Mô hình cấp nước, vệ sinh môi trường bền vững, phù hợp cho khu vực nông thôn vùng ĐBSH

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Việt Anh

Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, trường Đại học Xây dựng

( Bài viết được trích trong kỷ yếu hội thảo Quy hoạch làng xã nông thôn ĐBSH tầm nhìn 2030 theo hướng phát triển xanh, bền vững).

Tóm tắt:

Mô hình cấp nước và vệ sinh, hướng tới các cộng đồng dân cư thu nhập thấp khu vực nông thôn vùng đồng bằng sông Hồng, do Trường Đại học Xây dựng nghiên cứu, phát triển, đã ứng dụng ở nhiều nơi, bao gồm các giải pháp kỹ thuật cụ thể như: Thu gom nước mưa, xử lý nước mưa, nước ngầm nhiễm thạch tín; Xử lý chất thải bằng nhà tiêu hợp vệ sinh để tiêu diệt mầm bệnh và tái sử dụng an toàn chất thải nhà tiêu; Thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi hộ gia đình, trang trại; Xử lý nước thải cho các làng nghề, điểm dân cư bằng các giải pháp công nghệ chi phí thấp. Các công nghệ điển hình được đề xuất là: Mô hình nhà tiêu sinh thái hộ gia đình cho phép xử lý và tái sử dụng an toàn chất thải; Mô hình Bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF) và Trạm xử lý nước thải hợp khối chế tạo sẵn bằng composite (AFSB-F), xử lý nước thải cụm dân cư, làng nghề, điểm dịch vụ, cơ quan; mô hình xây dựng các bể thu gom nước mưa và bể xử lý nước thải quy mô cộng đồng, với giải pháp công trình linh hoạt và chi phí thấp.

Các giải pháp này được thực hiện kết hợp với các hoạt động thông tin – giáo dục – truyền thông về vệ sinh môi trường, vệ sinh cá nhân. Phương pháp tiếp cận thực hiện là kết nối, lồng ghép các giải pháp kỹ thuật với quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng nông thôn, phục vụ phát triển kinh tế xanh, bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu.

1.Đặt vấn đề

Ở hầu hết các khu dân cư nông thôn, cơ sở hạ tầng còn chưa có điều kiện đầu tư xây dựng. Việc cải tạo, nâng cấp còn chắp vá, chưa có quy hoạch. Việc quy hoạch phát triển hạ tầng kỹ thuật các khu dân cư nông thôn, tạo tiền đề cho phát triển đời sống kinh tế, xã hội địa phương, phù hợp với điều kiện tự nhiên, tập quán sinh hoạt, làm ăn, đồng thời giữ gìn và tôn tạo những nét truyền thống trong kiến trúc, văn hóa địa phương và vùng đồng bằng sông Hồng là vấn đề rất cần được quan tâm.

Nhiều khu dân cư thuộc đồng bằng sông Hồng đang đối mặt với tình trạng thiếu nguồn nước cấp an toàn cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất. Nguồn nước ngầm bị ô nhiễm bởi các chất độc hại khác nhau, trong đó có thạch tín, các chất thải. Nguồn nước mặt khan hiếm và bị ô nhiễm nặng bởi nhiều loại chất thải khác nhau phát sinh ở trong địa phương cũng như từ trên thượng lưu các dòng sông chảy xuống. Nước mưa, ở nhiều nơi, là nguồn nước cấp duy nhất mà người dân trông cậy vào. Tuy nhiên thông tin về các giải pháp thu gom, lưu trữ, sử dụng nước mưa an toàn, phù hợp với tập quán và điều kiện kinh tế còn rất hạn chế.

Chất thải của gia súc, gia cầm và con người khi thải ra môi trường nếu không được xử lý sẽ trở thành nguồn mầm bệnh lớn, có thể xâm nhập trở lại vào thực phẩm qua các đường truyền khác nhau như nước sinh hoạt, đất, côn trùng và làm ảnh hưởng tới sức khỏe của chính con người. Vì vậy, các chất thải này cần phải có công trình tiếp nhận và xử lý tại chỗ trước khi đưa vào hệ thống chung.

