Small-scale anaerobic digesters, known as biogas plants, were applied as an optimal livestock waste treatment as well as biogas supply for cooking and lighting demand for small-scale farmers in Vietnam. Although the biogas technology was introduced for nearly 30 years, the number of the constructed biogas plants is still limited. The current development of biogas plants is far below the real demand on livestock waste treatment that has increased significantly. This paper gives a comprehensive overview on the biogas plant development in Vietnam and attempts to address the challenges and discuss appropriate solutions for the further biogas development. / Mô hình lên men yếm khí quy mô nhỏ (được biết với tên hầm ủ khí sinh học) đã được ứng dụng hiệu quả trong xử lý chất thải chăn nuôi cũng như cung cấp nguồn nhiên liệu phục vụ nhu cầu nấu ăn và thắp sáng cho các hộ chăn nuôi nhỏ ở Việt Nam. Mặc dù đã hiện diện gần 30 năm, nhưng số lượng hầm ủ khí sinh học vẫn còn hạn chế. Sự gia tăng số lượng hầm ủ khí sinh học chưa theo kịp với nhu cầu về xử lý chất thải chăn nuôi đang ngày càng gia tăng. Bài báo trình bày các chặng đường phát triển của hầm ủ khí sinh học tại Việt Nam, ghi nhận các thách thức trong việc nhân rộng hầm ủ khí sinh học trong thực tế và thảo luận một số giải pháp để phát triển công nghệ khí sinh học.

The study aims to investigate an appropriate wastewater treatment process to treat domestic wastewater in Hanoi City which contain low-strength for COD (120-200 mg/L) but high in nitrogen content (10-40 mg/L). A lab scale anoxic-oxic system with a hollow fiber-Membrane Separation Bioreactor was operated at a flow rate of 5-10 L/h over a period of 150 days. The reactor was operated at different sludge recirculation rates. The MBR maintained relatively constant transmembrane pressure. During 150 days of reactor operation, treated water quality have COD of around 20 mg/L, NH4-N of less than 1 mg/L, NO3-N of less than 5 mg/L. The system shows good and stable efficiency for organic matter and nitrogen removal without adding an external carbon source and coagulants. The results based on the study indicated that the proposed process configuration has potential to treat the low-strength wastewater in Hanoi. / Mục tiêu của nghiên cứu là đề xuất được một công nghệ hiệu quả và phù hợp để xử lý nước thải sinh họat ở các đô thị của Việt nam, là loại nước thải được thu gom từ hệ thống thoát nước chung có nồng độ chất hữu cơ thấp (COD 120-200 mg/l) nhưng hàm lượng chất dinh dưỡng như Nitơ, Phốt pho khá cao (T-N: 10-40 mg/L). Chúng tôi đã nghiên cứu và vận hành chạy thử mô hình xử lý sinh học yếm khí - kỵ khí (AO) kết hợp với màng vi lọc ở quy mô mô hình phòng thí nghiệm (công suất 5-10 L/h) ở các chế độ công suất bùn tuần hoàn khác nhau. Kết quả xử lý trong thời gian 5 tháng vận hành mô hình cho thấy chất lượng nước thải sau xử lý có hàm lượng COD nhỏ hơn 20 mg/L, NH4-N nhỏ hơn 1 mg/L, NO3-N nhỏ hơn 5 mg/L. Hiệu suất xử lý chất hữu cơ và chất dinh dưỡng rất ổn định và hệ thống không phải sử dụng các nguồn bổ sung chất hữu cơ hay các hóa chất trợ lắng như các công nghệ đang áp dụng. Kết quả cho thấy công nghệ AO kết hợp màng vi lọc có khả năng áp dụng thực tế, phù hợp với những nơi có quỹ đất nhỏ, chất lượng nước sau xử lý rất cao có thể phục vụ cho mục đích tái sử dụng.

