Nghiên cứu xử lý nước rác bằng kỹ thuật oxy hóa nâng cao kết hợp ozon và UV

Trong các phương thức xử lý rác thải sinh hoạt, chôn lấp là phương thưc đơn giản, rẻ tiền hơn cả, vì thế ngay ở các nước phát triển như Mỹ, Anh, Nhật… chôn lấp rác cũng vẫn còn là một ph

- -

HOÀNG THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC RÁC BẰNG KỸ THUẬT ÔXY HÓA NÂNG CAO KẾT HỢP OZON VÀ UV

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS ĐẶNG XUÂN HIỂN

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu xử lý nước rác bằng kỹ thuật oxy hóa nâng cao kết hợp Ozon và UV” là do tôi thực hiện với

sự hướng dẫn của PGS.TS Đặng Xuân Hiển Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào Các số liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tôi điều tra, trích dẫn, tính toán và đánh giá

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày

trong Luận văn này

Hà Nội, ngày 10 tháng 9 năm 2012

HỌC VIÊN

Hoàng Thị Hiền

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

hơi

phân hủy sinh học

oxidation processes

Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan chung về nước rác 3

1.1.1 Ô nhiễm nước rỉ rác và sự cần thiết phải xử lý 3

1.1.2 Đặc trưng nước rỉ rác 9

1.2 Hiện trạng một số bãi chôn lấp 20

1.2.1 Hiện trạng một số bãi chôn lấp ở Việt Nam 20

1.2.2 Hiện trạng một số bãi chôn lấp ở nước ngoài 23

1.3 Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng 26

1.3.1.Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng ở Việt nam 26

1.3.2 Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng ở trên Thế giới 30

1.4 Sự hình thành nước rác 34

1.4.1 Thành phần và tính chất nước rác 36

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rò rỉ 40

CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA NÂNG CAO KẾT HỢP O3/UV ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC RÁC 44

2.1 Vài nét về các phương pháp xử lý nước thải 44

2.2 Cơ sở lý thuyết của Ozone 49

2.2.1.Cấu tạo và tính chất của ozon 50

2.2.2 Sản xuất ozon 51

2.2.3 Cơ chế oxy hóa của ozon 52

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ozon hoá 54

2.3 Cơ sở lý thuyết của bức xạ tử ngoại UV 59

2.3.1 Vấn đề chung về ánh sáng tử ngoại 59

2.3.2 Nguồn UV nhân tạo 59

2.3.3 Ôxy hoá, Khử trùng bằng tia cực tím (UV) - Phương pháp AOP 60

2.3.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đế quá trình xử lý nước thải bằng bức xạ tử ngoại UV 67

2.4 Tổ hợp ozon/UV 67

CHƯƠNG 3 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 71

3.1 Mục đích và đối tượng nghiên cứu 71

3.1.1 Mục đích nghiên cứu 71

3.1.2 Đối tượng nghiên cứu 71

3.2 Hóa chất thiết bị 71

3.3 Phương pháp nghiên cứu 73

3.3.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 73

3.3.2 Phương pháp phân tích mẫu 73

3.4 Các bước tiến hành thí nghiệm 76

3.5 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 78

CHƯƠNG 4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 79

4.1 Tiền xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ với PAC 79

4.1.1 Ảnh hưởng của pH nước rỉ rác đến hiệu xuất xử lý 80

4.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu xuất xử lý 82

4.2 Nghiên cứu quá trình oxy hoá trực tiếp bằng ozon 83

4.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý nước thải sau keo tụ bằng O 3 83

4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý bằng ozon đối với nước thải sau keo tụ 86

4.3 Nghiên cứu quá trình oxy hoá trực tiếp bằng ozon/UV 89

4.3.1 Xác định giải pH tối ưu đến quá trình xử lý đối với nước thải sau keo tụ 89

4.3.2 Xác định thời gian phản ứng tối ưu cho quá trình xử lý nước rỉ rác với hệ O 3 /UV 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

1 KẾT LUẬN 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

PHỤ LỤC 100

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.Tổng hợp kết quả thành phần rác Thành phố Hồ Chí Minh 2003 (thể hiện

đặc trưng theo không gian) 4

Bảng 1.2 Đặc trưng nước rỉ từ bãi rác 9

Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác thu đc từ ba độ sâu khác nhau kể từ lớp phủ bề mặt tại giếng khoan thử nghiệm 10

Bảng 1.4 Đặc trưng của nước rỉ từ bãi rác Đông Thạnh (1996) 11

Bảng 1.5 Hàm lượng kim loại nặng trong rác thải tại bãi chôn lấp Cầu Cương, Thành phố Hải Dương 12

Bảng 1.6 Đặc trưng của nước rỉ từ bãi rác Đông Thạnh (2001) 14

Bảng 1.7 Thành phần nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát ở các mùakhác nhau 16

Bảng 1.8 Thành phần nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát và Phước Hiệp 17

Bảng 1.9 Đặc trưng nước rỉ rác già 18

Bảng 1.10 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lí của hệ thống SBR cho 23

Bảng 1.11 Chất lượng nước rỉ rác xử lí sinh học bằng SBRcho bãi chôn lấp trecatti, Anh 24

Bảng 1.12 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lí sinh học nitơ của 25

Bảng 1.13 Tính chất nước rỉ rác và hiệu quả của các quá trình xử lý chất hữu cơ 26

Bảng 1.14 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác của 38

Bảng 2.1 Thế oxy hóa của một số chất 45

Bảng 2.2 Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng 48

Bảng 2.3 Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng 48

Bảng 2.4 Đặc tính hóa lý của O3 phân tử 51

Bảng 2.5 Hằng số tốc độ phản ứng của HCO3,CO32 với gốc OH0 56

Bảng 2.6 Hằng số tỷ lệ phản ứng của các DOC với gốc OH0 57

Bảng 4.1 Thành phần ban đầu của nước rác 79

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ 80

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu suất xử lý COD và mầu 82

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp thụ O3 của nước rác 85

Bảng 4.6 Kết quả quá trình xử lý O3/UV 93

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp 25

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại Bãi chôn lấp 28

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại Bãi rác Gò Cát – Bình Tân – Thành phố Hồ Chí Minh 30

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại Bãi chôn lấp Koumyoji – thành phố Ichinomiya – Nhật Bản 31

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại URM – Nova Scotia – Canada 32

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA) 33

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 (USEPA) 34

Hình 1.8 Các thành phần trong cân bằng nước trong ô chôn lấp 36

Hình 1.9 Sơ đồ cân bằng nước 36

Hình 2.1 Mô hình cấu tạo của ozon 50

Hình 2.2 Sơ đồ ống phóng điện sản xuất ozon 52

Hình 2.3 Hai đường đi phản ứng oxi hoá của ozon trong dung dịch nước 53

Hình 2.4 Minh họa bước sóng của tia UV 61

Hình 3.1 Sơ đồ thí nghiệm oxi hóa bằng O3/UV 78

Hình 4.1 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD và màu trong quá trình keo tụ 81

