xử lý nước rỉ rác

trình bày xử lý nước rỉ rác

Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác Lời Mở Đầu Ngày nay, cùng với sự phát triển của đất nước thì vấn đề môi trường cũng đang rất được quan tâm đến, đặc biệt là rác thải do các hoạt động sản xuất, buôn bán của con người . Hầu hết rác thải ở nước ta nói chung và ở khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh nói riêng đều chưa có sự phân loại tại nguồn. Do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và xử lý. Hiện nay, việc xử lý rác thải bằng cách chôn lấp hợp vệ sinh được coi là biện pháp hữu dụng, bởi tính kinh tế cao và không làm ô nhiễm môi trường do mùi hôi gây ra. Tuy nhiên, lượng nước rỉ ra từ bãi chôn lấp rác đã gây những tác động môi trường nghiêm trọng liên quan đến sức khỏe con người. Trước vấn đề này thì nhiều phương pháp công nghệ trong và ngoài nước được đề ra và áp dụng xử lý. Trong các biện pháp công nghệ đưa ra xử lý thì biện pháp xử lý sinh học kỵ khí được xem là nỗi trội bởi chi phí không cao, ít sinh ra bùn mà hiệu quả xử lý cao hơn những phương pháp khác. Nhưng do bởi tính chất nước rỉ rác vô cùng phức tạp, hàm lượng thành phần các chất ô nhiễm luôn ở mức báo động, đặc biệt là hàm lượng Canxi trong nước rỉ rác rất cao, đã gây ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý. Các thiết bò kỵ khí sau khi hoạt động một thời gian đã bò tê liệt bởi hiện tượng vôi hóa xuất hiện thành những tảng lớn, làm cho hiệu quả xử lý suy giảm đáng kể. Chính vì điều này cần phải có biện pháp xử lý thích hợp để loại bỏ thành phần ô nhiễm này trước khi vào các công trình xử lý tiếp theo. Urê là một hợp chất có khả năng xử lý Canxi trong nước thải, bản thân nó có nhiều ứng dụng quan trọng phục vụ trong đời sống xã hội. Tuy nhiên việc sử dụng nó như thế nào trong xử lý môi trường, đặc biệt là trong xử lý nước tải nói chung và nước rỉ rác nói riêng là điều cần phải nghiên cứu đến. GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 1 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 2 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nước thải giàu calcium là một vấn đề đang được quan tâm trong xử lý nước thải hiện nay, đặt biệt là từ nước rỉ rác. Do tính chất nước rỉ rác có nhiều thành phần phức tạp và có khả năng gây ô nhiễm cao (BOD, COD từ 10.000 - 50.000 mg/l ,Th.S Trần Minh Chí Chí năm 2001) nên đòi hỏi một dây chuyền công nghệ xử lý thích hợp. Nhiều loại hình công nghệ khác nhau đã được thử nghiệm và áp dụng để xử lý, nhưng công nghệ sinh học tỏ ra hấp dẫn vì có chi phí đầu tư vận hành thấp. Tuy nhiên, do tính chất nước thải từ bãi rỉ rác thường chứa hàm lượng calcium rất lớn (>250mg/l) nên việc sử dụng công nghệ sinh học cổ điển như UASB gặp rất nhiều khó khăn trong suốt quá trình vận hành. Với hàm lượng calcium cao (>250 mg/l) có hiện tượng các muối CaCO 3 hay Ca 3 (PO 4 ) 2 kết tủa. Sự tạo thành kết tủa của các muối calcium trong thiết bò kỵ khí đã dẫn đến nhiều vấn đề, chẳng hạn như hiện tượng đóng rắn trên thành bể phản ứng và trong thành ống, làm mất tính đệm của môi trường sinh hóa trong bể kỵ khí, giảm hiệu quả do bùn bò rửa trôi và đặc biệt là làm mất hoạt tính metan hóa đặc thù của sinh khối kỵ khí. Thật vậy, việc áp dụng công nghệ UASB thực tế tại trạm xử lý nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội được đưa vào vận hành trong năm 1998 cũng đã cho thấy đây là một vấn đề lớn, khi bắt đầu vận hành, hệ thống hoạt động khá tốt, hiệu quả xử lý tăng. Tuy nhiên với hàm lượng Ca 2+ khoảng 500 mg/l trong nước rỉ rác, chỉ hơn một tháng hoạt động sau đó, toàn bộ hệ thống đường ống phân phối nước thải vào thiết bò UASB bò đóng bởi lớp cặn vôi dày, còn bên trong là những tản vôi lớn ( Th.S Nguyễn Trung Việt, 2000). Sự suy giảm hiệu GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 3 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác quả phân hủy hữu cơ của bùn xảy ra rất đáng kể và nhanh chóng đã dẫn đến