The lack of highly qualified labour force in the Vietnamese water and environmental sector as well as the problems in the mutual admission of doctoral students between German and Vietnamese Universities have motivated the Institute of Environmental Engineering and Management (IEEM) at the University of Witten/Herdecke to initiate the Water Doctoral Network (WDN). This network shall not be limited to tuition and conferral of doctorates in water sciences, engineering and economics, but serve as nursery for new, innovative research potentials and projects within the international academic co-operation. Applied learning and research, rather than basic research and pure science, are the main focuses of this project. / Sự thiếu hụt lực lượng lao động chất lượng cao trong lĩnh vực nước và môi trường ở Việt Nam cũng như các vấn đề trong việc tiếp nhận nghiên cứu sinh tiến sỹ giữa các trường Đại học của Đức và Việt Nam đã tạo động lực để Viện Kỹ thuật và Quản lý Môi trường (IEEM) của trường Đại học Witten/Herdecke đề xuất mạng lưới đào tạo Tiến sỹ nghiên cứu về ngành nước (WDN). Mạng lưới này không chỉ giới hạn ở việc giảng dạy và cấp bằng tiến sĩ trong lĩnh khoa học, kinh tế và kỹ thuật về ngành nước, mà nó như là vườn ươm đối với các dự án và tiềm năng nghiên cứu sáng tạo mới trong hợp tác hàn lâm quốc tế. Học tập và nghiên cứu ứng dụng thực tế là các trọng tâm chính của dự án này chứ không đơn thuần là nghiên cứu cơ bản và khoa học thuần túy.

Municipal solid waste (MSW) in Vietnam has been increasing quickly and became one of the most considered environmental problems in Mekong Delta (MD) region covering 13 provinces and municipalities in the south of Vietnam. With a considerably large amount of MSW, the region produces about 5% of the total amount of MSW of the country. The collection rate of solid waste is about quite high (65 - 72%) in the cities and rather low (about 40 - 55%) in the rural areas, with a high content in organic matter (about 60 - 85%). The climate of MD can be characterized as tropical and monsoonal with a high rate of humidity and a strong impact of flooding. Like other regions too, the MSW collection and treatment system is still underdeveloped and rudimentary, with disposal sites being the sole dumping method of the unsorted MSW remaining untreated by any mechanical and biological pre-treatment steps. Within this paper, the current treatment, management and operation of MSW systems are introduced, as well as the identification of advantages and disadvantages, environmental impacts, potential risks of the MSW system within the impact of global climate change. The situation of MSW treatment and management is correlated with the climate change impact and the integrated solid waste management is introduced as a new approach for adapting the environmental protection awareness by considering the climate change for the longterm sustainable development orientation. / Sự gia tăng chất thải rắn ở các đô thị Việt Nam ngày càng nhanh và chất thải rắn đang là một trong những vấn đề môi trường được quan tâm hàng đầu. Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) nơi có đến 13 tỉnh và thành phố nằm ở phía Nam Việt Nam. Với lượng chất thải không nhỏ, chiếm khoảng 5 % tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt của quốc gia. Tỷ lệ thu gom chất thải rắn thấp, chiếm khoảng 65 - 72 % ở thành thị, tỷ lệ này ở nông thôn thấp 40 - 55%, chất thải có hàm lượng hữu cơ cao chiếm khoảng 60 - 85%. Khí hậu nhiệt đới gió mùa với độ ẩm không khí cao và chịu ảnh hưởng lớn của lũ lụt hàng năm. Cũng như các khu vực khác, hệ thống thu gom và xử lý rác thải ở khu vực ĐBSCL còn rất thô sơ và lạc hậu, bãi rác là nơi duy nhất tiếp nhận trực tiếp hổnhợp rác thải không phân loại và qua bất kỳ công đoạn tiền xử lý nào. Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi giới thiệu hoạt động vận hành hệ thống quản lý và xử lý rác đô thị trong khu vực đồng thời phân tích các thuận lợi và bất lợi, cũng như các tác động môi trường, những rủi ro tiềm ẩn trong điều kiện ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu - khu vực ĐBSCL là nơi chịu ảnh hưởng nặng nề nhất. Tình hình quản lý và xử lý rác được cân nhắc trong điều kiện tác động của biến đổi khí hậu, đồng thời quản lý tổng hợp rác thải cũng được đề xuất như một các tiếp cận mới nhằm đáp ứng nhiệm vụ bảo vệ môi trường trong điều kiện biến đổi khí hậu theo định hướng phát triển bền vững lâu dài.

