kiểm soát nước rỉ rác ở các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC- ĐẠI HỌC HUẾ KHOA MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: KIỂM SOÁT MÔI TRƯỜNG ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Ở CÁC BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ GVGD: TS. Lê Văn Tuấn HV: Nguyễn Thị Thảo Nguyên Lớp: CH.KHMT 2014 1 NỘI DUNG CHÍNH A. 2 A. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC NƯỚC RỈ RÁC 3 NƯỚC RỈ RÁC - 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). 4 NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC RỈ RÁC 5 THÀNH PHẦN NƯỚC RỈ RÁC Trong quá trình hoạt động của bãi rác, các thành phần trong nước rỉ rác biến đổi qua 5 giai đoạn (5 pha): -Pha I (pha thích nghi) -Pha II (pha chuyển tiếp) -Pha III ( pha axit) -Pha IV (pha lên men metan) -Pha V 6 THÀNH PHẦN NƯỚC RỈ RÁC Bảng 1.1 Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi 7 THÀNH PHẦN NƯỚC RỈ RÁC - 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. - Biểu thị qua tỷ lệ BOD /COD: 5 + BOD /COD trong thời gian đầu: 0,8-0,9 5 + BOD /COD > 0,4 => chất hữu cơ trong nước rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học 5 + BOD /COD khoảng 0,05 – 0,2 => nước rỉ rác cũ chứa lignin, axit humic và axit fulvic là những chất khó phân hủy 5 sinh học. 8 THÀNH PHẦN NƯỚC RỈ RÁC Thành phần nước rỉ rác bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: 1. Thời gian chôn lấp 2. Thành phần và các biện pháp xử lỷ sơ bộ chất thải rắn 3. Quy trình vận hành bãi chôn lấp: chiều sâu, các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi. 4. Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ 5. Điều kiện quản lý chất thải 22Tóm lại, nước rỉ rác có nồng độ các chất bẩn hữu cơ (BOD, COD) và N-NH 4, các muối vô cơ (Cl , SO4 , CO3 ) và các kim loại độc cao. Nước rỉ rác cũng chứa các hợp chất hữu cơ cao khác bao gồm các hydrocacbon aliphatic (béo), vòng thơm, các chất hữu cơ bị halogen hóa như DDT, PCB có thể làm tăng khả năng tạo phức với axit humic và fuvic. 9 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC RỈ RÁC Ô 10 THỰC TRẠNG - Chưa có sự phân loại chất thải rắn đô thị => thành phần, tính chất phức tạp, độ độc nước rỉ rác cao, khó xử lý. - Bãi chôn lấp quá tải, quy trình xử lý rác không đúng quy định, điều kiện chôn lấp không đảm bảo => phát sinh lượng lớn nước rỉ rác. -Nhiệt độ và độ ẩm Việt Nam khá cao => quá trình sinh ra nước rỉ rác nhanh hơn -Nước rỉ rác không được phân tách và xử lý trước khi thải ra môi trường. - Mặc dù mỗi bãi chôn lấp đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại các bãi chôn lấp vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm. -Nhiều bãi chôn lấp phát sinh nước rỉ rác gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng như: Dốc Búng (Hòa Bình); Thủy Phương (Huế); Gò Cát, Phước Hiệp (TP. Hồ Chí Minh)... 11 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Quản lý - Ban hành các quy định, quy chuẩn có tính pháp chế trong việc xử lý nước rỉ rác. -Quản lý công tác thu hồi, vận hành hệ thống xử lý nước rỉ rác. 12 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật - Nhiều phương án được áp dụng để quản lý và xử lý nước rỉ rác: (1) tuần hoàn nước rỉ rác (2) bay hơi nước rỉ rác (3) xử lý nước rỉ rác Sơ đồ tuần hoàn nước rác sau xử lý 13 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp sinh học Xử lý hiếu khí: bùn hoạt tính (bể aerotank), hồ ổ định có sục khí, cánh đồng tưới tự nhiên... Xử lý kỵ khí: hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở, công