hệ thống UASB đã bò tê liệt trong thời gian vận hành ngắn. Như vậy hàm lượng Ca 2+ cao trong nước thải có thể gây những hậu quả trầm trọng đối với hệ thống sinh học kò khí, ảnh hưởng đến các công trình xử lý sinh học và đòi hỏi có những biện pháp thích hợp để xử lý hiệu quả. Từ tính cấp thiết đó, việc “Nghiên cứu sử dụng ure xử lý calcium trong nước rỉ rác” của đề tài này đã tìm ra sự sử dụng có tiềm năng của Urê do việc loại bỏ canxi ở dạng hòa tan trong nước thải từ nước rỉ rác. Phương pháp này dựa trên cơ chế kết tủa của muối vi sinh carbonat (MCP) đã được mô tả như khả năng kiềm hóa của các vi sinh vật, sự tăng độ pH và hòa tan hợp chất carbon vô cơ (DIC)) đối với môi trường nào đó thông qua nhiều hoạt động sinh lý học. Và trong cái nhìn này thì kỹ thuật được mô tả tốt nhất là quá trình thủy phân ezim của Urê, tạo ra NH 3 và CO 2 sau đó sẽ phản ứng xa hơn để tạo ra carbonate, như vậy đã hình thành điều kiện thích hợp cho kết tủa CaCO 3 cũng như dễ dàng trong việc loại bỏ chúng ra khỏi nguồn nước xử lý. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu xác đònh hiệu quả và đề xuất phương án công nghệ sử dụng Urê để xử lý thành phần canxi trong nước rỉ rác. 1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU 1.3.1 Phạm vi nghiên cứu Các thí nghiệm được tiến hành thực hiện tại phòng thí nghiệm Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu Hàm lượng ô nhiễm Calcium trong nước rỉ rác từ một số Bãi rác ở Thành Phố Hồ Chí Minh như bãi rác Đông Thạnh, Gò Cát… GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 4 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU + Nghiên cứu tổng quan: - Hiện trạng quản lý nước rỉ rác ở một số bãi rác của TP. HCM. - Thành phần tính chất của nước rỉ rác tại bãi rác ở TP.HCM. - Các công nghệ xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng xử lý hiện nay. - Cơ sở lý thuyết về việc sử dụng Urê để sử lý Canxi trong nước rỉ rác. + Lập kế hoạch thực nghiệm dựa trên cơ sở phân tích hàm lượng Canxi trong nước rỉ rác + Thực nghiệm xác đònh khả năng xử lý canxi của Urê trong nước rỉ rác. + Xác đònh sự ảnh hưởng và đưa ra các thông số (nồng độ Urê, thời gian xử lý) phù hợp cho công nghệ xử lý. + Xác dònh sự ảnh hưởng của công nghệ xử lý canxi bằng Urê đến công nghệ xử lý sinh học . 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5.1 Nghiên cứu lý thuyết + Thu thập tài liệu trong nước và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu. + Thực tế ô nhiễm của nước rỉ rác tại bãi rác Đông Thạnh Tp. HCM ( hàm lượng Calcium trong nước thải). + Các phương pháp xử lý nước rỉ rác chứa hàm lượng canxi cao. + Cơ sở lý thuyết về Urê dùng để xử lý Ca 2+ GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 5 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác + Tổng hợp phân tích, so sánh và lựa chọn hướng nghiên cứu phù hợp 1.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm + Xác đònh thành phần ô nhiễm Ca 2+ trong nước rỉ rác của bãi rác Đông Thạnh Tp.HCM. + Thực hiện trên mô hình phòng thí nghiệm. + Phương pháp thí nghiệm. - Đối tượng thí nghiệm: nước rỉ rác cũ của bãi rác Đông Thạnh - Xác đònh hiệu quả xử lý của phương pháp bằng cách: • Thay đổi nồng độ xử lý của Urê khác nhau • Thực hiện ở các khoảng thời gian khác nhau - Xử lý số liệu bằng excel 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.6.1 Ý nghóa khoa học + Nghiên cứu và đề xuất một phương án xử lý Canxi trong nước rỉ rác hiệu quả, đơn giản và ít tốn kém, góp phần hoàn thiện hệ thống xử lý nước rỉ rác. + Ngoài khả năng xử lý thành phần ô nhiễm cụ thể là Canxi, thì phương pháp còn mang ý nghóa trong việc loại bỏ thành phần ô nhiễm đặc trưng là COD. + Đây là một nghiên cứu xác đònh khả năng xử lý của một loại hợp chất có nguồn gốc dễ tìm, tương đối rẻ và không độc hại. 1.6.2 Ý nghóa thực tiễn + Hướng nghiên cứu khả thi sẽ mang lại hiệu quả trong công nghệ xử lý nước rỉ rác. GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 6 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác + Giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường tự nhiên và sức khỏe con người do loại nước thải này gây ra. + Nghiên cứu khả thi sẽ áp dụng xử lý cho các loại nước thải chứa hàm lượng canxi cao như nước thải công nghiệp như: chế biến giấy, chế biến xương, … GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 7 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 8 2.1 NGUỒN GỐC, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC RỈ RÁC 2.