Xây dựng công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn

Một số ít các công nghệ đơn giản và rẻ tiền bằng hệ tự nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng để xử lý nước rác như: nghiên cứu của Ngô Hoàng Văn 2009 về khả năng xử lý nước rác của thực v

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM TƯ VẤN VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

BTNMT TCMT

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC

ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC CHO CÁC

BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN

Năm 2009-2010

Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Tiến Sỹ

8964

Hà Nội, 2010

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM TƯ VẤN VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC

ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC CHO CÁC

BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN

(Họ tên, chữ ký, đóng dấu) (Họ tên, chữ ký, đóng dấu)

ThS Nguyễn Tiến Sỹ

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG ĐÁNH GIÁ

(Họ tên, chữ ký, đóng dấu) (Họ tên, chữ ký, đóng dấu)

MỤC LỤC

MỤC LỤC I DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT IV DANH MỤC BẢNG V DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ VII TÓM TẲT X DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH XV

MỞ ĐẦU 1

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 7

6 SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 8

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM NƯỚC RÁC TỪ CÁC BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN Ở VIỆT NAM 10

1.1 BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN VÀ SỰ HÌNH THÀNH NƯỚC RÁC TRONG BÃI CHÔN LẤP 10

1.1.1 Tổng quan về chôn lấp chất thải rắn 10

1.1.2 Sự hình thành nước rác trong bãi chôn lấp chất thải rắn 14

1.1.3 Cân bằng nước trong bãi chôn lấp - khối lượng nước rác 17

1.1.4 Đặc điểm thành phần nước rác từ các bãi chôn lấp chất thải rắn 25

1.2 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN NƯỚC RÁC TẠI MỘT SỐ BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ VỪA VÀ NHỎ Ở VIỆT NAM 34

1.2.1 Mục tiêu và nội dung công tác khảo sát 34

1.2.2 Đối tượng và phạm vi khảo sát 35

1.2.3 Phương pháp khảo sát 35

1.2.4 Kết quả khảo sát 36

1.2.5 Kết luận chung về nội dung khảo sát diễn biến 42

1.3 DỰ BÁO ĐẶC ĐIỂM NƯỚC RÁC CỦA CÁC BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN Ở VIỆT NAM 44

1.3.1 Đặc điểm thị xã, thị trấn 44

1.3.2 Dự báo khối lượng nước rác của các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn ở Việt Nam 46

1.3.3 Dự báo thành phần nước rác của các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn 48

1.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KIỂM SOÁT

NAM 49

1.4.1 Mục tiêu của các giải pháp 49

1.4.2 Giải pháp ngoài bãi chôn lấp – các vấn đề quản lý tổng hợp chất thải rắn 50

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC TẠI VIỆT NAM 53

2.1 CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM KHI LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC 53

2.1.1 Xu hướng phát triển công nghệ xử lý nước rác 53

2.1.2 Mức độ xử lý 54

2.1.3 Biện pháp đối phó với diễn biến của nước rác 55

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC 55

2.2.1 Phương pháp vật lý, hoá - hóa lý 56

2.2.2 Phương pháp sinh học 64

2.2.3 Các quá trình làm sạch trong điều kiện tự nhiên 67

2.3 TÌNH HÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC TẠI VIỆT NAM 70

2.3.1 Hệ thống hoá các công nghệ, kỹ thuật chính trong các hệ thống xử lý nước rác áp dụng tại Việt Nam 70

2.3.2 Đánh giá các hệ thống xử lý 72

2.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC CHO CÁC BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN TẠI VIỆT NAM 76

2.4.1 Căn cứ đề xuất 76

2.4.2 Đề xuất công nghệ 76

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 78

3.1 PHƯƠNG ÁN THỰC NGHIỆM 78

3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 78

3.1.2 Xác định phương án nghiên cứu thực nghiệm 78

3.1.3 Xác định đối tượng nghiên cứu 79

3.1.4 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 81

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 81

3.2.1 Nghiên cứu hệ tiền xử lý - lắng 81

3.2.2 Thí nghiêm hệ xử lý yếm khí UASB 90

3.2.3 Thí nghiệm mô hình hệ xử lý hiếu khí SBR - PACT 100

3.2.4 Thí nghiệm mô hình hệ xử lý tự nhiên 120

3.2.5 Thí nghiệm Jar-test 139

3.3 ĐÁNH GIÁ VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 148

CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM LÝ THUYẾT 150

4.1 ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ DÂY CHUYÊN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC CHO CÁC BÃI CHÔN LẤP QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN Ở VIỆT NAM 150

4.1.1 Sơ đồ 1 - Dây chuyền công nghệ đề xuất theo công nghệ nghiên cứu 150

4.1.2 Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống 150

4.1.3 Qui trình khởi động toàn bộ dây chuyền công nghệ 153

4.1.4 Đánh giá một số đặc điểm và phạm vi áp dụng của sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất 154

4.1.5 Đề xuất một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rác 156

4.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM LÝ THUYẾT - THIẾT KẾ ĐIỂN HÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC 158

4.2.1 Khái niệm và mục tiêu xây dựng mô hình thử nghiệm lý thuyết 158

4.2.2 Các thông số công nghệ cơ bản của Mô hình thử nghiệm lý thuyết 159

4.2.3 Bản vẽ thiết kế công nghệ 161

4.2.4 Khái toán chi phí đầu tư, chi phí vận hành 168

4.2.5 Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật – đánh giá tính khả thi của hệ thống 171

4.3 KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ MÔ HÌNH 173

4.3.1 Kết quả đạt được 173

4.3.2 Hạn chế 173

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 174

5.1 SẢN PHẨM CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI VÀ YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG 174

5.2 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM VÀ THẢO LUẬN VỀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 175

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 179

1 KẾT LUẬN 179

2 KIẾN NGHỊ 180

LỜI CẢM ƠN 182

TÀI LIỆU THAM KHẢO 183

PHẦN TIẾNG VIỆT 183

PHẦN TIẾNG NƯỚC NGOÀI 184

PHỤ LỤC 186

PHỤ LỤC 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHÒNG THÍ NGHIỆM 186

PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRIỂN KHAI ĐỀ TÀI 197

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BCL : Bãi chôn lấp

(Landfill)

BOD : Nhu cầu ôxy sinh hoá

(Biochemical oxygen demand)

BHT : Bùn hoạt tính

(Activated sludge)

COD : Nhu cầu ôxi hoá học

(Chemical oxygen demand)

CTR : Chất thải rắn

(Solid waste)

DO : Ôxy hoà tan

(Dissolved oxygen) PAC : Chất keo tụ

(Polyaluminium chloride)

PAC : Than hoạt tính dạng bột

(Powder activated carbon) PACT : Kỹ thuật than hoạt tính dạng bột

(Powder activated carbon technology )

QCVN : Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia

(National Technical Regulation)

SBR : Bể phản ứng theo mẻ

(Sequence batch reactor)

TSS : Tổng chất rắn lơ lửng

(Total suspended solid)

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

UASB : Bể phản ứng dòng chảy ngược qua lớp bùn kỵ khí

(Upflow anaerobic sludge blanket )

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hệ số thoát nước bề mặt với các loại đất phủ [10] 19

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của các thành phần cháy được trong CTR [10] 22

Bảng 1.3 Thành phần phân loại chất thải rắn đô thị [10] 22

Bảng 1.4 Thành phần nước rác từ các bãi chôn lấp rác thải sinh hoạt (Ehrig, 1990; Kruse, 1994) 30

Bảng 1.5 Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi (Chian and DeWalle,1976, 1977a) 31

Bảng 1.6 Thành phần nước rác bãi chôn lấp Đông Thạnh (CENTENMA, 2002) 32

Bảng 1.7 Thành phần nước rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn – Hà Nội (Viện Công nghệ Môi trường, 2002-2005) 33

Bảng 1.8 Thành phần nước rác tại Khu xử lý chất thải thị trấn Quất Lâm 38

Bảng 1.9 Thành phần nước rác tại Khu chứa và xử lý rác thải TP Thái Nguyên 41

Bảng 1.10 Lượng chất thải rắn phát sinh và tỷ lệ thu gom (QCVN 01: 2008/BXD) .45

Bảng 1.11 Qui mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị (QCVN 07: 2010/BXD) 45

Bảng 1.12 Dự báo thành phần nước rác qua các giai đoạn vận hành BCL 49

Bảng 2.1 Các cơ chế xử lý ô nhiễm trong bãi lọc ngập nước 70

Bảng 2.2 Các công nghệ, kỹ thuật xử lý nước rác tại Việt Nam 71

Bảng 3.1 Kết quả xử lý mẫu nước rácNR2 bằng kĩ thuật SBR – PACT Ảnh hưởng của liều lượng PAC 112

Bảng 3.2 Kết quả xử lý mẫu nước rác NR3 bằng kĩ thuật SBR – PACT Ảnh hưởng của liều lượng PAC 114

Bảng 3.3 Kết quả xử lý mẫu nước rác NR4 bằng kĩ thuật SBR – PACT, ảnh hưởng của liều lượng PAC 114

Bảng 3.4 Kết quả xử lý xây dựng hằng số vận tốc 117

Bảng 3.5 Cơ chế xử lí các thành phần ô nhiễm 121

Bảng 3.7 Kết quả tăng trưởng của cây (khối lượng ướt) 125

Bảng 3.8 Đặc trưng nước rác sau SBR 141

Bảng 3.9 Kết quả keo tụ bằng phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O 142

Bảng 3.10 Kết quả keo tụ bằng PAC (TQ) 144

Bảng 3.11 Kết quả keo tụ bằng PAC + A101 (2g/L) 146 Bảng 4.1 Thành phần nước rác đầu vào 160 Bảng 4.2 Thành phần nước rác đầu ra 160 Bảng 4.3 Tổng hợp chi phí xây dựng Mô hình thử nghiệm lý thuyết hệ thống xử lý nước rác 30m3/ngày 168 Bảng 4.4 Tổng hợp chi phí thiết bị Mô hình thử nghiệm lý thuyết hệ thống xử lý nước rác 30m3/ngày 169 Bảng 4.5 Tổng hợp dự toán chi phí đầu tư Mô hình thử nghiệm lý thuyết hệ thống

xử lý nước rác 30m3/ngày 170 Bảng 4.6 Tổng hợp chi phí xử lý một nămMô hình thử nghiệm lý thuyết hệ thống

xử lý nước rác 30m3/ngày 171 Bảng 4.7 Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuât 172 Bảng 5.1 Yêu cầu khoa học đối với sản phẩm 174

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ thành phần cấu tạo của một bãi chôn lấp hợp vệ sinh 11

Hình 1.2 Quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến đặc điểm của nước rác 15

Hình 1.3 Sơ đồ cân bằng nước rác trong bãi chôn lấp 18

KXĐ 22

Hình 1.4 Các giai đoạn phát triển của vi sinh vật theo nhiệt độ [10] 25

Hình 1.5 Các giai đoạn (pha) và diễn biến thành phần nước rác và khí bãi rác theo thời gian (Christensen, T.H., Kjeldsen, 1989) 26

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ Khu xử lý chất thải thị trấn Quất Lâm 37

Hình 1.7 Đồ thị diễn biến thành phần nước rác theo thời gian tại Khu xử lý chất thải thị trấn Quất Lâm 39

Hình 1.7 Đồ thị diễn biến thành phần nước rác theo thời gian tại Khu chứa và xử lý rác thải thành phố Thái Nguyên 42

Hình 2.1 Bể tuyển nổi kết hợp cô đặc bùn 58

Hình 2.2 Bể điều hoà 59

Hình 2.3 Các bước hình thành bông cặn 62

Hình 2.4 Cỏ Vetivercó thể xử lý nước rác (Ngô Hoàng Văn,2009) 67

Hình 3.1 Mô hình tiền xử lý 83

Hình 3.2 Hiệu quả loại bỏ SS đợt thí nghiệm lần 1 trong đợt lấy mẫu lần 1 85

Hình 3.3 Hiệu quả loại bỏ SS đợt thí nghiệm lần 2 với mẫu lấy lần 1 85

Hình 3.4 Hiệu suất loại bỏ SS trong đợt lấy mẫu lần 2 86

Hình 3.5 Hiệu suất loại bỏ SS trong đợt lấy mẫu lần 3 86

Hình 3.6 Hiệu quả loại bỏ COD Hiệu quả loại bỏ COD đợt thí nghiệm lần 1 trong đợt lấy mẫu lần 1 87

Hình 3.7 Hiệu quả loại bỏ COD đợt thí nghiệm lần 2 trong đợt lấy mẫu lần 1 88

Hình 3.8 Hiệu quả loại bỏ COD đợt thí nghiệm đợt lấy mẫu lần 2 88

Hình 3.9 Hiệu quả loại bỏ COD đợt thí nghiệm đợt lấy mẫu lần 3 89

Hình 3.10 Sơ đồ bể xử lí yếm khí kiểu UASB và hình hạt bùn 92

Hình 3.11 Sơ đồ mô hình hệ thí nghiệm UASB 94

Hình 3.12 Hiệu quả loại bỏ COD hòa tan với nước rác pha loãng 10 lần 96

Hình 3.13 Quan hệ tải lượng và năng suất xử lí COD với nước rác pha loãng 10 lần 96

Hình 3.14 Hiệu quả loại bỏ COD hòa tan với nước rác pha loãng 8 lần 97

Hình 3.15 Quan hệ tải lượng và năng suất xử lí COD với nước rác pha loãng 8 lần 97

