Luận văn Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của các khu công nghiệp tỉnh thái bình và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN THỊ HỒNG ANH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN THỊ HỒNG ANH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS TRẦN THỊ HỒNG Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Trần Thị Hồng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Đồng thời tôi xin chân thành cám ơn cô PGS. TS Nguyễn Thị Hà – chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Môi trường và các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã trang bị kiến thức khoa học quí báu và kinh nghiệm thực tế trong suốt quá trình tôi theo học. Tôi xin cám ơn Lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trường Tỉnh Thái Bình, Lãnh đạo Ban quản lí các Khu công nghiệp tỉnh Thái Bình và Ban quản lý Khu công nghiệp Phúc Khánh, Nguyễn Đức Cảnh đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất, cung cấp tài liệu và đóng góp ý kiến quí báu cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn tới các anh chị là cán bộ trong Ban quản lý Các Khu công nghiệp tỉnh Thái Bình, Ban quản lý Khu công nghiệp Phúc Khánh và Ban quản lý Khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh đã giúp đỡ tôi trong quá trình khảo sát, lấy mẫu và thu thập thông tin tại đơn vị phục vụ cho luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, ủng hộ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Hồng Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1 DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ ...................................................................... 4 TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................................. 6 MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 3 1.1. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN CÁC KHU CÔNG NGHIỆP .................................. 3 1.1.1 Hiện trạng phát triển công nghiệp trên Thế giới .......................................................... 3 1.1.2. Hiện trạng phát triển công nghiệp tại Việt Nam ......................................................... 5 1.1.3 Hiện trạng phát triển các Khu công nghiệp tại tỉnh Thái Bình .................................. 8 1.2. HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP ........................ 10 1.2.1 Nguồn thải .................................................................................................................... 10 1.2.2 Tính chất nước thải của các Khu công nghiệp ........................................................... 13 1.2.3 Khái quát công nghệ xử lý nước thải tập trung .......................................................... 15 1.3. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP TẬP TRUNG ................. 16 1.3.1. Công nghệ xử lý nước thải tập trung của Khu công nghiệp trên Thế giới.............. 16 1.3.2 Hiện trạng xử lý môi trường nước thải của các KCN tại Việt Nam........................ 20 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 25 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .................................................... 25 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................. 25 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 25 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................ 25 2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin số liệu ...................................................................... 25 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa, lấy mẫu và đo đạc hiện trường............... 26 2.2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ...................................................... 28 2.2.4. Phương pháp so sánh .................................................................................................. 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 30 3.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH THÁI BÌNH ......................................... 30 3.1.1. Hiện trạng các Khu công nghiệp tỉnh Thái Bình .................................................... 30 3.1.1.1 Hiện trạng hoạt động của các khu công nghiệp tỉnh Thái Bình ............................ 30 3.1.2 Hiện trạng xử lý nước thải của các Khu công nghiệp tỉnh Thái Bình ...................... 37 3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP NGUYỄN ĐỨC CẢNH VÀ KHU CÔNG NGHIỆP PHÚC KHÁNH B – THÁI BÌNH ............................................................................................................... 48 3.2.1. Hiện trạng hoạt động .................................................................................................. 49 3.2.2. Đánh giá hiện trạng xử lý của công nghệ hiện có của khu công nghiệp ................. 