Tóm tắt bài viết này với AI

Cải tạo hệ thống xử lý nước thải không dừng sản xuất: khảo sát tải, phân kỳ thi công, hệ thống tạm và dự phòng rủi ro. CCEP tư vấn khảo sát miễn phí.

Nhiều nhà máy biết trạm xử lý nước thải của mình đã quá tải hoặc xuống cấp, nhưng không thể cho dây chuyền nghỉ vài tuần để sửa. Ca nào cũng sinh ra nước thải. Trong khi đó, bể phải đục, ống phải đổi tuyến, vi sinh trong bể phải giữ cho sống.

Khi đó, cái khó không chỉ là chọn công nghệ mới. Cái khó là sắp thứ tự thi công sao cho nước ra vẫn được kiểm soát suốt thời gian sửa. Để làm được, cần sáu phần việc nối nhau: khảo sát vận hành, phân kỳ thi công, duy trì xử lý, hệ thống tạm, chuyển tuyến và phương án dự phòng.

Cải tạo hệ thống xử lý nước thải không dừng sản xuất là nâng cấp từng phần trong khi trạm vẫn nhận nước thải. Muốn làm được, cần khảo sát tải thực tế theo giờ, chia công trình thành nhiều đợt, dẫn dòng qua tuyến tạm hoặc module bổ sung, và chuẩn bị sẵn cách xử lý khi nước ra có dấu hiệu vượt giới hạn. Không có cách nào bảo đảm tuyệt đối không gián đoạn; mục tiêu thực tế là thu ngắn thời gian và giảm mức ảnh hưởng.

Vì sao khó cải tạo khi vẫn sản xuất

Bức tranh chung về nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý nước thải để đạt giấy phép môi trường gồm nhiều hướng khác nhau. Phần này tập trung vào một điều kiện khó: nhà máy không được dừng. Trạm xử lý đang chạy là một chuỗi khép kín. Bể nào cũng đang chứa nước, ống nào cũng đang có dòng chảy, vi sinh trong bể sinh học cần được cấp khí và cấp thức ăn liên tục. Sửa một chỗ thì phải tính trước nước sẽ đi đâu trong thời gian đó.

Hệ thống đang chạy vướng những gì?

Vướng lớn nhất là không có bể trống để thi công. Phần lớn hệ thống cũ được xây theo một dòng duy nhất, mỗi công đoạn chỉ có một bể. Khi cần đục thành, thay giá thể, thay đĩa phân phối khí hay sửa máng tràn, đội thi công phải rút cạn bể, và lưu lượng đang vào sẽ không còn chỗ chứa.

Vướng thứ hai là mặt bằng. Nhà xưởng thường xây trước, trạm xử lý nằm ở góc đất còn lại, sát tường rào hoặc sát xưởng. Chỗ đặt thiết bị tạm, đường cho xe cẩu vào, lối đi ống tạm đều chật. Nhiều bộ hồ sơ hoàn công cũng đã thất lạc, nên tuyến ống ngầm và cao độ đáy bể phải đo lại từ đầu.

Vướng thứ ba nằm ở lịch sản xuất. Nước thải không đều trong ngày: ca vệ sinh thiết bị, ca rửa bồn hay ngày xả đáy lò hơi có thể đẩy lưu lượng và tải ô nhiễm lên cao bất thường. Thi công trúng lúc tải cao thì trạm dễ quá tải, kể cả khi chỉ tạm ngưng một bể nhỏ.

Rủi ro nào hay bị xem nhẹ?

Nhiều chủ đầu tư lo về tiến độ xây lắp nhưng ít để ý tới rủi ro sốc vi sinh. Vi sinh trong bùn hoạt tính, tức khối bùn chứa vi sinh vật ăn chất hữu cơ trong nước thải, cần thời gian để quen với điều kiện mới. Bị cắt khí, bị dồn tải đột ngột hoặc bị pha loãng bất thường, hiệu quả xử lý có thể giảm trong nhiều ngày, dù phần xây dựng đã xong.

Rủi ro thứ hai là nước sau xử lý vượt giới hạn ghi trong giấy phép môi trường của cơ sở ngay trong lúc chuyển đổi. Vì thế, nên xem cải tạo là bài toán vận hành chứ không chỉ là bài toán xây dựng. Nếu chưa chắc trạm của mình đã tới mức phải sửa, có thể xem trước những dấu hiệu cho thấy đã đến lúc cải tạo. Còn khi trạm thường xuyên quá tải và cần cải tạo, phải xử lý nguyên nhân gốc theo hướng khác.