Hình 3.16 Hiệu quả loại bỏ COD hòa tan với nước rác không pha loãng 97

Hình 3.17 Tải lượng và năng suất xử lí COD hòa tan với nước rác không pha loãng 98

Hình 3.18 Sơ đồ hệ thống SBR phòng thí nghiệm 104

Hình 3.19 Diễn biến độ kiềm và các chỉ tiêu N, không bổ sung P 107

Hình 3.20 Diễn biến độ kiềm và các chỉ tiêu N, pha loãng 2/8, có bổ sung P 108

Hình 3.21 Diễn biến độ kiềm và các chỉ tiêu N, pha loãng 4/6, có bổ sung P 108

Hình 3.22 Diễn biến độ kiềm và các chỉ tiêu , pha loãng 6/4, có bổ sung P 109

Hình 3.23 Diễn biến độ kiềm và các chỉ tiêu N, pha loãng 8/2 có bổ sung P 110

Hình 3.24 Kết quả xử lý mẫu nước rác NR2 bằng kĩ thuật SBR – PACT - Ảnh hưởng của liều lượng PAC (trục tung là nồng độ, đơn vị mg/l; trục tung trái là mgN/l; phải là COD, mg O2/L và độ màu) 112

Hình 3.25 Kết quả xử lý mẫu nước rác NR3 bằng kĩ thuật SBR – PACT , ảnh hưởng của liều lượng PAC 113

Hình 3.26 Kết quả xử lý mẫu nước rác NR4 bằng kĩ thuật SBR – PACT , ảnh hưởng của liều lượng PAC 114

Hình 3.27 Diễn biến các chỉ tiêu N và độ kiềm theo thời gian, có bổ sung P (từ 0 đến 3h công đoạn khuấy; từ 3-9h là công đoạn sục khí; 9-10h là lắng) 116

Hình 3.28- Hệ bãi lọc trồng cây thí nghiệm (các loại cây được sử dụng: dong riềng, thủy trúc, cỏ lác) 123

Hình 3.29 Đồ thị diễn biến N- NH4+ theo thời gian 126

Hình 3.30 Đồ thị diễn biến NO2- theo thời gian 127

Hình 3.31 Đồ thị diễn biến NO3- 127

Hình 3.32 Đồ thị diễn biến T-N theo thời gian 128

Hình 3.33 Đồ thị diễn biến T-P theo thời gian 129

Hình 3.34 Diễn biến COD không lọc theo thời gian trong hệ trồng 3 cây, xử lí màu ở thời gian tt1 129

Hình 3.35 Diễn biến độ màu theo thời gian trong hệ trồng 3 cây 130

Hình 3.36 Diễn biến SS theo thời gian trong hệ trồng 3 cây 130

Hình 3.37 Diễn biến N-NH4+ theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 134

Hình 3.38 Diễn biến N-NO3- theo thời gian trong hệ rau muống Nhật, khả năng xử

lí NO2- của của rau muống Nhật 135

Hình 3.39 Diễn biến N-NO2- theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 135

Hình 3.40 Diễn biến TN theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 136

Hình 3.41 Diễn biến COD theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 137

Hình 3.41 Diễn biến COD theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 137

Hình 3.42 Diễn biến độ màu theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 138

Hình 3.43 Diễn biến độ màu theo thời gian trong hệ rau muống Nhật 138

Hình 3.45 Khả năng xử lí màu, COD của phèn nhôm 143

Hình 3.46 Hiệu suất xử lí màu, COD của phèn nhôm 143

Hình 3.47 Khả năng xử lí màu, COD của PAC 145

Hình 3.48 Hiệu suất xử lí màu, COD của PAC 145

Hình 3.49 Khả năng xử lí màu, COD của hệ PAC+A101 147

Hình 3.50 Hiệu suất xử lí màu, COD của hệ PAC+A101 147

Hình 4.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn 150

Hình 4.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn – Sơ đồ 2 156

Hình 4.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn – Sơ đồ 3 157

Hình 4.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn – Sơ đồ 4 158

Hình 4.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước rác - Công suất 30m3/ngày 162

