Nghiên ứu ông nghệ tíh hợp hóa lý – sinh họ trên ơ sở mô hình, ứng dụng trong xử lý nướ rỉ rá

ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NƢỚC RÁC 1.1.1.

Chuyên ngành: K thuỹ ậ t môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

LỜI CAM ĐOAN

 tài luc s k thu t:    Nghiên c u công ngh  

tích h p hóa lý sinh h    mô hình, ng d ng trong x      c r rác 

DANH MỤ C CÁC CH ẾT TẮT ỮVI

AAO Anerobic Anoxic Aerobic Y m khí  Thiu khí Hiu khí ASM1 Activated Sludge Model No.1 Mô hình bùn hot tính s 1 AOPs Advanced oxidation processes Quá trình oxi hóa nâng cao ASM2 Activated Sludge Model No.2 Mô hình bùn hot tính s 2 ASM2d Activated Sludge Model No.2_deni Mô hình bùn ho t tính s 2 có kh nitrat c a PAO    ASM3 Activated Sludge Model No.3 Mô hình bùn hot tính s 3 

PAOs Phosphoruse Accumulating Organic u 

T QU NGHIÊN C U NG D NG CÔNG NGH TÍCH H P      

3.1 THU TH P S  LIU VÀ LA CHN CÔNG NGH   LÝ

3.2.4 Quá trình oxy hoá trc tip b ng O 3/UV 72 3.3 MÔ PH NG QUÁ TRÌNH X LÝ SINH H  C BNG CÔNG NGH AAO 73 

DANH MỤ C ẢNGB

B ng 1 1  QCVN 25:2009/BTNMT các thông s ô nhi m c  c rác 15

B ng 1 2  Thành phc rác cc [WHO, M ] 16 

B ng 1 3  Thành ph    c r c t sâu khác nhau k t l p ph b m     t t i gi ng khoan th nghi m 16    

B ng 1 4  Thành ph n ch t th i chôn l p t i bãi chôn l      18

B ng 1 5  K t qu   c rác t i thành ph Hà N i 19   

B ng 1 6  Thành phc r rác ti Bãi chôn lp Gò Cát  các mùa khác nhau 20

B ng 1 7  Các s u tiêu bi u v thành ph n và tính chli    c rác cacác bãi chôn l p  m 21

B ng 2 1 Các  hóa chng s d ng trong quá trình k t t a 34    

B ng 2 2  Các ling s d ng và hi u su t kh phospho[29] 35     

B ng 2 3  ng nc th i cho b l  ng hng hóa ch t tr   l ng[29] 36 

B ng 2 4  pH thích h p cho vi c k t t a các kim lo i[29] 37     

B ng 2 5   37

B ng 2 6   38

B ng 2 7  Các mô hình bùn ho t tính hi n nay 49  

B ng 2 8  Ma tr n t   ji, và ma tr n thành ph n l  k,i c a ASM2d [22] 56 

B ng 2 9  B ng tính b sung m t s v      n hình cho ma tr n t   ng c a ASM2d 59 

B ng 2 10  Biu thng h c c a ASM2d, r   j 60

B ng 2 11  B ng mô t các bi n c a mô hình ASM2d và BioWin[22;28] 63    

B ng 2 12  Các thông s m nh c a mô hình BioWin[28] 65 

B ng 3 1 Thành ph u cc rác 67

B ng 3 2 N  các ch t sau keo t 71  

B ng 3 3  N các chn k t t a hóa h c 1 71   

B ng 3 4  N các chn k t t a hóa h c 2 72   

B ng 3 5  N các ch t sau x lý O  3/UV (qua tripping) 73

B ng 3 6  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 1 x         74

B ng 3 7  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 2 x         76

B ng 3 8  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 3 x         77

B ng 3 9  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 4 x         78

B ng 3 10  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 1 x        c rác m i 80 

B ng 3 11  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 2 x        c rác m i 81 

B ng 3 12  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 3 x        c rác m i 83 

B ng 3 13  K t qu mô ph ng v n hành công ngh s 4 x        c rác m i 84 

B ng 3 14  B ng t ng h p k t qu x       a các công ngh 86 

B ng 3 15  B ng t ng h p k t qu x       c rác m i c a các công ngh 88   

B ng 3 16  Din bi n NH 4+-N qua các b khi mô ph ng các k ch b n x       90 B ng 3 17  NNH4+-N qua các b khi mô ph ng các k ch b n x      c rác m i 90  B ng 3 18  N TT-N qua các b khi mô ph ng các k ch b n x       91

B ng 3 19  N T-N qua các b khi mô ph ng các k ch b n x      c rác m i 91 

B ng 3 20  NCOD qua các b khi mô ph ng các k ch b n x       92

B ng 3 21  N COD qua các b khi mô ph ng các k ch b n x      c rác m i 92 

B ng 3 22  N CBOD qua các b khi mô ph ng các k ch b n x       93

B ng 3 23  N CBOD qua các b khi mô ph ng các k ch b n x      c rác m i 93 

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Các thành ph n trong cân b c trong ô chôn l p 12 

