Xây dựng các tiêu chí đánh giá và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo hoạt động bền vững của nhà máy xử lý nước thải đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Đỗ Thị Minh Hạnh

XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU
KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ ĐẢM BẢO HOẠT ĐỘNG BỀN
VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước và nước thải
Mã số: 9520320-2

LUẬN ÁN TIẾN SỸ

Hà Nội - Năm 2019


!
!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Đỗ Thị Minh Hạnh

XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ
CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ ĐẢM
BẢO HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ
MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước và nước thải

Mã số: 9520320-2

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. Trần Đức Hạ
2. TS. Phạm Tuấn Hùng

Hà Nội - Năm 2019


i!
!

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận án này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi. Các
số liệu và tài liệu được trích dẫn trong luận án là trung thực. Kết quả nghiên cứu này
không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.
Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.
Hà Nội, tháng

năm 2019

Tác giả luận án

Đỗ Thị Minh Hạnh


ii!
!

LỜI CÁM ƠN

Tác giả xin trân trọng cám ơn PGS.TS. Trần Đức Hạ, TS. Phạm Tuấn Hùng và các
cán bộ Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Xây
dựng và các thành viên trong các hội đồng bảo vệ Tiểu luận tổng quan, chuyên đề,
hội thảo khoa học đã đóng góp ý kiến cho nghiên cứu của tôi. Tôi cũng xin được
cảm ơn ban lãnh đạo Công ty Cổ phần thoát nước Bắc Ninh, cảm ơn các đồng
nghiệp, bạn bè, đặc biệt là gia đình đã luôn động viên, tạo điều kiện cho tôi hoàn
thành Luận án Tiến sỹ này.

!
!
!
!
!
!
!


iii!
!

!MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………...i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ ix
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................ xi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................
1.1.

8

Đặc điểm nước thải đô thị và hoạt động của nhà máy xử lý nước thải đô

thị tập trung ............................................................................................................. 8
1.1.1. Thành phần và tính chất của nước thải đô thị ........................................... 8
1.1.2. Tổ chức thoát nước đô thị và quá trình xử lý trong nhà máy xử lý nước
thải đô thị tập trung ............................................................................................ 11
1.2.

Đánh giá hiện trạng hoạt động của các nhà máy xử lý nước thải đô thị ở

Việt Nam ................................................................................................................ 1
5
1.2.1. Hiện trạng hoạt động các nhà máy xử lý nước thải đô thị ở Việt Nam .. 15
1.2.2. Đánh giá hiệu quả hoạt động các nhà máy xử lý nước thải đô thị hiện có
…………………………………………………………………………17
1.3.

Các nguyên nhân chính của việc các nhà máy xử lý nước thải đô thị hoạt

động không bền vững. ........................................................................................... 2
4
1.3.1. Nguyên nhân về thể chế ......................................................................... 24
1.3.2. Quản lý tài sản và nguồn nhân lực ......................................................... 27
1.3.3. Kinh phí vận hành và bảo trì .................................................................. 31
1.3.4. Các vấn đề công nghệ và kỹ thuật .......................................................... 32
1.4.

Thực trạng về đảm bảo hoạt động bền vững của các nhà máy xử lý nước

thải đô thị trên thế giới .......................................................................................... 3
5
1.4.1. Thực trạng quản lý nước thải và hoạt động của các nhà máy xử lý nước
thải đô thị một số nước trên thế giới .................................................................. 35
1.4.2. Tổng quan về cơ chế chính sách và quản lý tài chính đảm bảo các nhà


máy xử lý nước thải hoạt động bền vững trên thế giới ...................................... 37


iv!
!

1.4.3. Thực trạng về đánh giá hoạt động bền vững của nhà máy xử lý nước thải
trên thế giới ........................................................................................................ 43
1.4.3.1. Đánh giá hoạt động bền vững của NMXLNT của Hy Lạp ............. 43
1.4.3.2. Đánh giá bền vững XLNT tại Thụy Điển ....................................... 44
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............. 48
2.1.

Cơ sở khoa học để xây dựng các tiêu chí đánh giá và chỉ tiêu đảm bảo tính

bền vững của NMXLNT đô thị ............................................................................... 4
8
2.1.1. Khái niệm chung .................................................................................... 48
2.1.2. Hoạt động bền vững của nhà máy xử lý nước thải đô thị tập trung ....... 49
2.1.2.1. Tính bền vững của NMXLNT đô thị .............................................. 49
2.1.2.2. Tính bền vững của NMXLNT đô thị tập trung trong bối cảnh Biến
đổi khí hậu ..................................................................................................... 53
2.1.3. Các tiêu chí đánh giá tính bền vững nhà máy XLNT đô thị ................... 54

2.1.4. Các chỉ tiêu KT-KT đảm bảo tính bền vững nhà máy XLNT đô thị ...... 63
2.2. Các phương pháp nghiên cứu để xây dựng tiêu chí và chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật ……………………………………………………………………………………..65
2.2.1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết ........................................ 65
2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa ............................................................... 65
2.2.3. Phương pháp xác định trọng số các tiêu chí ........................................... 66
2.2.4. Phương pháp tham vấn chuyên gia ......................................................... 67
2.2.5. Phương pháp phân tích thứ bậc AHP ..................................................... 69
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ
KỸ THUẬT ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG BỀN VỮNG CỦA NHÀ MÁY XỬ
LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ........................................................................................ 78
3.1.

