KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ CHẤT THẢI RẮN docx

MỤC TIÊU MÔN HỌC • Sinh viên nắm bắt được các giải pháp kỹ thuật công nghệ xử lý nước thải và chất thải rắn đang được áp dụng chủ yếu trong doanh nghiệp và ở khu vực đô thị... Tất cả các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG

-# " -MÔN HỌC

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

VÀ CHẤT THẢI RẮN

GIÁO VIÊN: ThS TRẦN THỊ NGUYỆT SƯƠNG

BÀI GIẢNG

KỸ THUẬT XỬ LÝ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG

NƯỚC THẢI VÀ CHẤT THẢI RẮN

(30 Tiết)

MỤC TIÊU MÔN HỌC

• Sinh viên nắm bắt được các giải pháp kỹ thuật công nghệ xử lý nước thải và chất thải rắn đang được áp dụng chủ yếu trong doanh nghiệp và ở khu vực đô thị

NỘI DUNG MÔN HỌC

- Chương 5 Thành phần tính chất nước thải

- Chương 7 Các công trình xử lý nước thải

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CTR Chất thải rắn là gì?

Chất thải rắn là gì?

Tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của con người và động vật tồn tại ở dạng rắn được thải bỏ khi không còn hữu dụng hay không mong muốn dùng nữa

Rác là một trong các loại chất thải do con người tạo ra trong quá trình sản xuất, tiêu thụ trong cuộc sống hàng ngày bao gồm tất cả những vật chất từ đồ ăn, đồ dùng, chất phế thải sản xuất,

dịch vụ, y tế,… mà con người không dùng nữa và thải ra

• Rác được sinh ra từ mọi người và mọi nơi: gia đình, trường học, nơi mua bán, nơi công cộng (công viên, bến xe,…), cơ sở y tế,

cơ sở sản xuất kinh doanh,…

Rác có mang lợi ích không?

3R

Reuse Reduce Recycle

Tái chế rác: Những phế thải không dùng được cho việc gì nữa nhưng còn có thể sản xuất ra sản phẩm khác thì nên thu gom bán phế liệu để đưa về nơi tái chế như:

 Các đồ kim loại như đồng, nhôm, gang, kẽm, sắt, chì, thiếc,… có thể được luyện lại và chế tạo thành đồ dùng, vật liệu mới

 Các loại chai, lọ, ống thuốc, thủy tinh vỡ,… có thể thu gom về lò nấu và thổi lại thành các chai, lọ mới

 Các đồ vật liệu bằng nhựa, bao ny lon tái chế thành đồ dùng, bao bì,…

 Giấy vụn có thể tái chế thành giấy bao bì, bìa các tông

Rác cĩ mang lợi ích khơng?

Tái sinh rác: các loại rác hữu cơ rất dễ phân hủy có thể tái sinh như sau:

 Tập trung các loại rác hữu cơ ủ thành phân bón cho cây trồng, hoa màu, lúa,… thêm tươi tốt và đất đai thêm màu mỡ, tơi

xốp,…

 Các loại phân chuồng, thức ăn thừa của người và gia súc có thể cho vào hầm ủ biogas để tạo thành chất đốt phục vụ cho việc đun, nấu, thắp sáng

Rác cĩ mang lợi ích khơng?

- Nếu không xem rác là nguồn tài nguyên có lợi để khai thác sử dụng, mà đem vứt bỏ bừa bãi thì rác sẽ trở thành một tác nhân gây hại lớn cho môi trường và sức khỏe của con

người

- Các loại rác hữu cơ dễ phân hủy gây hôi thối, ô nhiễm

không khí, nước, đất, phát sinh ruồi, muỗi, chuột, gián và các loại vi khuẩn gây nhiều chứng bệnh truyền nhiễm cho con người

- Rác vô cơ rất khó phân hủy, thải bừa

bãi sẽ làm tăng lượng chất thải, gây

mất vệ sinh, cảnh quan,…

Rác gây tác hại nhƣ thế nào?

Môi trường không khí

Rác thải (sinh hoạt, sản xuất,

thương nghiệp,…

ngầm

MT đất

Người, động vật

Kim loại nặng,

thực phẩm

Qua đường hô hấp

Bụi, CH4, NH3, H2S

Rác gây tác hại nhƣ thế nào?