Khảo sát vận hành trước khi thiết kế

Khảo sát cho dự án cải tạo không dừng sản xuất khác khảo sát thông thường ở một điểm: phải trả lời được trong từng giờ, từng ca, trạm đang gánh bao nhiêu và còn dư bao nhiêu. Số liệu đo thực tế đáng tin hơn số liệu thiết kế cũ, vì sau nhiều năm, sản phẩm, công suất và nước thải của nhà máy đều đã thay đổi.

Cần đo và ghi nhận những gì?

Với bể sinh học bùn hoạt tính, văn bản 9VAC25-790-690 thuộc Virginia Administrative Code (State Water Control Board) của bang Virginia, Mỹ, liệt kê các thông số thiết kế quá trình, trong đó có tải lượng BOD5 và tỷ lệ F/M. BOD5 là lượng oxy vi sinh cần để phân hủy chất hữu cơ trong 5 ngày. F/M là tỷ lệ giữa lượng thức ăn hữu cơ đưa vào và lượng vi sinh đang có trong bể.

Hai thông số này cho biết khi tạm ngưng một bể, các bể còn lại phải gánh thêm bao nhiêu tải. Ngưỡng an toàn phụ thuộc công nghệ, loại nước thải và nhiệt độ, nên kỹ sư phải tính cho từng trạm thay vì lấy một con số chung. Danh sách nên thu thập khi khảo sát:

Lưu lượng theo giờ: ghi theo từng ca, có cả ngày cao điểm và ngày vệ sinh định kỳ.
Tải ô nhiễm đầu vào: BOD, COD (nhu cầu oxy hóa học), chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, nitơ, phospho tùy ngành.
Thời gian lưu nước thực tế: thời gian nước nằm trong từng bể, so với thiết kế ban đầu.
Tình trạng bùn: lượng bùn trong bể, khả năng lắng, tần suất xả bùn dư.
Hiện trạng kết cấu: vết nứt, ăn mòn, cao độ đáy bể, tuyến ống ngầm.
Điều kiện xả thải: nguồn tiếp nhận, giới hạn trong giấy phép, vị trí lấy mẫu.

Nên đo trong ít nhất một chu kỳ sản xuất đầy đủ của nhà máy, gồm cả ngày tải thấp lẫn ngày tải cao. Đo vài ngày bình thường rồi suy ra cho cả tháng là sai lầm hay gặp, vì đợt cao điểm mới là lúc trạm dễ vỡ nhất trong khi thi công.

Công đoạn nào được phép tạm ngưng?

Tài liệu Primer for Municipal Wastewater Treatment Systems của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) mô tả hệ thống xử lý nước thải đô thị theo các khâu nối tiếp: xử lý sơ cấp, xử lý thứ cấp, xử lý bùn và khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Chia theo khâu như vậy rất có ích khi lập kế hoạch cải tạo, vì mỗi khâu chịu gián đoạn ở mức khác nhau.

Song chắn rác, bể điều hòa hay bể lắng sơ cấp thường sửa được nhanh nếu có tuyến dẫn dòng tạm. Khâu sinh học khó nhất vì liên quan tới vi sinh sống. Khâu khử trùng làm nhanh nhưng không nên bỏ trống, vì đây là lớp bảo vệ cuối trước khi nước ra môi trường. Khâu bùn có thể lùi lịch xả trong thời gian ngắn nếu bể chứa còn chỗ; nên tính trước phương án xử lý bùn thải để không làm nghẽn cả chuỗi.

Phân kỳ thi công và chuyển tuyến

Phân kỳ là chia công trình thành nhiều đợt nhỏ, mỗi đợt chỉ đụng tới một phần trạm, và chỉ sang đợt sau khi đợt trước đã ổn định. Mỗi đợt cần điều kiện chuyển bước rõ ràng, ví dụ nước ra đạt yêu cầu qua nhiều lần lấy mẫu liên tiếp theo mức do kỹ sư vận hành đặt ra.

Đợt	Việc chính	Điều kiện để sang đợt sau
Chuẩn bị	Lắp tuyến dẫn dòng tạm, bể tạm hoặc module bổ sung, chạy thử bằng nước sạch	Tuyến tạm chạy ổn, van cách ly đóng mở được
Đợt 1	Sửa công đoạn đầu: song chắn rác, bể điều hòa, bể tách dầu	Lưu lượng vào bể sinh học ổn định
Đợt 2	Sửa từng bể sinh học, bể này chạy thì bể kia sửa	Vi sinh ở bể sửa xong phục hồi, nước ra đạt
Đợt 3	Bể lắng, khử trùng, đường bùn	Chất lượng nước ra ổn định qua nhiều lần lấy mẫu
Hoàn thiện	Đấu nối chính thức, tháo tuyến tạm, cập nhật hồ sơ vận hành	Nghiệm thu, đào tạo người vận hành

Chia đợt thi công như thế nào?

