lưu vực sông nội đô, thấy rằng bên cạnh tổ chức thoát nước thải với các nhà máy XLNT tập trung, cần thiết phải thu gom và xử lý các đối tượng xả nước thải sinh hoạt phi tập trung. Đối với lưu vực sông Tô Lịch, đây là các đối tượng xả thải phân tán quy mô nhỏ, nằm dọc theo bờ sông mà không thu được vào HTTN thải tập trung. Đối với lưu vực sông Cầu Bây, đây là các cụm dân cư, công trình dịch vụ công cộng ven đô với mức xả nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa.

2). Đề tài đã nghiên cứu sự hình thành, đặc điểm và vai trò của các sông Tô Lịch, Cầu Bây trong hệ thống thủy văn và hệ thống thoát nước của Hà Nội, đánh giá tình trạng ô nhiễm hiện nay của các sông này để từ đấy đề xuất các giải pháp kỹ thuật tổng hợp để bảo vệ môi trường cảnh quan các sông này. Đối với sông Tô Lịch, để đảm bảo cho sông là khung sinh thái đô thị và là trục thoát nước cấp 1 của HTTN lưu vực 77,5 km² nội thành, các giải pháp tổng hợp phải là thu gom các nguồn nước thải trong lưu vực để xử lý tập trung đảm bảo tiêu chuẩn như là nguồn bổ cập trở lại cho sông, ngăn ngừa tái ô nhiễm bằng cách XLNT trong các công trình quy mô nhỏ từ vài đến một trăm m3 của các đối tượng xả thải phân tán ven sông, tạo dòng chảy cho sông về mùa khô bằng việc cung cấp nước sạch từ sông Hồng và tăng cường tự làm sạch cho sông bằng các công trình làm giàu oxy kết hợp cảnh quan. Đối với sông Cầu Bây do đầu nguồn bổ cập bằng nước thải từ các nhà máy/ trạm XLNT tập trung, nước thải các cụm dân cư, công trình công cộng và dịch vụ vùng ven đô lưu vực sông phải được thu gom và xử lý trong các công trình quy mô nhỏ và vừa trước khi xả ra sông.

3). Chất lượng nước các sông Tô Lịch và Cầu Bây được dự báo theo các giai đoạn phát triển kinh tế xã hội trong lưu vực sông với lộ trình thực hiện quy hoạch thoát nước, các giải pháp tổng hợp xử lý ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước. Mô hình QUAL2K là phần mềm phổ thông phù hợp được kiểm chuẩn và hiệu chỉnh hệ số K_d theo BOD để dự báo chất lượng nước sông Tô Lịch theo các kịch bản triển khai các giải pháp kỹ thuật tổng hợp cải thiện chất lượng và bảo vệ môi trường nước sông. Do đặc thù phát triển kinh tế xã hội khác nhau ở các vùng thượng lưu và hạ lưu (vùng ven đô) sông Cầu Bây, dùng phần mềm WEAP, phần mềm phi thương mại kiểm chuẩn được trong quá trình triển khai là hợp lý. Với việc dùng phần mềm WEAP này, đề tài đã dự báo được sự thay đổi chất lượng nước hạ lưu sông Cầu Bây kết nối với hệ thống sông Bắc Hưng Hải theo sự phát triển kinh tế xã hội (liên quan đến nhu cầu sử dụng nước và thải nước vào nguồn tiếp nhận). Theo kết quả tính toán, dự báo từ các phần mềm, thu gom XLNT đạt quy chuẩn môi trường kết hợp làm giàu oxy cho nước thải sau xử lý và nước sông là những giải pháp cốt lỏi để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường nước sông nội đô.

