Hà Nội, Thứ Sáu Ngày 21/06/2019

Tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững các nhà máy xử lý nước thải

Mtđt, 17:25 24/12/2018

Nhà máy xử lý nước thải đô thị là một tập hợp các công trình và thiết bị tạo nên hệ thống kỹ thuật chức năng, tiếp nhận dòng vật chất (nước thải, nước cấp, hóa chất,…) và dòng năng lượng bên ngoài.

Tóm tắt: Nhà máy xử lý nước thải đô thị hoạt động bền vững khi được đánh giá theo bộ 6 tiêu chí:TC1- Công suất và hiệu quả xử lý nước thải, TC2-Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương, TC3-Chi phí vận hành và bảo trì, TC4-Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị, TC5-Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào, và TC6-An toàn và thân thiện môi trường.

Bằng phương pháp kết hợp giữa phân tích phân bậc AHP và tham vấn chuyên gia, sắp xếp được thứ tự ưu tiên của các tiêu chí này là: TC1>TC2>TC3>TC4>TC6>TC5. Trọng số của các tiêu chí theo theo giá trị Max lần lượt là: TC1(0,293); TC2(0,154); TC3(0,211); TC4(0,135); TC5(0,099) và TC6(0,108); và theo giá trị Min lần lượt là: TC1(0,337); TC2(0,152);TC3(0,209); TC4(0,125); TC5(0,077) và TC6(0,100).

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Nhà máy xử lý nước thải (NMXLNT) đô thị là một tập hợp các công trình và thiết bị tạo nên hệ thống kỹ thuật chức năng, tiếp nhận dòng vật chất (nước thải, nước cấp, hóa chất,…) và dòng năng lượng (điện năng, nhiên liệu,…) bên ngoài, hoạt động có kiểm soát nhờ các thông tin điều khiển để đạt được mục tiêu là xử lý được lượng nước thải theo yêu cầu và đảm bảo chất lượng xả thải theo quy chuẩn môi trường.

Bền vững (sustainability) là khả năng duy trì. Để hoạt động ổn định và hiệu quả, một hệ thống công nghệ phải đảm bảo 4 yếu tố sau đây: bền vững về công nghệ, bền vững của công trình, bền vững về kinh tế tài chính và bền vững về tổ chức [6]. Một NMXLNT phù hợp trong bối cảnh phát triển bền vững là khi nó có chi phí đầu tư và vận hành thấp nhất, khả thi về mặt kỹ thuật và pháp lý, đảm bảo hiệu quả xử lý ô nhiễm và được cộng đồng chấp nhận [7, 15]

Như vậy, sự bền vững của NMXLNT bao gồm nhiều khía cạnh: xã hội, kỹ thuật tài chính, tổ chức và môi trường,... Các khía cạnh này đan xen với nhau và là một vấn đề phức tạp, được biểu diễn trên sơ đồ Hình 1 sau đây.

Các yêu cầu đảm bảo sự bền vững của NMXLNT.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH), các yếu tố thời tiết bất thường như bão lụt, nước biển dâng, gia tăng nhiệt độ,… tạo nên nhưng tác động tiêu cực đối với hệ thống thoát nước và NMXLNT đô thị như: nhiễm mặn nước thải, gián đoạn các quá trình hoặc quá tải các công trình xử lý khi có mưa lớn hoặc triều cường,….

Để NMXLNT hoạt động ổn định cần có các giải pháp ứng phó với BĐKH, là những giải pháp công trình để thích ứng và giảm nhẹ BĐKH [2].

Như vậy, để đảm bảo cho một NMXLNT đô thị hoạt động ổn định và bền vững các yêu cầu chính đặt ra là: (i). Hệ thống xử lý (công trình và thiết bị) phải đảm bảo được công suất và hiệu quả xử lý theo thiết kế; (ii). Nguồn kinh phí ổn định và phù hợp cho vận hành và bảo dưỡng; (iii). Công nghệ XLNT phù hợp với điều kiện địa phương; (iv). Các điều kiện để hệ thống hoạt động ổn định được đảm bảo; (v). Hệ thống XLNT phải thích ứng với các tác động bất lợi của BĐKH và biến động yếu tố đầu vào; và (vi). Hệ thống XLNT phải an toàn và thân thiện môi trường [7, 8].

Bộ tiêu chí đánh giá tính bền vững của một NMXLNT cần thiết phải được thiết lập. Để định lượng được các tiêu chí này cần phải xác định các trọng số với sự phân bậc rõ ràng của các chỉ tiêu đối với sự bền vững của hệ thống xử lý nước thải (XLNT). Phương pháp phân tích phân bậc (Analytic Hierarchy Process-AHP) [13] kết hợp với tham vấn các chuyên gia, các nhà quản lý trong lĩnh vực thoát nước và XLNT đô thị sẽ xác định được các trọng số có độ tin cậy của bộ tiêu chí đánh giá tính bền vững trong hoạt động của NMXLNT đô thị.

