Đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước rỉ rác tại khu liên hợp xử lý chất thải rắn nam bình dương và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TẠI KHU LIÊN HỢP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NAM BÌNH DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Trương Thanh Cảnh Sinh viên thực MSSV: 0951080038 : Nguyễn Thanh Kiều Lớp: 09DMT1 TP Hồ Chí Minh, 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, có hỗ trợ giáo viên hướng dẫn PGS.TS Trương Thanh Cảnh Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tơi thu thập từ nguồn khác có ghi phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, đề tài sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả, quan tổ chức khác thể phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Hội đồng, kết luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 07 năm 2013 Nguyễn Thanh Kiều i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành trân trọng để thể lòng biết ơn đến người giúp đỡ tơi hồn thành luận văn suốt trình học tập Lời cảm ơn xin dành cho gia đình tơi, người ln ủng hộ, chăm lo nguồn động viên to lớn cho suốt khoảng thời gian vừa qua Tiếp theo xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cơ, người tận tình giảng dạy, truyền đạt trang bị cho kiến thức chuyên môn quý báu thiết thực cho công việc mai sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Trương Thanh Cảnh tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình thực luận văn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn đến anh chị Nhà Máy Xử Lý Nước Rỉ Rác Khu Liên Hợp tạo điều kiện thuận lợi cho tiếp xúc học tập thực tế nhà máy Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến chị Nguyễn Thị Lý, chị Mai Phương Anh, chị Cổ Kim Tuyếnđã ln nhắc nhở, nhiệt tình giúp đỡ trao dồi nhiều kiến thức chuyên môn cho thời gian thực luận văn Trong suốt trình học tập thực luận văn, cố gắng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý tận tình thơng cảm tất người Một lần nữa, xin chân thành cám ơn tất người TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 07 năm 2013 Nguyễn Thanh Kiều ii TÓM TẮT Nước rò rỉ bãi rác nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, khơng khí đất Do đó, việc nghiên cứu nhằm đưa công nghệ xử lý nước rỉ rác xem vấn đề cấp bách quan trọng cho Thế Giới Việt Nam Với công nghệ tháp Striping, sinh học SBR oxy hóa bậc cao Fenton cơng nghệ thích hợp để giải vấn đề Công nghệ sử dụng rộng rãi nhiều nước Thế Giới Việt Nam có nhiều ưu điểm Nghiên cứu tiến hành dựa hệ thống xử lý nước rỉ rác KLH Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương theo cơng nghệ với ba cơng trình chính: tháp Striping, sinh học SBR, oxy hóa bậc cao Fenton Thơng qua việc đánh giá hiệu xử lý, quy trình vận hành cơng tác bão dưỡng hệ thống hữu Kết nghiên cứu cho thấy hiệu xử lý hệ thống cao tiêu COD (97,91%), BOD (97,66%), Photpho tổng (99,17%), Ammonia (99,66%), Nito tổng (96,41%) Nước thải sau xử lý đạt QCVN 25:2009 – BTNMT cột A, dòng nồng độ Nito tổng đơi chưa đạt u cầu mong muốn, cịn nồng độ Clcao Từ nghiên cứu rút khả cho việc ứng dụng thành công công nghệ tháp Striping, sinh học SBR oxy hóa bậc cao Fenton vấn đề xử lý nước rỉ rác bãi rác Nhưng bên cạnh cần có nghiên cứu chuyên sâu cần thực nhằm nâng cao điều kiện vận hành hệ thống hiệu xử lý loại nước thải khác ngày tốt Từ khóa:cơng nghệ sinh học SBR, Khu Liên Hợp Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương, nước rỉ rác, oxy hóa bậc cao, rác thải iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nội dung nghiên cứu: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 1.5 Kết cấu báo cáo: CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 2.1 Tổng quan nước rỉ rác: 2.1.1 Định nghĩa: 2.1.2 Nguồn gốc: 2.1.3 Thành phần tính chất nước thải: 2.1.4 Tác động nguy hại nước rỉ rác đến môi trường: 15 2.2 Các công nghệ xử lý nước rỉ rác nay: 17 2.2.1 Ưu điểm phương pháp: 22 2.2.2 Nhược điểm phương pháp: 22 2.3 Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác áp dụng nước: 23 2.3.