Nước rỉ rác và các công nghệ xử lý nước rỉ rác
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN-MÔI TRƯỜNG _ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TÊN SINH VIÊN : NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Th.S.ĐÀO MINH TRUNG Bình Dương, tháng 05 năm 2015 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN-MÔI TRƯỜNG _ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: LỚP D13QM02 Th.S.ĐÀO MINH TRUNG Bình Dương, tháng 05 năm 2015 MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH .7 MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác …9 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.1 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rò rỉ .12 1.2.2.1 Thời gian chôn lấp 13 1.2.2.2 Thành phần biện pháp xử lý sơ chất thải rắn 14 1.2.2.3 Chiều sâu bãi chôn lấp 14 1.2.2.4 Các trình thấm, chảy tràn, bay 14 1.2.2.5 Độ ẩm rác nhiệt độ 14 1.2.2.6 Ảnh hưởng từ bùn cống rãnh chất thải độc hại 15 1.2.3 Lưu lượng nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn 15 1.2.3.1 Lưu lượng nước chảy vào bãi chôn lấp 15 1.2.3.2 Lưu lượng nước khỏi bãi chôn lấp 15 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý nước rỉ rác nước 15 1.3.1.Công nghệ xử lý nước rác nước 15 1.3.1.1 Xử lý nước rác Mỹ 16 1.3.1.2 Xử lý nước rác Nhật Bản 17 1.3.1.3 Xử lý nước Hàn Quốc 19 1.3.2 Công nghệ xử lý nước rác Việt Nam 19 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 21 2.1 Xử lý học 22 2.2 Xử lý sinh học 23 2.3 Xử lý hóa – lý 26 2.4 Sử dụng thực vật xử lý nước rỉ rác 28 2.4.1 Cánh đồng tưới 28 2.4.2 Cánh đồng lọc 34 2.4.3 Một số loài thủy sinh thực vật 36 CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 40 3.1 Công nghệ xử lý nước rác 40 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Song chắn rác 43 Bể keo tụ 43 Công nghệ UASB 44 Bể bùn hoạt tính .45 Quá trình lắng 46 Oxy hóa với phản ứng fenton 47 3.2 Công nghệ xử lý nước rác cũ 48 (1) Bể điều hòa 49 (2).Bể sục khí 50 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận .51 4.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC VIẾT TẮT BCL Bãi Chôn Lấp BOD biochemical oxygen demand – nhu cầu oxy hóa COD chemical oxygen demand – nhu cầu oxy hóa học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: thành phần nước rỉ rác…………………………………………………10 Bảng 2.1: Các phương pháp xử lý học…………………………………………….22 Bảng 2.2: Các phương pháp xử lý sinh học………………………………………….23 Bảng 2.3: Các phương pháp xử lý hóa lý…………………………………………… 27 Bảng 2.4 Đặc trưng xem xét thiết kế cánh đồng………………………………….33 Bảng 3.1: Thành phần nước rác mới………………………………………………….40 Bảng 3.2: Thành phần nước rỉ rác cũ…………………………………………………48 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Mô hình xử lý nước thải cánh đồng lọc chậm 30 Hình 2.2 Mô hình xử lý nước thải cách lọc nhanh…………………………… 32 Hình 2.3 Cánh đồng lọc với dòng chảy đứng (VF)………………………………… 35 Hình 2.4 Cánh đồng lọc với dòng chảy ngang (HF)………………………………….35 Hình 2.5 Một số loài thủy sinh thực vật tiêu biểu…………………………………….37 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác mới…………………………………….41 Hình 3.2: Các loại song chắn rác…………………………………………………… 43 Hình 3.3: song chắn rác tự động………………………………………………………43 Hình 3.4: Mô hình bể keo tụ………………………………………………………… 44 Hình 3.4: Bể UASB………………………………………………………………… 44 Hình 3.5: Bể bùn hoạt tính……………………………………………………………46 Hình 3.6: Phản ứng fenton…………………………………………………………….47 Hình 3.7: Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác cũ……………………………………… 49 Hình 3.8: Bể điều hòa…………………………………………………………………50 