CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùnthải và
1.3.2. Hiện trạng quản lý và tái sử dụng bùnthải tại Việt Nam
Quản lý bùn thải tại Việt Nam
Tại Việt Nam, bùn thải đƣợc quy định, quản lý trong các văn bản sau:
- Bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc thải đƣợc quản lý theo quy định về quản lý chất thải rắn (từ điều 77 đến điều 80, Mục 3, Chƣơng VIII, Luật Bảo vệ môi trƣờng năm 2005).
- Bùn thải có yếu tố nguy hại phải đƣợc quản lý theo quy định về chất thải nguy hại (từ điều 70 đến điều 76, Mục 2, Chƣơng VIII, Luật Bảo vệ môi trƣờng).
Việt Nam đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngƣỡng chất thải nguy hại QCVN 07: 2009/BTNMT, đƣợc áp dụng với bùn thải trong trƣờng hợp xác định ngƣỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải từ các hệ thống xử lý nƣớc và hiện đang xây dựng quy chuẩn riêng quy định ngƣỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nƣớc thải, xử lý nƣớc cấp (gọi chung là hệ thống xử lý nƣớc), làm cơ sở để phân loại và quản lý bùn thải.
Ngoài quy định cụ thể về bùn thải nguy hại, việc quản lý và xử lý bùn thải nói chung trong cả nƣớc hiện nay đang bị bỏ trống, chƣa có bộ ngành nào quan tâm đúng mức. Ngay cả các văn bản pháp luật hiện hành của Việt Nam cũng chƣa đề cập đến bùn thải.
Tình hình nghiên cứu tái chế bùn thải ở Việt Nam
Bên cạnh những hạn chế trong các phƣơng pháp quản lý và xử lý bùn thải theo hƣớng cũ (không đƣợc xử lý mà bị xả thẳng ra môi trƣờng, không đƣợc xử lý triệt để, thƣờng đem chơn lấp…) đã có nhiều hƣớng nghiên cứu mới đƣợc phát triển tại nƣớc ta nhằm mục đích tận thu, sử dụng hiệu quả và quản lý tốt hơn cho nguồn thải này. Dƣới đây là một số nghiên cứu, hƣớng phát triển cụ thể đã đƣợc công bố tại nƣớc ta.
+ Xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men nóng [25]
Kết quả xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men
nóng 55oC đƣợc thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học & Kỹ thuật
Môi trƣờng (Đại học Xây dựng), Viện Kỹ thuật Nƣớc thải (Đại học Kỹ thuật Tổng hợp Darmstadt) và Khoa Kỹ thuật Môi trƣờng (Đại học Tổng hợp Kitakyushu) đƣa ra đƣợc xem là giải pháp giúp tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng đô thị.
Kết quả bƣớc đầu nghiên cứu của nhóm cho thấy, với mơ hình này, tỷ lệ phân hủy chất hữu cơ đạt 80%, với 70% thành phần khí sinh học thu đƣợc là biogas. Đáng chú ý là mầm bệnh bị tiêu diệt hết khi lƣu trong bể xử lý chỉ sau vài giờ...
+ Tái chế bùn thải sinh học thành nguyên liệu tạo ra chế phẩm VSV [26]
Thử nghiệm trên đối tƣợng bùn thải ở Việt Nam của nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ môi trƣờng với kết quả bƣớc đầu khá khả quan. Một số chủng vi sinh vật hữu ích nhƣ Bacillus thuringiensis (dùng để sản xuất thuốc trừ sâu sinh học), Rhizobium (vi khuẩn cố định đạm) đã đƣợc thử nghiệm và cho thấy có khả năng phát triển tốt trên mơi trƣờng bùn thải của nhà máy bia (với nồng độ của bùn thải là 20 g MLSS/L). Mật độ tế bào và nồng độ độc tính delta-endotoxin của vi khuẩn Bacillus thuringiensis khi nuôi trên môi trƣờng bùn thải đạt lần lƣợt là
4,7x108 CFU/mL và 619 mg/L. Vi khuẩn Rhizobium cũng phát triển tốt trên môi
trƣờng bùn thải với mật độ tế bào đạt 2,6x108
CFU/mL.
Bên cạnh đó, nhóm các nhà khoa học cũng hợp tác nghiên cứu và đánh giá khả năng ứng dụng của chất keo tụ sinh học dựa trên việc nuôi cấy một số chủng vi sinh vật EPS (hợp chất polymer ngoại bào) trên môi trƣờng bùn thải. Đây là một hƣớng nghiên cứu mới và có khả năng ứng dụng nhiều trong xử lý nƣớc thải và ổn định bùn thải.
+ Sản xuất vật liệu xây dựng từ bùn thải [27]
- Nhóm nghiên cứu và phát triển công nghệ mới thuộc Hội Khoa học và Kỹ thuật xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh đã hồn thiện cơng nghệ sử dụng bùn thải nguy hại để sản xuất vữa bê tông công nghiệp. Trong công nghệ sản xuất này, bùn thải đƣợc khử mùi bằng chất phụ gia trƣớc khi đƣợc đƣa vào hỗn hợp với đá, xi măng và nƣớc đã pha phụ gia. Vữa bê tông đƣợc tạo thành nhờ phản ứng ơxi hố – khử của các hợp chất trong phụ gia đƣợc sử dụng. Các tấm bê tông từ bùn thải đã đạt đƣợc yêu cầu về môi trƣờng và chỉ số kỹ thuật về cƣờng độ bê tông.
