Thông tin khoa học Số 26 13 ðại học An Giang 4/2006 VAI TRÒ CỦA BỂ TỰ HOẠI ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA CÁC THÀNH PHỐ VIỆT NAM TRONG TƯƠNG LAI Ths. Nguyễn Trần Thiện Khánh * ho đến nay, ở các thành phố của Việt Nam, hệ thống thốt nước (HTTN) thơng dụng nhất để chuyển tải nước thải là HTTN chung có bể tự hoại. HTTN này được xác định kích thước chủ yếu để vận chuyển một lượng khổng lồ nước mưa, nhưng đồng thời cũng để vận chuyển nước thải toilet và nước thải nhà bếp từ các hộ gia đình đến vị trí thải chưa xử lý (Hình 1A). Khi u cầu xử lý nước thải sinh hoạt trở nên cấp bách, do mức ơ nhiễm khơng thể chấp nhận được đối với các nguồn nước mặt ở địa phương ngày càng trầm trọng hơn bởi sự phát triển q nhanh của các thành phố, tính thích hợp của HTTN chung, đặc biệt đối với khu dân cư mới, cần phải được xem xét lại. 1. Ưu điểm và nhược điểm của HTTN riêng có bể tự hoại Theo qui định xây dựng (MOC, 1988), nhà và căn hộ ở các thành phố của Việt Nam đều phải có bể tự hoại kể cả khi nước thải từ bể tự hoại được thải vào đất, vào nguồn nước mặt hoặc vào cống thốt nước. ðối với các hộ gia đình riêng lẻ, bể tự hoại thường có thể tích sử dụng khoảng 2 – 2,5m 3 , dòng chảy theo phương ngang và có hai hoặc ba ngăn. ðơi khi, ngăn cuối là một thiết bị lọc kỵ khí dòng chảy ngược. HTTN riêng hiện tại thiếu hồn tồn các thiết bị xử lý nước thải bên ngồi hộ gia đình, do đó bể tự hoại đóng vai trò quan trọng việc giảm thiểu ơ nhiễm và ngăn ngừa hiện tượng tắc nghẽn các đường cống thốt nước mưa đường kính lớn. Chi phí đầu tư đối với HTTN chung có bể tự hoại ước tính vào khoảng 905 USD/hộ, bao gồm khoảng 246 USD xây dựng bể tự hoại 2,2m 3 và 77 USD chi phí đường ống nối vào các hộ gia đình. Quyết định duy trì bể tự hoại để tách cặn tại hộ gia đình đối với HTTN riêng mới, phải dựa trên cơ sở xem xét kỹ những ưu điểm và nhược điểm của HTTN riêng có bể tự hoại so với HTTN riêng khơng có bể tự hoại (bảng 1). C * Phó Trưởng BM Mơi Trường & PTBV, K. Kỹ thuật – Cơng nghệ - Mơi trường. E-mail: nttkhanh@agu.edu.vn Hình 1 HTTN: (A) HTTN chung hiện tại có bể tự hoại và khơng xử lý, (B) HTTN riêng trong tương lai có bể tự hoại và xử lý bậc hai, (C) HTTN riêng trong tương lai khơng có bể tự hoại, xử lý bậc một và bậc hai. Thoâng tin khoa hoïc Số 26 14 ðại học An Giang 4/2006 Bảng 1. Phân tích SWOT (Strengths – Weaknesses – Opportunities - Threats) ñối với bể tự hoại hoặc bể tiếp nhận trong HTTN riêng hợp vệ sinh. Ưu ñiểm (Strengths) Nhược ñiểm (Weaknesses) • Tải lượng ô nhiễm ở trạm xử lý nước thải thấp hơn, dẫn ñến giảm chi phí • Áp dụng cống nhỏ nhờ giảm lưu lượng và tách cặn • Chi phí cao ñối với hộ gia ñình có bể chứa và khử bùn tại chỗ • Phát thải khí methane khi khí sinh học không ñược tái sử dụng hoặc không ñược xử lý ðiều kiện áp dụng (Opportunities) Các mặt hạn chế (Threats) • Tại lượng ô nhiễm nguồn nước mặt thấp hơn khi trạm xử lý nước thải không hoạt ñộng • Tiết kiệm nước dội toilet • Bùn bể tự hoại tồn tại khá “sạch” và có thể tái sử dụng ñược • Sử dụng bể tiếp nhận nhỏ thay vì dùng bể tự hoại 2m 3 • Nếu không bảo dưỡng hợp lý sẽ làm mất chức năng của hệ thống. • Sự thâm nhập của nước mưa (do nối ñường ống sai) vào cống thoát nước nhỏ làm ñảo lộn hệ thống và mất tác dụng giảm chi phí xử lý. 2. Bể tự hoại dòng chảy ngược Trong khoảng năm 1984 và 1991, hệ thống bể tự hoại UASB xử lý nước thải từ toilet và nước thải sinh hoạt ở các hộ gia ñình riêng lẻ và cả khu dân cư ñã ñược nghiên cứu tại Bandung, Indonesia (Bandung Study, 1991, Lettinga et al, 1993). Mặt cắt của thiết bị nghiên cứu (0,86m 3 ) ñược trình bày trong hình 2B. Những ñiểm khác biệt cơ bản giữa bể tự hoại UASB và bể tự hoại cổ ñiển (hình 2A) là dòng chảy từ dưới lên và có bộ phận tách khí/rắn/lỏng. Vì cần tạo ñiều kiện tiếp xúc giữa nước thải vào hệ thống và bùn, và tránh hiện tượng ñoản mạch, bể có tỷ lệ diện tích bề mặt và ñộ sâu lớn hơn so với bể tự hoại cổ ñiển. Bảng 2. Các thông số thiết kế và vận hành bể tự hoại UASB xử lý nước thải toilet và nước thải sinh hoạt. Bùn tích lũy trong thiết bị chiếm ñến 76% thể tích thiết bị sau 731 ngày vận hành. Tốc ñộ tích lũy bùn khoảng 34 L/người/năm. Hàm lượng chất khô dao ñộng trong khoảng 50 và 70kg TS/m 3 và hoạt tính methane của bùn ñạt 0,1 – 0,2kg CH4- COD/kg VSS ngày ở nhiệt ñộ 25 - 30 0 C. Bùn có ñộ ổn ñịnh cao, chỉ 10 – 17% bị chuyển hóa thành CH4 sau 100 ngày ở nhiệt ñộ môi trường. Qttt tạo khí sinh học khá ổn ñịnh ở mức 5 – 6 L/giờ (65% CH4) (8 L CH4/người/ngày). 3. Mô hình tiết kiệm nước Nếu có bể tiếp nhận, lượng nước cần ñể vận chuyển cặn sẽ ít hơn. Như vậy, bể tiếp nhận giúp tiết kiệm lượng nước cấp. Chính phủ Việt Nam phải tránh chuyển việc sử dụng dạng toilet không có bồn giật nước (pour – flush toilet) hiện nay sang toilet có bồn giật nước tự ñộng (full – flush cistern toilet). ðiều này sẽ dẫn ñến việc sử dụng nước Thông số Nước thải toilet Nước thải sinh hoạt Thể tích thiết bị (m 3 ) 0,12 0,15 Chiều cao (m) 2 2 Bùn cấy (% thể tích thiết bị) 10 10 – 15 Mức ñộ làm ñầy thiết bị cực ñại (%) 90 90 Lượng bùn dư sinh ra (l/người/ngày) 0,08 0,08 Thời gian làm sạch (năm) 3,5 3,5 Hình 2. Thiết kế bể tự hoại (A) loại cổ ñiển, (B) bể tự hoại UASB nghiên cứu, (C) bể dòng chảy ngược ở các hộ gia ñình, (D) bể tự hoại UASB có hệ thống thu khí. Thoâng tin khoa hoïc Số 26 15 ðại học An Giang 4/2006 uống ñể dội toilet, làm tăng lượng nước dội toilet từ 10 -20 L/người/ngày hiện nay lên 45 – 60 L/người/ngày trong tương lai (6 lần dội/ người/ngày, 8 – 10 L/lần). Với quy mô của thành phố Hồ Chí Minh, sự phát triển này sẽ ñòi hỏi cung cấp thêm 75.000m 3 /ngày và tăng chi phí cấp nước tính trên mỗi hộ gia ñình là 12 USD/hộ/năm (55m 3 /hộ/năm, với giá 0,22 USD/m 3 hay 3.000 VND/m 3 ). Việc tiết kiệm nước phải ñược thúc ñẩy bằng cách trang bị các thiết bị tiết kiệm nước các hộ gia ñình, cải tiến mạng lưới cấp nước và ñặc biệt nâng cao ý thức của người dân. Việc bảo tồn nguồn nước không thật sự yêu cầu sử dụng HTTN có bể tự hoại. Dual-flush toilet ñã ñược sử dụng lại ở Hà Lan trong những năm gần ñây, mặc dù ñã tồn tại từ nhiều năm trước ñây, sẽ cung cấp 6 – 8 L nước ñể dội phân và 3 – 4 L nước ñể dội nước tiểu, như vậy hệ thống này có thể tiết kiệm ñược 15 L so với hệ thống sử dụng bể tự hoại có bồn giật nước tự ñộng. 4. Kết luận: Mặc dù bể tự hoại là một bộ phận có chi phí cao trong HTTN ở Việt Nam, chi phí HTTN riêng có và không có bể tự hoại, bao gồm cả xử lý nước thải bậc 2, gần như tương ñương. ðối với HTTN có bể tự hoại, chi phí tăng do xây dựng bể tự hoại ñược bù lại nhờ khả năng sử dụng cống thoát nước nhỏ hơn và chi phí lắp ñặt hệ thống xử lý nước thải thấp hơn. Nếu lượng nước dội toilet ít hơn (20 L/người/ngày thay vì 45 L/người/ngày), thì mỗi hộ gia ñình có thể giảm chi phí 12 USD/hộ/năm trong tổng chi phí của hệ thống vệ sinh khỏang 100 USD/hộ/năm Việc tiết kiệm nước có thể ñược kết hợp với việc sử dụng HTTN không có bể tự hoại, ngăn tiếp nhận cặn hoặc bể tự hoại ñóng vai trò quan trọng trong việc tránh làm tắc nghẽn HTTN trong tất cả các trường hợp mà lượng nước tiêu thụ ít và không ñều hoặc lượng nước dùng ñể dội toilet ít. Việc sử dụng ít nước có thể là do chính sách tiết kiệm nước của chính phủ, do ý thức của người sử dụng hệ thống tiết kiệm nước hoặc do hệ thống cấp nước bị hư hỏng. ðặc biệt trong trường hợp bị ngưng hoặc hạn chế cung cấp nước, bể tiếp nhận cặn là bộ phận an toàn bảo vệ HTTN. Cũng như vậy, bể tự hoại rất hữu dụng ở chỗ có một sự ñiều chỉnh ñáng kể giữa việc bố trí hệ thống thoát nước và nhiệm vụ ñi kèm của hệ thống xử lý nước thải.  Tài liệu tham khảo Bandung study. 1991. IHE, Wageningen Agricutural University, St. Borromeus hopital Bang angdung Indonesia; Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Low –cost sanitation reseach Project in Bandung/ indonesia. Bareber, W.P.,D.C, Stuckey. 1999. The use of the anaerobic baffled reactor (ABR) for waste water treatment. . 4/2006 VAI TRÒ CỦA BỂ TỰ HOẠI ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA CÁC THÀNH PHỐ VIỆT NAM TRONG TƯƠNG LAI Ths. Nguyễn Trần Thiện Khánh * ho đến nay, ở các thành phố của Việt Nam, hệ thống. và nhược điểm của HTTN riêng có bể tự hoại Theo qui định xây dựng (MOC, 1988), nhà và căn hộ ở các thành phố của Việt Nam đều phải có bể tự hoại kể cả khi nước thải từ bể tự hoại được thải. so với hệ thống sử dụng bể tự hoại có bồn giật nước tự ñộng. 4. Kết luận: Mặc dù bể tự hoại là một bộ phận có chi phí cao trong HTTN ở Việt Nam, chi phí HTTN riêng có và không có bể tự hoại,