Đồ án tốt nghiệp Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, x
Trang 1Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
TÓM TẮT
Công tác quản lý và xử lý bùn thải công nghiệp đang là mối quan tâm hàng đầu hiện nay Bùn thải hiện chỉ được thu gom một phần và cũng chưa được xử lý, tái chế nên nguy cơ gây ô nhiễm môi trường là rất lớn, đồng thời còn lãng phí tài nguyên
Đề tài đã thu thập thông tin, thống kê và dự báo được lượng bùn thải công nghiệp phát sinh từ các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu: (2016) 450,1 tấn/tháng, (2020) 562,1 tấn/tháng
Kết quả khảo sát và phân tích cho thấy bùn từ các nhà máy xử lý nước thải hiện nay chưa được quản lý và xử lý đúng đắn vì vậy các loại bùn này cần được tách riêng
để quản lý và xử lý đạt hiệu quả cao nhất
Đề tài định hướng được các phương án xử lý đối với từng loại bùn khác nhau theo hướng ưu tiên cho công nghệ tái sinh, tái chế, đơn giản, dễ thực hiện và hiệu quả kinh
tế
Đồng thời tiến hành tái sử dụng bùn thải ra từ hệ thống: tái sử dụng làm phân bón (KCN Amata, Nhơn Trạch I, Nhơn Trạch III, Phú Mỹ I, Đông Xuyên) Các KCN Mỹ Xuân A, Mỹ Xuân A2, Giang Điền hướng đến sản xuất khí Biogas Bùn thải KCN Dệt May Nhơn Trạch thì nên ứng dụng công nghệ tăng hiệu suất tách Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thực hiện các bước thí nghiệm tiếp theo để đưa ra được dẫn chứng về tiềm
năng giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng của bùn thải
Trang 2Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
MỤC LỤC
ABSTRACT II TÓM TẮT III DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VI DANH MỤC BẢNG VII DANH MỤC HÌNH IX
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 Tổng quan bùn thải 4
1.1.1 Nguồn gốc phát sinh 4
1.1.2 Thành phần, tính chất bùn thải công nghiệp 8
1.1.3 Ảnh hưởng của bùn thải công nghiệp đến môi trường và kinh tế 15
1.1.4 Các phương pháp xử lý bùn thải công nghiệp 16
1.1.5 Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ xử lý, giảm thiểu và tái sử dụng bùn thải 23
1.1.6 Tổng quan về đánh giá công nghệ xử lý bùn thải 28
1.2 Tổng quan về Đồng Nai, các KCN và HTXLNT của tỉnh 29
1.2.1 Tổng quan về tỉnh Đồng Nai 29
1.2.2 Tổng quan về các KCN của tỉnh Đồng Nai 30
1.2.3 Định hướng phát triển các KCN của tỉnh Đồng Nai 33
1.3 Tổng quan về Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, các KCN và HTXLNT KCN của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 34
1.3.1 Tổng quan về tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 34
1.3.2 Tổng quan về các KCN trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 35
1.3.3 Định hướng phát triển các KCN của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đến năm 2020 37
CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
2.1 Phương pháp thu thập, kế thừa các tài liệu liên quan 39
2.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế 39
2.3 Phương pháp xử lý thông tin, thống kê số liệu 39
2.4 Phương pháp lựa chọn mẫu, lấy mẫu và phân tích bùn thải 39
2.4.1 Phương pháp lựa chọn mẫu 39
Trang 3Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
2.4.2 Nguyên tắc lấy mẫu, phân tích và phân định bùn thải 41
2.5 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 45
2.6 Phương pháp phân tích – tổng hợp 45
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46
3.1 Kết quả thu thập thông tin công nghệ xử lý nước thải, bùn thải ở các KCN 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu 46
3.1.1 Tình hình triển khai xây dựng nhà máy XLNTTT trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 46
3.1.2 Tình hình triển khai xây dựng NM XLNTTT trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 47 3.2 Quy trình công nghệ xử lý nước thải của các NM XLNT trên địa bàn 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu 47
3.3 Quy trình công nghệ xử lý bùn thải của các nhà máy XLNT trên địa bàn 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu 63
3.4 Đặc tính bùn thải và dự báo khối lượng bùn thải từ các KCN của 2 tỉnh 77
3.4.1 Đặc tính bùn thải các KCN 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu 77
3.4.2 Dự báo khối lượng bùn thải của các KCN đến năm 2020 88
3.5 Đề xuất các biện pháp để giảm thiểu và xử lý, tái sử dụng bùn thải KCN 89
3.5.1 Đối với các KCN Mỹ Xuân A, Mỹ Xuân A2, Giang Điền 89
3.5.2 Đối với các KCN Amata, Loteco, Nhơn Trạch I, Nhơn Trạch III, Phú Mỹ I, Đông Xuyên 90
3.5.3 Đối với KCN Dệt May Nhơn Trạch 92
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94
4.1 KẾT LUẬN 94
4.2 KIẾN NGHỊ 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96
PHỤ LỤC 97
Trang 4Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CDM Cơ chế phát triển sạch
CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt
RBC Lọc sinh học và đĩa quay sinh học
TOC Tổng lượng chất hữu cơ
TXLNTTT Trạm xử lý nước thải tập trung
USEPA Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
Trang 5Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần bùn tự hoại – các chỉ tiêu truyền thống 5
Bảng 1.2 Thành phần của bùn thải từ các quá trình xử lý khác nhau 9
Bảng 1.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý đến hàm lượng Nitơ trong bùn thải 10
Bảng 1.4 Ảnh hưởng của cách thức xử lý đến hàm lượng P trong bùn thải 11
Bảng 1.5 Nồng độ trung bình của một số kim loại nặng trong bùn thải 12
Bảng 1.6 Thành phần bùn thải từ một số ngành công nghiệp 14
Bảng 1.7 Các KLN điển hình phát sinh từ các ngành công nghiệp khác nhau 15
Bảng 1.8 Các giai đoạn xử lý bùn thải 17
Bảng 1.9 So sánh các phương pháp nén bùn 19
Bảng 1.10 Kỹ thuật xử lý bùn thải của hệ thống xử lý nước thải tập trung 26
Bảng 2.1 Quy ước vị trí lấy mẫu 40
Bảng 2.2 Danh sách lấy mẫu đại diện 40
Bảng 2.3 Các phương pháp lấy mẫu, xử lý bùn thải 41
Bảng 2.4 Các phương pháp phân tích mẫu bùn 42
Bảng 2.5 Các loại bùn thải phát sinh từ nhà máy XLNT 43
Bảng 3.1 Bảng tóm tắt thông tin các KCN trên địa bàn 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu 48
Bảng 3.2 Tóm tắt tình hình xử lý bùn thải của các NMXLNT trên địa bàn 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu 64
Bảng 3.3 Phân chia nhóm công nghệ xử lý bùn thải 72
Bảng 3.4 Ưu và nhược điểm của hệ thống xử lý bùn thải 73
Bảng 3.5 Kết quả phân tích độ ẩm của bùn thải các KCN thuộc nhóm I 74
Bảng 3.6 Kết quả phân tích độ ẩm của bùn thải các KCN thuộc nhóm II 75
Bảng 3.7 Bảng so sánh hiệu quả xử lý độ ẩm bùn thải sau khi qua xử lý của Nhóm I và Nhóm II 76
Bảng 3.8 Phân tích các chỉ tiêu bùn thải 78
Bảng 3.9 Mức độ phát thải bùn tại các nhà máy xử lý nước thải tập trung KCN 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu 87
Bảng 3.10 Lượng bùn thải từ TXLNTTT các KCN 88
Bảng 3.11 Lượng bùn thải ra đến năm 2020 89
Trang 6Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Bảng 3.13 Hàm lượng C/N của các KCN 90Bảng 3.14 Đánh giá tính khả thi của công nghệ compost 92Bảng 3.15 Đánh giá tính khả thi của công nghệ tách nước 93
Trang 7Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bùn phát sinh từ các công đoạn xử lý nước thải 6
Hình 1.2 Ô nhiễm bùn thải 16
Hình 1.3 Các bước cơ bản trong xử lý bùn 23
Hình 1.4 Các bước trong phân hủy kỵ khí 24
Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý bùn thải sinh hoạt 25
Hình 1.6 Sản xuất gạch từ bùn thải KCN 27
Hình 1.7 Bản đồ địa lý Tỉnh Đồng Nai 29
Hình 1.8 Ban quản lý các KCN tỉnh Đồng Nai 31
Hình 1.9 KCN Nhơn Trạch II – Nhơn Phú 32