Trong nghiên cứu này lựa chọn phương pháp AHP để xác định trọng số các chỉ tiêu đánh giá tổng hợp sự hoạt động bền vững của NMXLNT vì AHP là một kỹ thuật tạo quyết định, giúp sắp xếp các chỉ tiêu đánh giá theo mức độ quan trọng và nhờ vào nó mà ta tìm được một quyết định cuối cùng hợp lý nhất.

2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG TIÊU CHÍ

2.1. Phương pháp phân tích phân bậc (AHP)

Trong đánh giá đa chỉ tiêu, vai trò của các nhân tố đóng góp vào mức độ hoạt động bền vững của NMXLNT không giống nhau, do đó cần phải xác định trọng số của từng nhân tố trước khi tiến hành đánh giá tổng hợp. Có nhiều phương pháp xác định trọng số như: (1) Trọng số của các nhân tố được coi là bằng nhau và bằng 1; (2). Trọng số của các yếu tố quan trọng hơn được tăng lên hoặc của các yếu tố kém quan trọng hơn bị giảm đi; (3). Trọng số của các yếu tố được xác định dựa vào ý kiến chuyên gia; (4). Trọng số của các yếu tố được xác định nhờ phân tích hồi qui; (5). Trọng số của các yếu tố được xác định nhờ phân tích các chỉ số kinh tế; (6). Phương pháp xác định trọng số dựa vào kết quả đánh giá theo ma trận tam giác; và (7) Phương pháp AHP.

AHP do Saaty, 1980, đề xuất, là một phương pháp tính toán trọng số áp dụng cho các bài toán ra quyết định đa tiêu chí [13]. So sánh định lượng bằng cách sử dụng cặp so sánh của các giải pháp dựa trên hiệu quả tương đối của chúng đối với tiêu chí được sử dụng để chọn một giải pháp hợp lý. Quá trình AHP bao gồm 4 bước chính: 1). Phân rã vấn đề thành các phần nhỏ, từ đó, xây dựng cây phân cấp AHP; 2). Xây dựng ma trận so sánh các chỉ tiêu; 3).Tính toán trọng số của các chỉ tiêu; và 4). Kiểm tra tính nhất quán và tổng hợp kết quả để đưa ra đánh giá xếp hạng cuối cùng.

a, Xây dựng cây phân cấp AHP

Xây dựng hệ thống chỉ tiêu cấp bậc để đánh giá, gồm các cấp: Mục tiêu →Chỉ tiêu →Chỉ tiêu nhánh →Phương án.Sau khi qua bước này, phân rã vấn đề thành các thành phần nhỏ, cây phân cấp AHP sẽ được xây dựng dựa trên các tiêu chí và các khả năng lựa chọn.

Cây phân cấp AHP.

Xi: là các chỉ tiêu xét đến trong quá trình ra quyết định; A, B, C: là các khả năng lựa chọn cần quyết định.

b. Xây dựng ma trận so sánh các chỉ tiêu

So sánh cặp đôi chỉ tiêu ở từng cấp theo mức độ quan trọng bằng phỏng vấn chuyên gia.Các bước như sau:1).Thiết kế bảng phỏng vấn chuyên gia; 2).Xác định đối tượng chuyên gia cần phỏng vấn ý kiến chuyên gia; 3).Chuẩn bị các thông tin về đối tượng để cung cấp cho các chuyên gia; 4). Tiến hành phỏng vấn; và 5). Xử lý số liệu phỏng vấn.

Việc so sánh này được thực hiện giữa các cặp chỉ tiêu với nhau và tổng hợp lại thành một ma trận gồm n dòng và n cột (n là số chỉ tiêu). Phần tử aij thể hiện mức độ quan trọng của chỉ tiêu hàng i so với chỉ tiêu cột j.

Mức độ quan trọng tương đối của chỉ tiêu i so với j được tính theo tỷ lệ k (k từ 1 đến 9), ngược lại của chỉ tiêu j so với i là 1/k. Như vậy aij> 0, aij = 1/aji, aii =1.

Bảng 1 thể hiện thang điểm so sánh mức độ ưu tiên (mức độ quan trọng) của các chỉ tiêu.

c. Tính toán trọng số

Để tính toán trọng số cho các chỉ tiêu, có thể sử dụng các phương pháp khác nhau, hai trong số chúng mà được sử dụng rộng rãi nhất là Lambda Max (lmax) [13] và trung bình nhân (geomatric mean) [12].Hệ số lmax được tính theo công thức:

d, Kiểm tra tính nhất quán và Tổng hợp kết quả

Để đánh giá tính hợp lý của các giá trị mức độ quan trọng của các chỉ tiêu có thể sử dụng tỷ số nhất quán của dữ liệu (Consistency Ratio - CR). Tỷ số này so sánh mức độ nhất quán với tính khách quan (ngẫu nhiên) của dữ liệu:

Trong đó: CI: Chỉ số nhất quán (Consistency Index)

RI: Chỉ số ngẫu nhiên (Random Index)

trong đó: n: số tiêu chí

Đối với mỗi một ma trận so sánh cấp n, Saaty [15] đã thử nghiệm tạo ra các ma trận ngẫu nhiên và tính ra chỉ số RI (chỉ số ngẫu nhiên) tương ứng với các cấp ma trận như Bảng 2 dưới đây.

