Nghiên cứu nâng cao hiệu quả và giảm chi phí xử lý nước rỉ rác

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VÀ GIẢM CHI PHÍ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu) CƠ QUAN QUẢN LÝ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 7/ 2007 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU Từ năm 1990 đến nay, với tăng trƣởng kinh tế, đời sống ngƣời dân ngày đƣợc nâng cao, lƣợng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày lớn, thành phố Hồ Chí Minh khối lƣợng chất thải rắn sinh hoạt vƣợt khỏi số triệu năm, câu chuyện rác hệ lụy môi trƣờng từ rác “nóng lên” năm gần Với khối lƣợng 7.000 chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày, phƣơng pháp xử lý chơn lấp, thành phố có bãi chơn lấp (BCL) hợp vệ sinh, BCL Gò Cát, Phƣớc Hiệp Phƣớc Hiệp 1A (mới vào hoạt động) Cho đến (6/07) tổng khối lƣợng rác đƣợc chôn lấp BCL Gò Cát Phƣớc Hiệp lên đến số 7.900.000tấn, Gị Cát 4.600.000tấn, Phƣớc Hiệp1 3.300.000tấn Theo thiết kế lẽ BCL Gị Cát, Phƣớc Hiệp phải đóng bãi nhiều tháng nhƣng BCL Phƣớc Hiệp đóng bãi thời gian gần BCL Gị Cát tiếp tục nhận hàng nghìn rác ngày Và tải dẫn đến hậu mặt môi trƣờng, nhƣ mùi hôi nồng nặc phát sinh từ BCL phát tán hàng kilomét vào khu vực dân cƣ xung quanh vấn đề nghiêm trọng nửa tồn đọng hàng trăm ngàn mét khối nƣớc rác BCL với lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh thêm ngày khoảng 1.000 - 1.500m3 BCL nuớc rỉ rác nguồn hiểm họa ngầm mơi trƣờng Mặc dù BCL có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc áp dụng BCL bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải, đặc biệt hai tiêu COD nitơ (TCVN 5945-1995, cột B), tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý cao, khó kiểm sốt, cơng suất xử lý khơng đạt thiết kế Nguyên nhân thay đổi nhanh thành phần nƣớc rỉ rác theo thời gian vận hành BCL, với thành phần phức tạp(các chất hữu khó/khơng có khả phân hủy sinh học tăng dần nồng độ ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn công nghệ xử lý chƣa phù hợp dẫn đến nƣớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trƣờng thải sông, rạch hạn chế lƣợng nƣớc rỉ rác BCL tiếp tục tăng lên Vấn đề đƣợc đặt phải tìm cơng nghệ thích hợp để xử lý hết lƣợng nƣớc rỉ rác tồn đọng, cải tạo lại hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác hữu, cơng nghệ tham khảo điển hình xử lý nƣớc rỉ rác BCL tƣơng lai Với lý việc nghiên cứu công nghệ thích hợp kết hợp q trình hóa lý, sinh học, hóa học nhằm đƣa giải pháp tối ƣu mặt công nghệ (xử lý chất khó phân hủy sinh học hợp chất nitơ), hiệu kinh tế nhƣ đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải để giảm thiểu “hiểm họa ngầm” từ nƣớc rỉ rác môi trƣờng 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu đƣợc thực với mục đích: - Đánh giá trạng xử lý nƣớc rỉ rác nay; - Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý chất hữu khó/khơng phân hủy sinh học hợp chất nitơ nƣớc rỉ rác; Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường 1-1 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác - Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác đạt tiêu chuẩn xả thải phù hợp với điều kiện thành phố Hồ Chí Minh nhằm giảm chi phí xử lý cho nƣớc rỉ rác 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt đƣợc mục đích trên, nội dung nghiên cứu sau đƣợc thực hiện:  Thu thập số liệu - Thu thập số liệu thành phần nƣớc rỉ rác giới Việt Nam; - Thu thập tổng hợp kết nghiên cứu vận hành thực tế trình xử nƣớc rỉ rác giới; - Thu thập tổng hợp kết nghiên cứu vận hành thực tế trình xử lý nƣớc rỉ rác Việt Nam  Khảo sát thực tế - Khảo sát trạng chôn lấp rác BCL địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, lấy mẫu phân tích thành phần nƣớc rỉ rác BCL; - Khảo sát dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác BCL địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, lấy mẫu phân tích thành phần nƣớc rỉ rác trƣớc sau xử lý hệ thống xử lý; - Đánh giá công nghệ hiệu xử lý hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác số BCL hoạt động  Nghiên cứu xử lý NH3 - Xác định thơng số thích hợp xử lý hợp chất nitrogen kết hợp trình Sharon Anammox; - Xác định thơng số thích hợp xử lý ammonium q trình đuổi khí (air stripping)  Nghiên cứu xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học Kế thừa kết nghiên cứu vận hành thực tế có, kết hợp thêm số thí nghiệm cần thiết để xác định thơng số thích hợp xử lý chất hữu khó/khơng phân hủy nƣớc rỉ rác (sau xử lý N-NH3) phƣơng pháp hóa lý hóa học: - Keo tụ; - Oxy hóa nâng cao (thí nghiệm sử dụng nƣớc thải: (1) nƣớc sau air stripping, (2) nƣớc sau xử lý air stripping  hiếu khí); - Than hoạt tính;  Đề xuất cơng nghệ thích hợp để xử lý nƣớc rỉ rác;  Xây dựng mô hình pilot BCL Phƣớc Hiệp (cơng suất 3,0m3/ngđ);  Tổng hợp, phân tích số liệu đánh giá hiệu kinh tế Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường 1-2 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác 1.4 TỔ CHỨC VÀ THÀNH