Hình 1 2  cân bc 12

Hình 1 3  công ngh x   c rác t i Bãi chôn l p Koumyoji thành ph     Ichinomiya Nh t B n 22

Hình 1 4  công ngh x   c rác t i URM №va Scotia Canada 23   

Hình 1 5   h thng x lý c a bãi chôn l p 1 (USEPA) 24   

Hình 1 6  công ngh h  thng x lý c a bãi chôn l p 2 (USEPA) 24   

Hình 1 7  công ngh x     c t i Bãi chôn l  27

Hình 1 8  công ngh x   c rác t i Bãi rác Gò Cát Bình Tân TP HCM 28   

Hình 2 1  công ngh AAO[18] 44 

Hình 2 2 C u trúc dòng c a Tr m x lý trong ASIM [26] 51    

Hình 2 3  mô t lý thuy t hai l   i v i quá trình h p th oxi t pha khí vào    pha l ng 62 

Hình 3 1  tích h p công ngh hóa lý - sinh h  c ng d ng x   c rác 68

Hình 3 2  tích h p công ngh hóa lý - sinh h c b     c x lý  sinh h 69 c Hình 3 3  tích h p công ngh hóa lý - sinh h c b sung tháp Stripping và O    3/UV c x lý sinh h c 69  

Hình 3 4  tích h p công ngh hóa lý - sinh h c b sung O    3/UV 70

Hình 3 5 C u hình mô ph ng công ngh AAO b ng ph n m m BioWin 74      

Hình 3 6 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác ng v n hành công ngh s 1 75   

Hình 3 7 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác ng v n hành công ngh s 2 76   

Hình 3 8 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác ng v n hành công ngh s 3 78   

Hình 3 9 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác ng v n hành công ngh s 4 79   

Hình 3 10 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác m i khi mô ph ng v n hành công ngh s 1 81     

Hình 3 11 Din bi n các ch t Ammonia N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác m i khi mô ph ng v n hành công ngh s 2 82     

Hình 3 12 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác m i khi mô ph ng v n hành công ngh s 3 84     

Hình 3 13 Din bi n các ch t Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua các b x     c rác m i khi mô ph ng v n hành công ngh s 4 85     

Hình 3 14 Bi  n các ch t sau x   a các công ngh 86 

Hình 3 15 Bi  n các ch t sau x   c rác m i c a các công ngh 88   

Hình 3 16 Bi so sánh n i qua các b x lý   c a các k ch b n 90   

Hình 3 17 Bi so sánh n  T i qua các b x lý c  a các k ch b n 91  

Hình 3 18 Bi so sánh n i qua các b x lý c a các    k ch b n 93  

Hình 3 19 Bi so sánh n i qua các b x lý c  a các k ch b n 93  

M Ở ĐẦU

1 Đặ ấ t v n đ ề

c r rác t bãi chôn l p (g   c rác) là ch t l ng th m qua các l p    cht th i r n mang theo các ch t hòa tan ho c các ch    ng Trong h u h t các  bãi chôn lc rác bao g m ch t l   p t các ngu n bên ngoài 

c mc ng m và ch t l ng t o thành trong quá trình phân    

h y các ch t th  c tính ca cht thi ph thuc vào nhiu h s  

Do thành ph n r t ph c t p và kh      c rác t bãi rác 

i m t dây chuy n công ngh x lý k t h p, bao g m nhi u khâu x          

 , x lý b c hai, x lý b    t tiêu chu n th i Thành ph  ng

c rác bing theo mùa và theo th i gian chôn l p nên dây chuy n x     c

 i theo th i gian Vi c tìm ra các gi i pháp x     c rác cho các bãi chôn l p, th u ki n kinh t , k   thuu ki n khí h u t  c

ta là mt ra trong thi gian g

M c dù m i bãi chôn l p c   u có h thng x  

nh c áp d ng t i các bãi chôn l p v n còn    

b c l nhi u nh   c sau x  t tiêu chun

x thc bi t là ch tiêu COD, BOD  5, T-N, NH4-N (QCVN 25:2009/BTNMT, ct B2) tiêu t n nhi ng và hóa ch t, giá thành x lý cao, khó ki m soát và   công su t x   t thi t k Nguyên nhân do s     i r t nhanh c a thành 

phc rác theo th i gian v n hành bãi chôn l p, v i thành ph n ph c t p (các       cht h        y sinh h  n và n 

    theo th i gian), không   nh, vi c l a ch n các công   ngh x   c sau x  t tiêu chung thi

ra sông, r ch v n còn r t h n ch      c rác t i các bãi chôn l p ti  p

t

V t ra  i tìm ra công ngh thích h  có th x  lý

hng, c i t o các h   thng x  c rác hi n h u và  công ngh x    i v i x   c rác c a các bãi chôn l p m i trong   