Hình 3.9: Bể sục khí………………………………………………………………… 50 MỞ ĐẦU Hiện với ;sự phát triển xã hội, đời sống dần cải thiện, nhu cầu tiêu dung ngày tăng lượng rác sinh ngày lớn, đặc biệt rác sinh hoạt Lượng rác sinh hoạt gia tăng dẫn đến lượng nước rỉ rác sinh ngày nhiều Ô nhiễm nước rỉ rác từ lâu vấn đề nan giải, quan tâm toàn xã hội Hàng loạt nghiên cứu , áp dụng nhiều công nghệ xử lý khác triển khai, với mục tiêu cuối xác định phương án xử lý nước rác thích hợp đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải, không gây ô nhiễm, nguy hại đến sinh thái môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Vấn đề đặt phải tìm công nghệ thích hợp để xử lý lượng nước rỉ rác tồn động, cải tạo lại hệ thống xử lý nước rác hữu, công nghệ tham khảo điển hình xử lý nước rỉ rác BCL tương lai Và với trạng lượng chất thải rắn thải môi trường ngày nhiều theđó công trình xử lý chúng xây dựng lên để đáp ứng nhu cầu xử lý đặc biệt bãi chôn lấp xu hướng đắn Chính tiểu luận giúp người phần hiểu rõ nguồn gốc hình thành nước rỉ rác công nghệ áp dụng để xử lý nước rĩ rác CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác Nước rò rỉ từ bãi rác nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo chất ô nhiễm từ rác thải chảy vào tầng đất bãi chôn lấp Trong giai đoạn hoạt động bãi chôn lấp, nước rỉ rác hình thành chủ yếu nước mưa nước ép từ lỗ rỗng chất thải thiết bị đầm nén gây Các nguồn tạo nước rò rỉ bao gồm nước phía bãi chôn lấp, độ ẩm rác, nước từ vật liệu phủ, nước từ bùn việc chôn bùn cho phép Việc nước tích trữ bãi rác, nước bão hòa bốc theo khí nước thoát từ đáy bãi chôn lấp Điều kiện khí tượng, thủy văn, địa hình, địa chất bãi rác, khí hậu, lượng mưa ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh Tốc độ phát sinh nước rác dao động lớn theo giai đoạn hoạt động khác bãi rác Trong suốt năm đầu tiên, phần lớn lượng nước mưa thâm nhập vào hấp thụ tích trữ khe hở lỗ hổng chất thải chôn lấp Lưu lượng nước rò rỉ tăng lên dần suốt thời gian hoạt động giảm dần sau đóng cửa bãi chôn lấp lớp phủ cuối lớp thực vật trồng lên bề mặt giữ nước, làm giảm độ ẩm thấm vào 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.1 Thành phần tính chất nước rỉ rác Thành phần nước rác thay đổi nhiều, phụ thuộc vào tuổi bãi chôn lấp, loại rác, khí hậu Mặt khác, độ dày, độ nén lớp nguyên liệu phủ bãi rác tác động đến thành phần nước rác… Song , nước rỉ rác gồm thành phần chính: hợp chất hữu hợp chất vô - Các chất hữu cơ: Axit humic, axit fulvic, loại hợp chất hữu có nguồn góc nhân tạo - Các chất vô cơ: hợp chất nito, lưu huỳnh, photpho Thành phần tính chất nước rò rỉ phụ thuộc vào phản ứng lý, hóa, sinh học xảy bãi chôn lấp Các trình sinh hóa xảy bãi chôn lấp chủ yếu hoạt động vi sinh sử dụng chất hữu từ chất thải rắn làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống chúng Các vi sinh vật tham gia vào trình phân giải bãi chôn lấp chia thành nhóm chủ yếu sau: - Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh nhiệt độ – 200C - Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh nhiệt độ 20 - 400C - Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh nhiệt độ 40 - 700C Sự phân hủy chất thải rắn bãi chôn lấp bao gồm giai đoạn sau: Bảng 1.1: thành phần nước rỉ rác: Thành phần Bãi Bãi lâu năm (>10 năm) Khoảng giá trị Trung bình BOD5 2000 - 20000 10000 100 – 200 TOC (mg/l) 1500 – 20000 6000 80 – 160 COD (mg/l) 3000 – 60000 18000 100 – 500 TSS (mg/l) 200 – 2000 500 100 – 500 Nitơ hữu (mg/l) 10-800 200 80 – 120 Amoniac (mg/l) 10 – 800 200 20 – 40 Nitrat (mg/l) – 40 25 – 10 Tổng photpho (mg/l) – 100 30 - 10 Othophotpho (mg/l) - 80 20 4-8 Độ kiềm, mg CACO3/L Độ pH 1000 – 10000 3000 200 – 1000 4,5 – 7,5 6,6 – 7,5 Canxi, (mg/l) 50 – 1500 250 50 – 200 Clorua (mg/l) 200 – 3000 500 100 – 400 Tổng lượng sắt (mg/l) 50 – 1200 60 20 - 200 Sulfat (mg/l) 300 20 - 50 50 – 1000 10 13 Độ cứng mg/l 5833-9667 14 Ca2+ mg/l 1670-2739 15 Mg2+ mg/l 404-678 16 Cl- mg/l 4100-4890 17 SO42- mg/l 1590-2390 18 Fe mg/l 204-208 [Nguôn: Khoa Môi trường – Trường đại học Bách Khoa TPHCM &.