Bảng 2. Chỉ số ngẫu nhiên RI

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R

0

0

0.52

0.90

1.12

1.24

1.32

1.41

1.45

1.49

Nếu giá trị tỷ số nhất quán CR < 0.1 là chấp nhận được, nếu lớn hơn đòi hỏi người ra quyết định thu giảm sự không đồng nhất bằng cách thay đổi giá trị mức độ quan trọng giữa các cặp chỉ tiêu.

Sau khi đã tính toán được trọng số của các chỉ tiêu cũng như của các phương án đối với từng chỉ tiêu, các giá trị trên sẽ được tổng hợp lại để thu được chỉ số thích hợp của từng phương án theo công thức sau:

trong đó: wijs -trọng số của phương án i tương ứng với chỉ tiêu j.

wja- trọng số của chỉ tiêu j.

l- số các phương án;

m-số các chỉ tiêu.

Qui trình xác định trọng số các chí tiêu đánh giá được nêu trên Hình 3.

Qui trình xác định trọng số bằng phương pháp AHP.

Để xác định một cách chính xác các trọng số wi thì có thể sử dụng sự hỗ trợ của phần mềm Expert Choice. Expert Choice là một phần mềm thương mại dựa trên nền tảng AHP. Phần mềm này hỗ trợ việc xây dựng hệ thống chỉ tiêu đánh giá, phân tích số liệu để xác định trọng số thể hiện mức độ quan trọng của các chỉ tiêu, đồng thời cho phép xác định chỉ số đánh giá tính nhất quán trong đánh giá của các chuyên gia, đó là chỉ số nhất quán CR.

Phương pháp AHP đã được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu về tài nguyên và môi trường, du lịch, cấp nước và các hoạt động kinh tế xã hội khác ở Việt Nam. Trần Thị Mỹ Dung (2012) đã tổng quan về việc ứng dụng phương pháp AHP trong quản lý chuỗi cung ứng [10]. Trần Thị Kim và nhiều người khác (2016) đã dùng Mô hình AHP để nghiên cứu xây dựng chỉ số dễ bị tổn thương xã hội do ngập tại xã Tam Thôn huyện cần Giờ TP Hồ Chí Minh [9]. Võ Thanh Tịnh, Chế Đình Lý và Lương Văn Thanh (2012) áp dụng phương pháp AHP để thiết lập, tập hợp trọng số cho từng chủ đề và từng chỉ thị với kết quả đánh giá tổng thể cho toàn bộ đới bờ và từ đó cho thấy mức độ bền vững của đới bờ huyện Phù Mỹ [11].

Để đánh giá và giám sát hiện trạng tăng trưởng xanh (TTX) cho 13 quận nội thành TP.HCM, Hồ Minh Dũng, Vương Thế Hoàn và Chế Đình Lý (2015) đã sử dụng các phương pháp AHP để thực hiện xây dựng bộ chỉ thị đánh giá TTX và đánh giá, phân hạng tăng trưởng xanh, từ đó đề xuất các giải pháp thúc đẩy TTX cho 13 quận nội thành và TP Hồ Chí Minh [4].

Hoàng Thị Thu Hương, Trương Quang Hải (2016) đã ứng dụng phương pháp AHP và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá tổng hợp tài nguyên du lịch Tây Nguyên [3]. Theo Cấn Thu Văn và Nguyễn Thanh Sơn (2015), khi nghiên cứu xác định chỉ số dễ bị tổn thương do lũ lụt trên toàn lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có thể theo 3 cách: (1). phương pháp AHP; (2). phương pháp Iyengar Sudarshan và (3). kết hợp cả 2 phương pháp trên, từ đó đã lựa chọn phương pháp phù hợp nhất là phương pháp AHP [1]. Như vậy tính toán trọng số các tiêu chí đánh giá sự bền vững hoạt động của các NMXLNT đô thị tập trung ở Việt Nam bằng phương pháp AHP là hợp lý.

- Phương pháp chuyên gia

Phương pháp chuyên gia là phương pháp điều tra qua đánh giá của các chuyên gia về vấn đề, một sự kiện khoa học nào đó [5]. Thực chất đây là phương pháp sử dụng trí tuệ, khai thác ý kiến đánh giá của các chuyên gia có trình độ cao để xem xét, nhận định một vấn đề, một sự kiện khoa học để tìm ra giải pháp tối ưu cho vấn đề, sự kiện đó. Phương pháp chuyên gia rất cần thiết cho người nghiên cứu không chỉ trong quá trình nghiên cứu mà còn cả trong quá trình nghiệm thu, đánh giá kết quả, hoặc thậm chí cả trong quá trình đề xuất giả thuyết nghiên cứu, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, củng cố các luận cứ… Sử dụng phương pháp này cần tính đến các yêu cầu sau đây:

+ Chọn đúng chuyên gia, có năng lực chuyên môn theo vấn đề ta đang nghiên cứu. Những chuyên gia này phải có phẩm chất trung thực khoa học.

+ Xây dựng được hệ thống các chuẩn đánh giá cho các tiêu chí cụ thể, dễ hiểu và tường minh, nếu có thể dùng điểm số để thay thế.