Hình 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ keo tụ đến hiệu suất keo tụ 82

Hinh 4.3 Ảnh hưởng của pH nước rác đến COD sau quá trình O3 84

Hinh 4.4 Ảnh hưởng của pH nước rác đến mầu sau quá trình O3 85

Hình 4.5 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình xử lý COD bằng O3 87

Hình 4.6 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình xử lý mầu bằng O3 88

Hình 4.7 Ảnh hưởng của pH tới xử lý COD sau quá trình O3/UV 90

Hình 4.8 Ảnh hưởng của pH tới xử lý mầu sau quá trình O3/UV 90

Hình 4.9 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến COD sau quá trình O3/UV 92

Hình 4.10 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến mầu sau quá trình O3/UV 93

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp (gọi là nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng dưới của bãi chôn lấp có khả năng làm nhiễm bẩn nguồn nước ngầm và nước mặt nếu không được thu gom và xử lý triệt để

Do thành phần rất phức tạp và khả năng gây ô nhiễm cao, nước rỉ rác từ bãi rác đòi hỏi một dây chuyền công nghệ xử lý kết hợp, bao gồm nhiều khâu xử lý như

xử lý sơ bộ, xử lý bậc hai, xử lý bậc ba để đạt tiêu chuẩn thải Thành phần và lưu lượng nước rỉ rác biến động theo mùa và theo thời gian chôn lấp nên dây chuyền xử

lý nước rác cũng sẽ thay đổi theo thời gian Việc tìm ra các giải pháp xử lý nước rỉ rác cho các bãi chôn lấp, thỏa mãn các điều kiện kinh tế, kỹ thuật và điều kiện khí hậu tại nước ta là một bài toán đang được đặt ra trong thời gian gần đây

Trong những năm vừa qua việc xử lý và quản lý rác thải ở các khu đô thị còn nhiều hạn chế Một trong những nguyên nhân chính là việc đầu tư cho hệ thống quản lý cũng như xử lý rác thải còn hạn chế Rác thải chủ yếu được xử lý bằng phương pháp chôn lấp Đây cũng chính là nguồn sinh ra một loại nước thải có thành phần rất phức tạp và nguy hiểm cho môi trường cũng như con người được gọi là nước rác

Do không được phân loại đầu nguồn nên nước rác sinh ra từ các bãi tập trung

có thành phần rất phức tạp và khó xử lý Trên thực tế đã có nhiều nghiên cứu nhằm từng bước hoàn thiện công nghệ xử lý nước rác Chính vì vậy việc xử lý nước rác là hết sức quan trọng, nhằm giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường và sức khỏe

con người Vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước rác bằng kỹ thuật ôxy hóa nâng cao kết hợp Ozon và UV” Hy vọng nếu thành công kết quả

sẽ mang lại triển vọng cho quá trình xử lý nước rác, nhằm góp phần vào sự phát triển của đất nước và làm môi trường ngày càng trong lành hơn

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu ảnh hưởng của Ozon đến quá trình xử lý nước rác

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xử lý nước rỉ rác bằng kỹ thuật

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

Nước rác ở bãi rác Nam Sơn – Sóc Sơn - Hà Nội

Phạm vị nghiên cứu: Nghiên cứu trong phạm vi phòng thí nghiệm

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Đề tài nghiên cứu là cơ sở đưa ra đề xuất mới cho việc

lựa chọn phương pháp xử lý hiệu quả đối với nước rỉ rác chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong thành phần của nước thải

- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Từ kết quả nghiên cứu có thể đề xuất được các

quy trình và phương pháp thích hợp để xử lý triệt để nước rỉ rác trước khi thải ra môi trường

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan chung về nước rác

1.1.1 Ô nhiễm nước rỉ rác và sự cần thiết phải xử lý

1.1.1.1 Khối lượng rác thải ở các đô thị lớn

Cùng với việc dân số ở các thành phố tăng nhanh và mức sống của người dân ngày càng được nâng cao, khối lượng chất thải rắn tại các đô thị Việt Nam cũng tăng lên nhanh chóng Ở Hà Nội, lượng rác thu được bình quân (2004) đã lên tới ~

1700 – 1800 tấn/ngày (tương đương ~ 90% tổng số rác phát sinh hàng ngày), với tăng mức trưởng 7,5% hàng năm Còn ở Thành phố Hồ Chí Minh con số này đã lên tới ~ 5000 tấn/ngày

Theo dự báo của sở giao thông công chánh Thành phố Hồ Chí Minh (2000), khối lượng rác bình quân tăng trưởng với tỷ lệ 8% hàng năm và đến năm 2010 sẽ đạt con số ~ 7300 tấn/ ngày (chưa kể rác xây dựng)

1.1.1.2 Thành phần rác thải

Cho đến nay ở các đô thị Việt Nam nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, chất thải rắn sinh hoạt và sản xuất chưa được phân loại, thu gom và xử lý riêng biệt

Kết quả phân tích tổng hợp các đặc trưng kỹ thuật rác tại Thành phố Hồ Chí Minh theo không gian, thời gian, nguồn phát thải thực hiện năm 2003, được trình bày ở bảng 1.1, cho thấy thành phần hữu cơ rất cao (> 70%) Thành phần chất dẻo đứng hàng thứ hai, giấy đứng hàng thứ ba và thứ tư là xà bần, tro…

Chất dẻo trong rác thương mại có tỷ lệ lớn nhất, trong đó bao nylon chiếm phần lớn Giấy và tạp chí chiếm tỷ trọng lớn thứ hai trong rác thương mại, trong đó chủ yếu là giấy loại, kể đến là khăn giấy vệ sinh và bìa carton

Độ ẩm của rác cao (> 40%) và nhiệt trị thu gom thấp (< 8MJ/kg, nhiệt trị quy ước là khả thi đối với giải pháp thiêu đốt rác) Tỷ lệ các chất cháy được, với nhiệt trị thu gom tương đối cao (11 – 14 MJ/kg), chỉ ở mức 20 – 23%

Tỷ lệ các chất có thể tái chế thành phân bón rất cao, trên 60% giá trị ghi nhận

đc từ 68% - 98% tại 50% số mẫu phân tích Tỷ trọng các chất có thể tái chế cũng

khá cao, chiếm khoảng 20%, con số này chưa kể lượng các chất có thể tái chế được loại khỏi rác trước đó

Kích thước hạt của rác phần lớn nhỏ hơn 200 mm, trong đó hầu hết các chất thải nguy hại tiềm tàng, kim loại và 30% lượng hữu cơ có kích thước nhỏ hơn 100

mm (TM Chí et al, 2003)