Sơ đồ dòng vật chất

Hệ thống quản lý CTR đô thị

Mục đích của quản lý CTR:

• Bảo vệ sức khỏe của cộng đồng

• Bảo vệ môi trường

• Sử dụng tối đa vật liệu

• Tái chế và sử dụng tối đa rác hữu cơ

• Giảm thiểu rác ở bãi chôn lấp

Hệ thống quản lý CTR đô thị

Những thách thức của QLCTR trong tương lai:

• Thay đổi thói quen tiêu thụ trong xã hội

• Giảm lượng rác thải tại nguồn

• Xây dựng bãi chôn lấp an toàn hơn

• Phát triển công nghệ mới

Hệ thống quản lý CTR của Việt Nam

Hiện nay, việc thu gom, vận chuyển và xử lý rác phần lớn do các Công ty Môi trường đô thị ở các thành phố đảm nhận Công ty chịu sự kiểm soát của UBND TP thông qua Sở Giao Thông Công Chánh và Sở Tài Nguyên & Môi Trường

Ngoài ra, có sự tham gia của các Công ty tư nhân và các tổ thu gom dân lập

• Các tác động của hệ thống quản lý chất thải

- Tác động kinh tế – chi phí và doanh thu

- Tác động đến sức khỏe con người – bệnh tật, hỏa hoạn, nhiễm độc,…

- Tác động môi trường – ô nhiễm không khí, đất, nước, sử dụng tài nguyên thiên nhiên, mất đất đai

- Các tác động xã hội

- Các tác động đến mỹ quan môi trường

Các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý CTR

• Các yếu tố gây trở ngại đến quản lý chất thải rắn

- Đô thị hóa (các loại chất thải, tính dễ tiếp cận để thu gom)

- Công nghiệp hóa (các loại chất thải)

- Thói quen của người tiêu dùng và nhà sản xuất

- Các tính chất của chất thải rắn

- Sự thay đổi theo thời gian (số lượng, công nghệ, thái độ,…)

- Sự quan tâm của công chúng và sự chống đối

- Dữ liệu cần thiết

- Sự không chắc chắn và các giả thiết

- Tài chính

Các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý CTR

CHƯƠNG 2

Nội dung

 Đặc điểm của chất thải rắn

 Thành phần của chất thải rắn đô thị

 Ước lượng chất thải phát sinh

Phát sinh chất thải sinh hoạt (tấn/năm)

Toàn quốc

Các vùng đô thị

Các vùng nông thôn

12,800,000 6,400,000 6,400,000 Chất thải nguy hại phát sinh từ các cơ sở công nghiệp(tấn/năm) 128,400 Chất thải không nguy hại phát sinh từ các cơ sở công nghiệp(tấn/năm) 2,510,000 Chất thải y tế nguy hại(tấn/năm) 21,000 Chất thải nguy hại phát từ nông nghiệp(tấn/năm) 8,600 Lượng hoá chất nông nghiệp tồn lưu(tấn) 37,000 Lượng phát sinh chất thải sinh hoạt(kg/người/ngày)

Toàn quốc

Các vùng đô thị

Các vùng nông thôn

0.4 0.7 0.3 Thu gom chất thải(% trong tổng lượng phát sinh)

Số lượng các cơ sở tiêu huỷ chất thải rắn

Bải rác và bãi chôn lấp không hợp vệ sinh

Bải rác và bãi chôn lấp hợp vệ sinh

74

17 Năng lực xử lý chất thải y tế nguy hại(%tổng lượng) 50%

Tỷ lệ phần trăm các chất có trong rác thải không ổn định, rất biến động theo mỗi địa điểm thu gom rác, phụ thuộc vào mức sống và phong cách tiêu dùng của nhân dân ở mỗi đô thị Tính trung bình, tỷ

lệ thành phần các chất hữu cơ chiếm 45% - 60% tổng lượng chất thải; tỷ lệ thành phần nilông, chất dẻo chiếm từ 6 - 16%, độ ẩm trung bình của rác thải từ 46 % - 52%.