+ Hướng dẫn kĩ thuật đánh giá, theo các thang điểm với các chuẩn khách quan, giảm tới mức tối thiểu những sai lầm có thể xảy ra.

+ Hạn chế mức thấp nhất ảnh hưởng qua lại của các chuyên gia về chính kiến, quan điểm, cho nên tốt nhất là không phát biểu công khai hoặc là nếu công khai thì người có uy tín nhất không phải là người phát biểu đầu tiên.

Phương pháp chuyên gia được chia thành nhiều loại: (1) Phỏng vấn; (2) Phương pháp hội đồng, và (3) Điều tra bằng bảng hỏi. Trong nghiên cứu này sử dụng phương pháp điều tra bằng bảng hỏi.

Điều tra bằng bảng hỏi là một phương pháp dùng phiếu hỏi do người nghiên cứu thiết kế sẵn một phiếu với những câu hỏi được sắp xếp theo một trật tự của suy luận logic (diễn dịch, quy nạp hoặc loại suy), người nghiên cứu có thể thu được những thông tin chuẩn xác về sự vật hoặc hiện tượng từ đối tượng điều tra.

Các loại câu hỏi được thiết kế phải đảm bảo khai thác cao nhất ý kiến cá nhân từng người được hỏi, thông thường có một số câu hỏi trong các cuộc điều tra như: câu hỏi kèm phương án trả lời “có” và “không”, câu hỏi kèm nhiều phương án trả lời để mở rộng khả năng lựa chọn, câu hỏi kèm phương án trả lời có trọng số để phân biệt mức độ quan trọng hoặc câu hỏi mở để người điền phiếu trả lời theo ý mình.

Trật tự lôgic của các câu hỏi: phép suy luận được sử dụng trong quá trình tổ chức bộ câu hỏi, có thể sử dụng phép suy luận diễn dịch, quy nạp hoặc loại suy để tổ chức bộ câu hỏi. Cách tổ chức câu hỏi vừa mang tính kỹ thuật, vừa mang tính nghệ thuật vận dụng các phép suy luận lôgic trong các cuộc điều tra.

Trong nghiên cứu này triển khai gửi câu hỏi tham vấn đến hai nhóm chuyên gia:

- Nhóm 1: các cán bộ khoa học kĩ thuật có trình độ làm việc tại các trường đại học, các cơ sở nghiên cứu,…và các nhà tư vấn thiết kế có kinh nghiệm công tác tại các công ty tư vấn thiết kế,…về cấp thoát nước, kỹ thuật môi trường, kỹ thuật hạ tầng,…

- Nhóm 2: các cán bộ quản lý các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực cấp thoát nước, kĩ thuật môi trường, kĩ thuật hạ tầng,…

Tham khảo ý kiến chuyên gia đánh giá mức độ quan trọng của các tiêu chí của chỉ thị để xác định trọng số AHP cho các tiêu chí. Điểm so sánh mức độ quan trọng của các cặp tiêu chí trong AHP được lấy từ điểm trung bình của các chuyên gia tham vấn: Mỗi chuyên gia đã xác định mức độ quan trọng cho các tiêu chí, tiếp theo tác giả tổnghợp từ các chuyên gia này về mức độ quan trọng của từng tiêu chí và sau đó xác định trọng số.

Các tiêu chí để đánh giá công nghệ XLNT thường được lượng hóa theo các trọng số hoặc điểm chấm trên cơ sở kết quả xử lý số liệu từ các tham vấn theo Bảng 3.

Bảng 3. Bảng tham vấn các chuyên gia trong lĩnh vực thoát nước và XLNT để xây dựng các trọng số và bảng điểm đánh giá tính bền vững của NMXLNT đô thị

Các tiêu chí

Nội dung tiêu chí

Khoảng điểm

Max

Min

TC1

Công suất và hiệu quả xử lý nước thải

TCP1.1

Công suất hoạt động thực tế của nhà máy phải đảm bảo cho toàn bộ khu vực dự án

TCP1.2

Xử lý đảm bảo quy chuẩn môi trường đối với các chỉ tiêu ô nhiễm cơ bản trong nước thải sinh hoạt (SS, BOD, TN, TP và coliform)

TCP1.3

Xử lý đảm bảo quy chuẩn môi trường đối với một số chỉ tiêu ô nhiễm có trong nước thải sản xuất, dịch vụ,… trong khu vực dự án

TC2

Chi phí vận hành và bảo trì

TCP2.1

Chi phí vận hành và bảo trì công trình thấp

TCP2.2

Khả năng tiết kiệm và thu hồi năng lượng của các thiết bị và công trình.