1.1.1.3 Phương thức thu gom và xử lý

Tại Việt Nam cho đến nay tất cả các nguồn chất thải rắn đô thị đều được thu gom chưa qua phân loại và chôn lấp tại những địa điểm thường nằm rất gần các khu dân cư hoặc khu vực canh tác của nông dân Các bãi rác Sóc Sơn, Kiêu Kỵ,…ở Hà Nội, bãi rác Đông Thạnh, Gò Cát, hoặc bãi rác Phước Hiệp (Tam Tân) ở Thành phố

Hồ Chí Minh, bãi rác Tân Phong (Trảng Dài) ở Biên Hòa… đều là những ví dụ điển hình cho nhận xét trên

Trong các phương thức xử lý rác thải sinh hoạt, chôn lấp là phương thưc đơn giản, rẻ tiền hơn cả, vì thế ngay ở các nước phát triển như Mỹ, Anh, Nhật… chôn lấp rác cũng vẫn còn là một phương thức xử lý rác tương đối phổ biến, lượng rác được chôn lấp chiếm tới hơn 60% tổng số rác thu gom được (EPA, 1999, Watson-Craik, 2002) Ưu diểm của phương thức chôn lấp rác là suất đầu tư thấp Mặt trái của các bãi chôn lấp rác là chúng gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng như mùi hôi thối trên diện rộng, ô nhiễm nước mặt và nước ngầm, ô nhiễm đất, ảnh hưởng xấu đến cảnh quan môi trường, đôi khi có thể dẫn đến dịch bệnh, nếu sự các

ly vệ sinh thiếu đảm bảo

Các dự án xây dựng bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh, sử dụng vật liệu chống thấm đạt tiêu chuẩn, có hệ thống thu gom và xử lý nước rò rỉ, thu gom và đốt khí biogas… ở khu vực phía Nam nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, cho đến tháng 10/2001, mới chỉ ở giai đoạn xây dựng dự án hoặc thiết kế, sau khi đi vào hoạt động thực sự (2013), vẫn cho thấy nhiều vấn đề kỹ thuật, kể cả thu gom và đặc biệt là xử lý nước rỉ rác chưa được giải quyết tốt

Bảng 1.1.Tổng hợp kết quả thành phần rác Thành phố Hồ Chí Minh

2003 (thể hiện đặc trưng theo không gian)

TT Thành phần Nội thành Quận mới Ngoại thành Bãi rác Điểm tập kết rác

1 Giấy 8,35 ± 2,04 5,04 ± 2,55 10,63 ± 8,43 1,91 ± 0,46 5,62 ± 1,06

Giấy loại trừ báo và tạp chí 3,82 ± 1.43 93,10 1,98 ± 1,61 100,00 3,08 ± 13,86 66,67 0,25 ± 0,16 71,88 1,54 ± 0,72 89,66 Báo 0,52 ± 0,33 44,83 0,5 ± 0,75 62,50 0,48 ± 2,15 66,67 0,26 ± 0,08 87,50 0,62 ± 0,18 68,97 Tạp chí và các loại có in ấn

khác 0,15 ± 0,3 13,79 0,12 33,33 0,03 ± 0,1 15,63 0,52 ± 0,21 13,79 Giấy bìa ko có lớp gợn sóng 0,74 ± 0,57 43,10 0,34 ± 0,52 50,00 0,51 33,33 0,12 ± 0,19 34,38 0,69 ± 0,19 65,52 Giấy bìa có lớp dợn sóng 1,17 ± 0,92 43,10 0,06 12,50 0,2 ± 0.18 46,88 2,07 ± 3,45 17,24 Giấy bìa dùng để đựng chất

lỏng hoặc có nhiều lớp 0,23 ± 0,16 43,10 0,13 ± 0,18 50,00 0,07 33,33 0,3 ± 0,14 84,38 0,45 ± 0,27 68,97 Khăn giấy và giấy vệ sinh 1,93 ± 0,7 70,69 2,04 ± 1,19 87,50 6,37 ± 6,51 100,00 0,75 ± 0,34 87,50 2,79 ± 0,91 93,10

2 Chất dẻo 15,16 ± 1,97 13.56 ± 3,92 15,23 ± 7,23 14,91 ±1,7 14,1 ± 1,78

PET 0,67 ± 0,23 81,03 0,4 ± 0,41 87,50 0,73 ± 2,9 66,67 0,03 ± 0,02 46,88 0,56 ± 0,24 62,07 HDPE 0,07 ± 0,17 17,24 0,06 ± 0,55 25,00 0,00 0,21 ± 0,06 17,24

PVC 0,34 ± 0,44 32,76 0.04± 0,1 37,50 0,09 33,33 0,00 0,23 ± 0,08 48,28 Nylon 12,68 ± 1,66 100,00 12,66 ± 3,53 100,00 13,94 ± 7,52 100,00

13,01 ± 1,64 100,00

12,31 ± 1,55 100,00 Hộp xốp 1,31 ± 0,33 98,28 0,38 ± 0,27 100,00 0,31 ± 0,44 100,00 0,75 ± 0,26 93,75 0,92 ± 0,36 100,00

Đa thành phần 0,26 ± 0,31 25,8 0.02 ± 0,21 25,00 0,15 33,33 1,02 ± 0,71 90,63 0,69 ± 0,57 51,72

3 Hữu cơ 72,53 ± 4,26 79,25 ± 6,18 71,66 ± 7,92

81,18 ± 2,38

78,66 ± 2,43

69,74 ± 3,67 100,00

Phế thải từ các nông sản 0,04 ± 1,27 3,45 0,00 0,00 Vải và các sản phẩm dệt, may 2,17 ± 0,68 93,10 1,52 ± 0,71 100,00 4,29 ± 5,49 100,00 4,58 ± 1,93 96,88 3,67 ± 1,46 100,00 Săm nốp và các sản phẩm cao

5 Kim loại màu 0,16 ± 0,19 0,03 ± 0,25 0,1 ± 0,38 0,01 ±0,02 0,23 ± 0,12

Kim loại màu 0,03 ± 0,36 29,41 0 ± 0,01 70,00 0,00 Bao bì nhôm 0,12 ± 0,18 82,35 0,03 ±0,25 100,00 0,1 =- 0,38 100,00 0,01 ± 0,03 50,00 0,25 ± 0,12 93,33

6 Thủy tinh 0,44 ± 0,19 0,41 ± 0,31 1,25 ± 1,87 0,23 ± 0,14 0,87 ± 0,26

Chai thủy tinh màu 0,23 ± 0,17 62,68 0,17 ± 0,57 50,00 0,42 ± 1,8 66,67 0,16 ± 0,17 64,71 0,45 ± 0,21 53,33 Kính 0,06 ± 0,36 11,43 0,05 16,67 0,00 0,53 ± 0,28 20,00