VIÊN THỰC HIỆN Các thành viên tham gia thực Số TT Họ tên 01 Nguyễn Thị Phƣơng Loan 02 Hoàng Thụy Dzoanh Dzoanh 03 Nguyễn Thị Thanh Trang -nt- 04 Nguyễn Thị Nhƣ Tuyền -nt- 05 Phạm Thành Hiệp -nt- 06 Lê Thanh Phong -nt- 07 Đỗ Lâm Nhƣ Ý -nt- 08 Đỗ Hoàng Kim -nt- 09 Bùi Đặng Thúy Vy -nt- 10 Nguyễn Thị Phƣơng Thúy 11 Khƣu Diễm Thúy Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường Đơn vị công tác Chủ trì TT Cơng nghệ Quản lý Mơi trƣờng Khoa môi trƣờng - Đại Học Văn Lang -nt- 1-3 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NƢỚC RỈ RÁC 2.1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN NƢỚC RỈ RÁC 2.1.1 Tổng quan thành phần nƣớc rỉ rác giới Nƣớc rỉ rác từ bãi chôn lấp đƣợc định nghĩa chất lỏng thấm qua lớp chất thải rắn mang theo chất hòa tan chất lơ lửng (Tchobanoglous et al., 1993) Trong hầu hết bãi chôn lấp nƣớc rỉ rác bao gồm chất lỏng vào bãi chôn lấp từ nguồn bên ngoài, nhƣ nƣớc mặt, nƣớc mƣa, nƣớc ngầm chất lỏng tạo thành trình phân hủy chất thải Đặc tính chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số Mặc dù, quốc gia có quy trình vận hành bãi chơn lấp khác nhau, nhƣng nhìn chung thành phần nƣớc rỉ rác chịu ảnh hƣởng yếu tố nhƣ sau:  Chất thải đƣợc đƣa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải tỷ trọng chất thải;  Quy trình vận hành BCL: trình xử lý sơ chiều sâu chôn lấp;  Thời gian vận hành bãi chơn lấp;  Điều kiện khí hậu: độ ẩm nhiệt độ khơng khí;  Điều kiện quản lý chất thải Các yếu tố ảnh hƣởng nhiều đến đặc tính nƣớc rỉ rác, đặc biệt thời gian vận hành bãi chôn lấp, yếu tố định đƣợc tính chất nƣớc rỉ rác chẳng hạn nhƣ nƣớc rỉ rác cũ hay mới, tích lũy chất hữu khó/khơng có khả phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ thay đổi cấu trúc Do yếu tố ảnh hƣởng mà thành phần đặc trƣng nƣớc rỉ rác số nƣớc giới đƣợc trình bày cụ thể Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.1 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia giới Thành phần pH COD BOD NH4 TKN Chất rắn tổng cộng Chất rắn lơ lửng Tổng chất rắn hòa tan Tổng Phosphat (PO4) Độ kiềm tổng Ca Mg Na Đơn vị Columbia (ii) Canada (iii) Pereira Clover Bar (5 năm vận hành) (Vận hành từ năm 1975) 7,2 – 8,3 8,3 mgO2/l 4.350 – 65.000 1.090 mgO2/l 1.560 – 48.000 39 200 – 3.800 455 mg/L 7.990 – 89.100 mg/L 190 – 27.800 mg/L 7.800 – 61.300 mg/L – 35 mgCaCO3/L 3.050 – 8.540 4.030 mg/L mg/L mg/L - Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường Đức (iv) BCL CTR đô thị 2.500 230 1.100 920 200 150 1.150 2-1 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Thành phần Đơn vị Clmg/L SO42mg/L Fe mg/L Zn mg/L Nguồn: (i): Lee & Jone, 1993 (ii): Diego Paredes, 2003 (iii): F Wang et al., 2004 (iv): KRUSE, 1994 Columbia (ii) Canada (iii) Pereira Clover Bar (5 năm vận hành) (Vận hành từ năm 1975) - Đức (iv) BCL CTR đô thị 2.150 240 25 0,6 Bảng 2.2 Thành phần nƣớc rỉ rác Đức (theo giai đoạn phân hủy) Thành phần Đơn vị BCL hợp vệ sinh ClN-NH3 N-NO2 N-NO3 Nitơ tổng Phosphate tổng As Cd Ni Pb Cr tổng Cu Hg mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 100 – 5.000 30 – 3.000 – 25 0,1 – 50 50 – 5.000 0,1 – 30 0,005 – 0,16 0,0005 – 0,14 0,02 – 2,05 0,008 – 1,02 0,03 – 1,6 0,004 – 1,4 0,0002 – 0,1 pH BOD5 COD BOD5/COD SO42Fe tổng Zn mgO2/L mgO2/L mg/L mg/L mg/L 4,5 – 7,5 4.000 – 40.000 6.000 – 60.000 70 – 1.750 20 – 2.100 0,1 – 120 pH BOD5 COD BOD5 /COD SO42Fe tổng Zn mgO2/L mgO2/L mg/L mg/L mg/L 7,5 – 20 – 555 500 – 4.500 10 – 420 – 280 0,03 - BCL hợp vệ sinh - giá trị trung bình BCL độc hại Giai đoạn thủy phân 2.100 36 – 36.146 750 < – 6.036 0,5 0,02 – 131 0,1 – 14.775 1.250 – 3.892 0,03 – 52 0,16 < – 240 0,006 20 – 2.000 0,2 14 – 30.000 0,09 4–525 0,3 0,009 – 35 0,08 1,3 – 8.000 0,01 0,17 – 50 Giai đoạn axít hóa 6,1 5,9 – 11,6 13.000 41 – 15.000 22.000 50 – 35.000 0,58 500 18 – 14.968 780 0,38 – 95,8 20 – 27.242 Giai đoạn methan hóa 5,9 – 11,6 1803 41 – 15.000 3.000 50 – 35.000 0,06 80 18 – 14.968 15 0,08 – 95,8 0,6 20 – 27.242 BCL độc hạigiá trị trung bình 6.701 538 7,85 720 782 8,4 51 159 2.354 137 3.5 592 5,9 7,9 2.343 3.688 2.572 17,8 3.390 7,9 2.343 3.688 2.572 17,8 3.390 Nguồn: (ATV, 1988 and ATV, 1993) Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường 2-2 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Bảng 2.3 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á Thái Lan Thành phần pH Độ dẫn điện Đơn vị µS/cm BCL Phitsanuclok NRR cũ (ii) BCL Khon- Kaen BCL Saen- Suk NRR (i) NRR cũ (i) 7,45 7,23 – 7,63 15.170 - Mùa khô Mùa mƣa 7,8 – 9,1 25.000 9.700 – 20.500 26.500 2.800 – 3.303 1.009 – 3.550 600 – 700 100 – 850 880 – 1.385 340 – 555 11.390–13.490 7.900–11.595 1.883 – 2.049 28 – 1.857 79 – 117 33 – 70 1.967 – 2.166 75 – 1.918 23,1 – 59,2 5,3 – 15,8 COD mgO2/L 13.240 1.075 – 1.417 BOD5 mgO2/L 9.170 145 – 533 SS mg/L 3.440 227 – 587 TS mg/L N-NH3 mg/L 1.400 N-NO3mg/L 0,14 N-Org mg/L Nitơ tổng mg/L Phospho tổng mg/L 62,9 Clmg/L 5.889 Zn mg/L 0,035 – 1,120 0,02 Cd mg/L 0,12 Pb mg/L 