2.3 Thành phần của CTR đơ thị

Thành phần của chất thải rắøn mô tả các phần

riêng biệt mà từ đó nó tạo nên dòng chất thải và

mối quan hệ giữa các thành phần này thường được biểu thị bằng phần trăm theo khối lượng

Thành phần chất thải rắn có vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn các thiết bị xử lý, các quá trình xử lý, cũng như hoạch định các chương trình và hệ thống quản lý chất thải rắn

Nguyên tắc phân loại lý học

Mẫu phân loại lý học

Các chất hỗn hợp Các chất không cháy được

Các chất cháy được

Da và cao su

Kim loại sắt;

Kim loại không phải sắt;

Thuỷ tinh;

Đá và sành sứ

Kích thước lớn hơn 5mm; Kích thước nhỏ hơn 5mm;

Cách xác định thành phần CTRSH

Bước 2: đối với các mẫu phân loại hoá học

- Lấy 100-120kg rác để tạo mẫu ban đầu;

- Lấy 1 - 2kg chất thải tươi sấy khô tại to=102-1050C cho tới khi trọng lượng không đổi;

- Nghiền nhỏ tới kích thước 1mm bằng máy nghiền;

- Sấy khô tại t0=750C trong 2 giờ;

- Bảo quản trong bình hút ẩm;

- Lấy mẫu đã sấy 25g để phân tích các thành phần hoá học có trong mẫu

KHỐI LƯỢNG CHẤT THẢI RẮN

Xác định: - Khối lượng CTR phát sinh

- Thu gom chất thải

Quan trọng của quản lý CTR

Các số liệu tổng khối lượng phát sinh cũng như khối lượng CTR thu hồi để tái tuần hoàn được sử dụng để:

- Hoạch định hoặc đánh giá kết quả của chương trình thu hồi tái chế, tuần hoàn vật liệu;

- Thiết kế các phương tiện, thiết bị vận chuyển và xử lý CTR

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và khối lượng rác

Thành phần chất thải thay đổi theo:

- Dân số

- Thời điểm trong năm (mùa mưa và mùa khô)

- Điều kiện kinh tế - xã hội

- Sử dụng đất và loại nhà ở

- Thói quen và thái độ xã hội

- Quản lý và chế biến tại nơi sản xuất

- Chính sách của Nhà nước về chất thải

- Khí hậu

CÁC CHỈ THỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CTR

CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

- Tổng lƣợng phát sinh (T/ngày hay T/năm)

- Tỷ lệ thu gom (%)

- Tỷ lệ tái chế, tái sử dụng (%)

- Tỷ lệ chế biến thành phân compost (%)

- Tỷ lệ chôn lấp đúng kỹ thuật (%)

CÁC CHỈ THỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CTR

CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP

- Tổng lƣợng phát sinh (T/ngày hay T/năm)

- Tổng lƣợng chất thải công nghiệp nguy hại (T/ngày, T/năm hay %)

CÁC CHỈ THỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CTR

CHẤT THẢI RẮN Y TẾ

- Tổng lượng phát sinh (T/ngày hay T/năm)

- Tỷ lệ thu gom (%)

- Tỷ lệ xử lý bằng phương pháp đốt (%)

 Khả năng giữ nước tại hiện trường

 Độ thấm của rác thải khi nén

Tính chất lý học

 Trọng lƣợng riêng

Trọïng lượng riêng của rác là trọng lượng của rác trên một đơn

vị thể tích, thường được biểu thị bằng kg/m3 hoặc tấn/m3

Số liệu về trọng lượng riêng thường được sử dụng để tính toán khối lượng hay thể tích rác thải phải quản lý

Trọng lượng riêng của CTRSH thường thay đổi rõ rệt theo vị trí địa lý, theo mức sống, theo mùa, theo thời gian tích trữ trong thùng chứa, v.v…, do đó cần phải cân nhắc thận trọng khi chọn giá trị của nó để phục vụ cho tính toán thiết kế hệ thống quản lý rác Rác thải đô thị lấy ra từ các xe ép rác thường có trọng lượng riêng từ 178 – 415 kg/m3, trung bình là 296,7 kg/m3

