Nghiên Cứu Xử Lý Bùn Từ Nhà Máy Xử Lý Nước Thải Bình Hưng, Quận Bình Chánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  THUYẾT MINH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BÙN TỪ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH HƯNG, QUẬN BÌNH CHÁNH SVTH: LÝ THỊ PHƯƠNG HỒNG TRƯƠNG THỊ TÚ TRANG LỚP: K15M GVHD: TS PHẠM THỊ ANH Thành phố Hồ chí Minh Tháng 12 năm 2012 Hệ thống thông tin môi trường Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Thành phố Hồ Chí Minh mệnh danh là ngọc biển đông nước; không là trung tâm kinh tế, văn hóa, khoa học công nghệ, mà là đầu mối giao lưu quốc tế, có vị trí quan nước Diện tích TP HCM là 2.095 km² Số quận/thị xã/huyện: 24 (19 quận nội thành và huyện ngoại thành) Số dân: 8.500.000 (2007), nông thôn 14,2%, thành thị 85,8% , mật độ: 3.067 người/km² Trên 30 năm qua nhân dân thành phố không ngừng phát huy truyền thống động, sáng tạo, vượt qua nhiều khó khăn, thử thách, đạt nhiều thành tựu vượt bậc tất lĩnh vực đời sống xã hội Với vị quan trọng ấy, vấn đề vệ sinh môi trường là mục tiêu hàng đầu cấp lãnh đạo thành phố Đặc biệt hệ thống xử lý nước thải là yếu tố quan trọng tác động đến chất lượng đô thị và môi trường sinh thái Theo quy hoạch thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), đến năm 2025 toàn thành phố có 12 nhà máy xử lý nước thải tập trung Tuy nhiên vấn đề nhức nhối nhà máy xử lý nước thải địa bàn TP.HCM hiện là lượng bùn thải phát sinh Theo thống kê sơ Sở Tài nguyên và Môi trường (TN-MT), toàn TP phát sinh khoảng 2.800-3.600 m3 bùn thải/ngày, chia theo loại bản: bùn nạo vét hệ thống thoát nước, bùn từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, bùn bể tự hoại, bùn từ hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN, bùn từ hệ thống xử lý nước thải sở sản xuất ngoài KCN, bùn từ công trường xây dựng Ngoài có lượng bùn không thường xuyên xuất phát từ dự án: nạo vét hệ thống kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Tân Hóa - Lò Gốm… khoảng 900 m3/ngày Thế hiện nay, có bùn nạo vét kênh rạch và hệ thống thoát nước Công ty TNHH MTV Thoát nước đô thị TP (gọi tắt là Công ty Thoát nước) và công ty công ích quận, huyện thu gom, vận chuyển bãi đổ tập trung Bùn hầm cầu đưa Công ty Xử lý chất thải rắn Hòa Bình (huyện Bình Chánh) để xử lý Ông Lê Tiến Dũng, Giám đốc Công ty Xử lý chất thải rắn Hòa Bình, cho biết lượng bùn công ty “khởi sắc” sau có đạo TP biện pháp liệt địa phương việc bắt tang, xử phạt trường hợp đổ bùn hầm cầu môi trường Tuy nhiên, so với khối lượng phát sinh toàn TP khoảng 250-300 m3/ngày đêm, số này khiêm tốn Hệ thống thông tin môi trường Hiện TP có nhà máy xử lý nước thải đô thị (hỗn hợp loại nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nhà hàng khách sạn, nước thải sở y tế,… kể nước mưa giai đoạn đầu) tập trung (Bình Hưng Hòa công suất 30.000m³/ngày đêm và Bình Hưng công suất 141.000m³/ngày đêm) Theo quy hoạch, tương lai gần, TP có thêm - nhà máy xử lý nước thải tập trung cho lưu vực khác với công suất nhà máy xử lý dao động từ 100.000m³/ngày đêm đến 500.000m³/ngày đêm Hai nhà máy xử lý áp dụng trình sinh học bùn hoạt tính hiếu khí (Bình Hưng Hòa - hệ thống hồ sinh học hiếu khí; Bình Hưng - bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng lơ lửng) nên lượng bùn sinh lớn (Bình Hưng 30 - 40 (trọng lượng ướt)/ngày) Hai nhà máy có lắp đặt thiết bị làm khô bùn (giảm độ ẩm đến 30 - 40%) Hàm lượng chất hữu (VS) bùn chiếm 55 - 80% trọng lượng khô và thường có nồng độ chất độc hại thấp nhiều ngưỡng cho phép.PHCM có hàng ngàn trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư mới, chung cư loại, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, sở y tế (bệnh viện, trạm y tế, phòng khám…) với công suất từ vài m³/ngđ đến vài trăm (ngàn) m3/ngày đêm Tuy nhiên hầu hết trạm xử lý thiết bị làm khô bùn (bùn nguyên thủy có độ ẩm từ 96 - 98%) Theo ông Nguyễn Văn Phước, Phó Giám đốc Sở TN-MT, lý thuyết, loại bùn thải hiện là dạng chất thải thông thường, không nhiễm kim loại nặng nên thích hợp để tái chế Ví dụ, loại bùn thải có chất hữu cao, bùn nạo vét cống rãnh, bùn hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa, nhà máy chế biến thực phẩm… tái chế làm phân compost, loại bùn có tỉ lệ hữu thấp giảm lượng nước, ép thành bánh làm vật liệu xây dựng dùng để san lấp Vừa qua, số sở, ngành, doanh nghiệp nghiên cứu nhiều biện pháp tái chế bùn thải, nhưng, việc xử lý bùn thải TP dừng lại việc thu gom, lưu chứa chứ chưa thể tái chế mong muốn Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng là nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung thành phố Bình Hưng là gói thầu dự án cải thiện môi trường nước thành phố giai đoạn có giá trị đầu tư là 1.400 tỷ đồng lưu vực kênh Tàu Hũ - Bến Nghé - Đôi - Tẻ, sử dụng nguồn vốn viện trợ phát triển (ODA) Chính phủ Nhật Bản Đây là dự án Ban quản lý Dự án Đông - Tây và môi trường nước TP.HCM là chủ đầu tư, với tổng mức đầu tư hơn 4.163 tỷ đồng, vốn ODA là 3.213 tỷ đồng; vốn đối ứng là 950 tỷ đồng Nhà máy xây dựng xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh, Tp Hồ Chí Minh với diện tích xây dựng khoảng 14 (diện tích toàn thể là 47 ha) Quá trình xây dựng kéo dài năm từ 11/2004 đến 12/2008 và vào hoạt động Nhà máy sử dụng công nghệ bùn hoạt tính cải tiến với công suất giai đoạn là 141.000 m 3/ngày và giai đoạn là 469.000 m3/ngđ đến giai đoạn là 512.000 m3/ngđ (thực tế là bỏ qua giai đoạn và nâng cấp thẳng lên giai đoạn 3) Quy mô công trình là 10 đơn nguyên Chức nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng: (1)Bảo đảm vệ sinh môi trường nước thành phố; (2)Nhà máy thu gom và xử lý nước thải thành phố trước thải môi trường nhằm bảo vệ môi trường nước tự nhiên không bị ô nhiễm;(3)Thoát nước mưa: chống Hệ thống thông tin môi trường tình trạng ngập lụt cho thành phố;(4)Sử dụng hiệu tài nguyên: bùn thải chế biến thành phân compost Hệ thống xử lý nước thải hình thành công trình chính sau: (1)Hệ thống cống: dùng để thu gom nước thải cần xử lí trạm bơm chuyển tiếp;(2)Trạm bơm chuyển tiếp: dùng để bơm nước thải từ hệ thống cống chuyển tải đến nhà máy xử lý;(3)Nhà máy xử lý: xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quốc gia để xả vào nguồn Công suất lớn cộng với việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học (bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng) kéo theo lượng bùn sinh ngày nhà máy Bình Hưng lớn (khoảng 35tấn/ngày) Lượng bùn này có hàm lượng chất hữu cao (55-80% trọng lượng khô), thích hợp cho việc làm phân bón (compost) và sản xuất khí sinh học (biogas) Tuy nhiên, công nghệ chế biến phân hữu Nhật Bản áp dụng Nhà máy Bình Hưng (bùn phối trộn với trấu và ủ hiếu khí trình đảo trộn) chưa hoàn thiện Hiện nay, lượng bùn tồn đọng nhà máy lên đến 4000 tấn, gây mùi hôi thối ảnh hưởng nặng nề đến môi trường xung quanh Đây chính là vấn đề môi trường quan trọng nhà máy gây Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp xử lý lượng bùn nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt Bình Hưng theo phương án sản xuất compost đạt tiêu chuẩn chất lượng có lợi cho kinh tế nhà máy và môi trường xung quanh 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tìm phương pháp xử lý bùn từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt Bình Hưng 1.3 MỤC TIÊU CỤ THÊ − Tổng quan bùn từ trạm xử lý nước thải và công nghệ xử lý bùn; − Khảo sát thực tế nhà máy; − Trình bày mô hình thí nghiệm và phương pháp nghiên cứu; − Thiết lập mô hình thí nghiệm và thực hiện nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phân compost 1.4 CẤU TRÚC BÁO CÁO Thuyết minh gồm chương Trong chương này trình bày cần thiết đề tài, mục tiêu, vấn đề nghiên cứu và cấu trúc thuyết minh Chương này dùng để phác thảo cho người đọc hiểu cách khái quát cấu trúc bài báo cáo, vấn đề đặt và cần thực hiện Hệ thống thông tin môi trường Chương trình bày sơ đồ hệ thống thông tin theo đề tài nghiên cứu Phần đầu chương trình bày hiện trạng nhà máy Bình Hưng, tổng quan bùn và công nghệ xử lý bùn thực tế Một nội dung tập trung trình bày chương này là công nghệ sản xuất compost và ứng dụng Cuối cùng chương trình bày yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất compost Chương trình bày phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu Trong chương này phương pháp lấy mẫu và phân tích, phương pháp xử lý số liệu trình bày chi tiết Chương đưa kế hoạch nghiên cứu cụ thể Chương trình bày kết đạt được, phân tích số liệu và đưa phân tích nhận định đối với kết Hệ thống thông tin môi trường Chương SƠ ĐỒ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ CẤP 2.2 SƠ ĐỒ CẤP Hệ thống thông tin môi trường 2.3 SƠ ĐỒ CẤP Hệ thống thông tin môi trường Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3.1 HIỆN TRẠNG NHÀ MÁY BÌNH HƯNG Theo quy hoạch TPHCM, đến năm 2025 toàn thành phố có 12 nhà máy xử lý nước thải tập trung Trong đó, nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng là nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung thành phố Bình Hưng là gói thầu dự án cải thiện môi trường nước thành phố giai đoạn có giá trị đầu tư là 1.400 tỷ đồng lưu vực kênh Tàu Hũ - Bến Nghé - Đôi - Tẻ, sử dụng nguồn vốn viện trợ phát triển (ODA) Chính phủ Nhật Bản Hệ thống thông tin môi trường Đây là dự án Ban quản lý Dự án Đông - Tây và môi trường nước TP.HCM là chủ đầu tư, với tổng mức đầu tư hơn 4.163 tỷ đồng, vốn ODA là 3.213 tỷ đồng; vốn đối ứng là 950 tỷ đồng Chức hệ thống xử lý nước thải - Bảo đảm vệ sinh môi trường nước thành phố Nhà máy thu gom và xử lý nước thải thành phố trước thải môi trường nhằm bảo vệ môi trường nước tự nhiên không bị ô nhiễm Thoát nước mưa: chống tình trạng ngập lụt cho thành phố Sử dụng hiệu tài nguyên: bùn thải chế biến thành phân compost Hệ thống xử lý nước thải hình thành công trình chính sau: - Hệ thống cống: dùng để thu gom nước thải cần xử lí trạm bơm chuyển tiếp - Trạm bơm chuyển tiếp: dùng để bơm nước thải từ hệ thống cống chuyển tải đến nhà máy xử lý - Nhà máy xử lý: xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quốc gia để xả vào nguồn HỆ THỐNG CỐNG Tuyến ống góp chính nằm đường Trần Hưng Đạo là nơi tiếp nhận tuyến ống nhánh đổ Nước thải vận chuyển theo hướng kênh Tàu Hủ, Kênh đôi đến trạm bơm Đồng Diều quận (trạm bơm chuyển tiếp) Tại trạm bơm Đồng Diều có trạm bơm bơm nước thẳng nhà máy để xử lý Hệ thống thông tin môi trường TRẠM BƠM ĐỒNG DIỀU Là trạm bơm trung chuyển nước thải từ tuyến cống bao lưu vực kênh Tàu Hủ - Bến Nghé - Kênh Đôi - Kênh Tẻ nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng Việc xây dựng trạm bơm trung chuyển này giúp tiết kiệm chi phí chôn ống cho hệ thống ống Vị trí xây dựng khu Đồng Diều, phường 4, quận Tp HCM với diện tích 0,6 Công suất hoạt động chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: 133,3 m3/phút (192.000 m3/ngày) gồm bơm chìm, công suất bơm 66,7 m3/phút Giai đoạn 2: 400 m3/phút (576.000 m3/ngày) lắp đặt thêm bơm chìm công suất bơm 133 m3/phút 10 Hệ thống thông tin môi trường Pakistan 80 100 112 Philippines 51 57 63 Sri Lanka 110 112 123 Thailand 38 71 82 Việt Nam 92 126 269 3.6.2 TẦM QUA TRỌNG CỦA PHÂN COMPOST Tác dụng việc lệ thuộc vào hóa chất nông nghiệp Việt Nam Đất đai bị thoái hóa môi trường bị gây hại Nông dân Việt Nam sử dụng phương pháp hiện bảo vệ mùa màng và gia tăng sản lượng mùa vụ, có việc sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và loại phân hóa học Việc sử dụng phân hóa học mang lại lợi ích trước mắt hậu lâu dài vào lúc này bắt đầu xuất hiện Những hậu này là đất đai bị thoái hóa, nguồn nước bị ô nhiễm dòng nước thải nông nghiệp Một chu kỳ tiêu cực diễn sau: việc sử dụng phân hóa học dẫn đến thoái hóa chất lượng đất trồng, thoái hóa chất lượng đất trồng dẫn đến gia tăng việc sử dụng phân hóa học, gia tăng việc sử dụng phân hóa học dẫn đến gia tăng thoái hóa chất lượng đất trồng, và cứ Theo nghiên cứu, mẫu đất Việt Nam có đặc tính sau: • 50% thiếu Nitơ • 87% thiếu Photpho • 80% thiếu Kali • 72% thiếu Canxi • 48% thiếu Magiê Tổng hợp nhân tố sau dẫn đến thoái hóa đất đai: • Sự xuất hiện vụ mùa có sản lượng cao • Sự gia tăng sử dụng phân bón • Sự cân việc sử dụng phân bón • Sự gia tăng diện tích đất trồng • Sự chuyển đổi từ sử dụng phân hữu sang phân hóa học Sự nhiễm bệnh từ thuốc trừ sâu vai trò phân compost việc ngăn chặn loại bệnh xuất trồng Hiện tại, có 250 loại thuốc trừ sâu và 85 loại thuốc diệt cỏ sử dụng Việt Nam Theo Trung Tâm Năng Suất Việt Nam, tình trạng lệ thuộc ngày càng tăng vào phương cách xử lý không hữu là nguyên nhân chủ yếu ô nhiễm nông nghiệp nước Điều này dẫn đến việc chất lượng đất đai ngày càng xấu, đa dạng sinh học ít dần và lượng thuốc trừ sâu hiện diện thực phẩm lại tăng lên 37 Hệ thống thông tin môi trường Cặn thuốc trừ sâu tìm thấy khoảng 1/3 sản phẩm nông nghiệp và thức ăn phân tích Việc sử dụng nhiều hợp chất hóa học là nguyên nhân dẫn đến tác động có hại cho hệ sinh thái Số lượng cá, tôm, cua nước và ốc sên bị làm giảm nhanh chóng, điều làm giảm thiểu nguồn cung cấp Protein quan trọng cho người dân Việt Nam Bên cạnh vấn đề gây cho sức khỏe cộng đồng và môi trường, việc sử dụng nhiều phương cách xử lý hóa học gây thiệt hại to lớn đối với đất trồng và sản lượng mùa vụ Một số nghiên cứu chứng minh phân compost làm giảm bệnh cho trồng Điều này dẫn tới việc giảm lệ thuộc vào loại hóa chất nông nghiệp Chẳng hạn, nghiên cứu Hải Phòng cho thấy đất nông nghiệp