0,09 0,066 – 0,121 Cu mg/L 0,07 0,003 – 0,043 Cr mg/L 0,02 0,004 – 0,336 As µg/L 0,05 Mn µg/L 1,42 Fe µg/L 26,38 Mg µg/L 0,08 Ni µg/L 0,11 Sr µg/L 378 Na µg/L 0,17 Al µg/L Si µg/L 0,05 Fecal coliform MPN/100Ml 0,55 VFA mg/L 50- 357 Nguồn: (i): Chuleemus Boonthai Iwai and Thammared Chuasavath, 2002; Mitree Siribunjongsak and Thares Srisatit, 2004; (ii): Kwanrutai Nakwan, 2002 Bảng 2.4 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á (tiếp theo) Thành phần pH Độ dẫn điện COD BOD5 SS TS N-NH3 N-Org Phospho tổng Cl- Đơn vị Thái Lan µS/cm mgO2/L mgO2/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L BCL Pathumthani (ii) 7,8 – 8,7 19.400 – 23.900 4.119 – 4.480 750 – 850 141 – 410 10.558 – 14.373 1.764 – 2.128 300 – 600 25 – 34 3.200 – 3.700 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường Hàn Quốc (iii) Sukdowon NRR năm 5,8 Sukdowon NRR 12 năm 8,2 12.500 7.000 400 200 4.500 2.000 500 20 1.800 4.500 2-3 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Thành phần Đơn vị Hàn Quốc (iii) Thái Lan BCL Pathumthani (ii) 0,873 – 1,267 Zn mg/L Cd mg/L Pb mg/L 0,09 – 0,330 Cu mg/L 0,1 – 0,157 Cr mg/L 0,495 – 0,657 Độ kiềm mgCaCO3/L VFA mg/L 56 – 2.518 Nguồn: (ii): Kwanrutai Nakwan, 2002 (iii): Jong-Chou Won et al., 2004 Sukdowon NRR năm 2.000 - Sukdowon NRR 12 năm 10.000 - Tuy đặc điểm công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác khu vực nhƣng nƣớc rỉ rác nhìn chung có tính chất giống có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO2/L) nƣớc rỉ rác nồng độ COD, BOD thấp BCL cũ Từ số liệu thống kê cho thấy, giá trị pH nƣớc rỉ rác tăng theo thời gian, hầu hết nồng độ chất nhiễm nƣớc rỉ rác giảm dần theo thời gian, ngoại trừ nồng độ NH3 NRR cũ cao (nồng độ trung bình khoảng 1.800mg/L) Nồng độ kim loại hầu nhƣ thấp, ngoại trừ nồng độ sắt Khả phân hủy sinh học nƣớc rỉ rác thay đổi theo thời gian, dễ phân hủy giai đoạn đầu vận hành BCL khó phân hủy BCL vào giai đoạn hoạt động ổn định Sự thay đổi đƣợc biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, thời gian đầ tỷ lệ lên đến 80-90%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn 0,4 chứng tỏ chất hữu nƣớc rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học bãi chôn lấp cũ, tỷ lệ thƣờng thấp nằm khoảng 0,05 – 0,2, tỷ lệ thấp nhƣ nƣớc rỉ rác cũ chứa lignin, axít humic axít fulvic chất khó phân hủy sinh học 2.1.2 Tổng quan thành phần nƣớc rỉ rác Việt Nam Hiện nay, Việt Nam có BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh hoạt động nhƣ: BCL Nam Sơn, Phƣớc Hiệp số 2, BCL Gò Cát Mặc dù BCL có thiết kế hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác, hầu hết BLC nhận rác nhƣng hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác chƣa xây dựng, nguyên nhân gây tồn đọng nƣớc rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trƣờng Trong số BCL chất thải rắn sinh hoạt có BCL có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc vận hành vào thời điểm (2/2007), hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác BCL Nam Sơn hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác BCL Phƣớc Hiệp, ngồi cịn có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác BCL Gò Cát nhƣng xử lý với công suất 15 – 20m3/ngày so với thiết kế ban đầu 400m3/ngày Công suất xử lý hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác hầu nhƣ không xử lý hết lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh ngày BCL, hầu hết hồ chứa nƣớc rỉ rác BCL tình trạng đầy khơng thể tiếp nhận nƣớc rỉ rác thêm Thậm chí cịn có trƣờng hợp phải sử dụng xe bồn để chở nƣớc rỉ rác sang nơi khác xử lý (BCL Gò Cát) có nơi phải xây dựng thêm hồ chứa nƣớc rỉ rác để giải tình hình ứ đọng nƣớc rỉ rác nhƣ BCL cơng trình tƣơng đối với Việt Nam, việc vận hành BCL chƣa với thiết kế, hoạt động tải BCL, cố xảy trình vận hành (trƣợt đất, hệ thống ống thu nƣớc rỉ rác bị nghẹt, …) làm thành phần nƣớc rỉ rác thay đổi lớn gây ảnh hƣởng đến hiệu xử lý nƣớc rỉ rác Nƣớc rỉ rác phát sinh từ hoạt động bãi chôn lấp nguồn gây ô nhiễm lớn đến mơi trƣờng Nó bốc mùi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, nƣớc rỉ rác Trung Tâm Cơng Nghệ Quản Lý Môi Trường 2-4 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt Hơn nữa, lƣợng nƣớc rỉ rác có khả gây ô nhiễm nặng nề đến môi trƣờng sống nồng độ chất nhiễm có nƣớc cao lƣu lƣợng đáng kể Cũng nhƣ nhiều loại nƣớc thải khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO42-, ) tính chất (khả phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí, ) nƣớc rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp thông số quan trọng dùng để xác định cơng nghệ xử lý, tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lƣợng hoá chất tối ƣu xây dựng qui trình vận hành thích hợp Thành phần nƣớc rỉ rác số BCL thành phố Hồ Chí Minh đƣợc trình bày Bảng 2.5 Trung Tâm Cơng Nghệ Quản Lý Môi Trường 2-5 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Bảng 2.5 Thành phần nƣớc rỉ rác số BCL Thành phố Hồ Chí