Bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn Nhà máy Xử lý nước thải Hồ Tây qua bãi lọc ngập nước

Hình 1: Một góc Hồ Tây

Hồ Tây – Giá trị tự nhiên, lịch sử và môi trường

Hồ Tây có diện tích 527,5 ha, dung tích nước xấp xỉ 10 triệu m³, chu vi khoảng 18,9 km, là hồ nước ngọt tự nhiên lớn nhất ở đồng bằng sông Hồng. Hồ được hình thành từ một đoạn sông Hồng cũ, không chỉ mang giá trị tự nhiên mà còn gắn liền với lịch sử, văn hóa lâu đời. Xung quanh hồ là nhiều di tích nổi tiếng như chùa Trấn Quốc, phủ Tây Hồ và làng Nghi Tàm, nơi lưu giữ nhiều truyền thuyết và phong tục dân gian.

Theo Quy hoạch Thủ đô Hà Nội thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quyết định 1569/QĐ-TTg ngày 12/12/2024), định hướng phát triển Hồ Tây không chỉ nhằm bảo tồn giá trị tự nhiên, văn hóa, mà còn phát triển hồ thành trung tâm du lịch - dịch vụ hiện đại, đồng thời giải quyết các vấn đề môi trường. Đây là một phần trong tầm nhìn đưa Hà Nội trở thành đô thị "Văn hiến - Văn minh - Hiện đại" vào năm 2030 và xa hơn đến 2050.

Từ năm 2010, hệ thống giao thông, hạ tầng kỹ thuật xung quanh Hồ Tây đã được đầu tư và đưa vào vận hành. Đến năm 2017, hệ thống thu gom nước thải giai đoạn 1 và 2 hoàn thành, giúp thu gom toàn bộ nước thải về Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây để xử lý, cơ bản chấm dứt tình trạng xả thải trực tiếp xuống hồ. Hiện nay, nguồn nước bổ sung chính cho Hồ Tây chủ yếu đến từ nước mưa và nước ngầm.

Mực nước Hồ Tây được điều tiết theo mùa: Mùa mưa (15/4 - 15/10 hàng năm): Xả nước, duy trì mực nước từ 5,6 - 5,7 m; Mùa khô (15/10 - 15/4 hàng năm): Tích nước, duy trì mực nước tối đa 6,2 m (tại thời điểm báo cáo là 6,0 m).

Tuy nhiên, qua nhiều năm, chất lượng nước Hồ Tây có dấu hiệu suy giảm, một số chỉ số môi trường vượt giới hạn cho phép, đặc biệt trong mùa khô. Bùn đáy tại các khu vực giáp bờ kè (đặc biệt tại các điểm từng có cống xả thải) bị ô nhiễm, chứa kim loại nặng, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và hệ sinh thái hồ. Đây cũng là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng cá chết cục bộ vào mùa khô (tháng 10 - tháng 12) trong những năm gần đây. Do đó, nhu cầu bổ cập nước cho Hồ Tây vào mùa khô nhằm cải thiện chất lượng nước là cần thiết và cấp bách. Đã có nhiều đề xuất về nguồn nước bổ cập cho Hồ Tây, trong đó phương án sử dụng nước từ Nhà máy xử lý nước thải (NMXLNT) Hồ Tây là một phương án bền vững và khả thi.

Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây

Nước sau xử lý từ các nhà máy xử lý nước thải giữ vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, tối ưu hóa tài nguyên nước, giảm áp lực lên hệ thống cấp nước đô thị và thúc đẩy phát triển bền vững theo mô hình kinh tế tuần hoàn, đặc biệt đối với các đô thị lớn như Hà Nội. Đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu và tình hình quản lý nguồn nước thượng lưu phức tạp khó kiểm soát hiện nay, nguồn nước ngày càng khan hiếm. Ngoài khả năng bổ sung nguồn nước cho sông, hồ, nước sau xử lý còn được sử dụng cho nhiều mục đích khác như tưới cây xanh đô thị, rửa đường, làm mát công nghiệp và phòng cháy chữa cháy, góp phần giảm sự phụ thuộc vào nguồn nước ngầm và nước sạch.

Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây đã được đầu tư xây dựng theo Quyết định số 3554/QĐ-UBND ngày 19/07/2010 của UBND thành phố Hà Nội với công suất trung bình 15.000m3/ngày đêm, công suất tối đa mùa khô là 22.800m3/ngày đêm và công suất tối đa mùa mưa là 32.640m3/ngày đêm.

Hiện Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây đang hoạt động hiệu quả, lưu lượng xả thải nước thải sau xử lý trung bình ngày năm 2024 là 14.070m3/ngày.đêm, tổng lưu lượng xả thải sau xử lý của Nhà máy năm 2024 là 5.149.731 m3; chất lượng nước thải sau xử lý của Nhà máy được theo dõi và kiểm soát dựa trên các kết quả báo cáo kết quả quan trắc định kỳ, chỉ tiêu chất lượng nước thải sau xử lý trước khi xả thải thể hiện qua các đợt quan trắc đều đạt đúng quy định tại Giấy phép xả thải của Nhà máy. Nước sau xử lý của Nhà máy được đưa về cửa xả B sau đó theo mương Xuân La xả ra sông Nhuệ.