- Công nghệ sản xuất gạch từ bùn thải đƣợc hồn thiện bởi Trung tâm Cơng nghệ và Quản lý Môi trƣờng (Cementa) Thành phố Hồ Chí Minh. Bùn thải đƣợc làm khô, tách riêng các thành phần vô cơ (cát) và hữu cơ (bùn) bằng phƣơng pháp thuỷ lực. Cát mịn đƣợc dùng để sản xuất gạch xây dựng. Phần bùn sau khi đƣợc xử lý bằng vi sinh vật để tách kim loại sẽ đƣợc dùng làm phân bón hữu cơ. Bùn thải cơng nghiệp có chứa hàm lƣợng kim loại nặng cao đƣợc dùng để sản xuất màu pha dùng trong sản xuất gạch.
- Ngồi ra, một cơng nghệ mới cũng đã đƣợc nghiên cứu phát triển để sản xuất vật liệu xây dựng nhà ở và đƣờng giao thông nông thôn từ bùn đỏ và tro bay – công nghệ Geoplymer. Công nghệ này đã đƣợc PGS. TS Nguyễn Văn Chánh cùng nhóm cộng sự Trƣờng Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh trình bày tại hội thảo “Ứng dụng vật liệu xây dựng, thiết bị cơng nghệ mới trong các cơng trình xây dựng đảm bảo an toàn, tiết kiệm năng lƣợng và giá thành hợp lý” [28].
+ Công nghệ khử mùi hơi và hố rắn bùn cống rãnh (Treatment of hazardous Sludge) –THS [29]
Công nghệ THS sử dụng bùn cống rãnh, bùn thải nguy hại làm phối liệu cho vữa bê tông xi măng xây dựng hạ tầng kỹ thuật của nhóm nghiên cứu & phát triển cơng nghệ mới (Hội Khoa học & Kỹ thuật Xây dựng Tp. Hồ Chí Minh) theo sơ đồ cơng nghệ Hình 1.2
Hình 1.2. Sơ đồ cơng nghệ THS
Tại phịng thí nghiệm, các khối bê tông đƣợc đúc từ nhiều loại bùn cống rãnh, bùn thải nguy hại đã đạt đƣợc các yêu cầu về môi trƣờng và chỉ số kỹ thuật về cƣờng độ bê tông. Các chất nguy hại trong bùn cống rãnh, bùn thải sau khi xử lý bằng công nghệ THS đã triệt tiêu hoặc giảm xuống dƣới ngƣỡng cho phép và điều đặc biệt và đƣợc quan tâm chú ý đến là không những xử lý đƣợc mùi hôi thối nồng nặc từ bùn cống rãnh mà cịn có thể tái sử dụng lại bùn cống rãnh cho nhiều mục đích khác nhƣ trong xây dựng… Kết quả phân tích sắc ký cho thấy thành phần và tỉ lệ các kim loại nặng khơng cịn hoặc khơng vƣợt ngƣỡng cho phép của tiêu chuẩn an tồn mơi trƣờng TCVN 7629 – 2007.
Bùn cống rãnh, bùn thải nguy hại
Khử mùi hôi bằng cách trộn với BOF1, BOF2(Beton odour fetid)
Khử các chất độc hại bằng phụ gia HSOB(Hazardous sludge of beton)
Hỗn hợp vữa bê tông rắn chắc từ bùn cống rãnh, bùn thải
+ Sản xuất phân hữu cơ sinh học
- Tận dụng bùn thải từ công nghệ chế biến nông sản thực phẩm và thuỷ hải sản để sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phƣơng pháp ủ men vi sinh của Viện Ứng dụng Cơng nghệ tại Tp. Hồ Chí Minh [30]
Quy trình cơng nghệ sản xuất phân hữu cơ từ nguyên liệu bùn thải bao gồm 4 bƣớc, thể hiện trong Hình 1.3
Hình 1.3. Quy trình cơng nghệ sản xuất phân hữu cơ từ nguyên liệu bùn thải
Phân hữu cơ sinh học đƣợc sản xuất từ bùn thải bằng công nghệ ủ men vi sinh và bổ sung khoáng chất đạt tiêu chuẩn chất lƣợng quy định đối với phân hữu cơ sinh học của Bộ Nông nghiệp và PTNT (theo Quyết định 100/2008/QĐ-BNN 15/10/2008).
- Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn đáy ao cá tra nuôi thâm canh (công nghiệp) của nhóm tác giả trƣờng Đại học Cần Thơ [31]
Trong nghiên cứu các tác giả đã sử dụng chất thải ao nuôi cá cá tra lấy từ trại cá tra bằng cách bơm từ đáy ao cá lên (xi phông). Và các vật liệu khác nhƣ nấm Trichoderma, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn hòa tan lân đã đƣợc sử dụng trong thí
Làm giảm độ ẩm nguyên liệu bùn thải
Làm tăng sinh khối men vi sinh
Phối trộn dịch men vi sinh, ủ hoại
Nghiền mịn, phối trộn khống theo thành phần đăng ký
nghiệm. Thí nghiệm đƣợc thực hiện tại 3 địa điểm với 3 loại xác thực vật khác nhau.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:Sử dụng bùn đáy ao cá tra nuôi thâm canh cùng với xác bã thực vật có sẵn nhƣ rơm rạ, bèo lục bình, bổ sung nấm Trichoderma sp. và khoáng apatit để sản xuất phân hữu cơ vi sinh đạt tiêu chuẩn của Bộ NN&PTNT (TCVN 6169:1996) về pH, độ ẩm, tỉ lệ C/N, hàm lƣợng P dễ tiêu và mật số tế bào
vi sinh vật có ích (>106
tế bào/g phân).