Xây dựng các tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững của nhà máy xử lý

nước thải ............................................................................................................... 7
8
3.1.1. Kết quả điều tra thu thập ý kiến chuyên gia về mức độ ưu tiên ............. 78
3.1.2. Thiết lập các ma trận so sánh cặp và tính toán trọng số cho từng mức .. 79
3.1.3. Tính toán trọng số tổng hợp ................................................................... 82


v!
!

3.2.

Xây dựng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đảm bảo sự hoạt động bền vững của

nhà máy xử lý nước thải đô thị................................................................................................. 86

3.2.1. Nhóm chỉ tiêu Công nghệ.......................................................................................... 86
3.2.1.1. Chỉ tiêu Công suất và chế độ thải nước...................................................... 86
3.2.1.2. Chỉ tiêu Hiệu quả xử lý nước thải................................................................. 87
3.2.2. Nhóm chỉ tiêu Vận hành và bảo trì........................................................................ 91
3.2.2.1. Chỉ tiêu Sự phù hợp với điều kiện của địa phương:.............................. 91
3.2.2.2. Chỉ tiêu Khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu................................. 92
3.2.2.3. Chỉ tiêu An toàn thân thiện với môi trường xung quanh.....................92
3.2.3. Nhóm chỉ tiêu Thể chế và quản lý:........................................................................ 93
3.2.3.1. Chỉ tiêu Cơ chế quản lý về hoạt động của đơn vị vận hành
NMXLNT................................................................................................................................ 93
3.2.3.2. Chỉ tiêu Tổ chức quản lý vận hành.............................................................. 93
3.2.3.3. Chỉ tiêu Quản lý tài sản.................................................................................... 97
3.2.4. Nhóm chỉ tiêu Tài chính............................................................................................ 99
3.2.4.1. Chỉ tiêu Giá dịch vụ thoát nước..................................................................... 99
3.2.4.2. Chỉ tiêu Nguồn thu của NMXLNT............................................................ 103
3.2.4.3. Chỉ tiêu Tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì:..................................... 104
3.3.

Áp dụng các tiêu chí và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo tính bền vững

trong hoạt động của nhà máy xử lý nước thải thành phố Bắc Ninh........................ 107
3.3.1. Mô tả hệ thống thoát nước và nhà máy xử lý nước thải thành phố Bắc
Ninh ………………………………………………………………………..107
3.3.1.1 . Hệ thống thoát nước thành phố Bắc Ninh........................................... 107
3.3.1.2 . Hiện trạng hoạt động của NMXLNT Bắc Ninh................................ 110
3.3.2. Đánh giá tính bền vững trong hoạt động của nhà máy xử lý nước thải
Bắc Ninh.................................................................................................................................... 112
3.3.2.1. Nhóm tiêu chí Công suất và hiệu quả XLNT........................................ 112
3.3.2.2. Nhóm tiêu chí Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa
phương …………………………………………………………………...113

vi!
!

3.3.2.3. Nhóm tiêu chí Chi phí vận hành và bảo trì ................................... 114
3.3.2.4. Nhóm tiêu chí Điều kiện hoạt động của các công trình và thiết bị ổn
định

…………………………………………………………………...114

3.3.2.5. Nhóm tiêu chí An toàn thân thiện với môi trường ........................

114

3.3.2.6. Nhóm tiêu chí Sự thích ứng với các tác động bất lợi của BĐKH và
thay đổi yếu tố đầu vào ................................................................................ 115
3.3.2.7. Đánh giá về tính bền vững của NMXLNT Bắc Ninh. .................. 115
3.3.3. Áp dụng các chỉ tiêu KT-KT để đảm bảo sự bền vững trong hoạt động
của nhà máy xử lý nước thải Bắc Ninh ........................................................... 118
3.3.3.1. Về công nghệ XLNT ........................................................................ 118
3.3.3.2. Tình trạng vận hành và bảo dưỡng của NMXLNT ........................... 122
3.3.3.3. Thể chế và quản lý của NMXLNT ................................................... 122
3.3.3.4. Nguồn tài chính cho hoạt động của NMXLNT ................................ 125
KẾT LUẬN… ......................................................................................................... 132
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NCKH CỦA TÁC GIẢ ................................. 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................

