2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng Hướng dẫn kỹ thuật về công trình phòng ngừa và ứng phó sự cố môi trường đối với nước thải của các khu công nghiệp, cơ sở sản xuất công nghiệp (mã số: TNMT.2020.04.11) do Bộ Tài nguyên và Môi trường quản lý, đơn vị được giao thực hiện là Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (IESE), Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, phối hợp với nhiều tổ chức, doanh nghiệp, chuyên gia trong cả nước. Thời gian thực hiện từ năm 2020 - 2022.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát trên 20 cơ sở sản xuất, KCN trên toàn quốc, tham khảo các công trình phòng ngừa, ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp (chủ yếu là các hồ sự cố), tham vấn hàng trăm doanh nghiệp, chuyên gia, cơ quan quản lý Nhà nước, chuyên gia quốc tế, tham khảo kinh nghiệm quốc tế về thiết kế, thi công, quản lý vận hành các công trình phòng ngừa, ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp. Nhóm nghiên cứu đã tham khảo phương pháp luận xây dựng kế hoạch an toàn hóa chất, cháy nổ, an toàn thực phẩm, an toàn cấp nước, các nội dung liên quan đến an toàn lao động, cũng như cơ sở khoa học của kế hoạch ứng phó sự có, tình trạng khẩn cấp do thiên tai… để xây dựng mô hình, các giải pháp phù hợp trong nhận diện và đánh giá rủi ro, quy trình lập kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố, các giải pháp quản lý và các giải pháp công trình… Nhóm nghiên cứu cũng đã triển khai thiết kế cụ thể một số công trình phòng ngừa, ứng phó sự cố do nước thải, và môt số công trình đang được triển khai trong thực tế. Một số kết quả nghiên cứu chính của Nhiệm vụ được giới thiệu dưới đây.

3. Các biện pháp quản lý nhằm phòng ngừa sự cố do nước thải công nghiệp

3.1. Các biện pháp quản lý nhằm phòng ngừa sự cố do nước thải công nghiệp trước khi dự án đi vào hoạt động

Ngay từ khi quy hoạch mặt bằng hệ thống thoát nước và XLNT, cần tính đến sự cần thiết của công trình phòng ngừa, ứng phó sự cố và bố trí đủ diện tích. Quy hoạch chi tiết 1/500 được phê duyệt sẽ bao gồm công trình phòng ngừa, ứng phó sự cố.

Dây chuyền công nghệ, giải pháp thiết kế, bao gồm cả phương án phòng ngừa, ứng phó sự cố, phải được mô tả chi tiết trong Báo cáo Đánh giá tác động môi trường (ĐTM), trong phần giải pháp giảm thiểu tác động môi trường do nước thải, và kiểm soát sự cố.

Các giải pháp phòng ngừa, ứng phó sự cố, kèm theo thuyết minh và bản vẽ xây dựng (nếu có), phải được thể hiện trong hồ sơ thiết kế xây dựng, trình các cơ quan quản lý Nhà nước thẩm định, phê duyệt khi cấp Giấy phép xây dựng công trình.

Các giải pháp phòng ngừa, ứng phó sự cố phải được rà soát, kiểm tra xem chủ đầu tư có thực hiện đúng cam kết theo Báo cáo ĐTM được phê duyệt hay không ở khâu thẩm định, phê duyệt cấp Giấy phép môi trường và giám sát vận hành thử nghiệm công trình xử lý chất thải của cơ sở sản xuất, KCN.

3.2. Các biện pháp quản lý nhằm phòng ngừa sự cố do nước thải công nghiệp khi dự án đi vào hoạt động

Đảm bảo đúng các quy định về an toàn lao động, thực hiện kế hoạch tập huấn về an toàn lao động.

Đảm bảo đúng các quy định về an toàn hóa chất, thực hiện kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố hóa chất.

Đảm bảo đúng quy định về an toàn cháy, nổ, thực hiện kế hoạch phòng, chống cháy, nổ.

Có kế hoạch tập huấn về vận hành và bảo dưỡng hệ thống, công trình, thiết bị thoát nước và XLNT đảm bảo đúng kỹ thuật.

Thực hiện kế hoạch bảo dưỡng phòng ngừa thiết bị, bảo trì công trình.

Thực hiện kế hoạch kiểm định các thiết bị trong hệ thống đúng quy định.

Thực hiện tối ưu hóa vận hành nhà máy/trạm XLNT, đảm bảo công trình được vận hành an toàn, đúng kỹ thuật, hiệu suất cao, tiêu thụ ít năng lượng, hóa chất, vật tư tiêu hao.

Có kế hoạch nâng cấp nhà máy/trạm XLNT, cải tiến, đổi mới công nghệ, áp dụng các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, có độ tin cậy cao.

Thực hiện kế hoạch quan trắc định kỳ; có kế hoạch lắp đặt các thiết bị đo lường, quan trắc tự động có độ tin cậy cao, cung cấp các thông số vận hành theo thời gian thực và tích hợp với các hệ thống điều khiển, tự động hóa SCADA… để tối ưu hóa vận hành theo hướng sử dụng năng lượng, hóa chất tiết kiệm, hiệu quả, đảm bảo sự ổn định vận hành của hệ thống, kịp thời phát hiện và xử lý sự cố.

