QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG & KHẮC PHỤC SỰ CỐ Ô NHIỄM (Tài liệu tham quan thực tế)

Faculty of Forestry, Geo and Hydrosciences • Institute of Waste Management and Contaminated Site Treatment Chủ biên: PHAN, Hoàng Mai & STEFAN, Catalin Tài liệu tham quan thực tế QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG & KHẮC PHỤC SỰ CỐ Ô NHIỄM CHLB Đức, tháng 07.2011 Mục lục Lời nói đầu Vài nét đơn vị tổ chức Nội dung chuyên môn chuyền thăm quan 3.1 Quản lý quyền bảo vệ mơi trường 3.2 Quản lý nước thải – khắc phục ô nhiễm nước sông 3.3 Khắc phục cố ô nhiễm 11 3.4 Quản lý chất thải rắn 15 Tổng kết 19 Lời nói đầu Ngành quản lý chất thải Đức bắt đầu vào cuối năm1970 Trong thời gian này, vấn đề ô nhiễm môi trường trở nên quan trọng việc phát triển cơng nơng nghiệp Trong chịu ảnh hưởng nhiều nguồn nước ngầm, kéo theo ảnh hưởng trực tiếp nguồn nước ngầm vào hệ thống dẫn nước đến thành phố vùng nơng thơn Những kiến thức góp phần việc cải tiến phương pháp phân tích, xác định xác chất độc hại Tuy nhiên, nỗ lực lớn thuộc vào sở công nghiệp việc phòng chống nhiễm mơi trường, thúc đẩy chương trình tham gia hoạt động bảo vệ môi trường Việc phát huy khả kỹ việc làm giảm, hạn chế ô nhiễm môi trường sẵn sàng việc trao đổi kinh nghiệm với nước có chung mục tiêu phương châm hàng đầu nhà nước doanh nghiệp tư nhân Đức Để đào sâu thêm kiến thức học hỏi kinh nghiệm từ CHLB Đức, đoàn đại biểu Việt Nam, dẫn đầu ông Bùi Cách Tuyến, Thứ trưởng Bộ Tài ngun-Mơi trường, tham gia khóa tham quan, khảo sát thực tế ngành môi trường ba thành phố Berlin, Dresden Frankfurt am Main Những vốn quý giá thu từ chuyến thăm quan phục vụ cho công tác đại biểu Việt Nam việc cải thiện công tác bảo vệ mơi trường, phòng chống nhiễm khắc mục hậu nhiễm Thêm vào đó, chuyến thăm mở hội giao lưu quan nhà nước doanh nghiệp hai nước Việt Nam Đức, tạo khả hợp tác lĩnh vực môi trường Tài liệu giới thiệu khái quát cách thức quản lý môi trường CHLB Đức, cách tổ chức hệ thống quản lý chất thải rắn kinh nghiệm CHLB Đức khắc phục cố ô nhiễm môi trường Đi kèm với tài liệu đĩa CD-Rom bao gồm thuyết trình trình bày chuyến thăm quan Vài nét đơn vị tổ chức Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden (TUD) thành lập năm 1828 nơi đào tạo kỹ thuật-hàn lâm lâu đời nước Đức Ngày nay, TUD trường đại học đại với nhều nhánh ngành: khoa học bản, kỹ thuật, khoa học xã hội y học Những bậc đào tạo TUD công nhận rông rãi trường quốc tế Cuối năm 1990, trường cho đời hệ đào tạo cử nhân Hiện nay, hệ đào tạo phổ biến rộng rãi ngành khoa học xã hội Cùng lúc, hệ đào tạo thạc sĩ đưa vào nhiều ngành học Hiện nay, trường có khoảng 35 000 sinh viên, 4.200 nhân viên biên chế (khơng tính khoa Y), có 419 giáo sư Cuối năm 1990, TUD cải tổ kể từ ngày có khả cạnh tranh mạnh Sở dĩ thay đổi cách suy nghĩ mà mối quan hệ hợp tác với giới công nghiệp kinh tế Những công ty hàng đầu công nhận khả trường việc đào tạo định hướng thực tế nghiên cứu tất 11 khoa Đương nhiên, sinh viên hưởng lợi ích từ mối quan hệ hợp tác liên ngành hướng đến thực tế Công tác giảng dạy nghiên cứu dựa nguyên tắc hợp tác với sinh viên đưa họ vào nhiệm vụ nghiên cứu sớm Là trường đại học kỹ thuật, TUD đưa điều kiện đầu tư hấp dẫn cho bên thứ ba Trong báo cáo cuối năm 2003, lượng đầu tư lần đạt ngưỡng 100 triệu Euro; năm 2009, lượng đầu tư từ bên thứ ba lên tới 165 triệu Euro Chủ yếu lượng đầu tư đến từ nguồn phủ Bộ Giáo dục – Nghiên cứu Đức, Tổ chức nghiên cứu Đức Liên minh châu Âu Tuy nhiên, nguồn đầu tư từ công nghiệp ngày trở nên quan trọng Các sinh viên TUD, nhiều nơi giới, phép tự chọn nhiều khóa học khác định hướng thực tế thúc đẩy khả tự nghiên cứu Trường có khoảng 30 ngành học, với chứng tốt nghiệp công nhận quốc tế, mang đến kiến thức thiết yếu cho nghiên cứu công việc sau Viện Quản lý chất thải Xử lý vùng ô nhiễm (IAA) Tháng 12.1995, viện Quản lý chất thải Xử lý vùng ô nhiễm (IAA) thuộc trường đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden thành lập từ kết hợp hai môn: Quản lý chất thải, Cải tạo nước ngầm đất (Xử lý vùng ô nhiễm) Với kết hợp hai ngành nói trên, viện đem đến lĩnh vực nghiên cứu môi trường rộng, bao gồm yếu tố từ khoa học tự nhiên, từ kỹ thuật kinh tế Sinh viên hưởng đào tạo liên ngành Viện thuộc biên chế Khoa Lâm nghiệp, Khoa học Địa chất