PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
3.1. Các phương pháp xử lý
a. Các phương pháp xử lý cơ học
Trong phương pháp này, các lực vật lý như trọng trường, ly tâm được áp dụng để tách các chất hoà tan ra khỏi nước. Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi là: song/lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hoà, khuấy trộn,bể rắn, bể tuyển nổi. Mỗi công trình được áp dụng đối với từng nhiệm vụ cụ thể.
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễsử dụng và quản lý; + Rẻ, các thiết bị dễ kiếm;
+ Hiệu quả xử lý sơ bộ nước thải tốt.
- Nhược điểm:
+ Chỉ hiệu quả đối với các chất không tan;
+ Không tạo được kết tủa đối với các chất lơ lửng. b. Phương pháp xử lý sinh học.
Nguyên lý của phơng pháp này là dựa vào hoạt động sống của các loài vi sinh vật sử dụng các chất có trong nước thải như: Photpho, nitơ và các nguyên tố vi lượng làm nguồn dinh dưỡng có khả năng phân huỷ, phá huỷ các mạch phân tử của các chất hữu cơ có mạch carbon lớn thành các phân tử có mạch carbon đơn giản hơn nhiều và sản phẩm cuối cùng là CO2 (hiếu khí), CH4 + CO2 (kị khí). Vậy phương pháp này xử lý đồng thời BOD, N- NH4+ và P.
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả cao, ổn định về tính sinh học;
+ Nguồn nguyên liệu dễ kiếm, hầu như là có sẵn trong tự nhiên; + Thân thiện với môi trường;
+ Chi phí xử lý thấp;
+ Ít tốn điện năng và hoá chất;
+ Thường không gây ra chất ô nhiễm thứ cấp.
- Nhược điểm:
SVTH: Vũ Hồng Lan
+ Thời gian xử lý lâu và phải hoạt động liên tục, chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ánh sáng, pH, DO, hàm lượng các chất dinh dưỡng, các chất độc hại khác; + Chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thời tiết, do đó việc vận hành và quản lý
khó, hầu như chỉ sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc 2,3;
+ Hiệu quả xử lý không cao khi trong nước thải chứa nhiều thành phần khác nhau;
+ Yêu cầu diện tích khá lớn để xây dựng các công trình;
+ Phương pháp này hạn chế đối với nước thải có độc tính với VSV. c. Phương pháp xử lý hoá học
Phương pháp hoá học sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nước thải. Các công trình xử lý hoá học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học. Nhờ các phản ứng hoá học mà các chất lơ lửng có khả năng kiên kết với nhau tạo ra các bông cặn lớn và lắng xuống đáy.
- Ưu điểm:
+ Nguyên liệu các hoá chất dễ kiếm; + Dễ sử dụng và quản lý;
+ Không gian xử lý nhỏ.
- Nhược điểm:
+ Chi phí hoá chất cao;
+ Có khả năng tạo ra một số chất ô nhiễm thứ cấp. d. Phương Pháp Keo Tụ
Keo tụ bằng các chất điện ly
Bản chất của phương pháp này là cho thêm vào nước các chất điện ly ở dạng các ion ngược dấu. Khi nồng độ các ion ngược dấu tăng lên, thì càng nhiều ion được chuyển từ các lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép dẫn tới việc giảm độ lớn của thế điện động thời lực đẩy tĩnh điện cũng giảm đi.Nhờ chuyển động Brown các hạt keo với diện tích khi va chạm sẽ dính kết bằng lực hút phân tử tạo nên các bông cặn đạt đến 1m thì chuyển động Brown hết tác dụng, cần phải có tác dụng phụ để đẩy các hạt cặn lại gần.
Quá trình keo tụ được bằng chất điện ly được đánh giá như một cơ chế keo tụ tối ưu. Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi liều lượng chất keo tụ cho vào nước phải thật chính xác.Do đó phương pháp này không áp dụng trong thực tế xử lý nước thải.
Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu
Quá trình keo tụ được thực hiện bằng cách tạo ra trong nước một hệ keo mới tích điện trái dấu sẽ trung hoà nhau. Chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, muối nhôm, sunfat nhôm,các muối sắt được đưa vào dưới dạng dung dịch hoà tan, sau phản ứng thuỷ phân chúng tạo ra một hệ keo mới mang điện tích dương trung hoà với các keo mang điện tích âm. Hiệu quả keo tụ phù thuộc vào nhiệt độ nước hàm lượng và tính chất của cặn. Hiện nay việc tìm ra công thức tính toán chung xác định liều lượng chính xác cho từng loại nước thải đều dựa trên việc phải lấy mẫu nước liều lượng chính xác cho từng loại nước thải dựa trên việc phải lấy mẫu nước thải cần xử lý để phân tích sau đó mới chọn loại hoá chất dùng cho TXL. Ngoài ra còn dùng các chất trợ đông tổng hợp như polyacryamil,polyclorua nhôm (PAC). Trong một vài trường hợp dioxit silic hoạt tính polyacrylat, polyacryamil,PAC, được dùng làm chất keo tụ thay phèn. Khác với keo tụ bằng chất điện ly hoặc chất keo tụ bằng hệ keo ngược dấu, cơ chế phản ứng ở đây chủ yếu là các tương tác hoá học. Do kích thước lớn và dài nên các hợp chất cao phân tử keo tụ các hạt bẩn trong nước dưới dạng liên kết chuỗi. Kiểu liên kết này rất thuận lợi cho quá trình hình thành và lắng các bông cặn. Tuy nhiên do điều kiện hạn chế như các hợp chất cao phân tử đòi hỏi công nghệ sản xuất cao nên biện pháp này ít được dùng trong kỹ thuật xử lý nước ở nước ta hiện nay.