Hình 1.10 Bản đồ địa lý tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 34
Hình 1.11 Ban quản lý KCN tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 36
Hình 1.12 KCN Đông Xuyên 37
Hình 3.1 Nhà máy xử lý nước thải KCN Nhơn Trạch I 46
Hình 3.2 Nhà máy xử lý nước thải KCN Mỹ Xuân A 47
Hình 3.3 Đồ thị độ ẩm của bùn thải các KCN nhóm I qua các giai đoạn xử lý bùn thải 74
Hình 3.4 Đồ thị độ ẩm của các KCN nhóm II qua các giai đoạn xử lý bùn thải 75
Hình 3.5 Đồ thị so sánh khả năng tách nước của các hệ thống xử lý bùn thải KCN thuộc nhóm I và II 76
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn độ pH 80
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn tổng các hợp chất hữu cơ 80
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hàm lượng P2O5. 81
Hình 3.9 Đồ thị biễu diễn hàm lượng N 81
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn nồng độ Asen 82
Hình 3.11 Đồ thị biễu diễn nồng độ Cr6+ 83
Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn nồng độ Niken 83
Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn nồng độ chì 84
Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn hàm lượng thủy ngân 84
Hình 3.15 Đồ thị biễu diễn hàm lượng cadimi 85
Hình 3.16 Quy trình xử lý tạo biogas 89
Trang 8Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nước đang phát triển Công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước được xem như chìa khóa phát để triển đất nước Hiện nay, trên phạm vi cả nước có
463 KCN trong quy hoạch tổng thể phát triển các KCN ở Việt Nam từ năm 2016 và định hướng tới năm 2020 đã được thủ tướng chính phủ phê duyệt Tính đến năm 2016 trên phạm vi cả nước có 304 KCN được thành lập và đi vào phát triển, đóng góp một phần rất lớn vào GDP của cả nước Tuy nhiên song song với vấn đề phát triển của đất nước là vấn để môi trường chưa được quan tâm đúng mức
Ước tính đến tháng 12/2016, trong số 304 KCN đã được thành lập trên cả nước có
178 KCN đã có hệ thống xử lý nước thải (XLNT) tập trung hoàn chỉnh và đi vào vận hành, chiếm 58% tổng số KCN đã được thành lập và 86% tổng số KCN đang hoạt động Tổng công suất XLNT của các nhà máy hiện đang hoạt động đạt 720 ngàn m3/ngày, công suất trung bình đạt 4.046 m3/ngày
Với hơn 40 KCN đang hoạt động trong khu vực tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu thì lượng bùn thải mà địa bàn phải tiếp nhận rất lớn
Bùn thải này đã ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, gây ô nhiễm môi trường không khí và nhất là thẩm thấu làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt dẫn đến chất lượng nguồn nước bị suy giảm nghiêm trọng
Việc xử lý nước thải và quản lý bùn thải phát sinh trong quá trình hoạt động sản xuất của doanh nghiệp còn nhiều khó khăn đối với các trường hợp doanh nghiệp nhỏ chỉ phát sinh một lượng bùn thải khối lượng nhỏ thì khó hợp đồng với các đơn vị thu gom, xử lý dẫn đến việc bị xử lý vi phạm trong công tác quản lý bùn thải Hiện nay, việc thu gom, vận chuyển, xử lý bùn thải công nghiệp hiện nay hoàn toàn tự phát, do các doanh nghiệp tư nhân đảm nhiệm Một số KCN giao khoán hợp đồng cho các đơn
vị này làm mà không có kiểm tra gia giám sát Các đơn vị thu gom bùn thải từ các nhà máy xí nghiệp sau đó đem về phân loại, những chất có thể tái chế thì tận dụng còn chất độc hại thì đổ ra môi trường
Tác động của bùn thải đối với môi trường, cảnh quan và muôn vật cũng như sự cần thiết và tầm quan trọng của quản lý bùn thải đã đề cập rất nhiều trong các chính sách, Luật Bảo vệ môi trường của nhiều quốc gia trên thế giới Trong tuyên bố của các
tổ chức quốc tế, trong nhiều tài liệu, sách báo… Ở Việt Nam, các vấn để liên quan đến bùn thải cũng đã được qui định cụ thể trong Luật Bảo vệ môi trường và các văn bản pháp qui dưới luật Gần đây chúng đã được cập nhật rất nhiều trong các hội nghị, hội
Trang 9Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
thảo khoa học về bảo vệ môi trường và được nhắc đến thường xuyên trong các phương tiện thông tin đại chúng Đồng thời còn là sự quan tâm sâu sắc đối với các cơ quan chức năng, nghiên cứu và đào tạo, mà còn là đối với đại đa số các tầng lớp nhân dân kèm theo những lời chỉ trích gay gắt , đặt biệt đối với các KCN tập trung
Quản lý bùn thải công nghiệp (BTCN) trên địa bàn tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu nói chung và các KCN nói riêng có thể nói là một vấn đề nan giải và bất cập trong bối cảnh hiện nay Chỉ một phần rất nhỏ BTCN được thu hồi, tái chế và tái sử dụng ngay trong các cơ sở công nghiệp hay tái chế bên ngoài do các cơ sở tư nhân đảm nhiệm Phần lớn BTCN thải ra vẫn chưa có phương pháp xử lý triệt để, tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp
Tại nhiều nơi trên thế giới, công tác tái chế và tái sử dụng chất thải công nghiệp đã
và đang được áp dụng hiệu quả thông qua một hệ thống các nhà máy tái chế chất thải cũng như thị trường trao đổi chất thải Ngay ở nước ta, hoạt động thu hồi tái chế chất thải cũng khá nhộn nhịp, nhiều cơ sở thu gom tái chế chất thải đã được hình thành và phát triển Chính vì thế, có thể nói một trong những biện pháp góp phần làm giảm thiểu chất thải là việc tuần hoàn và tái sử dụng hợp lý chất thải Hơn nữa công tác này còn giúp mang lại lợi ích kinh tế qua việc tiết kiệm nguyên liệu sản xuất công nghiệp, hoặc tạo ra nguồn thải mới Các lợi ích của công tác này bao gồm:
- Lợi ích kinh tế thông qua việc tiết kiệm nguyên liệu hay các nguồn năng
lượng có giá trị, giảm chi phí để thải hay xử lý chất thải sinh ra
- Lợi ích về môi trường là giảm thiểu bùn thải nên giảm ô nhiễm môi trường
Do đó, để giải quyết các vấn đề trên, đề tài “Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải” đã được em chọn để thực hiện đồ án tốt nghiệp
2 Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT của các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, từ đó đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
3 Đối tượng, phạm vi và địa điểm nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là bùn thải từ các khu công nghiệp và các giải pháp có tính khả thi để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Trang 10Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Phạm vi và địa điểm nghiên cứu: Đề tài giới hạn trong phạm vi nghiên cứu ở các nhà máy xử lý nước thải tập trung tại các khu công nghiệp ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
và tỉnh Đồng Nai
4 Nội dung nghiên cứu
Thu thập tài liệu về tình hình hoạt động của các trạm xử lý nước thải trong các khu công nghiệp, thực trạng và tiềm năng áp dụng nghiên cứu này
Khảo sát thực tế trạm xử lý nước thải ở các KCN tại Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu Thu thập số liệu về các KCN như: tổ chức, nhân sự, cơ sở vật chất, hệ thống xử lý nước thải, thực trạng hệ thống bùn thải Lấy mẫu, phân tích các chỉ tiêu đặc trưng, đánh giá khối lượng và đặc tính bùn thải
- Dự báo khối lượng bùn thải của các KCN đến năm 2020
- Đánh giá các biện pháp quản lý và xử lý bùn thải hiện nay ở các KCN
- Đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn
Trang 11Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan bùn thải
1.1.1 Nguồn gốc phát sinh
Thuật ngữ “bùn” được dùng để chỉ các loại vật liệu bán rắn thải bỏ từ các quá trình sản xuất hay xử lý nước thải công nghiệp hay sinh hoạt Theo nguồn gốc phát sinh, bùn có bốn loại: bùn đáy, bùn tự hoại, bùn công nghiệp và bùn đô thị [1]