Vietnam is one of the countries suffering from the most serious adverse effects due to climate change and sea level rise. The main cause of climate change is the increased activities generating greenhouse gases. Organic waste is the main source of carbon dioxide emission, which has the largest concentration among different kinds of greenhouse gases in the earth’s atmosphere. The conversion of organic waste and biomass into energy contributes not only to supply cleaner energy but also to reduce emissions of greenhouse gases. Vietnam has a large potential of biomass and agricultural by-products. The technologies to turn biomass into different kinds of bio-energies were developed and applied all over the world. Biogas was called as 'brown revolution' in the field of new energy. Biogas production technology now has been studied and applied widely in the world, particularly in developing countries with warm climate that is suitable for anaerobic fermentation of organic waste. The biogas digester can be built with any capacity, needs small investment and the input materials are widely available. The biogas energy is used for many purposes such as cooking, lighting, running engines, etc. It is a production technology quite consistent with the economy of developing countries and really brings to life more civilized and convenient to rural areas. / Việt Nam là một trong những quốc gia bị tác động nghiêm trọng nhất do biến đổi khí hậu và nước biển dâng cao. Nguyên nhân chính của biến đổi khí hậu là các hoạt động gia tăng tạo ra các khí gây hiệu ứng nhà kính. Chất thải hữu cơ là nguồn chính phát thải khí carbon dioxide có nồng độ lớn nhất trong số các loại khí gây hiệu ứng nhà kính khác nhau trong bầu khí quyển của trái đất. Việc chuyển đổi chất thải hữu cơ và sinh khối thành năng lượng góp phần không chỉ cung cấp năng lượng sạch hơn mà còn giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Việt Nam có một tiềm năng lớn về sinh khối và phụ phẩm nông nghiệp. Các công nghệ biến sinh khối thành các loại năng lượng sinh học khác nhau đã được phát triển và áp dụng rộng rãi trên thế giới. Khí sinh học được gọi là 'cuộc cách mạng màu nâu' trong lĩnh vực năng lượng mới. Công nghệ sản xuất khí sinh học đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển với nhiệt độ khí hậu nhiệt đới phù hợp cho quá trình lên men kỵ khí các chất thải hữu cơ để sản xuất khí sinh học. Bình phản ứng tạo khí sinh học có thể được xây dựng với công suất bất kỳ, nhu cầu đầu tư nhỏ, các nguyên liệu đầu vào sẵn có. Năng lượng khí sinh học đã được sử dụng cho nhiều mục đích như thắp sáng, nấu ăn, chạy động cơ, v.v... Đây là hoạt động sản xuất khá phù hợp với nền kinh tế của các nước đang phát triển và thực sự đem lại cuộc sống văn minh hơn và tiện lợi đến các khu vực nông thôn.

Limited water exchange shrimp culture technology is commonly used today in many shrimp farms in Vietnam to reduce water usage, input of diseases and discharge of nutrient-rich effluents into environment as well as to increase the production per unit area. However, a remaining problem in this technology is that the water quality in shrimp ponds will be reduced due to limitation of water exchange for a long period. The accumulation of inorganic components such as waste feed, bacterial deposits or other biological debris at the pond bottom will lead to low dissolved oxygen, high ammonia-nitrogen level, high fecal coliform bacteria and high turbidity which cause a severe degradation of water quality and detriment to shrimp growth and survival. To solve this remaining problem, an autonomous water-cleaning machine for shrimp ponds was designed to control the waste accumulation in the pond. This is an effective solution to replace manual cleaning methods for water quality management in shrimp farming in the coastal area of the Mekong delta of Vietnam. Especially, this technique can be used for biosecure shrimp production systems according to GMP standards to meet the objectives for sustainable development of shrimp aquaculture in Vietnam. / Kỹ thuật nuôi tôm không thay nước đang được sử dụng rộng rãi ở các trại nuôi tôm Việt Nam vì giúp giảm lượng nước sử dụng, hạn chế thải nước vào môi trường và giúp tăng diện tích nuôi trồng tôm. Tuy nhiên, bản thân kỹ thuật này cũng tạo nên một sản phẩm chất thải là phân tôm, thức ăn và chế phẩm sinh học xử lý nước dư thừa. Chất thải này dần dần tích tụ dưới đáy ao tạo thành lớp bùn độc, rất thiếu ôxy và chứa nhiều chất gây hại như ammonia, nitrite, hydrogen sulfide. Để tránh làm giảm diện tích ao nuôi do chất thải tích tụ làm tôm lảng tránh và tăng mật độ tôm nuôi trồng, thiết bị tự hành thu gom chất thải làm sạch nước trong vuông nuôi tôm đã được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công. Thiết bị đã thay thế các hoạt động làm sạch chất thải thủ công của con người, không sử dụng các nguồn năng lượng gây ô nhiễm, giảm nhu cầu về điện góp phần phát triển sản xuất tôm sạch đạt chuẩn GMP và phát triển bền vững ở các tỉnh ven biển miền Tây Việt Nam.

The use of renewable waste for bioenergy production is in discussion because of the concurrence to the food or animal feed. The treatment of organic waste is necessary in order to keep clean the environment. The combination of those proposals, the waste utilization and the production of renewable energy can be combined with several techniques. In Vietnam the energy demand will increase rapidly in the next years, because a lot of people do not have access to electricity. The development of power sources is limited mainly to large central power plants using hydropower and traditional fossil fuels. So in the country there exists a considerable potential for sustainable energy sources like biomass and residues. The biogas potential is large due to the high livestock population. There are more than 30 million animals in farms, mostly pigs, cattle, and water buffalo. There is a high potential for biogas utilization. Biogas production is economic in small and in big plants, so household biogas digesters are one opportunity for production of renewable energy in small villages or cities with a high livestock population. The advantage of anaerobic treatment of organic waste is the work in closed loops. The treatment of organic waste and the utilization of digested sludge from wastewater treatment plants are samples for the circulation of materials after use. The remaining materials can be used in the natural circulation process, because the nutrients such as nitrogen, phosphorous and carbon, and also trace elements remain in the digested matter. In biogas plants a huge variety of substrates can be used. The adaption of biogas technology to the special conditions of the substrates, the increase of the prices for energy, the aim to replace fossil energies with renewable energies will be forced in the next years. / Việc sử dụng chất thải có thể tái tạo được để sản xuất năng lượng sinh học là