XỬ LÝ CUỐI ĐƯỜNG ỐNG I. Tổng quan: a. Định nghĩa: Hệ thống xử lý chất thải ở cuối dòng thải để phân hủy hay làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm nhằm đáp ứng yêu cầu bắt buộc thải vào môi trường. b. Thuận lợi: • Có thể xử lý triệt để tất cả các chất ô nhiễm nếu đủ có đủ điều kiện (con người, kĩ thuật, kinh tế …) • Là cách xử lý những chất ô nhiễm còn lại sau các quá trình SXSH, tái chế, tái sử dụng, … Buộc phải sử dụng cách này trước khi thải ra ngoài môi trường. c. Khó khăn • Tốn chi phí nhân công, hóa chất để vận hành. • Tốn chi phí, diện tích để xây dựng. • Nhiều chất ô nhiễm thứ cấp có thể được sinh ra trong quá trình xử lý. • Không bền vững (Do cần phải sử dụng các chất hóa học để xử lý, và xét 1 cách tổng thể thì vẫn là không bền vững về mặt môi trường). d. Thực trạng ở Việt Nam: • Việt Nam vẫn ở mức xử lý cuối đường ống là phương pháp xử lý chính. Tuy nhiên vẫn có kết hợp các phương pháp tiên tiến hơn như SXSH, tái chế, tái sử dụng và đang hướng đến sự phát triển bền vững. II. Các phương pháp xử lý II.1. Các phương pháp xử lý nước thải: II.1.1. Các loại nước thải: • Chế biến thủy sản • Chăn nuôi • Sản xuất giấy • Sản xuất đường • Dệt, nhuộm • Sản xuất hóa chất II.1.2. Các công trình tiêu biểu trong xử lý nước thải a. Song chắn rác: • Song chắn hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào hầm bơm. • Song chắn rác thường đặt đứng vuông góc với dòng chảy, song chắn gồm các thanh kim loại ( thép không rỉ) tiết diện 5 x 20 mm đặt cách nhau 20 – 50 mm trong một khung thép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe ở thành mương dẫn, vận tốc nước qua song chắn Vmax ≤ 1 m/s ( ứng với Qmax). • Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45 – 60 o so với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới Vmax ≤0.6 m/s. Khe rộng của mắt lưới thường từ 10 – 20 mm. Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công, hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tự động. Ở trên hoặc bên cạnh mương đặt song, lưới chắn rác phải bố trí sàn thao tác đủ chỗ để bỏ thùng rác và đường vận chuyển. b. Bể điều hòa: • Bể điều hòa được sử dụng để điều hòa lưu lượng nước chảy vào hệ thống xử lý nước thải. Nước thải khi thải ra thường có tốc độ dòng chảy biến thiên. Bể điều hòa sẽ chỉnh lại lưu lượng 1 cách thích hợp cho các công trình phía sau bể. • Bể điều hòa ngoài việc điều hòa lưu lượng còn có thể điều hòa nồng độ của nước thải. • Bể điều hòa thường được sử dụng với hệ thống sục khí. c. Bể lắng: • Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng (đối với bể lắng 1) và sinh khối bùn (với bể lắng 2) và một số loại bể lắng chuyên biệt khác. • Một số loại bể lắng: o bể lắng 2 vỏ o bể lắng cát o bể lắng ngang o bể lắng lamella o bể lắng thứ cấp o bể lắng ngang tiếp xúc o bể lắng đứng d. Bể xử lý sinh học hiếu khí: (Tiêu biểu là bể Aerotank) • Bể Aerotank có khả năng xử lí BOD rất tốt, thời gian lưu không cao, có tính truyền thống dễ vận hành so với các bể hiếu khí khác. • Có tuần hoàn bùn, có thiết bị sục khí. e. Bể xử lý sinh học kị khí: (tiêu biểu là bể UASB) • Xử lý COD rất tốt. • Diện tích xây dựng tương đối lớn. • Tạo ra ít bùn và sinh ra khí metan có giá trị kinh