luận văn nghiên cứu quá trình hóa lý trong công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm của công ty cổ phần đầu tư phước long quận 9 tp hồ chí minh

Nguyên nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tăng

GIỚI THIỆU CHUNG

Đặt vấn đề

Từ năm 1990 đến nay, cùng với sự tăng trưởng kinh tế, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, vì thế lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày càng lớn, tại thành phố Hồ Chí Minh khối lượng chất thải rắn sinh hoạt đã vượt khỏi con số hai triệu tấn năm, những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong những năm gần đây.Với khối lượng 7.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt phát sinh mỗi ngày, phương pháp xử lý duy nhất là chôn lấp, thành phố có 2 bãi chôn lấp (BCL) hợp vệ sinh, BCL Đa Phước và Phước Hiệp Cho đến nay tổng khối lượng rác đã được chôn lấp tại 2 BCL Đa Phước và Phước Hiệp 2 đã lên đến con số 7.900.000 tấn, trong đó Đa Phước là 3.500.000 tấn, và Phước Hiệp 2 là 4.500.000 tấn Và sự quá tải đó đã dẫn đến những hậu quả về mặt môi trường, như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các BCL đã phát tán hàng kilomét vào khu vực dân cư xung quanh và một vấn đề nghiêm trọng nữa là sự tồn đọng của hàng trăm ngàn mét khối nước rác tại các BCL và cùng với lượng nước rỉ rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500m 3 tại các BCL thì nuớc rỉ rác đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với môi trường

Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại các BCL vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm như chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu chuẩn xả thải, đặc biệt là chỉ tiêu BOD và N, P, các kim loại nặng (TCVN 5945-1995, cột B), tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý rất cao, khó kiểm soát, và công suất xử lý không đạt thiết kế Nguyên nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tăng dần và nồng độ ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn các công nghệ xử lý chưa phù hợp đã dẫn đến nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường thải ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lượng nước rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục tăng lên

Vấn đề được đặt ra ở đây là phải tìm ra công nghệ thích hợp để có thể xử lý hết lượng nước rỉ rác đang tồn đọng, cải tạo lại các hệ thống xử lý nước rỉ rác hiện hữu, và công nghệ tham khảo điển hình đối với xử lý nước rỉ rác của các BCL mới trong tương lai Và với hiện trạng lượng chất thải rắn thải ra môi trường ngày càng nhiều và theo đó các công trình xử lý chúng cũng được xây dựng lên để đáp ứng nhu cầu xử lý đặc biệt là các bãi chôn lấp, chính vì thế đặt ra vấn đề xử lý nước rác rò rỉ từ các bãi chôn lấp là xu thế đúng đắn hiện nay, mặc dù hiện nay lưu lượng thải ra là chưa lớn nhưng theo thời gian yêu cầu đặt ra cũng tăng nhanh, chúng ta cần có những biện pháp thích hợp để có kinh nghiệm thực tế sớm để có thể đối phó kịp thời với những phát sinh trong thời gian tới Chính vì thế, tác giả đề xuất những nghiên cứu và các phương pháp xử lý và các công trình xử lý để tạo cơ sở cho các nghiên cứu sau này và qua đó các quy trình xử lý nước rác sẽ được hoàn chỉnh hơn

Với những lý do trên việc nghiên cứu công nghệ thích hợp bằng kết hợp giữa các quá trình hóa lý, sinh học, và hóa học nhằm đưa một giải pháp tối ưu về mặt công nghệ (xử lý các chất cơ khó phân hủy sinh học và hợp chất nitơ), hiệu quả kinh tế cũng như đạt được tiêu chuẩn xả thải để giảm thiểu “hiểm họa ngầm” từ nước rỉ rác đối với môi trường.

Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ

- Đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác đạt tiêu chuẩn xả thải phù hợp với điều kiện thành phố Hồ Chí Minh nhằm giảm chi phí xử lý cho nước rỉ rác.

Nội dung nghiên cứu

Để đạt được những mục đích trên, các nội dung nghiên cứu sau đây được thực hiện:

- Thu thập các số liệu về thành phần nước rỉ rác trên thế giới và Việt Nam;

- Phân tích, đánh giá các số liệu thu thập được nước rỉ rác trên thế giới;

- Thu thập và tổng hợp các kết quả nghiên cứu và vận hành thực tế các quá trình xử lý nước rỉ rác tại Việt Nam

- Phân tích chất lượng nước đầu vào và đầu ra của nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp

- Xác định liều lượng hoá chất và nghiên cứu điều kiện tối ưu sử dụng hoá chất để xử lý nước rỉ rác theo phương pháp keo tụ

- Tính toán và đề ra công nghệ xử lý hiệu quả nhất

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác của các BCL chất thải bằng phương pháp keo tụ

- Phạm vi nghiên cứu : Nước rác nghiên cứu được lấy tại hồ chứa nước rỉ rác, BCL Phước Hiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.

Phương pháp nghiên cứu

Nước dùng cho sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, dịch vụ sau khi đã sử dụng đều trở thành nước thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau và lại được đưa lại các nguồn nước nếu không sử lý sẽ làm ô nhiễm môi trường, chất lượng nước bị suy giảm, cạn kiệt nguồn nước sử dụng, làm ảnh hưởng đến sinh vật và địa tầng chất Theo báo cáo hiện trạng môi trường hằng năm của Cục bảo vệ môi trường cho biết hơn 90% nhà máy, xí nghiệp đang hoạt động hoặc một số nhà máy được xây dựng đều không có hệ thống sử lý nước thải

Thông thường lượng nước rỉ rác từ các bãi rác chưa qua xử lý mà đi thẳng ra môi trường gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt, đất, không khí và ảnh hưởng đến sinh vật, sức khoẻ con người Lượng nước rỉ rác đó chính là mối đe doạ nghiêm trọng đến hệ sinh thái môi trường tự nhiên Vì vậy phát triển kinh tế phải đi đôi với bảo vệ môi trường là điều kiện cần và đủ

Hiện nay, Luật môi trường đang được xây dựng và triển khai, bắt buộc từng cơ quan nhà máy, xí nghiệp trước khi xây dựng, đã và đang xây dựng phải có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường tự nhiên Để xây dựng được hệ thống đó trước tiên phải lựa chọn được công nghệ xử lý phù hợp và việc xử lý sơ bộ cũng góp phần làm tăng hiệu quả của từng công trình

 Phương pháp điều tra thực địa Điều tra thu thập số liệu có sẵn vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội Khảo sát khu vực nghiên cứu, biết được lưu lượng nước rỉ rác cũng như các thông số khác tại BCL Phước Hiệp

 Phương pháp phân tích tổng hợp

Thu thập các tài liệu như tiêu chuẩn, các phương pháp xử lý nước rỉ rác của các nước trên thế giới, các phương pháp xử lý nước rỉ rác của những BCL ở Việt Nam hiện hữu

Tìm hiểu về thành phần tính chất của nước thải và phân tích các tài liệu tìm được

Tham vấn ý kiến của thầy cô hướng dẫn, thầy cô trong khoa và các chuyên gia trong ngành môi trường và xử lý nước thải

 Phương pháp tính toán lựa chọn

Tính toán lựa chọn công nghệ xử lý tối ưu, sau đó chọn ra được công nghệ xử lý hợp lý và hiệu quả.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC

Tổng quan về thành phần nước rỉ rác

2.1.1 Tổng quan về thành phần nước rỉ rác trên thế giới

Nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua các lớp chất thải rắn mang theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng (Tchobanoglous et al., 1993) Trong hầu hết các bãi chôn lấp nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài, như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình phân hủy các chất thải Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số

Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lấp khác nhau, nhưng nhìn chung thành phần nước rỉ rác chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính như sau:

- Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ trọng chất thải;

- Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp;

- Thời gian vận hành bãi chôn lấp;

- Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí;

- Điều kiện quản lý chất thải

Các yếu tố trên ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính nước rỉ rác, đặc biệt là thời gian vận hành bãi chôn lấp, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất nước rỉ rác chẳng hạn như nước rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc Thành phần đặc trưng của nước rỉ rác ở một số nước trên thế giới được trình bày cụ thể trong Bảng 2.1 và Bảng 2.2

Bảng 2.1 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới:

Columbia(ii) Cannada(ii) Đức (iv)

Clover Bar (Vận hành từ năm 1975)

BCL CTR đô thị pH - 7,2 – 8,3 8,3 -

Chất rắn tổng cộng mg/L 7.990 –

Chất rắn lơ lửng mg/L 190 – 27.800 - -

Tổng chất rắn hoà tan mg /L 7.800 –

Tổng phosphat(PO4) mg/L 2 – 35 - - Độ kiềm tổng mgCaCO3/L 3.050 – 8.540 4.030 -

Bảng 2.2 Thành phần nước rỉ rác tại Đức (theo từng giai đoạn phân hủy)

Bảng 2.3 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á

BCL phitsanulock NRR cũ (ii)

BCL khon- Kaen NRR mới (i)

BCL Saen- Suk NRR cũ (i)

Mùa Khô Mùa Mưa pH - 7,45 7,23 – 7,63 7,8 – 9 Độ dẫn điện àS/cm 15.170 - 25.000- 26.500 9.700 – 20.500

Nguồn: (i): Chuleemus Boonthai Iwai and Thammared Chuasavath, 2002; Mitree Siribunjongsak and Thares Srisatit, 2004;

Bảng 2.4 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á

Thái Lan Hàn Quốc BCL pathumthani(ii)

