a. Cơ chế hỡnh thành nước rỏc
Nước rỏc hỡnh thành chủ yếu do nước cú trong rỏc chụn lấp (bao gồm cả nước tỏch ra từ cỏc phản ứng hoỏ học) và nước thấm vào rỏc trong bói chụn lấp. Nước cú thể thấm vào rỏc theo một số cỏch sau đõy:
- Mực nước ngầm cú thể dõng lờn vào cỏc ụ chụn rỏc. - Nước cú thể rỉ vào qua cỏc vỏch của ụ rỏc.
- Nước từ cỏc khu vực khỏc chảy qua cú thể thấm xuống ụ chụn rỏc.
- Nước mưa rơi xuống khu vực chụn lấp rỏc trước khi được phủ đất và trước khi ụ rỏc đúng lại.
- Nước mưa rơi xuống khu vực bói chụn lấp sau khi ụ rỏc đầy (ụ rỏc được đúng lại).
Nước cú sẵn trong rỏc thải là nhỏ nhất. Bói chụn lấp khụng nờn thiết kế ở những nơi mà mực nước ngầm cú thể dõng lờn ụ chụn lấp rỏc. Tương tự cỏc biện phỏp khụng cho nước thấm qua cỏc vỏch của ụ rỏc cú thể thực hiện khỏ dễ dàng bằng cỏc lớp chống thấm. Nước từ những khu vực khỏc chảy qua bói chụn lấp cú thể điều chỉnh chảy ra hướng khỏc bằng hệ thống thoỏt nước. Hệ thống thoỏt nước khụng chỉ bảo vệ những khu vực chụn lấp rỏc khỏi bị xúi mũn trong thời gian hoạt động mà cũn chống lại lượng nước thừa ngấm vào ụ rỏc và tạo ra nước rỏc. Cú thể hạn chế được lượng nước mưa ngấm vào ụ rỏc bằng cỏch trồng lại thảm thực vật sau khi bói đó đúng. Sự thoỏt tỏn bay hơi nước cú thể lấy đi một độ ẩm đỏng kể ra khỏi đất . Càng ớt nước rỏc chảy vào ụ rỏc cú nghĩa là càng ớt nước rỏc phải thu gom và xử lý.
Nước rỏc ban đầu là sự hoà tan của nước với cỏc muối và cỏc chất hữu cơ dễ hoà tan tồn tại trong rỏc. Nước thấm vào cú thể kộo theo cỏc chất cứng rất nhỏ, cỏt và tạo nờn thành phần của nước rỏc. Sự phõn huỷ sinh học và chuyển hoỏ cỏc hợp chất hữu cơ phức hợp thành những axit hữu cơ đơn giản và rượu (axit axờtớc -
amụnium (NH4+) làm biến đổi thành phần nước rỏc. Trong nước rỏc cũn xảy ra cỏc phản ứng ụ xy hoỏ kim loại như muối sắt 3 nhanh chúng trở thành muối sắt 2 dễ hoà tan,...
Như vậy, nước rỏc chứa một loạt cỏc chất hữu cơ và vụ cơ chảy ra từ bói
chụn lấp.
b. Thành phần nước rỏc
Việc tổng kết và đặc trưng hoỏ thành phần nước rỏc rất khú vỡ một loạt cỏc điều kiện tỏc động lờn sự hỡnh thành của nước rỏc. Thời gian chụn lấp, khớ hậu, mựa, độ ẩm của bói rỏc, mức độ làm loóng với nước mặt và nước ngầm và loại rỏc chụn lấp, tất cả đều tỏc động lờn thành phần của nước rỏc.
Thành phần của nước rỏc xột theo khớa cạnh ụ nhiễm gồm cú:
o Cỏc chất hữu cơ.
o Ni tơ .
o Kim loại nặng.
o Vi sinh (vi khuẩn nhiễm bệnh)
Cỏc chất hữu cơ từ nước rỏc tương đối phong phỳ, thành phần của chỳng phụ thuộc nhiều vào giai đoạn hoạt động của bói thải. Những sản phẩm chủ yếu cú thể kể đến là cỏc axit hữu cơ như axớt bộo, aminoaxit, carbụxilic axit, cỏc loại hiđrocỏcbon bộo và hiđrocỏcbon thơm, cỏc loại hiđrụcỏcbon loại nhẹ dễ bay hơi tập trung ở bề mặt tầng chứa nước nhõn sinh, cỏc hiđrocỏcbon nặng ở đỏy của tầng chứa nước nhõn sinh, .... Cỏc hợp chất hữu cơ ụ nhiễm trong nước ngầm làm giảm nồng độ ụxy hoà tan (DO), làm thay đổi nhu cầu ụxy sinh hoỏ (BOD - lượng ụxy cần thiết để vi sinh vật ụxy hoỏ - phõn huỷ cỏc chất hữu cơ), nhu cầu ụxy hoỏ học (COD - lượng ụxy cần thiết để ụxy hoỏ - phõn huỷ cỏc hợp chất hoỏ học trong nước bao gồm cả hữu cơ và vụ cơ) trong nước, nước bị đục bẩn cú mựi hụi thối. Nếu BOD và COD cao DO sẽ bị giảm và nước bị ụ nhiễm. Vỡ vậy BOD và COD là cỏc chỉ tiờu về mức độ và thành phần ụ nhiễm hoỏ học và sinh học.
