Trong bối cảnh phát triển công nghiệp hóa ngày càng mạnh mẽ, các nhà máy dệt may đang đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế của Việt Nam. Tuy nhiên, cùng với sự tăng trưởng về quy mô sản xuất, vấn đề môi trường – đặc biệt là xử lý nước thải – đã trở thành một trong những thách thức lớn nhất mà các doanh nghiệp phải đối mặt. Nhà máy NV Apparel tại huyện Châu Thành, tỉnh An Giang, với lượng nước thải sinh hoạt lên đến 150 m3/ngày.đêm, đã nhận thức rõ tầm quan trọng của việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, không chỉ nhằm tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường mà còn thể hiện trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết về hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Nhà máy NV Apparel, từ những thách thức đặt ra, giải pháp công nghệ được áp dụng, đến kết quả đạt được sau khi triển khai hệ thống. Thông qua việc nghiên cứu trường hợp này, chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng của việc đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại và hiệu quả của các giải pháp được lựa chọn.

Thách thức

1. Đặc điểm nước thải sinh hoạt từ nhà máy may

Nước thải sinh hoạt từ Nhà máy NV Apparel có những đặc điểm đặc trưng gây khó khăn trong quá trình xử lý. Nguồn nước thải này chủ yếu đến từ khu vực nhà ăn, nhà vệ sinh và các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của công nhân viên trong nhà máy.

Lượng chất hữu cơ cao: Nước thải sinh hoạt từ nhà máy chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, thể hiện qua các chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand) và BOD (Biochemical Oxygen Demand) lớn. Các chất hữu cơ này chủ yếu đến từ thức ăn thừa, dầu mỡ từ nhà ăn, và các chất thải từ hoạt động vệ sinh cá nhân.

Hàm lượng nitơ và phốt pho cao: Do đặc tính của nước thải sinh hoạt, hàm lượng các hợp chất chứa nitơ (đặc biệt là amoni) và phốt pho thường vượt ngưỡng cho phép. Đây là nguyên nhân tiềm tàng gây hiện tượng phú dưỡng nếu không được xử lý triệt để trước khi xả ra môi trường.

Chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh: Nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và các mầm bệnh khác, đặc biệt là coliform và E.coli, có thể gây nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường nếu không được khử trùng đúng cách.

2. Yêu cầu về công suất xử lý ổn định

Với quy mô hoạt động lớn của Nhà máy NV Apparel, lượng nước thải sinh hoạt phát sinh lên đến 150 m3/ngày.đêm. Việc đảm bảo hệ thống xử lý có thể vận hành liên tục và ổn định với công suất này là một thách thức đáng kể.

Đặc biệt khó khăn hơn, lưu lượng nước thải không đều trong ngày, với những đỉnh điểm vào giờ cao điểm như giờ ăn trưa, giờ tan ca, hay khi có hoạt động vệ sinh định kỳ trong nhà máy. Sự dao động này đòi hỏi hệ thống phải có khả năng thích ứng tốt để đảm bảo chất lượng nước đầu ra luôn đạt tiêu chuẩn.

3. Đáp ứng tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt

Theo quy định hiện hành, nước thải sau xử lý từ Nhà máy NV Apparel phải đạt QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) – một tiêu chuẩn khá nghiêm ngặt đối với nước thải công nghiệp trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Điều này đặt ra yêu cầu cao về hiệu quả xử lý của hệ thống.

Các thông số cần kiểm soát chặt chẽ bao gồm:

• pH: 6-9
• BOD5: ≤ 30 mg/L
• COD: ≤ 75 mg/L
• TSS (Tổng chất rắn lơ lửng): ≤ 50 mg/L
• Amoni (tính theo N): ≤ 5 mg/L
• Tổng Nitơ: ≤ 20 mg/L
• Tổng Phốt pho: ≤ 4 mg/L
• Coliform: ≤ 3.000 MPN/100mL

Đạt được các chỉ tiêu này đòi hỏi một hệ thống xử lý đồng bộ và hiệu quả cao.

4. Hạn chế về không gian và chi phí

Như nhiều doanh nghiệp khác, NV Apparel phải đối mặt với hạn chế về mặt bằng cho hệ thống xử lý nước thải. Không gian dành cho hệ thống xử lý thường bị giới hạn vì ưu tiên dành cho các hoạt động sản xuất chính.

Ngoài ra, chi phí đầu tư và vận hành cũng là một thách thức lớn. Doanh nghiệp cần tìm giải pháp vừa đảm bảo hiệu quả xử lý, vừa tối ưu chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành lâu dài, bao gồm chi phí điện năng, hóa chất, nhân công và bảo trì.

5. Yêu cầu về tính bền vững và khả năng mở rộng

Trong bối cảnh nhà máy có kế hoạch phát triển trong tương lai, hệ thống xử lý nước thải cần được thiết kế với tầm nhìn dài hạn, có khả năng mở rộng công suất khi cần thiết mà không gây gián đoạn hoạt động.

Đồng thời, hệ thống cũng cần đảm bảo tính bền vững về môi trường, giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại, tiết kiệm năng lượng, và thân thiện với môi trường trong quá trình vận hành.

Giải pháp

Để đối mặt với những thách thức nêu trên, Nhà máy NV Apparel đã triển khai một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tiên tiến với công suất 150 m3/ngày.đêm, áp dụng các công nghệ hiện đại và quy trình xử lý đồng bộ.

1. Phân luồng và xử lý sơ bộ

1.1. Cụm xử lý mộc in và Bể tách mỡ

Tuy là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng do đặc thù của nhà máy may, một phần nhỏ nước thải từ quá trình sản xuất cũng cần được xử lý. Nước thải này được đưa qua Cụm xử lý mộc in để loại bỏ các thành phần đặc thù từ quá trình sản xuất.

Đồng thời, nước thải từ khu vực nhà ăn, chứa nhiều dầu mỡ, được dẫn qua Bể tách mỡ trước khi nhập vào hệ thống xử lý chính. Bể tách mỡ hoạt động theo nguyên lý tự nhiên, cho phép dầu mỡ – có khối lượng riêng nhỏ hơn nước – nổi lên trên và được thu gom định kỳ, giảm đáng kể gánh nặng cho các công đoạn xử lý phía sau.

1.2. Bể gom

Sau khi qua xử lý sơ bộ, toàn bộ nước thải sinh hoạt được thu gom vào bể gom. Tại đây, nước thải được bơm cấp vào hệ thống xử lý chính thông qua hệ thống bơm tự động có kiểm soát về lưu lượng.

Bể gom còn được trang bị song chắn rác để loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước lớn, giúp bảo vệ các thiết bị bơm và ngăn ngừa tắc nghẽn trong hệ thống xử lý phía sau.

2. Hệ thống điều hòa lưu lượng

2.1. Bể điều hòa

Bể điều hòa đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào, đặc biệt khi lưu lượng nước thải từ nhà máy có sự dao động lớn theo giờ trong ngày.

Được thiết kế với thời gian lưu thủy lực hợp lý, bể điều hòa giúp:

• Cân bằng lưu lượng, giảm thiểu tác động của việc dao động lưu lượng đến hiệu quả xử lý của hệ thống
• Ổn định nồng độ các chất ô nhiễm, tránh các cú sốc tải do nồng độ đầu vào thay đổi đột ngột
• Cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình xử lý sinh học phía sau
• Giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo

Bể điều hòa được trang bị hệ thống khuấy trộn và sục khí nhẹ để ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn và tạo điều kiện cho một phần nhỏ chất hữu cơ phân hủy sơ bộ, giảm tải cho các công đoạn xử lý phía sau.

3. Công nghệ xử lý sinh học tiên tiến

3.1. Cụm sinh học MBO

Sau khi qua bể điều hòa, nước thải được dẫn vào Cụm sinh học MBO (Modified Biological Oxidation). Đây là công nghệ xử lý sinh học tiên tiến kết hợp giữa quá trình thiếu khí (anoxic) và hiếu khí.

Trong bể anoxic, diễn ra quá trình khử nitrat (NO3-) thành khí nitơ (N2). Nitrat có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa amoni trong bể hiếu khí, được bơm tuần hoàn về bể anoxic. Quá trình này giúp giảm đáng kể hàm lượng nitơ tổng trong nước thải, đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt của QCVN 40:2011/BTNMT.

Ngoài ra, bể anoxic còn góp phần vào quá trình Phosphorit – loại bỏ phốt pho khỏi nước thải. Các vi sinh vật trong điều kiện thiếu khí sẽ hấp thu lượng lớn phốt pho, giúp giảm hàm lượng phốt pho tổng trong nước thải.

Hệ thống MBO được thiết kế với tải trọng hữu cơ và thời gian lưu thủy lực tối ưu, kết hợp với hệ thống phân phối khí hiệu quả, đảm bảo quá trình xử lý sinh học diễn ra triệt để.

3.2. Cụm màng lọc MBR

Đây là điểm nhấn trong công nghệ xử lý nước thải tại NV Apparel. Thay vì sử dụng phương pháp lắng truyền thống để tách bùn sinh học, hệ thống áp dụng công nghệ màng lọc MBR (Membrane Bioreactor).

Công nghệ MBR có những ưu điểm vượt trội so với phương pháp xử lý truyền thống:

• Kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.01 ~ 0.4 μm) giúp giữ lại toàn bộ bùn sinh học trong bể, tạo điều kiện duy trì mật độ vi sinh vật cao hơn nhiều lần so với hệ thống bùn hoạt tính thông thường
• Hiệu suất xử lý cao hơn do mật độ vi sinh vật lớn và thời gian lưu bùn dài
• Không cần bể lắng, giúp tiết kiệm không gian đáng kể
• Nước sau lọc màng có độ trong cao, thậm chí loại bỏ được cả các hạt keo nhỏ và một phần vi khuẩn, giảm tải cho quá trình khử trùng

Nước sau khi qua màng lọc MBR được bơm hút sang bể chứa nước sau xử lý với chất lượng rất cao, đáp ứng hầu hết các tiêu chuẩn về nước thải trước khi vào công đoạn khử trùng cuối cùng.

4. Hệ thống khử trùng và xả thải

4.1. Bể khử trùng

Mặc dù nước thải sau quá trình xử lý bằng công nghệ MBR đã có chất lượng cao, khâu khử trùng vẫn là bước không thể thiếu để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra môi trường.

Bể khử trùng được thiết kế với nhiều vách ngăn dạng zíc-zắc, tạo đường đi dài cho nước, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước thải và hóa chất khử trùng (chlorine). Thiết kế này giúp đạt hiệu quả khử trùng cao nhất với lượng hóa chất tối thiểu:

• Hiệu quả khử trùng đạt 95% với Coliforms
• Đạt 100% với các vi trùng gây bệnh khác

Sau quá trình khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT – Cột A và được dẫn theo đường ống thoát ra nguồn tiếp nhận.

5. Hệ thống giám sát và tự động hóa

Để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả, NV Apparel đã trang bị hệ thống giám sát và tự động hóa hiện đại:

Giám sát thông số vận hành: Các thông số quan trọng như pH, DO (Dissolved Oxygen), lưu lượng, áp suất màng lọc được theo dõi liên tục thông qua hệ thống cảm biến và bộ điều khiển trung tâm.

Tự động điều chỉnh: Hệ thống tự động điều chỉnh lưu lượng bơm, lượng khí cấp, và lượng hóa chất khử trùng dựa trên dữ liệu thực tế, giúp tối ưu hóa quá trình xử lý và tiết kiệm chi phí vận hành.

Cảnh báo sự cố: Hệ thống được tích hợp chức năng cảnh báo khi các thông số vượt ngưỡng cho phép hoặc khi phát hiện bất thường, giúp đội vận hành có thể xử lý kịp thời, tránh ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu ra.

Kết quả

1. Chất lượng nước thải sau xử lý

Sau khi hệ thống xử lý nước thải được đưa vào vận hành tại Nhà máy NV Apparel, chất lượng nước thải đầu ra đã đạt được những kết quả đáng khích lệ:

Đạt chuẩn xả thải nghiêm ngặt: Tất cả các thông số của nước thải sau xử lý đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A), thậm chí nhiều thông số còn tốt hơn quy chuẩn nhiều lần:

• pH: 6.5-7.5 (quy chuẩn: 6-9)
• BOD5: < 20 mg/L (quy chuẩn: ≤ 30 mg/L)
• COD: < 50 mg/L (quy chuẩn: ≤ 75 mg/L)
• TSS: < 30 mg/L (quy chuẩn: ≤ 50 mg/L)
• Amoni: < 3 mg/L (quy chuẩn: ≤ 5 mg/L)
• Tổng Nitơ: < 15 mg/L (quy chuẩn: ≤ 20 mg/L)
• Tổng Phốt pho: < 2 mg/L (quy chuẩn: ≤ 4 mg/L)
• Coliform: < 1.000 MPN/100mL (quy chuẩn: ≤ 3.000 MPN/100mL)

Độ trong và chất lượng cảm quan tốt: Nhờ công nghệ MBR, nước thải sau xử lý có độ trong cao, không màu, không mùi, và không chứa các chất lơ lửng nhìn thấy bằng mắt thường.

Độ ổn định cao: Chất lượng nước đầu ra luôn ổn định, ngay cả khi có sự dao động về lưu lượng và nồng độ ô nhiễm của nước thải đầu vào, nhờ vào thiết kế đồng bộ của hệ thống và đặc biệt là công nghệ màng lọc MBR.

2. Hiệu quả vận hành và kinh tế

Hệ thống xử lý nước thải tại NV Apparel không chỉ mang lại hiệu quả môi trường mà còn chứng minh tính hiệu quả về mặt vận hành và kinh tế:

Tiết kiệm không gian: Công nghệ MBR giúp tiết kiệm khoảng 30-40% diện tích so với hệ thống xử lý truyền thống do không cần bể lắng thứ cấp và các công trình phụ trợ liên quan.