7 Xà bần 1,4 ± 1,61 1,4 ± 1,36 0,72 ± 1,07 1,5 ± 1,33 1,15 ± 0,43

Gạch ngói 0,41 ± 0,64 36,67 0,78 ±2,89 42,86 0,33 33,33 0,58 ± 0,86 80,95 0,76 ± 0,34 33,33

Bê tông 0,05 ± 1,3 6,67 0,05 14,29 0,09 ± 0,35 19,05 5,56 Đất 0,04 3,33 0,3 ± 2,79 28,57 0,81 ± 2,83 23,81 1,39 ± 0,98 16,67 Thạch cao và các sản phầm

dùng trong xây dựng khác 1,02 ± 1,93 70,00 0,27 ± 3,06 28,57 0,39 ± 0,13 100,00 0,06 ± 1,17 9,52 0,96 ±0,36 66,67

8 Khác, nguy hại tiềm tang 0,13 ± 0,1 0,19 ± 0,17 0,11 ± 0,68 0,09 ± 0,07 0,15 ± 0,06

Các chất thải nguy hại dùng

122,54 ± 1,71

10 Lượng nước tự do (kg) 5,85 ± 1,16 3,96 ± 3,56 7,57 ± 11,9 10,7 ± 2,9 5,53 ± 1,85

11 Tỷ trọng (kg/m3)

287,95 ± 18,88

318,32 ± 36,81 271,91±130,92 301 ± 8

16

Tỷ trọng chất có thể làm phân

rác (%) 20,11 ± 2,72 16,51 ± 4,45 18,82 ± 11,58 17,8 ±2,3

17,29 ± 2,03

17

Nhiệt trị thu gom của chất cháy

được [LHV] (kcal/kg) 69,43 ± 4,33 76,85 ± 6,18 66,41 ± 12,71 73,6 ± 3,3 74,3 ± 2,92

1.1.2 Đặc trưng nước rỉ rác

1.1.2.1 Các đặc trưng hóa lý của nước rỉ bãi rác

Thành phần ô nhiễm trong nước rỉ bãi rác rất đa dạng, bao gồm các chất rắn

lơ lửng, các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy hóa học, các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, các chất dinh dưỡng (N, P) và các kim loại nặng Các đặc trưng của nước rỉ bãi rác ở các nước phát triển được liệt kê trong bảng 1.2 dưới đây

Bảng 1.2 Đặc trưng nước rỉ từ bãi rác

kiểm tra

Giá trị trung bình Sai số

 Các chất tạo màu (pigments) …

Và vật dụng có chứa kim loại nặng khác (EPA, 1999), trong nước rỉ rác thường chứa một hàm lượng các nguyên tố như Cd, Cr, Pb, Zn, Cu, Hg, As… nhất định, đôi khi khá cao tùy thuộc vào nhiều yếu tố như nguồn rác, thời gian chôn lấp,

kể cả độ sâu của bãi chôn lấp, như trình bày trong bảng 1.3 dưới đây:

Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác thu đc từ ba độ sâu khác nhau kể

từ lớp phủ bề mặt tại giếng khoan thử nghiệm

(Nguồn: W Hogland et al, 2000)

Các số liệu thu thập tại các bãi chôn lấp tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trong vòng ~10 năm lại đây cũng cho thấy mức độ ô nhiễm đặc biệt cao của nước rỉ bãi rác

Bảng 1.4 Đặc trưng của nước rỉ từ bãi rác Đông Thạnh (1996)

TT Thông số Đơnvị mẫu 1 mẫu 2 mẫu 3 mẫu 4

Theo PN Hồ và ctv (2003), hàm lượng của các kim loại nặng như Hg, As,

Pb, Ni, Fe, Mn, trong mẫu rác lấy tại các lô khác nhau ở các độ sâu khác nhau, từ 1m đến 3m, tại bãi rác đã đóng cửa Cầu Cương, Thành phố Hải Dương ở mức rất cao, như trình bày trong bảng 1.5 dưới đây

Bảng 1.5 Hàm lượng kim loại nặng trong rác thải tại bãi chôn lấp

Cầu Cương, Thành phố Hải Dương

As mg/kg

Pb mg/kg

Ni mg/kg

Fe mg/kg

Mn mg/kg

As mg/kg

Pb mg/kg

Ni mg/kg

Fe mg/kg

Mn mg/kg

Kết quả lấy mẫu và phân tích cho thấy nước mặt, nước giếng khơi và nước giếng khoan ở các khu vực lân cận bãi rác này bị ô nhiễm nặng Không những các chỉ tiêu như độ đục, COD, coliform, mà hàm lượng các kim loại nặng như Hg, As,

Pb, Cu, Ni, Fe, Mn đều vượt xa tiêu chuẩn nguồn nước sinh hoạt

Cần lưu ý rằng cho đến thời điểm cuối năm 2004, Việt Nam nói chung và khu vực phía Nam rói riêng chưa có phương tiện (nhà máy xử lý hay bãi chôn lấp) nào dành riêng cho chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại Thực tế cho thấy các loại chất thải này có mặt ở các bãi rác với tỷ lệ khá cao (VITTEP, 2003)

Theo một số kết quả phân tích của một số cơ quan nghiên cứu tại Thành phố

Hồ Chí Minh gần đây, một số kim loại nặng hiện diện trong nước rỉ rác ở hàm lượng vượt xa tiêu chuẩn, như trình bày trong Bảng 1.6 dưới đây

Bảng 1.6 Đặc trưng của nước rỉ từ bãi rác Đông Thạnh (2001)

TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả

Chẳng hạn, kết quả khảo sát nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát, bắt đầu hoạt động từ cuối tháng 1/2002, trong khoảng thời gian từ khoảng tháng 5/2002 đến tháng 9/2002, trình bày tại bảng 1.7, cho thấy cường độ ô nhiễm hữu cơ của nước rỉ rác vào mùa mưa thấp hơn mùa khô đến ~40%, mặc dù tỷ lệ BOD/COD không dao động nhiều Trong quá trình phân hủy kỵ khí, kéo dài trong vòng hơn 5 tháng,

cường độ ô nhiễm hữu cơ giảm từ ~39.500 mg/l xuống chỉ còn ~1.500 mg/l Kèm theo đó, pH cũng tăng nhanh và hàm lượng một số nguyên tố như Ca, Fe giảm rất mạnh Với thời gian, hàm lượng NH4-N trong nước rỉ rác tăng lên rất đáng kể (NTViệt, 2002)

Bảng 1.7 Thành phần nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát ở các

mùa khác nhau

Mùa khô

Nước rỉ rác Mùa mưa

Nước rỉ rác Rác cũ

TT Chỉ tiêu Đơn vị Nước rỉ rác

Mùa khô

Nước rỉ rác Mùa mưa

Nước rỉ rác Rác cũ

22 Fe tổng mg/l 204 – 208 46,8 4,5

(Nguồn: NTViệt, 2002)