e. Phương pháp oxy hoá xúc tác
Khác với phương pháp oxy hoá đơn thuần dùng hoá chất (các chất oxy hoá),phương pháp oxy hoá chất xúc tác cho phép có thể sử dụng các chất oxy hoá tự nhiên rẻ tiền như O2 (không khí) và thậm chí H2O.Tuy nhiên, hướng nghiên cứu nói trên hiện mới có kết quả tốt ở nhiệt độ cao.
Để thực hiện phản ứng oxy hoá ở nhiệt độ thấp (<1000C và thậm chí ở nhiệtđộ phòng) cần áp dụng các biện phương pháp oxy hoá tiên tiến nghĩa là nhớ oxy hoá nhờ tác SVTH: Vũ Hồng Lan
nhân gốc tự doOH- được tạo thành trong quá trình phản ứng nhờ những hợp chất giàu OXY như H2O2,O3,…
Gốc tự do OH- có thể oxy hoá = 3 V, chỉ thua có F nên nó có khả năng oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có mặt trong nước tới CO2 (khoáng hoá) trong trường hợp này nó sẽ giảm nhanh COD của nước thải. Trong trường hợp khó khăn hơn nó có thể ngắt mạch các phân tử chất hữu cơ có phân tử khối lớn(M) tạo thành hợp chất trung gian có M nhỏ hơn có khả năng xử lý dễ dàng nhờ công đoạn xử lý vi phân tiếp theo.
Như vậy, vai trò của công đoạn oxy hoá xúc tác ở đây là nhờ những hệ xúc tác quang hoá tạo và tái tạo liên tục gốc tự do OH- để thực hiện phản ứng oxy hoá - ngắt mạch các phân tử tạp chất hữu cơ trong nước thải.
3.2. Căn cứ lựa chọn phương án keo tụ bằng chất keo tụ
Có rất nhiều căn cứ để lựa chọn phương pháp xử lý nước rỉ rác cho các bãi chôn lấp chất thải rắn. Để lựa chọn một phương pháp được cho là phù hợp với 1 bãi chôn lấp cụ thể ta cần dựa vào điều kiện của bãi như điều kiện tự nhiên, khí hậu tại bãi và xung quanh khu vực bãi, dựa vào thành phần của nước rỉ rác…và rất nhiều yếu tố khác.
Ví dụ như, dựa trên yêu cầu vàđiều kiện thực tế cần xử lý nước rỉ rác tại BCL Phước Hiệp:
- Các chỉ tiêu cần xử lý (SS, COD, BOD…);
- Công xuất trạm xử lý nhỏ;
- Mặt bằng khu vực không hạn chế nhiều, do đó có thể xử dụng phương pháp sinh học (hồ sinh học, bãi lọc ngập…) để xử lýở các bước tiếp theo;
- Có thểáp dụng chế độ vận hành theo mẻ hoặc liên tục;
- Chi phí hoá chất để xử lý thấp với đối tượng nước rác rất khó xử lý.
Do vậy khi phân tích và xử lý nước rỉ rác tại BCL người nghiên cứu đề xuất phươngán xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ bởi nhữngưu điểm so với các phương pháp khác như:
- Có thể loại các chất hữu cơ (COD, BOD,…) từ 50% - 60%, phá vỡ cấu trúc hoá học bền vững của các chất hữu cơ bền vi sinh tạo điều kiện cho việcáp dụng phương pháp sinh học tiếp theo;
- Công nghệđơn giản, thuận tiện cho quá trình vận hành và quản lý;
- Hiệu quả kinh tế cao.
Đối với các bãi chôn lấp chất thải rắn có điều kiện giống hay tương tự bãi chôn lấp Phước Hiệp ta có thể sử dụng phương pháp này để đạt hiệu quả tối ưu nhất có thể.
