Ứng dụng phương pháp đánh giá vòng đời (LCA) để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành Nhà máy Xử lý nước thải Sơn Trà 1

Abstract

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp Đánh giá vòng đời (LCA) theo TCVN ISO 14040/14044 nhằm lượng hóa gánh nặng môi trường và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý vận hành tại Nhà máy Xử lý nước thải Sơn Trà 1, thành phố Đà Nẵng. Đơn vị chức năng được xác định là 1m3 nước thải xử lý, sử dụng phần mềm SimaPro kết hợp mô hình ReCiPe 2016. Kết quả kịch bản cơ sở (S0) cho thấy tổng gánh nặng môi trường đạt 11,74 mPt/m3, trong đó thiệt hại sức khỏe con người chiếm 92,53%. Nghiên cứu đã nhận diện cặp điểm nóng sinh thái chi phối tác động toàn hệ thống, gồm xử lý bùn thải chôn lấp (44,20%) và tiêu thụ điện lưới (38,37%). Tác động môi trường biến động theo mùa, dao động từ 6,46 mPt/m3 (tháng 1) đến 16,41 mPt/m3 (tháng 9). Đánh giá so sánh các kịch bản cải tiến chỉ ra, kịch bản S1 (tối ưu hóa vận hành) giảm 16,91% tổng gánh nặng môi trường nhờ tự động hóa kiểm soát DO; Kịch bản S2 (tuần hoàn nước) tạo đột phá khi đưa tổng điểm tác động về giá trị âm (-5,89 mPt/m3) nhờ tái sử dụng 25% nước thải; Kịch bản S3 (Hướng đi Net-Zero) cắt giảm 69,38% gánh nặng sinh thái và 59,22% khí nhà kính nhờ lắp đặt điện mặt trời mái nhà và xử lý kỵ khí thu hồi năng lượng/ủ compost bùn thải. Các kết quả phát hiện từ đề tài là nguồn dữ liệu tham khảo trên lộ trình chuyển đổi từng bước sang mô hình kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu tác động môi trường và hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng không. This study applies the Life Cycle Assessment (LCA) methodology in accordance with ISO 14040/14044 to quantify the environmental burden and propose solutions to improve operational management efficiency at Son Tra 1 Wastewater Treatment Plant, Da Nang City. The functional unit was defined as 1 m³ of treated wastewater, using SimaPro software integrated with the ReCiPe 2016 midpoint/endpoint method. Baseline scenario (S0) results indicate a total environmental burden of 11.74 mPt/m³, with human health damage accounting for 92.53%. The study identified key ecological hotspots dominating the entire system's impact, consisting of landfill sludge disposal (44.20%) and grid electricity consumption (38.37%). Environmental impacts exhibited seasonal variations, fluctuating from 6.46 mPt/m³ (January) to 16.41 mPt/m³ (September). A comparative assessment of improvement scenarios reveals that Scenario S1 (operational optimization) reduces the environmental burden by 16.91% through automated DO control; Scenario S2 (water reuse) achieves a breakthrough by yielding a net-negative total impact score (-5.89 mPt/m³) via 30% wastewater reuse; and Scenario S3 (Net-Zero pathway) cuts ecological burden by 69.38% and greenhouse gas emissions by 59.22% through rooftop solar installation, anaerobic digestion with energy recovery, and sludge composting. The findings serve as a valuable reference dataset for the step-by-step transition toward a circular economy model, minimizing environmental impacts, and advancing toward net-zero emission targets.