Hình 1. Mô hình cấp nước và vệ sinh hộ gia đình phổ biến hiện nay ở khu vực nông thôn

Hình 1. Mô hình cấp nước và vệ sinh hộ gia đình phổ biến hiện nay ở khu vực nông thôn

Hình 2. Giếng nước bị ô nhiễm thạch tín với hàm lượng cao, không sử dụng được trong sinh hoạt

Hình 2. Giếng nước bị ô nhiễm thạch tín với hàm lượng cao, không sử dụng được trong sinh hoạt

Tại khu vực nông thôn đồng bằng sông Hồng, tập quán canh tác nông nghiệp có liên quan mật thiết tới hình thức sử dụng nhà tiêu. Từ lâu đời, nông dân ta đã có tập quán sử dụng phân bắc để bón lót, phân trước khi đem bón thường được ủ. Tuy nhiên do tập quán canh tác một năm hai vụ lúa và một vụ trồng màu (ngô, khoai, dưa chuột…) nên người nông dân thường có nhu cầu sử dụng phân bón lót từ 2 đến 3 lần trong năm. Như vậy việc ủ phân thường không đảm bảo thời gian (tiêu diệt mầm bệnh) theo như khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới và hướng dẫn của Bộ Y tế.

2.Một số mô hình, giải pháp công nghệ cấp nước và vệ sinh đã nghiên cứu, phát triển và áp dụng thành công trong thực tế của Trường Đại học Xây dựng

Từ những năm 1998, Trường Đại học Xây dựng đã phối hợp với một số đơn vị, nghiên cứu phát triển một số giải pháp phù hợp để xử lý nước ngầm nhiễm các hợp chất nitơ, thạch tín cho các khu vực dân cư.

Từ năm 2010, Trường Đại học Xây dựng đang hợp tác với Trường Đại học Vệ sinh và Y tế nhiệt đới, Đại học Tổng hợp London (LSHTM), Tập đoàn LIXIL (Nhật Bản), Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc), Tổ chức Hợp tác Phát triển Hà Lan (SNV) triển khai những dự án nghiên cứu, xây dựng các mô hình thí điểm cấp nước và vệ sinh cho các hộ gia đình tại một số xã thuộc huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam và một số địa phương khác.

Các giải pháp cụ thể đã được áp dụng ở Hà Nam và nhiều địa phương khác:

  • Thu gom nước mưa, xử lý nước mưa, nước ngầm nhiễm thạch tín;
  • Xử lý chất thải bằng nhà tiêu hợp vệ sinh để tiêu diệt mầm bệnh và tái sử dụng an toàn chất thải nhà tiêu;
  • Thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi hộ gia đình, trang trại;
  • Xử lý nước thải cho các làng nghề, điểm dân cư bằng các giải pháp công nghệ chi phí thấp;
  • Các hoạt động thông tin – giáo dục – truyền thông về vệ sinh môi trường, vệ sinh cá nhân.

Mô hình Bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF)

Từ năm 1998 đến năm 2007, trong khuôn khổ Dự án tăng cường năng lực cho CEETIA (ESTNV), do Chính phủ Thuỵ Sỹ tài trợ, hợp phần Quản lí nước thải phân tán (DESA) đã được triển khai. Các nghiên cứu được thực hiện công phu, bài bản trong phòng thí nghiệm từ 1998 đến 2003, và từ 2003 đến 2005. Một khối lượng lớn nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành. Nhóm nghiên cứu đã phát triển và hoàn thiện dần mô hình bể tự hoại cải tiến (bể BASTAF). BASTAF cho phép đạt hiệu suất xử lý cao, ổn định. Hiệu suất xử lý trung bình theo COD, BOD5 và TSS tương ứng là 75 – 90%, 70 – 85% và 75 – 95%.