Bùn đáy là lượng bùn lắng ở đáy các thủy vực như ao hồ, kênh, rạch, sông, biển, ven biển…
Bùn tự hoại là bùn được định kỳ thu gom từ các bể tự hoại ở các khu vực dân sinh, các khu thương mại, khu công nghiệp
Bùn công nghiệp có thể có hai loại:
- Phát sinh từ các quá trình sản xuất công nghiệp
- Phát sinh từ quá trình xử lý nước thải công nghiệp
Bùn đô thị có thể bao gồm các loại riêng hay là hỗn hợp của bùn từ các trạm xử lý nước thải sinh hoạt, bùn đáy, bùn tự hoại hay cả bùn công nghiệp trong trường hợp bùn thải từ các cơ sở sản xuất trong khu vực đô thị không được tách riêng
1.1.1.1 Bùn đáy
Bùn đáy là hỗn hợp các vật liệu lắng ở đáy một thủy vực Bùn đáy nói chung có thành phần gồm các hạt sét, chất hữu cơ, các oxit sắt, mangan ngậm nước, các hỗn hợp đất và nước được vận chuyển đến hoặc sa lắng vào môi trường nước Phân loại hạt theo đường kính
Trang 12Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.1.2 Bùn tự hoại
Bùn tự hoại là hỗn hợp bùn đã phân hủy một phần, có nguồn gốc từ các bể tự hoại Bùn tự hoại được thu gom định kì từ các hộ dân, các cơ sở thương mại, dịch vụ hay sản xuất sau vài tháng, một năm hay vài năm Thông thường bùn tự hoại giữ lại khoảng 60 – 70% chất rắn, dầu mỡ trong dòng nước thải đi vào
Bùn tự hoại thường chứa một lượng đáng kể các chất rắn, dầu mỡ, tóc, chất hữu cơ
và vi sinh vật gây bệnh Các vật liệu, nhựa, tóc và cát… trong bùn tự hoại có thể làm tắc bơm và đường ống dẫn Nhìn chung, bùn tự hoại có thành phần tương tự thành phần nước thải sinh hoạt, chỉ khác ở hàm lượng cao hơn
Bảng 1.1 Thành phần bùn tự hoại – các chỉ tiêu truyền thống
Khả năng lắng của bùn tự hoại rất khác nhau: một số có thể dễ dàng lắng và giảm
20 đến 50% thể tích ban đầu, trong khi một số khác lại lắng kém hơn Các vi sinh vật gây bệnh trong bùn tự hoại có nguồn gốc từ chất bài tiết của những người bị nhiễm hoặc mang mầm bệnh Thường đây là các vi khuẩn gây bệnh đường ruột như thương hàn, phó thương hàn, lỵ, tiêu chảy, dịch tả
Trang 13Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Theo các nghiên cứu, lượng bùn thu gom từ các bể tự hoại không đồng đều trong
cả năm mà thay đổi theo mùa Thông thường người ta hút bùn vào mùa mưa hoặc khi nước ngầm lên cao
1.1.1.3 Bùn đô thị
Bùn từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị là dư lượng chất lỏng, đặc hay dạng sệt được tạo ra do quá trình vận chuyển và chuyển hóa nước thải trong các cống rãnh thoát nước, là hỗn hợp các chất hữu cơ và vô cơ bao gồm tất cả các loại bùn thu nhận từ đường ống thoát nước đô thị được xem như sản phẩm phụ cần xử lý của quá trình này Bùn bao gồm chủ yếu là nước, khoáng chất và chất hữu cơ
1.1.1.4 Bùn công nghiệp
Bùn thải công nghiệp có thể có 2 loại:
- Bùn phát sinh từ các quá trình sản xuất công nghiệp: Là bùn đáy bồn dầu của
ngành công nghiệp lọc dầu, bùn đỏ của ngành sản xuất nhôm từ quặng bôxit…
- Bùn thải của các nhà máy xử lý nước thải của từng đơn vị thành viên hoặc bùn
thải của nhà máy xử lý nước thải tập trung, có thể phát sinh từ nhiều công đoạn trong quy trình xử lý nước thải
Hình 1.1 Bùn phát sinh từ các công đoạn xử lý nước thải
Các trạm xử lý nước thải tạo ra bùn thải từ các công đoạn xử lý sơ bộ, xử lý bậc 2
và bậc 3 Bùn thường có hàm lượng khoảng vài gam trên lít và dễ phân hủy sinh học Bùn thải từ các công đoạn xử lý khác nhau sẽ có thành phần và tính chất khác nhau
Tiền
xử lý
Xử lý hóa
Lắng 1
1
XL sinh học
Lắng 2
Bùn lắng 2Bùn hỗn
hợp
Xử lý bùn
Xử lý N&P PBùn
Bùn lỏng
Trang 14Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Có thể chia bùn thải của trạm xử lý nước thải thành các loại: bùn sơ cấp, bùn thứ cấp, bùn hỗn hợp và bùn hóa học
Riêng lượng chất thải như rác các loại, cát, dầu mỡ… từ các công đoạn tiền xử lý nước thải như lược rác, tách dầu mỡ không được xem là bùn, thường được đem chôn lấp
Một thuật ngữ thường gặp là bùn đã phân hủy Đây là loại bùn thu được sau khi phân hủy kị khí hoặc hiếu khí để giảm hàm lượng ẩm, ổn định các chất hữu cơ, giảm mùi, mầm bệnh và thể tích bùn Bùn đã phân hủy tất nhiên sẽ có tính chất khác với bùn thô chưa xử lý
a Bùn sơ cấp
Bùn sơ cấp phát sinh từ quá trình lắng sơ bộ để loại bỏ các chất rắn có thể lắng được trong nước thải Trong một trạm xử lý nước thải với bể lắng sơ cấp và hệ thống bùn hoạt tính truyền thống, bùn sơ cấp chiếm khoảng 50% bùn tổng số tính theo trọng lượng thô Hàm lượng chất rắn trong bùn sơ cấp dao động trong khoảng 2 -7% so với bùn sinh học và bùn hóa học, bùn sơ cấp có thể tách nước nhanh chóng tạo bánh bùn khô hơn, cho tỉ lệ thu giữ chất rắn cao hơn và ít cần điều hòa bùn hơn Tuy nhiên bùn
sơ cấp có đặc điểm dễ bị thối rữa và phát sinh mùi khi lưu trữ
b Bùn thứ cấp
Bùn thứ cấp sinh ra từ các công trình xử lý nước thải bằng tác nhân sinh học như
bể bùn hoạt tính, bể bùn hoạt tính có màng lọc (MBR), lọc sinh học và đĩa quay sinh học (RBC)
Ở các trạm xử lý nước thải có tính lắng sơ cấp, bùn thứ cấp chủ yếu là bùn sinh học Bùn thứ cấp chứa các vi sinh vật và cả các chất rắn chưa được lắng tại bể lắng thứ cấp Bùn thứ cấp của các trạm xử lý nước thải không có lắng sơ cấp có thể chứa các vật liệu thô và nặng như cát, sợi, bắp, hạt ngũ cốc…Bùn thứ cấp từ các công trình bùn hoạt tính có hàm lượng chất rắn trong khoảng 0,4 – 1,5%, từ các lọc sinh học nhỏ giọt trong khoảng 1 - 4% Bùn thứ cấp khó tách nước hơn bùn sơ cấp
Trang 15Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Một số trạm xử lý thêm hóa chất vào quá trình sinh học, do đó bùn hóa học sẽ lẫn vào bùn sinh học Đa phần các trạm xử lý thêm hóa chất vào đầu ra của bể xử lý sinh học và dùng bể lắng/lọc để loại bỏ kết tủa Một số hóa chất có thể tạo ra các tác dụng phụ không mong muốn như làm giảm pH hay độ kiềm của nước thải
1.1.2 Thành phần, tính chất bùn thải công nghiệp
1.1.2.1 Tính chất của bùn thải công nghiệp
Bùn sơ cấp: có màu xám hay nâu nhạt Do có hàm lượng hữu cơ cao nên bùn sơ
cấp có thể phân hủy nhanh chóng, chuyển sang màu xám đậm hay đen và có mùi chua khó chịu
Hàm lượng chất rắn bay hơi dưới 70% thường do sự có mặt của các chất rắn từ nước ngầm, nước mưa chảy tràn, chất thải công nghiệp có hàm lượng chất rắn bay hơi thấp, chất rắn từ nước thải có thời gian lưu lâu trong cống Hàm lượng chất rắn bay hơi nghiêng về mức thấp (60% TS) khi xử lý Phospho bằng hóa chất, tạo kết tủa trong bể lắng sơ cấp
Bùn sơ cấp thô có pH trong khoảng 5,0 - 8,0 và độ kiềm trong khoảng 500 - 1.500 mgCaCO3/l Hàm lượng axit hữu cơ trong khoảng 200 - 2.000 mgHAc/L Thành phần hóa học của bùn sơ cấp ở các trạm xử lý nước thải khác nhau sẽ khác nhau
Bùn hoạt tính: có màu xám nhạt hay nâu đậm, nhớt và khó tách nước, chứa chủ
yếu các tế bào vi khuẩn
Các hệ thống bùn hoạt tính lơ lửng đều được rút bùn dư từ bể lắng 2, có hàm lượng chất rắn trong khoảng 0,4 - 1,5% Bùn hoạt tính dư từ các bể MBR được rút trực tiếp từ hỗn hợp khuấy trộn trong bể có hàm lượng chất rắn cao, trong khoảng 0,8 -1,5% So với bùn sơ cấp, bùn hoạt tính chứa ít dầu mỡ và cellulose hơn, nhưng có hàm lượng N, P và protein cao hơn
Bùn hóa học: Bùn tạo ra chịu ảnh hưởng của các yếu tố pH, chế độ khuấy, thời
gian phản ứng và sự có mặt của chất trợ keo tụ Bùn hóa học có thể bao gồm các thành phần: muối phosphat kết tủa Al(H2PO4)(OH)2, FePO4, muối carbonat kết tủa (CaCO3), hydroxit kết tủa ( Fe(OH)3, Al(OH)3, Mg(OH)3), chất rắn trơ từ hóa chất, polymer hiện diện trong bùn, chất rắn lơ lửng trong nước thải