nghệ đệm bùn kị khí chảy ngược (UASB), => áp dụng để xử lý từ những bãi chôn lấp đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao, giảm phần lớn các chất hữu cơ; ít khả năng xử lý triệt để nước rỉ rác có tỉ số BOD/COD thấp. 14 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp hóa học Trung hòa: thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH đến mức chấp nhận được. Kết tủa: khử kim loại và một số anion. Kim loại bị kết tủa dưới dạng hydroxide, sunfua và carbonate bằng cách thêm các chất làm kết tủa và điều chỉnh pH thích hợp. Oxy hóa khử: phân hủy hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ, chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành dễ phân hủy sinh học (giảm COD, nâng tỉ lệ BOD/COD). Thực hiện bằng cách thêm các tác nhân oxy hóa, tác nhân khử trong điều kiện pH thích hợp. 15 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật 16 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp oxy hóa xúc tác - Sử dụng các chất oxy hoá tự nhiên: O2 ,H2O (nhiệt độ cao) - Thực hiện ở nhiệt độ thấp bằng cách nhờ gốc tự do OH được tạo thành trong quá trình phản ứng từ những hợp chất giàu oxy như H2O2,O3,… - Gốc tự do OH có khả năng oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ, giảm nhanh COD. 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 tiếp theo. 17 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Xử lý nước rỉ rác ở bãi chôn lấp mới: sử dụng phương pháp sinh học hiệu quả cao hơn các phương pháp hóa lý. Tuy nhiên, phương pháp hóa lý và hóa học cho kết quả xử lý tốt với loại nước rỉ rác từ bãi rác cũ (đã ổn định) hay nước rác đã qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp sinh học. => Cần đánh giá hàm lượng, đặc tính của nước rỉ rác trước khi chọn biện pháp xử lý thích hợp. 18 B. SCIENTIFIC ARTICLES APPLICATION OF HYDRATION REACTION ON THE REMOVAL OF RECALCITRANT CONTAMINANTS IN LEACHATE OF BIOLOGICAL TREATMENT Ứng dụng của phản ứng hydrat hóa vào việc loại bỏ các chất ô nhiễm cứng đầu trong nước rỉ rác sau khi xử lý sinh học 19 Main contents 20 Introduction - Around 40,000–60,000 ton leachate generates in landfill per day in China, which is about 20–30% of refuse disposal. - Leachate contains dissolved organic matter (DOM), inorganic macro-components, heavy metals, xenobiotic organic compounds (XOCs) and some humic substances - Most of readily degradable organic matters could be removed efficiency by the traditional biological treatment processes. - COD values in those leachate effluents keep around 400–1500 mg/l; N, expressed either as NH 3 –N or NO3-N, with a wide range of 50– 1000 mg/l. -The hydration products could gradually bond with a wide range of contaminants, such as heavy metals, inorganic matter and some organic matters. -The aim of the work is to develop a novel advanced leachate treatment process using hydration reaction. 21 Materials and methods Reagents and leachate samples -The hydrating cement applied involved several main mineral compositions, i.e. 50% of C 3S (i.e., 3CaO.SiO2), 25% of C2S (i.e.,2CaO.SiO2), 12% of C3A (i.e., 3CaOAl2O3), 8% of C4AF (i.e., 4CaO.Al2-O3.Fe2O3), and 3.5% of CSH2 -Leachate samples were collected from the collection tank after treated by aged refuse biofilter in Laogang Refuse Landfill. Experiments procedure -500g hydrating cemet + 500 ml leachate were introduced into a quartz glass reactor of 1.0 L equipped with a magnetic stirrer at 100 rpm. Kept running until COD in