vấn đề còn đang được thảo luận vì sự cạnh tranh với thức ăn hoặc thức ăn cho động vật. Việc xử lý các chất thải hữu cơ là cần thiết để giữ sạch môi trường. Sự kết hợp của các đề xuất đó, tận dụng các chất thải và sản xuất năng lượng tái tạo có thể có thể được kết hợp với một số kỹ thuật. Ở Việt Nam, nhu cầu năng lượng sẽ tăng lên nhanh chóng trong những năm tiếp theo, bởi vì rất nhiều người vẫn chưa có điện sử dụng. Sự phát triển của các nguồn năng lượng chỉ giới hạn chủ yếu là các nhà máy điện lớn trung tâm sử dụng thủy điện và các nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Vì vậy, trong nước tồn tại tiềm năng đáng kể cho các nguồn năng lượng bền vững như sinh khối và những nguồn khác. Tiềm năng khí sinh học lớn do quần thể động vật nuôi rất lớn. Có hơn 30 triệu động vật trong trang trại, chủ yếu là lợn, bò, trâu nước. Tiềm năng sử dụng khí sinh học rất cao. Sản xuất khí sinh học rất có hiệu quả kinh tế trong các nhà máy nhỏ và lớn, do đó, các thiết bị phản ứng tạo khí sinh học ở các hộ gia đình là một cơ hội để sản xuất năng lượng tái tạo trong các thành phố hay làng mạc nhỏ với số lượng lớn các gia súc được chăn nuôi. Ưu điểm của việc xử lý kỵ khí các chất thải hữu cơ là làm việc trong vòng khép kín. Việc xử lý các chất thải hữu cơ và sử dụng bùn phân hủy từ các nhà máy xử lý nước thải là các ví dụ cho việc tuần hoàn các vật chất sau khi sử dụng. Các vật chất còn lại có thể được sử dụng trong quá trình tuần hoàn tự nhiên, vì các chất dinh dưỡng như phốt pho, nitơ và carbon, và cả các nguyên tố vi lượng vẫn tồn tại trong nguyên liệu đã phân hủy. Trong các nhà máy khí sinh học, rất nhiều loại chất nền có thể được sử dụng. Sự cải tiến công nghệ sản xuất khí sinh học theo các điều kiện đặc biệt của các chất nền, sự gia tăng của giá năng lượng, mục đích thay thế nguồn năng lượng hóa thạch bằng năng lượng tái tạo sẽ là bắt buộc trong những năm tới.

The need for a green clean living environment is increasing today, with the boom of the socioeconomic development, educational level. However, the environmental pollution becomes an alerted global issue due to the large amount of wastes discharged making this need to be not easily met at the moment. Greenhouse gas emission mainly from energy, transport and agricultural land use is causing climate change because of their long atmospheric lifetime and trapping the heat in the atmosphere. Harmful effects and damages caused by environment pollution and climate change are unpredictable. It was reported that every year millions of people die because of fine particles when exposing to air pollution and other millions die from water-born diseases. Management and monitoring of air and water pollution by using GIS technology is an effective method. The measured data can be obtained continuously, quickly and accurately at stations in any regions even with complex terrain. This helps reduce the required number of employees, manage automatically and continuously a large number of data. / Ngày nay nhu cầu về một môi trường sống xanh, sạch đang gia tăng, với sự bùng nổ của phát triển kinh tế - xã hội và trình độ dân trí. Tuy nhiên, ô nhiễm môi trường đang trở thành một vấn đề cảnh báo toàn cầu do số lượng lớn các chất thải được xả ra môi trường làm cho nhu cầu này không dễ dàng được đáp ứng tại thời điểm này. Phát thải khí nhà kính chủ yếu là từ sử dụng năng lượng, giao thông vận tải và đất nông nghiệp đang gây ra biến đổi khí hậu vì thời gian tồn tại của cúng dài và giữ nhiệt trong khí quyển. Các ảnh hưởng xấu và thiệt hại gây ra bởi ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu là không thể đoán trước. Thông tin báo cáo chỉ ra rằng mỗi năm có hàng triệu người chết vì hít các hạt bụi mịn khi tiếp xúc với ô nhiễm không khí; và hàng triệu người khác chết vì bệnh do nước sinh ra. Quản lý và giám sát ô nhiễm không khí và nước bằng cách sử dụng công nghệ GIS là một phương pháp hiệu quả. Các dữ liệu đo có thể được lấy liên tục, nhanh chóng và chính xác tại các trạm ở bất kể khu vực nào, ngay cả nơi có địa hình phức tạp. Điều này giúp làm giảm số lượng lao động cần thiết, quản lý tự động và liên tục một số lượng lớn dữ liệu.