ĐH Văn Lang] Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác 39 Thuyết minh công nghệ: Nước rác sau thu gom hệ thống ống dẫn , tập trung vào hố thu gom, qua song chắn rác để loại bỏ cặn, tạp chất gây tắc nghẽn hệ thống xử lý Nước rác có nồng độ hữu cao nên thường lưu hồ chứa với thời gian dài ( khoảng vài chục ngày) để chất hữu tự phân hủy sục khí để tăng tốc độ phân hủy đồng thời hạn chế mùi hôi Tiếp theo, nước thải đưa vào bể keo tụ tạo nhằm loại bỏ Canxi SS Sau khử Canxi cặn, nước thải đưa qua bể UASB để tiếp tục phân hủy chất hữu chuyển hoá chất khó phân hủy, phức tạp thành chất đơn giản dễ phân hủy Hiệu khử COD UASB nước rác cao, lên đến 95% (thông thường > 90%, tải trọng 20kg COD/(m3.ngày)) Sau UASB, nước thải chảy qua hệ thống bùn hoạt tính để tiếp tục phân hủy chất hữu lại nhờ vi sinh hiếu khí Hiệu khử COD bể bùn hoạt tính khoảng 70% (tải trọng 0,6 kg COD/(m3, ngày)) Tuy nhiên, hệ thống sinh học hoạt động hiệu (BOD sau xử lý lại thấp < 10 mg/l) COD đến 400 – 1000 mg/l (trung bình 600 mg/l) chất không phân hủy sinh học Chính vậy, nước thải phải xử lý tiếp tục phương pháp oxy hoá với phản ứng Fenton (H2O2, xúc tác sắt mangan) Nước sau bể bùn hoạt tính acid hóa đến pH = 3,5, bổ sung xúc tác oxi già Phản ứng xảy mãnh liệt khoảng Sau đó, nứơc thải trung hòa đến pH trung tính, kết tủa phần sắt dư Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B mùi, màu, suốt, sau tiếp tục xử lý hồ sinh học để đạt tiêu chuẩn loại A Bùn từ bể oxy hoá, UASB, lắng tập trung bể chứa bùn, nén chôn lấp bãi rác 40 (1) Song chắn rác Loại bỏ cận, tạp chất gây tắc nghẽn hệ thống xử lý Hình 3.2: Các loại song chắn rác Hình 3.3: song chắn rác tự động (2) Bể keo tụ: Loại bỏ Canxi SS Gồm có bể: - Bể trộn: Phương pháp khuấy trộn tạo dòng chảy rối nước - đánh giá dựa vào cường độ thời gian khuấy trộn Bể tạo bông: nơi hạt keo bị ổn định bắt dính lại với để tạo - hạt lớn Bể lắng: cặn sau tạo thành loại bỏ khỏi nước nhờ bể lắng 41 Hình 3.4: Mô hình bể keo tụ (3) Công nghệ UASB Nguyên tắc hoạt động UASB viết tắc cụm từ Upflow Anearobic Sludge Blanket, tạm dịch bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí UASB thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cao thành phần chất rắn thấp Nồng độ COD đầu vào giới hạn mức nhỏ 100mg/l, SS>3000mg/l không thích hợp để xử lý UASB UASB trình xử lý sinh học kỵ khí, nước thải phân phối từ lên khống chế vận tốc phù hợp (v[...]... dòng chảy, chảy vào các dòng nước mặt.gấm xuống tầng đất ngầm Tạo thành dòng chảy, chảy vào các dòng nước mặt ngấm xuống tầng đất ngầm Tạo thành dòng chảy, chảy vào các dòng nước mặt 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước 1.3.1 Công nghệ xử lý nước rác ở nước ngoài Có thể kể đến một số phương pháp và công nghệ hiện hành trên thế giới như sau: - Với lượng nước rác ít, không bị... II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC Tùy theo đặc điểm: Lưu lượng, thành phần, tính chất của mỗi loại nước rỉ rác mà lựa chọn biện pháp xử lý khác nhau Để xử lý nước rác có