Tỷ số BOD/COD cú tầm quan trọng rất lớn trong việc quyết định khả năng xử lý nước rỏc theo phương phỏp sinh học.
Ngoài BOD và COD, để đỏnh giỏ hàm lượng vật chất hữu cơ trong nước cú
thể dựng chỉ tiờu độ ụxy hoỏ ( lượng ụ xy tiờu thụ để tiờu thụ (đốt) hết cỏc vật chất
hữu cơ cú trong nước). Như vậy độ ụxy hoỏ càng lớn thỡ hàm lượng vật chất hữu cơ trong nước càng cao.
Cỏc hợp chất nitơ từ nước rỏc sinh hoạt bao gồm: Amụni, nitơ hữu cơ, muối nitrat tồn tại dưới dạng amụnia NH4+, nitrit NO2-, nitrat NO3-.
NH4+ trong nước dưới đất bỡnh thường rất nhỏ ( phần trăm hoặc phần mười mg/l). Nếu NH4+ đạt tới một vài mg/l cho thấy nước bị nhiễm bẩn hữu cơ, vỡ NH4+ thành tạo do sự phõn huỷ cỏc hợp chất hữu cơ cú nguồn gốc động thực vật, NH4+ khụng bền
NO2- bỡnh thường rất nhỏ (phần trăm hoặc phần mười mg/l), khụng bền vững. Tồn tại NH4+, NO2- chứng tỏ nước mới bị ụ nhiễm
NO3- là sản phẩm ụxy hoỏ cuối cựng của nitơ, chứng tỏ nhiễm bẩn của nước đó từ lõu. Chuỗi biến đổi cỏc hợp chất nitơ như sau: NH4+ → NO2- → NO3 Cỏc kim loại nặng là chất gõy nguy hiểm cho mụi trường như: Bo, Asen,
Thuỷ ngõn, Cỏtmi. Kim loại nặng thường ở dạng cỏc hợp chất khỏc nhau, cỏc Ion Cl-, SO4-2, CO3-, I-, Br-, Fe- là cỏc ion phụ kốm theo chỳng. Nếu cỏc ion phụ kốm tăng lờn thỡ cỏc kim loại nặng ở dạng hợp chất cũng tăng lờn.
Nhiễm bẩn vi sinh được biểu hiện bởi hàm lượng cỏc vi khuẩn gõy bệnh (vi trựng) cú trong nước, cụ thể là hàm lượng tổng Coliform Fecalcoliform
Thành phần của nước rỏc sẽ thay đổi theo cỏc giai đoạn khỏc nhau của quỏ trỡnh phõn huỷ sinh học. Bảng 3.1 thống kờ chất lượng nước rỏc điển hỡnh trong giai đoạn tạo axớt và khớ Mờtan.
Bảng 3.1: Đặc trưng của nước rỏc (tất cả cỏc nồng độ đều tớnh bằng mg/lớt, ngoại trừ pH và Eh (Giỏ trị trung bỡnh được đặt trong ngoặc):
Thụng số GĐ tạo a xớt GĐ trung gian GĐ tạo Mờ tan và
tắt dần PH 4,0 - 5,0 (4,5) 5 – 7 7,0 - 9,0 (8,0) Eh 120 - 130mV 200 - 300mV BOD5 4.000 - 40.000 (13.000) 20 - 550 (180) COD 6.000 - 60.000 (22.000) 500 - 4.500 (3.000) BOD5/COD (0,58) (0,06) NH4-N 30 - 3.000 (750) N-TOT 50 - 5.000 (1.250) P-TOT 0,1 - 30 (6) SO42- 70 - 1750 (500) 10 - 420 (80) Ca2+ 10 - 2.500 (1.200) 20 - 600 (60) Mg2+ 50 - 1.150 (470) 40 - 350 (180) Fe2+ 20 - 2.100 (780) 3 - 280 (15) Mn2+ 0,3 - 0,65 (0,25) 0,03 – 45 (0,7) Zn2+ 0,1 - 120 (5) 0,03 - 4 (0,6) Cl- 100 - 5.00 (2.100) Na+ 50 - 4.000 (1350) K+ 10 - 2.500 (1.100) Pb2+ 8 - 1.020 (90) Cd2+ 0,5 – 140 (6)
Đặc trưng của nước rỏc trong giai đoạn Axit: - Nồng độ cao cỏc axit bộo dễ bay hơi. - pH axit.
- BOD cao.
- Tỷ lệ BOD/COD cao.
- Nồng độ NH4 và Nitơ hữu cơ cao.
Trong giai đoạn Mờtan và tắt dần:
- Nồng độ cỏc axit bộo dễ bay hơi rất thấp. - pH trung hũa /kiềm.
- BOD thấp.
- Tỷ lệ BOD/COD thấp. - Nồng độ NH4 cao.