Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải ở TP Hồ Chí Minh

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An, Phạm Ngọc Hòa Khoa Môi Trường - ĐH Bách Khoa - ĐH Quốc Gia TP HCM Giới thiệu Khái niệm tái sinh nước thải sinh hoạt hay tái sử dụng nước thải (wastewater reclaimation) đã có từ rất lâu. Từ xưa, ông cha ta đã biết tái sinh nước thải sinh hoạt cho mục đích tưới tiêu trong nông nghiệp. Những hoạt động này đã giải quyết tình trạng khan hiếm nguồn nước trong thời kỳ đó. Ngày nay, khi dân số và và khả năng ô nhiễm nguồn nước ngày càng tăng thì vai trò tái sử dụng nước ngày càng trở nên quan trọng hơn. Tái sinh nước thải là quá trình phục hồi nước thải bỏ từ các hộ gia đình, từ các quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm có ích hơn. Với các biện pháp xử lý thích hợp, nước thải có thể đáp ứng được các nhu cầu khác nhau như dội rửa toilet, làm mát trong công nghiệp, tưới tiêu trong nông nghiệp và có thể dùng để uống, v.v... Việc tái sinh nước thải có rất nhiều lợi ích khác nhau, tùy thuộc vào các hình thức tái sử dụng. Giá trị của nước tái sinh thường phụ thuộc vào chất lượng nước cung cấp khi so sánh với nhu cầu của người sử dụng, trữ lượng nước sạch sẵn có và khả năng đáp ứng các nhu cầu thường xuyên thay đổi bất thường, hiệu quả của luật/quy định trong kiểm soát quá trình tái sử dụng và thái độ của các tổ chức chịu trách nhiệm thi hành luật, chi phí hiện tại và chi phí dự kiến trong tương lai đối với nước sạch cho người sử dụng. Để đánh giá các tiềm năng tái sử dụng, các yếu tố sau cần phải được quan tâm: (i) mức độ xử lý - nếu cần phải thực hiện quá trình xử lý nước tăng cường trước khi thải ra môi trường thì chi phí có thể tiết kiệm được nếu đã có quá trình xử lý bậc 2; (ii) Quy mô dự án - tỷ lệ tái sử dụng có thể dao động từ một đối tượng riêng lẻ cho đến nhiều mục đích sử dụng khác nhau mà không phục vụ cho ăn uống và (iii) mạng lưới phân phối - các tuyến đường vận chuyển khác nhau sẽ có các thuận lợi khác nhau. Việc tái sử dụng sẽ có thuận lợi hơn nếu như đã có mạng lưới phân phối hoặc nước tái sinh được phục vụ cho một lượng lớn đối tượng sử dụng. Phương pháp luận Phạm vi Đánh giá tiềm năng sử dụng nước tái sinh từ nước thải sinh hoạt sau xử l ý ở TP.HCM cho các đối tượng: - Tái sử dụng ở đô thị đối với vùng hạn chế và không hạn chế tiếp xúc cộng đồng: tưới cây, tưới công viên ở vùng không hạn chế tiếp xúc cộng đồng và vùng hạn chế tiếp xúc với cộng đồng, dội rửa toilet, chữa cháy, điều hòa không khí, tưới đường. - Phục vụ xây dựng: đầm nén nền móng, kiểm soát ô nhiễm bụi, phun nước rửa, đầm nén đất. - Công nghiệp: làm mát và vệ sinh thiết bị - Tái tạo cảnh quan ở vùng hạn chế và không hạn chế tiếp xúc cộng đồng: các hồ, các đài phun nước và khơi thông dòng chảy. Phương pháp nghiên cứu Hai nội dung sau được thực hiện trong nghiên cứu này: Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng và quy họach khai thác nguồn nước ở TP.HCM Nội dung 2: Đánh giá xử lý nước thải cấp thoát nước và tiềm năng của các đối tượng có khả năng sử dụng nước tái sinh ở TP HCM. Đánh giá toàn diện tiềm năng sử dụng nước tái sinh một cách đầy đủ tại Tp. Hồ Chí Minh là công việc khó khăn do hiện nay vấn đề tái sinh tái sử dụng nước của thành phố còn rất mới, chưa có dự án đầu tư nào hình thành cho đến nay. Mặt khác, việc tái sinh/tái sử dụng nước chưa đề cập trong quy họach tổng thể của thành phố hoặc trong chiến lược bảo vệ môi trường hay các kế hoạch phát triển cấp nước tương lai của thành phố. Do đó, nhóm nghiên cứu đánh giá tiềm năng tái sinh nước thải tại Tp. Hồ Chí Minh không thể dựa vào cơ sở pháp lý hoặc cơ sở dự án thí điểm địa phương nào, mà chỉ có thể đánh giá tiềm năng dựa trên các nội dung sau: - Phân tích trữ lượng của nguồn nước ngọt sẵn có ở TP.HCM, suy giảm chất lượng nguồn nước tự nhiên, - Phân tích tính sẵn có/tính ổn định của nguồn nước thải xử lý bậc II từ các trạm xử lý nước thải tập trung lưu vực và các trạm xử lý nước thải từ các cơ sở dịch vụ, cụm dân cư,.. - Phân tích lợi ích chi phí của nước tái sinh so với chi phí nước khai thác từ các nguổn nước tự nhiên cho các đối tượng sử dụng nước khác nhau. Kết quả và thảo luận 1. Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng và quy hoạch khai thác nguồn nước và xử lý nước thải cấp thoát nước ở TP.HCM 1.1. Nguồn nước cấp cho Tp.HCM Nhu cầu cấp nước Bảng 1. Nhu cầu cấp nước ở TP.HCM Năm 1995 2005 2015 Công ty cấp nước:  Dân dụng 383.588 704.664 1.178.868  Công nghiệp 50.413 239.790 314.375  Kinh doanh 19.624 56.166 100.745  Dịch vụ công cộng 110.829 205.598 Tổng 453.625 1.111.449 1.799.586 Nhu cầu max = 1.1 498.988 1.222.594 1.979.545 Nước thất thoát 339.458 547.474 Tổng 498.988 1.562.052 2.527.019 Giếng tư/UNICEF 238.772 213.598 312.937 Hệ thống cấp nước Củ Chi 197 35.502 81.913 Tổng 737.957 1.811.152 2.921.869 Bảng trên cho thấy lượng nước cấp cho TP hiện nay khoảng 2 triệu khối/ngày và dự kiến tăng lên 3 triệu đến năm 2015. Trong đó cấp nước cho dân dụng, công nghiệp, dịch vụ và thất thoát lần lượt chiếm khoảng 45%, 26%, 10% và 19% tính cho năm 2005. Theo quy hoạch tổng thể TP.HCM (UBND TP.HCM, 2008), lượng nước cấp đến 2025 lên đến 4.300.000 m3/ngày đêm. Dự đoán lượng nước cấp này dựa trên tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt và công nghiệp. Trữ lượng nguồn nước thô cấp nước cho TP.HCM Nguồn nước thô cấp cho hệ thống cấp nước TP.HCM hiện nay được sử dụng chủ yếu từ hai nguồn: nguồn nước mặt (Hồ Dầu Tiếng, sông Sài Gòn và Hồ Trị An, sông Đồng Nai) và nguồn nước ngầm Bảng 2. Cân đối nguồn cung cấp nước thô và tỷ lệ lấy nước tại Tp. Hồ Chí Minh (UBND TPHCM, 2007) Hiện trạng Năm 2010 Năm 2015 Năm 2025 TT Nguồn nước thô m3/ngày % m3/ngày % m3/ngày % m3/ngày % 1 Sông Đồng Nai 900.000 47 1.562.000 62 2.277.000 59,2 1.610.000 34 2 Hồ Trị An - 0 0 0 0 1.500.000 32 3 Sông Sài Gòn 320.000 17 320.000 17 500.000 13 500.000 11 4 Kinh Đông - 0 220.000 9 0 0 0 5 Hồ Dầu Tiếng - 0 0 825.000 21,6 1.100.000 23 6 Nước ngầm 92.000 5 137.000 5 177.000 4,6 0 0 7 Nước ngầm tự khai thác 600.000 31 300.000 12 63.000 1,6 40.000 0,8 Tổng 1.910.000 100 2.537.000 100 3.842.000 100 4.750.000 100 Nước ngầm Nước ngầm ở TP. HCM đã khai thác từ năm 1920. Tốc độ khai thác nước ngầm của thành phố gia tăng bắt đầu năm 1990 khi chính sách kinh tế Việt Nam bắt đầu mở. Mặt khác do thành phố chưa có chính sách thu phí sử dụng nước ngầm nên việc khai thác càng ngày gia tăng nhanh chóng (hình 1). Hình 1. Sự biến thiên lựơng khai thác nước Hình 2. Sự thay đổi mực nước ngầm ở giếng quan trắc ngầm theo năm ở TP.HCM Q808050, Bình Chánh Theo đánh giá TS Nguyễn Thế Ngọc (2007), Sở TN-MT TPHCM, các tầng chứa nước ngầm ở TPHCM đang tụt giảm nghiêm trọng. Từ năm 2000 đến nay, trung bình mỗi năm tụt giảm 1,5 m đến 2 m. Song song với đà tụt giảm nước ngầm là sự xâm nhập mặn và sụt lún bề mặt gia tăng. Các dữ liệu quan trắc nước ngầm từ 1994 đến 2003 cho thấy mực nước ngầm giảm hàng năm khoảng 0.3m ở trạm Q011040 (Hóc Môn) và Q8040Z (Củ Chi) do khai thác quá mức nguồn nước ngầm. Từ hướng Tây Bắc đến hướng Đông Nam (trạm Q80404Z, 01C, 02D, Q011040, 05C, 06T, Q821040 và Q822040), mực nước ngầm thấp nhất được quan sát tại trạm 05C thuộc khu vực Trường Đua Phú Thọ, quận 11 và thay đổi chậm dần tại huyện Cần Giờ (hình 2). Nguồn nước mặt Nước mặt từ lưu vực sông Đồng Nai và sông Sài Gòn là nguồn nước thô chính cấp nước cho TP.HCM. Tuy nhiên, nguồn nước này còn phục vụ cấp nước cho các tỉnh khác thuộc vùng kinh tế trọng điểm Phía nam bao gồm 4 tỉnh thành: Sông Bé, Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng Tàu và TP. HCM. Bảng 3. Các dự án cấp nước lấy từ sông Đồng Nai và Sài Gòn (WASE, 