Ngoài ra, thiết kế và thực tế vận hành của các bãi rác cũng có những ảnh hưởng quan trọng đến đặc trưng của nước rỉ rác Chẳng hạn mặc dù các bãi chôn lấp Gò Cát và Phước Hiệp (Tam Tân), Thành phố Hồ Chí Minh đều xử lý một nguồn rác thải, vào cùng một thời điểm, nhưng do có độ sâu của bãi chôn lấp lớn hơn và có quay vòng nước rỉ rác (không phải do thiết kế ban đầu mà chỉ là giải pháp tình thế khi hệ thống xử lý nước rỉ rác chưa đủ ổn định và hiệu quả để có thể đáp ứng được lưu lượng nước rỉ rác phát sinh hàng ngày), quá trình phân hủy hữu cơ ở bãi chôn lấp Phước Hiệp diễn ra tương đối nhanh, chỉ trong vòng 5 – 6 tháng kể từ khi bãi chôn lấp đi vào vận hành, như có thể thấy khi so sánh các số liệu quan trắc tại hai Bãi chôn lấp nói trên được trình bày trong Bảng 1.8

Nói chung, ở giai đoạn đầu, quá trình axit hóa chiếm ưu thế, dẫn đến pH

, các ion kim loại nặng đều có xu hướng cao hơn hẳn so với một thời gian sau, khoảng 6 – 12 tháng, khi quá trình metan hóa cân bằng với quá trình axit hóa, và các thông số

Ca2+, SO4

, và các ion kim loại nặng giảm đi rõ rệt

Bảng 1.8 Thành phần nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát và Phước

Với nước rỉ rác già, lấy tại Bãi chôn lấp Đông Thạnh vào tháng 10 năm

2001, tức là khoảng vài tháng trước khi bãi rác này đóng cửa, xu hướng trên vẫn tiếp tục, nghĩa là hàm lượng Ca2+, SO4

, COD, BOD, các kim loại nặng đều giảm đi khoảng > 90% so với nước rỉ rác trong giai đoạn 3 – 6 tháng kể từ khi Bãi chôn lấp

nhiều

Bảng 1.9 Đặc trưng nước rỉ rác già

Điểm đặc biệt là trong giai đoạn này tỷ lệ COD/BOD có xu hướng cao dần, nằm trong khoảng 6 – 7

Như vậy, mặc dù thông thường theo các đặc trưng hóa lý nước rỉ rác được phân chia làm hai loại: nước rỉ rác non (2 – 3 năm sau khi bãi chôn lấp đi vào hoạt động) và nước rỉ rác già (từ năm thứ 4 – 5 trở đi), có thể nhận thấy bản thân nước rỉ rác non cũng chia làm hai loại khác nhau: trong giai đoạn 3 – 6 tháng đầu, nước rỉ

đều từ cao đến rất cao, pH và NH4-N tương đối thấp Giai đoạn tiếp theo, hàm lượng các ion tự do giảm nhiều, pH trở nên trung tính, NH4-N bắt đầu tăng dần, nhưng COD và BOD vẫn còn rất cao, trong khi tỷ lên COD/BOD dao động trong khoảng 3 – 4 Ngay cả nước rỉ rác già vẫn có COD và BOD khá cao, nên vẫn có thể

áp dụng công nghệ sinh học, đặc biệt là các quá trình phân hủy kỵ khí như một công đoạn quan trọng hệ thống xử lý

1.1.2.2 Lưu lượng của nước rỉ bãi rác

Lưu lượng nước rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm (Tchobanoglous, 1993):

 Độ ẩm của rác

 Lượng nước sinh ra trong quá trình phân hủy hữu cơ

 Lượng nước bay hơi

 Quá trình thấm từ nguồn nước mưa

 Quá trình thấm từ nguồn nước ngầm…

Do độ ẩm của rác thải sinh hoạt tại Thành phố Hồ Chí Minh khá cao, thường dao động từ 40 – 50% vào mùa khô và từ 60 – 80% vào mùa mưa; các bãi chôn lấp rác hiện hữu chưa cách ly nước mưa tốt, nên lượng nước rỉ rác sinh ra rất đáng kể Lưu lượng nước rỉ rác của các bãi chôn lấp Gò Cát (~2.500 t/ngày) và Phước Hiệp (~2.500 t/ngày) lên tới > 1.000 m3/ngày đêm Ngoài ra, do lượng mưa trong năm phân bố không đều, lưu lượng nước rỉ biến động mạnh từ mùa khô qua mùa mưa

Tóm lại, do công tác phân loại và xử lý riêng biệt nguồn chất thải sinh hoạt

và chất thải công nghiệp chưa được thực hiện, khi được chôn lấp trong điều kiện kỵ

khí, chất thải rắn sẽ bị phân hủy sinh học Quá trình này bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau: thủy phân; axit hóa; sính khí metan với sản phẩm là các loại khí như

CO2, CH4, H2S … và nước rỉ

Nước rỉ bãi rác ở Việt Nam là một loại nước thải có hàm lượng các hợp chất hữu cơ rất cao, đồng thời có chứa các hợp chất khác có khả năng gây ô nhiễm cao,

thiên rất phức tạp tùy thuộc vào tuổi bãi rác và phương thức chôn lấp Lưu lượng của nước rỉ rác cũng rất đáng kể, do bản thân chất thải có độ ẩm cao, và biến động rất mạnh theo mùa do lượng mưa khá lớn (~2.000 mm/năm tại khu vực Thành phố

Hồ Chí Minh), lại tập trung trong 6 tháng mùa mưa

Ngoài ra, cần lưu ý rằng các bãi rác ở nước ta nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, đều ở gần các khu vực dân cư hoặc canh tác, nên nước rỉ bãi rác có thể dẫn đến những vấn đề môi trường trầm trọng như mùi hôi, ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, ô nhiễm đất và các vẫn đề thứ cấp như ô nhiễm thông qua chuỗi thực phẩm… Xử lý nước rỉ bãi rác đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường

vì vậy là một vấn đề rất cấp bách

1.2 Hiện trạng một số bãi chôn lấp

1.2.1 Hiện trạng một số bãi chôn lấp ở Việt Nam

nước trên thế giới bởi điều kiện khí hậu ở Việt Nam là khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, thời tiết có nhiều biến động phức tạp; thói quen và nhu cầu sinh hoạt của người dân Việt Nam cũng rất khác so với tất cả các nước trên thế giới dẫn đến thành phần và tính chất đối với chất thải rắn trong các bãi chôn lấp cũng khác nhau, làm cho đặc tính, nồng độ và thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác của các bãi chôn lấp chất thải rắn ở Việt Nam khác biệt hoàn toàn so với nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp chất thải rắn của các nước trên thế giới

cách thụ động cho việc xử lý nước rỉ rác lại Việt Nam sẽ không mang lại hiệu quả Cho nên, việc nghiên cứu và áp dụng thành công các giải pháp về công nghệ để xử

lý nước rác có tính thích hợp và linh hoạt cao đối với các đặc thù riêng của từng bãi chôn lấp chất thải rắn khác nhau tại Việt Nam

