Công nghệ xử lý nước rỉ rác

Công nghệ xử lý nước rỉ rác nghiên cứu công nghệ uvfenton nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác tại bãi chốt lấp chất thải rắn sở đồ công ngheej xử lý nước rỉ rác Công nghệ xử lý nước rỉ rác nghiên cứu công nghệ uvfenton nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác tại bãi chốt lấp chất thải rắn sở đồ công ngheej xử lý nước rỉ rác

MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT…………………………………………………………… DANH MỤC BẢNG……………………………………………………………… … DANH MỤC HÌNH …………………… MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………… Tính cấp thiết Nội dung phương pháp nghiên cứu 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc tiểu luận CHƯƠNG Tổng quan nước rỉ rác 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.1 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rò rỉ 10 1.2.3 Lưu lượng nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn 13 CHƯƠNG Các công nghệ xử lý nước rỉ rác 14 2.1 Các phương pháp xử lý nước rỉ rác 15 2.1.1 Xử lý học 15 2.1.2 Xử lý sinh học 15 2.1.3 Xử lý hóa – lý 16 2.1.4 Sử dụng thực vật xử lý nước rỉ rác 18 2.2 công nghệ xử lý nước rỉ rác 28 2.2.1 Công nghệ AEROTANK 28 2.2.2 Công nghệ UASB 29 2.2.3 Công nghệ UNITANK 30 2.2.4 Công nghệ MBR 32 2.2.5 Công nghệ MBBR 35 2.3 Các mơ hình xử lý áp dụng số bãi chôn lấp chất thải rắn giới Việt Nam 36 2.3.1 Thế giới 36 2.3.2 Việt Nam 37 CHƯƠNG Kết luận 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………50 GVHD: TS Trần Minh Chí DANH MỤC VIẾT TẮT CTR : Chất thải rắn BCL : Bãi chôn lấp BOD : Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá COD : Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học TP.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: TS Trần Minh Chí DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rác bãi chôn lấp lâu năm Bảng 2.1: Các q trình sinh học, hóa học, vật lý xử lý nước rỉ rác Bảng 2.2 Đặc trưng xem xét thiết kế cánh đồng lọc GVHD: TS Trần Minh Chí DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ di chuyển nước thải cánh đồng lọc chậm Hình 2.2 Mơ hình xử lý nước thải cánh đồng lọc chậm Hình 2.3 Mơ hình xử lý nước thải cách lọc nhanh Hình 2.4 Sơ đồ cánh đồng lọc dòng chảy ngầm Hình 2.5 Cánh đồng lọc với dòng chảy đứng (VF) Hình 2.6 Cánh đồng lọc với dòng chảy ngang (HF) Hình 2.7 Một số lồi thủy sinh thực vật tiêu biểu Hình 2.8: Ngun tắc hoạt động bể Aerotank Hình 2.9: Nguyên tắc hoạt động bể UASB Hình 2.10 Sơ đồ hoạt động bể Unitank Hình 2.11: Hiệu xử lý nước qua bể cơng nghệ MBR Hình 2.12 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ MBR Hình 2.13 Làm màng lọc thổi khí Hình 2.14: Làm màng lọc dung dịch hóa chất Hình2.15 : Ngun tắc hoạt động bể MBBR Hình 2.16: Sơ đồ hoạt động bể ABR Hình 2.17 : Cơng nghệ xử lý nước rỉ rác Đức Hình 2.18 Rác gom đổ thành đống Hình 2.19 Màng rêu xanh xuất hồ nước nước sau giai đoạn xử lý kỵ khí Hình 2.20 Nước kỵ khí qua lọc vi sinh sục khí Hình 2.21: Màng rêu xanh hồ sục khí Hình 2.23: Q trình lắng Hình 2.24 Sơ đồ cơng nghệ nhà máy xử lý nước rỉ rác Song Nguyên Hình 2.25 :Sơ đồ tổng thể hệ thống đất ngập nước bãi rác thị trấn Hùng Quốc- huyện Trà Lĩnh – tỉnh Cao Bằng GVHD: TS Trần Minh Chí MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Chất thải rắn thị vấn đề nóng bỏng nhiều thành phố Với tốc độ gia tăng dân số mức sống, lượng rác thải sinh hoạt đầu người ngày tăng, đặc biệt thành phố lớn TP Hồ Chí Minh Hiện nay, ngày thành phố thải khoảng 6.600 rác thải sinh hoạt, tỉ lệ thu gom đạt 50-60% khu vực ngoại thành 80-95% khu vực nội thành Công tác thu gom vận chuyển xử lý rác thải sinh hoạt địa bàn TP.HCM quan tâm đầu tư nhiên công nghệ chủ yếu chôn lấp bãi chôn lấp hợp vệ sinh Theo Cục Cảnh sát Phòng chống tội phạm môi trường, mức độ ô nhiễm lĩnh vực thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn diễn biến phức tạp Không TP.HCM mà phạm vi nước nảy sinh tình trạng an ninh trật tự bãi chôn lấp người dân ngăn cản hoạt động vận chuyển chất thải bãi chôn lấp Lý quy hoạch bãi chơn lấp gần khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường tác động không nhỏ đến đời sống sinh hoạt người dân Một vấn đề môi trường phát sinh bãi chôn lấp mùi hôi nước rỉ rác phát sinh trình tồn lưu chôn lấp rác Với đặc điểm độ ẩm cao lượng mưa lớn, lượng nước rỉ rác phát sinh vấn đề lớn bãi chôn lấp Chính vậy, khn khổ tiểu luận này, nhóm chúng tơi muốn tìm hiểu cơng nghệ dùng để xử lý nước rỉ rác Nội dung phương pháp nghiên cứu 2.1 Nội dung nghiên cứu Đề tài thực nội dung nghiên cứu sau: (1) Tổng quan nguồn gốc, thành phần tính chất nước rỉ rác (2) Các công nghệ sử dụng để xử lý nước rỉ rác Đối tượng nghiên cứu: nước rỉ rác bãi chôn lấp 2.2 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp tài liệu nước rỉ rác công nghệ xử lý nước rỉ rác GVHD: TS Trần Minh Chí Cấu trúc tiểu luận Tiểu luận gồm phần sau: (1) Nguồn gốc đặc điểm nước rỉ rác: Phần trình bày nguồn gốc, q trình hình thành, tính chất thành phần nước rỉ rác (2) Công nghệ xử lý nước rỉ rác: Phần trình bày cơng nghệ xử lý nước rỉ rác cơng nghệ hóa lý cơng nghệ sinh học (cánh đồng lọc, cánh đồng tưới) Ưu nhược điểm loại công nghệ GVHD: TS Trần Minh Chí CHƯƠNG Tổng quan nước rỉ rác 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác Nước rò rỉ từ bãi rác nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo chất ô nhiễm từ rác thải chảy vào tầng đất bãi chôn lấp Trong giai đoạn hoạt động bãi chôn lấp, nước rỉ rác hình thành chủ yếu nước mưa nước ép từ lỗ rỗng chất thải thiết bị đầm nén gây Các nguồn tạo nước rò rỉ bao gồm nước phía bãi chôn lấp, độ ẩm rác, nước từ vật liệu phủ, nước từ bùn việc chôn bùn cho phép Việc nước tích trữ bãi rác, nước bão hòa bốc theo khí nước từ đáy bãi chơn lấp Điều kiện khí tượng, thủy văn, địa hình, địa chất bãi rác, khí hậu, lượng mưa ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh Tốc độ phát sinh nước rác dao động lớn theo giai đoạn hoạt động khác bãi rác Trong suốt năm đầu tiên, phần lớn lượng nước mưa thâm nhập vào hấp thụ tích trữ khe hở lỗ hổng chất thải chơn lấp Lưu lượng nước rò rỉ tăng lên dần suốt thời gian hoạt động giảm dần sau đóng cửa bãi chơn lấp lớp phủ cuối lớp thực vật trồng lên bề mặt giữ nước, làm giảm độ ẩm thấm vào 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác 1.2.1 Thành phần tính chất nước rỉ rác Thành phần nước rác thay đổi nhiều, phụ thuộc vào tuổi bãi chơn lấp, loại rác, khí hậu Mặt khác, độ dày, độ nén lớp nguyên liệu phủ bãi rác tác động đến thành phần nước rác… Song , nước rỉ rác gồm thành phần chính: hợp chất hữu hợp chất vô - Các chất hữu cơ: Axit humic, axit fulvic, hợp chất tananh, loại hợp chất hữu có nguồn gốc nhân tạo - Các chất vô cơ: hợp chất nito, lưu huỳnh, photpho Thành phần tính chất nước rò rỉ phụ thuộc vào phản ứng lý, hóa, sinh học xảy bãi chơn lấp Các q trình sinh hóa xảy bãi chơn lấp chủ yếu hoạt động vi sinh sử dụng chất hữu từ chất thải rắn làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống chúng GVHD: TS Trần Minh Chí Các vi sinh vật tham gia vào trình phân giải bãi chơn lấp chia thành nhóm chủ yếu sau: - Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh nhiệt độ – 200C - Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh nhiệt độ 20 - 400C - Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh nhiệt độ 40 - 700C Sự phân hủy chất thải rắn bãi chôn lấp bao gồm giai đoạn sau: Giai đoạn – giai đoạn thích nghi ban đầu Chỉ sau thời gian ngắn từ chất thải rắn chơn lấp q trình phân hủy hiếu khí diễn ra, bãi rác lượng khơng khí định giữ lại Giai đoạn kéo vài ngày đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân hủy, nguồn vi sinh vật gồm có loại vi sinh hiếu khí kị khí Giai đoạn – giai đoạn chuyển tiếp Oxy bị cạn kiệt dần phân hủy chuyển sang giai đoạn kị khí Khi đó, nitrat sulphat chất nhận điện tử cho phản ứng chuyển hóa sinh học chuyển thành khí nito hydro sulfit Khi oxy hóa giảm, cộng đồng vi khuẩn chịu trách nhiệm phân hủy chất hữu rác thải thành CH4, CO2 bắt đầu trình bước (thủy phân, lên men axit lên men metan) chuyển hóa chất hữu thành axit hữu sản phẩm trung gian khác Trong giai đoạn này, pH nước rò rỉ giảm xuống hình thành loại axit hữu ảnh hưởng nồng độ CO2 tăng lên bãi rác Giai đoạn – giai đoạn lên men axit Các vi sinh vật giai đoạn kích hoạt việc tăng nồng độ axit hữu lượng H2 Bước trình bước liên quan đến chuyển hóa enzim trung gian (sự thủy phân) hợp chất cao phân tử (lipit, polysacarit, protein) thành chất đơn giản cho vi sinh vật sử dụng Tiếp theo trình lên men axit Trong bước xảy q trình chuyển hóa chất hình thành bước thành chất trung gian phân tử lượng thấp axit acetic nồng độ nhỏ axit fulvic, axit hữu khác Khí cacbonic tạo nhiều giai đoạn này, lượng nhỏ H2S hình thành Giá trị pH nước rò rỉ giảm xuống nhỏ có mặt axit hữu khí CO2 có bãi rác Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD) độ dẫn điện tăng lên đáng kể suốt giai đoạn hòa tan axit hữu vào nước rò rỉ Do pH thấp, nên số chất vô cơ,chủ yếu kim loại nặng GVHD: TS Trần Minh Chí hòa tan giai đoạn Nếu nước rò rỉ khơng tuần hồn nhiều thành phần dinh dưỡng bị loại bỏ theo nước rác khỏi bãi chôn lấp Giai đoạn – giai đoạn lên men metan Trong giai đoạn nhóm vi sinh vật thứ hai chịu trách nhiệm chuyển hóa axit acetic khí hydro hình thành từ giai đoạn trước thành CH4 CO2 chiếm ưu Đây nhóm vi sinh vật kị khí nghiệm ngặt, gọi vi khuẩn metan Trong giai đoạn này, hình thành metan axit hữu xảy đồng thời hình thành axit giảm nhiều Do axit hữu H bị chuyển thóa thành metan cacbonic nên pH rò rỉ tăng lên đáng kể khoảng từ 6,8 – 8,0 Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng độ dẫn điện rò rỉ giảm xuống giai đoạn Giai đoạn – giai đoạn ổn định: Giai đoạn ổn định xảy vật liệu hữu dễ phân hủy sinh học chuyến hóa thành CH4 , CO2 giai đoạn Nước tiếp tục di chuyển bãi chôn lấp làm chất có khả phân hủy sinh học trước chưa phân hủy tiếp tục chuyển hóa Tốc độ phát sinh khí giai đoạn giảm đáng kể, khí sinh chủ yếu CH4 CO2 Trong giai đoạn ổn định, nước rò rỉ chủ yếu axit humic axit fulvic khó cho trình phân hủy sinh học diễn tiếp Tuy nhiên, bãi chơn lấp lâu năm hàm lượng axit humic fulvic giảm xuống GVHD: TS Trần Minh Chí Bảng 1.1 Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rác bãi chôn lấp lâu năm Thành phần Giá trị, mg/l Bãi (dưới năm) Bãi lâu năm Khoảng Trung bình (trên 10 năm) BOD5 2.000 – 55.000 10.000 100 – 200 TOC 1.500 – 20.000 6.000 80 – 160 COD 3.000 – 90.000 18.000 100 – 500 Chất rắn hòa tan 10.000 – 55.000 10.000 1.200 Tổng chất rắn lơ 200 – 2.000 500 100 – 400 Nito hữu 10 – 800 200 80 – 120 Amoniac 10 – 800 200 20 – 40 Nitrat – 40 25 – 10 Tổng lượng – 100 30 – 10 Othophotpho – 80 20 4–8 Đồ kiềm theo 1.000 – 20.900 3.000 200 – 1.000 4,5 – 7,5 6,6 – 300 – 25.000 3.500 200 – 500 Canxi 50 – 7.200 1.000 100 – 400 Magie 50 – 1.500 250 50 – 200 Clorua 200 – 5.000 500 100 – 400 Sulfat 50 – 1.825 300 20 – 50 Tổng sắt 50 – 5.000 60 20 – 200 lửng photpho CaCO3 pH Độ cứng theo CaCO3 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rò rỉ Rác chôn bãi chôn lấp chịu hàng loạt biến đổi lý, hóa, sinh học lúc xảy Khi nước chảy qua mang theo chất hóa học phân hủy từ rác Thành phần chất ô nhiễm nước rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: GVHD: TS Trần Minh Chí 10 Hình 2.17 : Cơng nghệ xử lý nước rỉ rác Đức 2.3.2 Việt Nam 2.3.2.1 Bãi chôn lấp rác Đơng Thạnh ( Xã Đơng Thạnh, huyện Hóc mơn) Đây bãi rác tải với triệu rác hàng trăm nghìn mét khối nước rỉ rác Bên cạnh đó, lượng rác ngày TP HCM đổ ngày chất chồng Với lượng chất thải cao nên mùa mưa đến, người dân khu vực Đông Thạnh lại đối mặt với tình trạng nhiễm nặng Vào thời điểm nay, thành phố chưa có cơng trình xử lý rác theo tiêu chuẩn, công nghệ tiên tiến, chưa có chuẩn bị người phương tiện kỹ thuật, vật chất cho việc xử lý rác trước gia tăng khối lượng Đông Thạnh nơi để đổ rác sinh hoạt TP HCM GVHD: TS Trần Minh Chí 37 Hình 2.18 Rác gom đổ thành đống Trung tâm tư vấn CTA đơn vị tham gia xử lý nước rỉ rác Nguyên tắc xử lý CTA sử dụng chế phẩm sinh học GEM vào quy trình xử lý, kết hợp bổ sung vi sinh hoạt hóa chỗ nguồn nước cần xử lý Đây điều bất ngờ với đơn vị tham gia vì: với thực trạng nhiễm vậy, việc dùng chế phẩm sinh học điều khơng khả thi Tuy nhiên, quy trình xử lý vận hành đạt kết mong đợi Quy trình cơng nghệ: Nước rác bơm từ hồ chứa nước ban đầu vào hồ kỵ khí tùy nghi tích khoảng 30.000m3 Mức độ nhiễm trung bình: COD: 3.000mg/l/ ; N-NH4: 2.500mg/l  Xử lý kỵ khí tùy nghi có bổ sung chế phẩm sinh học GEM, GEM – P, GEM – K Sau thời gian xử lý (từ 50 đến 70 ngày), tạo mơi trường thích hợp cho vi sinh vật hữu ích phát triển Lúc này, mùi hôi giảm khoảng 80% , mặt nước xuất màng rêu xanh lam, chứng tỏ môi trường nước phục hồi, mức độ ô nhiễm giảm, đặc biệt số N-NH4 giảm điều chưa xảy trình xử lý kỵ khí thơng thường GVHD: TS Trần Minh Chí 38 Hình 2.19 Màng rêu xanh xuất hồ nước nước sau giai đoạn xử lý kỵ khí Mức độ nhiễm còn: COD ~800 – 1.200 mg/l N-NH4 ~300 – 500 mg/l  Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí: Nước từ hồ kỵ khí bơm qua giàn lọc vi sinh vào hồ hiếu khí tích khoảng 5.000m3 Hình 2.20 Nước kỵ khí qua lọc vi sinh sục khí Sau sục khí, có bổ sung chế phẩm sinh học GEM, GEM – K, GEM – P , màu nước tiếp tục chuyển đổi theo chiều hướng tốt hơn: nước có màu đỏ nhạt Trên mặt hồ, màng rêu màu xanh trở nên đậm hơn, chứng tỏ mơi trường GVHD: TS Trần Minh Chí 39 nước phục hồi tốt Giai đoạn làm giảm hẳn COD, N-NH4, SS thích hợp để chuyển sang giai đoạn xử lý hóa học Nồng độ ô nhiễm giảm xuống đáng kể: COD : 400 – 600mg/l; N – NH4 : 30 - 90 mg/l Hình 2.21: Màng rêu xanh hồ sục khí  Giai đoạn xử lý hóa lý: Hình 2.22: Q trình keo tụ Sau keo tụ, độ nhiễm còn: COD: 120 – 220 mg/l; GVHD: TS Trần Minh Chí N – NH4: – 60 mg/l 40 Hình 2.23: Quá trình lắng Nước sau giai đoạn keo tụ bơm qua hồ oxy hóa H2O2 xúc tác Sau giai đoạn này, độ nhiễm giảm còn: COD : 20 – 90 mg/l; N – NH4 : – 45 mg/l Với tiêu này, nước xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại B – TCVN 5945 -1945 2.3.2.2 Bãi chôn lấp rác Song Nguyên Bãi rác Song Nguyên chôn lấp nhiều loại rác thải sinh hoạt - công nghiệp khơng phân loại trước nên đặc tính nước thải bãi chôn lấp rác Song Nguyên khác so với nước thải rỉ rác nước tiên tiến Do đó, khơng thể áp dụng cách máy móc cơng nghệ nước ngồi cho bãi rác Dây chuyền xử lý nước thải thiết kế đáp ứng đặc tính riêng nước thải bãi rác Song Nguyên, đặc biệt hàm lượng N cao, COD cao khó xử lý Dây chuyền linh hoạt đáp ứng biến động lớn theo mùa: mùa mưa – mùa khơ với tính chất nước thải đầu vào khác Với loại nước thải định bước xử lý trình tự bước xử lý thay đổi cách linh hoạt cho phù hợp Bên cạnh thiết bị thiết kế dự phòng cao:máy thổi khí dự phòng 32% (2máy hoạt động 100% công suất, máy dự phòng); bơm nước thải dự phòng 100% GVHD: TS Trần Minh Chí 41 Quy trình cơng nghệ thể hình sau: Hình 2.24 Sơ đồ cơng nghệ nhà máy xử lý nước rỉ rác Song Nguyên GVHD: TS Trần Minh Chí 42 *Quy trình xử lý nước rỉ rác diễn sau: a Xử lý sơ Nước rác từ bãi chôn lấp thu gom hồ chứa nước rác Tại hồ chứa nước rác có bố trí hệ thống sục khí dạng treo nhằm điều hòa lưu lượng nồng độ nước rỉ rác Bên cạnh hồ chưa nước rỉ rác có khả phân hủy sinh học - Nước rỉ rác từ hồ chứa bơm đến máy tách rác để loại bỏ rác có kích thước lớn mm chảy vào bể trộn vơi có bố trí hệ thơng máy khuấy vơi (hoặc hệ thống sục khí) - Bể trộn vơi A-02 cấp vơi sục khí gián đoạn để tránh lắng cặn vơi làm tăng hiệu nâng pH Bể có vai trò khử số ion kim loại nặng nước rỉ rác khử màu cho nước rỉ rác - Nước thải sau bể trộn tiếp tục dẫn vào bể điều hòa (A-03) Tại bể điều hòa có bố trí hệ thống sục khí nhằm tăng khả hòa trộn,đồng thời giảm mùi phát sinh trình yếm khí xảy Nước thải từ bể điều hòa bơm lên bể lắng vôi (A-04) để tách cặn vôi trước vào công đoạn - Lưu lượng nước thải đo tự động, tín hiệu thu sau truyền vào hệ thống điều khiển PLC-SCADA để từ điều khiển lại bơm nước thải đễ vận hành lưu lượng yêu cầu b Xử lý Nito khử Canxi: loại bỏ ( N-NH3) hệ thống Stripping khử Canxi + tiền xử lý hóa lý Nước thải sau lắng vơi dẫn vào hố bơm (A-05).Nước thải tiếp tục bơm lên tháp Stripping (A-06) để loại bỏ N-NH3 từ >1000 mg/l xuống 10 mg/l Tại nước thải bổ sung thêm hóa chất dung dịch NaOH để trì giá trị pH =10-11 cho trình xử lý tháp Stripping bơm định lượng hóa chất Q trình châm NaOH đường ống bơm lên tháp Stripping điều khiển tự động qua thiết bị đo pH lắp đường ống Nước thải bể bơm tự động lên tháp Stripping theo mực nước đo bể Các thiết bị tháp Stripping hoạt động dừng tự động theo hoạt động bơm cấp nước từ bể thu nước Khí cấp cho tháp Stripping hoạt động theo nguyên tắc nối tiếp: Nước thải sau tháp Stripping thu vào hố bơm bơm tiếp lên tháp stripping 2, có q trình hoạt động tháp Stripping GVHD: TS Trần Minh Chí 43 Sau qua tháp Stripping nước thải đưa qua bể xử lý Canxi (B-01) nhằm loại bỏ ion Ca2+ trước vào giai đoạn xử lý sinh học Tại nước thải trộn với hóa chất đường ống phần Ca2+ kết tủa lắng ngăn lắng, nước tràn theo máng thu sang bể xử lý sinh học Trên đường ống dẫn nước thải từ bể Stripping sang bể B-01 có bố trị thêm hệ thống châm hóa chất (FeCl3,H2SO4,polymer) Lúc bể B-01 đóng vai tròn bể tiền xử lý hóa lý (keo tụ – tạo bông- lắng) nhằm tăng điều kiện ổn định tăng hiệu suất xử lý cho hệ thống xử lý sinh học MBBR Nước rỉ rác sau trình tiền xử lý hóa lý có giá trị pH thấp nên đường ống dẫn sang bể sinh học selector (B-02) có châm dung dịch NaOH để nâng pH = 7-7,5 điều kiến thuận lợi cho xử lý sinh học hiếu khí c Xử lý sinh học (cơng nghệ MBBR) Nước thải từ bể khử canxi dẫn sang ngăn Selector (B-02) chảy sang bể MBBR (B-03) Ngăn bể Selector có nhiệm vụ tiếp nhận hòa trộn nguồn nước thải đưa vào hệ thống lượng hồi bùn hồi lưu lắp đặt bể MBBR, đảm bảo điều kiện tối ưu cho trình xử lý bể MBBR Lưu lượng nước thải tính tốn thơng qua lập trình thể tích rút nước bể MBBR, thời gian hoạt động chu kỳ xử lý Ưu điễm bật cơng nghệ MBBR tồn q trình xử lý sinh học diễn bể, không cần sử dụng bể lắng chu kỳ xử lý ngắn 4h/1 mẻ Công nghệ MBBR áp dụng 100 cơng trình giới cấp chứng nhận độc quyền Mỹ Chu trình xử lý bể MBBR mô tả sau: + Giờ 1-2h đầu: Fill and Aeration ( cung cấp sục khí) + Giờ thứ 3: setting + Giờ thứ 4: decanting( gạn lọc) Ở chất ô nhiễm nước thải xử lý tác nhân vsv (bùn hoạt tính) cấp khí từ máy thổi khí thơng qua hệ thống phân phối khí dạng bọt mịn lắp đặt đáy bể Q trình cấp khí diễn thời gian đầu chu kỳ nhằm cung cấp đủ lượng Oxy cần thiết cho trình khuấy trộn, tăng khả tiếp xúc vsv với chất ô nhiễm Hệ thống đo lường điều khiễn giúp người vận hành nắm bắt nhu cầu sử dụng oxy hệ thống, từ định mức độ hoạt động máy thổi khí cho đạt hiệu xử lý đồng thời tiết kiệm chi GVHD: TS Trần Minh Chí 44 phí điện cho q trình xử lý Sau thời gian sục khí vừa đủ, ngưng cung cấp khơng khí vào bể MBBR bể lắng, thời gian diễn mãnh liệt trình khử Nito Cuối chu kỳ xử lý, nước đưa sang bể trung gian thiết bị dacentor d Xử lý hóa lý Nước thải sau xử lý sinh học bơm sang bể xử lý hóa lý B-05 để loại bỏ lơ lửng nước rỉ rác phần tử màu Lưu lượng nước thải bơm lên bể xử lý hóa lý điều khiển tự động nhờ thiết bị đo lưu lượng lắp đường ống Bể xử lý hóa lý gồm ngăn đóng vai trò cụm thiết bị keo tụ + tạo + lắng Tại ngăn đầu bể xử lý hóa lý đóng vai trò bể tạo bơng, dung dịch phèn FeCl H2SO4 châm vào ngăn Ngăn tạo bổ sung polymer nhằm liên kết cặn lại với tạo thành bơng cặn có kích thước to dễ lắng trước chảy sang ngăn thứ ngăn lắng Q trình keo tụ, tạo bơng với phèn Fe2+ diễn pH=3-3,5 e Oxy hóa fenton bậc Sau q trình xử lý hóa lý nước thải dẫn sang cụm xử lý fenton bậc (C-01–> C-02–>C-04–>C-05–>C-03) để tiếp tục xử lý màu chất khơng có khả phân hủy sinh học nước rỉ rác.Tại cụm oxy hóa fenton bậc, hóa chất Fe2+, H2O2 H2SO4 châm vào ngăn C-01(fenton bậc 1) C-04 (fenton bậc 2) Hệ tác nhân fenton hỗn hợp gồm ion Fe2+ H2O2 chúng tác dụng với tạo thành gốc tự hydroxyl * OH,còn ion Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ Chính gốc *OH sinh trình phản ứng phản ứng với gốc hữu mang màu theo phản ứng *OH + RH –> R* + H2O Các gốc hữu sau trình phản ứng trở nên linh động dễ dàng tạo thành phản ứng cắt thành mạch ngắn, mà sản phẩm cuối CO2 H2O Phản ứng fenton nước rỉ rác diễn mạnh giá trị pH thích hợp Sau q trình phản ứng fenton bậc, dung dịch NaOH châm vào bể C-03 nhằm nâng pH =7-8 để khử Fe hàm lượng H2O2 dư Quá trình sau phản ứng, nước bơm lên thiết bị lắng gồm ngăn C-06 Tại hóa chất polymer châm vào ngăn nhằm liên kết tạo thành bơng cặn có kích thước lớn NaOCl châm vào ngăn để tăng cường q trình oxy hóa chất nhiễm lại nước rỉ rác Sau ngăn lắng, bùn lắng xuống đáy, nước chảy qua máng tràn vào bể lọc C-08 GVHD: TS Trần Minh Chí 45 f Lọc khử trùng nước Bể lọc C-08 với lớp vật liệu lọc cát thạch anh có chức loại bỏ cặn lại sau bể lắng thứ cấp Nước rỉ rác sau qua bể lọc dẫn sang bể khử trùng C-07 Tại ngăn bể khử trùng, bơm định lượng cấp dung dịch hóa chất để khử trùng nước thải Sau thời gian phản ứng bể khử trùng, nước thải đạt theo tiêu chuẩn yêu cầu chảy vào hồ sinh thái g Xử lý bùn Bùn lắng từ bể A-04,B-01,B-04 bùn sinh học dư từ bể B-03 xả bể nén bùn B-04 Tại bể nén bùn, lắp đạt hệ thống phân phối khí để cấp khí q trình phân hủy bùn (bùn sinh học).Trong bể phân hủy bùn trì bùn trạng thái hiếu khí để làm tăng q trình phân hủy vsv tránh mùi thối sinh để bùn trạng thái yếm khí Bùn từ q trình xử lý hóa lý, bùn sinh học tự động thu gom bể chứa bùn Bùn từ bể chứa xe bồn hút thu gom vận chuyễn vào ô chôn rác bãi rác Nước sau xử lý đảm bảo đạt chuẩn loại A TCVN trước thải bỏ nguồn tiếp nhận 2.3.2.3 Bãi chôn lấp chất rác thị trấn Hùng Quốc – Trà Lĩnh Mơ hình xây dựng cho bãi rác thị trấn Hùng Quốc – Huyện Trà Lĩnh Thị trấn Hùng Quốc thị trấn huyện lỵ miền núi, xuất phát từ điều kiện tự nhiên lý tưởng, vị thuận lợi, vùng phía Đông Bắc tỉnh Cao Bằng Nơi thành lập khu kinh tế cửa quốc gia Trà Lĩnh – Long Bang (Trung Quốc) Do lượng chất thải rắn tương lai vấn đề lớn thị trấn Hùng Quốc Trong đó, rác thải sinh hoạt thu gom vận chuyển đến bãi chôn lấp rác thải thị trấn chưa xử lý đạt tiêu chuẩn Khi lượng rác dự báo tương lại tăng cao, kéo theo lượng lớn nước rỉ rác khơng xử lý Trong nước rỉ rác nước thải có nồng độ COD, BOD, NH3-H, cao, vượt khả chịu đựng thực vật (điển lúa), thành phần môi trường sức khỏe người Vậy, cần phải xử lý nước rỉ rác bãi rác thị trấn Hùng Quốc Thực vật thủy sinh lựa chọn cỏ Vetiver (cỏ hương bài) Dựa thiết kế bãi rác thị trấn với quỹ đất lại bãi rác GVHD: TS Trần Minh Chí 46 lượng nước rác tạo ngày 110 m3 nước rác để xây dựng hệ thống đất ngập nước Tại bãi rác xây đựng bể thu nước rác nước mưa chảy tràn với S = 36m2, thông số BOD, COD, … giảm đáng kể sau khoảng thời gian lưu bể chứa Chính vậy, trước đưa nước rác vào đất ngập nước thu nước vào bể yếm khí S= 122m2 (được mở rộng cải tạo từ bể thu nước rỉ rác nước mưa chảy tràn)  Kết điển hình nghiên cứu số hệ thống đất ngập nước xử lý nước rỉ rác: Với hệ thống HF-VF hệ thống dòng chảy ngang kết hợp với đất lọc sinh học dòng thẳng đứng (S=75m2 ) trồng sậy cỏ nến: loại bỏ NH3-N (Giá trị trung bình dòng vào = 211 mg/L, dòng thải = 3,4 mg/L) phốt (Giá trị TB dòng vào = 0,4 mg/L, dòng = không phát hiện) Hiệu xử lý tốt, đủ điều kiện sử dụng nước cho tưới tiêu Với hệ thống HF hệ thống dòng chảy ngang trồng sậy cỏ nến (S=215m2): loại bỏ NH3-N (Giá trị trung bình dòng vào = 275 mg / L, dòng = 151 mg/L) phốt (Giá trị TB dòng vào = 6,9mg/L, dòng = 2,6) Các thơng số chưa đạt tiêu chuẩn dùng tưới tiêu, nên cần kết hợp giai đoạn xử lý với hệ thống VF để đạt hiệu tốt Nhu cầu nước đầu u cầu q trình nitrat hóa xảy hồn tồn hệ thống dòng chảy ngang xử lý thứ cấp khơng thể làm điều khả vận chuyển oxy hạn chế Hệ thống dòng chảy thẳng đứng có khả vận chuyển oxy lớn nhiều, đó, tạo điều kiện cho q trình nitrat hóa tốt Tuy nhiên, hệ thống thẳng đứng khử nitrat xảy hạn chế Các nghiên cứu rằng, hệ thống đất ngập nước dòng chảy ngang có hiệu xử lý thấp với nồng độ cao Trong đó, hệ thống kết hợp lại thể ưu Hệ thống kết hợp dòng chảy ngang dòng thẳng đứng, sử dụng Cỏ Vetiver với tổng diện tích 186 m2 Trong đó, hệ chảy ngang đặt đầu, bao gồm: hệ thống dòng chảy ngang nhỏ với kích thước (19m×1,9m×2m) hệ thẳng đứng, bao gồm: hệ chảy thẳng đứng kích thước (19m×1,9m×2m) giai đoạn thứ hai GVHD: TS Trần Minh Chí 47 Hình 2.25 :Sơ đồ tổng thể hệ thống đất ngập nước bãi rác thị trấn Hùng Quốc- huyện Trà Lĩnh – tỉnh Cao Bằng GVHD: TS Trần Minh Chí 48 CHƯƠNG Kết luận Tóm lại thành phần chất thải rắn công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác nước nước rỉ rác phát sinh từ BCL nhìn chung có tính chất giống có nồng độ COD, BOD5 cao nước rỉ rác mới, nồng độ COD, BOD thấp BCL vận hành thời gian dài Khả phân hủy sinh học nước rỉ rác thay đổi theo thời gian, thay đổi giám sát việc kiểm tra tỉ lệ BOD5/COD Vào thời gian đầu, tỉ lệ nằm khoảng 0,5 lớn Tỉ số BOD5/COD lớn 0,4 chứng tỏ thành phần hữu nước rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học Trong BCL vận hành lâu, tỉ lệ thấp, nằm khoảng 0,050,2 Tỷ lệ thấp nước rỉ rác cũ chứa lignin, acid humic acid fulvic, chất hữu khó phân hủy sinh học Theo thời gian vận hành BCL, giá trị pH nước rỉ rác tăng theo thời gian nồng độ NH3 nước rỉ rác tăng lên cao ( 2.000mg/L) Với thành phần phức tạp thay đổi nhanh nước rỉ rác, công nghệ xử lý nước rỉ rác nước giới kết hợp q trình sinh học, hóa học, hóa lý Hầu hết công nghệ xử lý bắt đầu với xử lý nito phương pháp cổ điển (Nitrat hóa khử nitrat), với nồng độ ammonia nhỏ 1.000mg/L Phương pháp cho hiệu khử cao với nồng độ nito lớn 1.000mg/L phương pháp bị hạn chế ( ví dụ BCL Gò Cát, Phước Hiệp…) Phụ thuộc vào điều kiện tiêu chuẩn xả thải nước , bước xử lý sau trình sinh học để xử lý hợp chất hữu khó/khơng có khả phân hủy thường áp dụng phương pháp hóa –lý (keo tụ/ tạo bơng, tha hoạt tính), oxy hóa nâng cao ( fenton, ozone…), màng lọc… GVHD: TS Trần Minh Chí 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Nguyễn Việt Anh (2006), “Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam”, www.nea.gov.vn Hồ Cơng Danh, Khóa luận Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp Phước Hiệp phương pháp keo tụ Cù Huy Dấu, Trần Thị Hường, 2009, Quản lý chất thải rắn đô thị, NXB xây dựng Nguyễn Thị Loan (2009), Nghiên cứu sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước sông Tô Lịch cho mục đích sản xuất nơng nghiệp Nguyễn Ngọc Nam (2009), Khả xử lý nước thải sinh hoạt cỏ Vetiver bèo Lục bình đất ngập nước Nguyễn Văn Phước, 2012, Quản lý xử lý chất thải rắn Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Phước, 2008, Giáo trình quản lý xử lý chất thải rắn Nhà xuất Xây dựng Hà Nội Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Quản lý Môi trường CENTEMA, 1999, Báo cáo đề tài nghiên cứu “Khảo sát, Qui hoạch bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt công nghiệp, Sở Tài nguyên Môi trường Thành Phố Hồ Chí Minh năm 1999 Ngơ Hồng Văn (2009) - Hội Nước môi trường nước thuộc Liên hiệp Hội khoa học kỹ thuật TPHCM, Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác công nghệ cánh đồng tưới cánh đồng lọc Tài liệu tiếng Anh IPPC, 2007, Guidance for the treatment ogg landfill leachate, Sector guidance note IPPC S5.03, tháng 2/2007 R Stegmann, K U Heyer, 2005, Leachate treatment, Hội thảo quản lý chất thải bãi chôn lấp quốc tế tháng 10 năm 2005 Cagliari, Ytaly GVHD: TS Trần Minh Chí 50 Trang web Xử lý rác thải ozon http://moitruong.xaydung.gov.vn/moitruong/module/news/viewcontent.asp?ID=25 07&langid=1 Cơ sở học trình xử lý ô nhiễm http://www.voer.edu.vn/module/co-so-sinh-hoc-cua-qua-trinh-xu-ly-o-nhiem-moitruong Xử lý nước thải thủy sinh thực vật http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung-dung/665_Xu-ly-nuoc-thai-bang-thuysinh-thuc-vat.aspx GVHD: TS Trần Minh Chí 51