Minh CHỈ TIÊU KẾT QUẢ ĐƠN VỊ Phƣớc Hiệp Gị Cát Đơng Thạnh NRR 2,3,4/2002 NRR cũ /2006 NRR 1,4/2003 NRR cũ 4/03- 8/06 NRR 2,4/2002 NRR 8,11/2003 - 4,8 – 6,2 7,5 – 8,0 5,6 – 6,5 7,3 – 8,3 6,0 – 7,5 8,0 – 8,2 mg/L 300 – 12.200 9.800 – 16.100 18.260 – 20.700 6.500 – 8.470 10.950 – 15.800 9.100 – 11.100 mgCaCO3/L 833 – 667 590 5733 – 8.100 - 1.533 – 8.400 1.520 – 1.860 mg/L 1.670 – 2.740 40 – 165 2.031 – 2.191 110 – 670 1.122 – 1.1840 100 – 190 SS mg/L 1.760 – 4.310 90 – 4.000 790 – 6.700 - 1.280– 3.270 169 – 240 VSS mg/L 1.120 – 3.190 - - - - - COD mgO2/L 39.614 – 59.750 2.950 – 7.000 24.000 – 57.300 1.510 – 4.520 38.533 – 65.333 916 – 1.702 BOD mgO2/L 30.000 – 48.000 1.010 – 1.430 18.000 – 48.500 240 – 2.120 33.570 – 56.250 235 – 735 VFA mg/L 21.878 – 25.182 - 16.777 - - - N-NH3 mg/L 297 – 790 1.360 – 1.720 760 – 1.550 1.590 – 2.190 1.245 – 1.765 520 – 785 N-Organic mg/L 336 – 678 - 252 – 400 110 – 159 202 – 319 - SO42- mg/L 1600 – 2.340 - 2.300 – 2.560 - 1.216 – 2.235 30 – 45 Humic mg/L - 297 – 359 250 – 350 767 – 1.150 - 275 – 375 Lignin mg/L - 52 – 86 - 74,7 - 36,2 – 52,6 Dầu khoáng mg/L - - - - - 10 – 16,5 H2S mg/L 106 - 4,0 - - - Phenol mg/L - - - - - 0,32 – 0,60 Chất hoạt động bề mặt mg/L - - 1,71 - - 0,17 – 0,24 Thời gian lấy mẫu pH TDS Độ cứng tổng Ca 2+ Trung tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường 2-6 Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác LỜI NĨI ĐẦU Thành phố Hồ Chí Minh, với dân số 6.239.938 ngƣời (2005) sống 24 quận huyện (2005), với 800 nhà máy riêng rẽ, 23.000 sở sản xuất vừa nhỏ, 500 nhà máy nằm 12 Khu Công Nghiệp tập trung, 03 Khu Chế Xuất 01 Khu Công Nghệ Cao, 59 bệnh viện, 400 trung tâm chuyên khoa, trung tâm y tế, phòng khám đa khoa trạm y tế, gần 6.000 phòng khám tƣ nhân, đổ ngày khoảng 7.000 chất thải rắn sinh hoạt, 1.000-1.100 chất thải rắn xây dựng (xà bần), khoảng 1.000 (ƣớc tính) chất thải rắn cơng nghiệp, có khoảng 100-180 chất thải nguy hại, 7-9 chất thải rắn y tế Cho đến (6/2007), phƣơng pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh chơn lấp Trong năm trƣớc đây, dân số thành phố thấp (2-3 triệu ngƣời), mật độ dân cƣ thƣa thớt, đất đai nhiều, thành phố cần bãi đổ chất thải rắn với khối lƣợng chôn lấp khoảng vài trăm ngàn năm xa khu dân cƣ, nên mức độ ô nhiễm bãi đổ chất thải rắn đến môi trƣờng không đáng kể Từ năm 1990 đến nay, với tăng trƣởng kinh tế, đời sống ngƣời dân ngày đƣợc nâng cao, lƣợng chất thải rắn ngày lớn, khối lƣợng chất thải rắn vƣợt khỏi số triệu năm, từ năm này, câu chuyện rác hệ lụy môi trƣờng từ rác “nóng lên” Bãi chơn lấp ảnh hƣởng nghiêm trọng môi trƣờng sống vùng dân cƣ lân cận Khơng có năm nào, thành phố khơng có kiện “nổi đình đám” nhiễm từ bãi chôn lấp Hơn nữa, với khối lƣợng chất thải rắn tăng nhanh chóng, bãi chơn lấp nhanh chóng bị lấp đầy, thành phố phải tìm vị trí để xây dựng thêm bãi chơn lấp, nguồn phát sinh ô nhiễm Tuy nhiên sau bị lấp đầy, bãi chơn lấp phải đƣợc đóng lại theo trình tự tiêu chuẩn kỹ thuật để giảm thiểu lƣợng nƣớc rị rỉ khí bãi chơn lấp, q trình quan trắc, tu phải kéo dài hàng chục năm Điều có nghĩa là, nguồn nhiễm chƣa giải xong nguồn ô nhiễm lại sinh Thành phố có BCL hợp vệ sinh, BCL Gị Cát, Phƣớc Hiệp 1, Phƣớc Hiệp 1A (mới vào hoạt động) với tổng khối lƣợng rác đƣợc chôn lấp lên đến số 7.900.000tấn, Gị Cát l 4.600.000tấn, Phƣớc Hiệp1 3.300.000tấn Theo thiết kế lẽ BCL Gị Cát, Phƣớc Hiệp phải đóng bãi nhiều tháng nhƣng BCL Phƣớc Hiệp đóng bãi thời gian gần BCL Gị Cát tiếp tục nhận hàng nghìn rác ngày Sự tải dẫn đến hậu mặt môi trƣờng, nhƣ mùi hôi nồng nặc phát sinh từ BCL phát tán hàng kilomét đến khu vực dân cƣ xung quanh vấn đề nghiêm trọng nửa tồn đọng hàng trăm ngàn mét khối nƣớc rác BCL với lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh thêm ngày khoảng 1.000- 1.500m3 BCL nuớc rỉ rác nguồn “hiểm họa ngầm” môi trƣờng, ngƣời Mặc dù BCL có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng công nghệ đƣợc áp dụng BCL bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý cao, khó kiểm sốt, cơng suất xử lý khơng đạt thiết kế Đó nhƣợc điểm bãi chôn lấp Nhƣng năm gần đây, đặc biệt sau nghị định thƣ Kyoto đƣợc kí kết, nhiều yếu tố có lợi kinh tế bắt đầu xuất bãi chôn lấp, nhƣ chƣơng trình Quĩ Tín Dụng Carbon (CCF – Carbon Credit Fund) với giá mua 3,5 USD/đơn vị Carbon, nhiều nơi đặt mua sản phẩm phân hủy bãi chôn lấp, Trong hoàn cảnh nhƣ vậy, tìm kiếm cơng nghệ khả thi, thành phố phải trì bãi chơn lấp để xử lý chất thải rắn, việc nghiên cứu cơng nghệ thích hợp để xử lý nƣớc rỉ rác việc làm cần thiết để giải khó khăn cho thành phố công tác quản lý chất thải rắn Hiệu nghiên cứu không ứng dụng cho bãi chơn lấp hoạt động mà cịn cho bãi chôn lấp tƣơng lai Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường i Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn Sở Khoa Học & Công Nghệ Tp.HCM tài trợ kinh phí để thực đề tài nghiên cứu này, bên cạnh nhóm nghiên cứu xin bày tỏ cảm ơn Công Ty Môi