Thủy văn nhánh ngành khoa học thủy văn Sự có mặt lúc hai ngành Quản lý chất thải Xử lý vùng ô nhiễm viện nghiên cứu mang đến khả xử lý vấn đề rộng rãi khoa học môi trường Nguyên tắc trọng điểm nghiên cứu khoa học kỹ thuật khía cạnh kinh tế việc quản lý chất thải xử lý vùng ô nhiễm Sự nối kết ngành đóng vai trò quan trọng việc đào tạo sinh viên viện nói riêng trường đại học Đức nói chung Các trọng điểm nghiên cứu Viện: GS TSKH TSDD Bernd Bilitewski, chủ nhiệm mơn Quản lý chất thải: • Quản lý dòng chảy (vật liệu hợp chất), đánh giá môi trường quản lý chất thải nhằm tăng hiệu q trình khơi phục tài ngun (tái chế, đốt, xử lý cơ-sinh…) • Sản xuất khí sinh học từ rác hữu vật liệu tái tạo- tổ chức tối ưu trình, sản xuất dầu đốt từ thực vật • Phát triển phương pháp phân tích chất thải, sản xuất phân tích chất đốt từ rác • Quản lý chất thải bảo vệ khí hậu –cân CO2 • Nghiên cứu sinh sôi phát triển chất gây ô nhiễm lò đốt, trọng đến Chlor, kim loại nặng, hợp chất hữu … • Phát triển phương pháp trình ghi nhận, quan trắc đánh giá rủi ro từ hố chơn rác • Giảm thiểu rác từ xây dựng • Các mơ hình thu phí hệ thống PAYT • Các chất thay đổi hooc-mon siloxane chất thải rắn lỏng GS TS TSDD Peter Werner, chủ nhiệm môn Cải tạo đất nước ngầm: • Quản lý diện rộng tài nguyên nước, trọng vào nước ngầm • Cải tạo tầng ngậm nước bị ô nhiễm, quan trắc cải tạo trình tựu nhiên (MNA, ENA, dầu khoáng, dầu nhựa đường, hợp chất hydro-carbon chứa chlor, đơn chất thơm) • Bổ cập nước ngầm nhân tạo, xử lý đất-tầng ngậm nước (SAT) • Xử lý ô nhiễm công nghiệp (vd công nghiệp xăng dầu) • Xử lý đến nước cung cấp nước Nội dung chuyên môn chuyến thăm quan 3.1 Quản lý quyền bảo vệ mơi trường (thuộc khuôn khổ buổi làm việc với Bộ Môi trường Nông nghiệp bang Sachsen, ngày 18.07.2011) Bang Sachsen với tổng diện tích 18.409 km² chia thành khu vực quản lý hành Chemnitz, Dresden Leipzig Bộ phận hành bang Sachsen thiết lập sở 10 tiểu vùng thành phố trực thuộc bang Thêm vào đó, thơng tin vị trí thẩm quyền quan chức ghi rõ đồ hành bang Sachsen Bên cạnh nhiệm vụ điều hành chính, Bộ nông nghiệp môi trường bang Sachsen chia thành phận với chức trách riêng: Bộ phận 1: Phụ trách khâu tổ chức luật Bộ phận 2: Phụ trách vấn đề phát triển nông thôn Bộ phận 3: Phụ trách nông lâm nghiệp Bộ phận 4: Phụ trách phần nguồn nước, đất vật liệu tái chể Bộ phận 5: Phụ trách khâu bảo vệ mơi trường, khí hậu, phòng chống ô nhiễm 3.1.1 Các quan chịu trách nhiệm quản lý chất thải rắn Dựa điều 13 luật xử lý chất thải bang Sachen, quan có thẩm quyền xử lý chất thải xếp với cấp bậc từ xuống sau: • Cơ quan có thẩm quyền cao Bộ nơng nghiệp mơi trường (SMUL) • Kế tiếp phận điều hành bang (LD) • Sau vùng (LKR) thành phố trực thuộc bang (KfS) Chức quan riêng lẻ đươc ghi rõ qui định thẩm quyền Bộ nông nghiệp môi trường ( AboZuVO), nhiệm vụ quan chuyên trách xử lý chất thải, Sở môi trường, nông nghiệp địa lý bang Sachsen, nêu rõ Nhằm thực nhiệm vụ xử lý chất thải vùng thành phố trực thuộc bang thành lập hiệp hội xử lý chất thải mang tính địa phương Trong đó, khơng hiệp hội số thuộc thành phố Dresden, vùng Vogtland vùng Nordsachsen 3.1.2 Quản lý vùng ô nhiễm Vùng ô nhiễm định nghĩa vùng diện tích chịu ảnh hưởng xấu từ việc không xử lý hợp lý chất gây ô nhiễm qua khứ Vấn đề ô nhiễm đất nguồn nước gây hại đến người môi trường thiên nhiên điểm đăc trưng vùng bị nhiễm Điều dẫn đến việc hạn chế hiệu sử dụng đất gây gánh nặng kinh tế Từ vùng bị ô nhiễm chất gây nhiễm lan rộng dạng khí, lỏng rắn ảnh hưởng đến người, động vật, cối, đất đai, sơng ngòi mạch nước ngầm (hay gọi tài sản cần bảo vệ) Sự hấp thụ chất gây nhiễm thơng qua việc tiếp xúc trực tiếp với vùng bị ô nhiễm Đầu tiên phải qua hệ thống kiểm tra đế xác định việc cải tạo đất nguồn nước bị ô nhiễm có cần thiết hay khơng có mức độ Sự đánh giá phụ thuộc vào nhu cầu mục đích sử dụng Sau kiểm tra đo đạc việc đánh giá tính nguy hiểm nó, q trình tất vùng bị cho ô nhiễm vùng ô nhiễm Trong trường hợp vùng nhiễm xác định, biện pháp cải tạo (các biện pháp trì khắc phục) biện pháp bảo vệ hạn chế cần thiết Những biện pháp cải tạo thực phải dựa mục đích sử dụng vùng tương lai 3.1.3 Quản lý chất lượng không khí Chất lượng khơng khí qui định kèm theo Theo qui định chất lượng khơng khí cộng đồng chung Châu Âu, việc giám sát phòng chống ô nhiễm