1.2.1.1 Chôn lấp chất thải rắn ở Hà Nội - Bãi chôn lấp Nam Sơn

thành Phố Hà Nội với qui mô 83 ha, nằm trên đia bàn 3 xã Nam Sơn, Bc81 Sơn và Hồng Kỳ Bãi chôn lắp có lót lớp chống thấm HDPE (high density polyethylen), có

hệ thống thu khí đột trực tiếp, hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác Mỗi ngày bãi tiếp nhân khoảng 1200 tấn rác Nước rác đuợc chứa trong các hồ nhân tạo (120000

nhiễm trầm trọng UBND TP Hà Nội đã phê duyệt dự án xây dựng khẩn cấp trạm

xử lý với công suất 1000-1500 m3/ngđ để giải quyết nước tồn đọng Sơ đồ công nghệ, cũng tương tự như công nghệ của CENTEMA, gồm UASB nối tiếp bùn hoạt tính và xử lý bổ sung bằng hệ hồ sinh học

1.2.1.2 Chôn lấp chất thải ở Hải Phòng – Bãi chôn lấp Tràng Cát

Bãi chôn lấp chất thải Tràng Cát thuộc Đầm Quyết Thắng, phường Tràng Cát, Quận Hải An Xung quanh BCL hiện nay vẫn là vùng ngập nước đang sử dụng cho sản xuất nông nghiệp (trồng lúa và nuôi tôm cá) Khoảng cách từ BCL tới cụm dân cư gần nhất khoảng 1,5km Ô chôn lấp số 1, sân phơi bùn thuộc dự án thoát nước vệ sinh môi trường Hải Phòng và Ô chôn lấp 2 được bao bọc trong hệ thống

đê bao kết hợp với đường giao thông Được xây dựng từ khu đất phù xa bồi có điều kiện địa chất không phức tạp, các kết quả khảo sát địa tầng khu vực ở các vị trí G1, G2, G3, và G4 từ 0 đến chiều sâu 15m cho thấy địa tầng khu vực BCL Tràng Cát có

3 tầng chính là:

Lớp 1: Lớp dất đắp lẫn chất thải (chất thải xây dựng)

Lớp 2: Lớp cát

Lớp 3: Lớp bùn sét pha

1.2.1.3 Chôn lấp chất thải rắn ở Thành phố Hồ Chí Minh

1 Bãi chôn lấp rác Đông Thạch

Suốt hơn 10 năm qua, hầu như toàn bộ lượng rác thải từ các khu vực nội thành của thành phố Hồ Chí Minh được chôn lấp tại đây Bãi rác Đông Thạch bắt đầu hoạt động đổ rác một cách tự phát từ năm 1989 Trước đó đây là các hố khai

thác đất Đến năm 1991 nó chính thức trở thành công trường xử lý rác Đông Thạch

do Công ty Xử lý chất thải trực thuộc Sở Giao thông Công chánh TP Hồ Chí Minh quản lý Diện tích ban đầu 10 ha, sau đó mở rộng thêm lần lượt 6 ha rồi 22,6 ha… Đến nay, tổng diện tích công trường xử lý rác Đông Thạch đã lên đến 43,5 ha với công suất xử lý hiện tại khoảng 4.000 tấn rác/ngày

Khuôn viên công trường quy hoạch tuyến đường cho xe chở rác, trạm cân xe, các hố chứa nước rò rỉ, khu vực chôn rác… Khu vực chôn rác phân ra nhiều lô, mỗi

lô đào hố sâu khoảng 8m rồi đổ rác xuống theo từng lớp, sau đó rải một lớp vôi bột

và lấp lên một lớp đất dày khoảng 20-30 cm Sau một thời gian nhất định lớp rác này xẹp xuống thì tiến hành đổ tiếp lên đó một lớp rác khác, cứ thế lớp rác và lớp đất xen kẽ nhau, trên cùng lấp đất tới cao trình 9m

Rác chôn ở bãi Đông Thạch chủ yếu là rác sinh hoạt Trong đó, phần lớn các loại rác có thể tái chế đã được người dân thu lượm trên bãi, còn lại là rác hữu cơ, rác nilon cũ, các loại rác khác không thể tái chế Các công trình nghiên cứu rác thải

ở TP HCM cho thấy thành phần của các chất hữu cơ (chủ yếu là rau, quả, thực phẩm…) 60-62% theo trọng lượng ướt) Hàm lượng nước trung bình trong rác khoảng 50% Lượng nước này chủ yếu nằm trong các chất thải hữu cơ

Bãi rác Đông Thạch không được thiết kế theo đúng tiêu chuẩn (không có lớp lót đáy, không có hệ thống xử lý nước) đã và đang gây ô nhiễm môi trường

2 Bãi chôn lấp rác Gò Cát

Theo kế hoạch, bãi rác Đông Thạnh phải đóng cửa vào tháng 8/2001, chuyển rác về đổ ở Gò Cát Tháng 8/2001, bãi rác Gò Cát chỉ mới tiếp nhận thí điểm khối lượng rác từ 300 đến 500 tấn/ngày, nhưng mùi hôi thối đã lan rộng khiến những hộ dân sống gần đó phản ứng nên việc tiếp nhận rác tại đây phải tạm ngưng Áp lực rác lại dồn trở về bãi rác Đông Thạnh

Đầu năm 2000 bãi rác Gò Cát đã được đóng cửa để xây dựng lại với tổng diện tích là 25 ha từ nguồn vốn ODA của chính phủ Hà Lan và vốn ngân sách của thành phố Hồ Chính Minh Hiện nay, bãi rác Gò Cát đã tiếp nhận rác với công suất

2000 tấn/ngày Khoảng cách trung bình vận chuyển rác từ thành phố đến bãi Gò Cát

là 18 km Đây là một cự ly vận chuyển đến bãi đổ ngắn nhất và gần kênh Tham Lương để xả nước thải sau khi xử lý Với một vùng đất bạc màu khai thác nông nghiệp không hiệu quả, dân cư thưa thớt Bãi có một trạm cân để xác định khối lượng rác đổ vào trạm

3 Bãi chôn lấp Phước Hiệp

Đây là bãi chôn lấp hợp vệ sinh với quy trình chôn lấp rác tương tự bãi rác

Gò Cát Có hệ thống thu gom khí, nước rỉ rác và xử lý nước rỉ rác Tổng diện tích của bãi là 43ha, công suất 3000 tấn/ngày và có khả năng tiếp nhận đến cuối năm