capnuoc_4 capnuoc_5
Hình 3. Bể BASTAF Hình 4. Bể BASTAF cho 400 hộ dân,

khu đô thị mới Xuân Mai, Hà Nội

Với mong muốn đưa được kết quả nghiên cứu ra ngoài thực tế, phục vụ cuộc sống, nhất là góp phần cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường, nhóm nghiên cứu DESA tiếp tục tìm mọi cơ hội để triển khai áp dụng thử nghiệm các mô hình bể BASTAF, cũng như các giải pháp xử lí kết hợp ở ngoài thực tế, để có cơ hội khẳng định công nhệ này. Trải qua nhiều cố gắng nỗ lực, cho đến nay, hàng trăm bể BASTAF đã được thiết kế, xây dựng tại khắp nơi trên cả nước: các nhà chung cư cao tầng, các khu đô thị mới ở nội thành và ven đô, các hộ gia đình đơn lẻ, trường học, cụm dân cư (ngõ xóm), làng nghề nấu rượu, chế biến nông sản, hải sản, bệnh viện, chợ, vv… ở Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Bắc Kạn, Cao Bằng, An Giang, Bến Tre, … Các kết quả quan trắc cho thấy, đây là công nghệ rất hiệu quả để xử lý nước thải sinh hoạt, cho phép đạt hiệu suất xử lý cao, với chất lượng đầu ra ổn định.

      Trạm xử lý nước thải hợp khối chế tạo sẵn bằng composite AFSB-F

Hình 5. Bể AFSB-F

Hình 5. Bể AFSB-F

Bể được chế tạo sẵn bằng composite cốt sợi thủy tinh (FRP). Hệ thống gồm các ngăn bể nối tiếp, kết hợp các quá trình xử lý cơ học và sinh học kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí, theo nguyên lý A2O. Chế độ làm việc của hệ thống được kiểm soát tự động bằng bộ điều khiển PLC. Sản phẩm có ưu điểm hoàn toàn kín, khít, không thấm, không rò rỉ, không gây mùi và làm ô nhiễm nước, đất, có độ bền vĩnh cửu với thời gian và chịu được tác động cơ học cao. Bể được sản xuất sẵn ở quy mô công nghiệp, lắp đặt đơn giản, thuận tiện, rút ngắn tiến độ thi công công trình và giá thành hợp lí (rẻ hơn nhiều so với các bể Jokashou nhập ngoại, với tính năng tương đương). AFSB-F cho phép xử lý linh hoạt ngay cả khi tải lượng đầu vào tăng gấp 2 lần mà không cần xây dựng thêm bể mới.

Các mô hình XLNT phân tán của nhóm nghiên cứu DESA, Trường ĐHXD đã khẳng định được những ưu điểm của nó và được người sử dụng chấp nhận. Các mô hình này đã được đưa vào các Hướng dẫn kỹ thuật của Bộ Xây dựng, Bộ Y tế. Thuật ngữ ‘’BASTAF’’ do nhóm nghiên cứu đưa ra đã trở thành thuật ngữ chuyên môn quen thuộc trong lĩnh vực cấp thoát nước ở Việt Nam và quốc tế. Công nghệ BASTAF đã được giới thiệu trên các phương tiện thông tin đại chúng, các tạp chí chuyên ngành, đã được công bố và đánh giá cao tại nhiều Hội nghị trong nước và quốc tế. Công nghệ AFSB đã được nhận Huy chương vàng tại Hội chợ Công nghệ – Thiết bị Việt Nam TechMart 2003. Các giải pháp xử lí nước thải phân tán DESA đã được nhận Cúp Môi trường Việt Nam tại Hội chợ và triển lãm quốc tế về Công nghệ Môi trường lần thứ 1, Hà Nội, 4/2006. Công nghệ BASTAFAT-F đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng sáng chế số 9577/2011. Công nghệ BASTAFAT và AFSB đã được Bộ Công thương hỗ trợ, triển khai Dự án sản xuất thử nghiệm và chuyển giao cho một số doanh nghiệp trong nước để chế tạo hàng loạt, trong khuôn khổ đề án Phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam giai đoạn 2012 – 2015.

3. Đề xuất mô hình cấp nước, vệ sinh nông thôn vùng đồng bằng sông Hồng

Phương pháp tiếp cận

  • Kết nối, lồng ghép các giải pháp kỹ thuật với quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng nông thôn, phục vụ phát triển kinh tế xanh, bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu.
  • Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất và triển khai đồng bộ: cấp nước, vệ sinh môi trường, lồng ghép với giáo dục vệ sinh, phù hợp với người sử dụng và được cộng đồng chấp nhận.
  • Đảm bảo các tiêu chí: (1) cấp nước sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp an toàn; (2) Các giải pháp thu gom và xử lý nước thải và chất thải rắn phù hợp, cho phép tái sử dụng an toàn, thu hồi tài nguyên (nước, chất dinh dưỡng, biogas, …).
  • Sự tham gia cộng đồng, chính quyền địa phương và các doanh nghiệp xây dựng đóng vai trò quan trọng.
  • Xây dựng mối quan hệ cung – cầu giữa người sử dụng, thợ xây dựng địa phương, cũng như các nhà cung cấp thiết bị. Lôi cuốn người dân và chính quyền địa phương tham gia, tìm cơ hội kinh doanh cho các doanh nghiệp và người dân địa phương.

Các giải pháp cụ thể

  • Xây dựng các đồ án quy hoạch hạ tầng kỹ thuật khu dân cư nông thôn điển hình, làm hình mẫu để triển khai xây dựng và nhân rộng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của địa phương và khu vực.
  • Giải quyết vấn đề ô nhiễm nổi cộm tại một số làng nghề, cụm công nghiệp, điểm dân cư thông qua việc tổ chức mô hình sản xuất, kinh doanh, quản lý chất thải, kết hợp với việc áp dụng các công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường phù hợp.
  • Xây dựng các mô hình cấp nước, vệ sinh môi trường, xử lý chất thải sinh hoạt và chăn nuôi, chất thải làng nghề phù hợp với điều kiện sinh thái, kinh tế, xã hội, phong tục tập quán của địa phương, lồng ghép với quy hoạch khu dân cư, từ đó nhân rộng trên toàn tỉnh và các địa phương khác.

Các giải pháp “công trình” trên được thực hiện, kết hợp với các giải pháp “phi công trình” như tuyên truyền, tập huấn, cung cấp thông tin, kiến thức về mô hình cấp nước – vệ sinh phù hợp với điều kiện sinh thái, kinh tế, xã hội, phong tục tập quán của địa phương. Các hoạt động được triển khai có sự tham gia lựa chọn, đóng góp kinh phí, triển khai xây dựng, đánh giá rút kinh nghiệm, … của người dân và chính quyền địa phương. Bên cạnh đó, cần xây dựng mối quan hệ cung – cầu giữa người sử dụng, thợ xây dựng địa phương, cũng như các nhà cung cấp thiết bị. Cần lôi cuốn người dân và chính quyền địa phương tham gia, tìm cơ hội kinh doanh cho các doanh nghiệp và người dân địa phương. Cũng cần thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của các mô hình, từ đó làm cơ sở nhân rộng.

Sản phẩm đầu ra

  • Các công trình cấp nước, vệ sinh kiểu mới hoạt động được, đáp ứng các tiêu chí, được người sử dụng chấp nhận.
  • Tổ chức các khoá tập huấn và chuyển giao.
  • Hình thành được một số kênh cung – cầu về các dịch vụ và sản phẩm liên quan đến cấp nước và vệ sinh ở địa phương (thiết bị cấp thoát nước, sản phẩm tái sử dụng tài nguyên, dịch vụ thu gom và xử lý chất thải, xây dựng công trình cấp nước và vệ sinh, vv…).
  • Xây dựng được mô hình có khả năng nhân rộng phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực.
Hình 6. Mô hình cấp nước và vệ sinh hộ gia đình khu vực nông thôn nhằm mục đích tận thu nguồn tài nguyên

Hình 6. Mô hình cấp nước và vệ sinh hộ gia đình khu vực nông thôn nhằm mục đích tận thu nguồn tài nguyên