nghĩa vụ quốc gia Những qui định đưa vào hệ thống luật nhà nước Đức thơng qua luật phòng chống ô nhiễm liên bang điều lệ Để thực yêu cầu luật bang Sachsen sử dụng hệ thống đo độ ô nhiễm tự động nhằm giám sát vấn đề ô nhiễm khí thải, gần hệ thống đo khí thải Tại bang Sachsen, việc giám sát khí thải phụ trách Sở môi trường, nông nghiệp địa lý (LfULG) Ngoài đây, chất lượng khí thải theo dõi hệ thống máy đo ngày lẫn đêm Hệ thông máy đo cho thơng tin xác chất lượng khơng khí, độ nhiễm khí từ chất gây nhiễm Vấn đề thải khí gây ô nhiễm Trong bảng phân tích khí thải gây ô nhiễm Sở môi trường, nông nghiệp địa lý bang Sachsen vấn đề thải khí từ khí thải gây nhiễm khí thải từ nhà kính tính tốn hàng năm dựa bảng liệt kê nhóm gây khí nhiễm Các kết thu trình bày chi tiết bảng thống kê khí thải gây nhiễm Ngồi ra, dựa thơng tin có sẵn, việc tính tốn thực với phương pháp đo đạc (so sánh bảng thông kê với ví dụ từ bảng báo cáo khí thải gây nhiễm) Tính an tồn kết giảm từ A đến E, tính an tồn nhóm C lớn Những thơng tin cho sở cần, không cần cấp giấy phép qui định rõ hệ thống thông tin phòng chống nhiễm (AIS-I), ví dụ như: • Các giới hạn qui định, • Cường độ thải khí gây nhiễm đo được, • Giải thích người điều hành vấn đề thải khí gây ô nhiễm từ sở họ Việc tiến hành kiểm kê đánh giá liệu cho toàn bang diễn định kỳ Sở môi trường, nông nghiệp địa lý bang Sachsen Tùy vào qui mô nhà máy tầm quan trọng môi trường mà nhà máy công nghiệp lớn người điều hành sở cần cấp giấy phép phải có nhiệm vụ báo cáo đầy đủ thơng tin khác vấn đề khí thải từ nhà máy họ Các nhiệm vụ báo cáo phần lớn dựa qui định cộng đồng chung Châu Âu Những thơng tin cần thiết có liên quan đến vấn đề quan giám sát kiểm tra ghi lại hệ thống thơng tin phòng chống nhiễm (AIS-I) Các thông tin cần báo cáo Sở môi trường, nơng nghiệp địa lý bang Sachsen (LfULG) tóm tắt, sau thông qua Bộ nông nghiệp môi trường bang Sachsen (SMUL) để chuyển tiếp đến Bộ môi trường liên bang (BMU) Sở môi trường CHLB Đức (UBA) Các sở nhà máy phải đăng ký giấy phép phê duyệt việc phòng chống bảo vệ ô nhiễm môi trường (xem mẫu đơn đăng ký đây) Thơng qua đó, nhà điều hành sở áp dụng điều luật qui định chung nhà nước vấn đề thải khí gây nhiễm Giảm thiểu tránh khí thải gây nhiễm Nhiệm vụ chủ yếu việc phòng chống nhiễm khơng khí làm giảm tránh khí thải gây nhiễm dựa điều kiện kỹ thuật cho phép Ngoài ra, thói quen cá nhân đóng vai trò quan trọng lĩnh vực giao thơng, sinh hoạt gia đình hàng ngày Việc đưa vào sử dụng công nghệ kỹ thuật đại sẵn có (BVT) Nhà điều hành sở cần cấp giấy phép việc phòng chống nhiễm phải có nhiệm vụ trì cơng nghệ kỹ thuật mức cho phép, đưa công nghệ đại có sẵn vào sử dụng nhằm phòng chống việc nhiễm mơi trường An tồn kỹ thuật phòng chống rủi ro Trong q trình làm việc với chất gây hại nguy cố máy móc lỗi kỹ thuật người gây ảnh hưởng nguy hại đến người và/hoặc môi trường sinh thái vấn đề tránh khỏi Để ngăn chặn, làm giảm cố ảnh hưởng sở sản xuất thường xuyên làm việc với chất gây hại phải thực yêu cầu nghiêm ngặt kỹ thuật biện pháp phòng chống bắt buộc Chính mà sở phải thường xuyên báo cáo tình trạng an toàn kỹ thuật chịu giám sát quan có thẩm quyền Các khn khổ pháp luật lĩnh vực an toàn kỹ thuật phòng chống rủi ro qui định điều thứ 12 Luật phòng chống nhiễm liên bang, gọi tắt 12 BImSchV qui định rủi ro Bên cạnh điều luật bảo vệ lao động, phòng chống cháy phòng chống thiên tai thực cách nghiêm ngặt Các qui định rủi ro áp dụng cho sở cần có giấy phép phê duyệt hợp pháp việc phòng chống nhiễm, nhà máy có chứa chất độc hại đạt đến ngưỡng cho phép vượt mức cho phép Ở bang Sachsen có đến 110 sở, đặc biệt nhà máy hóa học nhà máy lưu trữ chất độc hại với số lượng lớn 3.2 Quản lý nước thải – khắc phục ô nhiễm nước sông (thuộc khuôn khổ buổi làm việc với Cơng ty Thốt nước Dresden, ngày 19.07.2011) Cứ người số 530.000 người dân thành phố Dresden sử dụng trung bình ngày 95 lít nước biến thành nước thải Tiếp theo 1.100 nhà máy công nghiệp doanh nghiệp nhỏ kết nối với hệ thống cống nước thành phố Dresden Tất điều góp phần làm cho lượng nước trung bình ngày chảy vào hệ thống lọc Dresden- Kaditz với thời tiết mưa 120.000 m³ Thêm vào đó, lượng nước mưa từ nơi xây dựng không xây dựng, cụ thể từ mái nhà đường sá rút chảy vào hệ thống ống nước Tất lượng nước thải phải thu gom lại, dẫn