Trƣờng Đơ Thị Thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để mơ hình đƣợc triển khai BCL Phƣớc Hiệp Nhóm Nghiên Cứu Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường ii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nƣớc rỉ rác Qui mơ 3,5 m3 /ngày đêm ThS Nguyễn Thị Phƣơng Loan Nghiệm thu ngày 06/7/2007 Mỗi BCL có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc áp dụng BCL bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải, đặc biệt hai tiêu COD nitơ, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý cao, khó kiểm sốt, cơng suất xử lý khơng đạt thiết kế Vấn đề đƣợc đặt phải tìm cơng nghệ thích hợp để xử lý hết lƣợng nƣớc rỉ rác tồn đọng, cải tạo lại hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác hữu, công nghệ tham khảo điển hình xử lý nƣớc rỉ rác BCL tƣơng lai Với lý việc nghiên cứu cơng nghệ thích hợp kết hợp q trình hóa lý, sinh học, hóa học nhằm đƣa giải pháp tối ƣu mặt cơng nghệ (xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học hợp chất nitơ), hiệu kinh tế nhƣ đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải để giảm thiểu “hiểm họa ngầm” từ nƣớc rỉ rác mơi trƣờng Đề tài nghiên cứu qui trình cơng nghệ kết hợp bao gồm: 1) Thổi khí đuổi NH3, tạo điều kiện thuận lợi cho trình sinh học; 2) Bể bùn hoạt tính hiếu khí khử chất hữu ammonia cịn lại từ q trình thổi khí 3) Keo tụ oxy hóa để xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học; 4) Than hoạt tính nhằm xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học cịn lại, để đạt COD< 100 mg/l Tháp thổi khí bể sục khí cho phép xử lý 60%- 65% NH3 14-30% COD Bể bùn hoạt tính xử lý 35 - 40 % NH3 10-15 % COD Keo tụ xử lý 38 - 50 % COD Oxy hóa xử lý khỏang - 6% COD tổng than họat tính xử lý khoảng -7 % COD tổng Kết nghiên cứu đƣợc kiểm tra mơ hình thực nghiệm 3,5m3/ngày bãi rác Phƣớc Hiệp Kết cho thấy hiệu xử lý cao ổn định: nƣớc sau xử lý coù COD dao động < 100 mg/l, N< 30 mg/l Chi phí xử lý nƣớc rác khoảng: 61.590 đ/m3 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường iii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác SUMMARY OF RESEARCH CONTENT Research on improving the efficiency and reducing the cost for leachate treament, Q = 3.5 m3 /day MsC Nguyen Thi Phuong Loan 06 July 2007 Every landfill has the leachate treatment but these treatments that is applying at landfills still has a lot of disadvantages such as quality of treated leachate under Discharge Standard, particularly parameters of COD and Nitrogen, a large number of consumed chemistry, high cost of treatment, difficult control, and uneffective treatment capacity It’s important to choice and propose the appropriate technological solutions in order to treat all the amount of leachate, improve the existing leachate treatment system, and typically reference technology for the treatment of new landfills in the future For that reason why research on the appropriate technology of combined physio-chemical, biological and chemical methods is given as dominant technological solution (for treating undegradable organic matters and nitrogen compound) with high efficiency, ensured discharge standard As a result, potential disasters will be controlled and put down on environment from the leachate The project is researched with the combined technology including: 1) Blowing air to remove NH3 as an advantage for biological treatment; 2) Aerobic activated sludge tank for removing these remaining organic matters and ammonia after air-blowing; 3) Coagulation and oxygenzation for removing undegradable organic matters; 4) Used activated carbon for removing finally remaining undegradable organic matters in order to meet COD< 100 mg/l Either air-blowing tower or aerotank obtains the efficiency with 60%- 65% NH3 and 14-30% COD Active-sludge tank obtains the efficiency with 35 - 40 % NH3 and 10-15 % COD Oxygenzation tank obtains the efficiency with - 6% total COD and activated carbon with % total COD Results of the research is checked by the pilot with capacity of 3,5m3/day at Phuoc Hiep landfill These results show high and stable efficiency with COD < 100 mg/l, N< 30 mg/l of treated leachate quality Cost of leachate treatment is about 61,590 VND/m3 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường iv Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác MỤC LỤC Trang Lời nói đầu i Tóm tắt đề tài iii Mục lục v Chữ viết tắt vii Danh sách bảng viii Danh sách hình ix Phụ lục xiii Tài liệu tham khảo xiv CHƢƠNG 1-1 GIỚI THIỆU CHUNG 1-1 1.1 GIỚI THIỆU 1-1 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1-1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1-2 1.4 TỔ CHỨC VÀ THÀNH VIÊN THỰC HIỆN 1-3 CHƢƠNG 2-1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC RỈ RÁC 2-1 2.1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN NƢỚC RỈ RÁC 2-1 2.1.1 Tổng quan thành phần nƣớc rỉ rác giới 2-1 2.1.2 Tổng quan thành phần nƣớc rỉ rác Việt Nam 2-4 