28

PHỤ LỤC ............................................................................................................ PL28


vii!
!

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADB

Ngân hàng phát triển Châu Á

ASBR

Bể phản ứng theo mẻ cải tiến

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BHT

Bùn hoạt tính

BOD

Nhu cầu ôxy sinh hóa

BTNMT

Bộ Tài Nguyên và Môi trường

BVMT

Bảo vệ môi trường

BT

Hợp đồng xây dựng - chuyển giao

COD

Nhu cầu oxy hóa học

C-TECH

Cyclic Activated Sludge Technology: là quá trình xử

hoạt tính tuần hoàn theo mẻ liên tục.
CTN

Cấp thoát nước

EF

Environmental Fund (Quỹ môi trường)

EU

European Union (Liên minh châu Âu)

GIZ

Hợp tác Phát triển cộng hòa liên bang Đức

HTTN

Hệ thống thoát nước

JICA

Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản

KT-KT

Kinh tế kỹ thuật

NBD

Nước biển dâng

NMXLNT

Nhà máy xử lý nước thải

O&M

Vận hành và bảo dưỡng

PPP

Đầu tư theo hình thức đối tác công tư

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SBR

Bể phản ứng theo mẻ

SCADA

Hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

ThP

Thành phố

lý sinh học bùn

viii!

!

TN

Tổng nồng độ các chất nitơ quy về nồng độ Nitơ

TP

Tổng nồng độ Phốtphát quy về nồng độ Phốtpho

TSCĐ

Tài sản cố định

TSS

Tổng hàm lượng cặn lơ lửng

XLNT

Xử lý nước thải

UBND

Ủy ban nhân dân

VSV

Vi sinh vật

WB

Ngân hàng thế giới


ix!
!

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tải lượng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ở đô thị một số nước ....... 10!
Bảng 1.2. Mức độ xử lý nước thải [73] .................................................................... 13!
Bảng 1.3.Lượng khí tạo thành trong quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ của
bùn cặn ...................................................................................................................... 22!
Bảng 1.4.Các chỉ tiêu kim loại nặng, độ ẩm, N,P,K, chất hữu cơ tổng số của phân
hữu cơ vi sinh NMXLNT Đà Lạt [9]. ....................................................................... 23!
Bảng 1.5. Tỷ lệ dân số đấu nối thoát nước và các đấu nối thoát nước được xử lý của
các nhóm quốc gia theo thu nhập trên thế giới [50] .................................................. 36!
Bảng 2.1. Tác động của BĐKH đối với lĩnh vực thoát nước và XLNT đô thị ......... 53!
Bảng 2.2: Danh mục các tiêu chí đánh giá tính bền vững của NMXLNT đô thị .. 55!
Bảng 2.3. Danh mục các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo cho nhà máy XLNT
đô thị hoạt động bền vững ........................................................................................ 63!
Bảng 2.4. Thang điểm so sánh các chỉ tiêu ............................................................... 73!
Bảng 2.5. Chỉ số ngẫu nhiên RI ............................................................................... 73!
Bảng 3.1. Ma trận A so sánh mức độ quan trọng giữa các nhóm tiêu chí ................ 79!
Bảng 3.2. Ma trận trọng số giữa các nhóm tiêu chí .................................................. 80!
Bảng 3.3. Bộ ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các cặp tiêu chí .................. 81!
Bảng 3.4. Trọng số của các tiêu chí (xác định bằng phần mềm Expertchoice 11) ... 82!
Bảng 3.5. Thống kê trọng số tương ứng với các nhóm tiêu chí ................................ 85!

Bảng 3.6. Hệ số không điều hòa theo TCVN 7957:2008 ......................................... 87!
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc của nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đối đặc điểm
với HTTN đô thị từng khu vực [12]......................................................................... 87!
Bảng 3.8. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đô thị theo phương thức thu gom
[57, 73] .............................................................................................................. 88!

Bảng 3.9. Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải trong điều
kiện nhân tạo [12] ..................................................................................................... 89!
Bảng 3.10. Bảng thống kê số trạm và số bơm nước thải của NMXLNT [33] ........ 109!


x!
!

Bảng 3.11. Đánh giá hoạt động bền vững NMXLNT Bắc Ninh theo các tiêu chí đề
xuất .......................................................................................................................... 116!
Bảng 3.12. Áp dụng các chỉ tiêu KT-KT để đảm bảo hoạt động bền vững cho
NMXLNT Bắc Ninh ............................................................................................... 126!
!


xi!
!

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 0.1. Tóm tắt nội dung và phương pháp nghiên cứu triển khai trong luận án....7
Hình 1.1. Các bước xử lý nước thải đô thị............................................................................... 13
Hình 1.2. Hệ thống cống chung với cống bao và giếng tách [9]...................................... 16
Hình 1.3. Nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào các NMXLNT đô thị [29]..........18
Hình 1.4. Thành phần N, P và K trong các loại bùn thải và phân chuồng [12]..........23

Hình 1.5. Phân tích những nguyên nhân dẫn đến sự hoạt động không đạt yêu cầu
của NMXLNT [14]............................................................................................................................ 34
Hình 2.1.Các yêu cầu đảm bảo sự bền vững của NMXLNT [9]...................................... 51
Hình 2.2. Các yếu tố đảm bảo cho NMXLNT đô thị hoạt động bền vững [9]...........52
Hình 2.3.Quan hệ giữa chi phí vận hành bảo dưỡng theo mức độ (bậc) xử lý với quy
mô NMXLNT đô thị......................................................................................................................... 58
Hình 2.4. Mối liên hệ giữa các nhóm tiêu chí và các nhóm chỉ tiêu KT-KT...............64
Hình 2.5. Qui trình xác định trọng số bằng phương pháp AHP........................................ 71
Hình 2.6. Cây phân cấp AHP......................................................................................................... 72
Hình 2.7. Điều kiện hoạt động bền vững của NMXLNT tập trung của đô thị...........76
Hình 3.1. Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty TNHH 1 thành viên thoát nước theo
mô hình Chủ tịch công ty, Giám đốc hoặc Tổng giám đốc và Kiểm soát viên...........94
Hình 3.2. Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty TNHH 1 thành viên thoát nước theo
mô hình Hội đồng thành viên, Giám đốc hoặc Tổng giám đốc và Kiểm soát viên .. 95

Hình 3.3. Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty cổ phần XLNT........................................ 96
Hình 3.4. Ví dụ về tổ chức bộ máy quản lý vận hành của NMXLNT........................... 97
Hình 3.5. Nguyên tắc chung tính giá nước [74, 10]........................................................... 102
Hình 3.6. Tỷ lệ phần trăm các nhu cầu sử dụng điện khác nhau tại NMXLNT sử
dụng bùn hoạt tính [66]................................................................................................................. 106
Hình 3.7. Mạng lưới thoát nước sinh hoạt, nước mưa của ThP Bắc Ninh .................108
Hình 3.8. Sơ đồ dây chuyền công nghệ tại NMXLNT Bắc Ninh [18]........................ 110
Hình 3.9. Hiệu quả xử lý TSS của NMXLNT Bắc Ninh (Số liệu 2018).................... 119
Hình 3.10. Hiệu quả xử lý BOD5 của NMXLNT Bắc Ninh (số liệu 2018)..............120


xii!
!

Hình 3.11. Hiệu quả xử lý TN của NMXLNT Bắc Ninh (số liệu 2018) ................ 121

Hình 3.12. Hiệu quả xử lý TP của NMXLNT Bắc Ninh (số liệu 2018) ................. 121
Hình 3.13. Sơ đồ tổ chức quản lý của Công ty cổ phần thoát nước Bắc Ninh [18] 123

Hình 3.14. Sơ đồ đơn vị vận hành nước NMXLNT ThP Bắc Ninh ....................... 124


1!
!

MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Việt Nam có dân số đô thị lớn thứ sáu trong khu vực Đông Á [25]. Tốc độ đô thị hóa tại
Việt Nam đang diễn ra một cách nhanh chóng, với dự báo mỗi năm thêm một triệu cư
dân đô thị mới. Tính đến hết ngày 4/12/2018, cả nước có 819 đô thị, bao gồm: 2 đô thị
loại đặc biệt là Hà Nội và Thành phố (ThP) Hồ Chí Minh, 19 đô thị loại I, 26 đô thị loại
II, 46 đô thị loại III, 83 đô thị loại IV, 645 đô thị loại V. Ước tính đến năm 2020, dân số
đô thị khoảng 44 triệu người, chiếm 45% dân số đô thị cả nước, năm 2025, tổng số đô
thị cả nước khoảng 1000 đô thị, trong đó, đô thị từ loại

I đến đặc biệt là 17 đô thị, đô thị loại II là 20 đô thị; đô thị loại III là 81 đô thị; đô
thị loại IV là 122 đô thị còn lại là các đô thị loại V[30].
Trong khi đó hệ thống thoát nước (HTTN) và vệ sinh đô thị ở nước ta với cơ sở vật
chất kỹ thuật không đảm bảo về số lượng và chất lượng nên phạm vi phục vụ rất
hạn chế. Hệ thống cống thoát nước mới chỉ đáp ứng 50-60% dân số đô thị ở các
thành phố lớn và 30-40% ở các thành phố vừa và nhỏ. Số lượng các nhà máy xử lý
nước thải (NMXLNT) đã xây dựng rất ít và hoạt động không hiệu quả nên lượng
nước thải đô thị xử lý đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường không đáng kể. Theo Hội
Cấp thoát nước Việt Nam (2019), 37/63 địa phương có NMXLNT và 5 địa phương
đang xây dựng nhà máy xử lý nước thải (NMXLNT) sinh hoạt tập trung [16]. Tuy
nhiên, phần lớn, các NMXLNT đang hoạt động dưới 50% công suất thiết kế và xây

dựng. Thậm chí có NMXLNT đã xây xong nhưng đến nay vẫn không có nước thải
để xử lý. Một trong những nguyên nhân của sự bất cập này là các dự án thoát nước
và xử lý nước thải (XLNT) tập trung có chung các khó khăn trong lựa chọn công
nghệ và đấu nối nước thải [11].
Hiện nay, ở các đô thị Việt Nam, doanh thu từ các hoạt động nước thải được tạo ra
bằng cách áp dụng một khoản phần trăm thu phí đối trên tất cả khách hàng tiêu thụ
nước dựa vào Nghị Định 154/2016/NĐ-CP hoặc giá dịch vụ thoát nước theo Nghị
Định 80/2014/NĐ-CP. Theo Nghị định 154/2016/NĐ-CP về phí bảo vệ môi trường
quy định phí bảo vệ môi trường đối với nước thải sinh hoạt là 10% giá nước sạch là


2!
!

không đáp ứng được nhu cầu quản lý và vận hành HTTN. Cũng đã có một số đô thị
hiện đã áp dụng giá dịch vụ thoát nước theo Nghị Định 80/2014/NĐ-CP để huy
động sự đóng góp của người sử dụng dịch vụ, giảm áp lực cho ngân sách Nhà nước.
Mức giá dịch vụ thoát nước các đô thị đang áp dụng cho hộ gia đình cao hơn mức
phí môi trường, và dao động từ khoảng 1.000 đồng – 2.600 đồng [34]. Giá dịch vụ
thoát nước dù có cao nhưng hiện vẫn thấp hơn mức giá thành XLNT khá nhiều.
Chi phí thực tế của hoạt động cần được trợ cấp từ ngân sách địa phương do phí thu
gom nước thải không thể đáp ứng chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M). Thực tế
hiện nay kinh phí cho công tác quản lý vận hành HTTN chủ yếu phụ thuộc vào kinh
phí hàng năm do UBND tỉnh/ thành phố cấp qua sở Tài chính và phân bổ về sở Xây
dựng. Doanh thu của công ty cấp nước nằm trong hóa đơn của khách hàng tiêu thụ
nước, với doanh thu thường được tổ chức bởi cấp ThP hoặc cấp tỉnh để phân phối
lại tới các doanh nghiệp nước thải dựa vào ngân sách phê duyệt hàng năm.
Ở các đô thị Việt Nam chỉ mới có 46 nhà máy XLNT (tính đến cuối năm 2019) nhưng
nhiều nhà máy hoạt động không ổn định và không hiệu quả (mặc dù phần lớn mới được
xây dựng gần 10 năm trở lại đây) do nhiều nguyên nhân khác nhau. Các nghiên cứu và

đánh giá về tình trạng này còn rất hạn chế và chưa đầy đủ. Vì vậy cần thiết phải xây
dựng các tiêu chí đánh giá sự hoạt động bền vững của các nhà máy

đó. Căn cứ vào các tiêu chí đánh giá và để giúp cho việc đưa ra giải pháp đảm bảo
cho các nhà máy XLNT hoạt động bền vững thì cần thiết phải xây dựng các chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật (KT-KT).
NMXLNT ThP Bắc Ninh được xây dựng theo nguồn vốn vay KFW (CHLB Đức) và
đưa vào vận hành vào năm 2013. Sau 5 năm hoạt động, nhà máy đã góp phần lớn
trong việc XLNT và cải thiện môi trường nước ThP Bắc Ninh. Để đảm bảo độ tin
cậy và khả năng ứng dụng, các số liệu thu thập về quản lý và vận hành NMXLNT
ThP Bắc Ninh được đánh giá theo các tiêu chí và chỉ tiêu KT-KT đề xuất.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
-!

thị.

Xây dựng các tiêu chí để đánh giá sự hoạt động bền vững của NMXLNT đô


3!
!

-! Xây

dựng các chỉ tiêu KT-KT để đảm bảo sự hoạt động bền vững cho NMXLNT

đô thị.
-! Áp

dụng các tiêu chí để đánh giá và chỉ tiêu KT –KT để đảm bảo sự bền vững trong

hoạt động đối với NMXLNT ThP Bắc Ninh.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
-!

Đối tượng nghiên cứu: Quản lý, vận hành và bảo dưỡng NMXLNT đô thị

-!

Phạm vi nghiên cứu: Các NMXLNT đô thị ở Việt Nam
4. Cơ sở khoa học của luận án:

Thông qua nghiên cứu lý thuyết về tính bền vững của NMXLNT; thu thập, phân
tích số liệu, tham vấn chuyên gia về hoạt động của NMXLNT đô thị từ đó đề xuất
các tiêu chí đánh giá sự hoạt động bền vững của NMXLNT đô thị. Trên cơ sở các
tiêu chí và tầm quan trọng của từng tiêu chí đó, xây dựng các chỉ tiêu KT-KT để
đảm bảo cho sự hoạt động bền vững của các NMXLNT đô thị. Chỉ tiêu KT-KT giúp
cho các nhà vận hành xây dựng các giải pháp để đảm bảo cho NMXLNT hoạt động
bền vững là ý nghĩa thực tiễn của luận án.
5. Nội dung nghiên cứu của luận án
a)! Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
-! Đặc điểm

về số lượng, thành phần và tính chất nước thải đô thị -! Sự

hoạt động bền vững của NMXLNT đô thị;
-!

Đánh giá hiện trạng hoạt động của NM XLNT đô thị ở Việt Nam;

b)!

Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu phù hợp nhằm đảm bảo hoạt động bền

vững của NM XLNT đô thị:
-!
-!

Lựa chọn các tiêu chí đánh giá tính bền vững của NMXLNT đô thị;
Xác định trọng số của các tiêu chí theo phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic

Hierarchy Process-AHP) và tham vấn chuyên gia với việc sử dụng phần mềm Expert
choice 11;
-! Xây

dựng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo sự hoạt động bền vững trong của

các NMXLNT đô thị;


4!
!

-!

Hoạt động của NMXLNT ThP Bắc Ninh (Công nghệ XLNT; suất vốn đầu tư, tổ

chức quản lý vận hành; chi phí O&M; tiết kiệm chi phí: năng lượng, hóa chất, vận
hành,...; cơ chế thu hồi tài chính; ...).

6. Phương pháp nghiên cứu của luận án
Trên cơ sở mục tiêu đề ra, luận án đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
-!

Điều tra, thu thập các số liệu, tài liệu về các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khi lập dự án

đầu tư và tình hình quản lý vận hành các NMXLNT đô thị hiện nay tại Việt Nam;
-!
-!

Phân tích và đánh giá các tiêu chí kinh tế kỹ thuật của NMXLNT đô thị;
Xây dựng bộ câu hỏi và tham vấn ý kiến các chuyên gia, các cán bộ kỹ thuật trong

lĩnh vực chuyên môn XLNT đô thị;
-!

Áp dụng phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process-AHP) kết

hợp với tham vấn chuyên gia để phân tích các tiêu chí đánh giá và xây dựng các chỉ
tiêu KT-KT đảm bảo sự hoạt động bền vững của NMXLNT đô thị.

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đề ra, nội dung và phương pháp mà nghiên cứu
sinh thực hiện được tóm tắt trên Hình 0.1.


5"
"

(1) Công suất và hiệu quả xử lý nước thải

(2) Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều
kiện địa phương
(3) Chi phí vận hành và bảo trì
(4) Điều kiện hoạt động của công trình và thiết
bị
(5) An toàn và thân thiện môi trường
(6) Sự thích ứng với các tác động bất lợi của
biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào
Nhóm chỉ tiêu Công
nghệ:
-!Công suất và chế độ
nước thải
-!Hiệu quả XLNT

Nhóm chỉ tiêu Thể chế
và quản lý:
-!Cơ chế quản lý về hoạt
động của đơn vị vận hành
NMXLNT
-!Tổ chức quản lý

Nhóm chỉ tiêu Vận

-!Quản lý tài sản

hành và bảo trì:
-!Phù hợp với địa
phương
-!Khả năng thích ứng
BĐKH

-!An toàn thân thiện với
môi trường

Nhóm chỉ tiêu Tài chính:
-!Giá dịch vụ thoát nước
-!Nguồn
thu
của
NMXLNT
-!Khả năng tiết kiệm chi
phí vận hành và bảo trì

Nghiên cứu tổng quan về
nước thải đô thị và sự
hoạt động bền vững của
các NMXLNT đô thị

Thu thập thông tin, tổng
quan tài liệu và phân tích,
đánh giá

Lựa chọn các nhóm tiêu
chí phù hợp để đánh giá
tính bền vững của các
NMXLNT đô thị

Phân tích và đánh giá định
tính kết hợp tham vấn
chuyên gia

Xác định các trọng số và
thứ tự ưu tiên các nhóm
tiêu chí đánh giá tính bền
vững của NMXLNT đô thị

Phân tích theo phương pháp
AHP kết hợp tham vấn
chuyên gia (hỗ trợ bằng
phần mềm Expert choice
11)

Xây dựng các nhóm chỉ
tiêu KTKT để đảm bảo sự
hoạt động bền vững của
các NMXLNT đô thị

Phân tích theo phương pháp
AHP (hỗ trợ bằng phần
mềm Expert choice 11)

Thảo luận kết quả nghiên
cứu và kiến nghị đề xuất
các giải pháp tăng cường
sự hoạt động bền vững các
NMXLNT đô thị

Đánh giá và hiệu chỉnh kết
quả nghiên cứu bằng số liệu
thu thập tại NMXLNT ThP
Bắc Ninh

Hình 0.1. Tóm tắt nội dung và phương pháp nghiên cứu triển khai trong luận án


6"
"

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
+ Ý nghĩa khoa học của luận án
-! Trên

cơ sở phương pháp AHP kết hợp tham vấn chuyên gia xây dựng được các tiêu

chí đánh giá tính bền vững của các NMXLNT đô thị ở Việt Nam;
-!

Xác định được các trọng số và thứ tự ưu tiên của các tiêu chí đánh giá tính bền

vững của các NMXLNT đô thị ở Việt Nam;
-!

Xây dựng được các chỉ tiêu KT-KT đảm bảo hoạt động bền vững của các

NMXLNT đô thị ở Việt Nam.

+ Ý nghĩa thực tiễn của luận án
-! Tiêu

chí là công cụ giúp cho các nhà quản lý, các chuyên gia tư vấn, các cán bộ vận

hành đánh giá được hoạt động của các NMXLNT từ khâu lập dự án, thiết kế đến khâu
vận hành;
-! Chỉ

tiêu KT-KT giúp cho các nhà vận hành xây dựng các giải pháp để đảm bảo cho

NMXLNT hoạt động bền vững;
-!

Đánh giá được tình trạng hoạt động của NMXLNT Bắc Ninh trên cơ sở áp dụng

các tiêu chí và chỉ tiêu KT-KT được đề xuất từ kết quả nghiên cứu của Luận án.

8. Những đóng góp mới của luận án
-!

Xây dựng các tiêu chí đánh giá sự hoạt động bền vững của các NMXLNT đô thị ở

Việt Nam;
-!

Xây dựng các chỉ tiêu KTKT cho sự đảm bảo hoạt động bền vững của các

NMXLNT đô thị ở Việt Nam;
-!

Ứng dụng phương pháp AHP kết hợp với tham vấn chuyên gia để đề xuất và xác

định trọng số của các tiêu chí đánh giá tính bền vững trong hoạt động của các nhà máy
XLNT.

-!

Trên cơ sở các chỉ tiêu KT – KT được xây dựng đề xuất các giải pháp đảm bảo sự

hoạt động bền vững của NMXLNT thành phố Bắc Ninh.


7"
"

9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, phụ lục, danh mục các công trình đã
công bố, luận án gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Xây dựng các tiêu chí đánh giá và chỉ tiêu KTKT để đảm bảo sự
hoạt động bền vững của các NMXLNT đô thị ở Việt Nam.


8"
"

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.! Đặc điểm nước thải đô thị và hoạt động của nhà máy xử lý nước thải đô
thị tập trung
1.1.1.! Thành phần và tính chất của nước thải đô
thị a) Thành phần nước thải
Nước thải đô thị là nước thải được hình thành trên khu vực đô thị, bao gồm 3 loại
như sau [19].
- Nước thải sinh hoạt: là nước đã được sử dụng trong quá trình sinh hoạt của con

người cho các mục đích ăn uống, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa... của các khu dân cư,
công trình công cộng, cơ sở dịch vụ.... Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công
cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn…cũng tạo ra các loại nước thải có thành
phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt bao gồm
hai loại nước đen (thường gọi là nước vệ sinh) và nước xám.
Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước. Theo TCVN 7957:2008,
thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp
nước. Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều
kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của
nhân dân. Nước thải từ các khu dân cư có thành phần chủ yếu là chất hữu cơ dễ
phân hủy sinh học, các chất dinh dưỡng N, P,... nên được dẫn về NMXLNT tập
trung; nước thải tại các cơ sở y tế có thành phần gần giống như nước thải tại các
khu dân cư nhưng chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh nên trước khi đưa về trạm xử lý
tập trung thì cần khử trùng; còn nước thải tại các cơ sở sản xuất công nghiệp có
thành phần tính chất phức tạp, có thể chứa nhiều chất độc hại nên trước khi đưa về
NMXLNT tập trung thì cần loại bỏ các chất độc hại. Thành phần ô nhiễm trong
nước thải sinh hoạt là chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng với hàm lượng lớn (từ 50
đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh. Trong nước thải
đô thị còn có vi khuẩn gây bệnh phát triển, tổng số coliform từ 10 6 đến 109
MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100mL [12].


9"
"

- Nước thải sản xuất: Trong đô thị có thể có các cơ sở sản xuất và dịch vụ tạo nên
nước thải sản xuất. Tại đây nước được sử dụng như nguyên liệu, phương tiện sản
xuất như: để giải nhiệt, làm nguội thiết bị, làm sạch bụi và khí độc hại,... Ngoài ra
nó còn được sử dụng để vệ sinh công nghiệp, tưới cây rửa đường trong khuôn viên
nhà máy. Nhu cầu về cấp nước và lượng nước thải sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu

tố: loại hình, công nghệ sản xuất, loại và thành phần nguyên vật liệu, sản phẩm,
công suất nhà máy, đặc điểm cấp nước,... Nước thải sản xuất trong các nhà máy xí
nghiệp được chia thành hai nhóm: nhóm nước thải sản xuất không bẩn (quy ước
sạch) và nước bẩn. Nước thải sản xuất không bẩn chủ yếu tạo ra khi làm nguội thiết
bị, giải nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước... Nước thải sản xuất bẩn
có thể chứa các loại tạp chất khác nhau và nồng độ khác nhau. Có loại chứa chất
bẩn chủ yếu là chất vô cơ, có loại chứa chất bẩn chủ yếu là hữu cơ. Đa số nước thải
sản xuất đều chứa hỗn hợp chất bẩn. Thành phần và tính chất nước thải sản xuất rất
đa dạng và phức tạp.
- Nước chảy tràn: mưa từ các khu dân cư, đô thị và khu công nghiệp cuốn trôi các
chất bẩn trên bề mặt và khi chảy vào sông, hồ sẽ gây nhiễm bẩn thuỷ vực. Hàm
lượng các chất bẩn trong nước mưa phụ thuộc vào một loạt các yếu tố: tình trạng vệ
sinh và đặc điểm mặt phủ, độ dốc địa hình, mức độ ô nhiễm môi trường không khí
khu vực, cường độ mưa, thời gian mưa, khoảng thời gian không mưa.... Phụ thuộc
vào mức độ nhiễm bẩn đồng thời để dễ tách nước mưa khu cần thiết xử lý, người ta
chia nước mưa thành hai loại: nước mưa đợt đầu tính từ khi mưa bắt đầu hình thành
dòng chảy trên bề mặt cho đến 15 hoặc 20 phút sau đó và nước mưa đợt sau đó
[13]. Hàm lượng chất bẩn trong nước mưa đợt đầu ở các khu vực khác nhau sẽ khác
nhau. Nước mưa từ các khu vực bến bãi, kho tàng,... thường chứa nhiều váng dầu,
các chất rắn vô cơ. Nước mưa chảy tràn từ công viên, sân vận động,... có thể rửa
trôi và cuốn theo rác, hoá chất bảo vệ thực vật và phân bón.
b) Tính chất của nước thải đô thị
Nước thải đô thị là nước thải phát sinh từ các đô thị, có sự pha trộn giữa nước thải
sinh hoạt, nước thải sản xuất từ các hoạt động công nghiệp, dịch vụ trong đô thị và


10"
"

nước mưa chảy tràn. Trong nước thải đô thị Việt Nam, lượng nước thải sinh hoạt

chiếm từ 67 đến 85% [2]. Lượng nước thải sinh hoạt ở các nước đang phát triển ước
tính bằng 80% lượng nước cung cấp tại các vùng có mức độ phát triển bình thường
và bằng 90% tại các vùng phát triển mạnh [9].
Nhìn chung, tại các ThP lớn, mức độ sử dụng nước nằm trong khoảng 100 – 200
lít/ngày/người. Tại các vùng ven đô và nông thôn, mức độ sử dụng nước thường
thấp hơn so với thành phố, từ 50 đến 100 lít/người/ngày [12]. Hàm lượng đơn vị
chất thải trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào lượng nước tiêu thụ và chất lượng
cuộc sống tại các khu vực nghiên cứu.
Bảng 1.1. Tải lượng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ở đô thị một số nước
(Đơn vị: g/ người/ngày)
Quốc gia

BOD

SS

TN

TP

1970[64]

36

41

7

1.1

2000 [63]

58

45

11

1.3

[62]

35

67

-

-

Indonesia Jakarta [62]

39

-

11.7

2.0

Thái Lan

Chaopia [62]

53

25

-

-

Puket [62]

42

-

-

-

Hà Nội [9]

40

-

-

-

ThP Hồ Chí Minh
[31]

55

55

-

-

8 (NH4-

3,3 (P2O5)

N)

1,44(P)

Nhật Bản
Ấn Độ

Việt Nam

Khu vực, thời
điểm và nguồn

TCVN 7957:2008

và [39]

65 (Tổng)
60-65
30-35(đang 21-30 (đang
thay đổi)

thay đổi)

Ở Việt Nam, nước thải đô thị nói chung được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại và sau đó
sẽ được thu gom vào mạng lưới cống thoát nước chung để dẫn đến đến trạm xử lý
nên hàm lượng cặn từ trung bình đến thấp. Mặc khác tỷ lệ đấu nối từ bể tự hoại vào