TCP2.3

Tiết kiệm được chi phí xử lý do thu hồi và tái sử dụng nước thải, bùn thải và khí sinh học

TC3

Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương

TCP3.1

Công nghệ XLNT được lựa chọn phù hợp với điều kiện tự nhiên của địa phương và khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận

TCP3.2

Công nghệ tiên tiến và phù hợp với điều kiện khoa học công nghệ hiện nay của địa phương

TCP3.3

Công nghệ XLNT phải phù hợp với năng lực quản lý và vận hành của địa phương

TC4

Điều kiện hoạt động ổn định của công trình và thiết bị

TCP4.1

Vận hành các công trình và thiết bị không phức tạp

TCP4.2

Các thiết bị và linh kiện dễ thay thế

TCP4.3

Hoạt động của công trình đảm bảo yêu cầu môi trường

TC5

Sự thích ứng với các tác động bất lợi của BĐKH và thay đổi yếu tố đầu vào

TCP5.1

Đảm bảo hiệu quả xử lý trong điều kiện nước thải có nồng độ muối và nhiệt độ tăng cao đột ngột

TCP5.2

Đảm bảo hiệu quả xử lý trong điều kiện nước thải đầu vào có hàm lượng SS, BOD và các chỉ tiêu ô nhiễm khác dao động

TCP5.3

Có khả năng trữ nước trong thời gian dài do sự gia tăng mưa lũ

TC6

An toàn và thân thiện môi trường

TCP6.1

Các công trình XLNT không gây mùi hôi, ô nhiễm môi trường không khí xung quanh; không gây ồn, ít bị sự cố và rò rỉ nước thải và giảm nguy cơ ô nhiễm đất, nguồn nước ngầm và nước mặt của khu vực xung quanh

TCP6.2

Nhà máy XLNT bố trí xa khu dân cư và các vùng sinh thái nhạy cảm, tận dụng được các điều kiên tự nhiên để tăng cường làm sạch nước thải, hạn chế phát tán mùi, tiếng ồn,…

TCP6.3

Điều kiện vệ sinh và điều kiện lao động trong nhà máy XLNT đáp ứng các tiêu chuẩn do Bộ Y tế ban hành

Tổng

100

Ghi chú: TC- Tiêu chí chính; TCP- Tiêu chí phụ

Tùy theo điều kiện cụ thể và các thông tin sẵn có mà các tiêu chí sẽ được đánh giá có mức độ quan trọng và ưu tiên khác nhau. Phương pháp đề xuất là phương pháp cho điểm có trọng số. Nội dung của phương pháp này là cho điểm từng tiêu chí để đánh giá mức độ bền vững của NMXLNT. Ở đây cần phân tích mức độ quan trọng của từng tiêu chí. Trước khi cộng điểm của các tiêu chí phải nhân số điểm với các hệ số thể hiện mức độ quan trọng của từng tiêu chí.

Tổng điểm của tất cả các nhóm tiêu chí được xác định theo công thức:

trong đó:- E là điểm tổng hợp thể hiện mức độ phù hợp của tất cả các tiêu chí;

  • V1, V2,VF là giá trị điểm mức độ phù hợp của nhóm tiêu chí 1,2,…., F;
  • Wi, Wj,… Wk là trọng số của tiêu chí thứ i,…., k của các nhóm tiêu chí 1,2…., F;
  • n, m,…l là tổng các tiêu chí của các nhóm tiêu chí 1,2…., F.

Các giá trị VW được xác định theo mức bền vững (quan trọng) của các nhóm tiêu chí và các tiêu chí trong từng nhóm. Tổng trọng số trong từng nhóm không lớn hơn 1 và tổng số điểm trong tất cả các nhóm tiêu chí là 100. Tuy nhiên cũng tùy từng địa phương và công suất của NMXLNT đô thị mà đề xuất các giá trị của điều kiện cần cũng như lựa chọn trọng số W cho hợp lý.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- Xác định các yếu tố và xây dựng cây phân cấp yếu tố

Như đã trình bày ở trên, điều kiện hoạt động bền vững của NMXLNT tập trung của đô thị được phân sơ bộ theo 6 nhóm tạo thành cây phân cấp nêu trên Hình 4.

- Kết quả điều tra thu thập ý kiến chuyên gia về mức độ ưu tiên

Đề tài nghiên cứu đã gửi và nhận trở lại được 32 phiếu trả lời các câu hỏi nêu trong Bảng 3.

Dùng phần mềm Expert choice 11 (số liệu này với giá trị Max và giá trị Min) thiết lập được ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các tiêu chí chính nêu trong Bảng 4.

Bảng 4. Ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các tiêu chí chính

Tiêu chí

Với giá trị Max

Với giá trị Min

TC1

TC2

TC3

TC4

TC5

TC6

TC1

TC2

TC3

TC4

TC5

TC6

TC1

1,00

1,90

1,38

2,17

2,97

2,70

1,00

2,21

1,61

2,70

4,38

3,36

TC2

0,53

1,00

0,73

1,14

1,56

1,42

0,45

1,00

0,73

1,22

1,98

1,52

TC3

0,72

1,37

1,00

1,57

2,14

1,95

0,62

1,37

1,00

1,68

2,72

2,09

TC4

0,46

0,88

0,64

1,00

1,37

1,24

0,37

0,82

0,60

1,00

1,62

1,25

TC5

0,34

0,64

0,47

0,73

1,00

0,91

0,23

0,50

0,37

0,62

1,00

0,77

TC6

0,37

0,70

0,51

0,80

1,10

1,00

0,30

0,66

0,48

0,80

1,30

1,00

  • Thiết lập các ma trận so sánh cặp và tính toán trọng số cho từng mức
  1. Thiết lập các ma trận so sánh cặp và tính toán trọng số cho từng mức với giá trị Max

Đây là bước thiết lập các ma trận so sánh cặp, tính toán trọng số cho từng mức, từng nhóm tiêu chí và tính tỷ số nhất quán (CR). Kết quả ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính (Bảng 5).