Nguồn nước sau xử lý từ Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây là một tài nguyên quý giá, có tính bền vững, có thể xem xét sử dụng để bổ cập cho Hồ Tây, giúp duy trì mực nước ổn định, cải thiện chất lượng nước và bảo vệ hệ sinh thái hồ. Các thông số chất lượng nước sau xử lý của nhà máy được quan trắc đạt quy định theo giấy phép xả thải: không vượt quá Quy chuẩn kỹ thuật về nước thải công nghiệp trên địa bàn Thủ đô Hà Nội QCTDHN 02:2014/BTNMT cột A với Kq=Kf=0.9 và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT với K=1, đủ điều kiện xả vào nguồn nước cấp cho sinh hoạt. Với lưu lượng và chất lượng nước như vậy, nước sau xử lý nước thải của nhà máy xử lý cấp vào Hồ Tây sẽ giúp pha loãng, cải thiện chất lượng nước, nâng mực nước, tạo dòng chảy lưu thông nước hồ, góp phần phục hồi chất lượng và hệ sinh thái Hồ Tây.

Tuy nhiên để nâng cao chất lượng nước bổ cập, nhằm cải thiện chất lượng nước Hồ Tây và để phòng sự cố và các rủi ro nhỏ nhất tới hệ sinh thái từ nguồn nước bổ cập, cần thiết có hệ thống xử lý nước sau xử lý từ Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây trước khi cấp vào hồ.

Bãi lọc trồng cây ngập nước – Giải pháp xử lý cải thiện chất lượng nước hiệu quả bền vững

Bãi lọc trồng cây ngập nước (Wetland) hoạt động dựa trên nguyên lý bãi lọc trồng cây ngập nước (Constructed Wetland), trong đó cây thủy sinh, vi sinh vật và lớp vật liệu lọc giúp loại bỏ chất hữu cơ, nitrat, phosphate, kim loại nặng và vi khuẩn khỏi nước thải. Mô hình này có thể kết hợp cả dòng chảy bề mặt (Free Water Surface – FWS) và dòng chảy ngầm (Subsurface Flow – SSF), nơi nước thấm qua các lớp sỏi, cát để xử lý hiệu quả hơn. Các loài cây phổ biến được trồng trong wetland xử lý nước như sậy, lau, lác, cỏ nến, thủy trúc…. Các loại cây dạng nổi như sen, súng, bèo tây cũng cho hiệu quả xử lý cao. Đây là giải pháp bền vững và tiết kiệm chi phí, giúp cải thiện chất lượng nước mà không cần đến hóa chất hay tiêu tốn quá nhiều năng lượng như các hệ thống xử lý nước thải truyền thống.

Hệ thống wetland hoạt động dựa trên quá trình lọc sinh học tự nhiên kết hợp giữa vi khuẩn, thực vật và đất để xử lý nước thải. Quá trình này bao gồm:

- Lắng lọc cơ học: Chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy.

- Xử lý sinh học: Vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ, nitrat hóa - khử nitrat, khử phosphate.

- Hấp thụ và trao đổi ion: Rễ cây và vật liệu nền hấp thụ kim loại nặng, dinh dưỡng dư thừa.

- Bay hơi và quang hợp: Một phần nước bị bay hơi, cây cối hấp thụ CO₂ và giải phóng O₂ giúp thúc đẩy vi sinh vật hoạt động.

Công nghệ này có nhiều ưu điểm như đảm bảo hiệu suất xử lý cao và ổn định, chi phí đầu tư xây dựng phù hợp, chi phí vận hành thấp, giảm và hạn chế mùi khó chịu, độ ổn định cao, tạo cảnh quan, tăng cường đa dạng sinh học, không sử dụng hóa chất, không cần sử dụng năng lượng. Nhưng có nhược điểm là yêu cầu diện tích đất lớn hơn so với sử dụng các công nghệ xử lý nước tập trung.

