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 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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 và COD trong nước thải: Một số vấn đề lý thuyết và ứng dụngKiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 vàCOD trong nước thải: Một số vấn đề lý thuyết và ứng dụngThời gian gần đây, các quy chuẩn nhà nước của Việt Nam về nước thải đã có sựchuyển biến theo hướng từng bước kiểm soát cả về lượng và chất của nước thải khi xảra môi trường. Cụ thể, các quy chuẩn mới ra đời như QCVN 08:2008 (áp dụng chonước mặt), QCVN 24:2009 (áp dụng cho nước thải công nghiệp) đã đưa ra những quyđịnh chi tiết hơn về mặt quản lý chất lượng nước, với các hệ số điều chỉnh xả nướcthải xét theo lưu lượng thải và theo lưu lượng hay dung tích của nguồn nước, nơi tiếpnhận 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 vàonguồn nước. Tuy nhiên, các quy chuẩn hiện còn dừng lại ở quy định kiểm soát về mặthàm lượng hay nồng độ của BOD5 và COD (tính theo đơn vị mg/l), chưa quy định cụthể về tải lượng ô nhiễm phải kiểm soát thông qua BOD5 và COD (tính theo kg/ngàyhay tấn/ngày), và nhất là chưa tính toán cụ thể khả năng (tối đa) của các nguồn tiếpnhận nước thải. Nói khác đi, việc kiểm soát hạn ngạch phát thải các chất ô nhiễmtrong nước thải vẫn còn nhiều hạn chế nhất định, chưa gắn kết chặt chẽ với việc theodõi 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 hệgiữa DO và BOD5(hay COD), có thể theo dõi DO để gián tiếp kiểm soát phát thảiBOD5 (hay COD) và ngược lại. Lượng oxy hòa tan chịu tác động và biến thiên phụthuộc vào các chất bẩn (xét theo BOD5 và COD) đưa vào nguồn nước, được minh họanhư hình 1 bên dưới: Vấn đề đặt ra làcần kiểm soát hạn mức (hạn ngạch/quota) phát thải BOD5 hay COD vào nguồn nướcxét theo tải lượng/thải lượng và theo các vị trí phát thải khác nhau, sao cho vẫn duy trìđược trị số Dc (hàm lượng oxy hòa tan tối thiểu, mg/l) đạt mức giá trị quy định theoquy chuẩn về chất lượng nước. Để xử lý vấn đề này, các mô hình toán và công cụquan trắc có thể được sử dụng. Thông qua tính toán bằng mô hình và quan trắc đốichứng, nếu phát hiện trị số Dc suy giảm dần theo chiều hướng xấu (tức vi phạm quychuẩn chất lượng nước), các nhà quản lý có thể điều chỉnh tiết giảm, thay đổi vị tríphát thải hay thậm chí tạm dừng các hoạt động làm phát sinh thêm BOD5 và COD vàonguồn nước. Hiệu quả kiểm soát hạn ngạch phát thải BOD5 hay COD có thể đánh giáthông qua 2 tiêu chí: tỷ số phân phối tải lượng BOD5 (hay COD); và kết quả quan trắcđối chứng. Trong đó, tỷ số phân phối tải lượng (WLAs - Wasteload Allocations) đượcxác định:Trong đó, nếu WLAs > 1, cho thấy việc kiểm soát phát thải tốt, cho phép tiếp nhậnthêm 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). Dữliệu về tải lượng cần thu thập qua điều tra, thống kê nhiều năm và cập nhật theo tìnhhình thực tế.Để góp phần làm rõ vấn đề nghiên cứu nêu trên, mô hình mô phỏng chất lượng nướcQUAL2E (do Cơ quan quản lý môi trường Hoa Kỳ - US.EPA phổ biến) được chọn ápdụng cho đoạn sông Đồng Nai chảy ngang qua TP Biên Hòa (Đồng Nai) như mộtnghiên cứu thí điểm. Xét trong lưu vực hệ thống sông Đồng Nai nói chung hay đối vớiriêng sông Đồng Nai trên địa bàn tỉnh Đồng Nai, đây là nguồn nước có vai trò hết sứcquan trọng cho chiến lược phát triển. Đoạn sông này hiện là nguồn cấp nước sinh hoạtcho TP Hồ Chí Minh (thông qua trạm bơm Hóa An, đưa nước về nhà máy nước ThủĐức), cấp nước sinh hoạt cho thành phố Biên Hòa (thông qua nhà máy nước BiênHòa) và một số vùng phụ cận. Đồng thời, đây cũng là nguồn nước phục vụ tưới tiêunông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, du lịch, giao thông thủy... và cũng là nguồn tiếpnhận 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 cáckịch bản được chỉ ra như hình 2).Kết quả tính toán bằng mô hình cho thấy, có thể cải thiện chất lượng nước sông theomục tiêu mong muốn thông qua việc xử lý nước thải cục bộ, đồng thời sắp xếp hợp lýcác nguồn phát thải. Nói cách khác, có thể rà soát điều chỉnh quy hoạch để xác địnhhay tái cấu trúc lại các hạn ngạch/quota phát thải sao cho phù hợp với sức chịu tải củamôi trường tự nhiên trên thực tế.Như vậy, có thể sử dụng các công cụ kỹ thuật để kiểm soát hạn ngạch phát thải ônhiễm, cụ thể trường hợp đang xét thông qua BOD5 hay COD. Để việc kiểm soát ônhiễm đạt hiệu quả tốt, cần thiết tiến hành thu thập cơ sở dữ liệu một cách chi tiết vàtổng hợp đầy đủ nhiều yếu tố khác nhau như: quy hoạch sử dụng đất, điều tra nguồnthải, kết quả quan trắc môi trường... Đây là việ ...