thể áp dụng những phương pháp sau: - Xử lý cơ học Xử lý sinh học Xử lý hóa học Hệ thống lọc tự nhiên … Và thông thường, để xử lý nước rỉ rác người ta thường áp dụng phương pháp cơ học, kết hợp với phương pháp xử lý sinh học và hóa... phần của nước thải trong tương lai Công nghệ xử lý đảm bảo khả năng xử lý khi nước rỉ rác có những biến đổi theo thời gian Việc lựa chon và xây dựng hệ thống xử lý ban đầu phải xem xét đến việc cải tiến, sửa đổi một cách dễ dàng và thuận tiện cho công nghệ xử lý tiếp theo 2.1 Xử lý cơ học Xử lý cơ học là quá trình xử lý sơ bộ, bao gồm các công trình và thiết bị như song chắn rác, lướii chắn rác, lưới... 4700m3/ngày là nước rác từ bãi rác mới và 2000m3/ngày từ bãi rác cũ Dây chuyền xử lý nước rác ở đây gồm 3 công đoạn sau: (1) khử nitrat/nitrat hóa bằng công nghệ MLE để xử lý nitơ; (2) đông keo tụ bằng hóa chất để xử lý các chất hữu cơ khó tan còn lại trong nước đã xử lý qua nitrat/nitrat hóa; (3) oxy hóa fenton và cuối cùng là các bể lọc cát và than hoạt tính để lọc và đưa nước qua xử lý vào tái sử dụng... soát dioxin” Đặc thù nước rác trên quyết định công nghệ xử lý nước rác của các hang trên cơ sở thế mạnh của mình Công nghệ xử lý của hang Tsukishima kikai (TSK) - Công nghệ tách ion canxi 17 - Công nghệ xử lý vi sinh sử dụng các thiết bị: tiếp xúc sinh học, đĩa quay sinh học, tấm sục khí Các thiết bị xử lý sinh học trên thích hợp cho nước thải loãng, tiết kiệm năng - lượng, không xử lý hợp chất nitơ (vì... thấp và thích hợp với sự thay đổi thành phần tính chất của nước rỉ rác Tuy nhiên, nước rỉ rác từ các bãi rác mới chôn lấp thường có thành phần hữu cơ phân hủy sinh học cao 20 nên sự sử dụng các quá trình sinh học sẽ mang lại hiệu quả cao hơn Quá trình xử lý hóa học thích hợp với việc sử lý nước rỉ rác ở các bãi chôn lấp lâu năm - Các vấn đề phải xem xét khi xử lý nước rỉ rác là: Mức độ ô nhiễm của nước. .. nặng và các hóa chất độc hại thì nước rác được bom trở lại bể chôn lấp để giúp quá trình phân hủy rác - hoặc sử dụng để tưới cho các vùng cây công nghiệp Nếu không có các ô nhiễm đặc biệt, nước rác được đưa vào xử lý chung với hệ thống xử lý nước thải đô thị (nếu gần vị trí trạm xử lý) như guồn cung cấp hữu - cơ Phương pháp này được áp dụng nhiều ở các nước như Hà Lan, Thụy Điển Tại các nước công nghiệp... chiếm khoảng 36% Về cách thức xử ký nước rác, ở các bãi rác đang hoạt dộng hiện có 50 cơ sở dung caach1 xử lý sinh học trước sau đó mới dẫn về xử lý chung; 92 cơ sở đưa thẳng nước rác về trạm xử lý chung; 102 cơ sở tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài Kể từ khi ban hành những qui định cho chỉ tiêu nitơ và amoni năm 1999 và sau đó năm 2001 thì phần lớn các trạm xử lý rác từ bãi rác sinh hoạt đã được... sử dụng vào mục đích tưới tiêu, nước rác cần được xử lý sơ bộ thei tiêu chuẩn “Standard for leachate spray irrigation management; October 28, 1992” Xử lý sơ bộ được thực hiện phổ biến ở Oregon (Mỹ) tại các bãi rác Coffin Sutte (Corvallis Oregen), Riverband (Yamhill County) 16 Đối với giài pháp xử lý nước rác tại chỗ và xả vào nguồn nước mặt, xử lý nước rác được thực hiện phối hợp các công nghệ thích... này Nước thải sau khi thấm lọc qua đất được thu lại bằng các ống thu nước đặt ngầm trong đất hoặc các giếng khoan Mục tiêu của phương pháp xử lý này là: - Nạp lại nước cho các túi nước ngầm, hoặc nước mặt; Tái sử dụng các chất dinh dưỡng và trử nước thải lại để sử dụng cho các vụ mùa 28 Phương pháp này giúp xử lý triệt để các loại nước thải và ngăn chặn sự xâm nhập mặn của nước biển vào các túi nước