vào hệ thống, xử lý lại để đưa trở lại vào chu kỳ nước tự nhiên Cơng ty TNHH Cấp nước Dresden chịu trách nhiệm thu gom xử lý nước thải thành phố Dresden Nhiệm vụ công ty bao gồm: • Thốt nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp doanh nghiệp nhỏ qua hệ thống cống đến sở xử lý • Thu gom xử lý dòng chảy nước mưa • Thu gom xử lý bùn từ bể tự hoại • Xử lý nước thải • Đưa nước thải qua xử lý quay trở lại vòng tuần hồn nước • Tái sử dụng tiêu hủy an toàn hợp chất thừa từ trình xử lý nước thải sỏi, cát, bùn lọc • Liên tục bảo trì, nâng cấp khôi phục hệ thống cống, kênh, đường ống sở xử lý • Bảo vệ gìn giữ nguồn nước bề mặt Dresden • Liên tục kiểm soát hoạt động sở xử lý, nguồn xả thải từ sở doanh nghiệp cơng thương 3.2.1 Các hình thức nước thải Có hai loại hệ thống nước sau đây: • Hệ thống riêng biệt: hệ thống này, nước thải nước mưa dẫn thoát hai hệ thống đường ống tách biệt Nước thải dẫn tới nhà máy xử lý nước mưa trước hết dẫn đến điểm xử lý dành riêng cho nước mưa, sau xả nguồn nước Hình thức dẫn nước áp dụng cho khoảng 40% diện tích thành phố Dresden • Hệ thống thoát chung: nước mưa nước thải thoát dẫn chung hệ thống đường ống đến nhà máy xử lý chung Khoảng 60% diện tích thành phố Dresden áp dụng hệ thống 3.2.2 Công nghệ xử lý nước thải Dây chuyền cơng nghệ hiếu khí Phương pháp phù hợp với nhà máy xử lý nước thải sử dụng trình xử lý phân hủy bùn hoạt tính truyền thống nồng độ trung bình u cầu (tính tốn) tiêu chuẩn Việt Nam nồng độ đầu Đức BOD5 300 mg/l COD 600 mg/l COD 100 mg/l 90 mg/l Ntổng 55 mg/l Ntổng 15 mg/l 18 mg/l Ptổng mg/l mg/l mg/l BOD5 Ptổng lắng cặn trạm kh 25.000 ng lưới chắn bơm buồng lắng cát rác (quạt khí) nước thải kh 5.000 m /ngđ sơ cấp bể kích hoạt bùn d = 13 m Vtot = 500 m kh 1.500kWh/ng trình làm đặc đốt máy vd Máy ép khí làm đặc nơi chứa khí tạo điện bùn quay lại làm đặc để khí xử lý phân hủy bùn quay lại dư bãi chơn lấp dùng khí sinh học sau bùn dư bùn phân từ xử lý bùn nước thải quy trình bùn sơ cấp bể thổi khí bùn Vtot = 1.800 m trạm chứa d = 22 m Atổng = 400 m + ni-tơ-rat hóa bể nhận phân bể phốt thứ cấp khử cac-bon t = 1,0 h phân từ 20 mg/l bể lắng VKB điện 30-50 mg/l tách nước bùn vd ly tâm, kh.600 m3/d đệm làm khô sử dụng bùn cho nông nghiệp Nhà máy xử lý bao gồm tổ hợp công nghệ xử lý sau ( theo chiều dòng chảy): • • • • Trạm bơm thu gom nước thải Các bước làm học bao gồm: - Thiết bị chắn rác - Buồng lắng cát - Bể lắng đợt ( với thể tích hữu ích 500 m3 đường kính hữu ích 15m) - Trạm thu chất thải để điều khiển việc thu gom bùn thải từ cơng trình xử lý nước thải phân tán ( vd trạm nước thải nhỏ) Việc thêm bùn có kiểm sốt trạm xử lý nước thải thực từ lúc thu gom đến bể hiếu khí trực tiếp giai đoạn xử lý bùn ( phân hủy bùn) Các bước làm sinh học: - Bể Aeroten có sử dụng khí nén để phân hủy sinh học chất hữu chứa nước thải (hợp chất Cacbon BOD5) Thể tích hữu ích tính tốn cho bể hiếu khí khoảng 1800 m3 - Trạm bơm khí nén - Bể lắng đợt với diện tích bề mặt hữu ích 400 m2 (ví dụ đường kính bao quanh bể khoảng 22 m) Bể xây hợp khối với bể hiếu khí Aroten với đường kính hữu ích bể hợp khối 34 m (bể lắng đợt nằm với đường kính 15m, bể Aeroten bên ngồi với đường kính vòng xuyến m rộng) - Trạm bơm bùn tuần hoàn bùn dư Xử lý bùn : - Nén bùn sơ cấp từ bể lắng đợt bùn dư từ bể Aeroten - Bể phân hùy bùn kín với thể tích 700 m3 để xử lý bùn kỵ khí (để ổn định bùn phục vụ cho sản xuất khí gas sinh học) - Bể chứa khí - Chuyển hóa khí sinh học (chủ yếu khí mê-tan) để tạo lượng (điện, nóng) tổ hợp nhiệt-điện - Khí dư – khí sinh học khơng chuyển hóa q trình phải đốt khí mê-tan có khí sinh học độc hại cho mơi trường so với khí cacbonic - Nén bùn thứ cấp để ổn định bùn cho trình phân hủy - Sân phơi bùn - Sử dụng bùn thải cho nông nghiệp với điều kiện bùn khơng có chứa chất độc hại ( vd kim loại nặng) Dây chuyền công nghệ xử lý kỵ khí (xem sơ đồ cơng nghệ hình trang sau) khí sinh học xử lý bổ sung nhận nước - hồ - lọc nhỏ giọt nồng độ đầu - bể lọc tiếp xúc hiếu khí bể phản ứng UASB BOD5 20-50 mg/l COD 50-100 mg/l Ntổng 15 mg/l Ptổng mg/l lớp đệm bùn sử dụng nồng độ trung bình nơng nghiệp (tính tốn) BOD5 300 mg/l COD 600 mg/l Ntổng 55 mg/l Ptổng mg/l trạm kh 25.000 ng nước thải kh 5.000 m /ngđ bơm đốt khí xử lý học bể sơ trộn bù nơi lưới chắn, sàng buồng lắng cát chứa