Tiến tới kế hoạch triển khai ứng dụng công nghệ thông tin với các phần mềm mô phỏng, kỹ thuật song sinh số, trí tuệ nhân tạo AI…tích hợp với các hệ thống điều khiển, tự động hóa tiên tiến, để tối ưu hóa vận hành, cảnh báo sớm rủi ro, sự cố và kịp thời đưa ra các quyết định can thiệp phù hợp.

4. Lập Kế hoạch ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp

4.1. Kế hoạch ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp - sơ đồ 7 bước

Trên cơ sở nội dung Kế hoạch phòng ngừa, ứng phó sự cố môi trường quy định trong Luật BVMT năm 2020 và Nghị định số 08/2021/NĐ-CP, nhóm nghiên cứu đề xuất Sơ đồ 7 bước nhằm xây dựng Kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp (cần đưa vào Báo cáo ĐTM) như dưới đây.

Hình 1. Sơ đồ 7 bước xây dựng Kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố do nước thải công nghiệp

4.2. Đối tượng cần xây dựng kế hoạch và triển khai giải pháp phòng ngừa, ứng phó sự cố môi trường do nước thải

Đề tài đề xuất: tất cả các dự án đầu tư thuộc nhóm 1 và nhóm 2, Phụ lục III, IV Nghị định số 08/2022-NĐ-CP, có phát sinh nước thải, bắt buộc phải có công trình phòng ngừa và ứng phó sự cố môi trường đối với nước thải.

Với các dự án đầu tư thuộc nhóm 3, Phụ lục V, Nghị định số 08/2022-NĐ-CP, có phát sinh nước thải: khuyến khích có công trình phòng ngừa và ứng phó sự cố môi trường đối với nước thải.

4.3. Mô hình ứng phó sự cố môi trường do nước thải theo cấp độ

Mô hình ứng phó sự cố do nước thải tại các cơ sở sản xuất được đề xuất là mô hình ứng phó theo các cấp độ:

+ Cấp độ ứng phó sự cố số 1 (tại nội vi từng phân xưởng sản xuất).

+ Cấp độ ứng phó sự cố số 2 (tại nội vi từng phân xưởng sản xuất + Trạm XLNT cục bộ của cơ sở sản xuất).

+ Cấp độ ứng phó sự cố số 3 (tại nội vi từng phân xưởng sản xuất + Trạm XLNT + Bể sự cố).

+ Cấp độ ứng phó sự cố số 4 (nước thải sự cố tại trạm XLNT và bể sự cố đã sắp đầy, thời gian khắc phục sự cố lớn hơn 1 ngày, phải dừng hoạt động dây chuyền sản xuất của phân xưởng/nhà máy. Khắc phục sự cố xong sẽ cho vận hành lại phân xưởng/nhà máy)

Hình 2. Các cấp độ ứng phó sự cố do nước thải tại cơ sở sản xuất

Tương tự, mô hình 4 cấp độ được đề xuất để ứng phó sự cố do nước thải tại KCN.

Hình 3. Các cấp độ ứng phó sự cố do nước thải tại KCN

5. Giải pháp kỹ thuật phòng ngừa, ứng phó sự cốmôi trường do nước thải

Có thể bố trí các công trình lưu trữ nước thải sự cố trong các trạm XLNT ở cơ sở sản xuất, KCN để ứng phó sự cố theo 7 sơ đồ dưới đây. Dung tích tối thiểu của các công trình ứng phó sự cố được đề xuất đảm bảo thời gian lưu nước tối thiểu 1 ngày tính theo công suất thiết kế. Việc lựa chọn sơ đồ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như các nguồn thải và chế độ thải nước, có đủ diện tích xây dựng không, rủi ro (có thể được lượng hóa) có thể xảy ra với các mức độ và kịch bản ra sao, điều kiện tài chính của cơ sở, mức độ tự động hóa và khả năng ứng dụng công nghệ thông tin của dự án, …

Sơ đồ 1: Sử dụng bể điều hòa off-line trong dây chuyền công nghệ của trạm XLNT làm bể sự cố

Hình 4. Sơ đồ 1. Sử dụng bể điều hòa off-line làm công trình lưu trữ nước thải khi có sự cố

Bể điều hòa có thể được sử dụng, đóng vai trò là bể trung gian (off-line), chỉ tiếp nhận nước thải khi có sự cố thông qua thiết bị phân chia lưu lượng và thiết bị điều tiết dòng chảy tràn. Sơ đồ này áp dụng khi dòng nước thải đầu vào tương đối ổn định. Cũng có thể xem xét bố trí cả 2 bể điều hòa in-line và off-line trong trường hợp cần thiết (khi đó trở thành Sơ đồ 2).