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC 2-10 2.2.1 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác giới 2-10 2.2.2 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Việt Nam 2-18 Trạm Xử Lý Nƣớc Rỉ Rác Bãi Chôn Lấp Nam Sơn (Hà Nội) 2-18 Công Nghệ Xử Lý Nƣớc Rỉ Rác Bãi Chôn Lấp Gị Cát 2-22 Cơng nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Bãi Chôn Lấp Phƣớc Hiệp 2-26 CHƢƠNG 3-1 TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC 3-1 3.1 XỬ LÝ NITƠ 3-1 3.1.1 Quá trình xử lý nitơ truyền thống 3-1 3.1.2 Quá trình Anammox 3-3 3.1.3 Phƣơng pháp đuổi khí (gas stripping) 3-8 3.2 XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT CHẤT HỮU CƠ KHĨ/KHƠNG CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC 3-10 3.2.1 Keo tụ 3-13 Oxy hóa Fenton 3-13 Oxy hóa Peroxon 3-16 3.2.3 Hấp phụ than hoạt tính 3-17 CHƢƠNG 4-1 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4-1 4.1 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NITƠ 4-1 4.1.1 Quá trình Sharon Anammox 4-1 4.1.2 Phƣơng pháp đuổi khí ( Air Stripping) 4-4 4.1.3 Q trình hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng 4-5 4.2 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ KHĨ/KHƠNG CĨ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC 4-7 4.2.1 Quá trình keo tụ 4-7 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường v Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác 4.2.2 Q trình oxy hóa Fenton 4-8 4.2.3 Q trình oxy hóa Peroxon 4-8 4.2.4 Quá trình hấp phụ than hoạt tính 4-9 4.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG NƢỚC 4-10 4.3.1 Chỉ tiêu phƣơng pháp phân tích 4-10 4.3.2 Phƣơng pháp phân tích mẫu nƣớc 4-10 4.4 SƠ ĐỒ VÀ MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 4-12 4.4.1 Sơ đồ nghiên cứu xử lý Nitơ COD nƣớc rỉ rác 4-12 4.4.2 Mơ hình nghiên cứu 4-13 4.5 HÓA CHẤT SỬ DỤNG 4-18 4.5.1 Hóa chất phân tích 4-18 4.5.2 Hóa chất vận hành mơ hình 4-18 CHƢƠNG 5-1 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 5-1 5.1 XỬ LÝ NITƠ 5-1 5.1.1 Anammox 5-1 5.1.2 Phƣơng pháp đuổi khí (Air Stripping) 5-11 5.1.3 Quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng 5-19 5.2 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮUCƠ KHĨ/KHƠNG CĨ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC 5-25 5.2.1 Q trình xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng 5-25 5.2.2 Q trình xử lý hóa lý hóa học 5-26 CHƢƠNG 6-1 PILOT XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC 6-1 6.1 DÂY CHUYỀN PILOT XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC 6-1 6.2 CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG HỆ THỐNG 6-2 6.3 KẾT QUẢ VẬN HÀNH 6-2 6.3.1 Q trình đuổi khí 6-2 6.3.2 Q trình sinh học hiếu khí 6-7 6.3.3 Q trình keo tụ tạo bơng 6-9 6.3.4 Q trình oxy hóa Fenton 6-10 6.3.5 Quá trình hấp phụ than hoạt tính 6-10 6.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 6-11 6.5 DỰ TRÙ KINH PHÍ 6-13 6.6 HIỆU QUẢ KINH TẾ 6-15 CHƢƠNG 7-16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7-16 7.1 KẾT LUẬN 7-16 7.2 KIẾN NGHỊ 7-20 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường vi Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT BCL Bãi chôn lấp COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học BOD Biological Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học SS Suspended Solid - Chất rắn lơ lửng TDS Total Dissolved Solid - Tổng chất rắn hòa tan VSV Vi sinh vật CTR Chất thải rắn HTXL Hệ thống xử lý NRR Nƣớc rỉ rác TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket THT Than họat tính KT Kỹ thuật TNHH Trách nhiệm hữu hạn NMXLNTTT Nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung KCN Khu công nghiệp Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường vii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác DANH SÁCH BẢNG SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU TRANG 2.1 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia giới 2-1 2.2 2.3 Thành phần nƣớc rỉ rác Đức (theo giai đoạn phân hủy) Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á 2-2 2-3 2.4 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á (tiếp theo) 2-3 2.5 Thành phần nƣớc rỉ rác số BCL Thành phố Hồ Chí Minh 2-6 2.6 Thành phần nƣớc rỉ rác BCL Phƣớc Hiệp biến thiên theo mùa (mẫu lấy hố thu ô số 3, mẫu lấy từ tháng 12/2005 đến tháng 12/2006) 2-10 2.7 2-11 2.9 Nồng độ nƣớc rỉ rác trƣớc sau xử lý (công nghệ 1) giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận theo tiêu chuẩn Đức NRR Nồng độ nƣớc rỉ rác trƣớc sau xử lý (công nghệ 2) giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận Đức nƣớc rỉ rác sau xử lý Nồng độ chất ô nhiễm trƣớc sau xử lý 2.10 So sánh kết trình keo tụ-Fenton keo tụ hai bậc 2-17 2.11 Thành phần NRR sau hệ thống xử lý BCL Nam Sơn – Hà Nội 2-22 2.12 Nồng độ nƣớc rỉ rác BCL Gò Cát trƣớc sau xử lý (mẫu lấy ngày 31/8/06) 2-26 2.13 Nồng độ nƣớc rỉ rác trƣớc sau hệ thống xử lý BCL Phƣớc Hiệp 2-28 3.1 3-8 