2000) Lưu lượng, m3/s Công trình 1995 1996-2000 2000-2010 Sau 2010 Sông Đồng Nai: CT thu nước Hóa An (cho TP.HCM) 7,80 8,70 12,80 20,00 CT thu nước Biên Hòa (cho TP. Biên Hòa) - 0,42 0,50 0,50 CT thu nước Bình An (cho TP.HCM) - 1,20 1,20 1,40 CT thu nước Thiện Tân - 5,00 10,00 15,00 Nước cho thuỷ lợi 13,06 17,18 26,43 26,43 Cộng 20,86 32,50 50,93 63,33 Sông Sài Gòn: Thị xã Thủ Dầu Một 0,20 0,20 0,20 0,20 CT thu nước Bến Than (cho TP.HCM) - 3,70 7,20 11,00 Nước cho công nghiệp tỉnh Sông Bé/Bình Dương 0,63 0,63 1,88 Nước cho thuỷ lợi 14,65 19,02 24,59 24,59 Cộng 14,85 23,55 32,62 37,67 Đánh giá xâm nhập mặn Nghiên cứu quy hoạch tổng thể về Phát triển tài nguyên nước sông Đồng Nai (Nippon Koei, 1995) và các lưu vực xung quanh đã được tiến hành nhằm đạt được sự phân bổ tối ưu tài nguyên nước trên sông Đồng Nai và các lưu vực xung quanh đối với việc phát triển các lĩnh vực có liên quan cho tới năm 2015, theo các mục tiêu kinh tế - xã hội của Chính phủ đề ra. Trong nghiên cứu này toàn bộ các nhu cầu cho việc phát triển tài nguyên nước cho bốn lĩnh vực: (a) phát điện, (b) thuỷ lợi, (c) cấp nước sinh hoạt và công nghiệp và (d) quản lý nguồn nước trong đó nghiên cứu xem xét các tác động môi trường như xâm nhập mặn, đảm bảo lưu lượng và bảo vệ các khu bảo tồn thiên nhiên. Cân bằng nước dọc sông Đồng nai và Sài gòn được tính toán dựa trên nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp được dự kiến cho từng giai đoạn phát triển tới năm 2010. So sánh các lưu lượng còn lại này với lưu lượng cần thiết để tránh bị xâm nhập mặn có thể thấy rằng đối với công trình thu Hóa An mọi mức độ khai thác nào cho tới năm 2010 đều an toàn về mặn ứng với tần suất đảm bảo 95%. Bảng 4. Cân bằng nước trên sông Đồng Nai và Sài Gòn với tần suất đảm bảo 95% (Nippon Koei Co.), 1995) 1995 2000 2010 Sau 2010 Sông Đồng Nai Tổng lưu lượng nước sông ĐN tại Hóa An khi có các CT điều tiết nước trên thượng nguồn, m3/s 375 403 389 N/A Lưu lượng cấp nước từ Hồ Trị An Tổng nhu cầu nước cho SH,CN và thuỷ lợi, m3/s 21 33 51 63 Lưu lượng còn lại sau CT thu Hóa An, m3/s 354 370 338 N/A Sông Sài gòn Tổng lưu lượng nước tại Bến Than khi có các công trình điều tiết nước trên thượng nguồn, m3/s 59 59 59 N/A Lưu lượng cấp nước từ Hố Dầu Tiếng Tổng nhu cầu nước cho SH,CN và thuỷ lợi, m3/s 15 24 33 38 Lưu lượng còn lại sau CT thu Bến Than, m3/s 44 35 26 N/A Bảng 4 cho thấy khi xét về an toàn mặn và an toàn lưu lượng (tần suất đảm bảo 95%), sông Sài Gòn, Đồng Nai và các hồ thượng nguồn đảm bảo mức độ khai thác của các nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực sau 2010. Tuy nhiên, để đánh giá mức độ khai thác nước ngày càng tăng do sự phát triển của xã hội lên tổng trữ lượng nguồn nước ngọt giới hạn của lưu vực, chỉ số áp lực nước (Water stress index WSI) có thể được xem xét. Chỉ số áp lực nước là tỉ số lượng nước khai thác trong lưu vực trên tổng trữ lượng nguồn nước ngọt có thể phục hồi (renewable freshwater resources) - chỉ số này đánh giá mức độ áp lực của việc sử dụng nguồn nước. Khi WSI nhỏ hơn 10%, áp lực sử dụng nguồn nước thấp. WSI trong dãy 10-20% chỉ ra rằng trữ lượng nước trở nên hạn chế cho sự phát triển và cho thấy việc đầu tư cung cấp đủ nước là cần thiết và cấp bách. Khi chỉ số này trên 20, đòi hỏi sự nổ lực lớn về quản lý tổng thể nhằm cân bằng cung và cầu, và có chương trình trình hành động cụ thể giải quyết các mâu thuẩn giữa các đối tượng sử dụng nước cạnh tranh (2003). Bảng 5. Áp lực sử dụng nguồn nước Sông Sài Gòn và Đồng Nai Đơn vị 1995 2000 2010 2020- 2025 Nguồn Tổng lưu lượng khai thác an toàn: - Sông Đồng Nai và hồ Trị An m3/s 375 403 389 389 Nippon Co. - Sông Sài Gòn và Hồ Dầu Tiếng m3/s 59 59 59 59 Trử lượng khai thác an toàn nước ngầm m3/s 10 10 10 10 Ngày (2006) Tổng trử lượng: m3/s 444 472 458 458 triệu m3/năm 14,000 14,900 14,400 14,400 