 Vì v y, vi c th c hi    tài: “Nghiên c u công ngh tích h p hóa lý    

sinh h  mô hình, ng d ng trong x      c r rác”, nht

gi i pháp t   m t công ngh (x lý các ch t h y sinh h c và 

h p ch u qu kinh t   c tiêu chu n x  thi

nh m gi m thim ha ng i vng

2 Mục tiêu của đề tài

4 Ý nghĩa khoa học và th c ti n cự ễ ủa đề tài

- Ý ngc:  tài nghiên c  xu t m i cho vi  c

l a ch n công ngh phù h p, x lý hi u qu i v        c rác ch a các h p ch t h   u

y trong thành ph n c  c th i    

- c ti n c   tài:  T k t qu nghiên c u có   th  xuc các quy trình công ngh tích h p hóa lý sinh h   c ng d  x lý tri c rác

t yêu c u theo QCVN 25:2009/BTNMT c  c khi th   ng

CHƯƠNG I - T NG QUAN Ổ

1.1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨ U NƯ ỚC RÁC

1.1.1 S ự hình thành nước rác

c rác là s n ph m c a quá trình phân h y ch t th i b i quá trình lý, hóa       

và sinh h c di n ra trong lòng bãi chôn l  c rác là loc ch a nhi u ch t ô   nhi m hòa tan t quá trình phân h y rác và l ng xu     p ng

c hình thành trong bãi chôn l p ch y u do các quá trình sau:   

- c thoát ra t   c: ch t th  luôn ch a m ng m 

c tách ra khi cht thi và gia nhc rác

-  c t quá trình phâm h y sinh h c các ch t h   c là m t trong 

nh ng s n ph  m ca quá trình phân h y sinh h c

- c gia nh p t   m t trên xu ng qua l  p

ph b m   t

i v i các bãi chôn l p h p v         ng các v t li u ch ng   

thm bt sét ho c l p v  a k thut HDPE, có h  th c m t, h  thng thu gom và x  c rác, khí th phía trên b ng v t  liu ch ng th i không áp d ng các bi n  pháp tc rác sinh ra ph thuc vào:

- u ki n t nhiên khu v  c chôn lc ngm )

 LC- c rác; R-  c  m vào ô chôn l p; RI- Dòng ch y  

t ngoài thâm nh p vào ô chôn l p (bao g m dòng ch y m     c ng m gia nh p

t bên ngoài vào ô chôn l p); RO - Dòng ch y ra kh i khu v c ô chôn l p; E -      

- S  c ch a trong ô chôn l p bao g m:   

 u c a rác và bùn th   m c a v t li u ph   ng

c th         c th    theo khí thc tht thoát ra t  

Hình 1 1 Các thành phần trong cân bằng nước trong ô chôn lấp

      b c trên áp d ng cho m t ô chôn l p cho th y:    

c rác c a ô chôn l p b ng t   c sinh ra do phân h y rác tr    cân bc



- 

              NH3/NH4+, NO-2, NO3-         



1.1.2.2 Các thông s ô nhi m chính c    n x i v   c rác

N  t a các thông s ô nhi c th i c a bãi  chôn l p ch t th i r n khi x vào ngu n ti p nh          nh trong B ng 1.1 



B  ng 1 QCVN 25:2009/BTNMT các thông s ô nhi m c 1. ố ễ ủa nước rác

- C nh n   t c a các thông s ô nhi m trong  

c th i c a bãi chôn l p ch t th i r nkhi x vào các ngu       c dùng cho m c 

c sinh ho t; 

- Cnh n   t c a các thông s ô nhi m trong  

c th i c a bãi chôn l p ch t th i r nho      khi x vào các ngu c không dùng cho mc sinh ho t;

- Cnh n  t a cho phép c a các thông s ô nhi m trong   

c th i c a bãi chôn l p ch t th i r n xây d ng m i k t           

2010 khi x vào các ngu c không dùng cho mc sinh hot 1.1.3 M t s ộ ố đặc tính nước rác trên th gi i và Vi t Nam ế ớ ệ

1.1.3  c rác trên th gi i  

 t v nan gi i c a h u kh p th gi i k c các qu c          

  n Do rác sinh ho t c   c áp d ng bi n pháp phân  loi rác nghiêm ng t t i ngu n nên thành ph n hóa h c c a n c rác không ph c        

t c rác ch  cha ch y u các ch t h   t pho, còn các kim lo i 

n ng, các ch t h  c h i nguy hi m có n   không l n Thành ph n ch   

y u t i các bãi chôn l p c   c WHO và M  c gi i thi u trong b ng 1.2   



 2 Thành phần nước rác của các nước [WHO, Mỹ]



 3 Thành phần nước rỉ rác thu được từ ba độ sâu khác nhau kể từ

lớp phủ bề mặt tại giếng khoan thử nghiệm

TT Chỉ tiêu Đơn vị Độsâu Dung sai phép đo

(Ngu n: W Hogland et al, 2000) 