3.2 So sánh q trình hiếu khí - anoxic sharon – anammox xử lý ammonium nƣớc rỉ rác cũ Các phản ứng chủ yếu trình Fenton 3-14 4.1 Thành phần nƣớc thải tổng hợp 4-1 4.2 Thành phần nƣớc rỉ rác sau trình Sharon 4-3 4.3 Bảng bổ sung nồng độ hóa chất cho đầu vào anammox 4-3 4.4 Các tiêu phƣơng pháp phân tích thành phần nƣớc thải 4-10 5.1 Thành phần nƣớc rỉ rác BCL Phƣớc Hiệp 5-1 5.2 Ảnh hƣởng DO đến q trình nitrate hóa 5-24 5.3 Thành phần NRR sau mơ hình sinh học hiếu khí 5-26 5.4 Thành phần NRR sau trình keo tụ 5-28 5.5 Thành phần nƣớc rỉ rác qua công đoạn xử lý 5-38 6.1 Thành phần nƣớc rỉ rác từ hồ chứa BCL Phƣớc Hiệp 6-3 6.2 Thành phần nƣớc rỉ rác hố thu ô rác 6-3 6.3 Chi phí xử lý nƣớc rỉ rác 6-15 2.8 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường 2-13 2-17 viii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác DANH SÁCH HÌNH SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG 2.1 Biến thiên nồng độ COD N-NH3 BCL Phƣớc Hiệp theo thời gian 2-9 2.2 Biến thiên pH BCL Phƣớc Hiệp theo thời gian 2-11 2.3 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Đức (1) 2-11 2.4 Nồng độ chất ô nhiễm sau công đoạn xử lý 2-12 2.5 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Đức (2) 2-13 2.6 Quy trình xử lý nƣớc rỉ rác Đức kết hợp sinh học hóa lý 2-14 2.7 Quy trình xử lý nƣớc rỉ rác Đức kết hợp sinh học thẩm thấu 2-14 ngƣợc (3) 2.8 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác BCL Sudokwon Hàn Quốc 2-16 2.9 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý nƣớc rỉ rác Nam Sơn 2-19 2.10 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác bãi chôn lấp Nam Sơn 2-20 2.11 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ trạm xử lý nƣớc rỉ rác Gị Cát 2-23 2.12 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác bãi chơn lấp Gị Cát 2-24 2.13 Hệ thống hồ xử lý nƣớc rỉ rác công ty Quốc Việt bãi chôn lấp 2-28 Phƣớc Hiệp 3.1 Tế bào anammox phân khoang (Lindsay at el., 2001) 3-4 3.2 Cơ chế chuyển đổi trình Anammox 3-4 3.3 So sánh tiêu thụ oxy COD trình nitrate hóa q trình 3-5 nitrate hóa/anammox 3.4 Quá trình kết hợp sharon anammox 3-7 3.5 Các kiểu tiếp xúc nƣớc khí q trình đuổi khí NH3 3-9 3.6 Cơ chế tạo thành humic Những hợp chất anmino đƣợc tổng 3-10 hợp vi sinh vật đƣợc nhìn thấy phản ứng với lignin đƣợc biến đổi (cách 4), quinone (cách 3), đƣờng khử (cách 1) tới tạo thành polymer có màu đen (humic) 3.7 Cấu trúc axít humic theo Fuchs 3-11 3.8 Cấu trúc humic bùn hoạt tính theo Steinberg Muemster 3-11 3.9 Cấu trúc phân tử axít fulvic theo Buffle 3-12 3.10 Cấu trúc phân tử axít humic theo Flaig 3-12 4.1 Sơ đồ nghiên cứu xử lý nƣớc rỉ rác 4-12 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường ix Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG 4.2 Mơ hình UASB 4-13 4.3 Mơ hình Sharon 4-14 4.4 Mơ hình Anammox giai đoạn thích nghi 4-14 4.5 Mơ hình Anammox thể tích 1,2 lít 4-15 4.6 Mơ hình hiếu khí dạng mẻ nghiên cứu khả phân hủy sinh học 4-15 NRR 4.7a Mơ hình đuổi khí xử lý nitơ NRR dạng cột 4-16 4.7b Mơ hình Stripping xử lý nitơ NRR dạng bể 4-16 4.8 Thiết bị Jartest PB 700 4-17 4.9 Mơ hình xử lý nƣớc rỉ rác Ozon 4-17 4.10 Mơ hình xử lý nƣớc rỉ rác than hoạt tính 4-18 5.1 Sự thay đổi COD theo thời gian mơ hình UASB 5-2 5.2 Giai đoạn thích nghi mơ hình Sharon 5-3 5.3 Kết profile mơ hình sharon 5-4 5.4 Sự thay đổi ammonium nitrite theo thời gian 5-5 5.5 Sự thay đổi pH theo thời gian 5-5 5.6 Sự thay đổi N-NH3 theo thời gian 5-8 5.7 Sự thay đổi N-NO2 theo thời gian 5-8 5.8 Sự thay đổi N-NO3 theo thời gian 5-10 5.9 Sự thay đổi pH theo thời gian 5-10 Sự biến thiên pH thí nghiệm ảnh hƣởng lƣu lƣợng khí cung 5-11 5.10a cấp Sự biến thiên TDS 5-11 5.11 Sự biến thiên độ kiềm theo thời gian 5-12 5.12 Sự biến thiên NH3 thí nghiệm thay đổi lƣu lƣợng khí cung 5-13 5.10b cấp 5.13 Biến thiên pH mơ hình dạng mẻ mơ hình liên tục 5-14 5.14 Biến thiên NH3 mơ hình dạng mẻ mơ hình liên tục 5-14 5.15 Biến thiên pH trình nâng pH nƣớc rỉ rác 5-15 5.16 Biến thiên NH3 trình nâng pH nƣớc rỉ rác 5-16 5.17 Biến thiên pH trình đuổi khí thay đổi mặt thống 5-17 5.18 Biến thiên N-NH3 q trình đuổi khí thay đổi mặt thống 5-17 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường x Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG 5.19 Biến thiên độ kiềm q trình đuổi khí thay đổi mặt thoáng 5-18 5.20 Nồng độ ammonia đƣợc giải phóng theo diện tích mặt thống 5-18 5.21 Sự biến đổi ammonium mơ hình hiếu khí 5-19 5.22 Sự biến đổi N-NO2 mơ hình hiếu khí 5-20 5.23 Sự biến đổi N-NO3 mơ hình hiếu khí 5-21 5.24 Sự biến đổi pH mơ hình hiếu khí 5-22 5.25 Sự biến đổi N-NO2 N-NO3 mơ hình hiếu khí pH > 5-23 5.26 Sự biến đổi độ kiềm mơ hình hiếu khí 5-23 5.27 Q trình xử lý COD bùn hoạt tính hiếu khí 5-25 5.28 Kết xử lý phƣơng pháp keo tụ 5-27 5.29 Biến thiên COD theo pH 5-28 5.30 Biến thiên độ màu theo pH 5-29 5.31 Biến thiên COD theo nồng độ H2O2 5-30 5.32 Biến thiên COD theo nồng độ chất xúc tác 5-31 5.33 Biến thiên độ màu theo