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác nước ngoài: 23 2.3.1.1 Bãi chôn lấp Buckden South: 23 2.3.1.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Sudokwon Hàn Quốc: 24 2.3.1.3 Đức: Quy trình cơng nghệ xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp miền Bắc nước 26 2.3.2 Công nghệ xử lý nước rỉ rác nước: 28 iv 2.3.2.1 Quy trình cơng nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Đông Thạnh: 28 2.3.2.2 Công nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp: 28 2.3.2.3 Công nghệ xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp Gò Cát: 29 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TẠI KHU LIÊN HỢP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 31 NAM BÌNH DƯƠNG 31 3.1 Hiện trạng rác thải KLH Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương: 31 3.2 Hiện trạng nước rỉ rác nhà máy: 32 3.2.1 Nguồn phát thải: 32 3.2.2 Lưu lượng, thành phần đặc tính nước rỉ rác: 32 3.2.3 Hệ thống thu gom xử lý: 33 3.3 Đánh giá hệ thống xử lý nước rỉ rác KLH Xử Lý Chất Thải Rắn Nam BìnhDương: 34 3.3.1 Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống: 34 3.3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác KLH: 35 3.3.3 Các cơng trình đơn vị hệ thống xử lý nước rỉ rác: 40 3.4 3.3.3.1 Hố thu gom nước rỉ rác: 40 3.3.3.2 Bể trộn vôi (A–02): 40 3.3.3.3 Bể điều hòa (A–03): 41 3.2.3.4 Bể lắng vôi (A–04): 41 3.3.3.5 Hệ thống Striping bậc (A–05→A–06): 41 3.3.3.6 Bể khử Canxi (B–01): 42 3.3.3.7 Hệ thống sinh học SBR (B–02→B–03): 43 3.3.3.8 Bể xử lý hóa lý (B–05): 45 3.3.3.9 Oxy hóa Fenton bậc (C-01→C-02→C-03→C-04→C-05): 45 3.3.3.10 Bể lắng thứ cấp (C-06): 46 3.3.3.11 Bể lọc cát (C-08): 47 3.3.3.12 Bể khử trùng (C-07): 47 3.3.3.13 Hồ hoàn thiện: 48 3.3.3.14 Bể chứa bùn (B-04): 48 Đánh giá hiệu xử lý hệ thống xử lý nước rỉ rác KLH: 50 3.4.1 Đánh giá hiệu xử lý cụm tiền xử lý: 50 v 3.4.2 Đánh giá hiệu xử lý Nito tháp Striping: 54 3.4.3 Đánh giá hiệu xử lý bể sinh học SBR: 57 3.4.4 Đánh giá hiệu xử lý bể xử lý hóa lý: 65 3.4.5 Đánh giá hiệu xử lý cụm oxy hóa Fenton bậc: 67 3.4.6 Đánh giá hiệu xử lý hồ sinh học: 69 Đánh giá trình vận hành hệ thống: 75 3.5 3.5.1 Cụm tiền xử lý: 75 3.5.2 Tháp Striping bể khử Canxi: 76 3.5.3 Cụm xử lý sinh học SBR: 76 3.5.4 Cụm xử lý hóa lý, Fenton bậc bể lọc: 79 3.6 Đánh giá công tác bão dưỡng: 80 3.6.1 Bơm nước thải bơm bùn: 80 3.6.2 Máy tách rác: 81 3.6.3 Quạt cấp khí cho tháp Striping: 82 3.6.4 Bơm định lượng hóa chất: 82 3.6.5 Máy thổi khí: 82 3.6.6 Thiết bị khuấy trộn: 82 3.7 Ưu điểm tồn hệ thống xử lý: 83 3.7.1 Ưu điểm: 83 3.7.2 Các vấn đề tồn tại: 84 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CẤP ĐỂ TĂNG CƯỜNG HIỆU SUẤT XỬ LÝ VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH 86 4.1 Nâng cấp hệ thống kỹ thuật : 86 4.2 Giải vấn đề phát sinh trình vận hành: 92 4.3 Tăng cường công tác bảo dưỡng: 93 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHUNG 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biological Oxygen Demand) BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) DO Oxy hịa tan (Dissolved Oxygen) F/M Tỷ lệ thức ăn (hay chất thải) đơn vị vi sinh vật bể SBR HRT Thời gian lưu nước (Hydraulic Retention Time) KLH Khu Liên Hợp MLSS Chất rắn lơ lửng hỗn hợp bùn nước thải (Mixed Liquor Susoended Solids) QCVN Quy chuẩn Việt Nam TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solid) SBR Bể sinh học mẻ SRT Thời gian lưu bùn (Sludge retentin time) SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) SVI Chỉ số thể tích lắng bùn (Sludge volume index) VSS Chất rắn lơ lửng dễ bay (Volatile suspended solids) vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phương pháp phân tích tiêu thành phần nước rác nhà máy xử lý nước rỉ rác Bảng 2.1: Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rỉ rác bãi chôn lấp lâu năm 10 Bảng 2.2: Thành phần nước rỉ rác bãi rác Gò Cát 11 Bảng 2.3: Tính chất nước rỉ rác bãi rác Phước Hiệp 13 Bảng 2.4: Thành phần nước rỉ rác Đông Thạnh vào mùa khác 14 Bảng 2.5: Các phương pháp xử lý nước rỉ rác 18 Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải đầu vào theo thiết kế phân tích KLH Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương 33 Bảng 3.2: Nồng độ tối đa cho phép thông số nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn theo QCVN 25: 2009 – BTNMT cột A 34 Bảng 3.3: Kích thước bể hệ thống xử lý nước rỉ rác 48 Bảng 3.4: Kết đo pH cụm tiền xử lý 49 Bảng 3.5: Kết phân tích tiêu COD cụm tiền xử lý 50 Bảng 3.6: Kết phân tích tiêu Ammonia cụm tiền xử lý 51 Bảng 3.7: Kết phân tích tiêu Nitotổng cụm tiền xử lý 52 Bảng 3.8: Kết phân tích tiêu Ammonia tháp Striping 53 Bảng 3.9: Kết phân tích tiêu Nito tổng tháp Striping 55 Bảng 3.10: Kết đo pH SBR 56 Bảng 3.11: Kết phân tích tiêu MLSS SBR 57 Bảng 3.12: Kết phân tích tiêu COD SBR 58 Bảng 3.13: Kết phân tích tiêu BOD SBR 59 Bảng 3.14: Kết phân tích tiêu Ammonia SBR 60 Bảng 3.15: Kết phân tích tiêu Nitrit Nitrat SBR 61 Bảng 3.16: Kết phân tích tiêu Nito tổng SBR 62 Bảng 3.17: Kết phân tích tiêu Photpho tổng SBR 63 viii Bảng 3.18: Kết đo pH bể xử lý hóa lý 64 Bảng 3.19: Kết phân tích tiêu COD 65 Bảng 3.20: Kết đo pH cụm Fenton bậc 67 Bảng 3.21: Kết phân tích tiêu COD cụm Fenton bậc: 68 Bảng 3.22: Kết phân tích tiêu COD hồ sinh học 69 Bảng 3.23: Kết phân tích tiêu BOD hồ sinh học 70 Bảng 3.24: Kết phân tích tiêu Nitotổng hồ sinh học 71 Bảng 3.25: Kết phân tích tiêu độ mặn hồ sinh học 72 Bảng 3.26: Kết phân tích tiêu nước rỉ rác dòng vào, dòng hệ thống QCVN 25:2009 73 Bảng 3.27: Danh sách bơm sử dụng cho hệ thống xử lý nước rỉ rác KLH 79 Bảng 4.1: So sánh phản ứng Fenton đồng thể Fenton dị thể miêu tả khác 88 ix Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước rỉ rác Khu Liên Hợp Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lý  Ngồi cịn có loại có khả hút chất thải, làm nước hồ trở lại xanh xử lý nước rỉ rác từ cỏ ghi nhận như: sậy lồi có khả xử lý tốt với hiệu suất cao 90% tất tiêu nghiên cứu BOD , COD, Coliform… Cỏ nến có hiệu suất loại bỏ chất nhiễm thấp sậy thích hợp với xử lý nước rỉ rác Trồng ráng nước rỉ rác, phát triển liên tục, xanh, khả xử lý chất ô nhiễm tốt, đạt số 90% Ráng loại thực vật ngập nước, có thân cứng nên sống phát triển tốt môi trường ngập nước bị ô nhiễm  Đối với cỏ Vetiver, rễ chứa nhiều vi khuẩn nấm có khả xử lý chất thải gây ô nhiễm cho môi trường Cụ thể, vi khuẩn cố định đạm có tác dụng chuyển hóa nitơ tự thành nitơ sinh học, vi khuẩn điều hịa sinh trưởng điều hòa chất auxin, gibberrellins, ethylene, acid… chất hữu ảnh hưởng đến trình sinh lý dù nồng độ thấp, nấm phân giải photpho, nấm rễ v v… Nhờ mà mọc nhanh vùng nghèo dinh dưỡng nước mặn Việc trồng loại giữ chống xói mịn cho bãi chơn lấp, đồng thời tránh nguy ô nhiễm chất lượng nước rỉ rác xử lý chưa đạt yêu cầu  Tương tự, với loại dầu mè sinh trưởng phát triển môi trường ô nhiễm Trên thực tế, loại trồng thử nghiệm cải tạo môi trường bị nhiễm độc dioxin Huế Cần Thơ 4.2 Giải vấn đề phát sinh trình vận hành: Sau theo dõi tìm hiểu nguyên nhân thường dẫn đến vấn đề phát sinh trình vận hành hệ thống xử lý nước rỉ rác dựa vào nguyên nhân mà người vận hành thực phương án khác để khắc phục - Cặn vơi làm tắc nghẽn hệ thống sục khí bể trộn vơi, bể điều hịa giàn phân phối nước tháp Striping:  Kiểm soát hoạt động bể trộn vơi, điều hịa tháp Striping thường xun SVTH: Nguyễn Thanh Kiều 92 Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước rỉ rác Khu Liên Hợp Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lý  Tăng cường chu kỳ vệ sinh tháp Striping: quạt thổi khí, giàn phân phối nước, vật liệu đệm… - Bùn bề mặt bể SBR:  Xác định DO bể C – Tech, DO