leachate effluent was above 300 mg/l 22 Results – Kết quả Hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm nước rỉ rác bằng phản ứng hydrat hóa - pH tăng lên từ 8,14-12,60 và duy trì ở mức cao hơn 11.95 vào ngày thứ 3. Nguyên nhân là do lượng Ca(OH)2 được tạo ra trong thời gian đầu và sau đó CaO.SiO2.nH2O đã tiêu thụ Ca(OH)2 rất nhiều dẫn đến việc giảm pH từ 11,95 xuống dưới 9.00. Cuối cùng nó vẫn được giữ ở giai đoạn ổn định là 8,10-8,50. - Độ dẫn điện trong nước rỉ rác tăng từ 1029 -1950 µs/cm trong 2 ngày, và sau đó giảm xuống còn khoảng 1000 µs /cm sau 5 ngày. 23 Results – Kết quả Hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm nước rỉ rác bằng phản ứng hydrat hóa - COD dao động mức 150 mg/l trong 2 ngày đầu, với tỷ lệ loại bỏ 70%, và sau đó khoảng 150-200 mg/L trong 6 ngày kế tiếp. -Tỷ lệ loại bỏ các TOC là khoảng 55% trong 2 ngày đầu, và sau đó giảm xuống còn khoảng 14% trong 4 ngày tiếp theo. Cuối cùng nó đạt đến gần như bằng 0 sau khi phản ứng được 10 ngày. -NH3-N dưới 10 mg/l, với một tỷ lệ loại bỏ trên 90% trong toàn bộ thời gian hoạt động là 11 ngày. -Khoảng 40% TN đã được xử lý trong 5 ngày đầu, và sau đó chỉ có 22% số TN bị loại bỏ. 24 Results – Kết quả Hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm nước rỉ rác bằng phản ứng hydrat hóa Bảng Sự biến đổi các cation và anion trong nước rỉ rác 25 Discussion – Thảo luận Khả năng loại bỏ chất gây ô nhiễm của xi măng thủy hóa -Xử lý hiệu quả khoảng 23,7 mg COD/1 g hydrat xi măng, 3,1 mg TOC/ 1g hydrat xi măng và 9,2 mg NH 3 /1 g hydrat xi măng trong giai đoạn thử nghiệm. 26 Discussion – Thảo luận Các cơ chế loại bỏ của phản ứng hydrat hóa 27 Conclusions- Kết luận -Khả năng loại bỏ tối đa của xi măng thủy hóa là một điểm quan trọng để kiểm tra cho sự ứng dụng xử lý rỉ rác tiềm năng. -Hydrat có thể được sử dụng để giảm chất ô nhiễm rỉ rác sau xử lý sinh học theo COD và N. 28 Click icon to add picture CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM LẮNG NGHE!! 29 [...]... loại chất thải rắn đô thị => thành phần, tính chất phức tạp, độ độc nước rỉ rác cao, khó xử lý - Bãi chôn lấp quá tải, quy trình xử lý rác không đúng quy định, điều kiện chôn lấp không đảm bảo => phát sinh lượng lớn nước rỉ rác -Nhiệt độ và độ ẩm Việt Nam khá cao => quá trình sinh ra nước rỉ rác nhanh hơn -Nước rỉ rác không được phân tách và xử lý trước khi thải ra môi trường - Mặc dù mỗi bãi chôn lấp. .. chế trong việc xử lý nước rỉ rác -Quản lý công tác thu hồi, vận hành hệ thống xử lý nước rỉ rác 12 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật - Nhiều phương án được áp dụng để quản lý và xử lý nước rỉ rác: (1) tuần hoàn nước rỉ rác (2) bay hơi nước rỉ rác (3) xử lý nước rỉ rác Sơ đồ tuần hoàn nước rác sau xử lý 13 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp sinh học Xử lý hiếu khí: bùn hoạt tính (bể aerotank), hồ... lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại các bãi chôn lấp vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm -Nhiều bãi chôn lấp phát sinh nước rỉ rác gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng như: Dốc Búng (Hòa Bình); Thủy Phương (Huế); Gò Cát, Phước Hiệp (TP Hồ Chí Minh) 11 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Quản lý - Ban hành các quy định, quy chuẩn có tính pháp chế trong việc xử lý nước rỉ rác. .. đoạn xử lý tiếp theo 17 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Xử lý nước rỉ rác ở bãi chôn lấp mới: sử dụng phương pháp sinh học hiệu quả cao hơn các phương pháp