lƣợng chất xúc tác 5-31 5.34 Nồng độ H2O2 dƣ sau phản ứng 5-32 5.35 Nồng độ sắt dƣ sau phản ứng 5-32 5.36 Biến thiên độ màu 5-33 5.37 Biến thiên pH theo thời gian 5-34 5.38 Độ màu nƣớc rỉ rác trƣớc sau oxy hóa Fenton 5-34 5.39 Peroxon xác định H2O2 tối ƣu 5-35 5.40 Peroxon xác định lƣợng O3 tối ƣu 5-35 5.41 Kết vận hành mơ hình than hoạt tính LRCG 5-36 5.42 Diễn biến Ph trình hấp phụ than hoạt tính LRCG 5-36 5.43 Kết than hoạt tính PVC, Việt Nam 5-37 5.44 Ph sau xử lý THT PVC, VN 5-37 5.45 Nồng độ chất ô nhiễm qua công đoạn xử lý 5-38 6.1 Sơ đồ Pilot xử lý nƣớc rỉ rác BCL Phƣớc Hiệp 6-1 6.2 Bể air Stripping xử lý NH4+ 6-3 6.3a Ảnh hƣởng nồng độ N-NH3 6-4 6.3b Ảnh hƣởng nồng độ N-NH3giữa NRR hồ chứa NRR hỗn 6-4 hợp Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường xi Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG 6.4 Ảnh hƣởng tốc độ sục khí đến q trình NH3 Stripping 6-6 6.5 Bể hiếu khí 6-7 6.6 Kết vận hành bể sinh học hiếu khí với nƣớc rỉ rác sau Stripping 6-8 6.7 Kết vận hành bể sinh học hiếu khí với nƣớc rỉ rác từ hồ chứa 6-8 6.8 Bồn khuấy trộn 6-9 6.9 Bể phản ứng 6-9 6.10 Thiết bị hấp phụ than hoạt tính 6-10 6.11 Nồng độ COD trung bình N-NH3 trung bình qua công đoạn xử lý 6-11 6.12 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác đề xuất 6-12 6.13 Chi phí hạng mục giá thành xử lý 1m3 NRR 6-15 7.1 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác đề xuất với công xuất Q=400m3/ngày đêm 7-19 Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường xii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác PHỤ LỤC Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường xiii Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005), Các q trình oxy hóa nâng cao xử lý nước nước thải, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thảiNXB Thống Kê Hà Nội Lê Kim Long Hoàng Nhuận, Tính chất lý hóa học chất vơ NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nghiên cứu triển khai xây dụng hệ thống xử lý nước rò rỉ công suất 400m3/ngđ & áp dụng thử nghiệm bãi chơn lấp Gị Cát (2003), Trung Tâm Cơng Nghệ Và Quản Lý Môi Trƣờng CENTEMA Cải thiện điều kiện vệ sinh mơi trường bãi rác đóng cửa Đơng Thạnh (2003), Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trƣờng CENTEMA Nguyễn Phƣớc Dân (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng độc tính thành phần COD khơng phân hủy sinh học Nitơ số loại nước thải công nghiệp ô nhiễm nước rỉ rác sinh hoạt Lê Cơng Nhất Phƣơng (2006), Nghiên cứu ứng dụng nhóm vi khuẩn anammox xử ý nước thải có nồng độ ammonium cao Metcalf & Eddy (2003), Wastewater Engineering Treatment and Reus Metcalf & Eddy (2003), Wastewater Engineering Treatment and Reus Biological Nutrient removal Kawin Ruamsuke (2005), Start-up And Operation Of Anammox Process In The Gas-lift Reactor Wilasinee Yoochaval (2004), Combined Sharon and Anammox Processes For Wastewater Nitrogen Removal Joseph D Rouse, Noriharu Yoshida, Hazato Hatanaka, Urara Imajo, and Kenji Furukawa (2003), Continuos Treatment Studies Of Anaerobic Oxidation of Ammonium Using A Nonwoven Biomass Carrier Modern Landfill Technology and Management, 2004 Than Khin, ajit P Annachhatre, 2004 Novel microbial nitrogen removal processes Kawin Ruamsuke, 2005 Star up and operation of anammox process in the gas lift reactor Dapena – Mora A., Campos J.L., Mosquera – Corral A., Jetten M S M., Mendez R.2004a Stability of ANAMMOX process in a gas – lift reactor and a SBR J Biotechnol Dapena – Mora A., Vanhulle S, W, H., Campos J.L., Mendez R., Vanrolleghem P A., Jetten M S M.2004b Enrichment of ANAMMOX biomass from municipal activated sludge: experimental and modelling results J Chem Technol Biotechnol Strous M., Heijnen J J., KuenenJ G., Jetten M S 1998 The sequencing batch reactor as a power tool for the study of slowly growing anaerobic ammonium – oxidizing microorganism Appl Microbiol Biotechnol Strous M., Fuerst J.A , Wagner M., Kuenen J G., Jetten M S 2002, The anammox case – A new experimental manifesto for microbiologycal eco – physiology Antonie van Leeuwenhoek Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường xiv Nghiên cứu nâng cao hiệu giảm chi phí xử lý nước rỉ rác Third K A 2003 Oxygen management for optimizationof nitrogen removal in sequencing batch reactor Ph.D Thesis, Murdoch Universiti, Australia Toh S K.and Ashbolt N J 2002a Adaptation of anaerobic ammonium – oxidizing consortium to synthetic coke – ovens wastewater Appl Microbiol Bioltech Toh S K Web R I., and Ashbolt N J 2002b enrichment of autotrophic anaerobic ammonium – oxidizing consortium from various wastewater Microbiol Ecology Van Dongen U., Jetten M S van Loosdrecht M C M.2001the SHARON – Anammox process for treatment of ammonium rich wastewater Wat Sci Tech Zheng P., Lin F M., Hu B L., Chen J.S.2004.Start up of anaerobic ammonia oxidation bioreactor with nitrifying activated sludge J Environ Sci (China) Trung Tâm Công Nghệ Quản Lý Môi Trường xv