Nguyên tắc chung là làm từ dễ tới khó. Phần không chứa vi sinh làm trước, phần sinh học làm sau. Các mối đấu nối cuối cùng nên làm vào lúc lưu lượng thấp nhất trong tuần, thường là ngày nghỉ hoặc ca đêm của nhà máy, và phải có người vận hành trực tại chỗ.

Với bể sinh học chỉ có một dòng, cách hay dùng là ngăn bể bằng vách tạm, hoặc dựng một bể song song để nhận dòng trong lúc sửa bể cũ. Khi bể sửa xong chạy lại, nên lấy bùn từ bể đang chạy ổn để cấy, thay vì nuôi vi sinh lại từ đầu, nhờ vậy thời gian phục hồi ngắn hơn.

Một sai lầm thường gặp là dồn nhiều việc vào một đợt cho kịp tiến độ. Càng nhiều bể ngưng cùng lúc thì phần còn lại càng phải gánh nhiều tải. Khi có sự cố, đội vận hành cũng khó biết nguyên nhân nằm ở bể nào, đợt thi công nào.

Chuyển tuyến cần lưu ý gì?

Chuyển tuyến ở đây là dẫn nước thải sang một đường đi tạm bên trong trạm, ví dụ qua bể song song, module tạm hoặc bể chứa đệm. Không xả tắt nước chưa xử lý ra môi trường để lấy mặt bằng thi công. Nếu có tình huống buộc phải xả khác với giấy phép, doanh nghiệp nên trao đổi với cơ quan quản lý và đơn vị tư vấn pháp lý trước khi làm.

Về kỹ thuật, tuyến tạm phải tính đủ cao độ, đường kính ống và cột áp bơm để bể đầu không bị tràn. Nên lắp van cách ly ở từng điểm đấu nối và đặt máng đo lưu lượng V-notch hoặc đồng hồ đo để biết chính xác bao nhiêu nước đang đi qua tuyến tạm. Với nước thải có tính ăn mòn, ống và phụ kiện bằng nhựa PP thường dễ lắp, dễ tháo và dùng lại được cho lần sau.

Hệ thống tạm và module bổ sung

Ảnh minh họa: Cụm module bồn bể xử lý nước thải tạm thời hỗ trợ duy trì tải vi sinh trong quá trình thi công cải tạo. — Cách cải tạo hệ thống xử lý nước thải mà không dừng sản xuất

Khi trạm không có bể dư, hệ thống tạm là cách tạo thêm sức chứa và sức xử lý trong lúc sửa. Hệ thống tạm có thể chỉ là một bể chứa đệm, một cụm bể sinh học dạng module, hoặc thiết bị xử lý di động thuê theo thời gian thi công.

Khi nào nên dùng hệ thống tạm?

Nên cân nhắc hệ thống tạm khi phải ngưng bể sinh học chính trong thời gian dài, khi lưu lượng sản xuất không giảm được, hoặc khi giới hạn xả thải chặt. Xylem có hệ MBBR di động trong nhóm dịch vụ xử lý nước tạm thời. MBBR là bể sinh học giá thể di động: vi sinh bám trên các giá thể nhựa lơ lửng trong bể. Tài liệu của Xylem cho rằng ghép khối phù hợp khi nhu cầu tăng dần theo thời gian và cần rút ngắn thời gian thi công.

Một lý do khác để chọn MBBR cho khối tạm hoặc khối mới là khả năng chịu dao động tải. Tài liệu kỹ thuật BioSphere của Xylem cho biết một số hệ sinh học như MBBR chịu sốc tải tốt hơn bùn hoạt tính thông thường. Trong giai đoạn chuyển đổi, dòng vào lúc nhiều lúc ít, nên đặc tính này giúp khối tạm ít bị ảnh hưởng hơn. Cách chuyển bể cũ sang công nghệ này được phân tích riêng ở bài cải tạo hệ thống xử lý nước thải bằng MBBR.

Có giữ lại module tạm được không?

Được, nếu tính từ đầu. Tài liệu của Xylem (Evoqua) về các nhà máy xử lý sinh học DAVCO lưu ý rằng ghép khối module rút ngắn thi công tại công trường vì khối đã được chế tạo sẵn, nhưng đổi lại phải tính kỹ phần đấu nối thủy lực. Khi thiết kế khối tạm như một khối mở rộng lâu dài, doanh nghiệp vừa có chỗ nhận dòng trong lúc sửa, vừa có thêm công suất dự phòng về sau.

Hướng này gần với bài toán nâng công suất hệ thống xử lý nước thải đang vận hành và cách ghép module để mở rộng công suất. Công suất mỗi khối và số khối cần ghép phải do kỹ sư tính từ số liệu khảo sát, không chọn theo cảm tính.

Vật liệu nào hợp cho bể tạm?

Không có vật liệu tốt nhất cho mọi trạm. Bê tông cốt thép hợp với bể chìm dung tích lớn, dùng lâu dài, và có thời gian chờ bê tông dưỡng hộ khoảng 28 ngày để đạt cường độ thiết kế. Inox hợp khi cần chịu nhiệt cao, chịu áp hoặc có yêu cầu vệ sinh đặc thù.

Với bể đặt nổi cần lắp nhanh, chịu được nước thải có hóa chất và có thể tháo dời sau này, bồn bể bằng nhựa PP chế tạo sẵn là lựa chọn đáng cân nhắc vì nhẹ, dễ chở vào mặt bằng chật và không bị gỉ. Độ dày thành bồn và kết cấu gia cường phải tính theo kích thước, chiều cao nước và điều kiện đặt bồn cụ thể.

Dự phòng và quản trị rủi ro

Dù chuẩn bị kỹ, không công trình nào chắc chắn không gián đoạn. Mưa lớn, bơm hỏng hay một mẻ nước thải bất thường từ xưởng đều có thể làm xáo trộn kế hoạch. Cách làm đúng là xác định trước các tình huống xấu và quy định rõ ai làm gì khi chúng xảy ra.

Tình huống	Dấu hiệu sớm	Cách ứng phó
Bể còn lại hoặc bể tạm quá tải	Mực nước bể điều hòa tăng nhanh, nước ra đục	Giảm xả từ công đoạn sản xuất xả nhiều, dùng bể đệm, lùi việc thi công
Vi sinh yếu sau chuyển đổi	Bùn khó lắng, bọt bất thường, mùi lạ	Giảm tải vào bể, tăng tần suất theo dõi, bổ sung bùn từ bể đang ổn
Hỏng bơm hoặc tắc tuyến tạm	Áp lực giảm, tràn tại điểm đấu nối	Bật bơm dự phòng, mở van đưa dòng về tuyến cũ
Nước ra có nguy cơ vượt giới hạn	Kết quả đo nhanh tăng dần qua các lần lấy mẫu	Tạm dừng đợt thi công, giữ nước trong bể chứa, báo người phụ trách môi trường

Kế hoạch ứng phó gồm những gì?

Kế hoạch ứng phó dùng được ngoài công trường nên ngắn gọn, dán ở phòng vận hành và ghi rõ tên người chịu trách nhiệm. Nội dung tối thiểu gồm:

Ngưỡng cảnh báo nội bộ: mức thông số buộc đội vận hành phải hành động, đặt chặt hơn giới hạn xả thải.
Thiết bị dự phòng: bơm, máy thổi khí và nguồn điện dự phòng sẵn sàng tại chỗ.
Đường lùi: cách đưa dòng chảy về tuyến cũ nhanh nhất khi tuyến mới gặp sự cố.
Phối hợp với sản xuất: danh sách công đoạn có thể giảm xả hoặc dời lịch vệ sinh khi trạm quá tải.
Kênh báo cáo: ai báo lãnh đạo nhà máy, ai làm việc với cơ quan quản lý khi cần.

Theo dõi nước ra trong lúc thi công

Giai đoạn chuyển đổi là lúc cần đo nhiều hơn bình thường. Trong tài liệu về công nghệ cống thông minh, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) mô tả việc dùng cảm biến từ xa để nắm điều kiện và trạng thái vận hành của hệ thống theo thời gian thực. Áp vào trạm đang cải tạo, cảm biến mực nước, lưu lượng, oxy hòa tan hay pH giúp thấy bất thường sớm, thay vì chờ kết quả phân tích mẫu.

Nếu dự án có kế hoạch nâng cấp quan trắc, nên chừa sẵn vị trí lắp cảm biến và đường tín hiệu ngay trong đợt cải tạo. Xu hướng này được bàn kỹ hơn ở bài quan trắc nước thải bằng IoT.