tế. f. Bể lọc: Có nhiều loại bể lọc khác nhau nhưng chủ yếu là bể lọc cơ học và bể lọc sinh học. • Quá trình lọc cơ học có thể sử dụng vật liệu lọc là cát, than hoạt tính, … Sau quá trình lọc sẽ có quá trình rửa ngược bằng khí hoặc nước. • Quá trình lọc sinh học sử dụng các giá thể và màng lọc có các vi sinh. Vi sinh sẽ xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải và tạo ra sinh khối bùn. g. Bể khử trùng: • Bể khử trùng dùng để xử lý các vi khuẩn như coliform còn tồn lại trong nước thải. Các chất khử trùng được sử dụng là Clo, Ozon, thậm chí là tia UV. • Bể khử trùng thường được xây dựng theo kiểu ziczac để tăng thời gian tiếp xúc và tăng hiệu quả xử lý. II.2. Các phương pháp xử lý khí thải: II.2.1. Các phương pháp xử lý bụi: II.2.1.1. Phương pháp khô: a. Buồng lắng bụi: • Cấu tạo: Không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều so với tiết diện đường ống dẫn khí vào. • Lắng bụi có kích thước > 70-75 μm • Thường được chia thành nhiều tầng. Hiệu suất cao, khó vệ sinh, giá thành phải chăng. b. Cyclone: • Nguyên lý: Dựa trên tác dụng của lực ly tâm • Lắng bụi có kích thước > 5-8 μm • Rẻ, cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, công suất lớn giới hạn hoạt động rộng. c. Thiết bị lọc bụi: • Dòng khí mang bụi đi qua lưới lọc và xảy ra các tác động tương hổ giữa hạt bụi và vật liệu lọc (va đập quán tính, thu bắt do tiếp xúc và khuếch tán. • Được chia làm 3 cấp: lọc thô, lọc trung bình và lọc tinh • Hiệu suất lọc cao II.2.1.2. Phương pháp ướt: • Ưu điểm: o Hiệu quả xử lý cao o Có thể xử lý bụi đến 0,1 μm o Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao. o Nguy hiểm cháy, nổ thấp. o Có thể xử lý hơi và khí. • Nhược điểm: o Bụi thu ở dạng cặn nên phải xử lí nước thải, tăng giá thành xử lý. o Các giọt lỏng có thể bị cuốn theo khí và bụi lắng trong ống dẫn khí và máy hút. II.2.1.3. Phương pháp lọc điện: • Sử dụng lực hút tĩnh điện để bụi tích điện và bị hút vào thành thiết bị và rơi xuống. II.2.2. Các phương pháp xử lý khí: a. Phương pháp hấp thụ: • Khi cấu tử khí đi vào trong pha lỏng, năng lượng phân tử của cấu tử khí giảm • Tổng thể tích của hệ thống trong quá trình hấp thụ giảm do giảm thể tích pha khí. • Có 2 kiểu hấp thụ: Hấp thụ cùng chiều và ngược chiều b. Phương pháp hấp thụ: • Giống như hấp thụ, nhưng hấp phụ là diễn ra giữa pha khí hấp phụ vào trong pha rắn. • Phương pháp hấp phụ có thể xử lý được hầu hết các chất khí ô nhiễm • Phương pháp hấp phụ tỏa nhiệt lớn có thể ảnh hưởng đến phương trình cân bằng, nên cần tính toán hiệu ứng nhiệt. • Các chất hấp phụ: Than hoạt tính, Silicagel, Zeolite, Nhôm hoạt tính, Sắt oxit, Than bùn, Chất hấp phụ polimer. c. Phương pháp đốt: d. Phương pháp sinh học II.2.3. Các phương pháp xử lý CTR và CTNH: a. Tái chế b. Ổn định và đóng rắn: • Cố định chất thải (giảm khả năng rò rỉ), biến từ dạng không ổn định sang ổn định. • Đóng rắn: Tạo khối chất rắn chứa đựng chất thải bên trong nó • Được xem như quá trình tiền chôn lấp c. Chôn lấp Các loại chất thải nguy hại phù hợp: • Tro, xỉ, cặn, bụi • Bùn thải, bùn cặn (kim loại nặng, cao su, xà phòng) • Pin, acquy • Điện tử, chất bán dẫn. Các loại bãi chôn lấp: • Bãi chôn lấp chìm • Bãi chôn lấp nửa chìm • Bãi