12 năm pH - 7,8 – 8,7 5,8 8,2 Độ dẫn điện àS/cm 19.400 – 23.900

Cr mg/L 0,495 – 0,657 - - Độ kiềm mgCaCO3/L - 2.000 10.000

Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác nhau ở mỗi khu vực nhưng nước rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO3/L) đối với nước rỉ rác mới và nồng độ COD, BOD thấp đối với BCL cũ Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong khi giá trị pH của nước rỉ rác tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác giảm dần theo thời gian, ngoại trừ nồng độ NH 3 trong NRR cũ rất cao (nồng độ trung bình khoảng 1.800mg/L) Nồng độ các kim loại hầu như rất thấp, ngoại trừ nồng độ sắt

Khả năng phân hủy sinh học của nước rỉ rác thay đổi theo thời gian, dễ phân hủy trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn hoạt động ổn định Sự thay đổi này có thể được biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong chứng tỏ các chất hữu cơ trong nước rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học còn đối với các bãi chôn lấp cũ, tỷ lệ này thường rất thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2, tỷ lệ thấp như vậy do nước rỉ rác cũ chứa lignin, axít humic và axít fulvic là những chất khó phân hủy sinh học

2.1.2 Tổng quan về thành phần nước rỉ rác Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam có 3 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang hoạt động như: BCL Nam Sơn, Phước Hiệp số 2, và BCL Gò Cát Mặc dù các BCL đều có thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác, hầu hết các BLC đã nhận rác nhưng hệ thống xử lý nước rỉ rác vẫn chưa xây dựng, đây chính là một trong những nguyên nhân gây tồn đọng nước rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trường Công suất xử lý của các hệ thống xử lý nước rỉ rác này hầu như không xử lý hết lượng nước rỉ rác phát sinh ra hằng ngày tại BCL, do đó hầu hết các hồ chứa nước rỉ rác ở các BCL hiện nay đều trong tình trạng đầy và không thể tiếp nhận nước rỉ rác thêm nữa Thậm chí còn có trường hợp phải sử dụng xe bồn để chở nước rỉ rác sang nơi khác xử lý (BCL Gò Cát) hoặc có nơi phải xây dựng thêm hồ chứa nước rỉ rác để giải quyết tình hình ứ đọng nước rỉ rác như hiện tại BCL là công trình tương đối mới với Việt Nam, do đó việc vận hành BCL chưa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của BCL, và sự cố xảy ra trong quá trình vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước rỉ rác bị nghẹt, …) đã làm thành phần nước rỉ rác thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước rỉ rác

Nước rỉ rác phát sinh từ hoạt động của bãi chôn lấp là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trường Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, nước rỉ rác có thể ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nước mặt Hơn nữa, lượng nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường sống vì nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước rất cao và lưu lượng đáng kể Cũng như nhiều loại nước thải khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO4, ) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí, ) của nước rỉ rác phát sinh từ các bãi chôn lấp là một trong những thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng qui trình vận hành thích hợp Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh được trình bày trong Bảng 2.5

Gò Cát Phước Hiệp Đông Thạnh

NRR cũ 4/03-8/06 NRR 2,4/2002 NRR 8,11/2003 pH - 4,8 – 6,2 7,5 – 8,0 5,6 – 6,5 7,3 – 8,3 6,0 – 7,5 8,0 – 8,2

TDS mg/L 7.300 –12.200 9.800 – 16.100 18.260 – 20.700 6.500 – 8.470 10.950 – 15.800 9.100 – 11.100 Độ cứng tổng mgCaCO

Bảng 2.5 Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh

Gò Cát Phước Hiệp Đông Thạnh

Tetrachlorethylen mg/L - - KPH KPH KPH KPH

Trichlorethylen mg /L - KPH KPH KPH KPH KPH

Cr Tổng mg/L 0,04 – 0,05 KPH KPH - KPH 0,00 – 0,05

Số liệu phân tích thành phần nước rỉ rác cho thấy nước rỉ rác mới tại 3 BCL đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD cao có thể lên đến trên 50.000mO2/L, tỉ lệ BOD5/COD cao trong khoảng 0,5 – 0,9; nồng độ NH3 không cao và giá trị pH thấp đối với nước rỉ rác mới nhưng chỉ sau một thời gian ngắn vận hành nồng độ COD, BOD giảm rất đáng kể, tỉ lệ BOD5/COD thấp, nồng độ NH 4+ tăng lên đáng kể và giá trị pH tăng

Kết quả phân tích cũng cho thấy sự khác biệt giữa thành phần nước rỉ rác tại hai BCL Gò Cát và Phước Hiệp, cho đến nay sau hơn 5 năm vận hành BCL Gò Cát nồng độ COD trong nước rỉ rác vẫn còn khá cao trung bình dao động trong khoảng 20.000 – 25.000mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD dao động trong khoảng 0,45 – 0,50; với nồng độ NH3 cao nhất lên đến > 2.000mg/l, giá trị pH lớn hơn 7,3 Trong khi đó BCL Phước hiệp hoàn toàn khác biệt, chỉ sau gần một năm vận hành nồng độ COD giảm còn rất thấp trung bình dao động trong khoảng 2.000 – 3.000 mgO2/L cao nhất đạt đến 5.000 mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD thấp dao động trong khoảng 0,15 - 0,30, nồng độ NH3 tăng lên trên 1.000mg/L theo thời gian vận hành và giá trị pH lớn 8,0 Giải thích sự khác biệt số liệu giữa giữa hai BCL là do qui trình vận hành của mỗi BCL và hệ thống thu gom NRR ở BCL Phước Hiệp và BCL Gò Cát cũng khác nhau nên dẫn đến thành phần các chất ô nhiễm trong NRR ở 2 BCL cũng khác nhau

Các số liệu phân tích cho thấy một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thành phần nước rỉ rác là thời gian vận hành Để nghiên cứu sự thay đổi thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của bãi chôn lấp, BCL Phước Hiệp số 1 được lựa chọn là do thời gian vận hành của BCL này phù hợp với thời gian nghiên cứu của đề tài

BCL Phước Hiệp bao gồm 4 ô chôn lấp và rác được chôn lấp theo phương pháp cuốn chiếu Mỗi ô chôn lấp có một hố thu nước rỉ rác và từ đây nước rỉ rác được bơm vào các hồ chứa nước rỉ rác trước khi được xử lý Để theo dõi sự thay đổi thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp mẫu nước rỉ rác được lấy tại ô chôn lấp số 3 trong những khoảng thời gian xác định trong suốt quá trình vận hành của BCL

Thời điểm bắt đầu vận hành BCL Phước Hiệp từ tháng 1 năm 2003 Sau 4 tháng vận hành BCL, nồng độ COD trong nước rỉ rác từ trên 50.000mgO2/l bắt đầu giảm xuống còn 10.654 mgO2/L, theo số liệu ghi nhận từ nhiều năm thì nồng độ COD của nước rỉ rác từ tháng 8 đến tháng 1 của năm 2004 dao động từ 1.346 – 2.408 mgO2/l Trong thời gian từ tháng 04 năm 2006 đến tháng 08 năm 2006 có một số điểm có nồng độ COD vượt quá 5.000mgO2/L,giá trị này xuất hiện phụ thuộc vào chu kỳ đổ rác của BCL, cụ thể như khi rác được đổ trên ô chôn rác số 3 thì nước rỉ rác phát sinh trong thời gian này của ô số 3 có nồng độ COD tăng lên từ 4.000 đến 5.000mg O2/L, và khi rác được đổ sang các ô chôn rác khác thì nồng độ COD của nước rỉ rác trong ô số 3 lại giảm xuống trung bình khoảng 2.000 mgO2/L Bên cạnh đó sự thay đổi thành phần nước rỉ rác theo mùa cũng được khảo sát, thành phần nước rỉ rác biến thiên theo mùa được trình bày trong Bảng 2.6

Bảng 2.6 Thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp biến thiên theo mùa (mẫu lấy tại hố thu ô số 3, mẫu lấy từ tháng 12/2008 đến tháng 12/2009)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Mùa mưa (tháng 6 đến tháng 11)

Kết quả phân tích trên cho thấy, nồng độ các chất ô nhiễm vào mùa mưa và mùa nắng không khác nhau nhiều vì trong quy trình vận hành BCL thì sau khi qua cầu cân, rác sẽ được đổ tại sàn trung chuyển, công trường sẽ điều tiết và vận chuyển rác vào ô chôn rác đã được lót đáy bằng tấm nhựa HDPE Tại các ô chôn lấp, rác sẽ được san phẳng bằng xe ủi và được đầm nén kỹ Khi chiều dày lớp rác đạt đến chiều cao 2,2m thì sẽ phủ lớp đất lên trên bề mặt rác, cuối cùng là phủ một lớp nhựa PE để hạn chế mùi hôi và tránh nước mưa xâm nhập vào Vì vậy mà thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp giữa mùa mưa và mùa nắng tại thời điểm lấy mẫu không khác nhau nhiều Nhìn chung thành phần nước rỉ rác mới của BCL ở Việt Nam cũng tương tự như trên thế giới, hàm lượng chất hữu cơ cao trong giai đoạn đầu (COD: 45.000 mgO2/L, BOD: 30.000 mgO2/L) và giảm dần theo thời gian vận hành của BCL, các hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tích lũy và tăng dần theo thời gian vận hành Khi thời gian vận hành BCL càng lâu hàm lượng amonium càng cao Giá trị pH của nước rỉ rác cũ cao hơn hơn nước rỉ rác mới.

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC

Tổng quan chung

Do đặc tính, tính chất nước rác là loại nước rác có màu tối, mùi khó khó chịu và chứa hàm lượng rất cao chất hữu cơ trong phần lớn l à những chất phân huỷ vi sinh Điều này làm cho việc xử lý nước rác trở nên khó khăn hơn xử lý nước sinh hoạt rất nhiều và giá thành cao Đặc biệt ở Việt Nam có tính chất đặc thù của việc tiếp nhận các nguồn rác không được phân loại, hầu hết nước rác từ các bãi rác ở nước ta có thành phần rất phức tạp hàm lượng các thành phần độc hại cao làm cho việc xử lý nước rác bằng phương pháp sinh hoạt đạt hiệu quả rất thấp các chỉ tiêu chính cần xử lý đối với nước thải là:

+ Các kim loại nặng độc hại đối với môi trường và đối với các hệ xử lý bằng vi sinh nếu áp dụng Điều nguy hiểm là các kim loại này chủ yếu nằm dưới dạng các phức bền khó phân tích và khó xử lý

+ Hàm lượng chất hữu cơ ( biểu diễn bằng chỉ tiêu COD) rất cao Ngoài ra chỉ tiêu này rất phù hợp với tuổi của bãi rác

+ Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn độ sạch để thải ra môi tr ường theo tiêu chuẩn TCVN 5945-1995( c ột B)

+ Hệ thống xử lý ổn định, được xử lý khép kín lâu dài toàn bộ lượng nước rác rĩ ra từ bãi rác

+ Giá thành xử lý có thể chấp nhận được

Việc nghiên cứu đặc tính nước rác ở các bãi rác thiết lập mô hình chạy thử để đưa ra phương án lựa chọn tối ưu cho xử lý nước rác đạt hiệu quả về kinh tế và đáp ứng được tiêu chuẩn môi trường là hết sức cần thiết và cấp bách Việc xử lý nước rác rò rỉ cũng như một số loại nước thải khác có thể tiến hành theo phương pháp khác nhau.

Tổng quan về các công nghệ xử lý nước rỉ rác

3.2.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới

Một trong những công nghệ xử lý nước rỉ rác của Đức được tham khảo là công nghệ kết hợp giữa 3 quá trình: sinh học, cơ học và hóa học Bước đầu tiên trong công nghệ xử lý là áp dụng các quá trình nitrat hóa và khử nitrat để loại bỏ nitơ, bên cạnh đó bể lắng được áp dụng với mục đích lắng các bông cặn từ quá trình sinh học và để giảm ảnh hưởng của chất rắn lơ lửng đến quá trình oxy hóa bằng ozone bể lọc được áp dụng để loại bỏ một phần độ màu của nước rỉ rác và xử lý triệt để cặn lơ lửng Phần chất hữu cơ khó phân hủy sinh học còn lại sau quá trình khử nitơ được oxy hóa với ozone nhằm cắt mạch các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành các chất có khả năng phân hủy sinh học làm tăng hiệu quả xử lý cho quá trình sinh học phía sau và khoáng hóa một phần chất hữu cơ tạo thành CO2 và H2O Sau bể oxy hóa bằng ozone các thành phần hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học được tiếp tục loại bỏ trong bể tiếp xúc sinh học quay Bể lọc là bước cuối cùng của dây chuyền xử lý với mục đích loại bỏ các cặn lơ lửng từ bể tiếp xúc sinh học quay, sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác ở miền Bắc nước Đức được trình bày trong Hình 2.3 (công nghệ 1) Với quy trình xử lý trên các thành phần ô nhiễm chính trong nước rỉ rác như COD,

NH 4+ , và AOx (absorbable organic halides)sau quá trình xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận, nồng độ các chất ô nhiễm sau mỗi công đoạn xử lý được trình bày trong Bảng 2.7

Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở miền Bắc nước Đức

Hình 3.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác của Đức

Bảng 3.1 Nồng độ nước rỉ rác trước và sau xử lý (công nghệ 1) và giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận theo tiêu chuẩn của Đức đối với nước rỉ rác

Thông số Đơn vị Đầu vào

Ra khử Ra oxy Ra sinh học Nồng độ giới hạn

Nguồn tiếp nhận Khử nitrat

Bể tiếp xúc sinh học

Hình 3.2 Nồng độ các chất ô nhiễm sau các công đoạn xử lý

Với thành phần nước rỉ rác đầu vào có nồng độ COD thấp, AOX, NH 4+ cao dây chuyền công nghệ kết hợp giữa sinh học, hóa học và cơ học là hợp lý Sau bước nitrate hóa và khử nitrate,hiệu quả xử lý khử nitơ đạt cao nhất 99.9%, hiệu quả khử COD đạt 65%, và AOX đạt hiệuquả 40% Mục đích chính của quá trình oxy hóa là oxy hóa các hợp chất hữu cơ khó/không cókhả năng phân hủy sinh học, hai thành phần được khử chính trong quá trình oxy hóa là COD và AOX với hiệu quả là 85% và 91%, kết quả cho thấy trong bước oxy hóa các hợp chất AOX được xử lý triệt để hơn Đối với công đoạn xử lý sinh học bằng bể sinh học lọc tiếp xúc hiệu quả xử lý không cao, COD chỉ đạt 46% và AOX đạt 43% số liệu phù hợp với tính chất của nước rỉ rác là khó phân hủy Tuy nhiên, công nghệ được áp dụng có chi phí vận hành cao do sử dụng ozone và công đoạn nitrate hóa và khử nitrate đòi hỏi năng lượng cao

Quy trình xử lý nước rỉ rác của Đức kết hợp sinh học và hóa lý

Hình 3.3 Công nghệ xử lý nước rỉ rác của Đức

Một công nghệ khác cũng được áp dụng tại miền Bắc nước Đức để xử lý nước rỉ rác của BCL đã được vận hành trong thời gian dài (từ năm 1993), công nghệ áp dụng xử lý nước rỉ rác bao gồm công đoạn khử ammonium bằng phương pháp sinh hóa truyền thống với hai quá trình nitrate hóa và khử nitrate, ammonium sẽ được nhóm vi sinh vật nitrosomonas oxy hóa thành nitrite và nitrite tiếp tục được nhóm vi sinh vật nitrobacter oxy hóa thành nitritate và khí nitơ tự do, hiệu quả khử nitơ đạt 99.9% và COD đạt 45% trong giai đọan này Bể lắng được ứng dụng để tách các bông bùn từ bể sinh học, các chất hữu cơ còn lại sau quá trình khử nitơ chỉ là các chất khó/không có khả năng phân hủy sinh học, do đó phương pháp hóa lý, cụ thể là quá trình hấp phụ bằng than hoạt tính được áp dụng, tạo bông và kết tủa là bước tiếp theo sau công

Nguồn tiếp nhận Nitrat hóa Khử nitrat

Bể tiếp xúc sinh học

Trung hòa Nước rỉ rác đoạn hấp phụ, trong giai đoạn này hiệu quả xử lý COD đạt 86% và AOX đạt 87% Trung hòa là công đoạn cuối của dây chuyền xử lý nước rỉ rác tại BCL Với dây chuyền công nghệ kết hợp các quá trình sinh học, hấp phụ và keo tụ nồng độ của các chất ô nhiễm chính sau xử lý đều đạt nồng độ giới hạn

Bảng 3.2 Nồng độ nước rỉ rác trước và sau xử lý (công nghệ 2) và giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận của Đức đối với nước rỉ rác sau xử lý

Thông số Đơn vị Đầu vào Đầu ra sinh học

Ra cuối cùng Nồng độ giới hạn

Hình 3.4 Quy trình xử lý nước rỉ rác của Đức kết hợp sinh học và hóa lý

Công nghệ xử lý nước rỉ rác của một số BCL ở Hàn Quốc cũng giống như ở Đức là áp dụng quá trình sinh học (kị khí, nitrate hoá và khử nitrate) và quá trình xử lý hóa lý (keo tụ hai giai đoạn được ứng dụng nhằm loại bỏ các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học), sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc, công suất 3.500 – 7.500m 3 /ngày được trình bày trong Hình 2.5

Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004

Hình 3.5 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc

Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Hàn Quốc bao gồm hai công trình chính: quá trình xử lý sinh học (quá trình phân hủy sinh học kị khí và quá trình khử nitơ) và quá trình hóa lý Trong giai đoạn đầu vận hành BCL (1992) quá trình phân hủy kị khí là một công đoạn cần thiết để xử lý các chất hữu cơ có nồng độ cao như nước rỉ rác

Nước rỉ rác sau xử lý

Thiết bị phân hủy kỵ khí

Bể keo tụ 2 Nước rỉ rác phát sinh trong giai đoạn đầu vận hành bãi chôn lấp, đến năm 2004, do sự giảm tải trọng chất hữu cơ sau 12 năm hoạt động (1992-2004) nên hiện tại quá trình phân hủy kị khí được thay thế bằng quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng

Quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng được áp dụng trong công nghệ này là MLE (Modified Ludzack Ettinger), công nghệ MLE chủ yếu để xử lý nitơ trong nước rỉ rác và gồm hai quá trình chính: quá trình nitrate hóa và quá trình khử nitrate, theo công nghệ MLE nước được tuần hoàn trong bể anoxic với tỷ lệ tuần hoàn là 600% (100% tuần hoàn trong bể khử nitrate và 500% tuần hoàn từ bể lắng) Đối với quá trình nitrate hóa (oxy hóa ammonia) nước rỉ rác được lưu trong bể 6,3 ngày, vi khuẩn chuyển hóa ammonia thành nitrite và nitrate Sau giai đoạn nitrate hóa, nước rỉ rác được chuyển sang giai đoạn khử nitrat, khi đó vi khuẩn chuyển hóa nitrate chuyển nitrate thành nitơ tự do, trong giai đoạn này nước rỉ rác được lưu trong 2,5 ngày

Quá trình hóa lý là bước thứ hai được thực hiện tiếp theo sau quá trình sinh học để được xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác, quá trình xử lý hóa lý bao gồm hai bậc với sử dụng hóa chất keo tụ là FeSO4 Thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc cho thấy nồng độ COD đầu vào trạm xử lý không cao dao động từ

Bảng 3.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý

Thông số Trước xử lý Sau xử lý

Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004

Với tính chất nước rỉ rác của BCL Hàn Quốc có tỉ lệ BOD/COD khoảng 0,3 – 0,4; Hàn Quốc cũng đã áp dụng phương pháp sinh học kết hợp hóa lý để xử lý chất hữu cơ và nitơ có trong nước rỉ rác Kết quả cho thấy bể oxy hóa amonium hoạt động rất hiệu quả, nồng độ ammonium được xử lý đến 99% (N-NH 4+ đầu ra dao động khoảng 1 – 20mg/L), tuy nhiên tổng nitơ đầu ra có khi lên đến 240mg/L Kết quả chứng minh rằng với nồng độ ammonium cao (2.000mg/L) thì phương pháp khử nitơ bằng phương pháp truyền thống không đạt hiệu quả cao là do sự ức chế của các vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacter

Trong công nghệ xử lý nước rỉ rác của BCL Sudokwon Hàn Quốc, sau quá trình xử lý sinh học quá trình keo tụ và oxy hóa bằng Fenton được áp dụng và vận hành khá thành công từ tháng 3 năm 2000 đến tháng 11năm 2003, nồng độ COD đầu ra dao động trong khoảng 200 – 300 mgO2/L Tuy nhiên trong quá trình vận hành có hiện tượng bông cặn nổi lên, dẫn đến độ màu sau xử lý cao Do đó từ tháng 12 năm

2003 cho đến nay công nghệ xử lý nước rỉ rác của BCL Sudokwon đã thay quá trình keo tụ - Fenton bằng quá trình keo tụ 2 bậc Số liệu cho thấy hiệu quả xử lý COD hầu như tương tự nhau đối với cả hai quá trình, hiệu quả khử độ màu của quá keo tụ hai bậc cao hơn (171 Pt-Co) quá trình oxy hóa (232 Pt-Co) Kết quả cũng cho thấy đối với các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học còn lại trong nước rỉ rác thì oxy hóa bằng Fenton không thực hiện hoàn toàn So sánh chi phí xử lý của hai quá trình, chi phí xử lý của quá trình keo tụ-oxy hóa Fenton cao hơn 120 won (1.920 đồng) so với chi phí của quá trình keo tụ 2 bậc

Các phương pháp xử lý

 Các phương pháp xử lý cơ học:

Trong phương pháp này, các lực vật lý như trọng trường, ly tâm được áp dụng để tách các chất hoà tan ra khỏi nước Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi là: song/ lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác , bể điều hoà , khuấy trộn,bể rắn, bể tuyển nổi Mỗi công trình được áp dụng đối với từng nhiệm vụ cụ thể

+ Đơn giản, dễ sử dụng và quản lý

+ Rẻ, các thiết bị dễ kiếm

+ Hiệu quả xử lý sơ bộ nước thải tốt

+ Chỉ hiệu quả đối với các chất không tan

+ Không tạo được kết tủa đối với các chất lơ lửng

 Phương pháp xử lý sinh học

Nguyên lý của phơng pháp này là dựa vào hoạt động sống của các loài vi sinh vật sử dụng các chất có trong nước thải như: Photpho, nitơ và các nguyên tố vi lượng làm nguồn dinh dưỡng có khả năng phân huỷ , phá huỷ các mạch phân tử của các chất hữu cơ có mạch cabon lớn thành các phân tử có mạch cacbon đơn giản hơn nhiều và sản phẩm cuối cùng là CO2 (hiếu khí) , CH4 + CO2 (kị khí) Vậy phương pháp này xử lý đồng thời BOD và N- NH 4+ , P

+ Hiệu quả cao, ổn định về tính sinh học

+ Nguồn nguyên liệu dễ kiếm, hầu như là có sẵn trong tự nhiên

+ Thân thiện với môi trường

+ Chi phí xử lý thấp

+ Ít tốn điện năng và hoá chất

+ Thường không gây ra chất ô nhiễm thứ cấp

+ Thời gian xử lý lâu và phải hoạt động liên tục, chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ , ánh sáng, pH, DO, hàm lượng các chất dinh dưỡng , các chất độc hại khác

+ Chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thời tiết, do đó việc vận hành và quản lý khó, hầu như chỉ sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc 2,3

+ Hiệu quả xử lý không cao khi trong nước thải chứa nhiều thành phần khác nhau

+ Yêu cầu diện tích khá lớn để xây dựng các công trình

+ Phương pháp này hạn chế đối với nước thải có độc tính với VSV

 Phương Pháp xử lý hoá học

Phương pháp hoá học sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nước thải Các công trình xử lý hoá học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học Nhờ các phản ứng hoá học mà các chất lơ lửng có khả năng kiên kết với nhau tạo ra các bông cặn lớn và lắng xuống đáy

+ Nguyên liệu các hoá chất dễ kiếm

+ Dễ sử dụng và quản lý

+ Không gian xử lý nhỏ

+ Chi phí hoá chất cao

+ Có khả năng tạo ra một số chất ô nhiễm thứ cấp

 Phương Pháp Keo Tụ a) Keo tụ bằng các chất điện ly

Bản chất của phương pháp này là cho thêm vào nước các chất điện ly ở dạng các ion ngược dấu Khi nồng độ các ion ngược dấu tăng lên, thì càng nhiều ion được chuyển từ các lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép dẫn tới việc giảm độ lớn của thế điện động thời lực đẩy tĩnh điện cũng giảm đi.Nhờ chuyển động Brown các hạt keo với diện tích khi va chạm sẽ dính kết bằng lực hút phân tử tạo nên các bông cặn đạt đến 1m thì chuyển động Brown hết tác dụng, cần phải có tác dụng phụ để đẩy các hạt cặn lại gần

Quá trình keo tụ được bằng chất điện ly được đánh giá như một cơ chế keo tụ tối ưu Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi liều lượng chất keo tụ cho vào nước phải thật chính xác.Do đó phương pháp này không áp dụng trong thực tế xử lý nước thải a) Keo Tụ bằng hệ keo ngược dấu

Quá trình keo tụ được thực hiện bằng cách tạo ra trong nước một hệ keo mới tích điện trái dấu sẽ trung hoà nhau Chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, muối nhôm, sunfát nhôm,các muối sắt được đưa vào dưới dạng dung dịch hoà tan, sau phản ứng thuỷ phân chúng tạo ra một hệ keo mới mang điện tích dương trung hoà với các keo mang điện tích âm Hiệu quả keo tụ phù thuộc vào nhiệt độ nước hàm lượng và tính chất của cặn Hiện nay việc tìm ra công thức tính toán chung xác định liều lượng chính xác cho từng loại nước thải đều dựa trên việc phải lấy mẫu nước liều lượng chính xác cho từng loại nước thải dựa trên việc phải lấy mẫu nước thải cần xử lý để phân tích sau đó mới chọn loại hoá chất dùng cho TXL Ngoài ra còn dùng các chất trợ đông tổng hợp như polyacryamil,polyclorua nhôm (PAC) Trong một vài trường hợp dioxit silic hoạt tính polyacrylat, polyacryamil,PAC, được dùng làm chất keo tụ thay phèn Khác với keo tụ bằng chất điện ly hoặc chất keo tụ bằng hệ keo ngược dấu, cơ chế phản ứng ở đây chủ yếu là các tương tác hoá học Do kích thước lớn và dài nên các hợp chất cao phân tử keo tụ các hạt bẩn trong nước dưới dạng liên kết chuỗi Kiuể liên kết này rất thuận lợi cho quá trình hình thành và lắng các bông cặn Tuy nhiên do điều kiện hạn chế như các hợp chất cao phân tử đòi hỏi công nghệ sản xuất cao nên biện pháp này ít được dùng trong kỹ thuật xử lý nước ở nước ta hiện nay

 Phương pháp oxy hoá xúc tác

Khác với phương pháp oxy hoá đơn thuần dùng hoá chất (các chất oxy hoá), phương pháp oxy hoá chất xúc tác cho phép có thể sử dụng các chất oxy hoá tự nhiên rẻ tiền như O2 (không khí) và thậm chí H2O.Tuy nhiên, hướng nghiên cứu nói trên hiện mới có kết quả tốt ở nhiệt độ cao Để thực hiện phản ứng oxy hoá ở nhiệt độ thấp(< 100 0 C và thậm chí ở nhiệtđộ phòng) cần áp dụng các biện phương pháp oxy hoá tiên tiến nghĩa là nhớ oxy hoá nhờ tác nhân gốc tự do OH - được tạo thành trong quá trình phản ứng nhờ những hợp chất giàu OXY như H2O2,O3,…

Gốc tự do OH - có thể oxy hoá = 3 V, chỉ thua có F nên nó có khả năng oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có mặt trong nước tới CO2 ( khoáng hoá) trong trường hợp này nó sẽ giảm nhanh COD của nước thải Trong trường hợp khó khăn hơn nó có thể ngắt mạch các phân tử chất hữu cơ có phân tử khối lớn(M) tạo thành hợp chất trung gian có M nhỏ hơn có khả năng xử lý dễ dàng nhờ công đoạn xử lý vi phân tiếp theo

Như vậy, vai trò của công đoạn oxy hoá xúc tác ở đây là nhờ những hệ xúc tác quang hoá tạo và tái tạo liên tục gốc tự do OH để thực hiện phản ứng oxy hoá - ngắt mạch các phân tử tạp chất hữu cơ trong nước thải

3.4 Căn cứ lựa chọn phương án keo tụ bằng chất keo tụ

Dựa trên yêu cầu và điều kiện thực tế cần xử lý nước rỉ rác tại BCL Phước Hiệp

- Các chỉ tiêu cần xử lý (SS, COD, BOD…)

- Công xuất trạm xử lý nhỏ

- Mặt bằng khu vực không hạn chế nhiều, do đó có thể xử dụng phương pháp sinh học (hồ sinh học, bãi lọc ngập,…) để xử lý ở các bước tiếp theo

- Có thể áp dụng chế độ vận hành theo mẻ hoặc liên tục

- Chi phí hoá chất để xử lý thấp với đối tượng nước rác rất khó xử lý

Do vậy khi phân tích và xử lý nước rỉ rác tại BCL người nghiên cứu đề xuất phương án xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ bởi những ưu điểm so với các phương pháp khác như:

- Có thể loại các chất hữu cơ (COD, BOD,…) từ 50% - 60%, phá vỡ cấu trúc hoá học bền vững của các chất hữu cơ bền vi sinh tạo điều kiện cho việc áp dụng phương pháp sinh học tiếp theo

- Công nghệ đơn giản, thuận tiện cho quá trình vận hành và quản lý

- Hiệu quả kinh tế cao.

Căn cứ lựa chọn phương án keo tụ bằng chất keo tụ

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm

- Thời gian tiến hành thí nghiệm : từ ngày 05/04/2010 đến 10/07/2010

- Địa điểm tại phòng thí nghiệm mô hình Khoa Môi trường và CNSH

Trường Đại học kỹ thuật công nghệ Tp.Hồ Chí Minh Điều kiện thời tiết trong phòng thí nghiệm

4.2 Nguồn nước rác và phương pháp lấy mẫu Địa điểm lấy mẫu : Hồ chứa trung gian khu xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp - Huyện Củ Chi Tp Hồ Chí Minh

Kỹ thuật lấy mẫu, vận chuyển bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 5999-

Hình 4.1 Hồ chứa nước rỉ rác, nơi lấy mẫu 4.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm

- Thời gian tiến hành thí nghiệm : từ ngày 05/04/2010 đến 10/07/2010

- Địa điểm tại phòng thí nghiệm mô hình Khoa Môi trường và CNSH

Trường Đại học kỹ thuật công nghệ Tp.Hồ Chí Minh Điều kiện thời tiết trong phòng thí nghiệm

Nguồn nước rác và phương pháp lấy mẫu

Địa điểm lấy mẫu : Hồ chứa trung gian khu xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp - Huyện Củ Chi Tp Hồ Chí Minh

Kỹ thuật lấy mẫu, vận chuyển bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 5999-

Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Thiết bị được sử dụng là một bộ khuấy, có 6 cách khuấy kiểu chân vịt, trang bị bộ biến đổi vận tốc Mỗi cách khuấy ứng với một bình có thể tích 1 lít có khắc độ

Hình 4.1 Sơ đồ thiết bị Jar-Test đang hoạt động

Thí nghiệm sẽ được tiến hành nghiên cứu với các hoá chất keo tụ khác nhau và ở các điều kiện tiến hàn khác nhau:

+ Xác định ảnh hưởng của độ pH đến hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm từ đó xác định pH tối ưu cho từng hoá chất

+ Xác định liều lượng phèn tối ưu đối với từng loại hoá chất keo tụ

 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm

Trong quá trình thí nghiệm, mỗi một bình được đổ đầy một thể tích nước như nhau: Sau đó tiến hành các bước như sau:

1 Bật máy khuấy, khuấy mạnh khoảng 100vòng/phút, theo dõi pH bằng máy đo pH

2 Thêm hoá chất keo tụ vào từng bình, để có giá trị pH tại các bình là 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 Khuấy mạnh trong khoảng 1 phút sau đó khuấy nhẹ (40 – 50 vòng/ phút) trong 5 – 10 phút Đây là giai đoạn hình thành các mầm keo tụ

3 Ngừng khuấy và theo dõi hiện tượng

4 Lắng kết tủa trong thời gian 30 – 40 phút

5 Lấy mẫu đo, COD, hàm lượng cặn lơ lửng, độ màu

Sơ đồ quá trình được nêu trên hình 4.2 pH0

Thêm hoá chất keo tụ khuấy nhanh với V = 100 r/m trong

30 giây rồi khuấy nhẹ với V = 40 – 50 r/m trong 5 phút pH1 lấy mẫu, phân tích COD, SS, đo độ màu…

Hình 4.2 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát pH tối ưu

 Thí nghiệm 2 Khảo sát khả năng xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm khi thay đổi liều lượng chất keo tụ ở pH nhất định

Trong quá trình thí nghiệm, mỗi một bình được đổ đầy một thể tích nước rỉ rác như nhau Sau đó , tiến hành các bước sau đây:

1 Bật máy khuấy, khuấy mạnh khoảng 100 vòng/ phút, theo dõi PH bằng máy đo pH

2 Dùng axit H2SO4 25% chỉnh pH mẫu đến một giá trị pH nhất định , khuấy mạnh trong 5 phút

3 Thêm 1 lượng chất keo tụ đã xác định Khuấy mạnh trong khoảng 1 phút sau đó khuấy nhẹ (40 – 50vòng/phút) trong 5 – 10 phút Đây là giai đoạn hình thành các mầm keo tụ

4 Chỉnh pH đến giá trị pH tối ưu đã xác định được ở trên

5 Lắng kết tủa trong thời gian 30 – 60 phút

6 Lấy mẫu, đo COD , hàm lượng cặn lơ lửng, độ màu

Mẫu nước rỉ rác 500 ml

Sơ đồ quy trình tiến hành thí nghiệm được nêu ở hình 4.3 pH0

Thêm từ từ axit H2SO4 đến 1 giá trị pH xác định Khuấy mạnh với V = 200 r/m trong 5 phút pH1

Thêm 1 lượng chất keo tụ đã xác định, khuấy mạnh với V= 200r/m trong 30 giây, khuấy chậm với V= 40 -

Lấy mẫu phân tích COD, SS, độ màu…

Hình 4.3 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm xác định liều lượng chất keo tụ tối ưu khi cố định pH Mẫu

4.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm

4.4.1 Phương pháp phân tích pH

Rửa điện cực bằng nước cất, lau khô điện cực, dùng dung dịch chuẩn để chỉnh máy

Rửa lại điện cực bằng nước cất, lau khô, đổ khoảng 50 ml mẫu ra cốc thủy tinh Nhúng đầu điện cực vào nước thải Tiến hành đọc kết quả trên máy khi tín hiệu ổn định sau 30 giây

4.4.2 Phương pháp phân tích SS

Giấy lọc đem sấy ở 100 0 C/1 giờ, sau đó để vào máy hút ẩm trong 60 phút, đem cân được khối lượng A

Pha loãng mẫu 10 lần, hút 10 ml để lọc Đem giấy lọc đi sấy ở 100 0 C/1 giờ; sau đó để vào máy hút ẩm trong 1 giờ, đem ra cân được khối lượng B

SS : hàm lượng cặn lơ lửng (mg/l)

A : khối lượng ban đầu của giấy lọc (mg)

B : khối lượng của giấy lọc sau khi lọc (mg)

Vmau : thể tích mẫu lấy (ml)

4.4.3 Phương pháp phân tích BOD 5

Dựa trên phương pháp đo hàm lượng oxy hòa tan

- Nước cất pha loãng: Hút mỗi 1 ml dung dịch đệm phosphate, MgSO4, CaCl2,

FeCl3 vào 1000 ml nước cất, đem sục khí từ 1,5 – 2 giờ

- Điều chỉnh pH về trung tính

- Chiết nước pha loãng vào 2 chai BOD Hút 2 ml MnSO4 vào mỗi chai Hút 3 ml mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet vào đáy chai rồi thả từ từ Nhanh chóng đậm đặc cho vào mỗi chai, đậy kín nút, tránh để bọt kí và đem lắc dưới vòi nước cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn Định phân lượng oxy hòa tan bằng dung dịch Na2SO3

0,025M Một chai định phân ngay cho kết quả DO0, 1 chai đem ủ và đọc kết quả DO5 sau 5 ngày

Rót 50 ml mẫu cho vào erlen, định phân bằng dung dịch Na2SO3 0,025M cho đến khi xuất hiện màu vàng nhạt, thêm vài giọt chỉ thị hồ tinh bột và tiếp tục định phân đến khi mất màu xanh

BOD 5 = (DO 0 – DO 5 )*f (đơn vị: mg O2/l)

DO0: lượng oxy hòa tan đo ngày đầu tiên

DO5: lượng oxy hòa tan đo sau 5 ngày ủ f: độ pha loãng

4.4.4 Phương pháp phân tích COD phương pháp đun kín

Bảng 4.1: Tỉ lệ thể tích mẫu và hóa chất dùng trong phân tích COD

Thể tích mẫu Dd H2SO4 reagent Tổng thể tích

- Pha loãng mẫu: pha loãng 100 lần (1 ml mẫu + 99 ml nước cất)

- Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với H2SO4 20% trước khi dùng Cho thể tích mẫu và thể tích hóa chất dùng như bảng trên

- Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2CrO7 vào, cẩn thận cho từ từ

H2SO4 reagent theo thành ống nghiệm Đậy kín nút, lắc nhẹ và đặt lên máy COD ở

150 0 C/ 2 giờ Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ vào erlen, tráng ống COD bằng nước cất và đổ vào erlen, sau đó nhỏ thêm vài giọt feroin và định phân bằng FAS 0,1N Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ Làm một mẫu thử không với nước cất (cũng bao gồm các hóa chất như mẫu thật nhưng thay mẫu bằng nước cất, ủ

COD (mgO 2 /l) = xf ml Vmau xMx B A

A: thể tích FAS dùng trong ống thử không

B: thể tích FAS dùng trong ống thử thật f: hệ số pha loãng

M: nguyên chuẩn độ của FAS

Vmau: thể tích mẫu đã dùng

4.4.5 Phương pháp phân tích Tổng Nito

- Lấy 100ml mẫu nước thải cho vào Becher, đun trên bếp điện tới khi còn 20ml, để nguội

- Cho vào đó 0,15mg K2SO4 và 0,05 mg CuSO4 hòa tan, sau đó cho vào 5ml sulfuric acid đặc Cho tất cả vào bình phá mẫu, đun phá mẫu đến khi nào mẫu chuyển sang trong đặc trưng

- Sau khi phá mẩu, cho tất cả hỗn hợp mẫu vào bình định mức, định mức tới 100ml bằng nước cất

- Bình cất đạm: cho vào 50ml mẫu + 50ml nước cất + 3 giọt tashiro  dung dịch chuyển sang màu tím + 15ml dd NaOH 40%  dung dịch chuyển sang màu xanh lá mạ

- Bình hứng: Cho 20ml dd sulfuric acid 0,1N + 3 giọt tashiro

- Lắp bình cất đạm và bình hứng vào Bộ chưng cất Kjedalh, cất trong khoảng

30 phút Đem bình hứng đi chuẩn độ bằng dd NaOH 0,1N

- Lượng Nito trong nước thải tính bằng công thức:

V1 = ml H2SO4 cho vào bình hứng V2 = ml NaOH chuẩn độ a = ml mẫu ban đầu = 100ml

4.4.6 Phương pháp phân tích Tổng Phospho

- Lập đường chuẩn và xác định phương trình hồi quy tuyến tính thể hiện sự phụ thuộc của nồng độ Phospho trong nước và cường độ hấp thu Các bước tiến hành như trong bảng sau:

Bảng 4.2 Trình tự lập đường cong chuẩn P – PO4

STT 0 1 2 3 4 5 ml dd chuẩn 0 1 2 3 4 5 ml nước cất 0 49 48 47 46 45

- Mẫu nước thải lắc đều, lọc sơ bộ qua 1 lớp giấy lọc, pha loãng 1: 100 lần để làm giảm hàm lượng phosphor trong nước

- Lấy 50ml mẫu và Becher, cho 1 giọt phenolphthalein Nếu mẫu ko có màu, thì cho vào 1ml dd acid Sulfuric ( còn nếu có màu, dung dd acid này trung hòa cho mất màu, rồi sau đó cũng cho vào đó 1ml dd sulfuric acid) Sau đó, cho vào 0,5g muối

- Đun mẫu còn 10ml, để nguội, cho vào 1 giọt phenolphthalein Sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH 1N đến khi có màu hồng nhạt, định mức tới 50ml Tiếp tục cho vào 2ml Amonium Molybdate, 5 giọt SnCl2, lắc đều Đem đo độ hấp thu ở 690nm.

Các phương pháp đánh giá

Các thông số đánh giá được thể hiện trên bảng sau:

Bảng 4.3 Các thông số, phương pháp và thiết bị phân tích

STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp đo

3 BOD 5 Tủ điều nhiệt BOD

4 COD Phương pháp đun kín

5 Tổng Nitơ Phân hủy và chưng cất Kjeldahl

6 Tổng Photpho Máy quang phổ kế

4.4.5 Phương pháp xử lý kết quả

- Mỗi chỉ tiêu được phân tích 3 lần để thu thập giá trị trung bình qua các lần đo

- Tính giá trị của các kết quả đo để suy ra giá trị trung bình của chỉ tiêu

- Các số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm qua đó xác định pH tối ưu

đó xác định pH tối ưu

5.1.1 Cố định phèn FeSO 4 và thay đổi pH

Bảng 5.2 Cố định lượng phèn FeSO4 (100g/L) và thay đổi pH

STT Chỉ Tiêu Đơn vị BCL Phước Hiệp

Sau khi thực hiện xong thí nghiệm, kết quả phân tích mẫu như sau:

 Hiệu quả xử lý COD

Bảng 5.3 Hiệu quả xử lý COD sau khi thí nghiệm cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Hiệu quả xử lý COD được thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD khi cố định phèn FeSO4, thay đổi pH

Nhận xét : Quan sát kết quả thí nghiệm và thể hiện trên biểu đồ cho thấy hiệu quả sau khi khi keo tụ ở pH = 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 ở các mô hình như sau :

- Mô hình 1, 2, 3, 5, 6 sau khi thực hiện xong thí nghiệm có hiện tượng nước

- Ở mô hình 4 hiệu quả xử lý tốt nhất hiện tượng là nước trong, bông keo to và lắng rất nhanh, COD giảm được 41% so với nồng độ COD ban đầu và cao hơn hiệu quả xử ở các mô hình khác

Kết luận: Sau khi quan sát hiện tượng và kết quả phân tích cho thấy hiệu quả xử lý nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp với pH = 6,5 hiệu quả xử lý COD là cao nhất

 Hiệu quả xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng SS

Bảng 5.4 Hiệu quả xử lý SS sau khi thí nghiệm cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Hiệu quả xử lý SS được thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 5.2 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý SS khi cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Nhận xét : Quan sát kết quả thí nghiệm và thể hiện trên biểu đồ cho thấy hiệu quả sau khi khi keo tụ ở pH = 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 ở các mô hình như sau :

- Ở mô hình 1; 2; 3; 5; 6 sau khi thực hiện xong thí nghiệm kết quả quan sát cho thấy nước trong, các bông keo lắng tốt và nhanh xong kết quả phân tích cho thấy hàm lượng SS giảm đi đáng kể và xử lý tốt ở pH từ 5,5 – 6,5

- Ở mô hình 4, ta thấy hiệu quả xử lý SS là cao nhất Quan sát thấy được chất lượng nước ở mô hình 4 trong hơn, các bông keo lắng nhanh, SS giảm đi 36% so với ban đầu và hiệu quả cao hơn ở các mô hình khác

Kết luận : Sau khi quan sát và phân tích số liệu của thí nghiệm ta thấy được hiệu quả xử lý SS ở pH = 6,5 là cao nhất

 Hiệu quả xử lý độ đục

Bảng 5.5 Hiệu quả xử lý độ đục sau khi thí nghiệm cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Hiệu quả xử lý độ đục được thể hiện qua biểu đồ sau :

Hình 5.3 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý độ đục khi cố định phèn FeSO4, thay đổi pH

Quan sát kết quả thí nghiệm và thể hiện trên biểu đồ cho thấy hiệu quả sau khi khi keo tụ ở pH = 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 ở các mô hình như sau :

- Ở mô hình 4, ta thấy hiệu quả xử lý độ đục là cao nhất Quan sát thấy được chất lượng nước ở mô hình 4 trong hơn, các bông keo lắng nhanh, độ đục giảm đi 33% so với ban đầu và hiệu quả cao hơn ở các mô hình khác

Kết luận : Sau khi quan sát và phân tích số liệu của thí nghiệm ta thấy được hiệu quả xử lý độ đục ở pH = 6 là cao nhất

Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm ta có được biểu đồ sau

Hình 5.4 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác khi cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Từ biểu đồ ta thấy được hiệu quả xử lý COD, SS khi cố định phèn FeSO4 ở pH 6,5 là tốt nhất tuy nhiên với chỉ tiêu độ đục hiệu quả xử lý tốt ở pH = 6

5.1.2 Cố định phèn FeCl 3 và thay đổi pH

Bảng 5.6 Cố định lượng phèn FeCl3 (100g/L) và thay đổi pH

Bảng 5.7 Hiệu quả xử lý COD sau khi thí nghiệm cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

Hình 5.5 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

Nhận xét : Quan sát kết quả thí nghiệm và thể hiện trên biểu đồ cho thấy hiệu quả sau khi keo tụ với phèn FeCl3 ở pH = 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 ở các mô hình như sau :

- Mô hình 1, 2, 3, 4, 6 sau khi thực hiện xong thí nghiệm có hiện tượng nước trong, bông keo to, quá trình lắng tốt xong hiệu quả xử lý COD không cao

- Ở mô hình 5 hiệu quả xử lý tốt nhất hiện tượng là nước trong, bông keo to và lắng rất nhanh, COD giảm được 37% so với nồng độ COD ban đầu và cao hơn hiệu quả xử ở các mô hình khác

Kết luận: Sau khi quan sát hiện tượng và kết quả phân tích cho thấy hiệu quả xử lý nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp với pH = 6 hiệu quả xử lý COD là cao nhất

 Hiệu quả xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng SS

Bảng 5.8 Hiệu quả xử lý SS sau khi thí nghiệm cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

Hình 5.6 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý SS cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

- Ở mô hình 5, ta thấy hiệu quả xử lý SS là cao nhất Quan sát thấy được chất lượng nước ở mô hình 4 trong hơn, các bông keo lắng nhanh, SS giảm đi 45% so với ban đầu và hiệu quả cao hơn ở các mô hình khác

Kết luận : Sau khi quan sát và phân tích số liệu của thí nghiệm ta thấy được hiệu quả xử lý SS ở pH = 6 là cao nhất

Bảng 5.9 Hiệu quả xử lý độ đục sau khi thí nghiệm cố định phèn FeSO4 và thay đổi pH

Hiệu quả xử lý độ đục được thể hiện qua biểu đồ sau :

Hình 5.7 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý độ đục cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

- Ở mô hình 1; 2; 3; 4; 6 sau khi thực hiện xong thí nghiệm kết quả quan sát cho thấy nước trong, các bông keo lắng tốt và nhanh xong kết quả phân tích cho thấy hàm lượng độ đục giảm đi đáng kể và xử lý tốt ở pH từ 5,5 – 6,5

- Ở mô hình 5, ta thấy hiệu quả xử lý độ đục là cao nhất Quan sát thấy được chất lượng nước ở mô hình 4 trong hơn, các bông keo lắng nhanh, độ đục giảm đi 36% so với ban đầu và hiệu quả cao hơn ở các mô hình khác

Kết luận : Sau khi quan sát và phân tích số liệu của thí nghiệm ta thấy được hiệu quả xử lý độ đục ở pH = 6 là cao nhất

Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm ta có được biểu đồ sau

Hình 5.8 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác khi cố định phèn FeCl3 và thay đổi pH

Nhận xét : Nhìn biểu đồ ta thấy được ở khoảng pH từ 6 – 7 dùng với phèn FeCl3 cố định ta thấy được hiệu quả xử lý các chỉ tiêu là rất cao Riêng kết quả xử lý ở pH = 6 thì hiệu quả là cao nhất đối với các chỉ tiêu ô nhiễm

Kết luận : Kết quả thí nghiệm dùng phèn FeCl3 keo tụ xử lý nước rỉ rác cho thấy được hiệu quả xử cao nhất ở pH = 6

5.1.3 Cố định phèn Al 2 (SO 4 ) 3 và thay đổi pH

Bảng 5.10 Cố định lượng phèn Al 2 (SO 4 ) 3 (100g/L) và thay đổi pH

Bảng 5.11 Hiệu quả xử lý COD sau khi thí nghiệm cố định phèn Al 2 (SO 4 ) 3 và thay đổi pH

Hình 5.9 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD cố định phèn Al 2 (SO 4 ) 3 và thay đổi pH

Khảo sát sự ảnh hưởng của liều lượng phèn đến hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm của nước rỉ rác qua đó xác định lượng phèn tối ưu

5.2.1 Cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeSO 4 (100g/l)

Bảng 5.14 Cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeSO4

Bảng 5.15 Hiệu quả xử lý COD khi cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeSO4

Hình 5.13 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD khi cố định pH,thay đổi lượng phèn

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu COD kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 5; 6 hiệu quả xử lý COD nằm trong khoảng từ 30% – 38% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý COD là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeSO4 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng COD trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được 42% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 4 với lượng phèn bằng 3 là lượng phèn tối ưu để xử lý chỉ tiêu COD trong nước rỉ rác

 Hiệu quả xử lý SS

Bảng 5.16 Hiệu quả xử lý SS khi cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeSO4

Hình 5.14 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý SS khi cố định pH thay đổi lượng phèn FeSO4

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu SS kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 5; 6 hiệu quả xử lý SS nằm trong khoảng từ 30% – 38% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý SS là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeSO4 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng SS trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được 42% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 4 với lượng phèn bằng 3 là lượng phèn tối ưu để xử lý chỉ tiêu SS trong nước rỉ rác

Bảng 5.17 Hiệu quả xử lý độ đục khi cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn

Hiệu quả xử lý độ đục được thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 5.15 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý độ đục khi cố định pH và thay đổi lượng phèn FeSO4

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu độ đục kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 5; 6 hiệu quả xử lý nằm trong khoảng từ 30% – 38% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý độ đục là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeSO4 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng độ đục trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được 42% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 4 với lượng phèn bằng 3 là lượng phèn tối ưu để xử lý chỉ tiêu độ đục trong nước rỉ rác

Hình 5.16 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác khi cố định phèn pH và thay đổi lượng phèn FeSO4

Kết luận : Kết quả phân tích ở các chỉ tiêu cho thấy hiệu quả xử lý nước rỉ rác tốt nhất ở mô hình 4, hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm đều cao hơn so với những mô hình khác Vì thế có thể kết luận rằng với pH = 6,5 và lượng phèn FeSO4 = 3 thì hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp là cao nhất

5.2.2 Cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Bảng 5.18 Cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Bảng 5.19 Hiệu quả xử lý COD khi cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Hình 5.17 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD khi cố định pH và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu COD kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 4; 6 hiệu quả xử lý COD nằm trong khoảng từ 27% - 33% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý COD là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeCl 3 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3,5 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng COD trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được 34% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 5 với lượng phèn bằng 3,5 là

 Hiệu quả xử lý SS

Bảng 5.20 Hiệu quả xử lý SS khi cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Hiệ u quả xử lý SS được thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 5.18 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý SS khi cố định pH và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu SS kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 4; 6 hiệu quả xử lý SS nằm trong khoảng từ 36% – 38% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý SS là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeCl 3 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3,5 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng SS trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được

39% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 5 với lượng phèn bằng 3 là lượng phèn tối ưu để xử lý chỉ tiêu SS trong nước rỉ rác

Bảng 5.21 Hiệu quả xử lý độ đục khi cố định pH = 6,5 và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Hiệu quả xử lý độ đục được thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 5.19 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý độ đục khi cố định pH và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Nhận xét : Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và phân tích được chỉ tiêu độ đục kết quả cho thấy ở mô hình 1; 2; 3; 4; 6 hiệu quả xử lý nằm trong khoảng từ 14% – 21% so với chỉ tiêu ban đầu, hiệu quả xử lý là tương đối tốt, ở các mô hình sau khi keo tụ xong nước đều trong và lắng rất tốt Riêng ở mô hình 4 với lượng phèn = 3 ta thấy hiệu quả xử lý độ đục là tốt nhất Hiện tượng là nước trong, các bông keo to và lắng rất tốt

Kết luận : Kết quả keo tụ với phèn FeCl 3 và cố định pH = 6 với lượng phèn bằng 3,5 ta thấy được hiệu quả xử lý hàm lượng độ đục trong nước rỉ rác là cao nhất, giảm được 22% so với ban đầu Vì vậy chọn kết quả ở mô hình 5 với lượng phèn bằng 3 là lượng phèn tối ưu để xử lý chỉ tiêu độ đục trong nước rỉ rác

Biểu đồ thể hiện các chỉ tiêu ô nhiễm khi keo tụ bằng phèn FeCl 3 ở pH = 6

Hình 5.20 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác khi cố định phèn pH và thay đổi lượng phèn FeCl 3

Kết luận : Kết quả phân tích ở các chỉ tiêu cho thấy hiệu quả xử lý nước rỉ rác tốt nhất ở mô hình 5, hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm đều cao hơn so với những mô hình khác Vì thế có thể kết luận rằng với pH = 6 và lượng phèn FeCl 3 = 3,5 thì hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp là cao nhất

5.2.3 Cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn Al 2 (SO 4 ) 3

Bảng 5.22 Cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn Al 2 (SO 4 ) 3

Bảng 5.23 Hiệu quả xử lý COD khi cố định pH = 6 và thay đổi lượng phèn

Hình 5.21 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD khi cố định pH và thay đổi lượng phèn Al 2 (SO 4 ) 3

Sử dụng pH và phèn tối ưu đã xác định để xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp

5.3.1 Sử dụng phèn FeSO 4 với pH = 6,5 để xử lý nước rỉ rác

Từ kết quả thí nghiệm trên ta có được hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ với phèn FeSO4 với pH tối ưu là 6,5 và lượng phèn là 3ml (100g/l) Từ kết quả đã xác định được ta bắt đầu xử lý nước rỉ rác và có được kết sau 2 lần keo tụ được thể hiện ở bảng sau :

Bảng 5.26 Kết quả sau 2 lần xử lý bằng phèn FeSO4

STT Thông số Đơn vị Trước xử lý Xử lý lần 1 Xử lý lần 2

Kết quả xử lý thể hiện qua biểu đồ sau :

Hình 5.25 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS, độ đục sau 2 lần keo tụ với phèn FeSO4

5.3.2 Sử dụng phèn FeCl 3 với pH = 6 để xử lý nước rỉ rác

Từ kết quả thí nghiệm trên ta có được hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ với phèn FeCl3 với pH tối ưu là 6 và lượng phèn là 3,5ml (100g/l) Từ kết quả đã xác định được ta bắt đầu xử lý nước rỉ rác và có được kết sau 2 lần keo tụ được thể hiện ở bảng sau :

Bảng 5.27 Kết quả sau 2 lần xử lý bằng phèn FeCl3

Hình 5.26 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS, độ đục sau 2 lần keo tụ với phèn FeCl3

5.3.2 Sử dụng phèn Al 2 (SO 4 ) 3 với pH = 6 để xử lý nước rỉ rác

Từ kết quả thí nghiệm trên ta có được hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ với phèn FeCl3 với pH tối ưu là 6 và lượng phèn là 3,5ml (100g/l) Từ kết quả đã xác định được ta bắt đầu xử lý nước rỉ rác và có được kết sau 2 lần keo tụ được thể hiện ở bảng sau :

Bảng 5.28 Kết quả sau 2 lần xử lý bằng phèn Al 2 (SO 4 ) 3

Hình 5.27 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS, độ đục sau 2 lần keo tụ với phèn Al 2 (SO 4 ) 3

Hình 5.28 Hình ảnh nước rỉ rác sau 2 lần xử lý

Sau khi keo tụ lần 1 với 3 loại phèn ta thấy được hiệu quả xử lý vào khoảng 41% COD, 35% SS, 36% độ đục trong nước rỉ rác Với cả 3 loại phèn ta thấy hiệu quả xử lý là như nhau xong với phèn FeSO4 thì lượng phèn sau 2 lần xử lý ít hơn và hiệu quả hơn so với phèn FeCl3 và phèn Al2(SO4)3 Vậy để hợp với kinh tế ta chọn phèn FeSO4 để xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ nhiều bậc

Sau khi keo tụ lần 2 hiệu quả xử lý như sau : 64% COD, 53% SS, 65% độ đục trong nước rỉ rác

Ta thấy sau 2 lần xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ nhiều bậc hiệu quả xử lý được các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, SS, BOD, độ đục là rất cao Riêng các chỉ tiêu về các kim loại nặng trong nước thì hiệu quả không cao Điều này chứng tỏ rằng với phương pháp keo tụ hiệu quả xử lý được hầu hết các hợp chất hữu cơ có trong nước rỉ rác Từ đó có thể đề ra các bước xử lý tiếp theo để nước xử lý đầu ra phải đạt theo tiêu chuẩn xả thải và không gây ô nhiễm môi trường.

Đề xuất quy trình xử lý

Kết quả qua 2 lần xử lý nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp bằng phương pháp keo tụ cho thấy hiệu quả xử lý được các chỉ tiêu ô nhiễm sau xử lý là rất khả quan, hiệu quả xử lý CO D khoảng 64%, với SS là 53% và với độ đục là 65% Với kết quả trên tác giả đề xuất quy trình xử lý tiếp theo bằng phương pháp sinh hoc để xử lý nhằm giảm được các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước rỉ rác và thải ra môi trường theo tiêu chuẩn xả thải TCVN

Cặn lắng đưa về bãi chôn lấp

Hình 5.29 Sơ đồ công nghệ đề xuất để xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước rỉ rác thô được đưa vào bể điều hoà đồng thời là bể ngăn thu nước, tại đây nước rỉ rác được điều chỉnh biến thiên lưu lượng sau đó nước rỉ rác được bơm sang bể trung hoà Tại đây nước rỉ rác sẽ được điều chỉnh pH với một gia trị nhất

Bể điều hoà kết hợp ngăn thu

Hồ sinh học (bãi lọc ngập trồng cây) được đưa tới bể keo tụ 1, tại đây nước rỉ rác sẽ được khuấy trộn với phèn và tác dụng của phèn và các hạt polimere làm mất tính ổn định của các hạt chất rắn trong nước và tạo ra các bông keo

Tiếp theo nước sẽ được chảy sang bể lắng 1, ở đây các bông keo cũng như các hợp chất hữu cơ không tan sẽ được lắng xuống dưới bể Quá trình thực hiện xử lý sau bể lắng 1 thì hiệu quả xử lý được các thông số COD, SS được khoảng 40% Tiếp theo nước rỉ rác sẽ được keo tụ một lần nữa tại bể keo tụ 2 rồi sang bể lắng 2 Sau 2 lần keo tụ hiệu quả xử lý được hầu hết các hợp chất khó phân hủy, riêng COD, SS, độ đục hiệu quả xử lý được 64% Nồng độ các chất ô nhiễm sau xử lý vẫn còn rất cao do đó ta dùng phương pháp sinh học để xử lý tiếp nhằm giảm được các chỉ tiêu

Nước rỉ rác sẽ được xử lý sinh học kị khí qua bể UASB, tại đây vi sinh vật kị khí sẽ oxy hóa được các chất hữu, các hợp chất ô nhiễm trong nước sẽ giảm đi Nước rỉ rác được lưu tại bể UASB đến khi hiệu quả xử lý được khoảng 90% ta tiếp tục xử lý nước qua bể sinh học hiểu khí Aerotank Ở bể Aerotank nước thải sẽ bị oxy hóa BOD, COD bởi các vi sinh vật hiếu khí bằng hệ thống sục khí Ở đây Nitơ có thể tiếp tục được loại bỏ Sau đó nước rỉ rác sẽ được lưu tại hồ sinh học trước khi đủ tiêu chuẩn để xả ra môi trường

Bùn thải tại các bể lắng và bùn tại bể Aerotank sẽ được đưa về bãi chôn lấp.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Sau khi hoàn thành với đề tài “ Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp bằng phương pháp keo tụ”với 3 loại phèn có thể đưa ra một số kết luận sau :

 Với phèn FeSO4 có khả năng xử lý COD, SS hiệu quả nhất ở pH = 6,5 và với lượng phèn bằng 3ml (100g/L) Với pH = 6,5 có thể xử lý được 42% COD so với COD đầu vào là 26.560 mgO2/L Ngoài ra còn có khả năng xử lý tôt các chỉ tiêu ô nhiễm khác

 Với phèn FeCl3 có khả năng xử lý COD, SS hiệu quả nhất ở pH = 6 và với lượng phèn bằng 3,5ml (100g/L) Với pH = 6 có thể xử lý được 34% COD so với COD đầu vào là 26.560 mgO2/L Ngoài ra còn có khả năng xử lý tốt các chỉ tiêu ô nhiễm khác

 Với phèn Al2(SO4)3 có khả năng xử lý COD, SS hiệu quả nhất ở pH = 6 và với lượng phèn bằng 3,5ml (100g/L) Với pH = 6 có thể xử lý được 41% COD so với COD đầu vào là 26.560 mgO2/L Ngoài ra còn có khả năng xử lý tôt các chỉ tiêu ô nhiễm khác

Sau khi keo tụ 2 bậc thì hiệu quả xử lý được 64% COD, 53% SS, 65% độ đục trong nước rỉ rác

Ta thấy sau 2 lần xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ nhiều bậc hiệu quả xử lý được các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, SS, BOD, độ đục là rất cao Riêng các chỉ tiêu về các kim loại nặng trong nước thì hiệu quả không cao Điều này chứng tỏ rằng với phương pháp keo tụ hiệu quả xử lý được hầu hết các hợp chất hữu cơ có trong nước rỉ rác Từ đó có thể đề ra các bước xử lý tiếp theo để nước xử lý đầu ra phải đạt theo tiêu chuẩn xả thải và không gây ô nhiễm môi trường

 Chi phí xử lý sơ bộ bằng phương pháp keo tụ tương đối thấp mà ta thấy được hiệu quả xử lý cao Phù hợp cho việc áp dụng vào thực tế cho các BCL ở Tp Hồ Chí Minh cũng như các BCL khác ở Việt Nam

 Phương pháp keo tụ hiệu quả giúp xử lý được SS, độ đục trong đó giảm COD là yếu tố quan trọng nhất có trong nước rỉ rác

 Phương pháp này làm giảm đi nhiều tải trọng UASB, giảm thời gian thích nghi, lưu lượng nước cũng như giảm đi được lượng nước tích luỹ trong các hồ chứa trong gian

 Công nghệ đề xuất : Lắng – keo tụ - xử lý sinh học là những công trình thiết kế tương đối nhỏ, gọn trên diện tích không quá lớn Nước xử lý xong được đưa ra hồ sinh học hoặc bãi lọc ngập trồng cây không gây ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả sử dụng đất của khu xử lý

- Tuổi của BCL ảnh hưởng rất lớn đến thành phần nước rỉ rác, do đó cần có nghiên cứu sự thay đổi thành phần của nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL trong một thời gian dài, nghiên cứu thiết lập chương trình quan trắc tự động tại BCL Phước Hiệp vừa mới đi vào hoạt động

Do điều kiện thời gian làm đề tài còn hạn hẹp nên không thể nghiên cứu hết được mọi vấn đề Trong thời gian tới nếu có thể sẽ nghiên cứu tiếp tục các vấn đề khác nhằm có thể xử lý hiệu quả NRR tại các BCL tại Việt Nam như các hướng nghiên cứu sau:

+ Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của quá trình keo tụ bằng các loại phèn khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả xử lý

+ Nghiên cứu sự chuyển đổi của các dạng sắt trong hệ Fenton, nhằm tối ưu hóa quá trình

+ Nghiên cứu quá trình chuyển hóa nitơ, đặc biệt là quá trình khử nitrat trong quá trình bùn hoạt tính hiếu khí