Dân số trong lưu vực (*) triệu dân 7.8 8.8 13.4 22 MORNE (2003) Trữ lượng nguồn nước ngọt trên đầu người lit/người/ngày 4893 4634 2953 1799 Nhu cầu nước cho sinh họat và thủy lợi: - Sông Đồng Nai và hồ Trị An m3/s 21 33 51 63 - Sông Sài Gòn và hồ Dầu Tiếng m3/s 15 24 33 38 Tổng nhu cầu: m3/s 36 57 84 105 triệu m3/năm 1.135 1.798 2.649 3.311 Nhu cầu nước ngọt trên đầu người lit/người/ngày 397 560 542 397 Chỉ số áp lực nguồn nước ngọt % 8.1 12.1 18.3 22.0 Hình 4. WSI của một số nước trên thế giới Hình 5. WSI của vùng Kinh tế Trọng Điểm phía Nam Bảng 6. Nhu cầu nước ngọt sử dụng cần giảm cho TP.HCM vào năm 2025 để đạt WSI mong muốn WSI mong muốn Hạng mục Đơn vị 10% 15% 20% Tổng nhu cầu dùng nước: - Tính cho lưu vực m3/s 45 68 91 - Tính cho đầu người trong lưu vực l/ngươi/ngày 177 267 357 Nhu cầu nước cần giảm cho TP.HCM (*) l/ngươi/ngày 220 130 39 Lưu lượng cần giảm cho TP.HCM để đạt WSI m3/ngày 2.200.000 1.300.000 400.000 (*) Chú thích : Dân số TP.HCM đến năm 2025 vào khỏang 10 triệu dân (UBND TP.2007) Dựa vào bảng 6 để giảm chỉ số áp lực nguồn nước ngọt từ 22% xuống khoảng 20% và 15% vào năm 2025, TP.HCM cần giảm lượng nước ngọt khai thác khoảng 0,4 triệu và 1,3 triệu khối/ngày. Để giảm chỉ số này, chính phủ cần có biện pháp tổng thể có tính chiến lược vùng hoặc lưu vực như giảm nhu cầu khai thác nước ngọt, tăng mức độ trử nguồn nước ngọt vào mùa khô (tăng thể tích hồ chức, bảo vệ rừng đầu nguồn, …), sử dụng nước mưa và tái sinh nước thải. Suy thoái chất lượng nguồn nước ở TP.Hồ Chí Minh Nước mặt: Nguồn nước thuộc hệ thống lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai hiện đang có dấu hiệu ô nhiễm. Theo báo cáo của Ngân hàng phát triển Châu Á (ADP) (2003) tốc độ phát triển kinh tế của lưu vực sông Sài Gòn-Đồng Nai cao 1.2-1.5 lần so với trung bình quốc gia. Báo cáo đánh giá tải lượng BOD thải vào lưu vực sông SG-DN vào khoảng 112 tấn/ngày do nước thải sinh hoạt và gia tăng lên 323 tấn/ngày vào 2020. Nước thải công nghiệp thải vào lưu vực khoảng khoảng 18 tấn BOD5/ngày và gia tăng đến 270 tấn/ngày vào 2020. Như vậy hàm lượng BOD5 có thể tăng lên 6.3 mg/L. Chất lượng nước sông Đồng Nai ở trạm cấp nước Hóa An chịu ảnh hưởng của các dòng thải ở phía thượng nguồn sông Đồng Nai. Theo báo cáo của VIWASE (2004) cho thấy BOD5 dao động từ 3-4 mg/L (hình 10), xấp xỉ giá trị giới hạn BOD5 TCVN 5942- 1995 cho nước mặt phục vụ nước cấp nước sinh hoạt (nhỏ hơn và bằng 4 mg/1). Các hình 7, 8, 9 cho thấy nước sông bị ô nhiễm amonia và SS nghiêm trọng, hầu hết các thời điểm quan trắc trong 3 năm đều vượt so với tiêu chuẩn loại A. Giá trị COD của các thời điểm quan trắc thì vẫn nằm trong tiêu chuẩn cho phép ngoại trừ một vài thời điểm trong năm 2007 là có vượt tiêu chuẩn nhưng độ lệch không nhiều. Qua các kết quả giám sát trên cho thấy chất lượng nước mặt phục vụ cho cấp nước có chiều hướng biến đổi xấu hơn như hàm lượng các chất hữu cơ tăng, hàm lượng sắt và mangan và ammonia hàm lượng ammonia tăng. Điều này có thể dẩn đến hiệu quả xử lý của các nhà máy xử lý nước mặt sẽ không đạt được chất lượng nước ăn uống với chỉ tiêu TOC, ammonia hoặc THM. Hình 6. Sự biến thiên của giá trị BOD5 trung bình theo các năm của sông Đồng Nai tại vị trí lấy nước Hóa An Hình 7. Diễn biến nồng độ N-ammonia tại điểm lấy nước nhà máy nước Tân Hiệp Hình 8. Diễn biến COD nước sông Sài Gòn tại điểm lấy nước nhà máy nước Tân Hiệp Hình 9. Diễn biến SS tại điểm lấy nước nhà máy nước Tân Hiệp Nước ngầm: Theo báo cáo giám sát của chi cục bảo vệ môi trường TP.HCM, hàm lượng TOC của các giếng giám sát dao động từ 8 mg/l đến 81 mg/l vào năm 2004 và tăng lên 160 mg/l vào năm 2006. Qua các kết quả phân tích dưới đây cho thấy, chất lượng các nguồn nước ngọt có thể tái phục hồi mà TP.HCM sử dụng bao gồm cả nước mặt và nước ngầm ngày càng suy giảm về chất lượng do việc sử dụng quá mức và do ô nhiễm từ các chất thải từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng của lưu vực. Việc suy thoái này sẽ dẫn đến chi phí khai thác và chi phí xử lý ngày càng cao. Cụ thể nguồn nước ngầm cần khai thác ở tầng sâu hơn hoặc các trạm bơm cấp I cần dời về phía thượng nguồn. Mặt khác, chi phí xử lý nước có thể tăng lên do hàm lượng ammonia, chất hữu cơ, vi sinh gây bệnh và các chất hữu cơ vi lượng. Điều này cho thấy việc tái sinh nước thải cũng là một trong các giải pháp có thể có tính khả thi về kinh tế khi thay thế nước thải sau xử lý cho một phần lượng nước sử dụng từ nguồn nước ngọt thiên nhiên. 2. Nội dung 2 Đánh giá xử lý nước thải cấp thoát nước và tiềm năng của các đối tượng có khả năng sử dụng nước tái sinh ở TP.HCM. Nước thải sinh hoạt tại TP.HCM: Để đánh giá tiềm năng sử dụng nước tái sinh ở TP.HCM, lưu lượng và mức độ xử lý của các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung và các trạm xử lý tại chổ của các nguồn thải sinh hoạt được trình bày trong mục 2.5 này. Việc sử dụng nước tái sinh công nghiệp cũng là một tiềm năng đáng quan tâm. Tuy nhiên, do giới hạn phạm vi, đề tài này tập trung vào đối tượng nước thải sinh hoạt, mà nước thải này chiếm tỉ trọng lớn nhất so với các nguồn thải khác. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung: Lượng nước thải sinh hoạt tại Tp. Hồ Chí Minh được tính toán dựa trên quy hoạch tổng thể thoát nước bẩn đã được thủ tướng chính phủ phê duyệt năm 2001 theo quyết định. Quy hoạch tổng thể TP.HCM (UBND TP.HCM, 2007) cho thấy chỉ tiêu tính toán công suất nước thải ở nội thành và ngoại thành lần lượt là 315 l/người/ngày và 300 l/người/ngày. Bảng 7. Nước thải sinh hoạt khu dân cư (UBND. TP.HCM, 2007) STT Khu vực Quy mô (người) Tiêu chuẩn (l/người.ngày) Lưu lượng nước thải (m3/ngày) 1 Nội thành cũ 4.500.000 315 1.418.000 2 Nội thành phát triển 2.900.000 305 885.000 3 Ngoại thành 2.600.000 300 780.000 Tổng lưu lượng nước thải trung bình Q 3.082.000 Bảng 8. Lượng nước cấp, nước thải và khả năng xử lý nước thải sinh hoạt, sản xuất và dịch vụ giai đoạn 2010 – 2020 (WASECO, 1996, JICA, 2001) Yếu tố Đối tượng Đơn vị 1995 2000 2005 2010 2020 Dân số 1000 người 4.800 5.600 6.600 8.000 10.000 Tổng nhu cầu cấp nước tối đa 1.000 m3/ngày Sinh hoạt " 387 665 1148 1.758 2.515 Sản xuất " 61 166 302 453 628 Dịch vụ " 18 44 92 201 306 Thất thoát " 246 390 513 838 1.063 Tổng 466 875 1.542 2.400 3.450 Tổng lượng nước thải Sinh hoạt 1.000 m3/ngày 271 466 804 1.231 1.760 Sản xuất " 31 83 151 226.5 314 Dịch vụ " 14 35 74 161 245 Tổng " 487 857 1.388 2.206 3.045 Nước thấm (10%) 49 86 140 220 305 Tổng công suất các nhà máy xử lý nước thải tập trung 1.000 m3/ngày NA(*) NA NA 2.400 3.300 Chú thích : NA – Chưa xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung Theo quy hoạch tổng thể thoát nước TP.HCM (JICA, 2001), hệ thống thoát nước bẩn được định hướng chia thành hai khu vực: (i) một khu vực được sử dụng hệ thống thu gom và xử lý nước bẩn tập trung, và (ii) khu vực còn lại sử dụng hệ thống xử lý nước thải cục bộ. Khu vực sử dụng hệ thống thu gom và xử lý nước bẩn được chia thành 9 lưu vực thoát nước bẩn với tổng diện tích là 18.978 ha, có công suất xử lý nước thải là 1.780.000 m3/ngày. Khu vực sử dụng hệ thống xử lý cục bộ, sử dụng bể tự hoại có ngăn lọc ngược kỵ khí với khả năng xử lý khoảng 602.000 m3/ngày. Theo quy hoạch dài hạn hệ thống thoát nước TP.HCM giai đoạn 2010-2020, nước thải được tách riêng ra khỏi nước mưa và được xử lý tại 4 nhà máy xử lý nước thải tập trung lớn với tổng công suất dự kiến 2,4 triệu m3/ngày vào năm 2010, và 3,2 triệu m3/ngày vào năm 2020. Bảng 9. Công suất các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung dự kiến vào năm 2010 và 2020 (JICA, 2001) Lưu lượng 1000 m3/ngày Trạm xử lý nước thải tập trung 2015 2025 Nhà máy Nhà Bè 750 1.000 Nhà máy Cần Giuộc 500 700 Nhà máy Vĩnh Lộc 500 700 Nhà máy Cát Lái 650 800 Tổng cộng 2.400 3.200 Bảng 10. Chất lượng nước sau xử lý bậc hai ( Lazarova, 2001; Metcalf and Eddy, 2003; Pettygrove and Asano, 1985) STT Thông số Đơn vị Chất lượng nước xử lý bậc hai 1 SS mg/l 5 – 50 mg/L 2 Độ đục NTU 1– 30 NTU 3 BOD5 mg/l 10 - 30 mg/L 4 COD mg/l 50 - 150 mg/L 5 TOC mg/l 5 - 20 mg/L 6 Coliforms tổng CFU/100ml <10 -107 7 Coliforms phân CFU/100ml <1-106 8 Trứng giun CFU/l <1 -10 9 Viruses CFU/l <1 -10 10 Nitrogen mg/l 10 - 30 Cho đến nay (tháng 09/2010), thành phố Hồ Chí Minh hiện nay có một trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung ở Bình Chánh (Nhà máy Bình Hưng) đã đưa vào hoạt động với công suất suất khoảng 110,000 m3/ngày. Công nghệ xử lý nước thải của các trạm này ứng dụng quá trình bùn hoạt tính, tương ứng với mức độ xử lý bậc hai, chất lượng nước này có thể sử dụng lại cho tưới tiêu nông nghiệp (Bảng 2.15). Các trạm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán: Bảng 11. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở TP.HCM Vị trí Công suất, m3/ngày Công nghệ Bình Hưng Hòa 30.000 hiện nay 46.000 đến năm Hồ thổi khí, hồ lắng, hồ hoàn thiện Khu dân cư Trung Sơn 810 Lọc sinh học, lắng II, khử trùng Khu dân cư Tân Quy Đông 500 Lọc sinh học, lắng II, khử trùng chlorine Khu dân cư Tân Phong 1.000 Kỵ khí, bùn họat tính, lắng II II, khử trùng chlorine Khu dân cư Bàu Cát 2.000 Lọc sinh học, lắng II, khử trùng chlorine Hiện nay, theo qui định của thành phố HCM, toàn bộ các chung cư mới, khách sạn, khu dân cư mới phải xây dựng TXL nước thải tại chỗ. Cho đến nay ở TP.HCM (Phòng Môi trường, 2008) có gần 200 dự án xây dựng chung cư và khu dịch vụ văn phòng đòi hỏi có hệ thống xử lý nước thải tại chỗ đạt mức độ xử lý bậc II. Đối tượng sử dụng lại cho các trạm xử lý nước tái sinh tại chỗ có thể là dội rửa toilet, tưới sân vườn, cây xanh đô thị, rửa xe, rửa đường, xây dựng, và cấp nước cho hồ cảnh quan. Hệ thống nước tái sinh kín có thể áp dụng cho các trạm xử lý nước tái sinh tại chỗ và trong khu vực đô thị trung tâm như quận 1, quận 3, quận 4, quận 5, quận 10,.... Diện tích cây xanh công viên trong khu dân cư vào năm 2020 khoảng 14.200 ha tương ứng 6,8% tổng diện tích TP (UBND TPHCM 2007). Với diện tích này, lượng nước tưới cây xanh trong khu dân cư vào mùa khô có thể lên đến trên 170.000 m3/ngày (tiêu chuẩn nước tưới cây xanh đô thị TCXD 33-68: 0.5 - 1.0 l/m2/tưới). Đánh giá nhu cầu tái sinh nước thải tại TP.Hồ Chí Minh: Khi xây dựng kế hoạch cho các ứng dụng nước tái sinh, các yêu cầu sau đây cần xem xét: (i) lượng nước tái sinh, (ii) chất lượng nước nhằm giảm thiểu các rủi ro cho sức khỏe cộng đồng và (iii) công nghệ xử lý cũng như yêu cầu duy tu bảo dưỡng. Nhu cầu nước tái sinh có thể được đánh giá dựa vào nhu cầu nước cấp sử dụng cho các đối tượng khác nhau. Lượng nước cung cấp cho đô thị ngoài các nhu cầu có yêu cầu chất lượng cao như (nước uống, nấu ăn, giặt giũ và rửa chén) thì lượng nước cung cấp cho các nhu cầu còn lại không đòi hỏi chất lượng cao như nước sử dụng cho dội rửa toilét ở các cở sở kinh doanh và các khu thương mại, rửa đường, tưới công viên hoặc tưới các khoảng cây xanh, chữa cháy, sử dụng trong các dịch vụ xây dựng, v.v... Nếu thay thế lượng nước sạch có chất lượng nước ăn uống bằng nước tái sinh cho các đối tượng sử dụng có chất lượng thấp hơn này có thể tiết kiệm được lượng lớn nguồn nước ngọt thiên nhiên khai thác và giảm chi phí xử lý. Các nhu cầu dùng nước tái sinh đến năm 2010 và năm 2020 có thể được dự báo như trong bảng 12. Bảng 12 cho thấy tiềm năng nhu cầu nước tái sinh có thể thu được từ việc xử lý tăng cường các dòng ra của các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung và trạm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán của các khu dân cư, dịch vụ ở TP.HCM đạt chất lượng yêu cầu nước tái sinh. Nếu thành phố có các chính sách hợp lý khuyến khích hoặc bắt buộc sử dụng nước tái sinh cho các đối tượng sử dụng nhiều nước, thì nhu cầu nước tái sinh có thể lên đến trên 1,5 triệu khối/ngày. Nếu điều này được thực hiện, nguồn nước tái sinh với công suất 1,5 triệu khối/ngày sẽ giúp cho thành phố tiết kiệm được khoảng 10 tỷ đồng/ngày (kết quả tính toán thể hiện trong chương 4), chủ động được nguồn nước khai thác trong những ngày hạn hán, giảm thiều sự phụ thuộc của việc cấp nước từ các hồ đầu nguồn như Trị An hoặc Dầu Tiếng, giảm thiểu sự ô nhiểm nước ngầm/nước mặt và giảm chỉ số áp lực khai thác nguồn nước ngọt dưới 20%. Bảng 12. Tiềm năng nhu cầu dùng nước tái sinh của các đối tượng giai đoạn 2010 – 2020 Loại tái sử dụng Đối tượng sử dụng 2010 (m3/ngày) 2020 (m3/ngày) Nước tưới cây, rửa đường, chữa cháy 176.000 252.000 Nước tưới vườn hoa, công viên 29.000 29.000 Nước dội toilét 527.000 755.000 Tái sử dụng ở đô thị Nước tưới thảm cỏ của các sân golf và công trình dịch vụ thể thao 19.000 19.000 Công nghiệp Nước làm mát 69.000 160.000 Nông nghiệp Giả sử có 20% diện tích nông nghiệp tái sử dụng nước 650.000 Các hồ sử dụng cho mục đích thể thao dưới nước, công viên nước. Tái tạo cảnh quan Hồ sử dụng cho mục đích câu cá, bơi thuyền, các hoạt động khác ND ND Phục hồi nguồn nước ở các kênh, rạch nội thành. Chú thích: - Nước tưới cây, rửa đường, chữa cháy ≥ K1.Q1. Trong đó:  K1: tỉ lệ nước dùng (tưới cây, rửa đường, chữa cháy) so với lượng nước sử dụng trong sinh hoạt là 10% (TCXDVN 33 : 2006).  Q1: nhu cầu nước sinh hoạt năm 2010 là 2.400.000 m 3/ngày và năm 2020 là 3.450.000 m3/ngày (Quy hoạch tổng thể hệ thống cấp nước TP.HCM đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030) - Nước dội toilét = K2. Q1. Trong đó:  K2: tỉ lệ nước dùng dội toilét so với lượng nước sử dụng trong sinh hoạt là 30% (J.Y. Chu et al 2004).  Q1: nhu cầu nước sinh hoạt năm 2010 là 2.400 m 3/ngày và năm 2020 là 3.450 m3/ngày (Quy hoạch tổng thể Hệ thống cấp nước TP.HCM đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030). - Nước tưới vườn hoa, công viên = A1. Q2. Trong đó:  A1: tổng diện tích công viên của Tp.HCM là 970 ha (Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng Tp.HCM đến năm 2025).  Q2: tiêu chuẩn cấp nước tưới vườn hoa, công viên: tối thiểu 3 lít/m 2-ngđ (TCXDVN 33 : 2006). - Nước tưới sân golf và công trình dịch vụ thể thao = A2. Q3. Trong đó:  A2: tổng diện tích sân golf và công trình thể dục thể thao của Tp.HCM là 380 ha (theo điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng Tp.HCM đến năm 2025)  Q3: tiêu chuẩn cấp nước tưới thảm cỏ của sân golf và công trình dịch vụ thể thao: 5 lít/m2-ngđ (TCXDVN 33 : 2006). - Nước làm mát Thông số Năm 2010 Năm 2020 A3(ha) 2.900 6.660 Q4 (m 3/ha-ngày) 40 40 F = A3.Q4 (m 3/ngày) 115.000 267.000 K3 (%) 60 60 G =F. K3 69.000 160.000 Trong đó:  A3 : diện tích khu công nghiệp tập trung (Quy hoạch tổng thể Hệ thống cấp nước Tp.HCM đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030)  Q4 : tiêu chuẩn cấp nước cho khu công nghiệp tập trung là 40 m 3/ha/ngày (Quy hoạch tổng thể Hệ thống cấp nước Tp.HCM đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030)  F : lưu lượng nước hàng ngày sử dụng cho khu công nghiệp tập trung  K3 : tỉ lệ nước làm mát so với nhu cầu nước sử dụng trong khu công nghiệp tập trung là 60% (Jack et. al., 1987)  G : lượng nước làm mát - Nước tưới tiêu cho nông nghiệp: Diện tích nông nghiệp theo quy hoạch đến năm 2025 là 54.300 ha và lượng nước tưới là 3 lit/m2/ngày - Nước tái tạo cảnh quan: Diện tích kênh và hồ trong nội thành theo qui hoạch đến năm 2025 là 1.600 ha Nhu cầu nước tái sinh trong giai đoạn 2010 đến 2025 của TP. HCM chỉ tính đến cho các đối tượng sử dụng có chất lượng thấp như dội rửa toilét, tưới cây, tưới công viên, rửa đường, chữa cháy, nước làm mát trong công nghiệp. Nếu tính đến nhu cầu nước tái sinh có chất lượng nước trung bình đến chất lượng nước cao như tái nạp nước ngầm, giặt giủ, nhu cầu có thể đạt trên hai triệu khối ngày. Trong các đối tượng sử dụng nước tái sinh, nhu cầu sinh hoạt dân dụng và nước tưới tiêu chiếm tỉ lệ khối lượng lớn, có thể góp phần đáng kể giảm chỉ số áp lực nguồn nước WSI. Mặt khác với một lượng lớn nước thải sau xử lý bậc II còn lại có thể sử dụng để tái tạo cảnh quan như khai thông dòng chảy, phục hồi lại nguồn nước cho hệ thống kênh rạch hiện đang bị ô nhiễm, tạo mỹ quan đô thị. Hơn nữa, với nhu cầu tái sử dụng như trên, tải lượng ô nhiễm vào nguồn tiếp nhận có thể giảm đi đáng kể Kết luận Với sự gia tăng nhanh lượng nước cấp cho sinh hoạt, công nghiệp và dịch vụ ở TP.HCM cùng với sự suy giảm chất lượng nước ngầm và nước mặt, sự tìm kiếm nguồn nước bổ sung thay thế cho TP là rất cần thiết. Hiện nay, ở TP.HCM. chất lượng các nguồn nước ngọt có thể tái phục hồi mà TP.HCM sử dụng bao gồm cả nước mặt và nước ngầm ngày càng suy giảm về chất lượng do việc sử dụng quá mức và do ô nhiễm từ các chất thải từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng của lưu vực. Việc suy thoái này sẽ dẫn đến chi phí khai thác và chi phí xử lý ngày càng cao. Chất lượng nước mặt phục vụ cho cấp nước có chiều hướng biến đổi xấu hơn như hàm lượng các chất hữu cơ tăng, hàm lượng sắt và mangan và ammonia tăng. Chỉ số áp lực nguồn nước ngọt WSI của lưu vực sông SG và sông ĐN hiện nay ở giá trị trên 12% và dự kiến sẽ tăng lên 18% vào năm 2010. Điều này cho thấy các đô thị trong khu vực vùng kinh tế trọng điểm phía Nam đang nằm ở mức độ chịu áp lực sử dụng nguồn nước ngọt, mà ở mức độ này gây hạn chế sự phát triển và đòi hỏi chính quyền cần có các biện pháp giảm thiểu việc sử dụng nguồn nước ngọt trong lưu vực. Nếu thành phố có các chính sách hợp lý khuyến khích hoặc bắt buộc sử dụng nước tái sinh cho các đối tượng sử dụng nhiều nước, thì nhu cầu nước tái sinh có thể lên đến trên 1,5 triệu khối/ngày. Nếu điều này được thực hiện, nguồn nước tái sinh sẽ giúp cho thành phố tiết kiệm ngân sách, chủ động được nguồn nước khai thác trong những ngày hạn hán, giảm thiều sự phụ thuộc của việc cấp nước từ các hồ đầu nguồn như Trị An hoặc Dầu Tiếng, giảm thiểu sự ô nhiểm nước ngầm/nước mặt và giảm chỉ số áp lực khai thác nguồn nước ngọt dưới 20%. Trong các đối tượng sử dụng nước tái sinh, nhu cầu sinh hoạt dân dụng và nước tưới tiêu chiếm tỉ lệ khối lượng lớn, có thể góp phần đáng kể giảm chỉ số áp lực nguồn nước WSI. Mặt khác với một lượng lớn nước thải sau xử lý bậc II còn lại có thể sử dụng để tái tạo cảnh quan như khai thông dòng chảy, phục hồi lại nguồn nước cho hệ thống kênh rạch hiện đang bị ô nhiễm, tạo mỹ quan đô thị. Hơn nữa, với nhu cầu tái sử dụng như trên, tải lượng ô nhiễm vào nguồn tiếp nhận có thể giảm đi đáng kể. Tài liệu tham khảo: Abu-Rizaiza, O. S. (1999). Modification of the standards of wastewater reuse in saudi arabia Water research, 33(11), 2601-2608. Asano, T. and Levine, A. (1998). Wastewater Reclamation and Reuse. CRC Press, Boca Raton, Florida, USA. Báo cáo kết quả thí nghiệm phân tích mẫu nước trạm xử lý Bình Hưng Hòa, tháng 7 năm 2007. JICA (2001). Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước đô thị giai đoạn 2010 – 2020. Lazarova, V. (2001). Role of water reuse in enhancing integrated water management in Europe. Final Report of the EU project CatchWater, ONDEO, Paris, France. USEPA. (1992). Guidelines for water reuse (Manual. Washington, DC: United Stated Agency for International Development, USA. Ủy Ban Nhân Dân Tp.HCM, (5/2000). Báo cáo chính “Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước Tp.HCM đến năm 2020”. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCXDVN 33-2006).