chôn lấp nổi d. PP Vật lý • Phân loại thủ công: Mắt, sàng rây, lắng, tách lỏng, li tâm, lọc, trích li • Rửa đất • Hấp phụ • Chưng cất • Hấp thụ • Sấy bùn • Khử trùng (nhiệt độ, áp suất, bức xạ) e. PP Hóa học • Oxy hóa khử • Trung hòa • Kết tủa • Declorination • Thủy phân f. PP Hóa lí • Keo tụ tạo bông • Stripping/ Desorption: Tách phần dễ bay hơi bằng cách cho đi qua khí • Màng bán thấm • Leaching: Loại bỏ các chất hòa tan từ chất thải rắn • Scrubbing: Loại bỏ thành phần từ dòng khí bằng cách tiếp xúc với dòng lỏng, bùn, bột • Trao đổi ion g. Sinh học (Bioremediation) • Phá hủy trực tiếp theo hướng kích thích những vi sinh vật sinh trưởng và sử dụng các chất gây bẩn như là nguồn thực phẩm và năng lượng bởi việc tạo ra một môi trường thích hợp cho những vi sinh vật này • Có nghĩa là cung cấp vài sự kết hợp của oxygen, dưỡng chất, độ ẩm và kiểm soát nhiệt độ, pH đất h. Nhiệt II.2.4. C á c phương pháp xử lý đất: II.2.4.1. Phương pháp sinh học • Phá hủy trực tiếp theo hướng kích thích những vi sinh vật sinh trưởng và sử dụng các chất gây bẩn như là nguồn thực phẩm và năng lượng bởi việc tạo ra một môi trường thích hợp cho những vi sinh vật này • Có nghĩa là cung cấp vài sự kết hợp của oxygen, dưỡng chất, độ ẩm và kiểm soát nhiệt độ, pH đất a. Xử lý sinh học tại chỗ: • Không đòi hỏi đào xới đất • Ít gây bụi • Ít thải ra các chất gây bẩn • Xử lí đất hoặc nước ngầm bị nhiễm bẩn tại vị trí tìm thấy • Khó khăn trong quản lí và chậm hơn di dời • Hiệu quả ở những vị trí thấm cao • Đỡ tốn chi phí • Thời gian dài • Ít chi phí hơn xử lí di dời • Tính đồng nhất của việc xử lí ít bởi sự đa dạng trong đất và tính chất tầng ngậm nước • Khó kiểm tra tính hiệu quả của quy trình • Khó khăn xác định chất bẩn có bị hủy diệt hay không? • Vài hợp chất bị phá vỡ trở nên độc hơn • Được sử dụng thành công để cải thiện môi trường đất, bùn đáy và nước ngầm bị nhiễm bởi hydrocacbon dầu, dung môi, chất sát trùng, chất bảo quản gỗ… • Không thể áp dụng các chất ô nhiễm vô cơ b. Xử lý sinh học di dời: • Đòi hỏi phải thực hiện việc đào đất bị nhiễm bẩn hoặc bơm nước ngầm trước khi xử lí chúng • Ưu điểm nhanh hơn, dễ dàng hơn và dễ kiểm soát • Sử dũng để xử lí nhiều chất gây bẩn nhiều loại đất khác nhau • Gồm pha loãng và pha rắn Pha loãng o Đất bị nhiễm bẩn được kết hợp với nước và những chất những chất phụ gia trong một bể chứa lớn và trộn lẫn với nhau o Dưỡng chất và oxygen được thêm vào o Tạo môi trường tối ưu để vi sinh vật thoái hóa chất bẩn o Sau khi hoàn tất nước được di chuyển ra khỏi chất rắn o Phụ thuộc vào loại đất và chất ô nhiễm Pha rắn: o Xử lí đất được thực hiện ở vùng xử lí bên trên mặt đất được trang bị với hệ thống thu gom để chống lại bất cứ chât gây bẩn thoát ra bên ngoài. o Ẩm độ, nhiệt, dưỡng chất, oxygen được kiểm soát o Bao gồm phương pháp làm đất, đổ đống và phương pháp kiểu phân trộn c. Các kĩ thuật cơ bản: • Lọc sinh học: Sự loại bỏ khí gas hữu cơ bằng cách đưa không khí xuyên qua đất hoặc phân hữu cơ chứa vi sinh. Loại bỏ những chất dễ bay hơi • Phản ứng sinh học: việc xử lí các chất nhiễm bản trong một bể lớn chứa vi sinh vật hoặc các emzymes. • Kích thích sinh học: sử dụng các dưỡng chất hoặc chất nền kích thích vi sinh vật