67 3.3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ....................................... 69 3.3.1 Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả cho các Khu công nghiệp........................ 69 3.3.2 Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của Khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh và khu công nghiệp Phúc Khánh B – Thái Bình ................... 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 86 PHỤ LỤC................................................................................................................... 89 DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ Danh mục bảng Bảng 1.1: Sự hình thành và phát triển các KCN qua các thời kì ................................... 6 Bảng 1.2: Phân bố KCN trên địa bàn cả nước năm 2012 .............................................. 7 Bảng 1.3 . Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt .............................. 12 Bảng 1.4: Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp trước xử lý 14 Bảng 1.5 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải theo ngành nghề ................................. 17 Bảng 2.1: Phương pháp bảo quản mẫu nước ............................................................... 27 Bảng 2.2 Các phương pháp phân tích một số thống số hóa – lý của mẫu nước ............ 28 Bảng 3.1 Tình hình hoạt động của các khu công nghiệp Thái Bình đến năm 2012 ...... 46 Bảng 3.2: Danh mục nhà máy của Khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh .................... 51 Bảng 3.3: Danh mục nhà máy của phần còn lại Khu công nghiệp Phúc Khánh ........... 56 Bảng 3.4. Nước thải đầu vào Trạm xử lý KCN Nguyễn Đức Cảnh– Phúc Khánh B .... 61 Bảng 3.5. Kết quả phân tích nước thải ........................................................................ 68 Danh mục hình – sơ đồ Hình 1.1 Mô hình hệ sinh thái công nghiệp tại Kalundborg .......................................... 4 Hình 1.2. Mô hình Khu công nghiệp Sinh thái của Thái Lan ........................................ 5 Hình 1.3: Sự phát triển của các khu công nghiệp trong cả nước qua các thời kỳ .......... 6 Hình 1.4. Tỷ lệ phân bố KCN trên địa bàn cả nước ...................................................... 7 Hình 1.6 Chuyển dịch cơ cấu các ngành qua các năm của tỉnh Thái Bình ..................... 9 Hình 1.7. Biểu đồ chuyển dịch cơ cấu kinh tế trong ngành Công nghiệp- xây dựng ...... 9 Hình 1.8: Các nguồn thải của Khu công nghiệp .......................................................... 11 Hình 3.1 Vị trí địa lý khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh ........................................ 49 Sơ đồ 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải công nghiệp tập trung ............................. 18 Sơ đồ 1.2: Các bậc trong xử lý nước thải công nghiệp ................................................ 19 Sơ đồ 1.3: Sơ đồ chung của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tập trung .............. 20 Sơ đồ 1.4: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung của KCN Tiên Sơn .................. 22 Sơ đồ 1.5 Hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp áp dụng theo công nghệ SBR ................................................................................................................... 23 Sơ đồ 3.1: Khu công nghiệp Phúc Khánh ................................................................... 31 Sơ đồ 3.2: Khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh.......................................................... 32 Sơ đồ3.3: Khu công nghiệp và dịch vụ hỗ trợ Sông Trà ............................................. 33 Sơ đồ 3.4: Khu công nghiệp Cầu Nghìn ...................................................................... 34 Sơ đồ 3.5: Khu công nghiệp khí mỏ Tiền Hải ............................................................. 36 Sơ đồ 3.6: Khu công nghiệp Gia Lễ ............................................................................ 37 Sơ đồ 3.7. Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học ................................ 60 Sơ đồ 3.8. Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học .............................. 60 Sơ đồ 3.9. Hệ thống thu gom nước thải tập trung của ................................................. 61 KCN Nguyễn Đức Cảnh – Phúc Khánh B .................................................................. 61 Sơ đồ 3.10. Dây chuyền công nghệ Trạm xử lý nước thải KCN Nguyễn Đức Cảnh – Phúc Khánh B công suất 4300m3/ngày.đêm................................................................ 63 Sơ đồ 3.11: Sơ đồ quy trình đề xuất nâng cấp hệ thống XLNT của Nhà máy XLNT tập trung KCN Nguyễn Đức Cảnh – Phúc Khánh B ......................................................... 72 TỪ VIẾT TẮT BQL Ban quản lý Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường BXD Bộ xây dựng ĐHQG Đại học Quốc Gia KCN Khu công nghiệp HTXLNTTT Hệ thống xử lý nước thải tập trung QCVN Qui chuẩn Việt Nam QĐ-UB Quyết định - Ủy ban Sở TN&MT Sở Tài nguyên và Môi trường UBND Ủy ban nhân dân XLNT Xử lý nước thải SS chất rắn lơ lửng COD Nhu cầu oxy hóa học BOD Nhu cầu oxy sinh hóa GPMB Giải phóng mặt bằng KCNST Khu công nghiệp Sinh Thái Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 1 MỞ ĐẦU Các Khu công nghiệp đã có nhiều đóng góp quan trọng trong việc chuyển dịch cơ cấu và phát triển kinh tế tạo việc làm, nâng cao thu nhập và chất lượng cuộc sống của người dân. Phát triển các KCN với mục tiêu tập trung các cơ sở sản xuất công nghiệp, sử dụng hiệu quả tài nguyên và năng lượng, tập trung các nguồn phát thải ô nhiễm vào các khu vực nhất định nâng cao hiệu quả sản xuất, hiệu quả quản lý nguồn thải và bảo vệ môi trường. Xét về mặt môi trường, việc tập trung các cơ sở sản xuất trong KCN nhằm mục đích nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, chất thải rắn,... đồng thời giảm chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý, giảm chi phí xử lý môi trường trên một đơn vị chất thải. Ngoài ra, công tác quản lí môi trường đối với các cơ sở sản xuất trong KCN cũng được thuận lợi hơn. Phần lớn các KCN phát triển sản xuất mang tính đa ngành, đa lĩnh vực, tính phức tạp về môi trường cao, do vậy, yêu cầu đối với công tác xây dựng, giám sát các cơ sở sản xuất và hoạt động của KCN nói chung sẽ khó khăn, nên chất lượng công trình và công nghệ xử lý nước thải cần đầu tư mang tính đồng bộ. Nguồn thải từ các KCN mặc dù tập trung nhưng thải lượng rất lớn, trong khi đó công tác quản lý cũng như xử lý chất thải KCN còn nhiều hạn chế, do đó phạm vi ảnh hưởng tiêu cực của nguồn thải từ KCN là đáng kể. Trong những năm gần đây, nhiều KCN đã hoàn thành hạng mục xây dựng công trình xử lý nước thải tập trung. Tuy nhiên tỷ lệ này còn rất hạn chế. Do vậy, việc đánh giá các công tác bảo vệ môi trường của các khu công nghiệp hiện nay đang là một vấn đề cần nhiều sự quan tâm của các ban ngành để có thể giảm thiểu tối đa các tác động của các khu công nghiệp tới môi trường tiếp nhận nói chung và đời sống của người dân nói riêng. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, trong khuôn khổ luận văn đã thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của các Khu công nghiệp tỉnh Thái Bình và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả” với mục tiêu nghiên cứu như sau: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 2 - Đánh giá hiện trạng các hoạt động, sự phát sinh nước thải nước thải tại các khu công nghiệp tỉnh Thái Bình. - Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải tập trung của các khu công nghiệp trong tỉnh Thái Bình làm cơ sở đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác kiểm soát ô nhiễm tại khu công nghiệp điển hình. Và nội dung nghiên cứu như sau: Đánh giá hiện trạng hoạt động của các khu công nghiệp tỉnh Thái Bình. - Xác định các nguồn thải của các nhà máy trong các Khu công nghiệp. - Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải của các khu công nghiệp. - Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của các khu công nghiệp. - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải cho khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh và Phúc Khánh B – Thái Bình. Do khuôn khổ của Luận văn và thời gian nghiên cứu đánh giá còn hạn chế nên Luận văn chỉ nêu ra những đánh giá chung cơ bản về toàn bộ các khu công nghiệp trong tỉnh Thái Bình, và lựa chọn một khu công nghiệp trong tỉnh là khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh, là khu công nghiệp có tính chất đa ngành nghề mang tính phức tạp nhất để tập trung đánh giá một cách đầy đủ, đồng thời đề xuất nâng cao hiệu quả xử lý cho những mặt chưa được của hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp đó. Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN CÁC KHU CÔNG NGHIỆP 1.1.1 Hiện trạng phát triển công nghiệp trên Thế giới Hiện nay, trên Thế giới sự phát triển các Khu công nghiệp đang là nhu cầu tất yếu của sự phát triển. Sự phát triển các Khu công nghiệp đã đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường tập trung. Ngày nay, khi công tác bảo vệ môi trường đang được chú trọng và quan tâm cấp thiết, sự phát triển các Khu công nghiệp trên Thế giới đều được gắn liền với các công tác bảo vệ môi trường một cách bền vững. Ngoài các Khu công nghiệp đơn thuần với các nhà máy hoạt động độc lập và riêng lẻ với nhau, sự phát tiển các Khu công nghiệp Sinh Thái đang là xu hướng cần thiết. Khu công nghiệp Sinh thái là Khu công nghiệp với nhiều nhà máy hoạt động