  m cao c a bãi rác trong quá trình phân h y các ch t   

hc Ngoài ra, mthm t trên b m  t

xu ng và  c th m t   c chôn l p n u vi c x lý ch ng th     m không tri Nc rác th m qua các t ng chôn l p rác trong h c rác kéo theo    các ch t b n hòa tan ho  ng các ch t h a nhiu ch c h i vi sinh gây bc rác có kh  ng không

c bi t là gây ô nhi m ngu  c ng m 

1.1.3.2 M  t s c rác t i Vi t Nam 

Ph n l n các bãi chôn l p rác th i   Vi t Nam hi n có nh  m chính sau: H u h t các bãi rác th   u xây d ng và ho      thut, không theo quy ho ch; Rác th i sinh ho  c phân lo i khi thu gom, không 

kic thành php Vì vc rác v a có t ng

l n, v a có n  cht ô nhi m cao, có thành ph n ph c t p, khó x lý; Do nhi     u

  u g c ô nhing gây nh 

ng nghiêm trn s c kh e c  ng

Vit Nam là m c nhi i, có nhi      oC 

28oC), rác chôn l p có thành ph n ch t h   n nên rác th i phân h y nhanh và  

 phân h y sâu Y u t này c ng v i th      lâu ngày trong h cha, nên th c t khó có th  c rác m i cho quá trình x lý t i Vi t Nam Quá    trình v n hành bãi chôn l  c r rác v i n  các cht ô nhi m cao 

 c rác

Do Vi t Nam v n áp d ng bi n pháp phân lo i rác t i ngu n nên thành ph       n hóa h c c c rác ph c t c rác ch a không ch các ch t h   cha các chi n ng, các ch t h  c h i nguy hi m 

n khá cao Vì v y, v  ng m c hi n nay mà h u h t các bãi chôn l    p rác  Vi t Nam g p ph  ng gi i quy t thích h  

v   x c rác

Theo nghiên c u c a Vi n Khoa h c và Công ngh m     ng, thành phn

cc rác có pH trong kho ng 6,7-8,9 còn giá tr COD (8220 - 1270 mg/l), t l    BOD/COD th p, n    t cao (156      c rác còn cha nhi u kim lo    2+ (314  650 mg/l), Zn2+ (0,25 0,84 mg/l), 

Ni2+(0,5  0,8 mg/l), Cr6+ (0,12 mg/l), Cu2+ (0,46 mg/l), Pb2+< 0,13 mg/l, Hg2+(0,05

 0,1 mg/l), As (0,5 2 mg/l), Cadmi (0,01 0,2 mg/l), Pb (0,03 0,09 mg/l).[4]   Các thành phc rác có th bi ng r t m nh, tùy thu c vào tu i bãi    rác, th i gian l y m u     ng khác nhau

Vì v y, vi c kh  c rác t i các bãi chôn l p su t m t th    i gian dài, ngay t khi chúng m ng, có th cung c p nh ng thông tin   quan tr  ch n l a công ngh x  lý phù hp

 5 Kết quả phân tích nước rác tại thành phố Hà Nội

thp; n t cao (mùa khô: 1.586   875 mg/l

ti ô chôn lp

Chng h n, k t qu kh   c rác t i Bãi chôn l p Gò Cát, b  u ho t 

ng t cu i tháng 1/2002, trong kho ng th i gian t kho        n tháng 9/2002, trình bày t i b ng 1.7, cho th   ô nhi m h c

n ~40%, m c dù t l BOD/COD không dao   

ng nhi u Trong quá trình phân h y k           

ho   i: Ác qui gia d ng, pin ti u; Các d ng c     chin;

p nhi  y t ; Các s n ph     n t ; Các ch t t Vi c t ng hc rác là r t khó vì có nhi u y u t    

ng lên s  c rò r Nên tính ch t c a nó ch có th xác     

nh trong m t kho ng giá tr nh   c cho trong b ng 1.7 

 7 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác củacác bãi

chôn lấp mới và lâu năm

c rác già (t    4 5 tr   nh n th y b  chia làm hai lo n 3   c rác non mang tính axit, vng Ca2+, SO42-

, COD, BOD, các kim lo i n   u t n

r t cao, pH và NH 4-i thn ting các ion t do 

gi m nhi u, pH tr nên trung tính, NH   4-N b

v n còn r t cao, trong khi t    ng trong kho ng 3 4 Ngay c   

c rác già v n có COD và BOD khá cao, nên v n có th áp d ng công ngh sinh     

h c bi t là các quá trình phân h y k       n quan tr ng h  

- X lý hóa lý: s  d ng tinh th Canxi 

- X lý sinh hc: kt hp quá trình x lý hiu khí và kh  

B x  lý BOD

B Nitrat hóa

B kh  



B hi u  khí

H p ph  Cacbon

X lý bng màng

- H  thng x  lý c thi t k      c rác 140 m3/ngày, hàm

ng các ch t ô nhi m COD = 30.000 mg/l; BOD = 25.000 mg/l. 