2005 Bãi chôn lấp được chính thức đưa vào hoạt động từ cuối năm 2002 Ngay từ những ngày đầu hoạt động chỉ trong vòng tháng 1 và 10 ngày của tháng 2/2003 bãi

đã tiếp nhận tới 75.000 tấn rác

BCL được thiết kế là bãi chôn lấp hợp vệ sinh, với các hạng mục đầu tư: tấm lót HDPE, hệ thống thu gom xử lý nước thải, hệ thống thu gom khí gas, sàn trung chuyển, cầu cân, sàn rửa xe, Rác được chôn trong các ô rác, đổ rác thành 10 lớp, mỗi lớp dày 2,2m; được ngăn bởi các lớp phủ trung gian có chiều dày 20cm Trên cùng phủ lớp vải kỹ thuật bentonite và lớp đất thổ nhưỡng 30cm trồng cây xanh Tổng chiều cao đụn rác là 25m

1.2.2 Hiện trạng một số bãi chôn lấp ở nước ngoài

1.2.2.1 Bãi chôn lấp Hempsted

Bãi chôn lấp này có diện tích khoảng 100 ha ở Gloucester, nằm cạnh sông Severn và chịu ảnh hưởng của thuỷ triều Hệ thống xử lí nước rỉ rác này có công

hoá

Bảng 1.10 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lí của hệ thống SBR cho

bãi chôn lấp Hempsted ở Anh

TT Thông số Nước rò rỉ Đầu ra

Bãi chôn lấp Trecatti

chon lấp Trecatti, Merthyr Tydfil, South Wales (Anh) thể hiện bảng sau:

Bảng 1.11 Chất lượng nước rỉ rác xử lí sinh học bằng SBR

cho bãi chôn lấp trecatti, Anh

1.2.2.2 Bãi chôn lấp Sarnia - Canada

Bãi chôn lắp Sarnia, ontario Canada có diện tích 21 ha Nước rỉ rác có khoảng

thống xử lí gồm có: xử lí sinh học khử BOD, lọc cát và hồ sinh học làm thoáng nitrat hoá Sau xử lí nước được thải ra đầm lầy và ra sông

Bảng 1.12 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lí sinh học nitơ của

bãi chôn lấp Sarnia, Canada

1.2.2.3 Bãi chôn lấp Buckden South

Bãi chôn lấp Buckden South miền Đông nước Anh nằm trong vùng chịu ảnh hưởng thuỷ triều của sông Great Ouse Hệ thống xử lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp này gồm hai bể SBR hoạt động song song nhằm khử BOD và nitrate hoá Nước sau

xử lý sinh học tiếp tục xử lý bổ sung bằng bãi lau sậy 1 (reed constructed wetland)

thuốc bảo vệ thực vật thành các chất hữu cơ phân tử nhỏ hơn Các chất hữu cơ này

Bãi sậy 2

Oxy hoá (O 3 )

SBR1

SBR2

Bãi sậy 1

Hồ chứa nước sau

xử lý

Bãi sậy 2

Oxy hoá (O 3 )

SBR1

SBR2

Bãi sậy 1

Hồ chứa nước sau

sau xử lý chủ yếu là các sản phẩm vô hại đối với thuỷ sinh, như axit fulvic và axit humic

Mokrane et al (1997) đã thống kê một số công nghệ xử lý thường áp dụng cho nước rỉ rác Các công nghệ bao gồm: sinh học (phân huỷ kị khí, hiếu khí), oxi hoá hoá học, keo tụ – tạo bông, than hoạt tính và quá trình màng Quá trình xử lý sinh học đạt hiệu quả cao cho nuớc rỉ rác trẻ và xử lý nitơ (nitrat hoá và khử nitrat)

Do hàm lượng photpho trong nước rỉ rác thấp, việc bổ sung photpho là cần thiết Nước rỉ rác qua quá trình sinh học hàm lượng COD còn khá cao (185 – 374mg/l)

để giảm hàm lượng COD này cần tiếp tục bổ sung qua nhiều công đoạn tốn kém như keo tụ, oxi hoá fenton và hấp phụ than hoạt tính

Bảng 1.13 Tính chất nước rỉ rác và hiệu quả của các quá trình xử lý

“Nguồn: Amokrane et al.,1997”

1.3 Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng

1.3.1 Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng ở Việt nam

1 Công trình xử lý nước rác tại Bãi chôn lấp Nam Sơn – Sóc Sơn, Hà Nội

Thuyết minh công nghệ:

Nước rác từ các ô chôn lấp đang hoạt động (hoặc hồ hiếu khí) được bơm qua song chắn rác đặt ở miệng hố thu để loại bỏ rác có kích thước lớn hơn 1 - 1,5

mm, sau đó nước rác được dẫn vào bể sục vôi và có hệ thống sục khí bằng máy thổi khí riêng với mục đích loại bỏ kim loại nặng và khử Nitơ ở bước tiếp theo Nước rác được điều chỉnh pH nhờ hệ thống cấp NaOH hoặc CaO Sau khi qua bể sục vôi, nước thải chảy qua 2 bể lắng ngang để lắng cặn vôi Nước sau khi tách cặn vôi được bơm vào bể điều hòa, bùn cặn vôi sau khi được tách ở bể lắng ngang được bơm sang bể chứa bùn vôi Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên lên bể tách Cacbonat (bể lắng) và được cho chảy về hố bơm 1 để điểu chỉnh pH trong khoảng 10 - 12, sau đó được bơm lên tháp Stripping

mg/l xuống còn 10mg/l) trước khi được cho qua bể SBR Tiếp đó nước thải được đưa qua hệ thống bể xử lý sinh học bao gồm có bể đệm Selector và bể sinh học hiếu khí Việc thiết kế bể đệm Selector nhằm đảm bảo ổn định môi trường cho cụm xử lý vi sinh vật sau đó, đồng thời bổ sung thêm các chất dinh dưỡng như phosphos và nguồn carbon (đường/rỉ đường…), bùn sinh học sẽ được hồi lưu trực tiếp từ Bể lắng thứ cấp về bể này Hệ thống sục khí sẽ cung cấp ôxy cho quá trình ôxy hoá cũng như xáo trộn đều các hóa chất và các chất dinh dưỡng bổ sung