Tính chất hĩa học

Các dữ liệu về thành phần hóa học của rác thải có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc đánh giá các phương pháp; lựa chọn phương thức xử lý và tái sinh chất thải (VD: khả năng đốt cháy vật liệu rác tùy thuộc vào thành phần hĩa học CTR)

Nếu CTR được xử lý bằng phương pháp thiêu đốt thì 4 tính chất hóa học quan trọng nhất cần biết đến là:

– Phân tích sơ bộ;

– Điểm nóng chảy của tro;

– Phân tích cuối cùng (các nguyên tố chính));

– Nhiệt trị

Tính chất sinh học

Ngoại trừ các thành phần plastic, cao su và da, về phương

diện sinh học, thành phần hữu cơ của hầu hết rác thải đều có thể được phân loại như sau:

 Các phân tử có thể hòa tan trong nước như: đường, tinh bột,

axit amin và nhiều axit hữu cơ khác;

 Bán cellulose: các sản phẩm ngưng tụ của đường 5 và 6

cacbon;

 Cellulose: sản phẩm ngưng tụ của đường glucose 6 cacbon;

 Dầu, mỡ và sáp: là những ester của các loại rượu và axit

béo mạch dài;

 Lignin: một polymer có chứa vòng thơm với nhóm

methoxyl (–OCH3);

Tính chất sinh học

 Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu cơ

trong CTR

• Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) được xác định bằng cách

đốt cháy CTR ở nhiệt độ 5500C thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của thành phần hữu

cơ trong rác thải

• Tuy nhiên nếu dùng chỉ tiêu VS để mô tả khả năng phân

hủy sinh học của thành phần hữu cơ trong CTR thì không đúng bởi vì một vài phần tử hữu cơ của CTR rất dễ bay hơi nhưng lại có khả năng phân hủy sinh học kém, chẳng hạn như giấy in

Tính chất sinh học

 Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu cơ

trong CTR (tt)

• Thay vào đó, hàm lượng lignin của CTR có thể được sử

dụng để ước lượng tỷ lệ phần dễ phân hủy sinh học của CTR, và được tính toán bằng công thức sau:

• BF = 0,83 – 0,028 LC

• Trong đó:

• BF – Tỷ lệ phần phân hủy sinh học biểu diễn trên cơ sở VS;

• 0,83 và 0,028 – Các hằng số thực nghiệm;

• LC – Hàm lượng lignin của VS biểu diễn bằng % trọng lượng khô

Tính chất sinh học

• Mùi hôi sinh ra khi CTRSH được lưu trữ lâu trong nhà, tại

trạm trung chuyển và ở bãi đổ  ảnh hưởng xấu đến mỹ quan đô thị và sức khỏe cộng đồng Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, mùi hôi phát sinh nhanh chóng ở các nơi chứa rác gây khó chịu cho mọi người xung quanh

• Mùi hôi tạo thành là do sự phân hủy yếm khí các thành

phần hữu cơ trong rác có khả năng phân rã nhanh Chẳng hạn như trong điều kiện yếm khí, sulfate có thể bị khử thành sulfide (S2–), và sau đó nó kết hợp với hydro tạo thành hydrosulfua (H2S) có mùi trứng thối rất khó chịu

Tính chất sinh học

• Sự tạo thành H2S được minh họa bởi các phản ứng sau:

• 2CH3CHOHCOOH + SO42–  2CH3COOH + S 2– + H2O + CO2

• (Lactic) (Sulfate) (Acetic) (Ion Sulfit)

• 4H2 + SO42–  S 2– + 4H2O

• S 2– + 2H +  H2S

Ion sulfit có thể kết hợp với muối kim loại có mặt trong

CTR như sắt để hình thành sulfit kim loại:

S2– + 2Fe2+  FeS Màu đen của chất thải rắn đã trải qua quá trình phân hủy

yếm khí là do sự hình thành các sulfit kim loại trên

Tính chất sinh học

Sự biến đổi sinh học của hợp chất hữu cơ chứa gốc sulfur có

thể dẫn đến sự hình thành các hợp chất có mùi hôi như methyl mercaptan và axit amino butyric Sự biến đổi của methioine và amino axit như sau:

CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH  CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH (Methioine) (Methyl mercaptan) (Aminobutyric axit)

Methyl mercaptan có thể bị thủy phân sinh hóa thành

methyl alcohol và hydro sulfua:

CH3SH + H2O  CH4OH + H2S

Mùi hôi từ CTR phân hủy yếm khí có thể khắc phục bằng

cách sử dụng các thùng chứa có nắp đậy kín và duy trì số lần thu gom thích hợp

Tính chất sinh học

Vào mùa hè và các thời điểm nóng ẩm trong năm, sự nhân giống và sinh sản của ruồi là một vấn đề quan trọng cần quan tâm tại nơi lưu trữ CTR Ruồi có thể phát triển nhanh trong khoảng thời gian 2 tuần sau khi trứng được sinh ra Sự sinh sản và phát triển của ruồi nhà từ khi còn trong trứng đến khi trưởng thành có thể được mô tả như sau:

 Trứng phát triển 8 – 12 giờ

 Giai đoạn I của ấu trùng (giòi) 20 giờ

 Giai đoạn II của ấu trùng 24 giờ

 Giai đoạn III của ấu trùng 3 ngày

 Giai đoạn nhộng 4 – 5 ngày

Tổng cộng 9 – 11 ngày

Sự biến đổi đặc tính lý, hóa &ø sinh học của CTR

Quá trình biến đổi Phương pháp biến đổi Biến đổi hoặc thay đổi cơ bản

Tách ly bằng tay hoặc máy

Áp dụng lực hoặc áp suất Áp dụng nghiền hoặc xay nhỏ

Các thành phần trong hỗn hợp CTRSH

Giảm thể tích ban đầu Biến đổi hình dáng ban đầu Hóa học

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN

Nội dung

 THU GOM & CHỨA TẠI HỘ GIA ĐÌNH (THU GOM SƠ BỘ)

 HỆ THỐNG THU GOM TẠI NHÀ

 NHÂN CÔNG VÀ CÔNG CỤ THU GOM

 CÁC PHƯƠNG TIỆN LƯU CHỨA TẠI CHỔ

 CÁC PHƯƠNG TIỆN LƯU CHỨA TRUNG GIAN

 NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG HOẠT ĐỘNG THU GOM TẠI HỘ

GIA ĐÌNH

Các tác động của chất thải rắn tới chất lượng

môi trường

Nước rỉ rác gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm

Khả năng đồng hóa của môi trường là có hạn nên khi hàm lượng các chất quá cao, mất cân bằng sinh thái sẽ diễn ra

Thiết bị thu gom và vận chuyển rác thải ở hầu hết các đô thị Việt Nam còn lạc hậu và ít ỏi - không đáp ứng được nhu cầu thu gom hiện tại

NGUYÊN TẮC ĐIỀU HÀNH QUẢN LÝ CTR

- Xác lập những tiêu chuẩn qui định trong tổ chức, xây dựng, vận hành và theo dõi giám sát hệ thống

- Áp dụng những phương pháp khoa học trong xây dựng đồng bộ và thể hiện

cơ sở dữ liệu nhằm làm rõ những ảnh hưởng của chất độc trong môi trường

-Xác định cụ thể những tiêu chí nhận dạng những chất thải nguy hại và xác lập biện phấp quản lý thích hợp

- Đầu tư nâng cao chất lượng của những đơn vị quản lý chất thải

- Tổ chức, đào tạo và bồi dưỡng đội ngũ cán bộ quản lý có năng lực cao để

điều hành và phát triển đơn vị quản lý

- Xác định rõ những khó khăn thách thức sẽ phải đối mặt cũng như tận dụng triệt để các cơ hội và thuận lợi

NGUYÊN TẮC ĐIỀU HÀNH QUẢN LÝ CTR

- Thực hiện chiến lược làm thay đổi thói quen tiêu dùng của xã hội

- Nỗ lực nhằm làm giảm số lượng rác thải tại nguồn

-Lựa chọn vị trí, đồng thời nâng cao mức độ an toàn cho bãi chôn lấp

- Nguồn phát sinh chất thải rắn

- Phân loại, lưu trữ, tái sử dụng tại nguồn

- Thu gom tập trung

- Trung chuyển, vận chuyển

- Phân loại, xử lý, tái chế

- Thải bỏ

- Không ngừng phát triển kỹ thuật công nghệ mới