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ. Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác Cho đến nay, chôn lấp vẫn là một phương pháp kinh tế nhất để đổ bỏ chất thải rắn. Thực tế, có khoảng 90% khối lượng chất thải rắn trên thế giới được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Bãi rác hợp vệ sinh cũng là một hạng mục công trình không thể thiếu trong hệ thống quản lý và xử lý chất thải rắn đô thò, bởi vì các phương pháp xử lý khác như làm phân ủ, đốt …luôn luôn còn lại một phần chất thải như vật liệu trơ, tro, xỉ …và cũng phải được chôn lấp. Trong những vấn đề được đặc biệt quan tâm và đưa lên hàng ưu tiên đối với bãi chôn lấp rác là việc quản lý và xử lý nước rò rỉ từ các bãi rác vì chúng có nồng độ các chất gây ô nhiễm rất cao và có mùi đặc biệt khó chòu nếu không được quản lý và xử lý tốt. 2.1 NGUỒN GỐC, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC RỈ RÁC 2.1.1 Nguồn gốc nước rỉ rác Nước rỉ rác là nước thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp. Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước (độ giữ nước của chất thải rắn- Field capacity – là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không sinh ra dòng thấm hướng xuống dưới tác dụng của trọng lực). Trong giai đoạn hoạt động của bãi chôn lấp, nước rỉ rác hình thành chủ yếu do nước mưa và nước “ép” từ các lỗ rỗng của chất thải do các thiết bò đầm nén. Sự phân hủy chất hữu cơ trong rác cũng phát sinh nước rò rỉ nhưng với lượng nhỏ. Điều kiện khí tượng thủy văn, đòa hình, đòa chất của bãi rác, nhất là khí hậu, lượng mưa, ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh ra. Tốc độ phát sinh nước rỉ rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khác nhau của bãi rác. Trong năm đầu tiên, phần lớn lượng nước thâm nhập vào được hấp thụ và tích trữ trong các khe hở và lỗ rỗng của chất thải chôn lấp. Lưu lượng nước rỉ rác sẽ tăng GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 9 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác dần trong thời gian bãi chôn lấp hoạt động và giảm dần sau khi đóng cửa bãi chôn lấp. 2.1.2 Thành phần và tính chất nước rỉ rác Thành phần nước rỉ rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi BCL, loại rác, khí hậu. Mặt khác, độ dày, độ nén và nguyên liệu phủ trên cùng cũng tác động lên thành phần nước rỉ rác. Bảng 1 biểu diễn sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rác theo thời gian, từ ngày bãi ngưng hoạt động. Bảng 1. Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi Thành phần Đơn vò Giá trò 1 năm 5 năm 16 năm pH 5.2 – 6.4 6.3 COD mg/l 10000 - 40000 8000 400 BOD 5 mg/l 7500 - 28000 4000 80 TDS mgNaCl/l 10000 – 14000 6790 1200 TSS mg/l 100 – 700 Độ kiềm mgCaCO 3 /l 800 – 4000 5810 2250 Độ cứng mg/l 3500 - 5000 2200 540 P- tổng mg/l 25 – 35 12 8 N-NH 3 mg/l 56 – 482 N-NO 3 mg/l 0.2 – 0.8 0.5 1.6 Cl - mg/l 600 – 800 1330 70 SO 4 2- mg/l 400 – 650 2 2 Ca 2+ mg/l 900 – 1700 308 109 Na + mg/l 450 – 500 810 34 GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 10 [...]