Hình 1 4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại URM – №va Scotia Canada –

Thuy t minh công ngh : 

- cân b ng

và nu ch nh t i pH = 9,5 b      k t t a các kim lo i n ng và gi m các ch t r  c th i Bùn th  c t quá

d ng cây th c v    x lý các ch t h ng th i kh   

c th i T ng di n tích c a bãi l c lên t i 5,5 ha    

3) H  thng x c rác c a hai BCL rác sinh ho  t   M

Hình 1 5 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA)

Công ngh x   lý  BCL 1 bao g m k t t a hydroxyde, x lý sinh h c (tháp     sinh h c k khí và hi u khí) và cu i cùng x lý b ng l c nhi u l p X lý sinh h          c

c s d ng        y kh NH 4+-N   ng COD và NH4+- còn lN c khi x ra sông là 159 mg COD/l và 1,2 mg  NH4+-N

ng ch t h c và kim lo i n ng gi  

H thng x lý BCL 2 g m b keo t vôi, sinh h     c tng m (SBR), l c cát,  

ct than hot tính và tip xúc chlorine

Hình 1 6 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 (USEPA)

B l ể ọc cát

Bể Trung hòa

Bể Lắng

B né ể n bùn

Bể lưu bùn Lọc

Bùn thải

Bùn th i ả vào BCL

Xả ra

Nước tách bùn

Bùn th i ả

B l ể ọc cát

Bể Trung hòa

Bể Lắng

B né ể n bùn

Bể lưu bùn Lọc

Bùn thải

Bùn th i ả vào BCL

Xả ra

Nước tách bùn

Bùn th i ả

Bể bơm NT

Bể Trung hòa

Bể Lắng

B né ể n bùn

Lọc ép

Tháp

l c k ọ ị khí

Tháp lọc hiếu khí

Bùn thải

t o bông ạ

Bể trộn

FeCl 3 , NaOCl, HCl

Bể bơm NT

Bể Trung hòa

Bể Lắng

B né ể n bùn

Lọc ép

Tháp

l c k ọ ị khí

Tháp lọc hiếu khí

Bùn thải

t o bông ạ

Bể trộn

FeCl 3 , NaOCl, HCl

 u ra v n kho ng 160 250 mg/l K t qu trên cho th y v i công       ngh x lý b c cao (sau x lý sinh h    c, than ho  t COD

   lo i b ngay các ch t mà các tác nhân vi sinh v t không lo i b     c

mà còn có tác dm bu ki n c n thi t cho các vi   sinh v t trong các t h p sinh h c phân gi i hi u qu (VD: ph n ng ng t m ch và           oxy hóa nh  l BOD5 khnh công ngh hóa lý góp 

ph n c i thi n kh     ân h y c a vi sinh và nâng cao hiêu su t phân gi i và lo    i

b các ch t h   thng sinh thái là bãi l c tr ng phát tri n k  thuc nhi u nhà khoa h c quan tâm và có nhi u công   trình nghiên cu

Hin nay, r t nhi c trên th gi u và ng d ng công vi  c lo i b các h p ch t h  c h i b t

ng dung là KMnO4, K2Cr2O7, Cl2, Ca(ClO)2, O3, H2O2, Nhi u nghiên 

cc nh ng kh   a quá trình oxy hóa tiên ti n (AOPs) trong x  

c rác Quá trình oxy hóa tiên ti n là s k t h p gi a s d ng tác nhân oxy hóa       (O3, H2O2i các quá trình x lý hóa lý khác Quá trình này có th cho phép  phân h y hoàn toàn các ch t h2 và H2O

1.2.2 M t s công ngh x ộ ố ệ ử lý nước rác đã được áp dụ ng ở Việt Nam

X  c rác t các bãi chôn l p rác hi    c quan tâm

c bi t t     l n Vi t Nam Hi   u công trình nghiê c u và 

ng d ng x    c rác, tuy nhiên trên th c t , h u h        u

   c yêu c u x    t tiêu chu n th i t i Vi t Nam, Quy chu    n 25:2009/BTNMT (Ci vi các ch tiêu COD, BOD5, t

n nghiên c u khoa h c và phát tri n công ngh   n nay

  t s tr m/dây chuy n x   c tri n khai: 

1) Công trình x   c rác ti Bãi chôn l  i

Thuy t minh công ngh : 

c rác t các ô chôn l ng (ho c h hi  song cht  ming h  lo   i b c l - 1,5 mm,

c d n vào b s c vôi và có h th ng s c khí b ng máy th i khí        riêng v i m  lo i b kim lo i n ng và kh     c tic rác

 u ch nh pH nh h th ng c p NaOH ho c CaO Sau khi qua b s c vôi,        

c th i ch y qua 2 b l     l ng cc sau khi tách cc

   u hòa, bùn c n vôi sau   c tách b l     sang b chc th i t b     tách Cacbonat (b  l c cho ch y v h     u ch nh pH trong kho ng 10 - 12, sau  



c th            ng NH 4+- chuyN n thành NH3 N s  c x lý b ng tháp stripping (có kh     i b NH 3 N t