4). Mô hình thử nghiệm thu gom và XLNT sinh hoạt các đối tượng xả thải phân tán ven sông Tô Lịch được lắp đặt tại khu vực đập Thanh Liệt do Công ty TNHH Thoát nước Hà Nội quản lý. Hệ thống XLNT có công suất 50 m³/ngày theo công nghệ AO-MBR vận hành tự động, được tích hợp trong các thùng inox 304, chia thành 2 modul, vận hành trong thời gian từ tháng 11/2018 đến tháng 6/2019 cho thấy hiệu quả xử lý cao. Nước thải sau xử lý đảm bảo mức A của QCVN 14:2008/BTNMT. Nhiều chỉ tiêu ô nhiễm như BOD, SS,… có giá trị thấp nên nước thải sau xử lý có thể tái sử dụng đối với các đối tượng ven sông. Các mô hình làm giàu oxy cho nước thải và nước sông bằng hình thức vòi phun cho thấy mặc dù các công trình/ thiết bị này chỉ tăng cường được một lượng nhất định oxy cho sông nhưng nó góp phần tạo giá trị cảnh quan cho sông và khu vực ven sông.

5). Môt hệ thống tổ hợp XLNT sinh hoạt công suất 100 m³/ngày theo sơ đồ công nghệ AO-MBBR có tách bùn sinh học bằng hệ lọc vật liệu lọc nổi (bậc 1) kết nối các bãi lọc trồng cây (bậc 2) dạng dòng chảy ngầm HF và ngập nước bề mặt (SCW) được xây dựng tại khu thực nghiệm khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả rõ rệt của việc kết hợp các công trình xử lý cưỡng bức với các công trình sinh thái trong việc loại bỏ các đại lượng ô nhiễm đặc trưng của nước thải sinh hoạt: SS, BOD, TN, TP, Coliform,… Nồng độ các chất ô nhiễm sau xử lý thấp, nước thải đảm bảo như là một nguồn bổ cập cho sông Cầu Bây. Các loại cây trồng như Thủy trúc, Chuối hoa trên bãi lọc vừa có tăng cường hiệu quả xử lý, vừa tạo cảnh quan cho công trình, khẳng định được hệ thống XLNT phù hợp với đối tượng quy mô nhỏ và vừa vùng ven đô. Làm giàu oxy cho nước thải sau xử lý bằng đập tràn bản rộng dòng chảy rối lắp đặt sau hệ thống xử lý AO-MBR có hiệu quả cao và tạo được cảnh quan cho khu vực ven sông.

KIẾN NGHỊ

1). Các phần mềm QUAL2K và WEAP dùng trong quá trình nghiên cứu của được kiểm chuẩn và hiệu chỉnh theo các hệ số phù hợp với sông Tô Lịch và sông Cầu Bây, vì vậy kiến nghị áp dụng cho các dự án liên quan đến quản lý và bảo vệ môi trường nước các sông Tô Lịch, Cầu Bây và một số sông nội đô khác của Thành phố Hà Nội. Các thiết kế và quy trình vận hành các hệ thống XLNT, làm giàu oxy sông Tô Lịch, sông Cầu Bây,… là hồ sơ của các mô hình công nghệ điển hình phù hợp với các đối tượng thoát nước thải phi tập trung quy mô nhỏ và vừa ven sông Tô Lịch và trên lưu vực sông Cầu Bây ven đô.

2). Hệ thống XLNT sinh hoạt công suất 100 m³/ngày theo sơ đồ AO-MBBR có tách bùn sinh học bằng hệ lọc vật liệu lọc nổi (bậc 1) kết nối các bãi lọc trồng cây (bậc 2) dạng dòng chảy ngầm HF và ngập nước bề mặt (SCW) kèm theo đập tràn bản rộng dòng chảy rối để làm giàu oxy cho nước thải sau xử lý là một mô hình tổng hợp, mới, phù hợp để xử lý ô nhiễm và bảo vệ môi trường nước sông vùng ven đô. Các thông số thiết kế, vận hành cần tiếp tục được nghiên cứu để hoàn thiện. Đề nghị chuyển giao mô hình cho Khoa Môi trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam để quản lý vận hành và sử dụng nghiên cứu.

3). Mô hình XLNT công suất 50 m³/ngày (2 modul) theo công nghệ AO-MBR là công nghệ tiên tiến, phù hợp để nghiên cứu phát triển. Đề nghị bàn giao chính thức cho Trường Đại học xây dựng hoặc Công ty Thoát nước Hà Nội khai thác để tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện các quy trình và thông số thiết kế vận hành cho các đối tượng xả thải khác nhau.

THU HUYỀN