Thành phần bùn công nghiệp phụ thuộc vào thành phần các chất ô nhiễm của nước thải và công nghệ xử lý Bùn thải chứa nhiều thành phần khác nhau ở dạng lơ lửng và hòa tan
Trang 16Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.2.2 Ảnh hưởng của công nghệ xử lý nước thải đến thành phần bùn thải
Mỗi quá trình xử lý nước có một tác dụng đặc trưng lên thành phần của bùn thải, tương ứng với bảng sau:
Bảng 1.2 Thành phần của bùn thải từ các quá trình xử lý khác nhau
7 35,5 4,5 1,5 11,4
2 0,8 0,3 0,2
10 0,6
9
67
7 52,5
6
33 7,5
1
7
2 0,8 0,3 0,2
10 0,6
7
77
7
53 6,7
33 6,3
1 8,7
2 0,8 0,3 0,2
10 0,6
10
72 6,5
51 7,4
33 7,1 1,5 7,2
2 0,8 0,3 0,2
10 0,6
30
50
7
49 7,7
35 6,2 2,1 7,9
2 0,8 0,3 0,2
10 0,6
(Nguồn: Disposal and recyling routes for sewage,2001) [4]
Trang 17Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.2.3 Các thành phần chính trong bùn thải công nghiệp
Bùn công nghiệp bao gồm các thành phần có giá trị nông nghiệp và thành phần ô nhiễm Các hợp chất có giá trị nông nghiệp bao gồm chất hữu cơ, N, P và K, và một vài các chất khác có hàm lượng ít hơn như : Ca, S và Mg Các chất ô nhiễm bao gồm kim loại nặng, chất hữu cơ độc hại và mầm bệnh
a Chất hữu cơ
Chất hữu cơ trong bùn hầu hết được tạo thành từ các chất hòa tan, như hydrocarbon, amino axít, protein và lipit Chỉ có một lượng nhỏ lignin hoặc cellulose tham gia vào quá trình phân hủy Do vậy, chất hữu cơ trong bùn thải khoáng hóa rất nhanh, và có thể sinh ra một lượng lớn Nitrate và chất ô nhiễm cho đất
b Hàm lượng N và P
Nitơ ( N )
Các quá trình xử lý bùn có thể ảnh hưởng rất lớn đến nồng độ của N và P, hầu hết ammoniac được nằm ở pha lỏng của bùn, một phần lớn của nó sẽ bị khử trong suốt các bước nén bùn và khử nước Hàm lượng N cũng bị ảnh hưởng bởi hoạt động của các hệ thống xử lý nước và điều kiện lưu trữ bùn, trong nhiều trường hợp
Bảng 1.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý đến hàm lượng Nitơ trong bùn thải
Cách thức xử lý bùn
Tổng N(%
trọng lượng khô)
N-NH4+ (% Tổng N)
Bùn lỏng
- Hệ thống hiếu khí, nén nhờ trọng lực
- Hệ thống hiếu khí, nén cơ học
- Hệ thống kỵ khí Bùn rắn
- HT hiếu khí, xử lý vôi (lọc nhiều)
- Hiếu khí, khử nước bằng sân phơi bùn
- Kỵ khí, khử nước bằng sân phơi bùn
5-7 4-7 1-7
2,5 2-3,5 1,5-2,5
5-10 2-8 20-70
Trang 18Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Vì thực vật chỉ có thể tiêu hóa N vô cơ (khoáng), nên giá trị nông nghiệp của bùn cũng phụ thuộc vào khả năng khoáng hóa của N hữu cơ trong bùn Sự có mặt của N phụ thuộc vào loại bùn, dao động trong khoảng 4 – 60% Sự có mặt của N có thể được phân loại như sau: bùn được ủ (composted); bùn từ hệ thống kỵ khí; bùn từ hệ thống hiếu khí Những yếu tố ngoại lai khác ảnh hưởng đến sự có mặt của N là: nhiệt độ, độ
ẩm, pH, cấu trúc đất và điều kiện bón phân Sự mất mát N cũng có thể xảy ra nếu ammoniac bị bay hơi, hoặc khi nitrate bị lọc mất, có thể dẫn đến gây ô nhiễm nước ngầm
Phốtpho (P)
P cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, tạo độ cứng cho các tế bào vỏ cây và cho sự phát triển của bộ rễ Thành phần P trong bùn được quan tâm đặc biệt, bởi vì P
có giới hạn trong các nguồn tự nhiên P trong bùn hầu hết ở dưới dạng vô cơ: P vô cơ
có thể dao động trong khoảng 30 – 98% lượng P tổng, tùy theo từng loại bùn Cũng như với trường hợp N, lượng P có trong bùn phụ thuộc vào các quá trình xử lý và không tỷ lệ với lượng P tổng Người ta cũng thấy rằng bùn ủ có hàm lượng P thấp hơn bùn không ủ Ngược lại với N, hàm lượng P trong bùn thải giảm không đáng kể sau thời gian lưu trữ
Bảng 1.4 Ảnh hưởng của cách thức xử lý đến hàm lượng P trong bùn thải
2,1-3 1,1-5,5 1,1-5,2
(Nguồn: Disposal and recyling routes for sewage sludge, 2001)[4]
c Canxi và sự làm giàu Canxi
Canxi thường xuất hiện trong bùn công nghiệp Canxi cũng là nguyên tố có ích đối với cây trồng vì nó làm tăng độ cứng của các tế bào vỏ cây
Người ta thường thêm vôi vào bùn thải để ổn định bùn Để đạt mức ổn định tốt, người ta cho rằng nên thêm vôi khoảng 30% khối lượng khô Do vậy, việc xử lý bùn bằng vôi tạo ra một sản phẩm có hàm lượng CaO hữu ích đáng quan tâm trong đất Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng bùn xử lý bằng vôi có tác động tích cực đến pH, cấu trúc và tính thấm của đất
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
d Các hợp chất có giá trị nông nghiệp khác
Những hợp chất khác hiện diện trong bùn như K, S, Mg, Na có thể đáng quan tâm trong nông nghiệp, mỗi loại trong số chúng đều hữu ích cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng Tuy nhiên, chúng có thể xuất hiện trong bùn dưới nhiều dạng khác nhau (ví dụ MgSO4 hay MgO), và hiệu quả của chúng phụ thuộc vào dạng tồn tại của chúng
e Kim loại nặng
Bùn thải công nghiệp có khả năng chứa một lượng đáng kể kim loại nặng (phụ thuộc vào các loại hình công nghiệp đang hoạt động tại KCN) Kim loại nặng có thể tồn tại trong bùn thải từ quá trình keo tụ cũng như bùn thải từ quá trình bùn hoạt tính Kim loại nặng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của cây trồng, tính chất đất, vi sinh vật, động vật nuôi, sức khỏe con người và tích tụ trong môi trường
Bảng 1.5 Nồng độ trung bình của một số kim loại nặng trong bùn thải
(Nguồn: Disposal and recyling routes for sewage sludge, 2001) [4]
f Các chất hữu cơ độc hại
Một lượng lớn hóa chất dạng hữu cơ có tính chất vật lý và hóa học khác nhau có thể tìm thấy trong bùn Chúng cũng có thể ảnh hưởng đến đất, thực vật, động vật và sức khỏe con người và có tác động đến môi trường Trong đó, đặc biệt xem xét đến các hợp chất được tìm thấy phổ biến hơn trong bùn so với các chất ở dạng vết Các hợp chất được xem xét bao gồm:
- PAH : Polynuclear aromatic hydrocarbons
- PCB : Polychlorinated biphenyls
Trang 20Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
- PCDDs/Fs : Polychlorodibenzodioxins/furans
- AOX : Sum of organohalogenous compounds
- LAS : Linear alkylbenzenesulphonates
- NPE : Nonylphenol and Nonylphenolethoxylates
Phenol hòa tan trong nước ở nồng độ 80.000 mg/l, chúng được sử dụng như tác nhân có khả năng tiệt trùng Trong công nghiệp, phenol thường xuất hiện trong sản phẩm dầu mỏ Phenol độc hại cho vi sinh vật ở nồng độ thấp hơn 25 mg/l, tuy vậy một
số chủng vi khuẩn có thể tồn tại khi hàm lượng phenol lên đến 500 mg/l
g Mầm bệnh
Bùn thải có hàm lượng vi sinh vật rất khác nhau, đặc biệt khi áp dụng phương pháp xử lý sinh học Nhiều loại trong số chúng gây tác động xấu đến sức khỏe của con người Sự hiện diện của mầm bệnh trong bùn liên quan đến loại nước thải Các loại mầm bệnh thường là virus, vi khuẩn, protozoa và giun sán Tải lượng của chúng trong bùn biến động theo thời gian
1.1.2.4 Thành phần đặc trưng trong bùn thải của một số ngành công nghiệp
a Ngành công nghiệp thuộc da
Nhà máy thuộc da tạo ra các chất thải rắn và lỏng từ những bước khác nhau trong quá trình chuyển hóa da động vật thành da thuộc Các dòng thải lỏng chứa collagen cố định đối với các tác chất thuộc da và kim loại nặng sử dụng trong quá trình thuộc da Thành phần của bùn rất đa dạng theo các quá trình đặc trưng khác nhau, thường sẽ chứa các tạp chất như: sunfua, crom, muối NaCl, vôi, các hóa chất thuộc da, thuốc nhuộm…
b Ngành công nghiệp giấy và bột giấy
Thành phần cấu thành của bùn trong ngành giấy và bột giấy phụ thuộc vào quy trình sản xuất giấy Việc sử dụng các sợi giấy tinh khiết tạo ra các dòng chất lỏng mang tải lượng chủ yếu là lignin và cellulose, do đó, chứa một lượng lớn các chất hữu
cơ Ngược lại, việc tái chế giấy thải lại có thêm bước khử mực in và tẩy trắng, do đó tạo ra bùn khử mực, chứa các tác chất và yếu tố tạo màu Việc sử dụng lại giấy thải luôn phát sinh ra một lượng bùn lớn hơn so với việc dùng bột gỗ Do vậy, bùn trong công nghiệp giấy và bột giấy là một hỗn hợp các sợi cellulose, mực và các thành phần khoáng vô cơ Mực in trước đây được sản xuất từ vật liệu chứa kim loại nặng Tuy nhiên, mực này đã giảm từ 20 năm về trước nên mức độ ô nhiễm kim loại trong bùn cũng giảm [4] Theo kết quả điều tra, thành phần bùn thải của một số ngành công nghiệp được quy ước trong bảng sau:
Trang 21Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Bảng 1.6 Thành phần bùn thải từ một số ngành công nghiệp
Trang 22Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
c Ngành công nghiệp dệt nhuộm
Nước thải từ ngành dệt nhuộm có độ kiềm khá cao, có độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, chất rắn cao Bùn sau quá trình xử lý nước có độ kiềm cao Có chứa các chất độc như sunfit, kim loại nặng (Crom, Niken…)
Bảng 1.7 Các KLN điển hình phát sinh từ các ngành công nghiệp khác nhau
Ngành nghề Các thành phần kim loại ô nhiễm
Xi mạ Ag, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Zn
Sơn, mực in Zn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Pb, Mn
Dệt nhuộm Fe, Ca, Mg, Mn, Cu, Cd, Cr, Pb, Zn
Hóa chất, mỹ phẩm, dược phẩm As; Cu; Pb; Hg, Cd; Cr, Ni, Zn
(Nguồn:Metcalf & Eddy, 2003) [5]
d Ngành công nghiệp xi mạ
Gia công xi mạ để tạo lớp bảo vệ bề mặt kim loại chống ăn mòn, tăng độ cứng bề mặt, chống mài mòn, tăng độ dẫn nhiệt, dẫn điện… Quá trình làm sạch và mạ sản phẩm đều sử dụng nước và hóa chất, do đó nước thải sinh ra từ các quá trình này chứa rất nhiều chất gây ô nhiễm như rỉ sắt, xút, axit và đặc biệt là kim loại nặng sinh ra từ quá trình thụ động hóa bề mặt Kim loại nặng sinh ra phụ thuộc vào quá trình mạ: mạ kẽm, mạ đồng, mạ crôm…
1.1.3 Ảnh hưởng của bùn thải công nghiệp đến môi trường và kinh tế
Hiện nay, bùn sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san lấp, thậm chí đổ vào bất
cứ khu vực nào có thể Thành phần và tính chất bùn thải có ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu khả năng tận dụng bùn cho các mục đích khác nhau (sử dụng làm phân bón, cải tạo đất nông nghiệp, san lấp mặt bằng, sản xuất vật liệu xây dựng…), nó cũng cho phép xác định các nguyên nhân tích tụ các chất ô nhiễm trong bùn của mỗi kênh rạch cũng như thành phần ô nhiễm độc hại trong bùn Do đó, các tác động tiềm tàng của bùn thải đến môi trường có thể kể đến bao gồm:
- Gây ô nhiễm nước mặt: Giữa môi trường bùn lắng và môi trường nước có một
cân bằng nhất định, khi tính chất môi trường thay đổi, các chất ô nhiễm tích trữ trong bùn lắng có thể hòa trộn trở lại trong nước gây ô nhiễm nước
Trang 23Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
- Gây ô nhiễm không khí: Quá trình phân hủy kỵ khí của bùn sẽ tạo ra các khí có
mùi như H2S, CH4, NH3… gây hiệu ứng nhà kính và ảnh hưởng đến con người
- Gây ô nhiễm môi trường đất: Ô nhiễm môi trường đất chủ yếu gây ra bởi các
thành phần độc hại có trong bùn với nồng độ cao, bao gồm chất hữu cơ, các kim loại nặng và các chất khó phân hủy như bao nylon, lon sắt trong bùn nạo vét sẽ gây ô nhiễm đất và khó khắc phục
- Tác động đến hệ sinh thái, làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hưởng đến thủy sinh
sống trong nước
- Tác động đến động vật: bùn đáy cũng là môi trường sống của hàng nghìn loài
sinh vật, vi sinh vật… và thông qua chuỗi thức ăn mà bùn có thể tác động đến các động vật bậc cao hơn trong đó có con người, đặc biệt là bùn chứa nhiều kim loại nặng
Hình 1.2 Ô nhiễm bùn thải
1.1.4 Các phương pháp xử lý bùn thải công nghiệp
Hiện nay, các công nghệ xử lý bùn thải công nghiệp đã được triển khai phổ biến trên thế giới Nhiều công nghệ xử lý bùn đã được nghiên cứu bao gồm: tiền xử lý (tách dầu, mỡ, cát), kế tiếp là các quá trình khử nước (tạo điều kiện, nén bùn, tách nước, làm khô), ổn định thành phần hữu cơ để giảm khối lượng và thể tích bùn, khử mùi và loại
bỏ vi sinh vật gây bệnh
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và quá trình thải bỏ cuối cùng có thể lựa chọn các công nghệ xử lý bùn khác nhau Các quá trình xử lý bùn thải được thể hiện trong
bảng:
Trang 24Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Bảng 1.8 Các giai đoạn xử lý bùn thải
Tạo điều kiện
- Hóa
- Nhiệt
Giảm tính háo nước của bùn, tạo điều kiện cho
quá trình tách nước dễ dàng hơn
- Giảm phát sinh mùi
- Giảm hàm lượng chất hữu cơ và vi khuẩn gây
Giảm đáng kể hàm lượng nước trong bùn
(Nguồn: Disposal and recyling routes for sewage sludge, 2001)[4]
Trang 25Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.4.1 Điều hòa bùn
Giai đoạn này được tiến hành để giảm tính háo nước của bùn, tạo điều kiện cho quá trình nén và tách nước của bùn diễn ra thuận lợi hơn Có thể tạo điều kiện theo 2 cách: hóa học và nhiệt
Tạo điều kiện hóa học là sử dụng các chất vô cơ như muối, vôi hay các hợp chất hữu cơ như polyme nhằm kết dính các bông bùn vào để giảm tính háo nước của bùn Người ta có thể thực hiện ổn định bằng nhiệt kết hợp với ly tâm ở nhiệt độ 40-50℃ Giải pháp này cho phép giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước sau khi tách bùn
1.1.4.2 Nén bùn
Mục đích:
- Giảm thể tích và khối lượng bùn cần phải lưu trữ và vận chuyển
- Giảm lượng nước rò rỉ khi chôn lấp
- Giảm khối thể tích hồ dùng để lưu trữ và giảm khả năng chảy tràn
- Tạo điều kiện tối ưu cho quá trình làm khô bùn tự nhiên và nhiều quá trình ổn
định bùn khác
Nén bùn là làm tăng hàm lượng chất rắn và giảm thể tích bùn bằng cách loại bỏ một phần nước tự do Bùn sau nén vẫn ở dạng lỏng và bơm được Nén bùn giảm tải trọng thể tích và tăng hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo
Bùn sau nén thường có hàm lượng chất rắn trong khoảng 10 – 30% Bùn sau tách nước có nồng độ 15 - 35%
Các thông số thiết kế chính của các quá trình nén bùn:
- Hàm lượng chất rắn và lưu lượng dòng vào
- Nhu cầu và chi phí cho hóa chất nếu có điều hòa hóa chất
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan và lưu lượng của dòng nước ra
Các phương pháp nén bùn phổ biến nhất là nén trọng lực, ly tâm, nén bằng đai trọng lực và hồ chứa Mỗi phương pháp có những ưu điểm và hạn chế riêng được thể hiện ở bảng:
Trang 26Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
- Ít tiêu thụ năng lượng
- Không cần điều hòa hóa
- Ít mùi
- Chi phí đầu tư cao
- Tiêu thụ nhiều năng lượng
- Cần sử dụng polyme để tăng hiệu quả
- Ít tiêu hao năng lượng
- Cần điều hòa bằng polyme
- Nhạy cảm với các loại polyme sử dụng
- Phát sinh mùi
Hồ chứa
- Có thời gian lưu trữ bùn
lâu
- Chi phí đầu tư thấp
- Không đòi hỏi nhiều về
vận hành
- Đòi hỏi mặt bằng lớn
- Gây mùi hôi
(Nguồn:Metcalf & Eddy, 2003) [5]
1.1.4.3 Tách nước
Tách nước giúp giảm thể tích nhiều hơn nén bùn Thường các biện pháp tách nước
áp dụng sau khi đã ổn định bùn Bùn nồng độ ban đầu 4 %, sau tách nước có nồng độ
20 %, sẽ giảm chỉ còn 1/5 thể tích ban đầu
Các phương pháp tách nước thường sử dụng gồm các quá trình cơ khí như ly tâm, lọc ép dây đai và lọc áp lực, các quy trình tự nhiên như sân phơi bùn và hồ phơi bùn Các thông số chính trong các quá trình tách nước là hàm lượng chất rắn và lưu lượng bùn đầu vào, nhu cầu hóa chất và nồng độ bùn đầu ra và các dòng phụ Các phương pháp tách nước có những ưu điểm riêng biệt và hạn chế riêng của nó Lựa chọn
Trang 27Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
phương pháp tách nước nào để sử dụng phụ thuộc vào loại bùn cần tách nước, các tính chất như yêu cầu về nồng độ bùn đầu ra và mặt bằng sẵn có
Đây là giai đoạn tiếp theo sau quá trình nén bùn nhằm giảm nhiều hơn hàm lượng nước trong bùn Bùn sau khi tách nước đạt hàm lượng chất rắn đến 30% Có thể tách nước bằng phương pháp tự nhiên (sân phơi bùn, hồ bay hơi) hoặc cơ khí (lọc chân không, lọc ép dây đai, lọc ép, ly tâm) Có thể kết hợp cả phương pháp tự nhiên và cơ khí (sân phơi bùn chân không)
1.1.4.4 Làm khô bùn
Làm khô bùn nhằm mục đích:
- Giảm thể tích của bùn
- Ổn định và giảm mùi hôi của bùn
- Tăng nhiệt lượng cho bùn
- Giảm chi phí vận chuyển
Làm khô bùn là quá trình xử lý bằng nhiệt Nhiệt có thể biến đổi bùn trực tiếp hoặc gián tiếp Thiết bị làm khô trực tiếp thường được sử dụng là thiết bị làm khô dạng trống quay và thiết bị làm khô tầng sôi Trong trường hợp làm khô gián tiếp, nhiệt được truyền cho bùn thải thông qua một bề mặt truyền nhiệt
Có thể làm khô bùn ở nhiều nhiệt độ khác nhau Tuy nhiên, ở nhiệt độ càng cao (>300℃), cần phải kiểm soát cẩn thận để đảm bảo không phát sinh dioxin và furan Hàm lượng khô của bùn có thể đạt đến 35-90%
1.1.4.5 Ổn định và khử trùng
Ổn định bùn nhằm mục đích hạn chế quá trình lên men và giảm thành phần dễ phân hủy trong bùn, tránh việc phát sinh mùi đồng thời giảm các mầm bệnh trong bùn Quá trình này có thể áp dụng các phương pháp như: Sinh học (kị khí, hiếu khí, lưu trữ bùn trong thời gian dài, ủ phân compost), hóa học (xử lý bằng vôi, xử lý nitrit) và vật
lý (nhiệt, tiệt trùng)
1.1.4.6 Làm phân compost
Phương pháp này chỉ sử dụng cho bùn hữu cơ nhằm giảm mùi và hàm lượng vi sinh trong bùn, tăng hàm lượng chất khô trên 60% Ủ phân compost có thể tiến hành theo 2 quá trình kị khí và hiếu khí với việc bổ sung các chất hỗ trợ như mùn cưa hay phân động vật
Trang 28Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.4.7 Xử lý nitrit
Duy trì bùn trong môi trường pH khoảng 2-3 trong vòng 30 phút Đây là một quá trình ổn định bùn hiệu quả, bùn có thề được lưu trữ vài tháng mà không phát sinh mùi Quá trình này ứng dụng với bùn sau nén, nó có tác động lên cấu trúc bùn, tạo điều kiện cho quá trình tách nước
b Kỹ thuật Lasgana
Kỹ thuật này là để phục hồi ion trong đất, bùn công nghiệp và các chất khác Có thể xử lý 2 – 7400 m3/mẻ từ 8 giờ đến 5 ngày tùy vào tải lượng và khoảng cách giữa các điện cực Các điện cực có thể đặt cách nhau 3m miễn là đảm bảo 1V/cm
Kỹ thuật này được ứng dụng tại Bắc Mỹ và Châu Âu để xử lý ô nhiễm đất Gần đây nó được ứng dụng để xử lý thu hồi kim loại nặng trong bùn thải [6]
c Sản xuất vật liệu xây dựng
Vật liệu xây dựng có thể được sản xuất từ bùn thải bao gồm gạch, xỉ, gốm sứ, xi măng Xỉ là một loại khoáng chất giống như đá cẩm thạch, cấu trúc bán tinh thể Đối với sản xuất vật liệu tro xỉ, tro từ lò đốt chất thải bùn ban đầu được pha trộn với một lượng nhỏ vôi Xỉ được sản xuất bởi tro tan trong lò xyclon đã được gia nhiệt đến 15000℃ Xỉ có thể được sử dụng trong sản xuất xi măng và vữa, hoặc là một vật liệu trơ bổ sung
d Sản xuất than hoạt tính
Bùn được làm khô, loại bỏ 75% nước, than hóa trong lò đốt nhiệt độ cao trong vòng 1 giờ, có thể sử dụng hóa chất trong giai đoạn than hóa nhằm tăng liên kết hóa học, tăng diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính
Trang 29Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
e Dùng như lớp đất phủ cuối cùng ở bãi chôn lấp
Bùn sau khi xử lý, tách nước có thể dùng như lớp đất phủ tại bãi chôn lấp chất thải rắn Phương pháp tận dụng này có thể sử dụng hỗn hợp bùn/đất hoặc bùn Bùn thải có thể phù hợp làm nguyên liệu cho lớp chống xói mòn nếu có chứa thành phần chất rắn lớn hơn 20% và đã trải qua một quá trình phân hủy kỵ khí để làm giảm hàm lượng chất rắn dễ bay hơi Lớp bùn dày khoảng 0,3 đến 0,9m là đủ để tạo ra một thảm thực vật
Để ngăn chặn bùn trượt xuống dốc bên, nên trộn lẫn bùn với đất bề mặt dày với tỷ lệ 1:1 [6]
là hệ thống phức tạp để loại bỏ thành phần tro và ô nhiễm bay hơi Nó là một trong những nguyên nhân làm cho đốt bùn trở nên tốn kém, hơn nữa không tận dụng thành phần hữu cơ và dinh dưỡng của bùn
Một số điều kiện áp dụng hệ thống đốt:
- Thành phần tro và xỉ có TOC phải ít hơn 3%, và ít hơn 5% so với trọng lượng
bùn khô
- Khí thải từ quá trình đốt phải đạt tiêu chuẩn môi trường
- Nhiệt độ của quá trình > 8500C (đạt đến 1.1000
C với thành phần bùn thải có trên 1% halogen hữu cơ)
g Chôn lấp an toàn
Trong các phương pháp thì chôn lấp là biện pháp đơn giản nhất So với mục tiêu kinh tế, thì chôn lấp ít tốn chi phí nhất nhưng rõ ràng diện tích đất chôn lấp là có giới hạn và khi đó chi phí chôn lấp sẽ gia tăng Với mục tiêu môi trường, bãi chôn lấp phải
có biện pháp ngăn cản sự phát tán những thành phần ô nhiễm và mầm vi sinh gây bệnh Chất ô nhiễm hữu cơ phân hủy ở điều kiện kỵ khí trong bãi chôn lấp, sinh khí metan, có thể phát tán ra môi trường không khí Metan là một trong những khí gây hiệu ứng nhà kính Ngoài ra, còn phát sinh một số khí gây mùi
Trang 30Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.5 Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ xử lý, giảm thiểu và tái sử dụng bùn thải
1.1.5.1 Thế giới
Về công nghệ xử lý bùn thải, hiện nay trên thế giới đang sử dụng nhiều công nghệ
để xử lý bùn thải Việc xử lý kết hợp bùn thải từ bể tự hoại với bùn thải từ hệ thống thoát để xử lý nước cũng đã và đang thực hiện ở một số nước châu Á, châu Phi hoặc tại một số nước phát triển, toàn bộ chất thải bỏ từ hệ thống thoát nước và các công trình vệ sinh được tập trung về nhà máy xử lý nước thải
Nghiên cứu của Lise Appels và các cộng sự (2008), về phương pháp phân hủy kỵ khí bùn [7] Gồm các bước sau:
Hình 1.3 Các bước cơ bản trong xử lý bùn
Quá trình phân hủy kị khí các hợp chất hữu cơ gồm các bước cơ bản là: Thủy phân, acid hóa, axetat hóa và cuối cùng là quá trình tạo Quá trình phân hủy kị khí là một quá trình phức tạp, đòi hỏi mức độ kị khí nghiêm ngặt, phụ thuộc vào sự hoạt động của phức hợp vi sinh vật trong quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành CO2
và CH4, trong đó quá trình thủy phân là yếu tố quyết định tốc độ của quá trình
- Giai đoạn thủy phân: là quá trình phân hủy cả hợp chất hữu cơ không hòa tan
và những hợp chất phân tử lượng lớn như lipid, polysaccharide, protein và axít nucleic thành những chất hòa tan như amino axít và axít béo Những chất hình
Trang 31Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
thành trong quá trình thủy phân sẽ được chuyển hóa trong giai đoạn axít hóa, tạo thành nhờ vi khuẩn axít hóa cùng với các sản phẩm khác là NH3, CO2, H2S
- Giai đoạn thứ 2 trong quá trình phân hủy kỵ khí là axetat hóa, trong đó các axít
hữu cơ bậc cao và rượu tạo ra trong quá trình axít hóa được phân hủy tiếp, tạo sản phẩm chính là axít acetic, CO2 và H2 Sự chuyển hóa này được điều khiển tùy vào
áp lực H2 trong hỗn hợp
- Giai đoạn cuối là giai đoạn tạo mêtan bởi 2 nhóm vi khuẩn: Vi khuẩn nhóm 1
phân cắt acetate thành mêtan và CO2, vi khuẩn nhóm 2 sử dụng hydro như là chất cho điện tử, CO2 là chất nhận điện tử để sản xuất mêtan
Hình 1.4 Các bước trong phân hủy kỵ khí
Công nghệ tái sử dụng bùn thải tại Mỹ
Bùn thải ở Mỹ là những phế liệu rắn sinh ra từ quá trình xử lý nước thải và xử lý đạt quy định của liên bang và tiểu bang Mỹ sử dụng khoảng 60 phần trăm của các chất rắn sinh học đươc tạo ra cho mục đích nông nghiệp
Bùn thải làm đất trồng trọt, chôn lấp và đốt chiếm 80% việc sử dụng bùn thải của
Mỹ trong năm 2004 Ứng dụng làm phân bón hay một loại đất bổ sung cho trồng trọt ở Bắc Mỹ là một lựa chọn chi phí thấp được ưa thích [7]
Ở Mỹ, công nghệ ủ và sấy khô (bao gồm cả pelletizing) đang được thực hiện Một tron những công nghệ phổ biến ở các nhà máy xử lý bùn thải là áp dụng xử lý bùn thải
Trang 32Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
ở trong những thiết bị ủ kín nhưng không thổi khí Phương pháp ủ kỵ khí này tuân thủ theo các trình tự sau: bùn được tiếp nhận và đưa vào các thiết bị ủ kín dưới dạng các lò
ủ kín có phối hợp các chủng loại men vi sinh vật khử mùi, thúc đẩy quá trình lên men, sau đó được đưa ra sấy khô, nghiền và đóng bao Ưu điểm là xử lý triệt để bảo vệ được môi trường, thu hồi phân bón (có tác dụng cải tạo đất), cung cấp nguyên vật liệu cho các ngành công nghiệp, không mất kinh phí xử lý bùn Nhược điểm là đòi hỏi kinh phí đầu to lớn, kinh phí duy trì cao, chất lượng phân bón thu hồi không cao, công nghệ phức tạp (phải qua sấy)
Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý bùn thải sinh hoạt
Chôn lấp có thu hồi năng lượng từ khí bãi chôn lấp là một lựa chọn quản lý hiện đại
Trong năm 2005, 64% bùn thải ở Anh và Xứ Wales là xử lý bằng cách phân hủy yếm khí, đến năm 2015 con số này là 85% Bùn được ủ trong các ô bao kín sẽ lên men, phân huỷ và sinh ra khí gas Thực chất của công nghệ là biến rác thải, bùn thải thành khí gas để chạy máy phát điện Phát điện từ than bùn sẽ được thực hiện theo cơ chế thu hồi khí từ bãi chôn lấp và phát điện theo cơ chế phát triển sạch (CDM -Clean Development Mechanism) [7] Tình hình xử lý bùn thải tại một số Quốc Gia được điều tra ở bảng sau:
Trang 33Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Bảng 1.10 Kỹ thuật xử lý bùn thải của hệ thống xử lý nước thải tập trung
Nước
Công suất hệ thống xử lý nước thải (m 3 /ngày)
303.000.000
18.400 tấn được sử dụng trong nông nghiệp (38%)
30.300 tấn đem đi lưu trữ (62%)
Italia 176.000.000
217.804 tấn Hiện nay, 80% lượng bùn được xử lý bằng cách thải
bỏ tại các điểm thải bùn, trong khi phương pháp đốt
và dùng trong nông nghiệp thì không đáng kể
Tây Ban
Nha 292.000
Tái chế: 410.000 tấn chất khô/năm Bùn lắng: 268.000 tấn chất khô/năm Đốt: 52.000 tấnchất khô/năm
(Nguồn: Solutions for the safe application of wastewater and sludge for high
efficient biomass production in Short-Rotation-Plantations,2006) [7]
Nhận xét: Kết quả thống kê cho thấy phần lớn bùn thải từ các trạm xử lý nước thải tập trung được tái sử dụng cho trồng trọt, phục hồi đất và ủ phân Phương pháp đốt hầu như không đáng kể (ngoại trừ tại Tây Ban Nha, chiếm khoảng 15%)
1.1.5.2 Trong nước
Việc nghiên cứu dùng thực vật để xử lý nước thải làm giảm các thông số COD, BOD, KLN, nitơ tổng, photpho tổng…chủ yếu thực hiện trong nước thải và đã có những công trình áp dụng ngoài thực tế
TS Hoàng Thị thanh Thủy và cộng sự (2005-2008) đã tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ KLN ( Cu, Cr, Zn, Cd ) trong bùn thải KCN trên cỏ vetiver, cỏ voi và bắp, kết quả cho thấy có nhiều triển vọng [8]
Trang 34Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh
Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn
thải
TS Lê Thanh Hải (2007) cũng đã có công bố “Nghiên cứu xử lý và tái sử dụng
một số loại bùn thải chứa kim loại nặng bằng ứng dụng quá trình ổn định và hóa
rắn”[9]
Trung tâm Công nghệ và quản lý môi trường (Centema) TP.HCM cho biết thử
nghiệm thành công loại gạch được làm từ bùn bùn thải công nghiệp [10]
Bùn từ các nhà máy xử lý nước thải tập trung của KCN, nhà máy luyện kim, cơ
khí, xử lý nước chứa nhiều kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, nikel, crom, đồng, sắt
Trung tâm dùng phương pháp sinh học để tách kim loại Phần vô cơ chiếm 59-67%
được sử dụng làm VLXD Bùn từ nhà máy nước hoặc nhà máy phi mạ chứa nhiều sắt
(hàm lượng sắt là 1.778-5.334mg/kg) nên được tận dụng làm bột màu hoặc sản xuất
đinh
Bùn thải công nghiệp có chứa nhiều kim loại nặng, nhóm nghiên cứu sau khi gia
nhiệt, biến bùn thành bột màu pha để chế cho gạch Thạc sĩ Nguyễn Thị Phương Loan,
chủ nhiệm đề tài, cho biết nếu tận dụng bùn để tái chế thì giá xử lý bùn thải công
nghiệp sẽ giảm bớt một nửa và không gây ô nhiễm môi trường Hiện nhóm nghiên cứu
đang có kế hoạch xây dựng nhà máy xử lý bùn công suất 100.000 tấn/năm
Ở Việt nam bước đầu đã áp dụng một số công nghệ xử lý bùn thải chi phí thấp
Nhiều sản phẩm được sản xuất ra từ bùn thải ví dụ sử dụng làm vật liệu xây dựng, sử
dụng trong nông nghiệp và trồng trọt (phân bón), ngoài ra việc tái sử dụng bùn thải
nhằm tiết kiệm năng lượng được tận thu từ quá trình xử lý bùn thải cũng đang được
quan tâm
Hình 1.6 Sản xuất gạch từ bùn thải KCN
Trang 35Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.1.6 Tổng quan về đánh giá công nghệ xử lý bùn thải
1.1.6.1 Nguyên tắc đánh giá công nghệ
Khi tiến hành đánh giá công nghệ xử lý bùn thải cần tuân theo những nguyên tắc sau:
- Tiếp cận với những công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý bùn
thải ở trong và ngoài nước (phải hiểu rõ công nghệ trước khi chọn)
- Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu, bảo đảm xử lý có hiệu quả, an toàn
và không gây ô nhiễm môi trường
- Giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện của địa phương
- Cố gắng tận thu những giá trị của bùn thải để tái tạo tài nguyên
1.1.6.2 Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn
Để đảm bảo những nguyên tắc chỉ đạo đó, cần phải dựa vào các tiêu chí cơ bản sau đây khi đánh giá công nghệ:
- Sự thích hợp với điều kiện thực tế của địa phương (khối lượng, thành phần, tính
chất bùn thải, điều kiện tự nhiên, tài chính, trình độ phát triển kinh tế – xã hội và khoa học kỹ thuật, nhu cầu của thị trường tiêu thụ sản phẩm.v.v )
- Tiêu chí môi trường: Mức độ và hiệu quả giải quyết nhiệm vụ vệ sinh môi
trường của công nghệ (dựa theo tiêu chí môi trường và đánh giá nhanh tác động môi trường)
- Tiêu chí kinh tế: Ý nghĩa thiết thực của công nghệ xử lý lựa chọn về kinh tế của
từng KCN
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ xử lý bao gồm:
+ Vốn đầu tư ban đầu
+ Chi phí vận hành, bảo dưỡng
+ Hiệu quả và thời gian hoàn vốn của công trình xử lý
+ Mức tiêu thụ năng lượng điện, nước
+ Thời gian xây dựng và hoạt động
+ Công suất xử lý ở mức cao nhất và trung bình
+ Nhân công và mức độ cơ giới hoá sản xuất
Trang 36Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.2 Tổng quan về Đồng Nai, các KCN và HTXLNT của tỉnh
Hình 1.7 Bản đồ địa lý Tỉnh Đồng Nai
1.2.1.2 Khí hậu
Đồng Nai nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, với khí hậu ôn hòa,
ít chịu ảnh hưởng của thiên tai, đất đai màu mỡ (phần lớn là đất đỏ bazan), có hai mùa tương phản nhau (mùa khô và mùa mưa) Nhiệt độ cao quanh năm là điều kiện thích hợp cho phát triển cây trồng nhiệt đới, đặc biệt là các cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu cao Nhiệt độ bình quân năm 2007 là: 27,4°C Số giờ nắng trung bình trong năm
2007 là: 2.183 giờ Lượng mưa tương đối lớn và phân bố theo vùng và theo vụ tương đối lớn khoảng 2.516 mm phân bố theo vùng và theo vụ Độ ẩm trung bình năm 2007
là 81%
Trang 37Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
1.2.1.3 Đặc điểm địa hình
Tỉnh Đồng Nai có địa hình vùng đồng bằng và bình nguyên với những núi sót rải rác, có xu hướng thấp dần theo hướng Bắc Nam Có thể phân biệt các dạng địa hình chính như sau:
1.2.1.4 Dân số
Tổng dân số tỉnh Đồng Nai năm 2016 [11] là: 2.290,2 nghìn người Mật độ dân số của tỉnh năm 2016: 388,0 người/km2 Trong đó: Phân theo khu vực thành thị - nông thôn là: Thành thị là: 31,5%; Nông thôn là 68,5% Tỷ lệ sinh của tỉnh trong năm 2016 là: 1,594% Tỷ lệ chết của tỉnh trong năm 2016 là: 0,432% Tỷ lệ tăng tự nhiên trong năm 2016 là: 1,162%
1.2.1.5 Điều kiện kinh tế - xã hội
Trong 5 năm qua, bên cạnh những thuận lợi từ thành tựu trong 25 năm đổi mới của đất nước, sự ổn định về chính trị xã hội, những kinh nghiệm trong quản lý điều hành ở các cấp các ngành; song chúng ta cũng gặp không ít khó khăn, thách thức, đó là tình hình thiên tai, dịch bệnh, giá cả thị trường diễn biến phức tạp, cuộc khủng hoảng tài chính, suy thoái kinh tế toàn cầu năm 2008 đã ảnh hưởng rất lớn đến kết quả phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh Đồng Nai Trong bối cảnh đó, tỉnh Đồng Nai đã nỗ lực vượt qua khó khăn, thách thức, đạt được những kết quả rất quan trọng và khá toàn diện [11]
1.2.2 Tổng quan về các KCN của tỉnh Đồng Nai
Đến nay, tỉnh Đồng Nai đã có 31 KCN được thành lập với tổng diện tích 9.559,35
ha Các KCN đã đầu tư hệ thống hạ tầng tương đối hoàn chỉnh với giá trị đạt 380 triệu USD và 6.637 tỷ đồng, đã tạo ra một hệ thống kết cấu hạ tầng mới, hiện đại, có giá trị lâu dài và tác động mạnh đến quá trình đô thị hóa Hiện có 30 trong tổng số 31 KCN
đã hoàn thiện hệ thống hạ tầng với chất lượng tốt, đảm bảo theo đúng quy hoạch và đáp ứng nhu cầu của nhà đầu tư Đặc biệt, Đồng Nai là tỉnh đầu tiên trên cả nước ban hành bộ tiêu chí đánh giá xếp hạng các KCN theo Quyết định số 2047/QĐ-UBND ngày 06/7/2007 của UBND tỉnh Đồng Nai
Trang 38Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Hình 1.8 Ban quản lý các KCN tỉnh Đồng Nai
Việc sử dụng đất vào phát triển KCN Đồng Nai đạt hiệu quả cao, tỷ lệ sử dụng đất
tự nhiên của 31 KCN chiếm 1,6% diện tích đất của tỉnh, đóng góp trên 40% GDP của tỉnh Điều này cho thấy hiệu quả sử dụng đất của KCN cao hơn nhiều so với các ngành khác Mặt khác, các KCN trên địa bàn tỉnh chủ yếu được sử dụng từ đất đồi bạc màu; các khu đất không phải là đất chuyên trồng lúa nước và không phải là khu vực có các điểm khoáng sản; khu vực có dân cư thưa thớt, tọa lạc trên các khu đất canh tác và phần lớn là nhà tạm, không có công trình kiên cố… Tỷ lệ lấp đầy diện tích đất công nghiệp của các KCN hiện nay đạt 67,49%, trong đó có nhiều KCN đạt tỉ lệ lấp đầy cao như Biên Hòa II, Amata, Loteco, Tam Phước, Hố Nai, Sông Mây, Nhơn Trạch I, Nhơn Trạch III…
Trong số các dự án đã thu hút vào KCN có 19 dự án vốn đầu tư từ 10 triệu USD trở lên, 04 dự án vốn đầu tư 30 triệu USD trở lên Điển hình là dự án Công ty TNHH Hyosung - Đồng Nai (KCN Nhơn Trạch V) có vốn đầu tư 660 triệu, đây được xem là
dự án trọng điểm của tỉnh Đồng Nai, chuyên sản xuất các loại sợi, vải, dự án này đã đóng góp lớn vào kết quả thu hút đầu tư nước ngoài của tỉnh trong năm 2015 Dự án Công ty Cổ phần Đô thị Amata Long Thành - Khu công nghệ cao Long Thành, vốn đầu tư 282,164 triệu USD sẽ tập trung thu hút các dự án công nghệ tiên tiến, kỹ thuật cao, dự án sẽ giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động, góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương phát triển
Trang 39Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
Về phát triển KCN: 6 tháng đầu năm 2016, tình hình cho thuê đất tại các KCN đạt 251,17 ha, vượt kế hoạch đề ra cả năm (100 ha), trong đó thu hút một số dự án lớn như Công ty Hyosung tại KCN Nhơn Trạch V, Công ty Maxihub tại KCN Ông Kèo, Công
ty Ci Bao tại KCN Suối Tre, Công ty Newman - KCN An Phước, Công ty Sunwoo (KCN Lộc An-Bình Sơn), Công ty phát triển DNNVV tại KCN Nhơn Trạch III giai đoạn 2 Gần đây KCN Nhơn Trạch 6A thu hút được dự án Dệt nhuộm - Hàn Quốc vào đầu tư với diện tích đất thuê là 75,7 ha, chiếm gần 40% tỷ lệ đất công nghiệp cho thuê của KCN này
Từ 1/4/2016, Đồng Nai đã triển khai cơ chế một cửa liên thông giữa các sở ngành Theo đó, tất cả các thủ tục hành chính sẽ được thực hiện tập trung tại Ban quản lý các KCN đối với các DN nằm trong KCN Với các DN nằm ngoài KCN, khi thực hiện các thủ tục hành chính, DN cũng chỉ cần đến 1 lần tại sở Kế hoạch và Đầu tư của tỉnh Ông Mai Văn Nhơn, Phó trưởng Ban Quản lý các KCN Đồng Nai cũng cho biết, với mô hình một cửa liên thông, các thủ tục hành chính đều được công khai, có quy
Trang 40Đồ án tốt nghiệp
Đánh giá đặc tính bùn thải và công nghệ xử lý bùn thải của các hệ thống XLNT ở các KCN tại 2 tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, đề xuất các biện pháp để giảm thiểu, xử lý và tái sử dụng bùn thải
trình và thời gian xử lý rõ ràng Qua đó giúp nhiều thủ tục như giấy chứng nhận đầu
tư, giấy phép lao động, giấy phép xây dựng được rút ngắn 30-50% thời gian so với quy định của Chính phủ [12]
1.2.3 Định hướng phát triển các KCN của tỉnh Đồng Nai
Đến năm 2017, tiếp tục vận động thu hút đầu tư để lấp đầy 31 khu công nghiệp đã thành lập, với tổng diện tích là 9.573,77 ha Điều chỉnh, mở rộng diện tích 6 khu công nghiệp theo Công văn số 964/TTg-KTN ngày 17/6/2009 của Thủ tướng Chính phủ với tổng diện tích là 764 ha, nâng tổng số diện tích 31 khu công nghiệp đã thành lập đến năm 2017 là 10.337,77ha
Sau năm 2016, chuyển đổi công năng “Khu công nghiệp Biên Hòa I” thành “Khu
đô thị, thương mại và dịch vụ” theo chủ trương của Thủ tướng Chính phủ, tiếp tục vận động thu hút đầu tư để lấp đầy 31 khu công nghiệp đã thành lập, với tổng diện tích 31 KCN là 10.002,77 ha Hoàn thành xây dựng và đưa vào hoạt động 04 khu công nghiệp
bổ sung mới và 3 khu công nghiệp chuyên ngành đặc thù, đến năm 2020 nâng số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh lên 38 khu công nghiệp, với tổng diện tích là 11.851,77
ha Nhằm đạt mục tiêu nâng cao tỷ lệ lấp đầy tại các khu công nghiệp đến 2018 khoảng trên 80% và đến năm 2020 tỷ lệ lấp đầy đạt khoảng 95%
Sau năm 2020, tiếp tục rà soát hiệu quả hoạt động các khu công nghiệp, khi có nhu cầu đầu tư sẽ nâng cấp cụm công nghiệp, chuẩn bị các điều kiện về hạ tầng, mặt bằng thu hút các dự án đầu tư phát triển công nghiệp thời kỳ sau năm 2020
Đa dạng hóa mô hình các khu hướng tới nhu cầu của các nhà đầu tư Trong xu thế hội nhập kinh tế quốc tế, các rào cản thương mại, đầu tư có xu hướng giảm dần, mức
độ cạnh tranh thu hút nguồn vốn đầu tư trên thị trường vốn cũng sẽ diễn ra mạnh mẽ hơn Sức hấp dẫn của các khu công nghiệp sẽ là một trong những yếu tố quan trọng để thu hút nguồn vốn đầu tư Do đó định hướng phát triển các khu công nghiệp tiếp tục nghiên cứu áp dụng một số mô hình khu công nghiệp sau:
Mô hình khu, cụm công nghiệp tập trung đồng ngành: tập trung các cơ sở sản xuất kinh doanh thuộc cùng một ngành từ khâu đầu tiên đến khâu cuối cùng vào một khu vực để giảm chi phí sản xuất, tập trung trao đổi thông tin, phát huy sức mạnh tổng hợp, tăng sức cạnh tranh của toàn ngành Trong đó Ưu tiên hình thành
Khu liên hợp công, nông nghiệp: Đây là khu liên hợp chiếm diện tích lớn để gắn kết sản xuất công nghiệp với vùng nguyên liệu, liên kết quá trình công nghiệp hóa với
đô thị Đây là mô hình có nhiều ưu điểm sẽ khắc phục được những hạn chế của mô hình khu công nghiệp tập trung hiện nay [12]