khí sử dụng phân từ bể phốt nơi bể khí sinh học tiếp nhận trữ để phân phân sản xuất lượng điện kh 2.500 kWh/ngđ (khả thi) lưới điện Nhà máy xử lý bao gồm cơng trình sau: • Trạm bơm thu gom nước thải • Xử lý học sơ cấp bao gồm: • • • - Thiết bị chắn rác - Buồng nghiền rác - Trạm thu rác thải ( phương án 1) - Có thể có thêm bể điều hòa bể hòa trộn để ổn định biến đổi lượng nước thải Xử lý yếm khí với bể phản ứng UASB tích hữu ích 500 m3 Bể phản ứng cần trang bị hệ thống thu gom phân phối hiệu phận chứa bùn, kênh thoát nước qua xử lý phận tách khí sinh học Như trình bày trên, xử lý nước thải phương pháp yếm khí khơng hồn tồn đảm bảo u cầu nghiêm ngặt thời Hiệu suất loại bỏ chất thải hữu nước thải đạt 70 80% tính theo COD BOD5 khơng xử lý tồn ni-tơ phốt-pho Vì cần có bước xử lý bổ sung Làm bổ sung (tùy chọn) Để xử lý thêm, có nhiều cách khác nhau, ví dụ: - Hồ: giải pháp đơn giản (ở khía cạnh thiết kế vận hành), yêu cầu không gian rộng Hồ xử lý nước thải giai đoạn làm cuối cần diện tích khoảng 2,5- 4,5 ( phụ thuộc vào yêu cầu làm cuối (< 50mg/l BOD5 < 20mg/l BOD5 ) Hồ xử lý xây vị trí cách biệt thuận lợi - Bể lọc nhỏ giọt – phương án đơn giản yêu cầu khơng gian khơng đòi hòi cơng nghệ cao - Bể lọc tiếp xúc hiếu khí – tương tự với bể lọc nhỏ giọt đòi hỏi cơng nghệ cao Xử lý bùn: - Khơng có trình xử lý bùn phương án xử lý nước thải phương pháp hiếu khí diễn với trình xử lý nước thải bể phản ứng yếm khí Bùn sinh học tích tụ trình phải loại bỏ liên tục làm nước, ví dụ sân phơi bùn Để sân phơi bùn đảm bảo hiệu diện tích cần thiết khoảng 0,1ha - Sử dụng bùn khơ cho mục đích nơng nghiệp Thiết bị chứa chuyển hóa khí sinh học từ q trình phản ứng yếm khí tương tự với phương pháp xử lý nước thải phương pháp hiếu khí • Bể chứa khí gas • Hệ thống kết hợp nhiệt-năng lượng để phát điện (tùy chọn) • Bộ phận đốt khí 3.2.3 Khắc phục cố nhiễm nước sơng Nội dung trình bày dạng thuyết trình, lưu đĩa CD-Rom đính kèm 10 3.3 Khắc phục cố ô nhiễm môi trường (thuộc khuôn khổ chuyến thăm quan nhà máy xử lý đất nước ngầm bị ô nhiễm ngày 20 21.07.2011) 3.3.1 Công nghệ cải tạo đất bị ô nhiễm Trung tâm cải tạo đất Hirschfeld hoạt động kể từ năm 1996, thuộc Tập đồn Mơi trường Bauer Trung bình năm, suất xử lý vi sinh hóa học trung tâm đạt 120.000 vật liệu bị ô nhiễm dầu khống, hydro cacbon thơm đa vòng, nhóm chất benzen, toluen, ethylbenzen xylem; nhóm phenol, nhóm hydro cacbon dễ bay chứa clo Bioleaching – Công nghệ làm sinh học dành cho đất bị nhiễm kim loại nặng Tại khu công nghiệp, vùng khai thác mỏ khối nước gần cảng, lớp trầm tích thường bị ô nhiễm kim loại nặng Khi khối trầm tích tiếp xúc với khơng khí, kim loại nặng chuyển hóa sang thể tan dung dịch qua q trình ơ-xy hóa vi sinh a-xit hóa, gây nhiễm mơi trường Chỉ riêng bang Sachsen, số lượng trầm tích cần dọn lên tới triệu Từ trước đến giờ, lượng trầm tích chủ yếu máy xúc nạo vét chôn bãi chôn lấp Phương án kéo dài lâu, chất ô nhiêm khơng xử lý triệt để; tiềm tàng mối nguy hiểm cho môi trường đồng thời chi phí chơn lấp tăng theo thời gian Vì vây, trung tâm nghiên cứu môi trường Leipzig-Halle nghiên cứu phương pháp để làm sinh học dành cho trầm tích bị nhiễm Mục tiêu đẩy mạnh cách có kiêm sốt q trình ôxy hóa axit hóa, nhằm tách kim loại nặng khỏi trầm tích Hình 3: Dây chuyền cơng nghệ làm sinh học dành cho trầm tích bị nhiễm kim loại nặng Lớp trầm tích nạo vét thường có dạng bùn, khơng thấm nước khơng chứa ôxy Bước đầu, lớp trầm tích dùng để làm vật liệu trồng sậy loại cỏ rễ dài Q đó, trầm tích có cấu trúc thấm nước thẩm thấu khơng khí Trầm tích, lúc có dạng đất, bổ sung thêm lưu huỳnh, sau phun sương bổ sung khơng khí qua nhiều tuần lễ (bioleaching) Nhờ điều kiện thuận lợi này, vi khuẩn tự nhiên nhóm Thiobacillus tạo axit, đưa kim loại nặng (kẽm, cat-mi, ni-ken, cô-ban, măng- 11 gan, đồng) dạng tan Phần kim loại nặng rửa tách khỏi phần chất rắn, sau kết tủa tách khỏi nước cô đặc thành bùn kim loại Tại thí nghiệm trường, suất tách kim loại đạt tới 80% Lớp trầm tích sau làm kiềm hóa trộn chung với phân bón để sử dụng nơng nghiệp Cải tạo đất bị nhiễm dầu khống hệ thống rỉ nước Mục tiêu công nghệ tạo điều kiện sống tối ưu cho vi khuẩn để tăng tối đa khả phân hủy chất gây ô nhiễm chúng Thông thường, kết cấu hệ thống rỉ nước phức tạp hầm ủ đất Tuy nhiên, trình rỉ nước lại dễ điều chỉnh hơn, dễ dàng tối ưu hóa mơi trường sống cho vi sinh Quá trình phân hủy diễn nhanh hơn, khiến cho thời gian xử lý rút ngắn qua giảm đáng kể chi phí xử lý Tại nhà máy xử lý, đất bị ô nhiễm trước tiên đưa vào bể xử lý có cơng suất 750 tấn/bể Từ thùng phản ứng sinh học, nước dẫn vào phun lên bề mặt đất ô nhiễm Lượng nước rỉ dần xuống chảy qua đường ống quay trở vể thùng phản ứng sinh học Cùng lúc, luồng khí dẫn xuyên qua đất, chiều với dòng nước chảy Hình 4: Sơ đồ công nghệ xử lý đất bị ô nhiễm dầu Ưu điểm: công nghệ đảm bảo điều kiện sống tối ưu cho vi khuẩn có đất Trong suốt thời gian xử lý, đất giữ ẩm mức cần thiết, độ pH phù hợp với vi khuẩn, chất dinh dưỡng dạng khoáng thường xuyên bổ sung Nhờ có luồng khí dẫn vào, vi khuẩn có đủ ơxy để hoạt động Làm nóng đất trường sóng điện Đây cơng nghệ cho phép làm nóng hạt đất trường với công suất cao Phương pháp phù hợp cho vật liệu không dẫn điện làm việc theo ngun lý lò vi sóng Các tia điện từ tần suất thấp (trong khoảng từ đến 50 MHz) cho phép làm nóng thể tích đất bị nhiễm lớn Cơng nghệ làm nóng sóng điện thường vận dụng vùng khí hậu lạnh, có băng giá Ngồi ra, cơng nghệ giúp cải thiện khả phân hủy chất gây ô nhiếm cách: • • • • • Tạo mơi trường nhiệt độ thích hợp Tăng khả đáp ứng sinh học Tiến hành cải tạo không phụ thuộc mùa Tăng khả thẩm thấu đất Làm cho chất gây ô nhiễm linh động 12 • Tạo điều kiện nhiệt thuận lợi cho bước hút khí từ đất Các ưu điểm phương pháp (so với phương pháp xử lý nhiệt khác xử lý bừng khí nóng nước): • • • • Vận dụng khoảng nhiệt độ từ –20°C đến 400°C Có thể áp dụng trường cho vùng bị ô nhiễm nằm sâu lòng đất cho bề mặt bị lát kín Tạo điều kiện tối ưu nhiệt độ cho xử lý sinh học hút khí Tạo nóng trực tiếp lòng đất • • • Khơng cần thêm vật liệu truyền nóng Có thể truyền nóng mà khơng bị giới hạn bề mặt hay vách ngăn Điều chỉnh lượng nhiệt nhiệt độ cuối 3.3.2 Công nghệ cải tạo nước ngầm bị ô nhiễm Dự án sinh thái Bitterfeld/Wolfen trải dài từ thành phố Bitterfeld, Wolfen tiểu vùng Greppin có mục tiêu cải tạo hai khu cơng nghiệp nằm cạnh có truyền thống 100 năm: cơng ty CP hóa chất Bitterfeld/Wolfen xí nghiệp CP phim Wolfen Tổng diện tích phải cải tạo 13 km² Trọng điểm công tác cải tạo khắc phục hậu ô nhiễm nước ngầm với tổng dung tích bị nhiễm lên đến 100 triệu mét khối Tại đây, nước ngầm bị ô nhiễm nhiều loại hợp chất đa dạng với nồng độ cao: từ hợp chất hữu đủ loại đến sắt, măng-gan, mùn hợp chất chứa lưu huỳnh Trạm cải tạo nước ngầm xây dựng từ năm 2004 trạm xử lý lớn khu vực Bitterfeld/Wolfen Nước ngầm xử lý qua hai tuyến với công suất tuyến 100 m³/h Tùy nhu cầu xử lý lúc nhóm hợp chất khác nhau, hai tuyến tách riêng Dòng nước đầu vào dẫn từ bể chứa có dung tích 6.000 m³ Dòng đầu dẫn vào trạm xử lý chung khu công nghiệp hóa học Hình 5: Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước ngầm Bitterfeld 13 Dòng nước ngầm bị ô nhiễm xử lý qua giai đoạn sau đây: - điều chỉnh độ pH, - ơxy hóa ion sắt nước, kết tủa kết đám hydroxit hình thành chất lơ lửng khác, - tách chất rắn khỏi nước ngầm lắng trầm tích bể hình phễu, - làm đặc bùn bể hình phễu, - hút khí lọc khí than hoạt tính, - tách chất gây ô nhiễm khỏi phức hệ qua bốn điểm thổi khí song song, - xử lý khí thải với xúc tác, sau lọc khí than hoạt tính, - lọc cát áp lực, - lọc than hoạt tính để tách chất gây nhiễm khỏi nước ngầm (mỗi tuyến có lọc với dung tích 36 m³/bộ) - điều chỉnh tỷ lệ COD/BOD5 dòng đầu Bảng cho biết thơng tin số chất gây ô nhiễm Nồng độ đầu vào trung bình (mg/l) Nồng độ cho phép (mg/l) COD 500 450 AOX 60 Hydro cacbon chứa chlo dễ bay 65 Hydro cacbon chứa chlo khó bay 4,5 pH 4-11 6-9 Trạm xử lý nước ngầm thức vào hoạt động năm 2005 dự kiến hoạt động đến hết năm 2011 14 3.4 Quản lý chất thải (thuộc khuôn khổ chuyến thăm nhà máy phân loại giấy chế phẩm từ giấy qua sử dụng ngày 22.07.2011) 3.4.1 Phân loại chất thải rắn nguồn hệ thống thu gom Tại CHLB Đức, rác thải phân loại từ nguồn theo loại sau: • • • • • Rác loại bao bì, lon thuộc thùng hay bao màu vàng Rác hữu cơ: bao gồm rác thải từ nhà bếp, nhà hàng, vườn thuộc thùng màu nâu Rác không tái chế được: thuộc thùng máu xám Giấy, bìa, cac tơng Thủy tinh: phân loại theo màu trắng (trong suốt), xanh nâu Các loại rác thải thu gom vận chuyển trạm trung chuyển theo hai hệ thống chính: • • Hệ thống đến lấy nguồn: khoảng đến tuần lần, công ty môi trường đến khu nhà thu gom rác từ thùng rác tòa nhà Hệ thống áp dụng cho loại thùng màu vàng, nâu xám Hệ thống tự mang đến điểm thu: người dân tự mang rác thải đến điểm thu công cộng Rác chứa điểm chuyển tuần đến tháng lần (tùy khu vực) đến thẳng điểm tái chế Hệ thống áp dụng cho rác thủy tinh giấy Chất thải độc hại pin, ắc quy qua sử dụng thu gom riêng Người dân giao nộp miễn phí loại chất thải điểm thu gom dành riêng, điểm cơng cộng (ví dụ siêu thị) thường có hộp thu gom pin cũ Dược phẩm khơng giá trị sử dụng phải giao nộp hiệu thuốc (miễn phí) khơng phép thải chung vào ba loại thùng rác màu xám, vàng, nâu dành cho hộ gia đình Tương tự vậy, đồ điện tử cũ hỏng (kể dây điện) đồ nội thất cũ không phép thải chung vào hệ thống thùng rác sinh hoạt mà phải đưa đến điểm thu gom công cộng Tùy nhu cầu mà người dân tự trả phí thêm để nhân viên môi trường đến tận nhà thu gom loại chất thải Thông thường, người dân mua máy điện tử bao gồm dịch vụ giao đến tận nhà, người giao hàng đảm nhận miễn phí việc thải máy cũ 3.4.2 Các cơng nghệ tái chế Phân loại giấy chế phẩm từ giấy qua sử dụng Do giá lượng, giá nước giá gỗ ngày tăng, tái chế giấy chế phẩm từ giấy qua sử dụng (gọi tắt giấy vụn) đóng vai trò khơng thể thiếu công nghiệp giấy CHLB Đức Nền tảng nó, cơng đoạn thu gom phân loại chế phẩm này, nhiệm vụ quan quản lý chất thải rắn 15 Giấy vụn dùng để tái chế thành bao bì đóng gói khơng thiết phải phân loại Tuy nhiên, sản xuất loại giấy in (báo, tạp chí) cần đầu vào có chất lượng cao, loại giấy bao bì hay cac tơng khơng đủ chất lượng để tái chế thành giấy in Vì vậy, bắt buộc phải tiến hành bước phân loại giấy Nhà máy phân loại giấy vụn Frankfurt đưa vào hoạt động thức từ tháng 3.2003 nhà máy đại châu Âu Toàn khuôn viên nhà máy rộng 10.400 m2, tổng công suất 150.000 năm Nhà máy hoạt động theo ba tuyến với công suất tuyến 30 Sau chuyển giao đến nhà máy, nguồn nguyên liệu đầu vào (giấy vụn loai, bìa tơng, bao bì giấy bìa ) qua hai bước sàng thô sàng tinh Bước sàng thô giúp lọc cac tơng khổ lớn A4, sau đưa vào hầm chứa riêng dành cho cac tông Bước sàng tinh lọc tất vật liệu nhỏ 100 mm Sau hai bước này, nhà máy áp dụng cơng nghệ đại Một máy quay màu có độ phân giải cao sen-so CMYK nhận biết cac tông, giấy màu vật liệu thừa loại đinh ghim, kẹp Cùng lúc, vị trí vật liệu dư định vị băng chuyền thổi van áp lực Sau bước này, giấy tiếp tục kiểm định, phân loại tay để đảm bảo chất lượng Các loại giấy với chất lượng khác (giấy vụn, cac tông, giấy phù hợp để tách mực, sản xuất giấy báo) ép thành khối để nguyên, vận chuyển đến nhà máy giấy Tái chế chất thải rắn thành lượng Ngay từ lúc xây dựng lò đốt chất thải rắn vào năm 1960, nhiệt tỏa từ việc thiêu hủy rác gia đình lò đốt (AVA) truyền dẫn đến nhà máy nhiệt lượng lân cận Năm 2005 năm cho bước ngoặt lớn lịch sử lò đốt chất thải rắn Từ Quy chuẩn kỹ thuật xử lý chất thải sinh hoạt thông qua vào ngày 01.06.2005 bắt buộc tất loại rác thải sinh hoạt, cụ thể rác từ thùng rác màu xám, phải xử lý nhiệt sinh học trước chở đến điểm chơn lấp Chính thế, việc mở rộng đại hóa lò đốt chất thải lâu dài tránh khỏi Dây chuyền kỹ thuật xử lý chất thải rắn nhiệt Rác thải sinh hoạt từ khu vực lân cận chuyển đến cân sau trút vào hầm rác Từ đây, rác cần cẩu đưa đến tuyến thiêu hủy rác song song Mỗi tuyến thiêu hủy với nhiệt độ tầm 1000ºC 20 rác Xỉ tích lũy từ rác thiêu hủy đưa đến hầm xỉ sau xử lý tiếp Năng lượng tạo trình thiêu hủy rác dùng để tạo nhiệt với nhiệt độ 500ºC với áp suất 60 bar Hơi nhiệt lượng cho việc tạo nhiệt sưởi điện Lò xử lý khí thải xả khí thải q trình thiêu hủy rác sau qua hai công đoạn xử lý 16 Hơi nước Tuyến 2-4 Nước phun Tuyến 2-4 Nước Ch rắn Khí Ch dư Xỉ Khí 17 Quy trình chi tiết: Giao nhận rác: Rác sinh hoạt chuyển đến lò thiêu hủy rác xe thu gom rác xe chuyên chở rác xe xúc rác Container rác Tại trạm luân chuyển rác xe xúc rác chất rác lên từ bên sau xe đổ rác xuống nơi thiêu hủy rác nhà máy Hầm rác Cẩu rác Hầm chứa xỉ: Xỉ hai tuyến thiêu hủy rác dẫn vào hai hầm chứa xỉ với dung tích hầm 1.235 m3 Sau xỉ chuyển xe tải tiếp tục đến lò xử lý xỉ Vỉ đốt: Rác thiêu hủy vỉ đốt Các vỉ đốt nguội gồm có vỉ sắt chạy ngược chiều để làm khơ, khử khí, thiêu hủy vỉ sắt đẩy với chuyển động phía trước để thiêu hủy hồn tồn