The quick social economic development of Vietnam stimulates great demand of quality as well as quantity on transport service by the increasingly growing needs of customer for transportation. The railway passenger transport is currently still an important branch of a country’s transport system because it is safer, more eco-friendly and much more efficient in comparison to another means. However, the increasing of the number of passengers is the main causes of fast increasing waste amount from the rail service. The aim of this paper is to study how the organic waste from rail service is managed and treated today by the Vietnam railways. The paper ends with some proposal solutions for treating and disposing of organic waste by applying renewable energy technologies for climate change mitigation to protect human health and the environment. / Sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Việt nam dẫn đến nhu cầu vận chuyển hành khách ngày càng tăng mạnh về số lượng cũng như chất lượng dịch vụ. Vận chuyển hành khách bằng đường sắt hiện tại ở Việt nam vẫn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống vận tải quốc gia do lợi thế an toàn cao, thân thiện với môi trường và lợi ích cao của nó so với các phương tiện khác. Tuy nhiên sự biến động lớn của lượng hành khách đi tàu là nguyên nhân làm cho lượng rác thải từ các dịch vụ đường sắt cũng tăng mạnh. Bài báo tập trung vào nghiên cứu và làm rõ hiện trạng quản lý chất thải hữu cơ trên đường sắt Việt nam hiện nay cũng như các chiến lược nhằm xử lý chất thải hữu cơ, sử dụng công nghệ năng lượng tái tạo nhằm bảo vệ môi trường, giảm thiểu biến đổi khí hậu.

In order to evaluate the effect of seaweeds in bio-filtration for removing nitrogen from marine aquaculture and in bioenergy production, Ulva sp. was used in this study. Experiments were triplicated and run in 3-day incubation at salinities with 30 psu, 10 psu and 5 psu in different initial ammonium nitrogen concentrations from 100 μM to 10,000 μM, equivalently to marine aquaculture conditions. The highest concentrations of ammonium removed were about 690 μmol (12.42 mg) NH4+ at 30 psu, 410 μmol (7.38 mg) NH4+ at 10 psu and 350 μmol NH4+(6.3 mg NH4+) at 5 psu in three days of incubation, while highest growth rates of Ulva sp. were 49% and 150% per day at 500 μM of initial ammonium concentration, similarly to the growth rate reported in microalgae. Moreover, after these experiments, biomass of Ulva sp. has been tested for bioenergy producing goals, because the carbohydrate concentration of this alga was very high, reaching 60-70% of DW. Thus, Ulva sp. can be cultured to remove nitrogen concentration in eutrophication conditions at aquaculture systems in combination with the purpose of bioenergy production after harvesting. / Để đánh giá hiệu quả của tảo biển trong việc lọc sinh học loại bỏ hợp chất ni tơ từ việc nuôi trồng thủy sản và trong việc sản xuất năng lượng sinh học, Ulva sp. đã được sử dụng trong nghiên cứu này. Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần và chạy trong 3 ngày trong tủ ổn nhiệt tại các điều kiện độ mặn 30psu, 10psu, 5psu ở các nồng độ NH4+-N từ 100μM đến 10.000μM, tương đương với điều kiện nuôi trồng thủy sản nước mặn. Nồng độ cao nhất của NH4+-N được loại bỏ khoảng 690 μmol NH4+(12,42mg NH4 +) tại 30psu, 410μmol NH4+(7,38mg NH4+) tại 10psu và 350 μmol NH4+(6.3mg NH4+) tại 5psu, trong đó tỉ lệ sinh trưởng của Ulva sp. là rất cao, sinh trưởng từ 49 đến 150% mỗi ngày tại nồng độ ammonium ban đầu 500 μM tương đương với sinh trưởng của vi tảo. Hơn nữa, sau các thí nghiệm trên, sinh khối của Ulva sp. được thử nghiệm sản xuất năng lượng sinh học vì hàm lượng carbohydrate trong tảo rất cao, chiếm khoảng 60-70% trọng lượng khô của tảo. Như vậy, Ulva sp. có thể được nuôi trồng để loại bỏ hợp chất ni tơ trong điều kiện phú dưỡng của các hệ thống nuôi trồng thủy sản, kết hợp với mục tiêu sản xuất năng lượng sinh học sau thu hoạch.