xuất hiện một cách tự nhiên • Thải sinh học: tương tự kích thích sinh học. Bao gồm một ống dẫn oxygen vào trong đất để kích thích sự sinh trưởng vi sinh vật tự nhiên hoặc vi sinh vật đưa vào • Kĩ thuật phân trộn: (composting) • Phương pháp xử lí làm đất • Phương pháp đống sinh học II.2.4.2. Phương pháp thực vật II.2.4.3. Phương pháp rửa đất II.2.4.4. Phương pháp trích bay hơi III. Quy chuẩn: Các chất ô nhiễm trước khi thải ra môi trường đều phải bé hơn nồng độ mà QCVN quy định. Ngoài ra còn ban hành 1 số quy chuẩn xây dựng để tiêu chuẩn hóa các công trình phổ biến, quan trọng với xã hội a. Một số quy chuẩn về nước thải • QCVN 40:2011/BTNMT : Nước thải CN • QCVN 28:2010/BTNMT : Nước thải y tế • QCVN 14:2008/BTNMT : Nước thải sinh hoạt • QCVN 13:2008/BTNMT : Nước thải CN dệt may • QCVN 12:2008/BTNMT : Nước thải CN giấy và bột giấy b. Một số quy chuẩn về khí thải: • QCVN 05:2009/BTNMT – Chất lượng không khí xung quanh • QCVN 06:2009/BTNMT – Chất độc hại không khí xung quanh • QCVN 19:2009/BTNMT – Khí thải CN đối với bụi và các chất hữu cơ • QCVN 20:2009/BTNMT – Khí thải CN với 1 số chất hữu cơ c. Một số quy chuẩn về CTR, CTNH • QCVN 07:2009/BTNMT :Ngưỡng chất thải nguy hại • QCVN 31:2010/BTNMT :QCKTQG về môi trường với phế liệu sắt, thép nhập khẩu • QCVN 32:2009/BTNMT : QCKTQG về môi trường với phế liệu nhựa nhập khẩu • QCVN 33:2009/BTNMT : QCKTQG về môi trường với phế liệu giấy nhập khẩu d. Một số quy chuẩn về đất • QCVN 15:2008/BNTMT: Dư lượng hóa chất BVTV • QCVN 03:2008/BNTMT: Giới hạn kim loại nặng trong đất e. Một số quy chuẩn về xây dựng • TCXDVN 33:2006 : Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình • TCVN 51:2006 : Thoát nước, mạng lưới bên ngoài và công trình • TCXDVN 261:2001 : Bãi chôn lấp chất thải rắn IV. Kết luận và kiến nghị Song song với sự phát triển của xã hội, nhu cầu về xử lý cuối đường ống là rất lớn. Tuy nhiên, vì 1 yếu tố (kinh tế, tham nhũng, quy chuẩn quá khắt khe để xử lý đạt…), việc xả thải bất chấp các quy định về pháp luật vẫn được tiến hành. Kiến nghị: • Thay đổi QCVN hợp lí, không quá khắt khe. • Nâng cao nhận thức của người dân và người lao động, chủ xí nghiệp về môi trường. • Thắt chặt việc quản lí môi trường (quản lí về xả thải và cả thanh tra môi trường) • Tăng hình phạt, tích cực sử dụng công cụ truyền thông khi phát hiện công ty gây ô nhiễm môi trường. • Khuyến khích các xí nghiệp bảo vệ môi trường. Thưởng các đơn vị xả thải thấp hơn nhiều so với quy định. Tài liệu tham khảo • Bài giảng khí thải - ThS.Du Mỹ Lệ • Bài giảng nước thải sinh hoạt – TS.Đặng Viết Hùng • Bài giảng nước thải CN – TS.Nguyễn Phước Dân • Bài giảng xử lý đất – TS. Lê Phát Quới • QCVN . XỬ LÝ CUỐI ĐƯỜNG ỐNG I. Tổng quan: a. Định nghĩa: Hệ thống xử lý chất thải ở cuối dòng thải để phân hủy hay làm giảm nồng độ các chất. quả xử lý cao o Có thể xử lý bụi đến 0,1 μm o Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao. o Nguy hiểm cháy, nổ thấp. o Có thể xử lý hơi và khí. • Nhược điểm: o Bụi thu ở dạng cặn nên phải xử lí. với sự phát triển của xã hội, nhu cầu về xử lý cuối đường ống là rất lớn. Tuy nhiên, vì 1 yếu tố (kinh tế, tham nhũng, quy chuẩn quá khắt khe để xử lý đạt…), việc xả thải bất chấp các quy định