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại Bãi chôn lấp

Nam Sơn – Sóc Sơn, HN

Nước thải sau khi qua xử lý sinh học vẫn còn độ màu cao và còn chứa các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học Do đó, chúng được cho qua hệ thống xử

lý oxy hoá bậc cao để khử màu và xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ còn lại Nước thải sau khi cho qua hệ thống xử lý oxy hoá này được bơm lên thiết

bị lắng Semultech, trên Semultech có ngăn được gắn máy khuấy để khuấy trộn nước thải với polymer nhằm tăng khả năng lắng để tách hoàn toàn cặn bùn ra khỏi

nước trước khi qua bể lọc cát Bùn lắng xuống đáy bể Semultech được định kỳ xả

về bể chứa bùn

Nước thải sau khi được tách bùn ở bể Semultech được dẫn đến hệ thống lọc cát Bể lọc cát có tác dụng loại bỏ hoàn toàn các cặn lơ lửng trước khi qua bể khử trùng Quá trình rửa ngược bể lọc cát bằng hệ thống bơm rửa ngược lấy nước từ bể chứa nước sạch Nước sau khi tách cặn ở bể lọc cát được cho qua bể khử trùng rồi thải bỏ

2 Qui trình xử lý nước rác tại Bãi rác Gò Cát – Bình Tân – Thành phố Hồ Chí

Minh thiết kế cho lưu lượng nước rác 200 m3/ngày đêm

Thuyết minh công nghệ:

Nước rác từ bãi chôn lấp theo mương dẫn chảy về hố thu gom và lắng cặn, sau đó nước tự chảy tràn qua lưới chắn rác và vào hồ sinh học yếm khí có chứa xơ dừa, tại đây diễn ra quá trình phân huỷ các chất ô nhiễm bằng các vi sinh vật yếm khí dính bám trên xơ dừa Nước rác sau khi qua cụm xử lý sinh học yếm khí, đã được loại bỏ một phần đáng kể chất ô nhiễm, sẽ được bơm vào hệ thống bể vôi, tại đây hầu hết các kim loại sẽ được giữ lại đồng thời cũng làm giảm đáng kể các chất

ô nhiễm trước khi được đưa vào hệ thống Tháp Stripping xử lý nitơ Tiếp theo nước thải được đưa vào hệ thống xử lý sinh học hiếu khí, tại bể Selector sẽ được điều chỉnh môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, rồi được đưa vào bể Aeroten Tại bể Aeroten có sục khí với mục đích cấp khí cho vi sinh vật đồng thời xáo trộn đều các chất trong bể

Tiếp đó nước rác được đưa qua cụm xử lý hóa lý, rồi oxi hóa bậc cao bằng fenton để oxi hóa hoàn toàn các chất ô nhiễm còn lại sau quá trình xử lý sinh học đồng thời khử màu của nước thải Sau khi qua bể lọc cát nước thải được khử trùng

và thải ra môi trường

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại Bãi rác Gò Cát – Bình Tân –

Thành phố Hồ Chí Minh 1.3.2 Một số công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng ở trên Thế giới

1 Qui trình xử lý nước rác tại Bãi chôn lấp Koumyoji – thành phố Ichinomiya – Nhật Bản

Hệ thống xử lý được thiết kế cho lưu lượng nước rác 100 m3/ngày, hàm

Nước rác

Hồ yếm khí

Bể sục vôi Khí

Thuyết minh công nghệ:

Nước rác được xử lý theo qui trình các bước:

- Xử lý hóa lý: sử dụng tinh thể Canxi

- Xử lý sinh học: kết hợp quá trình xử lý hiếu khí và khử nitơ

- Xử lý bậc cao: xử lý màng kết hợp hấp phụ bằng cacbon hoạt tính

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại Bãi chôn lấp Koumyoji – thành phố Ichinomiya – Nhật Bản

2 Qui trình xử lý nước rác tại URM – Nova Scotia – Canada

chất ô nhiễm COD = 30.000 mg/l; BOD = 25.000 mg/l

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác tại URM – Nova Scotia – Canada

Thuyết minh công nghệ:

- Nước rác sau khi thu gom được bơm qua bể cân bằng để điều hòa lưu lượng và

nồng độ Sau đó được điều chỉnh tới pH = 9,5 bằng NaOH để kết tủa các kim loại

nặng và giảm các chất rắn hòa tan trong nước thải Bùn thải thu được từ quá trình

này được đưa qua máy ép bùn Tiếp đó sử dụng HCl để điều chỉnh pH thích hợp

trước khi đưa nước thải qua bể xử lý yếm khí Nước thải được tiếp tục qua hồ hiếu

khí 1, tại đây có sử dụng máy thổi khí để cấp Oxi, oxi hóa các chất hữu cơ có trong

Bể điều chỉnh pH

Bể điều chỉnh pH HCl

nước thải Hồ hiếu khí 2 có kết hợp quá trình lắng bùn, lượng bùn một phần được tuần hoàn Sau đó nước được đưa qua hồ lắng để loại bỏ các chất rắn, rồi cuối cùng

đi vào bãi lọc tự nhiên Bãi lọc này chia 2 ngăn, một là ao nước, một sử dụng cây thực vật để xử lý các chất hữu cơ còn lại, đồng thời khử nitơ, photpho có trong nước thải Tổng diện tích của bãi lọc lên tới 5,5 ha

3 Hệ thống xử lý nước rỉ rác của hai BCL rác sinh hoạt ở Mỹ

Bể lọc cát

Nước rác kết hợp tách Bể điều hòa

ammonia

SBR

NaOH

Bể tạo bông Bể

trộn

Bể Trung hòa Bể

Lắng

Bể nén bùn

Bể lưu bùn Lọc

ép

Bể lọc

Than hoạt tính

Bể tiếp xúc chlorine

Vôi Polyme và H 2 SO 4 chất keo tụ

H 3 PO 4

Bùn thải Bùn thải

vào BCL

Xả ra

Nước tách bùn

Bùn thải

Bể lọc cát

Nước rác kết hợp tách Bể điều hòa

ammonia

SBR

NaOH

Bể tạo bông Bể

trộn

Bể Trung hòa Bể

Lắng

Bể nén bùn

Bể lưu bùn Lọc

ép

Bể lọc

Than hoạt tính

Bể tiếp xúc chlorine

Vôi Polyme và H 2 SO 4 chất keo tụ

H 3 PO 4

Bùn thải Bùn thải

vào BCL

Xả ra

Nước tách bùn

Bùn thải

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA)

Công nghệ xử lý ở BCL 1 bao gồm kết tủa hydroxyde, xử lý sinh học (tháp sinh học kị khí và hiếu khí) và cuối cùng xử lý bằng lọc nhiều lớp Xử lý sinh học được sử dụng ở đây chủ yếu để khử N-ammonia (99%) và COD (91%) Hàm lượng COD và N-ammonia còn lại trước khi xả ra sông là 159 mg COD/l và 1,2 mg N-ammonia/l Các hàm lượng chất hữu cơ độc và kim loại nặng giảm đáng kể

Hệ thống xử lý ở BCL 2 gồm bể keo tụ vôi, sinh học từng mẻ (SBR), lọc cát,

cột than hoạt tính và tiếp xúc chlorine