Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC RÁC TẠI CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN RÁC Nguyễn Văn Phước, Nguyễn Thị Thanh Phượng Võ Thanh Thủy, Nguyễn Thị Quý Châu Khoa Môi trường, Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM TĨM TẮT Xử lý nước rác đến vấn đề nan giải tính chất phức tạp nước rác Hiện nay, nghiên cứu xử lý nước rác thực nhằm tìm giải pháp hiệu áp dụng điều kiện VN Báo cáo trình bày kết nghiên cứu xử lý nước rác, áp dụng công nghệ hóa lý (khử Ca, sục khí khử N) kết hợp cơng nghệ sinh học (lọc kị khí kết hợp lọc hiếu khí), tuần hồn khứ nước sau lọc kỵ khí ñể khử nitrat Kết nghiên cứu ñiều kiện phòng thí nghiệm cho kết quả: hiệu xử lý COD ñạt 98 - 99,9% COD sau xử lý ñạt < 100 mg/l; N tổng 10 pH thích hợp Ở pH trên, sắt hai kết tủa dạng Fe(OH)2, canxi tạo tủa Ca(OH)2 Bông phèn hình thành hấp phụ cặn lơ lững chất hữu E% E% (COD) E%( Ca) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 FeCl3 Al2(SO4)3 FeSO4 NaOH Loạ i hoá chấ t Hình 3.1 Hiệu khử COD Ca sử dụng loại hoá chất khác Nếu nâng pH lên > 10, Canxi nước rác kết tủa tạo thành Ca(OH)2 Do vây, Ca giảm khoảng 47%, COD giảm thấp khoảng 14,9% Mơ hình sục khí Sau keo tụ, pH lên ñến 9,5 Ở khoảng pH trên, N-NH3 tồn chủ yếu dạng NH3 dễ bay Do vậy, sục khí ngày N-NH3 giảm 70%, Ca giảm 39%; sau ngày N-NH3 giảm ñến 77% N-NH3 từ 556 mg/l giảm 125 mg/l Ca giảm 44% Tuy nhiên, sục khí khử 3-14% COD ðiểm đáng lưu ý N-NH3 bay trình sục khí làm giảm pH pH từ 9,2 xuống 7,2 sau 1,5 – ngày đạt trung tính pH thích hợp cho xử lý nối tiếp phương pháp sinh học (tiết kiệm chi phí sử dụng hóa chất hạ pH) Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -248- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” N-NH3 9.5 Canxi N-NH3 (mg/l); Calci (mg/l) 700 600 8.5 pH 500 400 7.5 300 200 6.5 10 20 30 40 50 60 70 80 100 0 Thờ i gian, 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian, E% (N-NH3) E%(Calci) E%(COD) 120 100 E(%) 80 60 40 20 0 20 40 60Thời gian, giờ80 3.2 quảhiếu nghiên Mơ hình lọc sinh học Hình (kị khí kếtKết hợp khí)cứu mơ hình sục khí COD (mg/l) vào sau kỵ khí sau hiếu khí 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 180.0 Hi u su t (%) 100.00 160.0 140.0 80.00 NH3 (mg/l) 120.0 60.00 100.0 80.0 40.00 60.0 40.0 20.0 0.0 20.00 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Thời gian (ngày) vào 10 kỵ khí 15 20 25 hiếu khí 30 35 40 hiệu suất 0.00 45 50 Th i gian (ngày) Hình 3.3 Biểu đồ COD N-NH3 theo thời gian Nhận xét Nhìn chung hệ thống sinh học lọc kị khí kết hợp hiếu khí hoạt động hiệu pH sau sinh học tăng – ñơn vị Trong pH mơ hình lọc kị khí tăng 1-1,6 đơn vị, pH mơ hình lọc sinh học hiếu khí tăng 0,5 – 0,75 ñơn vị PH tăng cao mơ hình kị khí phản ứng phân hủy N hữu thành N-NH3; Acid chuyển hoá thành CH4; CO2 H2O… COD ban ñầu: 20.000 – 38.000 mg/l Sau keo tụ, sục khí, loc sinh học kị khí hiếu khí COD 60 – 270 mg/l Hiệu xử lý COD dao ñộng khoảng 90 – 98,45% phụ thuộc vào tải trọng vận hành Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -249- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Mơ hình lọc sinh học kị khí kết hợp hiếu khí, với thời gian lưu nước ngày tương ứng tải trọng < kg COD/m3.ngñ xử lý nước thải ñạt tiêu chuẩn loại B, COD < 100 mg/l Còn tải trọng cao Quá trình biến đổi N-NH3 N-NO3 diễn rõ rệt hệ thống locï sinh học: Tại mơ hình lọc kị khí: N-NH3 sau xử