Hình 7. Mô hình thu nước mưa để cấp cho sinh hoạt và mô hình xử lý nước thải cụm dân cư, với các bể chứa chi phí thấp, do trường Đại học Xây dựng đề xuất

Hình 7. Mô hình thu nước mưa để cấp cho sinh hoạt và mô hình xử lý nước thải cụm dân cư, với các bể chứa chi phí thấp, do trường Đại học Xây dựng đề xuất

4. Kết luận, kiến nghị

Lồng ghép các giải pháp cấp nước, thu gom nước mưa, tiêu thoát nước để chống úng ngập, xử lý chất thải nhà tiêu hộ gia đình, nước thải sinh hoạt và chăn nuôi với quy hoạch hạ tầng khu dân cư nông thôn sẽ cho phép cải thiện điều kiện sống của khu dân cư một cách hữu hiệu, với chi phí thấp nhất. Nguồn lực để thực hiện các hoạt động này phải được huy động từ nhiều nguồn, với phương châm “nhà nước và nhân dân cùng làm”. Thu gom và sử dụng nước mưa kết hợp với các nguồn nước khác là giải pháp phù hợp cho nhiều khu vực nông thôn ở đồng bằng song Hồng. Quản lý nước thải phân tán mở ra những cơ hội mới và sự linh hoạt trong lựa chọn công nghệ và dịch vụ. Các bể tự hoại cải tiến BASTAF, cụm bể XLNT tại chỗ BASTAFAT, trạm XLNT phân tán hợp khối AFSB đều là các sản phẩm mới, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cao, lần đầu tiên được nghiên cứu chế tạo tại Việt Nam, với giá thành rẻ hơn nhiều so với giá các sản phẩm nhập ngoại có tính năng tương đương. Tùy điều kiện cụ thể, có thể áp dụng linh hoạt các giải pháp công nghệ khác nhau: quản lí nước thải phân tán, với các công nghệ thoát nước và xử lí nước thải chi phí thấp, lồng ghép thoát nước bề mặt với quản lí nước thải, rác thải, bùn cặn và cấp nước. Các giải pháp này mang lại những lợi ích như kiểm soát ô nhiễm nước, đất, không khí, ngăn ngừa bệnh tật, giảm thiểu úng ngập, xói mòn, tiết kiệm nước cấp nhờ thu gom và tái sử dụng nước mưa, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và góp phần nâng cao một cách thiết thực chất lượng cuộc sống.

Phụ lục. Một số hình ảnh minh họa các giải pháp công nghệ cấp nước và vệ sinh của Viện KH&KT Môi trường, Trường Đại học Xây dựng đã áp dụng thành công trên thực tế

Nhà tiêu sinh thái kiểu mới (LIXIL – IESE) được xây dựng thử nghiệm ở Hà Nam Hệ thống thu nước mưa hộ gia đình lắp đặt ở Hà Nam (ĐHXD – ĐHQG Seoul, Hàn Quốc)
Nhà tiêu sinh thái kiểu mới (LIXIL – IESE) được xây dựng thử nghiệm ở Hà Nam Hệ thống thu nước mưa hộ gia đình lắp đặt ở Hà Nam (ĐHXD – ĐHQG Seoul, Hàn Quốc)
Hoạt động truyền thông lồng ghép với xây dựng mô hình cấp nước mưa Bể nước mưa gấp lại được

Hoạt động truyền thông lồng ghép với xây

dựng mô hình cấp nước mưa

Bể nước mưa gấp lại được
Bể BASTAF cho xử lý nước thải làng nghề Bể AFSB-F chế tạo sẵn
Bể BASTAF cho xử lý nước thải làng nghề Bể AFSB-F chế tạo sẵn
Bể AFSB-F chế tạo sẵn BASTAF xử lý nước thải cho cụm 40 hộ dân
Bể AFSB-F chế tạo sẵn BASTAF xử lý nước thải cho cụm 40 hộ dân

BÀI VIẾT CÙNG CHUYÊN MỤC