phần đong lại Thơng qua việc di chuyển ngược chiều song sắt, rác làm rời ra, từ nhận nhiều khơng khí hơn, đảm bảo thiêu hủy hồn tồn Rác chạy qua song sắt để đốt vòng tiếng thành xỉ cuối song sắt Lượng rác chạy qua dòng thiêu hủy 20 với định lượng thiết kế 10.270 kJ/Kg Hiệu suất nhiệt đốt tối đa 63 MW Nồi hơi: Nồi có nhiệm vụ chuyển đổi nhiệt q trình thiêu hủy rác thành nước Thông qua nồi hàn kín, luồng khí thải (1 luồng khí thải dọc, luồng khí thải ngang) hình thành hệ thống ống-cầu-ống (ống vây cá) Trong hệ thống ống-cầu-ống này, nước theo vòng tuần hồn tự nhiên biến thành bão hòa kết tủa bể nước Tiếp theo đó, bão hòa chạy qua bốn cục nung độ theo phương ngang để tạo nóng khoảng 500ºC áp suất 60 bar Để tăng cơng suất nước chạy qua ba cục làm nóng nước, thuộc phần khí thải theo hướng nằm ngang phía sau cục nung độ, trước dẫn vào nồi nước Thùng chứa vơi: thùng chứa có chức dự trữ Ca(OH)2, chất hút ẩm dùng để hạn chế khí axit HCl, SO2, SO3, HF khí đốt Trong trình diễn phản ứng trung hòa kết tủa Các phản ứng xảy lò phản ứng Circoclean Thùng chứa than cốc lò cao: Vơi bổ sung than cốc trước cho vào lò phản ứng Circoclean để chất Dioxin, Furan kim loại nặng khí thải kết tủa Lò phản ứng Circoclean: Lò phản ứng Circoclean thùng chứa với phần thắt lại bên vùng dòng khí ln chuyển Khí chưa qua xử lý đến nơi dòng khí ln chuyển từ bên Vôi than cốc đưa vào lưu lượng khí thải bên ống phễu khí để đạt mức trộn lẫn tối đa Bên ống phễu khí hình thành vùng thể với mật độ hạt cao bề mặt hạt lớn điều kiện khả quan cho việc trao đổi nhiệt chất ( tầng xoáy) Trong tầng xoáy diễn phản ứng chất hấp phụ chất gây ô nhiễm Ngoài nước phun vào để điều chỉnh nhiệt độ phản ứng 10 Lọc sợi 11 Ống hút khí: Ống thổi khí hút khí thải qua tồn hệ thống chuyển khí lọc đến lò cao Đồng thời điều chỉnh giữ cho áp suất phòng đốt ổn định Ngồi động cài tầng số ống hút khí có động quay Động quay có khả cung cấp điện trường hợp khẩn cấp cho hệ thống lò 12 Ống khói: Ống khói có độ cao 120m, xây gạch bao Trên ống cài đặt đèn cảnh báo máy bay 13 Máy phát điện: Việc sử dụng nhiệt diễn phận nối đồng phát máy tụ nối với máy phát để tạo điện Turbin có hai vòi nhiều mức áp suất khác phục vụ việc sử dụng điện cho hệ thống lò, việc lấy nhiệt 18 sưởi Chính điều mà việc sử dụng thích ứng với biến động nhu cầu nhiệt sưởi cách sản xuất nhiều điện hay nhiều nhiệt sưởi 14 Bộ tụ khí: Bộ tụ khí phận trao đổi nhiệt có chức biến khí turbin thành nước ngưng tụ Sự ngưng tụ nước tạo môi trường chân không diễn chùm trao đổi nhiệt thông qua việc đưa nhiệt ngưng tụ đến khí nguội Các khí khơng thể ngưng tụ hút Hơi ngưng tụ máy bơm khí ngưng tụ đưa trở lại chu kỳ nước-hơi Lưu lượng tỏa tối đa 165 t / h 15 Bộ tụ nhiệt: Bộ tụ nhiệt phận trao đổi nhiệt, lượng nhiệt nước lấy từ turbin đưa đến nước nóng hệ thống nhiệt sưởi Năng suất lấy nhiệt sưởi lên đến 99 MW, nhiệt độ trước truyền nhiệt 70/90°C Việc cung cấp nhiệt cho lò sưởi nước nóng nơi người tiêu thụ thực thông qua phận trao đổi nhiệt 16 Thùng chứa nước: Hơi ngưng tụ dẫn đến thùng chứa nước sau tách khí đó, nhằm tách bỏ khí ơxy khí cacbonic để chống rỉ sét hệ thống ngưng tụ nước hệ thống nước Tổng cộng có thùng chứa nước nối kết chu kỳ song song, với thể tích thùng 78 m3 17 Máy bơm nước: Để cung cấp nước cho nồi hai máy bơm nước với động quay turbin máy bơm nước với động điện cài đặt nhằm đưa nước đạt đến áp suất cần thiết nồi Ngoài nước dùng nước phun cho nhiều mục đích khác quy trình Tổng kết Tài liệu thăm quan thực tế „Quản lý môi trường Khắc phục cố ô nhiễm“ đưa nhìn tồn diện, khái qt quản lý mơi trường nói chung, hệ thống quản lý nước thải, chất thải rắn kinh nghiệm kiến thức khắc phục cố ô nhiễm CHLB Đức Cùng lúc, nhà hoạch định, quản lý môi trường Việt Nam Đức có hội trao đổi kinh nghiệm đưa đón nhận thông tin công nghệ xử lý chất thải, nước thải công nghệ cải tạo vùng ô nhiễm hiệu Cuối cùng, người soạn tài liệu mong muốn qua tạo kênh trao đổi thông tin Việt Nam với quốc tế ngành môi trường nhằm đạt đến hệ thống quản lý bền vững mơi trường tồn cầu Các tác giả Phan Hoàng Mai & Catalin Stefan Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden Viện Quản lý chất thải Xử lý vùng ô nhiễm Technische Universitaet Dresden Institut fuer Abfallwirtschaft und Altlasten Pratzschwitzer Str 15 D-01796 Pirna Germany 19