hóa lý Tuy nhiên, phương pháp hóa lý và hóa học cho kết quả xử lý tốt với loại nước rỉ rác từ bãi rác cũ (đã ổn định) hay nước rác đã qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp sinh học => Cần đánh giá hàm lượng, đặc tính của nước rỉ rác trước khi chọn biện... sunfua và carbonate bằng cách thêm các chất làm kết tủa và điều chỉnh pH thích hợp Oxy hóa khử: phân hủy hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ, chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành dễ phân hủy sinh học (giảm COD, nâng tỉ lệ BOD/COD) Thực hiện bằng cách thêm các tác nhân oxy hóa, tác nhân khử trong điều kiện pH thích hợp 15 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật 16 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương... đồng tưới tự nhiên Xử lý kỵ khí: hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở, công nghệ đệm bùn kị khí chảy ngược (UASB), => áp dụng để xử lý từ những bãi chôn lấp đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao, giảm phần lớn các chất hữu cơ; ít khả năng xử lý triệt để nước rỉ rác có tỉ số BOD/COD thấp 14 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp hóa học Trung hòa: thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh... quả Hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm nước rỉ rác bằng phản ứng hydrat hóa Bảng Sự biến đổi các cation và anion trong nước rỉ rác 25 Discussion – Thảo luận Khả năng loại bỏ chất gây ô nhiễm của xi măng thủy hóa -Xử lý hiệu quả khoảng 23,7 mg COD/1 g hydrat xi măng, 3,1 mg TOC/ 1g hydrat xi măng và 9,2 mg NH 3 /1 g hydrat xi măng trong giai đoạn thử nghiệm 26 Discussion – Thảo luận Các cơ chế loại bỏ... quả loại bỏ các chất ô nhiễm nước rỉ rác bằng phản ứng hydrat hóa - pH tăng lên từ 8,14-12,60 và duy trì ở mức cao hơn 11.95 vào ngày thứ 3 Nguyên nhân là do lượng Ca(OH)2 được tạo ra trong thời gian đầu và sau đó CaO.SiO2.nH2O đã tiêu thụ Ca(OH)2 rất nhiều dẫn đến việc giảm pH từ 11,95 xuống dưới 9.00 Cuối cùng nó vẫn được giữ ở giai đoạn ổn định là 8,10-8,50 - Độ dẫn điện trong nước rỉ rác tăng từ... tác - Sử dụng các chất oxy hoá tự nhiên: O2 ,H2O (nhiệt độ cao) - Thực hiện ở nhiệt độ thấp bằng cách nhờ gốc tự do OH được tạo thành trong quá trình phản ứng từ những hợp chất giàu oxy như H2O2,O3,… - Gốc tự do OH có khả năng oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ, giảm nhanh COD 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... ứng hydrat hóa 27 Conclusions- Kết luận -Khả năng loại bỏ tối đa của xi măng thủy hóa là một điểm quan trọng để kiểm tra cho sự ứng dụng xử lý rỉ rác tiềm năng -Hydrat có thể được sử dụng để giảm chất ô nhiễm rỉ rác sau xử lý sinh học theo COD và N 28 Click icon to add picture CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM LẮNG NGHE!! 29 ... VẤN ĐỀ KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC NƯỚC RỈ RÁC NƯỚC RỈ RÁC - Là chất lỏng thấm qua lớp chất thải rắn mang theo chất hòa tan chất lơ lửng (Tchobanoglous et al., 1993) NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC RỈ RÁC THÀNH... án áp dụng để quản lý xử lý nước rỉ rác: (1) tuần hoàn nước rỉ rác (2) bay nước rỉ rác (3) xử lý nước rỉ rác Sơ đồ tuần hoàn nước rác sau xử lý 13 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Kỹ thuật Phương pháp sinh... 11 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC Quản lý - Ban hành quy định, quy chuẩn có tính pháp chế việc xử lý nước rỉ rác -Quản lý công tác thu hồi, vận hành hệ thống xử lý nước rỉ rác 12 KIỂM SOÁT NƯỚC RỈ RÁC