Kiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 và COD trong nước thải: Một số vấn đề lý thuyết và ứng dụng Thời gian gần đây, các quy chuẩn nhà nước của Việt Nam về nước thải đã có sự chuyển biến
Trang 1Kiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 và COD trong nước thải: Một số vấn đề lý
thuyết và ứng dụng
Thời gian gần đây, các quy chuẩn nhà nước của Việt Nam về nước thải đã có sự
chuyển biến theo hướng từng bước kiểm soát cả về lượng và chất của nước thải khi xả
ra môi trường Cụ thể, các quy chuẩn mới ra đời như QCVN 08:2008 (áp dụng cho nước mặt), QCVN 24:2009 (áp dụng cho nước thải công nghiệp) đã đưa ra những quy định chi tiết hơn về mặt quản lý chất lượng nước, với các hệ số điều chỉnh xả nước thải xét theo lưu lượng thải và theo lưu lượng hay dung tích của nguồn nước, nơi tiếp nhận nước thải
Theo đó, các thông số phổ biến phản ánh ô nhiễm như BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa)
và COD (nhu cầu oxy hóa học) cũng được quy định kiểm soát mức độ phát thải vào nguồn nước Tuy nhiên, các quy chuẩn hiện còn dừng lại ở quy định kiểm soát về mặt hàm lượng hay nồng độ của BOD5 và COD (tính theo đơn vị mg/l), chưa quy định cụ thể về tải lượng ô nhiễm phải kiểm soát thông qua BOD5 và COD (tính theo kg/ngày hay tấn/ngày), và nhất là chưa tính toán cụ thể khả năng (tối đa) của các nguồn tiếp nhận nước thải Nói khác đi, việc kiểm soát hạn ngạch phát thải các chất ô nhiễm trong nước thải vẫn còn nhiều hạn chế nhất định, chưa gắn kết chặt chẽ với việc theo dõi đồng bộ về diễn biến chất lượng nước của các nguồn tiếp nhận
Về lý thuyết, trị số BOD5 (hay COD, mg/l) biểu thị hàm lượng oxy hòa tan (DO, mg/l) cần có để phân hủy các chất bẩn trong môi trường nước Từ đó, dựa trên mối quan hệ giữa DO và BOD5(hay COD), có thể theo dõi DO để gián tiếp kiểm soát phát thải BOD5 (hay COD) và ngược lại Lượng oxy hòa tan chịu tác động và biến thiên phụ thuộc vào các chất bẩn (xét theo BOD5 và COD) đưa vào nguồn nước, được minh họa như hình 1 bên dưới:
Trang 2
Vấn đề đặt ra là cần kiểm soát hạn mức (hạn ngạch/quota) phát thải BOD5 hay COD vào nguồn nước xét theo tải lượng/thải lượng và theo các vị trí phát thải khác nhau, sao cho vẫn duy trì được trị số Dc (hàm lượng oxy hòa tan tối thiểu, mg/l) đạt mức giá trị quy định theo quy chuẩn về chất lượng nước Để xử lý vấn đề này, các mô hình toán và công cụ quan trắc có thể được sử dụng Thông qua tính toán bằng mô hình và quan trắc đối chứng, nếu phát hiện trị số Dc suy giảm dần theo chiều hướng xấu (tức vi phạm quy chuẩn chất lượng nước), các nhà quản lý có thể điều chỉnh tiết giảm, thay đổi vị trí phát thải hay thậm chí tạm dừng các hoạt động làm phát sinh thêm BOD5 và COD vào nguồn nước Hiệu quả kiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 hay COD có thể đánh giá thông qua 2 tiêu chí: tỷ số phân phối tải lượng BOD5 (hay COD); và kết quả quan trắc đối chứng Trong đó, tỷ số phân phối tải lượng (WLAs - Wasteload Allocations) được xác định:
Trong đó, nếu WLAs > 1, cho thấy việc kiểm soát phát thải tốt, cho phép tiếp nhận thêm nguồn phát thải BOD5 (và COD); nếu WLAs < 1, việc kiểm soát phát thải
BOD-5 (và COD) chưa tốt, cần tiết giảm hay điều chỉnh việc phát thải BOD5 (và COD) Dữ liệu về tải lượng cần thu thập qua điều tra, thống kê nhiều năm và cập nhật theo tình hình thực tế
Để góp phần làm rõ vấn đề nghiên cứu nêu trên, mô hình mô phỏng chất lượng nước QUAL2E (do Cơ quan quản lý môi trường Hoa Kỳ - US.EPA phổ biến) được chọn áp
Trang 3dụng cho đoạn sông Đồng Nai chảy ngang qua TP Biên Hòa (Đồng Nai) như một nghiên cứu thí điểm Xét trong lưu vực hệ thống sông Đồng Nai nói chung hay đối với riêng sông Đồng Nai trên địa bàn tỉnh Đồng Nai, đây là nguồn nước có vai trò hết sức quan trọng cho chiến lược phát triển Đoạn sông này hiện là nguồn cấp nước sinh hoạt cho TP Hồ Chí Minh (thông qua trạm bơm Hóa An, đưa nước về nhà máy nước Thủ Đức), cấp nước sinh hoạt cho thành phố Biên Hòa (thông qua nhà máy nước Biên Hòa) và một số vùng phụ cận Đồng thời, đây cũng là nguồn nước phục vụ tưới tiêu nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, du lịch, giao thông thủy và cũng là nguồn tiếp nhận nước thải chưa qua xử lý của TP Biên Hòa (khu công nghiệp Amata, Loteco, Biên Hòa 1, Biên Hòa 2 trên địa bàn tỉnh Đồng Nai Kết quả chạy mô hình theo các kịch bản được chỉ ra như hình 2)
Trang 5Kết quả tính toán bằng mô hình cho thấy, có thể cải thiện chất lượng nước sông theo mục tiêu mong muốn thông qua việc xử lý nước thải cục bộ, đồng thời sắp xếp hợp lý các nguồn phát thải Nói cách khác, có thể rà soát điều chỉnh quy hoạch để xác định hay tái cấu trúc lại các hạn ngạch/quota phát thải sao cho phù hợp với sức chịu tải của môi trường tự nhiên trên thực tế
Như vậy, có thể sử dụng các công cụ kỹ thuật để kiểm soát hạn ngạch phát thải ô nhiễm, cụ thể trường hợp đang xét thông qua BOD5 hay COD Để việc kiểm soát ô nhiễm đạt hiệu quả tốt, cần thiết tiến hành thu thập cơ sở dữ liệu một cách chi tiết và tổng hợp đầy đủ nhiều yếu tố khác nhau như: quy hoạch sử dụng đất, điều tra nguồn thải, kết quả quan trắc môi trường Đây là việc cần làm thường xuyên, có xử lý và cập nhật định kỳ, tiến đến hình thành bộ dữ liệu về “tổng tải lượng ngày tối đa - TMDLs” Dựa vào TMDLs, cho phép theo dõi toàn diện và đồng bộ các diễn biến về khả năng tự làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong toàn vùng (ví dụ như trong toàn lưu vực sông), từ đó làm cơ sở để phân phối, điều chỉnh cân đối các nguồn thải phù hợp với sức chịu tải để không làm phá vỡ chất lượng nguồn nước Bằng cách này, cơ quan quản lý môi trường sẽ kịp thời phát hiện và ngăn chặn các diễn biến ô nhiễm bất lợi, thực hiện quản lý và phân phối hạn ngạch phát thải ô nhiễm một cách hợp lý (gắn với thẩm định và phê chuẩn đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư), nhằm đảm bảo mục tiêu hài hòa giữa phát triển kinh tế và BVMT Hy vọng trong thời gian tới, phương pháp này sẽ được tiếp cận và ứng dụng ngày càng nhiều hơn trong kiểm soát
ô nhiễm và quản lý môi trường tại các tỉnh, TP trong cả nước