Bảng 5. Ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính với giá trị Max

Tiêu chí

1

2

3

4

5

6

Trọng số B
(Trung bình dòng)

Tổng của dòng
C=A*B

Tổng chuẩn hóa
D=C/B

1

0,293

0,293

0,293

0,293

0,293

0,293

0,293

1,76

6,000

2

0,154

0,154

0,154

0,154

0,154

0,154

0,154

0,92

6,000

3

0,211

0,211

0,211

0,211

0,211

0,211

0,211

1,27

6,000

4

0,135

0,135

0,135

0,135

0,135

0,135

0,135

0,81

6,000

5

0,099

0,099

0,099

0,099

0,099

0,099

0,099

0,59

6,000

6

0,108

0,108

0,108

0,108

0,108

0,108

0,108

0,65

6,000

Tổng

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

36,000

Để phân tích độ nhất quán của ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính, tỷ số nhất quán CR được tính theo công thức CR = CI/RI; CI=(lmax – n)/(n-1). Dựa vào các công thức nêu trong mục 2.1, tính được CI=0,00 <0,1 (ứng với n=6 sẽ có RI= 1,24). Do CR <10% nên bộ trọng số của tiêu chí chính đảm bảo tính nhất quán. Dữ liệu này có thể thực hiện cho việc đánh giá bằng phương pháp AHP. Sau khi thu thập dữ liệu về so sánh mức độ ưu tiên của các tiêu chí phụ, bộ ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các cặp tiêu chí phụ như Bảng 6.

Bảng 6. Bộ ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các cặp tiêu chí phụ với giá trị Max

TC1. Công suất và hiệu quả xử lý nước thải

TCP1.1

TCP1.2

TCP1.3

TCP1.1.

1,00

0,98

1,62

TCP1.2.

1,02

1,00

1,65

TCP1.3.

0,62

0,61

1,00

TC2. Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương

TCP2.1

TCP2.2

TCP2.3

TCP 2.1.

1,00

1,51

1,55

TCP 2.2.

0,66

1,00

1,03

TCP 2.3.

0,65

0,98

1,00

TC3. Chi phí vận hành và bảo trì

TCP 3.1

TCP 3.2

TCP 3.3

TCP 3.1.

1,00

1,83

1,95

TCP 3.2.

0,55

1,00

1,07

TCP 3.3.

0,51

0,94

1,00

TC4. Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị ổn định

TCP 4.1

TCP 4.2

TCP 4.3

TCP 4.1.

1,00

1,20

1,66

TCP 4.2.

0,84

1,00

1,39

TCP 4.3.

0,60

0,72

1,00

TC5. Sự thích ứng với các tác động bất lợi của BĐKH và thay đổi yếu tố đầu vào

TCP 5.1

TCP 5.2

TCP 5.3

TCP 5.1.

1,00

1,01

1,61

TCP 5.2.

0,99

1,00

1,59

TCP 5.3.

0,62

0,63

1,00

TC6. An toàn và thân thiện môi trường

TCP 6.1

TCP 6.2

TCP 6.3

TCP 6.1.

1,00

1,36

2,01

TCP 6.2.

0,73

1,00

1,48

TCP 6.3

0,50

0,68

1,00

Thiết lập các ma trận so sánh cặp và tính toán trọng số cho từng mức với giá trị Min

Đây là bước thiết lập các ma trận so sánh cặp, tính toán trọng số cho từng mức, từng nhóm tiêu chí và tính tỷ số nhất quán (CR). Kết quả ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính (Bảng 7).

Bảng 7. Ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính với giá trị Min

Tiêu chí

1

2

3

4

5

6

Trọng số B
(Trung bình dòng)

Tổng của dòng
C=A*B

Tổng chuẩn hóa
D=C/B

1

0,337

0,337

0,337

0,337

0,337

0,337

0,337

2,02

6,000

2

0,152

0,152

0,152

0,152

0,152

0,152

0,152

0,91

6,000

3

0,209

0,209

0,209

0,209

0,209

0,209

0,209

1,26

6,000

4

0,125

0,125

0,125

0,125

0,125

0,125

0,125

0,75

6,000

5

0,077

0,077

0,077

0,077

0,077

0,077

0,077

0,46

6,000

6

0,100

0,100

0,100

0,100

0,100

0,100

0,100

0,60

6,000

Tổng

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

36,000

Để phân tích độ nhất quán của ma trận trọng số giữa các tiêu chí chính, tỷ số nhất quán CR được tính theo công thức CR = CI/RI; CI=(lmax – n)/(n-1). Dựa vào công thức trong 2.1 tính được CI=0,00 <0,1 (ứng với n=6 ta có RI= 1,24). Do CR <10% nên bộ trọng số của tiêu chí chính đảm bảo tính nhất quán. Dữ liệu này có thể thực hiện cho việc đánh giá bằng phương pháp AHP. Sau khi thu thập dữ liệu về so sánh mức độ ưu tiên của các tiêu chí phụ, bộ ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các cặp tiêu chí phụ như Bảng 8.