Hiệu quả xử lý cao: Tỷ lệ loại bỏ các chất ô nhiễm đạt trên 95% đối với hầu hết các thông số, cao hơn đáng kể so với công nghệ xử lý truyền thống.

Giảm chi phí vận hành lâu dài: Mặc dù đầu tư ban đầu cho hệ thống MBR cao hơn, nhưng chi phí vận hành lâu dài được tối ưu hóa nhờ:

• Giảm lượng bùn thải phải xử lý (khoảng 30-50% so với hệ thống truyền thống)
• Tiết kiệm hóa chất khử trùng do nước sau MBR đã loại bỏ phần lớn vi sinh vật
• Hệ thống tự động hóa giúp giảm chi phí nhân công vận hành

Vận hành ổn định: Hệ thống hoạt động liên tục 24/7 với tỷ lệ thời gian dừng để bảo trì thấp (dưới 2% thời gian vận hành), đảm bảo đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải liên tục của nhà máy.

3. Tác động môi trường và xã hội

Việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải hiện đại không chỉ mang lại lợi ích trực tiếp cho NV Apparel mà còn có những tác động tích cực đến môi trường và xã hội:

Bảo vệ môi trường nước: Nước thải sau xử lý đạt chuẩn Cột A giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến nguồn nước tiếp nhận, bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh và nguồn nước cho các hoạt động khác.

Cải thiện hình ảnh doanh nghiệp: Việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về môi trường giúp NV Apparel xây dựng hình ảnh một doanh nghiệp có trách nhiệm xã hội, tăng cường uy tín với khách hàng, đối tác và cộng đồng địa phương.

Đáp ứng yêu cầu của khách hàng quốc tế: Nhiều thương hiệu thời trang toàn cầu đang đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về bảo vệ môi trường đối với các nhà cung cấp. Hệ thống xử lý nước thải hiện đại giúp NV Apparel đáp ứng các yêu cầu này, mở rộng cơ hội hợp tác với các đối tác quốc tế.

Giảm phí bảo vệ môi trường: Với chất lượng nước thải đầu ra vượt chuẩn, doanh nghiệp có thể được giảm mức phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp theo quy định hiện hành.

4. Tính bền vững và khả năng mở rộng

Một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống xử lý nước thải tại NV Apparel là tính bền vững và khả năng thích ứng với sự phát triển trong tương lai:

Thiết kế mô-đun: Hệ thống được thiết kế theo dạng mô-đun, cho phép dễ dàng nâng cấp công suất khi nhà máy mở rộng sản xuất, mà không cần thay đổi hoàn toàn hệ thống hiện có.

Khả năng tích hợp công nghệ mới: Cấu trúc hệ thống linh hoạt cho phép tích hợp các công nghệ xử lý mới trong tương lai như tái sử dụng nước, thu hồi năng lượng từ bùn thải, hoặc các công nghệ xử lý tiên tiến khác.

Giảm phát thải khí nhà kính: Quá trình xử lý sinh học kết hợp thiếu khí – hiếu khí giúp chuyển hóa một phần lớn nitơ thành khí N2 (không gây hiệu ứng nhà kính) thay vì N2O (một loại khí nhà kính mạnh), góp phần giảm dấu chân carbon của nhà máy.

Tiềm năng tái sử dụng nước: Chất lượng nước sau xử lý bằng công nghệ MBR cao đến mức có thể cân nhắc tái sử dụng cho các mục đích không tiếp xúc trực tiếp như tưới cây, rửa đường, hoặc làm mát, giảm thiểu việc sử dụng nguồn nước sạch và tạo thêm giá trị kinh tế.

Kết luận

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Nhà máy NV Apparel với công suất 150 m3/ngày.đêm là một minh chứng thành công cho việc ứng dụng công nghệ tiên tiến trong quản lý môi trường tại Việt Nam. Sự kết hợp giữa công nghệ MBR và quy trình xử lý đồng bộ đã giúp nhà máy giải quyết hiệu quả bài toán xử lý nước thải, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt.

Thành công của dự án này không chỉ nằm ở việc đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật mà còn ở tác động tích cực đến môi trường, xã hội và hiệu quả kinh tế lâu dài cho doanh nghiệp. Đây là một mô hình đáng để các nhà máy trong ngành dệt may và các ngành công nghiệp khác tham khảo và học hỏi.

Trong bối cảnh yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng cao và nguồn tài nguyên nước ngày càng khan hiếm, việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiệu quả không chỉ là trách nhiệm mà còn là chiến lược phát triển bền vững của mỗi doanh nghiệp. Nhà máy NV Apparel, với tầm nhìn dài hạn, đã chứng minh rằng việc đầu tư cho môi trường chính là đầu tư cho tương lai của chính doanh nghiệp.

“ARES là lựa chọn chính xác của chúng tôi vì sự chuyên