360 mg/l xu     c cho qua b SBR Ti   c thi

 th ng b x lý sinh h c bao g m có b m Selector và b sinh        

h c hi u khí Vi c thi t k b m Selector nh       m b o  ng cho

c m x lý vi sinh v     ng th i b sung thêm các ch     phosphos và ngung/r  c s  c hc

ti   p t B l ng th c p v b này H     th ng s c khí s cung c p ôxy cho quá trình   

u các hóa ch t và các ch ng b sung

Hình 1 7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước tại Bãi chôn lấpNam Sơ n – Sóc S n, HN ơ

c th i sau khi qua x lý sinh h c v    màu cao và còn ch a các 

h p ch t h   sinh hc cho qua h thng x lý oxy hoá b kh màu và x lý tri   các h p ch t h   còn

lc th i sau khi cho qua h  thng x     t b 

lc g n máy khu  khu y tr c th i v i polymer nh  tách hoàn toàn c n bùn ra kh c

c khi qua b l c cát Bùn l ng xu    nh k x v b    

ch a bùn.

c thc tách bùn b   c dn h th ng l c   cát B l c cát có tác d ng lo i b hoàn toàn các c     c khi qua b kh  trùng Quá trình rc b l c cát b ng h    th   c l c t b ch c s c sau khi tách c n b l   c cho qua b kh trùng r i   

th i b 

2) Qui trình x   c rác t i Bãi rác Gò Cát Bình Tân Thành ph    

H Chí Minh thi   t k 

Thuy t minh công ngh : 

c rác t bãi chôn l n ch y v h thu gom và l ng c n,     

 c t chi ch n rác và vào h sinh h c y m khí có ch    

B kh  trùng

Tháp stripping

C p khí 

B Selector

B x  lý sinh hc

B l ng  

C m b  oxi hóa

B l c cát

Nước

đầu ra

d a, t n ra quá trình phân hu các ch t ô nhi m b ng các vi sinh v t y     m

  c rác sau khi qua c m x lý sinh h c y    

c lo i b m t ph   ng k ch t ô nhi m, s      th ng b vôi, t i   

u h t các kim lo i s    c gi l ng th các ch t 

ô nhithng tháp Stripping x  c

th    th ng x lý sinh h c hi u khí, t i b Selector s        u chng thu n l i cho s phát tri n c a vi sinh v t, r       Aeroten T i b Aeroten có s c khí v i m  p khí cho vi sinh vng th i xáo tru các ch t trong b  

Tic m x lý hóa lý, r i oxi hóa b c cao b ng    

 oxi hóa hoàn toàn các ch t ô nhi m còn l i sau quá trình x lý sinh h c     

ng th i kh màu c  c th i Sau khi qua b l  c thc kh trùng 

và thng

Hình 1 8 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại Bãi rác Gò Cát – Bình Tân –

Thành phố Hồ Chí Minh

Tuy thành ph n ch t th i r n sinh ho t và công ngh v n hành bãi chôn l       p

c rác phát sinh t các bãi chôn l p nhìn   u có tính ch t 

gi ng nhau là có n  COD, BOD5i vc rác m i và n  thp

v i bãi chôn l n hành trong th i gian dài Kh   y sinh h c c a

 i theo th i gian, s   i này có th  c giám sát b ng vi c  

ki m tra t l   BOD5/COD

V i thành ph n ph c t    i r t nhanh cc rác, công ngh x  lý

c rác cc trên th gi u k t h p quá trình sinh h c, hóa h c và hóa    

B kh  trùng

Nước rác

C p vôi, khí 

H y m khí

B s c vôi

B l ng  

c n vôi 

B  u hòa

C p khí 

C m x  



C m x  lý sinh hc

lý H u h t các công ngh x      u b u v i x     ng ph Nitrate hóa và kh Nitrate Ph  thu c vào tiêu chu n x th i c a m     c

x lý ti p theo sau quá trình sinh h     x lý các h p ch t h      phân hc áp d ng là hóa lý (keo t /to bông, than ho t tính), oxy hóa nông cao (fenton, ozone, ), màng lc

1.3 LÝ THUY T CÔNG NGH TÍCH H P TRONG X Ế Ệ Ợ Ử LÝ NƯỚC THẢI

Tích h p là h p thành m t th    thng nh t, b sung thành m t th    thng nht,

h p nh y, tích h p công ngh hóa lý và sinh h c là vi c h p nh     

m c a hai lo i công ngh hóa lý và sinh h c thành m t th th ng nh       ng th i tìm ra các hn ch và các y m c a hai lo i công ngh trên.

u vào có khong r t l n v n   c rác l i ch a r t nhi   t, cát, ch t r ng s làm  n quá trình x 

n ph i có m t h     a dây chuy n, h    cân b ng v i th  u ki n thích h  nh n và

c rác, h n ch s s c t i cho h th ng x lý, l ng c n b t các ch           

lc rác t bãi chôn l nh m t ph n ch t th i trong    

i ch y vào h  

ng chính c n x   c rác là các h p ch t h   p chc rác còn có m t s y u t ô nhi m có liên quan tr c      tip c n x     ki m, P, Ca, Mg, Cl, kim lo i n p c n 

 tài  ng d ng công ngh tích h p hóa lý sinh h    

x  m công ngh , m i quá trình x lý hóa lý, sinh h   u

có nhm riêng Khi x lý riêng r , nh  m này

s  c b c l và hi u qu c a quá trình x lý s b h n ch         u thi t l p

c m t quy trình công ngh ph i h p hóa lý sinh h     m c a các công ngh riêng r b      m s  c kh c ph c, làm  

u qu x  lý

Công ngh hóa lý có vai trò r t quan tr ng trong quy trình công ngh ph    i

h p hóa lý sinh h c, do có r t nhi        u qu x lý cao, d    u

khi n quá trình, tu i th c    tích hp hóa lý sinh h c thì ph n công ngh     t  u vì các lý do sau:

- Công nh hóa lý     d lo i b các ch t vô 

  l N:P m  nh  nh     

- Trong quy trình công ngh tích h p trên, công ngh hóa lý s     n

u c a dây chuy n v i m     y m bu ki n c a quá  trình x  vi sinh v t có th s  ng

Công ngh sinh h c có vai trò r t quan tr ng trong quy trình công ngh ph     i

hch  o do có nhiu qu x lý cao,  không s d ng hóa ch t trong quá trình x      m th 

c p, tiêu t ng cho v n hành th p, thân thi n v   

m này góp ph n quan tr   t m c tiêu gi m phác th i th c p, gi     ng bùn th i, gi ng trên m i m 3c x lý Trong quy trình công ngh ph i h p hóa lý sinh h c, ph n sinh h      t sau khâu hóa lý vì các lý do sau:

- V tác nhân sinh h c: Ch s ô nhi m cao c     t ra yêu c u r t

kh t khe trong vi c phân l p, tuy n ch n và c i t o ho t tính ch ng vi sinh v t làm          tác nhân cho quá trình x lý Các ch ng vi sinh v  c h t ph i s  c trng ô nhi m cao c ng th i chúng ph i th hi   

c phân h y hay chuy   s ch các thành ph n ô nhi m khác nhau trong  

c rác (nh ho t tính c a m t ch    ng th i, k ti  c c a 

nhi u ch ng) Yêu c  c c th hóa trong các nhi m v phân l p và tuy   n chn ch ng vi sinh v t, nghiên c u ho t tính vi sinh v t, nghiên c     nh môi

u ki n lên men thích h p trên các ch ng l a ch     thu sinh kh i và nghiên c u s n xu  c các d ng ch ph m vi sinh v t thích       cung cp cho h  th ng x lý trong su t quá trình v n hành   

- ng vi sinh vt cn phân l p, tuy n ch n và c i t o nâng cao ho t tính      ch  s n xu t ch ph m vi sinh s d ng trong h th ng x          c h nh

c phân gi i hay chuy n hóa các thành ph n ô nhi m h    

c rác là: Các h p ch t cacbon khó chuy n hóa, các d ng ô nhi m nit (nit       

h    i nit    2-, NO3-), các d ng h p ch     

hu nh hòa tan khác nhau, các ion kim lo i n ng Khác bi   i nghiêm

ngn ch n ch ng) so v i các ch ph m vi sinh x       c thi ô nhi m h   ng là các ch ng vi sinh v t này ph i th hi n kh      

 n hóa các thành ph n ô nhi      u ki n môi 

ng có t i tr ng ô nhi m n ng các thành ph      ng th i, 

c tính ô nhi m cao c   i kh  

lý ch b ng m t ch ng vinh sinh v t duy nh Hay nói cách khác vi c nghiên c     t  u

ph i h p ho t tính x lý ô nhi m c a nhi u ch ng vi sinh v t (hay m t s            chng vi sinh v t) ch c ch n s mang l i l i th l       c tiêu chuy n hóa x lý an  toàn các thành phn ô nhi m này 

Trong x   c rác, p   lý sinh h c áp d ng r ng rãi  ngoài vi c hi u qu x lý t t còn cho giá thành x lý th p so v       

n th ng ch o trong x     c rác Tuy nhiên,

  c ch có hi u qu     i v i các ch t có th phân h y sinh    

hnh thì vi c áp d ng quá trình x lý sinh h c không    còn mang l i hi u qu cao V i các ch t h       c h i khó có th x lý b ng    

c mà ph i dù o t t o bông,  oxy hóa hóa h tách chúng ho  d ng các ch t h n có th x lý b  c ho oxy hóa t i t n   cùng to thành các ch t không gây ô nhi m  

Công ngh x   c rác r t phong phú v i c vài chc bin hình công ngh 

 c s d ng trong th c ti n trên n n c a quá trình công ngh         n theo

 mà g kh , keo t -  

kt ta, lc màng, h p ph 

M i quá trình x lý hóa lý, sinh h  u có nhm và nm riêng Khi x lý riêng r , nh  m này s  c b c l và hi u qu c a quá     trình x lý s b h n ch    u thi t l c m t quy trình công ngh   phi

h p hóa lý sinh h  m c a các công ngh riêng r s b sung cho     

nh  m s  c khc phu qu x  lý.[4]

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUY T Ế PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ TÍCH H P HÓA LÝ SINH H C Ợ – Ọ

2.1 CÁCH TIẾ P CẬN

2.1.1 Phương pháp xử lý nư c rác ớ

c rác là m t lo  c th c bi   c th   x c, hóa lý và sinh hc

Hi      x c th   ng áp d   pháp sau m c l p hoc k t h p



Dùng hóa ch trung hòa, t o huy n phù, to k t t a, h p ph     

 ng áp d ng x    c rác g i ion, oxy hóa, k t t  a

a) Keo t :  S d ng các lo i hóa ch t keo t (phèn nhôm, phèn s     t, pholycloridealuminium PAC) kt hp v i các ch t tr keo t (polymer h 

ng m ch th  tách các ch t c n không tan  

c Trong quá trình keo t  c rác, các c n không tan ch y u là thành   

ph n h    y keo s làm gi m COD d ng không tan Al    2O3, Al(OH)3, Fe2O3, Fe(OH)3 t o thành qua ph n ng th y phân có kh      p ph m t ph  n

ch   t h i b c m t ph c rác, ch y u là các ch t h    ng cao (>  t s h p cht gây màu Quá trình keo t làm gi ng photphat do t o thành các mu i  photphat nhôm, sm pH, gi  ki m cc rác

b) K  t t a hóa h c 

, COD khi 





 Thông 

 - 90% TSS, 40-70% BOD5, 30-60% COD và 80--70% TSS, 30-

 1 Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kết tủa

4 Ferric sulfate (copperas) FeSO4.7H2O 278,0 62-66

FeSO4 + Ca(HCO3)2<=> 2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O

Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2<=> 2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Ferric chloride và vôi

FeCl3 + Ca(OH)2 <=> 3CaCl2 + 2Fe(OH) 3

Ferric sulfate và vôi: 

Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2 <=> 3CaSO4 + 2Fe(OH)3

 hòa tan c a các kim lo i trong dung d ch có m t các kim lo i khác s gi m,       

 có th do m ng th i c 3 nguyên nhân sau:  

+ T o thành ch t cùng k  t ta

+ H p th các hydroxit khó k  t ta vào b m t các bong hydroxit d k   t ta

+ T o thành h   ng trong m ng hydroxit do chúng b phá h  y

m nh b ng các ion kim lo   i

ng giá tr pH gi m sau khi k t t a nguyên nhân có th do:     

+ Trong quá trình k t t a to thành các hydroxyt kim lo i hay mu i ki m khó   

ng ion hydroxyt (OH-) gim

+ Hp ph các cht trung hòa vào các bong cn hydroxyt kim loi có b mt ln

i v t t a kim lot quan trng nên khi x lý c n ch  u ch nh pH phù h p Ngoài ra  quá trình k t t a còn ph   thuc vào các y u t   ng tác nhân k t t a, th  i gian và t khu y tr n  

 4 pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại[29]

d) Quá trình AOP:   a t t c các u d a vào 

kh  nh v i t  cao và không l a ch n c a g c t do hydroxyl     

OHo c sinh ra ngay trong quá trình ph n ng (in situ) có th phân h    n khoáng hóa hoàn toàn ch t ô nhi m h     2, H2O, các ch

gi n ho c có th oxy hóa các ch t khó phân h y sinh h c thành các ch t có phân t        

ng nh   y sinh h c 

 5. Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng[12]

1 H2O22+ H2O2 + Fe2+ Fe3+ + OH- + *HO Fenton

3 O3 3O3 + H2O cxt 2*HO + 4O2 Catazon

4 H2    H2O nldh *HO + *H 

ng b c x tia c c tím UV, bao g   c trình bày b ng:  

 6 Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng [12]

   s d O3 hoá ho c tia UV 

Quá trình quang phân O3 i tác d ng c a UV s t o ra H    2O2   

H2O2 li b quang phân ti p t c to gc oOH Quá trình x

H2O2 +hv 2 oOH

Khi s  d ng nguy ngân th p áp v  c sóng 253,7nm;   

h s h p thu phân t c a O     3  c r t cao; 3,3001M -1cm-1; nên r t thích h p

u ng) ta s nh n th     t c a 3/UV:

- Khi ch s d ng O   3 làm tác nhân oxy hóa hi u su t lo i b     t 95% vi n O3 1 mg/l trong th i gian ti p xúc 8-10 phút  

- Khi s d ng O  3/UV: hi u su t lo i b     t 95% v i n  O3

1 mg/l k t h p v  i liu bc x UV 4-6 J/m2ch trong thi gian tip xúc 4 phút

 i v i công ngh  ng thi t k quá trình O   3 hoá x y ra ngay trong 

CH3CH2COOH + H2O  CH3COOH + CO2 + 3H2