Bảng 8. Bộ ma trận so sánh mức độ quan trọng giữa các cặp tiêu chí phụ với giá trị Min

TC1. Công suất và hiệu quả xử lý nước thải

TCP 1.1

TCP 1.2

TCP 1.3

TCP1.1.

1,00

0,94

1,59

TCP1.2.

1,06

1,00

1,68

TCP1.3.

0,63

0,59

1,00

TC2. Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương

TCP 2.1.

TCP 2.2

TCP 2.3.

TCP2.1.

1,00

1,65

1,80

TCP2.2.

2,70

1,00

1,09

TCP2.3.

0,56

0,92

1,00

TC3. Chi phí vận hành và bảo trì

TCP 3.1

TCP 3.2

TCP 3.3

TCP 3.1.

1,00

2,07

2,52

TCP 3.2.

0,48

1,00

1,22

TCP 3.3.

0,40

0,82

1,00

TC4. Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị ổn định

TCP 4.1

TCP 4.2

TCP 4.3

TCP 4.1.

1,00

1,27

1,63

TCP 4.2.

0,79

1,00

1,28

TCP 4.3.

0,62

0,78

1,00

TC5. Sự thích ứng với các tác động bất lợi của BĐKH và thay đổi yếu tố đầu vào

TCP 5.1

TCP 5.2

TCP 5.3

TCP 5.1.

1,00

1,00

1,84

TCP 5.2.

1,00

1,00

1,84

TCP 5.3.

0,54

0,54

1,00

TC6. An toàn và thân thiện môi trường

TCP 6.1

TCP 6.2

TCP 6.3

TCP 6.1.

1,00

1,65

2,49

TCP 6.2.

0,60

1,00

1,51

TCP 6.3

0,40

0,66

1,00

  • Tính toán trọng số tổng hợp

Quá trình tính toán mô hình đánh giá theo phương pháp AHP được thực hiện với sự hỗ trợ của phần mềm Expert choice 11.0. Kết quả tính toán trọng số tổng hợp với giá trị Max và giá trị Min được thể hiện ở Bảng 9 như sau.

Bảng 9. Các trọng số của các tiêu chí với giá trị Max và giá trị Min

Tiêu chí chính

Các trọng số của các tiêu chí với giá trị Max

Các trọng số của các tiêu chí với giá trị Min

Trọng số cục bộ TC

Tiêu chí phụ

Trọng số cục bộ

Trọng số toàn cục

Trọng số cục bộ TC

Tiêu chí phụ

Trọng số cục bộ

Trọng số toàn cục

TC1

0.293

TCP 1.1

0.379

0.121

0.337

TCP 1.1

0.372

0.140

TCP 1.2

0.387

0.123

TCP 1.2

0.394

0.148

TCP 1.3

0.234

0.075

TCP 1.3

0.234

0.088

TC2

0.154

TCP 2.1

0.433

0.065

0.152

TCP 2.1

0.463

0.067

TCP 2.2

0.287

0.043

TCP 2.2

0.280

0.041

TCP 2.3

0.279

0.042

TCP 2.3

0.257

0.037

TC3

0.211

TCP 3.1

0.486

0.089

0.209

TCP 3.1

0.532

0.092

TCP 3.2

0.267

0.049

TCP 3.2

0.257

0.044

TCP 3.3

0,249

0,046

TCP 3.3

0,211

0,036

TC4

0.135

TCP 4.1

0,410

0,057

0.125

TCP 4.1

0,417

0,055

TCP 4.2

0,343

0,047

TCP 4.2

0,328

0,043

TCP 4.3

0,247

0,034

TCP 4.3

0,256

0,034

TC5

0.099

TCP 5.1

0,383

0,042

0.077

TCP 5.1

0,393

0,034

TCP 5.2

0,379

0,041

TCP 5.2

0,393

0,034

TCP 5.3

0,283

0,026

TCP 5.3

0,214

0,018

TC6

0.108

TCP 6.1

0,448

0,046

0.100

TCP 6.1

0,498

0,044

TCP 6.2

0,329

0,034

TCP 6.2

0,302

0,027

TCP 6.3

0,223

0,023

TCP 6.3

0,200

0,018

Với Tính toán trọng số tổng hợp với giá trị Max, từ kết quả trọng số của các tiêu chí: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải, Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương, Chi phí vận hành và bảo trì, Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị, Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào và An toàn và thân thiện môi trường lần lượt là: 0.293; 0.154; 0.211; 0.135; 0.099 và 0.108.

Tầm quan trọng của các tiêu chí chính được xác định là: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải (TC1)>Chi phí vận hành và bảo trì (TC3)>Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương (TC2)>Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị (TC4)>An toàn và thân thiện môi trường (TC6)>Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào (TC5).