Sơ đồ 2: Sử dụng Bể điều hòa 2 ngăn để lưu trữ nước thải khi có sự cố

Sử dụng bể điều hòa 2 ngăn, trong đó ngăn II hay bể điều hòa II làm nhiệm vụ tiếp nhận nước thải khi lưu lượng và tải lượng chất bẩn trong nước thải tại bể điều hòa I vượt ngưỡng cho phép (vượt giá trị thiết kế). Nếu có đủ diện tích, và nhất là khi có lắp đặt trạm quan trắc tự động đối với nước thải đầu vào trạm XLNT, phương án này khả thi hơn cả.

Hình 5. Sơ đồ 2. Sử dụng Bể điều hòa 2 ngăn để lưu trữ nước thải khi có sự cố

Sơ đồ 3: Sử dụng công trình xử lý có dung tích lớn, ví dụ như hồ sinh học trong dây chuyền công nghệ để lưu trữ nước thải sự cố; các công trình khác phải làm việc tăng cường

Hình 6. Sơ đồ 3. Sử dụng tạm thời hồ sinh học để ứng phó khi có sự cố

Sơ đồ 4: Sử dụng hồ sự cố để lưu trữ nước thải

Sử dụng hồ sự cố để lưu trữ nước thải sự cố. Nước thải từ hồ sự cố được bơm dần trở về đầu trạm XLNT để xử lý lại, đạt chất lượng yêu cầu mới xả ra nguồn tiếp nhận.

Hình 7. Sơ đồ 4. Sử dụng hồ sự cố lưu trữ nước thải khi nước thải đầu ra không đạt chuẩn

Sơ đồ 5: Sử dụng các bể sự cố cục bộ tại các cơ sở, dây chuyền sản xuất

Sơ đồ này có thể áp dụng nếu kết hợp với giải pháp tự động hóa, tự động ngắt các nguồn phát sinh nước thải sự cố khỏi hệ thống, để bảo vệ trạm XLNT, ví dụ như ngăn không gây nhiễm độc, sốc đối với công trình xử lý sinh học phía sau.

Hình 8. Sơ đồ 5. Sử dụng các bể sự cố (emergency tank) cục bộ để ứng phó với các sự cố

Sơ đồ 6: Áp dụng các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của một số công đoạn trong trạm XLNT (hoạt động tăng cường) hoặc sử dụng mô-đun xử lý tăng cường

Hình 9. Sơ đồ 6. Tăng cường hiệu suất xử lý của các công trình trong Trạm XLNT

Có thể tăng cường hiệu quả xử lý bằng cách tăng liều lượng hóa chất keo tụ, bổ sung chất trợ keo tụ, châm thêm chất oxy hóa mạnh vào công đoạn xử lý hóa – lý, bổ sung chế phẩm vi sinh hay tăng mật độ bùn, tăng cường độ cấp khí trong bể bùn hoạt tính, giúp công trình chịu được tải lượng chất bẩn lớn hơn.

Khi các công trình xử lý sinh học, ví dụ như bể bùn hoạt tính trong dây chuyền công nghệ hiện hữu bị sốc tải hay nhiễm độc, có thể lắp đặt mô-đun dự phòng với các công nghệ xử lý tăng cường, hiệu suất cao, ví dụ như công nghệ oxy hóa nâng cao (AOPs), mô-đun lọc màng,… để thay thế tạm thời. Mô-đun này có thể được xây dựng trước hay lắp đặt khẩn cấp, hoặc thuê/mua từ nhà cung cấp bên ngoài. Hệ thống sẽ kích hoạt cụm xử lý tăng cường này để giảm tải hoặc thay thế cho các công trình gặp sự cố hay bị quá tải, đảm bảo chất lượng nước đầu ra vẫn đạt quy chuẩn xả thải.

Giải pháp này có thể được áp dụng nếu có được mô hình mô phỏng, phần mềm máy tính phù hợp, đã được hiệu chỉnh hay viết riêng cho trạm xử lý, các mô-đun tăng cường có độ tin cậy cao, để đảm bảo hiệu quả và tránh xảy ra sự cố thứ cấp.

​Sơ đồ 7: Hồ sự cố sử dụng chung

Giải pháp này cho phép nhiều cơ sở sản xuất hay nhiều đơn nguyên (xây dựng theo các giai đoạn phát triển) của Nhà máy XLNT tập trung có thể sử dụng chung dung tích sự cố. Giải pháp này áp dụng khi các đơn nguyên của Nhà máy XLNT tập trung hay các cơ sở sản xuất, với các hệ thống điều khiển và dây chuyền XLNT độc lập, xác suất xảy ra đồng thời sự cố trên >1 dây chuyền ở cùng 1 thời điểm ít khi xảy ra. Để tiết kiệm chi phí, diện tích xây dựng, có thể cho phép sử dụng chung công trình ứng phó sự cố, với thiết kế đáp ứng lượng nước thải sự cố chảy ra từ đơn nguyên hay từ cơ sở sản xuất lớn nhất. Nước thải sự cố của cơ sở nào sẽ được đưa trở về cơ sở đó để xử lý lại. Ngoài ra, có thể sử dụng công trình xử lý của các cơ sở khác khi công trình của cơ sở xảy ra sự cố bị quá tải.