Cho đến nay, ở các thành phố của Việt Nam, hệ thống thoát nước (HTTN) thông 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 yêu cầu xử lý nước thải sinh hoạt trở nên cấp bách, do mức ô nhiễm không thể chấp nhận được đối với các nguồn nước mặt ở địa phương ngày càng trầm trọng hơn bởi sự phát triển quá 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
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 thoát nước. Đối với các hộ gia đình riêng lẻ, bể tự hoại thường có thể tích sử dụng khoảng 2 – 2,5m3, dòng chảy theo phương ngang và có hai hoặc ba ngăn. Đôi khi, ngăn cuối là một thiết bị lọc kỵ khí dòng chảy ngược. HTTN riêng hiện tại thiếu hoàn toàn các thiết bị xử lý nước thải bên ngoài hộ gia đình, do ñó bể tự hoại ñóng vai trò quan trọng việc giảm thiểu ô nhiễm và ngăn ngừa hiện tượng tắc
nghẽn các đường cống thoát nước mưa ñường 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 2,2m3 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 ñiểm và nhược điểm của HTTN riêng có bể tự hoại so với HTTN riêng không có bể tự hoại (bảng 1).
Hình 1 HTTN: (A) HTTN chung hiện tại có bể tự hoại và không xử lý, (B) HTTN riêng trong tương lai có bể tự hoại và xử lý bậc hai, (C) HTTN riêng trong tương lai không có bể tự hoại, xử lý bậc một và bậc hai.
Bảng 1. Phân tích SWOT (Strengths – Weaknesses – Opportunities – Threats) ñối với bể tự hoại hoặc bể tiếp nhận trong HTTN riêng hợp vệ sinh.
2. Bể tự hoại dòng chảy ngược
Trong khoảng năm 1984 và 1991, vai trò hệ thống bể tự hoại UASB xử lý nước thải từ toilet và nước thải sinh hoạt ở các hộ gia đình riêng lẻ và cả khu dân cư đã được nghiên cứu tại Bandung, Indonesia (Bandung Study, 1991, Lettinga et al, 1993). Mặt cắt của thiết bị nghiên cứu (0,86m3) được trình bày trong hình 2B. Những điểm khác biệt cơ bản giữa bể tự hoại UASB và bể tự hoại cổ điển (hình 2A) là dòng chảy từ dưới lên và có bộ phận tách khí/rắn/lỏng. Vì cần tạo điều kiện tiếp xúc giữa nước thải vào hệ thống và bùn, và tránh hiện tượng đoản mạch, bể có tỷ lệ diện tích bề mặt và độ sâu lớn hơn so với bể tự hoại cổ điển.
Bảng 2. Các thông số thiết kế và vận hành bể tự hoại UASB xử lý nước thải toilet và nước thải sinh hoạt.
>>>Xem thêm bài: Tính toán thiết kế và vận hành bể tự hoại (SEPTIC)
Bùn tích lũy trong thiết bị chiếm đến 76% thể tích thiết bị sau 731 ngày vận hành. Tốc độ tích lũy bùn khoảng 34 L/người/năm. Hàm lượng chất khô dao động trong khoảng 50 và 70kg TS/m3 và hoạt tính methane của bùn đạt 0,1 – 0,2kg CH4- COD/kg VSS ngày ở nhiệt độ 25 – 300C. Bùn có độ ổn định cao, chỉ 10 – 17% bị chuyển hóa thành CH4 sau 100 ngày ở nhiệt độ môi trường. Qttt tạo khí sinh học khá ổn định ở mức 5 – 6 L/giờ (65% CH4) (8 L CH4/người/ngày).
Hình 2. Thiết kế bể tự hoại (A) loại cổ điển,
(B) bể tự hoại UASB nghiên cứu, (C) bể dòng chảy ngược ở các hộ gia đình, (D) bể tự hoại UASB có hệ thống thu khí
3. Mô hình tiết kiệm nước
Nếu có bể tiếp nhận, lượng nước cần để 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 động (full – flush cistern toilet). Điều này sẽ dẫn đến việc sử dụng nước uống để 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 đòi hỏi cung cấp thêm 75.000m3/ngày và tăng chi phí cấp nước tính trên mỗi hộ gia đình là 12 USD/hộ/năm (55m3/hộ/năm, với giá 0,22 USD/m3 hay 3.000 VND/m3). Việc tiết kiệm nước phải được thúc đẩy bằng cách trang bị các thiết bị tiết kiệm nước các hộ gia đình, cải tiến mạng lưới cấp nước và đặc 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 đã được sử dụng lại ở Hà Lan trong những năm gần đây, mặc dù đã tồn tại từ nhiều năm trước đây, sẽ cung cấp 6 – 8 L nước để dội phân và 3 – 4 L nước để dội nước tiểu, như vậy hệ thống này có thể tiết kiệm được 15 L so với hệ thống sử dụng bể tự hoại có bồn giật nước tự động.
Với quy mô của thành phố Hồ Chí Minh, sự phát triển này sẽ đòi hỏi cung cấp thêm 75.000m3/ngày và tăng chi phí cấp nước tính trên mỗi hộ gia đình là 12 USD/hộ/năm (55m3/hộ/năm, với giá 0,22 USD/m3 hay 3.000 VND/m3). Việc tiết kiệm nước phải được thúc đẩy bằng cách trang bị các thiết bị tiết kiệm nước các hộ gia đình, cải tiến mạng lưới cấp nước và đặc 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 đã được sử dụng lại ở Hà Lan trong những năm gần đây, mặc dù đã tồn tại từ nhiều năm trước đây, sẽ cung cấp 6 – 8 L nước để dội phân và 3 – 4 L nước để dội nước tiểu, như vậy hệ thống này có thể tiết kiệm được 15 L so với hệ thống sử dụng bể tự hoại có bồn giật nước tự động.
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 đương. ðối với HTTN có bể tự hoại, chi phí tăng do xây dựng bể tự hoại được bù lại nhờ khả năng sử dụng cống thoát nước nhỏ hơn và chi phí lắp đặt 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 đình 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 được kết hợp với việc sử dụng HTTN không có bể tự hoại, ngăn tiếp nhận cặn hoặc bể tự hoại đóng 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 đều hoặc lượng nước dùng để 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. Đặc 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 điều chỉnh đáng kể giữa việc bố trí hệ thống thoát nước và nhiệm vụ đi 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.