Về chất lượng nước ra, mốc so sánh là giới hạn trong giấy phép môi trường và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN) áp dụng cho cơ sở. Khi đối chiếu QCVN, cần xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng cơ sở, vì mỗi ngành, mỗi nguồn tiếp nhận có thể áp dụng cột giới hạn khác nhau. Cách tiếp cận chung có ở bài xử lý nước thải đạt QCVN.

Hệ thống tạm, thiết bị dự phòng và quan trắc bổ sung đều tốn tiền, nên đưa vào dự toán ngay từ đầu thay vì phát sinh giữa chừng. Cách bóc tách các hạng mục này nằm trong bài chi phí cải tạo hệ thống xử lý nước thải.

CCEP hỗ trợ ở phần nào

CCEP gia công và chế tạo thiết bị bằng nhựa PP và composite, kiểm soát chất lượng từ khâu chế tạo đến lắp đặt. Với dự án cải tạo không dừng sản xuất, phần việc phù hợp gồm chế tạo bồn bể PP cho bể tạm hoặc khối mở rộng, ống và phụ kiện PP cho tuyến chuyển dòng, cùng tư vấn giải pháp xử lý nước thải liên quan. Riêng nước thải y tế và nước thải ngành giấy, bột giấy, CCEP có thể cung cấp giải pháp trọn gói.

Những điểm cần nhớ:

Khảo sát lưu lượng và tải theo giờ trước khi thiết kế, không dựa vào số liệu thiết kế cũ.
Chia công trình thành nhiều đợt, mỗi đợt có điều kiện chuyển bước rõ.
Dẫn dòng qua tuyến tạm hoặc module bên trong trạm, không xả tắt ra môi trường.
Chuẩn bị sẵn bơm, máy thổi khí, nguồn điện dự phòng và đường lùi về tuyến cũ.
Theo dõi sát nước ra trong lúc chuyển đổi và đối chiếu với giấy phép của cơ sở.

Liên hệ CCEP: Hotline 091.789.6633 – Email ccep.vn@gmail.com – Văn phòng: Nhà NV 6.1, Khu đô thị Viglacera Hữu Hưng, 272 Hữu Hưng, Nam Từ Liêm, Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp về cải tạo không dừng sản xuất

Có thể cải tạo mà hoàn toàn không gián đoạn không?

Không có công trình nào bảo đảm điều đó trong mọi trường hợp. Kế hoạch tốt chỉ có thể thu ngắn thời gian ngưng từng bể và giữ nước ra trong tầm kiểm soát. Các sự cố như mưa lớn, hỏng bơm hay nước thải bất thường vẫn có thể xảy ra, nên phải có phương án dự phòng và người trực ứng phó trong suốt thời gian thi công.

Cải tạo không dừng sản xuất mất bao lâu?

Thời gian phụ thuộc quy mô trạm, số đợt thi công, thời gian phục hồi vi sinh và lịch sản xuất của nhà máy, nên không có con số chung. Phân kỳ thường kéo dài tổng thời gian hơn so với dừng hẳn để sửa, đổi lại sản xuất vẫn chạy. Tiến độ cụ thể chỉ nên chốt sau khi khảo sát và tính tải cho từng đợt.

Sửa bể sinh học xong có phải nuôi vi sinh lại từ đầu không?

Thường không cần nếu trạm vẫn còn bể đang chạy ổn. Lấy bùn từ bể đó cấy sang bể vừa sửa giúp vi sinh phục hồi nhanh hơn. Trong những ngày đầu nên tăng tải từ từ, theo dõi khả năng lắng của bùn và chất lượng nước ra trước khi cho bể nhận đủ lưu lượng.

Hệ thống tạm nên thuê hay đầu tư hẳn?

Nếu chỉ cần trong thời gian ngắn và không có nhu cầu tăng công suất về sau, thuê thiết bị di động có thể hợp lý. Nếu nhà máy dự kiến mở rộng sản xuất, đầu tư khối module có thể giữ lại làm khối mở rộng thường có lợi hơn về lâu dài. Nên so cả chi phí đấu nối, mặt bằng và vận hành chứ không chỉ giá thiết bị.

Cần rà soát gì về giấy phép trước khi cải tạo?

Nên rà lại giấy phép môi trường của cơ sở để biết giới hạn xả thải, vị trí xả và tần suất quan trắc đang áp dụng. Nếu thay đổi công nghệ hoặc công suất trạm, doanh nghiệp nên hỏi đơn vị tư vấn pháp lý hoặc cơ quan quản lý xem có phải điều chỉnh thủ tục hay không trước khi thi công.

Nguồn tham khảo

Đánh giá post