Với Tính toán trọng số tổng hợp với giá trị Min, từ kết quả trọng số của các tiêu chí: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải, Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương, Chi phí vận hành và bảo trì, Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị, Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào và An toàn và thân thiện môi trường lần lượt là: 0.337; 0.152; 0.209; 0.125; 0.077 và 0.100.

Tầm quan trọng của các tiêu chí chính được xác định là: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải (TC1)>Chi phí vận hành và bảo trì (TC3)>Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương (TC2)>Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị (TC4) >An toàn và thân thiện môi trường (TC5) >Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào (TC6).

3. KẾT LUẬN

Sắp xếp được thứ tự ưu tiên của các tiêu chí đánh giá sự hoạt động bền vững các NMXLNT đô thị: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải > Chi phí vận hành và bảo trì > Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương > Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị > An toàn và thân thiện môi trường > Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào.

Trọng số của các tiêu chí phân tích theo phần mềm expert choice 11 được các giá trị như sau: Công suất và hiệu quả xử lý nước thải, Sự phù hợp của công nghệ XLNT với điều kiện địa phương, Chi phí vận hành và bảo trì, Điều kiện hoạt động của công trình và thiết bị, Sự thích ứng với các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu và thay đổi yếu tố đầu vào và An toàn và thân thiện môi trường theo giá trị Max lần lượt là: 0,293; 0,154; 0,211; 0,135; 0,099 và 0,108; và theo giá trị Min lần lượt là: 0,337; 0,152; 0,209; 0,125; 0,077 và 0,100.

Xây dựng được bộ tiêu chí với trọng số tương ứng đã thể hiện được sự phân bậc rõ ràng của các chỉ tiêu đối với sự bền vững của hệ thống xử lý nước thải.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn. Xây dựng phương pháp tính trọng số để xác định chỉ số dễ bị tổn thương lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 2015. Tập 31(Số 1S (2015) ): p. 93-102.

2. GIZ, Nghiên cứu Ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến lĩnh vực quản lý nước thải ở Việt Nam, Báo cáo cuối cùng. 2016.

3. Hoàng Thị Thu Hương, Trương Quang Hải, Ứng dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá tổng hợp tài nguyên du lịch Tây Nguyên. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường. 32(Số 4 (2016) 1 -11).

4. Hồ Minh Dũng, Vương Thế Hoàn, and Chế Đình Lý, Nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chí tăng trưởng xanh áp dụng đánh giá, phân hạng và đề xuất giải pháp thúc đẩy tăng trưởng xanh cho các quận nội thành TP. Hồ Chí Minh. 2015. 18(No.M2-2015): p. 70-84.

5. Lê Thạc Cán Đánh giá tác động môi trường: Phương pháp luận và kinh nghiệm thực tiễn. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1994.

6. Nghị định 80/2014/NĐ-CP ngày 06 /8/2014 của Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải.

7. Tổng cục Môi trường, Hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành Chế biến thuỷ sản, Dệt may, Giấy và bột giấy. Hà Nội, 2007.

8. Trần Đức Hạ, Đỗ Thị Minh Hạnh, Khả năng tái sử dụng nước thải, bùn thải, khí sinh học và tiết kiệm năng lượng để giảm chi phí vận hành bảo trì nhà máy xử lý nước thải đô thị. Cấp thoát nước Việt Nam, 2015.

9. Trần Thị Kim, et al., Mô hình phân tích thứ bậc AHP để nghiên cứu xây dựng chỉ số dễ bị tổn thương xã hội do ngập tại xã Tam Thôn huyện Cần Giờ. Tạp chí khoa học trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP Hồ Chí Minh 2016.

10. Trần Thị Mỹ Dung Tổng quan về việc ứng dụng phương pháp phân tích thứ bậc trong quản lý chuỗi cung ứng. Khoa học trường Đại học Cần Thơ 2012. 2012:21a p. 180-189.

11. Võ Thanh Tịnh, Chế Đình Lý, Lương Văn Thanh, Đánh giá tính bền vững đới bờ huyện Phú Mỹ tỉnh Bình Định trong điều kiện Biến đổi khí hậu. 2012.

12. Malczewski, J. GIS and Multicriteria Decision Analysis. Wiley & Sons INC, 1999: p. 395.

14. Saaty and L.T. , The Analytic Hierarchy Process. New York, McGraw-Hill International, 1980.

15. Sarmento and V.. Low-cost sanitation improvement in poor communities: conditions for physical sustainability. PhD Thesis. University of Leeds, Leeds, UK 2001.

16. Thomas L. Saaty, Decision making with the analytic hierarchy process. University of Pittsburgh, USA, 2008.

ThS. Đỗ Thị Minh Hạnh, PGS.TS Trần Đức Hạ

Trường Đại học Xây dựng

Loading...
Bạn đang đọc bài viết Tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững các nhà máy xử lý nước thải tại chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi. Thông tin phản ánh, liên hệ đường dây nóng : 0913 385 005 - 0917 681 188 Hoặc email: bandientu.mtdt@gmail.com
Tin cùng chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi