Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải từ BCL CTRSH hợp vệ sinh của huyện thống nhất và thị xã long khánh, tỉnh đồng nai

2-Các hợp chất hữu cơ được tìm thấy trong thành phần nước rỉ rác có thể chia thành 3 nhóm sau:  Các axit béo có khối lượng phân tử thấp  Humic, các chất ưa cacbonhydrat có khối lượng p

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP CỦA HUYỆN THỐNG NHẤT VÀ THỊ XÃ LONG KHÁNH, TỈNH ĐỒNG NAI 1

1.1.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực huyện Thống Nhất 1

1.1.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực thị xã Long Khánh 4

1.1.3 Tổng quan về BCL CTR sinh hoạt hợp vệ sinh của huyện Thống Nhất và thị xã Long Khánh 6

1.2 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT, CÁC YẾU TỐ GÂY BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC RỈ RÁC 8

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 13

1.3.1 Phương pháp xử lý cơ học 13

1.3.2 Phương pháp xử lý sinh học 15

1.3.3 Phương pháp xử lý hóa – lý 15

1.4 HIỆN TRẠNG CÁC HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC Ở VIỆT NAM 19 1.5 DỰ ĐOÁN LƯỢNG PHÁT SINH CTR SINH HOẠT VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC RỈ RÁC 21

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 29

2.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 29

2.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 29

2.2.1 Phương án 1 29

2.2.2 Phương án 2 32

2.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 34

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH 35

3.1 BỂ ĐIỀU HÒA 35

3.2 BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG 39

3.3 BỂ LẮNG 1 43

3.4 BỂ UASB 49

3.5 BỂ AEROTANK 52

3.6 BỂ LẮNG 2 60

3.7 WETLAND (BÃI LỌC TRỒNG CÂY DÒNG CHẢY NGẦM DẠNG CHẢY NGANG) 64

3.8 HỒ SINH HỌC 67

3.9 BỂ CHỨA BÙN 68

3.10 BỂ TRỘN HÓA CHẤT VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG 69

3.11 KHAI TOÁN KINH PHÍ TOÀN BỘ HỆ THỐNG 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

KẾT LUẬN 76

KIẾN NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các đơn vị hành chính huyện Thống Nhất 2

Bảng 1.2 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm 11

Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác bãi rác Gò Cát 12

Bảng 1.4 Thành phần nước rỉ rác BCL tại Việt Nam 12

Bảng 1.5 Dự đoán thông số nước thải tại BCL CTRSH của huyện Thống Nhất và thị xã Long Khánh 13

Bảng 1.6 Các quá trình xử lý sinh học, hóa học và vật lý xử lý nước rác 17

Bảng 1.7 Chất lượng nước qua từng công trình của trạm xử lý Gò Cát 21

Bảng 1.8 Dự đoán dân số, số dân được hưởng dịch vụ, lượng phát sinh CTRSH (tấn/ngày) 22

Bảng 1.9 Tổng lượng CTRSH (tấn/ngày) của huyện Thống Nhất và thị xã Long Khánh 23

Bảng 1.10 Ước tính cân bằng vật chất quá trình xử lý chất thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp thông thường, đầu vào 414 tấn/ngày 25

Bảng 1.11 Bảng tính lượng nước mưa chuyển thành nước thải 26

Bảng 2.1 Hiệu suất xử lý phương án 1 31

Bảng 2.2 Hiệu suất xử lý phương án 2 33

Bảng 3.1 Kết quả tính toán cho bể điều hòa 38

Bảng 3.2 Hệ số sức cản của nước 40

Bảng 3.3 Kết quả tính toán cho bể keo tụ tạo bông 43

Bảng 3.4 Kết quả tính toán bể lắng 1 48

Bảng 3.5 Kết quả tính toán bể UASB 52

Bảng 3.6 Kết quả tính toán bể Aerotank 60

Bảng 3.7 Kết quả tính toán bể lắng 2 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ hành chính huyện Thống Nhất 1

Hình 1.2 Bản đồ hành chính thị xã Long Khánh 5

Hình 1.3 Lưu đồ quá trình xử lý rác thải 25

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 30

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 32

Hình 3.1 Máy thổi khí hiệu Tsurumi cung cấp khí cho bể điều hòa 38

Hình 3.2 Cánh khuấy dạng turbin 4 cánh nghiêng 45o 40

Hình 3.3 Máy khuấy bể keo tụ tạo bông 41

Hình 3.4 Máy bơm EWARA DWO 037 42

Hình 3 5 Bơm hút bùn 47

Hình 3.6 Máy bơm bùn 52

Hình 3.6 Máy bơm bùn DAB Grundfos 56

Hình 3.7 Đĩa thổi khí SSI – USA 57

Hình 3.8 Máy thổi khí Tsurumi bể Aerotank 59

Hình 3.9 Mô phỏng thiết kế bãi lọc 65

Hình 3.10 Mô hình chia làm 2 vùng 66

Hình 3.11 Bơm định lượng phèn nhôm 69

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

10 đơn vị hành chính bao gồm: các xã Xuân Thiện, Xuân Thạnh, Bàu Hàm 2, Gia Tân

1, Gia Tân 2, Gia Tân 3, Gia Kiệm, Quang Trung, Xã Lộ 25, và Hưng Lộc Tuy nhiên mật độ dân cư trên địa bàn huyện phân bố không đồng đều giữa các xã, tập trung đông

dân nhất là khu vực các xã Quang Trung, Gia Kiệm, Gia Tân 1, Gia Tân 2, Gia Tân 3, phân bố tập trung dọc theo Quốc lộ 20 Trung tâm hành chính của huyện nằm ở phía Đông Bắc ngã ba Dầu Giây, cách Tp Hồ Chí Minh khoảng 68 km, Tp Biên Hoà khoảng 30 km và nằm cạnh giao điểm của các tuyến Quốc lộ 1 - Quốc lộ 20 và có tuyến đường sắt chạy qua , có điều kiện phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật: điện, nước, giao thông có sức thu hút đầu tư từ bên ngoài và trong tương lai tuyến cao tốc Dầu Giây - Liên Khương sẽ kết nối hoàn chỉnh với tuyến đường cao tốc TP Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây để tạo sự liên kết thuận tiện giữa các tỉnh TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Lâm Đồng, tạo ra tuyến đường huyết mạch trên trục giao thông Bắc - Nam, vùng Tây nguyên và các vùng kinh tế trọng điểm trong khu vực

(Nguồn: Phòng Thống kê huyện Thống Nhất, năm 2007)

Ranh giới hành chánh huyện Thống Nhất được xác định như sau:

 Phía Bắc giáp huyện Định Quán

 Phía Đông giáp huyện Long Khánh

 Phía Nam giáp huyện Long Thành và huyện Cẩm Mỹ

 Phía Tây giáp huyện Trảng Bom

Địa hình huyện Thống Nhất nằm trong vùng địa hình đồi thấp và thoải, có hướng nghiêng dần từ Bắc xuống Nam, có thể phân thành 3 khu vực như sau:

 Khu vực có địa hình thấp: nằm ở phía Nam và dọc Quốc lộ 1

 Khu vực có địa hình trung bình: nằm dọc theo phía Tây Quốc lộ 1

 Khu vực có địa hình cao: nằm ở phía Bắc và ven Quốc lộ 20

Nhìn chung địa hình của huyện Thống Nhất thích hợp cho việc phát triển nông nghiệp, xây dựng các khu đô thị và khu công nghiệp

Khí hậu và đất đai thuận lợi cho phát triển các loại cây ăn quả, cây công nghiệp ngắn ngày và dài ngày như đậu nành, thuốc lá, cà phê, cao su

Đất đai của huyện phần lớn là đất bazan, có tỷ lệ diện tích lớn bị lẫn nhiều sỏi sạn và

đá lộ đầu Đất có hàm lượng đạm, lân tổng số và mùn cao, nhưng có những hạn chế là: đất nghèo kali, có tầng kết von nông và nhiều chiếm 25,8%, đất có đá lộ đầu và tầng

đá nông chiếm 20%, đất có tầng canh tác mỏng chiếm 33,9%

Có điều kiện phát triển mạnh mẽ trên cả 3 lĩnh vực: nông nghiệp, công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ

Về điều kiện khí hậu, huyện Thống Nhất, Đồng Nai thuộc vùng miền Đông Nam bộ, chịu ảnh hưởng trực tiếp của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, với hai mùa mưa nắng rõ rệt

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 với lượng mưa 2139 mm/năm, chiếm 90 – 94% lượng mưa cả năm, lượng bốc hơi trung bình từ 1100 – 1400 mm/năm chiếm 47 – 60%, độ ẩm không khí 70 – 80%, lượng mưa cao nhất vào tháng 8 và tháng 9

- Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, mưa ít chỉ chiếm khoảng 10% lượng mưa

cả năm, bốc hơi nhanh, mực nước ngầm hạ sâu Bên cạnh đó, mùa khô có gió mùa đông bắc, mang đặc tính chủ yếu của vành đai tín phong và không khí nhiệt đới ít hơi

ẩm nên ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng cũng như sinh hoạt

- Nhìn chung, xu thế phân bố của thời gian kết thúc mùa mưa ngược với thời gian bắt đầu mùa mưa Nơi nào mùa mưa bắt đầu sớm lại kết thúc muộn, và nơi nào bắt đầu muộn lại kết thúc sớm Như vậy, vùng phía Bắc có thời gian mùa mưa dài nhất khoảng

200 ngày Vùng khu vực dự án thuộc huyện Thống Nhất có thời gian mưa khoảng 190

- 200 ngày và kết thúc vào khoảng trung tuần tháng 11

- Lượng mưa trong mỗi cơn mưa khá lớn nhưng thời gian mưa của mỗi cơn không kéo dài, thường kèm theo gió lớn Lượng mưa lớn nhất là 353,7 mm (mùa mưa) Do vậy thường gây hạn cục bộ vào mùa khô và ngập úng vào mùa mưa

- Lượng mưa nhỏ nhất : 15,7 mm (tháng 1 và 2), lượng mưa lớn nhất 353,7 mm (tháng 9), lượng mưa trung bình : 158,2 mm Số ngày mưa trong năm khoảng : 159 ngày

- Mưa có tác dụng làm thanh lọc các chất ô nhiễm trong không khí và pha loãng các chất ô nhiễm trong nước, nước mưa còn cuốn theo các chất ô nhiễm rơi vãi từ mặt đất rơi xuống các nguồn nước Các thiết kế xử lý hệ thống nước thải rác cần quan tâm đến lượng nước mưa Thường thường để giảm khối lượng nước thải cần xử lý, vào mùa mưa trong khu chôn lấp rác cần phải tách riêng biệt hệ thống thoát nước mưa với hệ thống thoát nước thải

- Nhiệt độ trung bình trong năm là: 26 – 27oC, nhiệt độ trung bình cao nhất: 34 – 35oC Nhiệt độ trung bình thấp nhất: 16 – 18oC Biến thiên nhiệt độ, trong mùa mưa từ 5,5 –

8oC; mùa khô từ 5 – 12oC Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phát tán và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong khí quyển

Độ ẩm nhỏ nhất: 40% (vào tháng 3), độ ẩm lớn nhất: 86%, độ ẩm trung bình: 64,8% (vào tháng 8)

Gió là yếu tố quan trọng nhất tác động lên quá trình lan truyền các chất ô nhiễm Tốc

độ gió càng cao thì chất ô nhiễm được vận chuyển đi càng xa và nồng độ chất ô nhiễm càng nhỏ do khí thải được pha loãng với khí sạch Tốc độ gió nhỏ hoặc gió lặng thì chất ô nhiễm sẽ tập trung ngay tại khu vực gần nguồn thải Gió trong vùng có 3 hướng gió chính:

 Gió Đông Nam từ tháng 2 đến tháng 5, tốc độ 3 -4 m/s

 Gió Tây Nam thổi vào mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 với tần suất 70%, tốc

1.1.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực thị xã Long Khánh

Nằm ở giữa về phía Đông của tỉnh Đồng Nai và là một huyện trung du nằm trên cửa ngõ vào TP Hồ Chí Minh, phía Bắc giáp huyện Thống Nhất và huyện Xuân Lộc, phía Nam giáp huyện Cẩm Mỹ, phía Đông giáp huyện Xuân Lộc, phía Tây giáp huyện Thống Nhất

Thị xã có 15 đơn vị hành chính có 6 phường và 9 xã gồm: Phường Xuân Bình, phường Xuân An, phường Xuân Hòa, phường Xuân Trung, phường Xuân Thanh, phường Phú

Bình, xã Bầu Trăm, xã Bảo Vinh, xã Bảo Quang, xã Suối Tre, xã Xuân Lập, xã Bầu Sen, xã Xuân Tân, xã Hàng Gòn và xã Bình Lộc

Cơ cấu kinh tế năm 2006: Công nghiệp - Xây dựng chiếm 30,4%, Nông - Lâm nghiệp

- Thủy sản chiếm 23%, Dịch vụ chiếm 46,6%

1.1.3 Tổng quan về BCL CTR sinh hoạt hợp vệ sinh của huyện Thống Nhất và

thị xã Long Khánh

Hiện nay, trên địa bàn toàn tỉnh Đồng Nai chỉ có 1 Khu xử lý Trảng Dài được đưa vào hoạt động, chất thải được chôn lấp hoàn toàn Năm 2011, UBND tỉnh Đồng Nai đã ban hành quyết định số 2862/QĐ-UBND phê duyệt Quy hoạch quản lý chất thải rắn tỉnh Đồng Nai đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2025, toàn tỉnh có 9 khu xử lý chất thải với tổng diện tích đất sử dụng khoảng 430 ha Trong giai đoạn năm 2012-2015, Đồng Nai đã thu hút được 15 dự án tại tất cả khu xử lý trên địa bàn tỉnh Trong đó, đã đưa vào hoạt động 12 dự án, đáp ứng được chức năng xử lý chất thải rắn sinh hoạt, công nghiệp thông thường và chất thải nguy hại trên địa bàn tỉnh Đồng Nai Ngoài ra, 3 dự

án đang thực hiện thủ tục đầu tư xây dựng tại 2 khu xử lý: Khu xử lý Vĩnh Tân có 2 dự

án, phần 30 ha giao cho Công ty CP Tiến bộ Quốc tế (AIC) đang thực hiện các thủ tục đầu tư, dự án của Công ty CP Môi trường Đồng Xanh đã được UBND tỉnh Đồng Nai

có văn bản chấp thuận chủ trương và giới thiệu địa điểm; Khu xử lý Bàu Cạn có 1 dự

án của Công ty TNHH Tân Thiên Nhiên diện tích 10 ha, xử lý chất thải rắn công nghiệp không nguy hại và nguy hại

Hiện toàn tỉnh Đồng Nai có lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh khoảng 1.612 tấn/ngày; lượng thu gom, xử lý khoảng 1.515 tấn/ngày Trong đó, lượng các hộ dân tự

xử lý theo hướng dẫn của chính quyền địa phương 369 tấn/ngày; lượng thu gom, xử lý tại các khu xử lý 1.145 tấn/ngày, đạt tỷ lệ 94%; đốt - sản xuất compost 277 tấn/ngày, chiếm tỷ lệ 24% và chôn lấp 868 tấn/ngày, chiếm tỷ lệ 76%

Lượng chất thải rắn công nghiệp thông thường phát sinh khoảng 1.079 tấn/ngày; lượng thu gom, xử lý 1.079 tấn/ngày, đạt 100% Về cơ bản, chất thải rắn công nghiệp thông thường đã được thu gom, tái chế ở từng nhóm chất thải như: nhóm giấy, nhóm gỗ, nhóm nhựa, nhóm kim loại, tỷ lệ đã thực hiện thu gom, xử lý (tái chế), đạt 93%

Theo Sở TN&MT Đồng Nai, những năm trước đây, do việc triển khai các khu xử lý chất thải theo quy hoạch trên địa bàn tỉnh chưa đáp ứng được yêu cầu nên tại các địa phương đã hình thành các bãi rác tạm để tiếp nhận chất thải sinh hoạt Toàn tỉnh Đồng Nai đã hình thành 47 bãi rác tạm tổng diện tích khoảng 24 ha, diện tích các bãi rác tạm dao động từ khoảng 300m2 (bãi rác tạm tại xã Phú Điền, huyện Tân Phú) cho đến khoảng 50.000 m2 (bãi rác tạm Đồng Mu Rùa tại xã Phước An, huyện Nhơn Trạch) Tất cả các bãi rác tạm này đều không phù hợp quy hoạch, tồn tại theo dạng bãi hở không hợp vệ sinh

Nhìn chung, việc quản lý chất thải vẫn chưa được thực hiện một cách đồng bộ và chặt chẽ, một số đơn vị đã tổ chức thu gom và đổ trái phép hoặc trao đổi mua bán dưới

dạng phế liệu Khu vực phân loại, lưu giữ chất thải tại nguồn chưa được thực hiện triệt để; đặc biệt chưa có bãi chôn lấp chất thải nguy hại đúng quy định

Căn cứ Quyết định số 7480/QĐ.UBND ngày 26/7/2006 của Chủ tịch UBND tỉnh Đồng Nai về việc phê duyệt điều chỉnh bổ sung Quy hoạch các khu xử lý rác thải sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Đồng Nai đến năm 2020; trong đó có các vị trí quy hoạch làm khu xử lý rác thải sinh hoạt như sau:

- Tp Biên Hòa: Bãi rác Trảng Dài, diện tích 15 ha tại phường Trảng Dài ( dự kiến đóng cửa)

- Huyện Định Quán: tại ấp Suối Ru, xã Túc Trưng, diện tích 10 ha (dự kiến đóng cửa)

- Huyện Tân Phú: tại xã Phú Thanh, diện tích 5 ha, mở rộng 10 ha

- Huyện Xuân Lộc: tại ấp 4, xã Xuân Tâm, diện tích quy hoạch mở rộng 10 ha

- Huyện Trảng Bom: tại xã Tây Hòa, diện tích 10 ha

- Huyện Cẩm Mỹ: tại xã Xuân Mỹ, diện tích 20 ha

- Huyện Nhơn Trạch: tại khu vực đồng Mu Rùa, xã Phước An, diện tích 10 ha

- Huyện Vĩnh Cửu: tại xã Vĩnh Tân, quy mô diện tích khoảng 30 ha; trong đó 5 ha làm khu xử lý, 25 ha đất rừng hiện hữu làm khu cây xanh cách ly

- Huyện Long Thành: tại xã Bàu Cạn, , diện tích 30 ha, quy hoạch mở rộng hoàn chỉnh

100 ha, dự kiến đây là bãi rác tập trung xử lý rác sinh hoạt tập trung cho 2 huyện Long thành và Nhơn Trạch

- Huyện Thống Nhất: tại xã Quang Trung, diện tích 10 ha, quy hoạch mở rộng hoàn chỉnh 100 ha thành khu xử lý chất thải rắn liên huyện Thống Nhất và Thị xã Long Khánh

Với chủ trương phát triển công nghiệp bền vững, thì bảo vệ môi trường đang là một vấn đề lớn đối với sự phát triển của tỉnh Đồng Nai, việc xây dựng một khu xử lý chất thải tập trung bao gồm hệ thống thu gom, xử lý và tiêu hủy chất thải sinh hoạt và công nghiệp nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải không qua xử lý được thải ra môi trường là hết sức cần thiết Xây dựng BCL HVS là việc làm cấp bách cần phải thực hiện để cải thiện môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng nhằm tạo môi trường thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững cho huyện Thống Nhất và cho tỉnh Đồng Nai và là hướng đầu tư phù hợp với tình hình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh, là khu xử lý chất thải rắn đô thị cho các huyện Thống Nhất và thị xã Long Khánh

và chất thải công nghiệp trên địa bàn tỉnh Đồng Nai

Dự án hình thành là điều kiện cần thiết phải có để tiếp nhận lượng chất thải rắn sinh hoạt của huyện Thống Nhất, Trảng Bom và Thị xã Long Khánh cũng như là chất thải công nghiệp trên địa bàn tỉnh BCL sẽ xử lý chất thải của huyện Thống Nhất và TX Long Khánh, trường hợp thuận tiện sẽ thu gom tại các huyện Trảng Bom, Long Thành, Nhơn Trạch

Dự án đặt ở xã Quang Trung, huyện Thống Nhất, là xã có đặc điểm địa tầng, địa chất thủy văn phù hợp, hệ thống giao thông thuận tiện để xây dựng BCL

1.2 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT, CÁC YẾU TỐ GÂY BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC RỈ RÁC

Thành phần và tính chất nước rác là cơ sở quan trọng để xem xét lựa chọn công nghệ

xử lý nước rác

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước rác như khí hậu, khí tượng, độ ẩm, thành phần chất thải rắn, thời gian chôn lấp, độ pha loãng với các nguồn nước bổ sung (nước ngầm, nước mưa, nước thải ngấm hoặc chảy vào ô rác), công nghệ chôn lấp và vật liệu phủ trên bề mặt lớp rác Trong nước rác có 3 thành phần liên quan đến việc xử lý và gây ô nhiễm là: Chất hữu cơ (BOD, COD, TOC), nitơ, kim loại nặng

Nước rỉ rác từ các bãi rác có nồng độ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn hòa tan, Cl

-, SO4, kim loại (Cu, Cd, Fe, Pb, Ni, Mn, Co, Ca, Zn) và độ cứng rất cao Nước rỉ rác cũng chứa các hợp chất hữu cơ độc hại bao gồm hydrocacbon aliphatic và vòng thơm, các chất hữu cơ bị halogen hóa Các hydrocacbon đa vòng thơm có tính gây ung thư cũng được tìm thấy trong nước rò rỉ, các chất này có thể gây đột biến gen Sự hòa tan trong nước của các hợp chất hydrocacbon bị clo hóa như DDT và PCB có thể làm tăng khả năng tạo phức với axit humic và axit fulvic

2-Các hợp chất hữu cơ được tìm thấy trong thành phần nước rỉ rác có thể chia thành 3 nhóm sau:

 Các axit béo có khối lượng phân tử thấp

 Humic, các chất ưa cacbonhydrat có khối lượng phân tử trung bình

 Các hợp chất ưa axit fulvic có khối lượng phân tử trung bình

Đối với BCL chưa ổn định hay bãi mới chôn lấp thì thành phần hợp chất hữu cơ sẽ bao gồm khoảng 90% cacbon hữu cơ ở dạng hòa tan, đó là các axit béo bay hơi dạng ngắn Chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các axit này là axit axetic , axit propionic, axit butyric

và một phần đáng kể axit fulvic

Nước rỉ rác sinh ra trong giai đoạn đầu của quá trình phân hủy yếm khí có đặc điểm hàm lượng các axit béo bay hơi cao, pH thấp, tỷ lệ BOD/COD cao, hàm lượng các hợp chất amino và nitơ hữu cơ cao Tuy nhiên khi pH tăng các chất kim loại sẽ kết tủa dưới dạng sulphides, hydroxides và cacbonates Khi quá trình tạo metan hoạt động mạnh, các axit béo (nguyên nhân tạo pH cao và hàm lượng BOD cao) sẽ được chuyển thành metan và cacbon dioxit Nước rỉ rác từ giai đoạn lên men metan có đặc điểm nồng độ axit béo thấp, nồng độ kiềm trung tính, nồng độ ammonia nitrogen thấp hơn và tỷ lệ BOD/COD thấp

Tính chất lượng nước rỉ rác:

 Giá trị BOD biểu diễn phần chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học so với chất hữu cơ tổng cộng COD trong nước rỉ rác Theo số liệu trong bảng trên thì BOD/COD

sẽ giảm khi tuổi bãi rác tăng lên Theo nghiên cứu của Chian và Dewalle (1977) thì tỷ

số BOD/COD sẽ giảm từ 0,8 xuống còn 0,05 trong khoảng thời gian 17 năm

 Tỷ số BOD/COD giảm theo thời gian, điều này cho thấy việc áp dụng phương pháp sinh học xử lý nước rỉ rác chỉ thích hợp trong giai đoạn hoạt động ban đầu của BCL Phương pháp sinh học không thích hợp cho nước rò rỉ từ các bãi rác đã chôn lấp lâu năm

 Tốc độ phát sinh nước rỉ rác phụ thuộc vào các giai đoạn hoạt động khác nhau của BCL Lưu lượng nước rỉ rác sẽ tăng lên dần trong suốt thời gian hoạt động của bãi rác và giảm dần sau khi xây dựng hoàn chỉnh lớp bao phủ cuối cùng trên bề mặt

Thành phần và tính chất của nước rỉ rác phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố:

 Loại chất thải

 Thành phần và các biện pháp xử lý sơ bộ chất thải

Thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính chất nước rò rỉ Khi các phản ứng trong BCL diễn ra thì CTR sẽ bị phân hủy Do vậy CTR có đặc tính

gì thì nước rò rỉ cũng có đặc tính tương tự (ví dụ chất thải chứa nhiều chất độc hại sinh

ra nước rác cũng chứa nhiều thành phần độc hại)

Các biện pháp xử lý hoặc chế biến CTR cũng có những tác động đến tính chất nước rác Ví như rác không được nghiền nhỏ Khi rác được cắt nhỏ thì tốc độ phân hủy tăng lên đáng kể so với khi không nghiền nhỏ Tuy nhiên sau một thời gian thì tổng lượng chất ô nhiễm bị trôi ra từ CTR là như nhau bất kể rác có được xử lý sơ bộ hay không

 Độ ẩm và nhiệt độ trong bãi rác

Độ ẩm thích hợp giúp các phản ứng sinh học xảy ra tốt, là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rò rỉ được hình thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lấp Độ ẩm trong rác cao thì nước rò rỉ sẽ hình thành nhanh hơn

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất nước rác Khi nhiệt độ môi trường cao thì quá trình bay hơi sẽ xảy ra tốt hơn, giảm lưu lượng nước rác, đồng thời thì các phản ứng phân hủy trong BCL diễn ra nhanh hơn làm nước rác có nồng độ ô nhiễm cao hơn

 Chiều sâu lớp chất thải chôn lấp

BCL có chiều sâu chôn lấp càng lớn thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với BCL khác trong cùng điều kiện về lượng mưa và quá trình thấm Bãi rác càng sâu thì cần nhiều nước để đạt trạng thái bão hòa, cần nhiều thời gian để phân hủy Do vậy, BCL càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách di chuyển của nước sẽ tăng, quá trình phân hủy sẽ xảy ra hoàn toàn hơn nên nước rác chứa hàm lượng lớn các chất ô nhiễm

 Mức độ đầm nén

 Lượng mưa và nhiệt độ khu vực

 Tuổi của bãi rác

Thành phần, tính chất nước rác khác nhau và thay đổi liên tục theo thời gian dài, thành phần nước rác của BCL mới hoàn toàn khác với BCL đã đóng cửa từ lâu Tính chất nước rò rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp Nhiều nghiên cứu cho rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rò rỉ là một hàm theo thời gian Theo thời gian, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần Thành phần của nước rò rỉ thay đổi tùy thuộc vào các giai đoạn khác nhau của quá trình phân hủy sinh học đang diễn ra Sau giai đoạn hiếu khí ngắn thì giai đoạn phân hủy yếm khí tạo ra axit xảy ra và cuối cùng là quá trình tạo ra khí metan Trong giai đoạn axit, các hợp chất đơn giản được hình thành như các axit dễ bay hơi, amino axit và một phần fulvic với nồng độ nhỏ Trong giai đoạn này, khi rác mới được chôn hoặc có thể kéo dài vài năm, nước rò rỉ có những đặc điểm: nồng độ các axit béo dễ bay hơi cao, pH nghiêng về tính axit, BOD cao, tỷ

lệ BOD/COD cao, nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao, VSV có số lượng lớn, nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng cao

Khi rác được chôn càng lâu, quá trình metan hóa xảy ra Khi đó CTR trong BCL được

ổn định dần, nồng độ ô nhiễm cũng giảm dần theo thời gian Giai đoạn tạo thành khí metan có thể kéo dài đến 100 năm hoặc lâu hơn Đặc điểm nước rác ở giai đoạn này là nồng độ các axit béo dễ bay hơi thấp, pH trung tính hoặc kiềm, BOD thấp, tỷ lệ

BOD/COD thấp, nồng độ NH4+ thấp, VSV có số lượng nhỏ, nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng thấp

Đây là khó khăn cho thiết kế trạm xử lý nước rác

Bảng 1.2 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi

chôn lấp mới và lâu năm

Thành phần

Bãi mới đóng cửa ( 2 năm) Bãi lâu năm

(trên 10 năm) Khoảng Trung bình

BOD 5 nhu cầu oxy trong

quá trình sinh hóa 2.000 – 30.000 10.000 100 – 200 COD nhu cầu oxy trong quá

(Nguồn: Khoa môi trường – Đại học bách khoa TP.HCM và Đại học Văn Lang)

Bảng 1.4 Thành phần nước rỉ rác BCL tại Việt Nam

Bảng 1.5 Dự đoán thông số nước thải tại BCL CTRSH của huyện Thống Nhất và

thị xã Long Khánh

Nồng độ đầu ra (cột B2, QCVN 25:2009/BTNMT)

1.3.1 Phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học là quá trình xử lý sơ bộ, bao gồm các công trình và thiết bị như song chắn rác, lưới chắn rác, lưới lọc bể lắng, bể lọc với vật liệu là cát thạch anh để tách các chất không hòa tan ra khỏi nước rác, nhiều khi người ta còn dùng bể tuyển nổi để tách các chất lơ lửng không tan và dầu mỡ Xử lý cơ học thường đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả

xử lý chất lơ lửng cao Thông thường xử lý cơ học chỉ là xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học

Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 –

60o nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 – 85o nếu làm sạch bằng máy Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại Do đó, thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 -1m/s Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 -1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

Bể lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt qua 0,3m/s Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo

Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn được tạo ra

từ quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5h Các bể lắng ngang thường được

sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc từ 0,5 – 0,6m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động khoảng 45 – 120 phút Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20 %

Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt

Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 – 30 micromet (bình thường từ 50 – 120 micromet) Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng

1.3.2 Phương pháp xử lý sinh học

Nước rác có thể áp dụng phương pháp xử lý sinh học Mục đích của phương pháp này

là keo tụ và tách các hạt keo không lắng và phân hủy các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của VSV hiếu khí hoặc kỵ khí nhằm giảm nồng độ của chất hữu cơ COD, BOD, giảm chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho Trong xử lý sinh học có 5 nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình yếm khí, quá trình kỵ khí, quá trình hiếu khí – thiếu khí – kỵ khí kết hợp, quá trình hồ sinh học Các công trình thường sử dụng là bể aerotank, hồ thổi khí, bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược UASB, bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học… Phương pháp xử lý sinh học có ưu điểm rẻ tiền, có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ làm phân bón hoặc tái sinh năng lượng (khí metan)

1.3.3 Phương pháp xử lý hóa – lý

Nước rác thường chứa một lượng đáng kể các chất hữu cơ khó phân hủy và một số kim loại nặng mang độc tính cao, khó phân giải nên sau khi xử lý sinh học và cơ học vẫn chưa thể giải quyết triệt để Do vậy người ta phải sử dụng các hóa chất để tạo ra các phản ứng hóa học, đồng thời kết hợp các công trình xử lý cơ học để hóa rắn, lắng, hấp phụ cacbon hoạt tính, ozon hóa để khử COD, độ màu, cặn lơ lửng và nhất là kim loại nặng có chứa trong nước rác Xử lý hóa – lý thường có hiệu quả cao nhưng đắt tiền và thường tạo ra sản phẩm phụ độc hại Trên thực tế, thành phần nước rác rất phức tạp Nếu trước khi chôn lấp, rác không được phân loại thì xử lý nước rác gặp không ít khó khăn, đa số phải kết hợp nhiều biện pháp xử lý mới đảm bảo chất lượng nước xả

ra nguồn

Trung hòa

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

 Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm

 Bổ sung các tác nhân hóa học

 Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa

 Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid

Oxy hóa khử

Dùng các chất oxy hóa như clo ở dạng khí và lỏng, dioxit clo, clorat canxi, pemanganat kali, bicromat kali, oxy, ozon…Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải chuyển thành các chất ít độc hơn và tách khỏi nước thải Qúa trình này tốn lượng lớn hóa chất, do đó chỉ được dùng khi không thể tách tạp chất bằng phương pháp khác

Khử trùng

Để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, cần phải khử trùng nước bằng cách clo hóa hay ozon hóa, điện phân, tia cực tím

Keo tụ - tạo bông

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 micromet Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút

Vander Waals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện,

có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông

Bảng 1.6 Các quá trình xử lý sinh học, hóa học và vật lý xử lý nước rác

Áp dụng cho dòng thải tương đối

thấp

Bể ổn định (ổn định hiếu khí,

kỵ khí, tùy tiện)

Loại bỏ CHC Đòi hỏi diện tích rộng

Màng sinh học Loại bỏ CHC

Thường dùng cho màng thải công nghiệp như nước rác nhưng không thử nghiệm trên nước rác bãi thải

Nitrat hóa/khử nitrat

Loại bỏ Nitrogen

Nitrat hóa/khử nitrat có thể tiến hành đồng thời với việc loại bỏ

CHC

Quá trình xử

lý hóa học

Phương pháp trung hòa

Sinh ra bùn cặn, phải xử lý chúng như chất thải nguy hại

Oxy hóa

Loại bỏ CHC, phân giải độc

tố của một số loại vô cơ

Làm việc tốt nhất trên dòng nước rác đã pha loãng, có thể dùng Chlorine để tạo thành Chlorinated

Trao đổi ion Loại bỏ chất

vô cơ hòa tan Hiệu quả khi làm việc trong nước

Siêu lọc

Loại bỏ vi khuẩn và hữu

cơ nặng cao

Hôi bẩn, ít dùng cho nước rác

1.4 HIỆN TRẠNG CÁC HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC Ở VIỆT NAM

Do rác thải ở Việt Nam không được phân loại trước khi đem chôn lấp nên trong thành phần chất thải có chứa các chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học được, các chất vô cơ…Vì vậy, thành phần nước rác rất phức tạp, giá trị các thông số ô nhiễm như COD, BOD, SS, kim loại nặng, nitơ hữu cơ…cao, nước rác có mùi tanh và màu đen Do trong nước rác có rất nhiều chất độc hại đối với VSV nên rất khó xử lý bằng các phương pháp sinh học Vì vậy đối với nước rác ở Việt Nam không thể áp dụng các hệ thống xử lý nước rác như ở các nước phát triển – nơi chất thải đã được phân loại tại nguồn Hơn nữa khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới ẩm, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy nên nước rác có hàm lượng CHC rất cao, giá trị BOD5 có thể lên đến 20.000mg/l, COD khoảng 60.000 mg/l…Do vậy nước rác tại Việt Nam có đặc điểm là:

 Chứa hàm lượng Ca2+ khá cao, lên tới 1200 mg/l, có thể do vật liệu phủ rác gây

ra

 Hàm lượng tổng Nitơ lên tới 3.200 mg/l

 Có thể chứa hàm lượng kim loại nặng, hóa chất độc hại là những chất có thể ảnh hưởng rất nặng đến quá trình xử lý sinh học của hệ thống

 Hàm lượng COD, BOD rất cao Trong đó thành phần COD không phân hủy sinh học rất lớn

Hiện nay, trên thế giới đang áp dụng 2 công nghệ XLNR, đó là: Công nghệ, kỹ thuật vật lý, cơ lý và hóa học áp dụng các quy trình điều hòa, tuyển nổi, lọc cát truyền thống,

lọc màng bao gồm: Sử dụng màng vi lọc, (MF), tới cỡ hạt 0,1 µm, siêu lọc (UF: lọc tới

cỡ hạt 0,01 µm) để lọc nước rác, sau đó cho nước rác đã được xử lý thẩm thấu ngược (RO), cuối cùng xử lý lọc nano (NF), trung hòa, keo tụ kết tủa, trao đổi iôn, ôxy hóa nâng cao bằng ôzôn, fentôn, hấp phụ các thành phần còn lại của nước rác Mỗi loại hình công nghệ, đều có ưu nhược điểm nhất định về các khía cạnh xây dựng, lắp đặt và vận hành nên trong quá trình nghiên cứu khả thi và dự án đầu tư cụ thể, người thiết kế phải so sánh về vốn đầu tư và chi phí vận hành để lựa cho công nghệ phù hợp

Công nghệ, kỹ thuật sinh học áp dụng quy trình kỵ khí UASB, AF, hiếu khí anoxic, hiếu khí (AAO, AO) để xử lý rác, sau đó đưa lượng nước rác qua bể phản ứng màng sinh học chuyển động (MBBR), bể phản ứng màng sinh học theo mẻ (SBBR) để lọc, cuối cùng nước rác được đưa vào hồ sinh học hoặc với bãi lọc ngầm trồng cây

Ở nước ta, xử lý nước rác là một vấn đề mới mẻ và nan giải Bên cạnh những hệ thống

xử lý được đầu tư quy mô công nghiệp, hiện đại, vẫn còn tồn tại những trạm xử lý chỉ được đầu tư tạm thời, ngay cả những nhà máy xử lý nước rác hiện đại cũng đã và đang bộc lộ những bất cập, tồn tại cần giải quyết tiếp

Hiện nước ta chủ yếu áp dụng phương pháp chôn lấp rác, làm compost, đốt hay tạo viên đốt thu hồi năng lượng… tuy nhiên các phương pháp này đều chưa xử lý được nước rác Do đó, mức độ ô nhiễm của nước rác ở các đô thị Việt Nam cao và phức tạp Những đô thị không phân loại và thu hồi những vật liệu có thể tái chế, tái sử dụng, nhất là những chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học mà đưa đi chôn lấp toàn bộ sẽ làm lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, không khí Ngoài ra, việc vận hành BCL, kể cả BCL hợp vệ sinh nhưng thực hiện không đúng quy cách cộng với điều kiện thời tiết khí hậu của Việt Nam đã ảnh hưởng rất lớn đối với thành phần tính chất nước rác, gây nhiều khó khăn cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp để XLNR

Hiện nay, trên địa bàn cả nước có rất ít bãi chôn lấp có trạm xử lý nước rác Các trạm

xử lý (TXL) nước rác mới chỉ được đầu tư xây dựng tại các bãi chôn lấp được xem là hợp vệ sinh như trạm xử lý nước rác Nam Sơn (Hà Nội), TXL nước rác ở Đèo Sen, TXL nước rác Hà Khẩu, TXL nước rác Quang Hanh (Quảng Ninh), TXL nước rác Tràng Cát (Hải Phòng), TXL nước rác Lộc Hoà (Nam Định) hoặc các khu vực là điểm nóng về môi trường do nước rác như TXL nước rác Đông Thạnh, TXL nước rác Gò Cát, TXL nước rác Đa Phước, TXL nước rác Phước Hiệp (tất cả đều ở TP Hồ Chí Minh) Theo đánh giá của các chuyên gia, trong số các TXL nước rác kể trên, các trạm

xử lý nước rác được đầu tư xây dựng hiện đại, hiệu quả xử lý cao, đạt TCVN

5945-1995 là Nhà máy xử lý nước rác Nam Sơn (Hà Nội) và Nhà máy xử lý nước rác Gò Cát (TP Hồ Chí Minh)

Hiện các trạm XLNR ở Việt Nam chủ yếu áp dụng mô hình hóa học, hóa lý, sinh học (CEEN) của Công ty Minh Đức, với quy trình khép kín, nước rác sẽ được đưa vào hồ sinh học sau đó bơm qua hệ thống xử lý hiếu khí bằng bể aêrôten với bùn hoạt tính, kết hợp thiếu khí (anôxic) và thổi khí loại bỏ NH3, sau đó đưa vào hồ ổn định và xả ra ngoài Có thể kể đến 2 trạm XLNR điển hình là:

-Trạm XLNR tại BCL Gò Cát (TP HCM) được các chuyên gia Hà Lan phối hợp cùng Việt Nam xây dựng, được xem là hệ thống xử lý nước rỉ rác hoàn chỉnh và quy mô nhất hiện nay ở TP.HCM với công suất thiết kế 400m3/ngày, công nghệ hiện đại và tiên tiến, chi phí xây dựng khoảng hơn 1 triệu USD vào năm 2003, chất lượng nước sau xử lý đạt cột B TCVN 5945 - 1995 Công nghệ xử lý bao gồm: Bể thu - Trạm bơm

- UASB kết hợp loại bỏ canxi - Xử lý hiếu khí bằng bể aerotank với bùn hoạt tính - Lắng - Hồ sinh học Nhìn chung chất lượng sau xử lý đạt tương đối tốt

Bảng 1.7 Chất lượng nước qua từng công trình của trạm xử lý Gò Cát Thông số Sau hồ tiếp nhận Sau UASB Sau aerotank Hồ sinh học

COD 2.650 – 6.850 1.810 – 2.230 550 – 780 56 – 71

-Trạm XLNR tại BCL Kiêu Kỵ (Gia Lâm - Hà Nội): Dự án do Xí nghiệp Môi trường

Đô thị, huyện Gia Lâm làm chủ đầu tư, đang trong giai đoạn vận hành thử công trình XLNR công suất 150 m3/ngày Nước rác được xử lý sau đó đưa ra hồ sinh học hai bậc, với làm thoáng nhân tạo, trong hồ có trồng bèo lục bình (bèo tây) Kết quả cho thấy, hiệu quả xử lý tốt Chỉ tiêu COD của nước đầu ra dưới 100 mg/l

1.5 DỰ ĐOÁN LƯỢNG PHÁT SINH CTR SINH HOẠT VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC RỈ RÁC

Khối lượng rác thải sinh hoạt dự báo căn cứ vào tổng số dân của huyện, tỷ lệ phần trăm (%) dân cư được hưởng dịch vụ lấy rác, khối lượng rác thải ra của một người trong một ngày

- Về dân số, theo số liệu thống kê trên Website huyện Thống Nhất năm 2013 dân số của huyện là 161.500 người, của thị xã Long Khánh năm 2006 là 142.600 người Với mức tăng dân số trước 2020 là 1,3%/năm và từ 2020 là 1%/năm, có thể ước tính dân số tại các địa bàn này từ năm 2018 - 2057

- Lượng chất thải rắn phát sinh: ước tính 1 kg/người.ngày Tỉ lệ thu gom tăng dần theo các năm: từ 2018 đến 2020 là 95%, trở về sau 100% Từ đó ước tính lượng chất thải rắn sinh hoạt có thể tiếp nhận từ 2018 - 2057

Bảng 1.8 Dự đoán dân số, số dân được hưởng dịch vụ, lượng phát sinh CTRSH

Lượng CTRSH (tấn/ngày)

Dân số dự đoán

Số dân hưởng dịch

vụ

Lượng CTRSH (tấn/ngày)

- Xử lý tái chế chất thải làm phân compost

- Chôn lấp hợp vệ sinh

Hình 1.3 Lưu đồ quá trình xử lý rác thải

Trên cơ sở dự đoán lượng chất thải rắn sinh hoạt tại huyện Thống Nhất và Thị xã Long Khánh đã trình bày ở bảng trên, ước tính lượng chất thải sinh hoạt có thể thu gom xử

lý tại khu xử lý là 414 tấn/ngày

Để việc lựa chọn công nghệ xử lý, tính toán công suất thiết bị phù hợp theo lưu đồ xử

lý như trên, cần phải tính toán cân bằng vật chất cho lượng chất thải rắn đầu vào 414 tấn chất thải/ngày và lượng chất thải rắn còn lại đưa vào chôn lấp Phần tính toán cân bằng vật chất được tính trên cơ sở:

- Chất thải đã được phân loại tại nguồn, không có thành phần chất thải rắn xây dựng (chất thải rắn phá dỡ từ các công trình xây dựng)

- Thành phần tính chất của chất thải rắn đặc thù của khu vực thu gom là khu vực nông thôn, thành phần hữu cơ trong rác thải khoảng 60 - 80%

Cân bằng vật chất ước tính như trong bảng 1.10 Cân bằng này có thể thay đổi phụ thuộc vào thành phần tính chất chất thải cũng như thói quen của người dân trong việc phân loại chất thải tại nguồn

Bảng 1.10 Ước tính cân bằng vật chất quá trình xử lý chất thải sinh hoạt và chất

thải công nghiệp thông thường, đầu vào 414 tấn/ngày

CHÔN LẤP HVS PHẦN CẶN BÃ

NƯỚC RỈ RÁC

XỬ LÝ

1 Khối lượng chất thải đầu vào (W=70%) (tấn/ngày) 414

2 Khối lượng chất thải đầu vào quy về 100% chất khô (tấn/ngày) 124,2

3 Khối lượng sản phẩm quy về 100% chất khô

 Khối lượng phân compost (60% đầu vào)

 Khối lượng sản phẩm phụ có thể tái chế (5%)

 Khôi lượng chất thải cần chôn lấp

74,5 6,2 43,5

4 Khối lượng sản phẩm quy về 70% chất khô (W=30%)

 Khối lượng phân compost tối đa (60%)

 Khối lượng sản phẩm phụ có thể tái chế (5%)

 Khối lượng chất thải cần chôn lấp

177,4 106,5 8,9

62

Nếu thành phần hữu cơ ở rác thải khoảng 60 - 80% thì lượng compost thu hồi ước tính khoảng 25% khối lượng chất thải rắn đầu vào Lượng chất thải rắn còn lại đưa vào chôn lấp khoảng 15% khối lượng chất thải rắn đầu vào (lượng chất thải chôn lấp là 62 tấn/ngày), đáp ứng yêu cầu giảm thiểu chất thải rắn đưa vào chôn lấp

Tính toán lượng nước rỉ rác

Lưu lượng nước rỉ rác của hệ thống xử lý nước thải tập trung gồm:

 Nước rỉ rác phát sinh từ trạm chế biến chất thải làm phân compost

 Nước rỉ rác từ các ô chôn lấp

 Nước thải sinh hoạt của người lao động và nước rửa xe

Bảng 1.11 Bảng tính lượng nước mưa chuyển thành nước thải

(mm/tháng)

Bay hơi TB (mm/tháng)

Lượng nước mưa tính thành nước thải (mm/tháng)

Cộng 1.614,5 1.136,1

Lượng nước mưa tính thành nước thải bình quân ngày (mm/ngày)

6,3 làm tròn 7mm/m2/ngày

(Nguồn: Dự án đầu tư xây dựng công trình Khu xử lý chất thải Quang Trung, công ty

CP – DV Sonadezi)

Lượng nước mưa tính thành nước thải bình quân ngày là 7mm/m2/ngày được sử dụng

để tính toán lượng nước thải phát sinh từ các hạng mục công trình xử lý chất thải -Tính toán lượng nước rỉ rác phát sinh từ khu xử lý phân compost gồm nước không liên kết với rác chảy ra trong quá trình ủ (trong mùa khô) và nước mưa rơi trực tiếp vào chất thải trong quá trình xử lý

+Lượng nước không liên kết với rác chảy ra trong quá trình xử lý: 0,2 m3/tấn;

+Lượng nước mưa rơi trực tiếp vào chất thải trong quá trình xử lý: do toàn bộ quy trình xử lý được thực hiện trong khu vực có mái che nên không có nước mưa rơi trực tiếp vào chất thải trong quá trình xử lý, ngoại trừ khu vực tập kết phần chất thải rắn còn lại sau xử lý khoảng 2.000m2

+Lượng nước mưa rơi trực tiếp vào chất thải tính theo tháng có lượng mưa lớn nhất (tháng IX) khoảng 300mm, bình quân 10mm/ngày (0,01m/ngày)

Với lượng chất thải rắn khoảng 414 tấn/ngày, lượng nước rỉ rác phát sinh ước tính: Trong mùa khô: 0,2 m3/tấn x 414 tấn/ngày = 83 m3/ngày

Trong mùa mưa: (0,2 m3/tấn x 414 tấn/ngày) + 2.000 m2 x 0,01m/ngày = 103 m3/ngày Trong mùa khô, toàn bộ lượng nước rỉ rác phát sinh sẽ thu gom về bể chứa nước rỉ rác

và được bơm tuần hoàn lên các luống ủ để bổ sung ẩm cho quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ Trong mùa mưa, dự kiến khoảng 70% được bơm tuần hoàn lên các luống

ủ, phần còn lại khoảng 30 m 3

/ngày được bơm về trạm xử lý nước thải tập trung để xử

lý Tuy nhiên, để tránh sự cố môi trường trong trường hợp trạm xử lý nước rỉ rác hỏng hoặc bảo trì, sẽ xây dựng một hố chứa dung tích khoảng 1.000m3 (có thể chứa nước rỉ rác 7 ngày trong mùa mưa), hố đất lót tấm nhựa HDPE dầy 1mm chống thấm

-Nước thải từ ô chôn lấp hợp vệ sinh: chất thải đưa vào chôn lấp là chất thải còn lại sau khi đã xử lý tái chế làm phân compost nên không còn nước không liên kết với rác chảy ra trong quá trình chôn mà chỉ có nước mưa rơi trực tiếp vào ô chôn lấp Với ô chôn lấp có diện tích bình quân 10.000 m2, lượng nước rỉ rác phát sinh ước tính:

Trong mùa khô: hầu như không phát sinh nước rỉ rác

Trong mùa mưa: 7 mm/m2/ngày x 10.000 m2 = 70 m 3 /ngày

-Nước thải sinh hoạt của người lao động và nước rửa xe:

200 người x 0,1 m3

/ngày = 20 m 3 /ngày

Nước rửa xe ước tính khoảng 20 m 3

/ngày

Tổng lưu lượng nước thải phát sinh = 30 + 70 + 20 + 20 = 140 m3/ngày Ta thiết kế

công suất trạm xử lý nước thải là 200 m 3 /ngày

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Lưu lượng nước thải phát sinh là 200 m3/ngày và thành phần nước rác có các đặc tính

là COD, BOD cao, chứa nhiều kim loại nặng và đặc biệt lưu ý tới việc xử lý nitơ, cho nên công nghệ đề xuất là công nghệ sinh học kết hợp với phương pháp vật lý và hóa

lý

Tiêu chuẩn xả nước rác sau khi xử lý vào nguồn tiếp nhận Theo cột B2 QCVN 25:2009/BTNMT

Yêu cầu vệ sinh môi trường không khí, đất, cảnh quan

Điều kiện thực tế về quy hoạch, xây dựng và vận hành BCL

Điều kiện về kỹ thuật

Khả năng về vốn đầu tư

Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn

Sự dao động của tính chất và lưu lượng nước rác là khá lớn Do vậy phải đảm bảo độ

an toàn cao trong trường hợp có sự biến động lớn về lưu lượng và nồng độ nước rò rỉ giữa mùa mưa và mùa khô

Hệ thống xử lý phải có tính kế thừa, có nghĩa phải có khả năng thay đổi phù hợp khi

áp dụng các quá trình xử lý mới có hiệu quả cao

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1

Thuyết minh: Nước rác từ hệ thống thu gom đi vào bể điều hòa Bể điều hòa được cấp

khí giúp nước thải được khuấy trộn đều, làm ổn định nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải, ổn định lưu lượng, giúp hệ thống xử lý phía sau vận hành ổn định mà không cần phải điều chỉnh, tạo điều kiện hiếu khí, giảm phân hủy kỵ khí, giảm mùi Hóa chất

hôi, giảm cặn lắng Nước thải tiếp tục qua bể khử nitơ để khử bớt một phần nitơ rồi tiếp tục qua bể keo tụ tạo bông Trong bể keo tụ tạo bông diễn ra 2 quá trình là khuấy trộn phản ứng và tạo bông, bơm định lượng sẽ bơm các hóa chất xử lý như PAC, polymer vào và được các máy khuấy trộn đều Hỗn hợp nước và bông cặn sau keo tụ chảy qua bể lắng 1, cặn sẽ được lắng, phần nước trong sẽ chảy qua bể UASB Sau khi qua bể UASB, nước thải tiếp tục qua bể Aerotank, tại đây máy thổi khí sẽ hoạt động cung cấp không khí cho nước, nước chảy qua bể lắng 2, các bông bùn ở bể lắng 2 được bơm tuần hoàn về bể Aerotank hoặc xả ra bể chứa bùn Nước từ bể lắng 2 chảy qua bể lọc than hoạt tính, nước sau đó qua bể khử trùng để loại bỏ VSV gây bệnh, tiếp tục chảy ra hồ hoàn thiện, giúp ổn định dòng nước trước khi xả thải

Bảng 2.1 Hiệu suất xử lý phương án 1

37 = 103mg/l

(**) Tỷ lệ COD:N:P ở bể Aerotank là 150:5:1.Lượng COD đã sử dụng là 646-130 = 516mg/l Vậy lượng N bị khử là (516 x 5)/150 = 17mg/l, lượng N còn lại là 103 – 17 = 86mg/l

2.2.2 Phương án 2

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2

Thuyết minh: Nước rác từ hệ thống thu gom đi qua song chắn rác để loại bỏ cặn lớn

trong nước thải, tránh làm tắc nghẽn đường ống và hư hỏng bơm trước khi vào bể điều hòa Bể điều hòa được cấp khí giúp nước thải được khuấy trộn đều, làm ổn định nồng

độ các chất ô nhiễm có trong nước thải, ổn định lưu lượng, giúp hệ thống xử lý phía sau vận hành ổn định mà không cần phải điều chỉnh, tạo điều kiện hiếu khí, giảm phân hủy kỵ khí, giảm mùi hôi, giảm cặn lắng Nước thải tiếp tục qua bể keo tụ tạo bông, tại

Nước rỉ rác

Nước tuần hoàn

Bùn thải

Bể chứa bùn

Máy ép bùn

Xả ra nguồn tiếp nhận (đạt cột B2, QCVN 25:2009/BTNMT)

Hồ sinh học

Thổi khí

Polymer,

PAC

TH bùn

đây sẽ bơm các hóa chất như PAC, polymer vào và khuấy trộn đều cho phản ứng, các chất ô nhiễm tạo thành bùn Hỗn hợp nước – bùn chảy qua bể lắng 1, sau khi lắng, phần nước trong chảy qua bể UASB, phần bùn được xả ra bể chứa bùn Sau khi qua bể UASB, – là công trình xử lý sinh học kị khí Nước thải có nồng độ ô nhiễm cao sẽ tiếp xúc với lớp bùn kị khí và toàn bộ các quá trình sinh hóa sẽ diễn ra trong lớp bùn này, bao gồm quá trình thủy phân, acid hóa, acetate hóa và tạo thành khí methane, và các sản phẩm cuối cùng khác Tuy nhiên, sau khi qua bể kị khí, nồng độ các chất hữu cơ

và các chất khác vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn nguồn tiếp nhận theo quy định hiện hành của pháp luật nên nước thải sẽ tiếp tục được xử lý sinh học ở cấp bậc cao hơn Nước thải tiếp tục qua bể Aerotank, tại đây nước sẽ được cấp khí để VSV phân hủy chất bẩn, nước thải tiếp tục chảy qua bể lắng 2, phần trong sẽ được thu tưới cho bãi trồng cỏ lau, sậy…, phần bùn sẽ được tuần hoàn vể bể Aerotank hoặc xả ra bể chứa bùn, sau khi ép bùn, phần nước sẽ tuần hoàn về lại bể điều hóa Nước sau khi được rễ cây xử lý sẽ được thu gom vào các ống đục lỗ đặt dưới đáy dẫn về hồ sinh học để hoàn thiện và làm nơi chứa dùng để tưới đường BCL

Bảng 2.2 Hiệu suất xử lý phương án 2

(**) Tỷ lệ COD:N:P ở bể Aerotank là 150:5:1.Lượng COD đã sử dụng là 680-136 = 544mg/l Vậy lượng N bị khử là (544 x 5)/150 = 18mg/l, lượng N còn lại là 161 – 18 = 143mg/l Tương tự lượng P bị khử là 3,63 mg/l

Nước sau xử lý đạt QCVN 25:2009/BTNMT, cột B2 và chảy vào hồ chứa để tái sử dụng như tưới rửa đường, tưới cây cỏ và phòng cháy

2.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

Phương án 1 Hiệu suất xử lý cao

Chi phí đầu tư hóa chất, thiết bị, bảo dưỡng cao

Việc vận hành, bảo quản

hệ thống dễ dàng, ít tốn kém

Tốn nhiều diện tích

Phải kiểm soát VSV gây bệnh tránh gây ô nhiễm nước nặng hơn

Kiểm soát muỗi phát sinh

Từ bảng trên ta thấy phương án 2 thích hợp vì không những xử lý nước rác dễ dàng, hiệu quả mà còn tiết kiệm được chi phí và có thể thu lợi về kinh tế, đây là điều quan tâm của địa phương, dễ cải tạo hệ thống khi mà có khoảng đất trống, không xây nhiều

bể cố định Nhưng để các loại cây cỏ làm việc hiệu quả thì phải kiểm soát, theo dõi hiệu quả xử lý nước của các công trình phía trước

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH

Chọn mực nước thấp nhất của bể để bơm hoạt động là 0,5 m

Thể tích nước bể phải chứa là

Vnước = 0,5 x 16 + 33,2 = 41,2 m3

Mực nước cao nhất của bể là

Hmax =

m Chọn chiều cao an toàn thêm 0,5m