... và xử lý nước rỉ rác Công suất thiết kế bãi rác 2000 tấn/ngày Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp sinh ra từ 4 nguốn chủ yếu sau: nước rỉ rác từ các ô chôn lấp, nước rỉ rác từ các ô đổ rác tạm thời và xe vận chuyển rác, nước rửa xe chở rác trước khi ra khỏi bãi chôn lấp và nước thải sinh hoạt Trong đó nước rỉ rác từ các ô chôn lấp là nguồn gây ô nhiễm cao nhất, lưu lượng lớn nhất và cần được xử lý Lượng nước. .. không thể xử lý được bằng các phương pháp khác Tóm lại: phương pháp sinh học xử lý nước rỉ rác từ các bãi rác mới cho thấy hiệu quả cao hơn các phương pháp hóa lý Phương pháp hóa lý và hóa học cho kết quả tốt với loại nước rỉ rác từ bãi rác cũ (đã ổn đònh) hay nước rác đã qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp sinh học 2.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.2.1 Bãi rác Gò... thống cống rãnh đô thò Nước rỉ rác mang đặc trưng ô nhiễm cao, hơn nữa lại thay đổi theo tuổi bãi rác nên một hệ thống xử lý nước rỉ rác đòi hỏi bổ sung thêm nhiều thiết bò phụ theo thời gian Vì vậy, các nghiên cứu cho thấy có thể đưa hỗn hợp 20% nước rỉ rác trong nước thải đô thò vẫn đảm bảo xử lý thành công ở khu xử lý tập trung Thông thường và đơn giản hơn là dẫn nước rỉ rác đã xử lý sơ bộ vào hệ thống... Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác Nhận xét: các công trình xử lý này thường chiếm diện tích lớn, xử lý hiếu khí sẽ rất tốn kém Phương pháp này chỉ thích hợp ở giai đoạn cuối cùng, khi nước rác đã qua các giai đoạn xử lý chính Xử lý kỵ khí: hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở, công nghệ đệm bùn kỵ khí chảy ngược (UASB) Nhận xét: so với xử lý hiếu khí, xử lý kỵ khí nước rỉ rác cho thấy... m3 nước rỉ rác từ bãi rác Gò Cát và 200m 3 nước thải hầm cầu từ cơ sở Hòa Bình chuyển đến cùng với xà bần và các loại rác khác GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 30 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác 2.2.3.2 Một số phương án xử lý nước rỉ rác từ bãi rác Đông Thạnh 2.2.3.2.1 Phương án của Trung Tâm Bảo Vệ Môi Trường (EPC)- 1996 Do thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác. .. Hình Thức Xử Lý Nước Rỉ Rác Nước rỉ rác chảy tràn trên mặt đất hay thấm xuyên qua đáy bãi chôn lấp sẽ gây ô nhiễm môi trường nước và đất xung quanh bãi chôn lấp, gây mùi khó chòu Vì vậy, một bãi chôn lấp hợp vệ sinh đúng tiêu chuẩn phải được trang bò hệ thống thu gom để tập trung nước rỉ rác để đưa đi xử lý và đáy hố chôn lấp phải được lót bởi những lớp phủ để ngăn chặn sự di chuyển của nước rỉ rác thấm... nâng cao hiệu quả kết tủa ** Có thể chuyển thành hệ thống xử lý hóa lý 2.1.3.3 Xử lý để thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên Hệ thống xử lý cao gồm các quá trình sinh học, hóa lý, hóa học hay kết hợp tiếp nhận nước rỉ rác để xử lý đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn tiếp nhận 2.1.3.3.1 Các quá trình sinh học: chủ yếu khử thành phần BOD trong nước rác Xử lý hiếu khí: quá trình bùn hoạt tính ( bể aerotank), hồ ổ... (thuộc khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Tây Bắc Thành Phố, huyện Củ Chi, trong khi bãi chôn lấp mới Đa Phước chưa hoàn thành Điều đáng lo ngại là sau khi đóng cửa, trên 1000 m 3 nước rỉ rác /ngày vẫn phải tiếp tục xử lý Trong khi đó, với công nghệ xử lý rác hiện tại, công trường này chỉ có thể xử 400 m3/ngày Lượng nước rỉ rác còn lại buộc phỉ chuyển qua bãi rác Đông Thạnh, Mặc dù bãi rác này đã đóng cửa... 27 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác GVHD: T.S Lê Đức Trung SVTH: Phan Trọng Vỹ Trang 28 Nghiên Cứu Sử Dụng Urê Xử Lý Calcium Trong Nước Rỉ Rác 2.2.2 Bãi Chôn Lấp Rác Phước Hiệp Bãi chôn lấp Phước Hiệp đặt tại xã Tam Tân – huyện Củ Chi, khởi công xây dựng từ đầu năm 2003 theo công nghệ bãi chôn lấp hợp vệ sinh như bãi chôn lấp Gò Cát Trạm xử lý nước rỉ rác, tạm thời giải quyết trong... học có thể áp dụng để xử lý nước rỉ rác từ những bãi chôn lấp đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao, giảm phần lớn các chất hữu cơ (chất gây ô nhiễm chính ) trong nước rỉ rác Tuy nhiên, các nghiên cứu ban đầu cho thấy, quá trình sinh học thuần túy có ít khả năng xử lý triệt để nước rỉ rác từ những bãi chôn lấp đã đóng cửa hơn một năm, cũng như một số loại nước rỉ rác có tỉ số BOD/COD thấp