Qua tài liệu tham khảo được, đề xuất quy trình xử lý nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Phước Hiệp như sau:
SVTH: Vũ Hồng Lan
Lớp: Kĩ thuật môi trường GT – K55 Page 54 Nước rỉ rác SCR Bể điều hoà kết hợp
ngăn thu
Hình 3.: Sơ đồ công nghệ đề xuất để xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước rỉ rác thôđượcđưa vào bểđiều hoà đồng thời là bể ngăn thu nước, tạiđây nước rỉ rác đượcđiều chỉnh biến thiên lưu lượng sau đó nước rỉ rác được bơm sang bể trung
Axit H2SO4 20% Bể trung hoà Phèn FeSO4 Bể keo tụ lần 1 Bể lắng 1 Phèn FeSO4 Cặn lắng đưa về bãi chôn lấp Bể keo tụ lần 2 Bể lắng 2 Bể UASB Bể Aeroten Bể lắng 3 Xả thải Hồ sinh học (bãi lọc ngập trồng cây)
hoà. Tạiđây nước rỉ rác sẽđượcđiều chỉnh pH với một gia trị nhấtđịnh bằng cách châm axítH2SO4. Sau khi hiệu chỉnhđược pH tốiưu nước rỉ rác sẽđượcđưa tới bể keo tụ 1, tạiđây nước rỉ rác sẽđược khuấy trộn với phèn và tác dụng của phèn và các hạt polimere làm mất tínhổnđịnh của các hạt chất rắn trong nước và tạo ra các bông keo.
Tiếp theo nước sẽđược chảy sang bể lắng 1, ởđây các bông keo cũng như các hợp chất hữu cơ không tan sẽđược lắng xuống dưới bể. Quá trình thực hiện xử lý sau bể lắng 1 thì hiệu quả xử lýđược các thông số COD, SSđược khoảng 40%. Tiếp theo nước rỉ rác sẽđược keo tụ một lần nữa tại bể keo tụ 2 rồi sang bể lắng 2. Sau 2 lần keo tụ hiệu quả xử lýđược hầu hết các hợp chất khó phân hủy, riêng COD, SS, độđục hiệu quả xử lýđược 64%. Nồng độ các chấtô nhiễm sau xử lý vẫn còn rất cao do đó ta dùng phương pháp sinh họcđể xử lý tiếp nhằm giảmđược các chỉ tiêu.
Nước rỉ rác sẽđược xử lý sinh học kị khí qua bểUASB, tại đây vi sinh vật kị khí sẽoxy hóađược các chất hữu, các hợp chấtô nhiễm trong nước sẽ giảmđi. Nước rỉ rác được lưu tại bểUASB đến khi hiệu quả xử lýđược khoảng 90%, ta tiếp tục xử lý nước qua bể sinh học hiểu khí Aerotank. Ở bể Aerotank nước thải sẽ bịoxy hóa BOD, COD bởi các vi sinh vật hiếu khí bằng hệ thống sục khí. Ởđây Nitơ có thể tiếp tụcđược loại bỏ. Sau đó nước rỉ rác sẽđược lưu tại hồ sinh học trước khi đủ tiêu chuẩn để xả ra môi trường.
Bùn thải tại các bể lắng và bùn tại bể Aerotank sẽđượcđưa về bãi chôn lấp.
SVTH: Vũ Hồng Lan
KẾT LUẬN
Đời sống con người ngày càng được cải thiện, nâng cao hơn trước nhưng đi kèm với nó là rất nhiều hệ quả xấu đe dọa nghiêm trọng đến tương lai của loài người. Một trong những vấn đề nổi cộm đang được quan tâm nhất hiện nay chính là vấn đề môi trường và bảo vệ môi trường. Trước thách thức công nghiệp hóa – hiện đại hóa, con người đang bị chi phối rất nhiều bởi lợi ích kinh tế mà tạm quên đi những vấn đề khác trong đó có vấn đề môi trường. Khi đời sống kinh tế dần ổn định, con người đã biết quan tâm hơn tới môi trường sống xung quanh nhưng khi đó, các vấn đề môi trường cũng đã trở nên trầm trọng và yêu cầu gắt gao được quan tâm thật đúng mức.
Nước rỉ rác từ bãi rác, bãi chôn lấp chất thải rắn luôn được xếp vào loại chất thải nguy hại. Việc rò rỉ nước rác ra môi trường gây rất nhiều tác hại xấu ảnh hưởng trực tiếp đến con người và động thực vật xung quanh. Vì vậy,nước rỉ rác cần được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường.Qua bài luận, chúng ta hiểu được phần nào về các phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại các bãi rác, bãi chôn lấp điển hình hiện nay và từ đó có thể lựa chọn cho mình một phương pháp tối ưu nhất trong quá trình xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp.Từ đây góp phần giúp cho môi trường ngày cành xanh – sạch – đẹp, cho con cháu thế hệ sau được hưởng môi trường sống trong lành và phát triển một cách toàn diện nhất.