một cách độc lập nhưng kết hợp với nhau một cách tự nguyện, hình thành quan hệ cộng sinh giữa các nhà máy với nhau và với môi trường. Mục đích của Khu công nghiệp Sinh thái là sự “trao đổi chất thải” trong sự phù hợp giữa các ngành công nghiệp và sự phát triển kinh tế bền vững giữa các nhà máy trong Khu công nghiệp và môi trường. Khu công nghiệp Kalundborg, Đan Mạch là một Khu công nghiệp điển hình đầu tiên trên thế giới ứng dụng cộng sinh công nghiệp, bắt đầu phát triển hệ thống trao đổi năng lượng và nguyên liệu vào năm 1972, với mô hình trao đổi như sau: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 4 Hình 1.1 Mô hình hệ sinh thái công nghiệp tại Kalundborg Những nguyên tắc cơ bản làm nền tảng cho sự phát triển Khu công nghiệp Sinh thái Kalundborg [16]: - Sự phù hợp giữa các ngành công nghiệp trên phương diện “trao đổi chất thải”; - Khoảng cách giữa các nhà máy không quá lớn; - Mỗi nhà máy đều nắm bắt được thông tin liên quan đến các nhà máy khác trong KCN; - Động cơ thúc đẩy các nhà máy tham gia vào KCNST là sự phát triển kinh tế bền vững; - Sự phối hợp giữa các nhà máy trên tinh thần tự nguyện và phù hợp với quy định về bảo vệ môi trường. Tại Châu Á Khu công nghiệp Map Ta Phut, Thái Lan cũng được thành lập là một Khu công nghiệp Sinh thái nằm ở phía Đông Thái Lan, có tổng diện tích 2.000 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 5 Khu liên hiệp hóa dầu Nhà máy hóa chất và phân bón Nhà máy điện ha, tập trung 89 nhà máy với 20.000 lao động, mô hình Sinh thái của Khu công nghiệp Maptaphut như sau: Hình 1.2. Mô hình Khu công nghiệp Sinh thái của Thái Lan Mô hình Khu công nghiệp Sinh thái là một mô hình phát triển bền vững của sự tương tác giữa các nhà máy trong Khu công nghiệp và môi trường nói riêng và sự phát triển của nền kinh tế và môi trường nói chung 1.1.2. Hiện trạng phát triển công nghiệp tại Việt Nam Hoạt động của các KCN đã có nhiều đóng góp quan trọng vào thành tựu phát triển kinh tế - xã hội của nước ta, đã và đang là nhân tố quan trọng thúc đẩy tăng trưởng công nghiệp; tăng khả năng thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước; nhận chuyển giao công nghệ mới, đẩy mạnh sản xuất, tăng nguồn hàng xuất khẩu; tạo việc làm và thu nhập cho người lao động. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển nhanh chóng, khu công nghiệp cũng đang gia tăng chất thải và các vấn đề bảo vệ môi trường. Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 6 Theo thống kê của Bộ Kế hoạch và Đầu tư, tính từ năm 1991 đến năm 2012, trải qua hơn 20 năm xây dựng và phát triển, cả nước đã có 283 KCN được thành lập với tổng diện tích đất tự nhiên khoảng 80.000 ha, trong đó diện tích đất công nghiệp có thể cho thuê đạt gần 52.000 ha, chiếm khoảng 65% tổng diện tích đất tự nhiên; 179 KCN đã đi vào hoạt động với tổng diện tích đất tự nhiên trên 47.300 ha; các KCN còn lại đang trong giai đoạn đền bù GPMB và xây dựng cơ bản [1]. Bảng 1.1: Sự hình thành và phát triển các KCN qua các thời kì [1] Năm Số lượng KCN Diện tích (ha) 1991 1 1 1995 12 2360 2000 65 11964 2005 131 29392 2006 139 36142 2007 179 42986 2008 219 57264 2009 223 61472 2010 253 68.541 2011 260 71.394 2012 283 76.000 Nguồn: Bộ KH & ĐT, 2012 Sự tăng nhanh về số lượng của các Khu công nghiệp qua các năm từ 1991 đến 2012 được mô tả như sau: Nguồn: Bộ KH & ĐT, 2012 Hình 1.3: Sự phát triển của các khu công nghiệp trong cả nước qua các thời kỳ [1] Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 7 Các KCN được phân bố trên 58 tỉnh, thành phố trên cả nước như sau: Bảng 1.2: Phân bố KCN trên địa bàn cả nước năm 2012 [1] Khu vực Số lượng KCN Tỷ lệ % Trung du miền núi phía Bắc 22 8 Đồng bằng sông Hồng 72 25 Miền Trung 43 15 Tây Nguyên 8 3 Đông Nam Bộ 94 33 Đồng bằng sông Cửu Long 44 16 Nguồn: Bộ KH & ĐT, 2012 Với tỉ lệ phân bố của các Khu công nghiệp trong cả nước như sau: Nguồn: Bộ KH & ĐT, 2012 Hình 1.4. Tỷ lệ phân bố KCN trên địa bàn cả nước [1] Theo thống kê của Bộ TN&MT dựa trên báo cáo của các tỉnh, thành phố gửi về thì cả nước có 283 KCN tại 58 tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương đã được thành lập. Trong đó có 227 KCN đã đi vào hoạt động với tổng số gần 5.000 cơ sở đang hoạt động [1]. Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 8 KCN là khu vực có các hoạt động sôi nổi nhất, dù vậy, công tác BVMT vẫn chưa đáp ứng so với yêu cầu BVMT khi vấn đề môi trường tất yếu của quá trình hình thành và phát triển các KCN chính là sự gia tăng chất thải gây ô nhiễm môi trường chưa được kiểm soát hiệu quả. Tiến độ đầu tư và xây dựng cơ sở hạ tầng BVMT các KCN còn rất chậm so với tỷ lệ lấp đầy KCN, rất nhiều KCN đã lấp đầy 90 - 100% nhưng vẫn chưa đầu tư hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải tập trung (Hệ thống xử lý nước thải tập t