bón phân hữu compost, chúng cải thiện sản lượng mùa màng, giảm loại bệnh xuất hiện trồng và cho phép người trồng trì hoạt động sản xuất nhiều hiệu Tính cần thiết Compost Từ bảng phân tích lợi nhuận Compost chúng ta nhận thấy tiềm thành phố Hồ Chí Minh lớn việc áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn hữu Với việc áp dụng công nghệ này, chúng ta vừa xử lý rác vừa có thu nhập từ việc bán phân, mặt khác giúp bà nông dân giảm lương phân bón hóa học, gây ô nhiễm nguồn nước thay cho việc chôn lấp rác hiện thành phố Ngoài Compost có ưu điểm sau: - Cải thiện cáu đất: Phân hữu vi sinh bón vào đất làm cho nơi có đất sét, đất bạc màu, đất quánh rã rồi gặp đất cát lại làm cho cát rời dính lại với nhau, từ tạo đất thông không khí dễ dàng; - Quân bình độ pH đất: phân hữu vi sinh chứa nito7, phospho, lân, phosphorous kali, magie, lưu huỳnh đặc biệt là chất hấp thụ vào đất - Duy trì độ ẩm ướt cho đất: Phân hữu vi sinh giữ lần trọng lượng phân là nước, chất hữu phân hòa tan vào đất trở thành miếng xốp hút nước rồi luân chuyển nước đất để nuôi Nếu đất thiếu chất hữu khó thẩm thấu nước từ đất bị đóng màng làm nước bị ứ đọng mặt khiến bị lụt lội, xói mòn đất; - Tạo môi trường tốt cho vi khuẩn có lợi cho đất sinh sống: Phân hữu có khả tạo chất bồi dưỡng tốt cho loại cấu sinh đất môi trường sống cho loại côn trùng và loại vi sinh chống lại tuyến trùng làm hư rễ tiêu diệt loại côn trùng phá hại đất đai gây cho bệnh tật; 38 Hệ thống thông tin môi trường - Trung hòa độc tố đất trồng: Những nghiên cứu quan trọng gần phát triển đất trồng có bón phân hữu vi sinh, hấp thụ ít chì, kim loại nặng và chất ô nhiễm đô thị - Dự trữ Nitơ: Phân hữu vi sinh là nhà kho nitơ, bị ràng buộc trình phân hủy, nitơ hòa tan nước không bị thấm hay oxy hóa vào không khí khoảng thời gian từ 3-6 tháng và phụ thuộc vào nhiều đống phân đổ có trì nào - Thông khí: Cây đạt 95% chất dinh dưỡng cần thiết từ không khí, ánh sáng và nước Đất trồng không chặt khict1, khỏe mạnh giúp cho khuếch tán không vào đất trồng trọt vào tro đổi chất dinh dưỡng và độ ẩm oxitcacbon thoáng chất hữu cơ, phân hủy khuếch ngoài đất trồng và hấp thụ vòm bên trên, tạo cách nhau, gần - Tân tiến trình tái sinh: Đất cung cấp cho ta thực phẩm, quần áo và nơi sinh sống chúng ta, khép kín chu trình cung cấp độ phì nhiêu, sức khỏe cộng đồng thông qua chế biến vật liệu Chương PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN Các phương pháp ủ phân Compost 4.1.1 Ủ yếm khí Công nghệ ủ rác yếm khí sử dụng rộng rãi Ấn Độ (chủ yếu quy mô nhỏ) Quá trình phân hủy chất hữu rác thải diễn nhờ hoạt động vi sinh vật kỵ khí So với ủ hiếu khí công nghệ này có số mặt hạn chế sau: Thời 39 Hệ thống thông tin môi trường gian lâu (4 ÷ 12 tháng), vi khuẩn gây bệnh tồn cùng trình phân hủy nhiệt độ phân hủy thấp, khí Metan, Sunfurhydro gây mùi hôi thối khó chịu… Tuy nhiên, là biện pháp có tính kinh tế (đầu tư thấp), kết hợp tốt với loại phân khác phân hầm cầu, phân gia súc, than bùn… cho ta phân hữu với hàm lượng dinh dưỡng cao Lượng khí sinh học (biogas) sinh trình ủ thu hồi dùng làm nhiên liệu 4.1.2 Ủ hiếu khí Công nghệ ủ hiếu khí dựa hoạt động vi khuẩn hiếu khí điều kiện cung cấp oxy đầy đủ Các vi sinh vật tham gia vào trình này thường có sẵn thành phần rác thô, chúng thực hiện trình oxy hóa chất hữu rác thành CO2 và nước Thường sau ngày ủ, nhiệt độ khối ủ tăng lên đến khoảng 45oC và sau – ngày đạt 70 – 75oC Nhiệt độ này đạt với điều kiện trì không khí và độ ẩm tối ưu cho vi sinh vật hoạt động Sự phân hủy hiếu khí diễn nhanh, sau – tuần rác phân hủy hoàn toàn Các vi khuẩn gây bệnh và côn trùng bị hủy diệt nhiệt độ tăng cao Bên cạnh mùi hôi khử nhờ trình ủ hiếu khí Độ ẩm phải trì tối ưu 50 – 60% Có kỹ thuật làm phân Compost hiếu khí sử dụng rộng rãi giới: Compost cách phơi khô đánh luống Compost luống với khí thổi Compost ống sắt bồn bê tông Compost bao với khí thổi  Phương pháp phơi khô đánh luống: Trong phương pháp làm phân Compost cách phơi khô đánh luống, kỹ thuật làm phân Compost phổ biến nhất, nguyên liệu làm phân Compost rải thành đống theo hàng dài song song ngoài trời Các luống này trở lật thường xuyên học Kỹ thuật này có tính đơn giản tất kỹ thuật xử lý phân Compost và đòi hỏi ít vốn, máy móc và nhân công Tuy nhiên, vẫn tồn đọng nhiều vấn đề liên quan đến phương cách phơi khô đánh luống phân Compost như: mùi hôi, yêu cầu diện tích đất rộng, nước rò rỉ không kiểm soát làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt, thời gian ủ lâu và nồng độ độ ẩm không kiểm soát thời tiết hay thay đổi Những bất lợi này có xu hướng làm phản tác dụng vốn chi phí thấp Kỹ thuật này không thích hợp đối với khu vực có mùa mưa kéo dài và lượng mưa lớn  Compost luống với khí thổi: 40 Hệ thống thông tin môi trường Kỹ thuật này cải tiến phương pháp làm phân Compost phơi khô đánh luống cách dùng áp lực đưa khí vào luống (thông qua áp lực khí âm dương) để tăng tốc trình phân hủy tự nhiên Trong phương pháp này cần ít diện tích đất là trình phơi đánh luống, vẫn phụ thuộc vào thay đổi thời tiết, mùi hôi và vấn đề khó chịu tiềm ẩn khác luống làm phân compost mở (không kín) Phương án thực hiện tất bước nhà để giải vấn đề mùi hôi và thời tiết thử nghiệm chi phí cho tòa nhà lớn phục vụ cho trình này đem lại hiệu kinh tế Vì trình xử lý thải lượng khí thải khó chịu nên thực hiện nhà cần phải có máy lọc sinh học đắt tiền Quy trình này không đề xuất cho vùng có khí hậu nhiệt đới, mưa nhiều và trung tâm đô thị lớn ít đất trống Mặc dù kỹ thuật này vẫn thực hiện tòa nhà Việt Nam chi phí cao đến mức không khả thi  Compost ống sắt: Phương pháp làm phân Compost kỹ thuật kín là cho nguyên liệu hữu vào bên thùng, xilô (hầm ủ) loại côngtenơ, cấu trúc khác và thổi khí và/hay đảo trộn nguyên liệu Phương cách chế biến phân Compost kỹ thuật kín thông thường sử dụng thùng thép lớn có dụng cụ quay Đây là quy trình theo hệ thống khép kín thiết kế để khắc phục thay đổi thời tiết, mùi hôi và vấn đề phiền toái khác Sau thời gian thùng quay, phân Compost phải chuyển đến luống phơi nhà và sau chuyển đến ống ủ phân Đây là quy trình đắt tiền, cần tòa nhà lớn, máy móc kềnh càng và chi phí vận hành cao Chi phí cao dành cho tòa nhà và dụng cụ thép lớn làm cho giải pháp này trở nên tốn đối với hầu hết đô thị Ngoài ra, chi phí cung cấp lượng cho công nghệ này cao gấp gần 10 lần so với kỹ thuật làm phân Compost Quy trình này không đề xuất chi phí đầu tư không tiết kiệm  Compost bao kín có thổi khí: Phương pháp này bao gồm việc đặt nguyên liệu làm phân Compost vào túi lớn có hàm lượng polythene thấp và đưa không khí vào nguyên liệu túi này để đẩy nhanh trình làm phân Compost tự nhiên Những túi này phải lớn, có sức chứa khối lượng lớn để bảo vệ rác điều kiện thời tiết và tránh tiếp xúc với không khí Điều này giúp ngăn chặn mùi hôi thoát và vấn đề côn trùng, sâu bọ mà không cần đến tòa nhà tốn nhiều chi phí 41 Hệ thống thông tin môi trường Hệ Thống Composting Lemna là cải tiến công nghệ này Quy trình xử lý này là độc quyền và cấp phát minh sáng chế Quy trình này sử dụng rộng rãi khắp nước Mỹ và nước khác Xét hiệu lượng, công nghệ này đứng hàng thứ hai sau kỹ thuật hong phơi đánh luống tự nhiên Tuy nhiên, hệ thống Composting Lemna cần 1/5 diện tích đất so với phương pháp hong khô Bên cạnh đó, quy trình chế biến làm phân compost Lemna thiết kế cho TP Hồ Chí Minh nâng cao chất lượng phân compost để sản xuất sản phẩm chất lượng cao sử dụng rộng rãi lĩnh vực nông nghiệp Việt Nam 4.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hệ thống làm phân Compost Lemna là công nghệ kỹ thuật kín cấp sáng chế độc quyền Công nghệ Lemna sử dụng bao ủ có hàm lượng polythene thấp để chứa và bảo vệ bùn có thổi khí nhằm mục đích đẩy nhanh trình composting tự nhiên để sản xuất phân bón hữu chất lượng cao Từ khâu xử lý nguyên liệu đầu vào giai đoạn sản xuất cuối cùng thành phẩm phân Compost hữu và sản phẩm phụ khác bán được, việc thiết kế quy trình và chất lượng thiết bị tiên tiến sử dụng Hệ Thống Composting Lemna đảm bảo kiểm soát đáng tin cậy quy trình xử lý 42 Hệ thống thông tin môi trường − − − − − − − − − Hệ Thống Composting Lemna có nhiều ưu điểm kỹ thuật composting khác Những ưu điểm này bao gồm: Các bao là ống chứa hiệu quả, chịu tác động mưa, gió Không có mùi hôi và ruồi muỗi Ngăn chặn bụi và nước rò rỉ Giảm nhu cầu diện tích đất Đẩy nhanh trình làm phân compost Quá trình vận hành đơn giản và chi phí bảo dưỡng thấp Không có nguy hiểm hỏa hoạn Các bao chứa rác tái sử dụng lại Hệ thống này dễ mở rộng thêm để tăng công suất tương lai Tất đặc điểm giúp Hệ Thống Composting Lemna có vốn đầu tư, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp so với hệ thống nào khác hiện có 4.2.1 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ LƯU TRỮ, BẢO QUẢN MẪU Đối với chất thải lỏng, bùn thuộc loại * hỗn hợp chúng: phải khấy, trộn (nếu có thể) trước lấy ít 03 mẫu đại diện ngẫu nhiên vị trí khác và sử dụng giá trị trung bình kết phân tích để so sánh với ngưỡng CTNH nhằm phân định có phải là CTNH hay không Việc lưu giữ mẫu bắt đầu mẫu lấy Mọi phương pháp lưu giữ ít nhiều tác động đến mẫu, và việc lựa chọn Kỹ thuật bảo quản phụ thuộc chủ yếu vào mục đích lấy mẫu Điều quan trọng là kỹ thuật lưu giữ và bảo quản mẫu ảnh hưởng đến chất lượng mẫu và kết phân tích Mẫu bùn và trầm tích dễ thay đổi hóa học, vật lý và sinh học vừa lấy Nếu cần hướng dẫn kiểu kỹ thuật lấy mẫu này xem ISO 5667-12 và TCVN 6663-13: 2000 (ISO 5667-13) Cần phải giảm thiểu bất cứ thay đổi nào thành phần mẫu xử lý bảo quản và lưu giữ mẫu cách làm chậm hoạt tính hóa học, sinh học và cách tránh nhiễm bẩn Kỹ thuật bảo quản đặc biệt thường cần cho đánh giá đại diện mẫu bùn và trầm tích, và cần nghiên cứu loạt khảo sát tính chất hóa, lý, sinh học lấy mẫu Không có phương pháp bảo quản chung cho thành phần mẫu Tùy thuộc vào mục tiêu chương trình lấy mẫu và chất phương pháp phân tích mà chọn cách xử lý và Kỹ thuật bảo quản mẫu Kiểm tra hóa học Trong loại khảo sát này, chất và lượng chất bị hấp thụ hấp phụ bùn và trầm tích xác định Sự phân chia hóa học pha rắn và pha lỏng chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, cỡ hạt, lượng chất hữu cơ, pH, oxy hóa khử 43 Hệ thống thông tin môi trường độ muối Nghiên cứu phân chia này là mục tiêu lấy mẫu và cần phải tính đến yêu cầu bảo quản mẫu phương pháp phân tích dùng (xem Bảng 1) Hướng dẫn đưa tiêu chuẩn này phù hợp để xác định thành phần tổng pha riêng rẽ bùn và trầm tích trừ có định khác Bảo quản mẫu cách đông lạnh nhanh gây di chuyển chất ô nhiễm phá vỡ tế bào, mẫu không ổn định cho phép tiếp tục trình biến đổi chất ô nhiễm tác động vi sinh vật Ngoài phân hủy sinh học chất hữu cơ, bay là chế chủ yếu làm chất bay xử lý mẫu Những mẫu thiếu oxy yêu cầu Kỹ thuật bảo quản thích hợp ngăn chặn oxy trình xử lý mẫu Nếu làm lạnh mẫu bùn lỏng sau lấy mẫu, là nước có nhiệt độ không khí cao, bảo quản mẫu để phân tích sunphua cần tăng pH lớn 10,5 Sau lấy mẫu, cần phân tích càng nhanh càng tốt Làm khô, đông lạnh và làm khô - đông lạnh mẫu thiếu oxy làm thay đổi vị trí liên kết, kim loại nặng, mà việc nghiên cứu chi tiết dạng liên kết là việc làm Kiểm tra lý học Kiểu kiểm tra này cần xác định cấu trúc, hình thái bề mặt, kết cấu và tạo lớp trầm tích Cấu trúc trầm tích bị thay đổi rút nước nhanh Kỹ thuật xử lý và bảo quản ảnh hưởng nhiều đến nguyên vẹn trầm tích Nói chung, cần giảm đến tối thiểu xáo trộn lấy mẫu Khi cần giữ mẫu nguyên vẹn, cần tránh rung và khuấy trộn vận chuyển Đông lạnh nhanh bùn và trầm tích là thích hợp Kiểm tra sinh học Nghiên cứu sinh học gồm kiểm tra độc học, sinh thái học và độc học sinh thái Các yếu tố giống kể đến liên quan đến nghiên cứu hóa học làm thay đổi đặc tính sinh học và độc tính chất Các hóa chất bị phân hủy sinh học, bay hơi, oxy hóa quang phân lưu giữ Do cần chú ý tới trình này và điều kiện lưu giữ cần làm để tránh thay đổi Việc đánh giá ô nhiễm bùn thử sinh học phòng thí nghiệm đòi hỏi kỹ thuật lưu giữ khác với nghiên cứu sinh thái học và vi sinh học Nghiên cứu sinh thái học nói chung gồm việc phân loại giống và loài thực vật, động vật có bùn trầm tích Mặt khác, cần phải xác định hoạt tính vi sinh vật mà cố định chúng Hoạt tính vi sinh làm biến đổi nhanh lượng nitrat- nitrit- amoniac, làm giảm nhu cầu oxy sinh hóa khử sunphat thành sunphua Để giảm thiểu bất cứ thay đổi nào hoạt tính vi sinh vật, mẫu phải giữ càng lạnh càng tốt, không đông lạnh phân tích Đối với kiểm tra vi khuẩn, phải dùng bình chứa thủy tinh tiệt trùng Bình chứa mẫu phải tiệt trùng 1750 C 1h và nhiệt độ này đảm bảo không sinh giải phóng hóa 44 Hệ thống thông tin môi trường chất ảnh hưởng tới hoạt tính sinh học Có thể dùng bình chứa nhựa bán thị trường, phải kiểm định là chất gây cản trở đến phân tích Thường cần lấy mẫu tay và phương pháp sử dụng phụ thuộc mục tiêu nghiên cứu Chú ý Chú ý an toàn Cần hết sức chú ý an toàn lấy mẫu bùn và trầm tích độc hại tiềm ẩn Khi tiếp xúc với nguồn bệnh ô nhiễm cần dùng máy thở, kính an toàn và găng tay bảo vệ Sự phân hủy sơ cấp bùn thường sinh khí metan dễ gây nguy cháy và nổ, cần tránh tia lửa Bình chứa cần bọc băng dính chịu nước để giảm thiểu mảnh vẽ bình xảy nổ Khi lấy mẫu, vận chuyển và sử dụng mẫu bùn cần tránh tạo áp suất khí bình chứa Cần thường xuyên xả khí vận chuyển và lưu giữ mẫu mẫu lưu giữ thời gian dài Các chú ý khác Các chú ý chuẩn bị, nạp mẫu và sử dụng bình chứa (container) thích hợp, xem TCVN 5993: 1995 (ISO 5667-3) Bình chứa mẫu cần làm vật liệu thích hợp để bảo toàn đặc tính tự nhiên mẫu và phân bố dự đoán chất gây nhiễm bẩn Cần chú ý làm bình chứa/tẩy rửa chất gây ô nhiễm thải bỏ Nhãn bình chứa mẫu phải chịu ngâm nước, sấy khô và đông lạnh để không bị khó đọc Nhãn phải không thấm nước để sử dụng hiện trường Xử lý mẫu Việc xử lý mẫu là đặc trng cho loại xác định Các thao tác lấy mẫu thường tay để đảm bảo thu mẫu vật thích hợp cho thử độc tính và thử phòng thí nghiệm Làm đồng trộn, lắc, rây, pha loãng đối với việc xác định ảnh hưởng nồng độ và thêm chất bảo quản gây phức tạp cho việc giải thích so sánh mẫu hiện trường Do đó, thông tin xử lý, lưu giữ mẫu cần nêu rõ báo cáo lấy mẫu Nói chung, mẫu cần nạp đầy bình chứa, không để khoảng trống bình chứa mẫu Tuy nhiên, cần lưu ý phương pháp phân tích cuối cùng xác định ảnh hưởng đến khoảng trống bình chứa Nếu mẫu cần đông lạnh cần có đủ khoảng trống để mẫu nở Cần lấy đủ thể tích mẫu để: - Chia thành mẫu nhỏ để bảo quản cho loại phân tích kiểm tra và 45 Hệ thống thông tin môi trường - Phân tích lặp kiểm tra sai số kiểm soát chất lượng định kỳ phân tích đúp (xem Điều 4); - Nghiên cứu hợp chất phụ thuộc thời gian, ví dụ mẫu bùn trạm xử lý (bảo quản thích hợp) giữ lại để tạo hợp chất dùng phân tích hàng tháng Bảo quản mẫu Hầu hết thay đổi cáp tính thường xảy vài giờ đầu sau lấy mẫu nên cần tiến hành bước bảo quản mẫu sau lấy mẫu Không có khuyến nghị nào dành cho cách bảo quản và kỹ thuật lưu giữ mẫu Kỹ thuật tốt cho phân tích này lại không tốt cho phân tích khác Để khắc phục điều này, cần lấy thể tích mẫu đủ để bảo quản và lưu giữ cho nghiên cứu cụ thể Làm lạnh từ 20C đến 50C là phương pháp bảo quản Nên làm đông lạnh thêm hóa chất xác định thành phần hữu Mẫu dùng để phân tích hạt kiểm tra sinh học phải làm lạnh từ 0Cđến 50C, không bao giờ làm đóng băng làm khô Mọi biện pháp bảo quản nên thực hiện hiện trường trước vận chuyển mẫu Nếu phương pháp bảo quản cuối cùng thực hiện chỗ, mẫu cần vận chuyển đặt bình lạnh nạp nước đá để giữ nguyên vật liệu lấy Để tránh mẫu bay hơi, mẫu cần lấy đầy tràn bình chứa trước đậy nắp gắn niêm phong Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mẫu từ lấy, xử lý và phân tích cuối cùng Cần làm lạnh bình nạp nước đá Mẫu cần đông lạnh đơn giản đặt vào bình làm lạnh cùng với nước đá khô Mọi thay đổi cần ghi hồ sơ lấy mẫu Lưu giữ mẫu Thời gian từ lấy mẫu đến phân tích càng ngắn càng tốt Bảo quản và lưu giữ mẫu là hai mặt liên quan xử lý mẫu Mẫu phải vận chuyển và lưu giữ 0C đến 50C để tránh chất dễ bay và giảm thiểu thay đổi sinh học Nên dùng bình thủy tinh và chú ý phòng tránh sinh khí mẫu Nếu cho là chất hữu lượng vết không bị bay đáng kể pha khí nên mở bình lưu giữ để giảm bớt áp suất lưu giữ Những mẫu lên men (hầu hết mẫu bùn sinh học), không đựng bình thủy tinh không làm chậm hoạt tính sinh học chúng để tránh nguy nổ sinh khí Lưu giữ mẫu tối ngăn cản phát triển tảo và kích thích hoạt tính sinh học khác Thời gian lưu giữ mẫu để phân tích hóa học cần tuân theo Bảng Thí dụ, với kim loại (trừ Crôm) mẫu không phân tích vòng tháng cần đông lạnh mẫu làm khô đông lạnh, giữ tháng Những nghiên cứu độc học sinh thái mẫu cần thử vòng tuần kể từ lấy Thử vi khuẩn cẩn tiến 46 Hệ thống thông tin môi trường hành vòng 6h, thử hoạt tính vi sinh cần phải làm Khi cần xác định vết hữu cơ, mẫu phải phân tích nhận Nếu nghi ngờ có bay đáng kể pha khí cần phân tích mẫu sau lấy Lưu giữ mẫu cần đảm bảo điều kiện ưa khí kỵ khí, định cuối cùng việc loại oxy thực hiện biết khả oxy hóa liên quan nào với trạng thái ưa khí Ghi chép mẫu đảm bảo chất lượng Hướng dẫn chung phân định và thu nhận mẫu phòng thí nghiệm xem TCVN 5993: 1995 (ISO 5667-3) Bộ tài liệu thu thập và phân tích mẫu môi trường yêu cầu thông tin cần thiết để phát hiện mẫu từ ngoài hiện trường đến kết phân tích cuối cùng Ở giai đoạn, sai số hệ thống ngẫu nhiên xảy Do cần lấy thêm số mẫu để phòng vấn đề phát sinh vận chuyển và lưu giữ Đảm bảo chất lượng là hệ thống phức hợp hoạt động quản lý Cần đảm bảo tin cậy vào kết ISO/TR 13530 và TCVN 6663-14: 2000 (ISO 5667-14) trình bày chi tiết quy trình cần tuân theo Mọi người cần làm quen với quy trình này trước lấy mẫu Thông tin chính xác báo cáo lấy mẫu và nhãn bình chứa mẫu tùy thuộc vào mục đích chương trình đo cụ thể Trong trường hợp, đảm bảo nhãn bình chứa mẫu phải bền (xem 3.5.2) và cần chứa ít thông tin sau: - Ngày, tháng, thời gian và địa điểm lấy mẫu; - Số mẫu; - Mô tả và phân bố mẫu - Tên người lấy mẫu; - Kiểu bảo quản dùng; - Kiểu lưu giữ mẫu dùng yêu cầu và - Bất cứ thông tin tính nguyên vẹn và xử lý mẫu 4.2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỤ THÊ Phương pháp thu thập liệu Thu thập liệu từ sở tài nguyên môi trường TpHCM, nhà máy Bình Hưng Do giới hạn thời gian và phạm vi tìm hiểu, phần nội dung đề tài thực hiện cách thu thập số liệu tài liệu nghiên cứu có liên quan đến việc nghiên cứu và kết phân tích từ mẫu rác thành phố, công thức và mô hình dựa tài liệu công bố rộng rãi 47 Hệ thống thông tin môi trường Phương pháp phân tích, đánh giá Dựa vào liệu thu thập được, cùng với tài liệu đọc sách, internet … chúng ta phân tích, đánh giá công tác thu gom, vận chuyển và xử lý rác hiện thành phố Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm công nghệ xử lý rác Phân tích chi phí, lợi ích công tác xử lý rác sinh hoạt phương pháp chế biến phân Compost Phương pháp tổng hợp Khi có số liệu thu thập được, dựa phương pháp phân tích, đánh giá … và kết hợp với kiến thức chuyên ngành mình, nhóm tổng hợp và đưa nhận xét, đánh giá khách quan, đề xuất quy trình chế biến phân Compost phù hợp Phương pháp hóa ly Phân tích tiêu TS, VSS, pH, độ ẩm, độ kiềm, Nitơ, Phospho… mẫu bùn trước và sau thí nghiệm Độ ẩm - Sấy đĩa inox tủ sấy giờ; Hút ẩm giờ; Cân khối lượng (m0) đĩa; Cho mẫu bùn lấy từ mô hình vào đĩa (đã sấy và cân), cân khối lượng đĩa và mẫu trước sấy (m1); - Sấy mẫu khoảng 18 – 24 giờ tủ sấy nhiệt độ 105oC, lặp lại trình sấy và cân khí giá trị khối lượng lần cân không lệch 5%; - Hút ẩm giờ; - Cân khối lượng (m2) đĩa và mẫu sau hút ẩm Công thức tính độ ẩm M (%) = (m1 – m2) *100% / (m1 – mo) Công thức tính lượng chất khô sau: DM = 100 – M pH - Cân khối lượng mẫu vào berker; - Trộn nước cất, dung dịch KCl vào mẫu cân theo tỉ lệ mẫu: nước: dd KCl = : : 5, khuấy phút; - Đo pH phần hỗn hợp mẫu, nước, dung dịch KCl máy đo pH sau để lắng 60 phút; - Đọc và ghi lại kết từ màn hình máy Độ kiềm - Ta lấy mẫu sau ly tâm đem lọc và chuẩn độ kiểm; - Lấy 25 ml mẫu vào erlen, thêm 1-2 giọt thị hỗn hợp, lúc này mẫu có màu xanh Định phân mẫu dung dịch H2SO4 0,02N dung dịch có màu đỏ xám Ghi thể 48 Hệ thống thông tin môi trường tích V ml dung để tính độ kiềm tổng cộng (do mẫu chỉnh khoảng pH 6,5-8 nên có độ kiềm tổng cộng) Công thức tính độ kiềm tổng cộng Chất hữu chất tro - Rửa cốc nung, sấy khô 105oC giờ; - Hút ẩm giờ bình hút ẩm; - Cân khối lượng (mo) cốc; - Cân khối lượng mẫu phân tích độ ẩm (m1) vào cốc chuẩn bị; Nung 550oC 15 phút; Hút ẩm giờ bình hút ẩm; Cân khối lượng (m2); Lặp lại trình nung 550oC 30 phút, làm nguội bình hút ẩm và cân khối lượng sau nung không giảm (m3) Công thức tính chất hữu OM% = (m2 – m3)*100% / (m1 – m0) Theo đó, lượng chất tro (tính theo %) xác định theo công thức: A% = 100 – OM Phương pháp sinh học hiếu khí Xử lý bùn theo phương pháp sinh học hiếu khí sản xuất phân compost (áp dụng phương pháp compost lamne trình bày trên) Chương KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU Ngày bắt đầu thực hiện : 27/11/2012 Ngày hoàn thành dự kiến : 10/06/2013 Ngày bảo vệ thực tập tốt nghiệp : 27/02/2013 49 Hệ thống thông tin môi trường Nội dung Tháng 11 12 Tuần 4 4 4 4 Thu thập thông tin bùn sinh hoạt và lý thuyết trình Lấy mẫu và phân tích xác định thành phần Lập mô hình thí nghiệm Vận hành mô hình thí nghiệm Tổng hợp số liệu, viết báo cáo Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Áp dụng phương pháp phân hủy sinh học làm compost với công nghệ compost lamne Xử lý lượng bùn tồn đọng Bình Hưng và sử dụng cho lượng bùn hiện phát sinh nhà máy Compost này đem bán thị trường với giá hợp lý góp phần vào chi phí xử lý bùn nhà máy 50 Hệ thống thông tin môi trường Tài liệu tham khảo Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, TS.Trần Thị Mỹ Diệu http://www.donre.hochiminhcity.gov.vn http://www.shinyvietnam.com 51 ... – 14 Phân động vật Phân bò 1,7 Phân gia cầm 6,3 Phân cừu 3,8 Phân heo 3,8 Phân ngựa 2,3 10 Bùn cống thải khô 4–7 11 Bùn cống phân hủy 2,4 12 Bùn hoạt tính 13 Cỏ cắt xén 3–6 14 Chất thải. .. hoạt động vi sinh vật trình chế biến phân hữu Vì nước cần thiết cho trình hoà tan dinh dưỡng vào nguyên sinh chất tế bào Độ ẩm tối ưu cho trình ủ phân CTR nằm khoảng 50-60% Các vi sinh vật... Diệu, 2005 Bùn thải sinh học là bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp sinh học Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ kinh tế - xã hội, bùn thải sinh học trở thành