Wetland được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải, tái sử dụng nước thải. Wetland thường được bố trí là công đoạn cuối trong hệ thống xử lý và tái sử dụng nước thải, với mục tiêu tăng cường hiệu quả xử lý, nâng cao chất lượng nước đầu ra, và là giải pháp đưa nước trở về tự nhiên trước khi tái sử dụng cho các mục đích như cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất, cảnh quan,... đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới, như ở Hà Lan, Áo, Pháp, Mỹ…

Ngoài chức năng xử lý nước, bãi lọc ngập nước còn đóng vai trò điều hòa khí hậu, giảm ngập úng và bảo vệ đa dạng sinh học. Hệ thống này giúp chứa nước mưa, tăng diện tích thấm, giảm tải cho hệ thống thoát nước đô thị, đồng thời tạo môi trường sống cho chim di cư, cá và các loài động vật thủy sinh khác. Bãi lọc trồng cây ngập nước (Wetland) kết hợp công viên cảnh quan là là mô hình tích hợp giữa hệ thống xử lý nước tự nhiên và kiến tạo không gian xanh, mang lại nhiều lợi ích về môi trường, cảnh quan và cộng đồng. Không gian công viên cung cấp cảnh quan xanh mát, tạo điểm nhấn đô thị, góp phần cải thiện chất lượng sống của người dân. Nhiều công viên đất ngập nước hiện nay còn được thiết kế để phát triển du lịch sinh thái, kết hợp các lối đi bộ, khu vực dã ngoại, khu vực quan sát động vật hoang dã, thu hút du khách và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

Ngoài ra, mô hình này còn có tiềm năng giáo dục và nâng cao ý thức cộng đồng về tài nguyên nước. Các khu công viên có thể được tích hợp bảng thông tin sinh thái, trung tâm giáo dục môi trường, giúp trẻ em và cư dân địa phương hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của nước sạch và hệ sinh thái tự nhiên. Đồng thời, việc tái sử dụng nước sau xử lý từ hệ thống Wetland giúp giảm áp lực lên nguồn nước sạch, có thể được dùng để tưới cây xanh, rửa đường, bổ cập sông hồ thay vì xả thải trực tiếp ra môi trường.

Mô hình này đã được áp dụng thành công ở nhiều quốc gia như Singapore (Công viên Bishan-Ang Mo Kio), Hàn Quốc (Công viên đất ngập nước Upo), Mỹ và châu Âu, cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam.

Wetland xử lý nước sau NMXLNT Hồ Tây, kết hợp công viên cảnh quan – Giải pháp hiệu quả, bền vững bổ cập nước Hồ Tây

Với các ưu điểm của wetland trong xử lý nước và tạo cảnh quan như trình bày ở trên, giải pháp sử dụng wetland là giải pháp phù hợp cho xử lý nước sau xử lý của NMXLNT Hồ Tây, khi có thể tận dụng xây dựng ở khu vực hồ sen cạnh nhà máy với tổng diện tích lên tới 5,9ha. Theo tính toán sơ bộ, với chất lượng nước sau xử lý như hiện nay, wetland khi hoạt động ổn định cho phép xử lý lên tới công suất 10,000 – 15,000 m3/ngày, BOD giảm từ 14 mg/l xuống dưới 6 mg/l. Với lượng nước lớn có chất lượng tốt được bổ cập hàng ngày vào Hồ Tây sẽ góp phần cải thiện hiệu quả chất lượng nước và đảm bảo mực nước hồ, cũng như có thể tạo nguồn, tăng dòng chảy có chất lượng nước tốt cho sông Tô Lịch.

Cùng với việc xử lý nâng cao chất lượng nước nhờ wetland trước khi cấp vào Hồ Tây, cần thiết có sự kiểm soát giám sát chặt chẽ quy trình công nghệ xử lý nước thải tại nhà NMXLNT Hồ Tây, đồng thời cần có hệ thống giám sát chất lượng và hệ thống van/ống chuyển hướng xả trong các trường hợp sự cố, chất lượng nước không đảm bảo để cấp vào Hồ Tây.

KS: Hệ thống kiểm soát chất lượng nước

Kết luận

Công viên đất ngập nước kết hợp bãi lọc trồng cây ngập nước không chỉ là giải pháp xử lý nước thải tự nhiên, mà còn góp phần tạo nên đô thị xanh, bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậu. Trong tương lai, cần có chính sách hỗ trợ, quy hoạch hợp lý và đầu tư hạ tầng để nhân rộng mô hình này, giúp Việt Nam hướng tới một hệ thống đô thị thân thiện với môi trường hơn.

Trong trường hợp bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn nước sau xử lý của Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây, bãi lọc ngập nước kết hợp công viên sinh thái này cho phép đảm bảo mục tiêu cải thiện chất lượng nước Hồ Tây, làm việc như một vùng đệm đề phòng sự cố trong trường hợp chất lượng nước sau xử lý của Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây không ổn định và kiến tạo cảnh quan kiến trúc và đa dạng sinh thái cho khu vực Hồ Tây.

Như vậy bổ cập nước cho Hồ Tây từ nước sau xử lý của Nhà máy xử lý nước thải Hồ Tây là giải pháp cấp thiết nhằm cải thiện chất lượng nước và bảo vệ hệ sinh thái hồ. Để đảm bảo chất lượng nước bổ cập, việc xây dựng công viên đất ngập nước kết hợp bãi lọc trồng cây ngập nước là phương án bền vững, tiết kiệm chi phí, thân thiện môi trường.

Tác giả: PGS.TS. Đoàn Thu Hà, TS. Chu Tuấn Long – Trường Đại học Thủy lợi