lý kị khí tăng 1- lần so với trước xử lý Còn mơ hình lọc sinh học hiếu khí: N-NH3 sau xử lý giảm 15 – 40 lần, hiệu suất khử N-NH3 ñạt 83 – 97% Hiệu chuyển hoá N phụ thuộc vào thời gian lưu nước Thời gian lưu nước dài hàm lượng N-NH3 sinh mơ hình lọc kị khí lớn, tuơng ứng hiệu khử N-NH3 cao mơ hình lọc sinh học hiếu khí N-NO3 biến đổi hệ thống lọc sinh học kị khí hiếu khí Tại mơ hình lọc kị khí hiệu khử Nitrat đạt 80 – 96% Còn mơ hình lọc sinh học hiếu khí hàm lượng N-NO3 tăng – 18 lần Nguyên nhân q trình biến đổi N nhờ vi sinh vật tham gia vào trình phân hủy N hữu cơ, protein thành N-NH3, sau vi khuẩn nitrat (hiếu khí) chuyển hố N-NH3 thành N-NO2 N-NO3 Ngồi lượng ñáng kể N ñược sử dụng tạo sinh khối tế bào TKN trước vào hệ thống sinh học kị khí hiếu khí dao động khoảng 150 – 200 mg/l Sau xử lý TKN 19 – 26 mg/l Hiệu khử TKN ñạt 80 - 84% Hi u su t (%) 100.00 NO3 (mg/l) 80.0 80.00 60.0 60.00 TKN (mg/l) 300.0 Hi u su t (%) 100.00 250.0 80.00 200.0 60.00 150.0 40.0 20.0 0.0 40.00 100.0 20.00 50.0 0.00 vào 10 15 kỵ khí 20 25 hiếu khí 30 35 40 45 50 hiệu suất Th i gian (ngày) 40.00 20.00 0.0 0.00 vào 10 20 30 hiệu suất 40 Th i gian (ngày) Hình 3.4 Biểu đồ N-NO3 TKN theo thời gian Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -250- 50 Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” KẾT LUẬN Nước rác trạm trung chuyển bị ô nhiễm nặng: COD, Ca, N tổng, SS vượt nhiều lần tiêu chuẩn thải Do phương anù xử lý nước rác phải kết hợp hoá lý sinh học Quá trình keo tụ sử dụng phèn sắt hai với liều lượng 2000 mg/l pH keo tụ 9,5 - 10,5 cho phép khử 59% COD; 76% Ca Quá trình sục khí giảm 70% N-NH3 đồng thời hạ pH từ 9,5 xuống 7,2 (giá trị trung tính) Q trình xử lý sinh học (lọc kị khí hiếu khí) cho phép khử 90 – 98% COD, 80 – 84% N Nước sau xử lý ñạt tiêu chuẩn thải loại B TÀI LIỆU THAM KHẢO [١] Asian waterqual ’97 Asia Pacific regional Conference [٢] Syed R Qasim, Walter Chiang, Sanitary landfill leachate, Technomic publising Co.Inc [٣] Tom D Reynolds, Unit operations and processes in environmental engineering Texas A & M University 1977 [٤] Waste water Engineering Treatment-Disposal–Reuse Metcalf & Eddy, Inc McGrawHill, Inc 1991 [٥] Trần văn Nhân – Ngô thị Nga Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học kỹ thuật.1999 [٦] Lê văn Cát, Cơ sở hóa học kỹ thuật xử lý nước Nhà xuất Thanh Niên Hà Nội 1999 [٧] Lương ðức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục 2002 [٨] Metcalf–Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse, Fourth Edition, McGRAWHILL INC, 2003 [٩] Hoàng Huệ Xử lý nước thải Nhà xuất Xây dựng 2000 [١٠] Sổ tay xử lý nước (T1 & T2) NXB Xây dựng 1999 [١١] C.P Leslie Grady, Glen T, Daigger, Henry c Lim Biological waste treatment Marcel Dekker, Inc 1999 Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -251- ... khí khử 3-14% COD ðiểm đáng lưu ý N-NH3 bay q trình sục khí làm giảm pH pH từ 9,2 xu ng 7,2 sau 1,5 – ngày đạt trung tính pH thích hợp cho xử lý nối tiếp phương pháp sinh học (tiết kiệm chi phí... 10,5 cho phép khử 59% COD; 76% Ca Q trình sục khí giảm 70% N-NH3 ñồng thời hạ pH từ 9,5 xu ng 7,2 (giá trị trung tính) Q trình xử lý sinh học (lọc kị khí hiếu khí) cho phép khử 90 – 98% COD, 80... 50 Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” KẾT LUẬN Nước rác trạm trung chuyển bị ô nhiễm nặng: COD, Ca, N tổng, SS vượt nhiều lần tiêu chuẩn thải Do phương anù xử