Hình 4.6 Mặt bằng công nghệ trạm xử lý nước rác - Công suất 30m3/ngày 163

Hình 4.7 Hồ điều hoà - lắng sơ bộ 164

Hình 4.8 Hồ chứa nước pha loãng - dự phòng 165

Hình 4.9 Bể SBR 166

Hình 4.10 Bãi lọc ngập nước trồng cây 167

TÓM TẲT

Chất thải rắn và quản lý chất thải rắn là vấn đề nhức nhối mà cả xã hội đang quan tâm và từng bước giải quyết đặc biệt là ở khu vực các đô thị Bên cạnh sự ô nhiễm do chính chất thải rắn thì một vấn đề rất quan trọng phát sinh

từ hoạt động của các bãi chôn lấp chất thải rắn đó là ô nhiễm nước rác Ô nhiễm nước rác đã được đề cập đến rất nhiều trong nhiều năm qua ở Việt Nam Tuy nhiên việc nghiên cứu và xử lý nước rác cũng mới được thực hiện khoảng 20 năm trở lại đây và hầu hết là những giải pháp xử lý tình huống cho các bãi chôn lấp ở các đô thị lớn Cả nước hiện nay có trên 750 đô thị trong

đó phần lớn là các thị xã, thị trấn (đô thị loại IV và V) Cũng như ở các đô thị lớn vấn đề kiểm soát và xử lý nước rác ở các thị xã, thị trấn là thách thức cần được nghiên cứu giải quyết triệt để Các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác tập trung ở các bãi chôn lấp của các đô thị lớn Hầu hết các công nghệ xử lý nước rác đã và đang áp dụng ở Việt Nam là nhưng công nghệ hiện đại và đắt tiền khó có thể áp dụng cho các bãi chôn lấp ở các

đô thị nhỏ Một số ít các công nghệ đơn giản và rẻ tiền bằng hệ tự nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng để xử lý nước rác như: nghiên cứu của Ngô Hoàng Văn (2009) về khả năng xử lý nước rác của thực vật, hồ thực vật nổi ở Phước Hiệp (thành phố Hồ Chí Minh), bãi lọc trồng cây ở Quất Lâm (tỉnh Nam Định) hứa hẹn khả năng áp dụng rộng rãi cho điều kiện của các bãi chôn lấp nhỏ của các thị xã, thị trấn

Đề tài “Xây dựng công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp

qui mô thị xã, thị trấn “ được thực hiện để đạt được mục tiêu Đề xuất công

nghệ xử lý nước rác và giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn tại Việt Nam

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm: nước rác và công nghệ xử lý nước rác ở các bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt Phạm vi nghiên cứu của

đề tài tập trung vào các bãi chôn lấp của các đô thị loại IV, IV ở Việt Nam và các công nghệ xử lý nước rác có tính phù hợp với điều kiện của các đô thị này

Các phương pháp nghiên cứu trong đề tài được áp dụng một cách linh hoạt để thực hiện các nội dung nghiên cứu Mỗi nội dung nghiên cứu có thể

áp dụng nhiều phuơng pháp nghiên cứu Có thể khái quát các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng trong đề tài như sau:

+ Phương pháp kế thừa: phân tích các điểm mạnh, điểm yếu trong các

công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác để xác định các nội dung cần nghiên cứu làm sáng tỏ, mặt mạnh để kế thừa, mặt yếu để lựa chọn nghiên cứu Kế thừa các thành tựu trong lĩnh vực khoa học cơ bản, các công trình nghiên cứu về nước rác và công nghệ xử lý nước rác làm cơ sở lý

thuyết cho đề tài

+ Phương pháp khảo sát hiện trưòng: tổ chức các đợt khảo sát diễn

biến và công nghệ tại các bãi chôn lấp chất thải rắn tại Việt Nam và tiến hành quan sát thực tế (chụp ảnh, ghi chép) để kiểm chứng các thông tin có được và

nắm vững tình hình

+ Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu nước rác: thực hiện công tác

lấy mẫu, bảo quản, vận chuyển và phân tích các để thu thập số liệu về chất

lượng nước rác tại các đối tượng khảo sát; lấy mẫu và phân tích mẫu nước rác

trong mô hình thí nghiệm để tái hiện các quá trình diễn ra trong các mô hình

làm cơ sở để tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiêm

+ Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm: đây là phương

pháp quan trọng nhất trong quá trình nghiên cứu; trên cơ sở công nghệ đề xuất, tiến hành các thí nghiệm trên các mô hình công nghệ trong điều kiện phòng thí nghiệm để nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý của các mô hình và xác định các thông số thực nghiệm; kết quả nghiên cứu thực nghiệm là cơ sở

để xác định khả năng áp dụng của các công nghệ nghiên cứu vào thực tế

+ Phương pháp thống kê: thống kê các thông tin dạng số liệu thu thập

được từ các nguồn tài liệu, quá trình khảo sát, thí nghiệm dưới dạng bảng biểu

để tái hiện các qui luật, bản chất của các vấn đề mà số liệu phản ánh; phương pháp thông kê được sử dụng để tổng hợp các thông tin về thành phần nước rác

từ các từ quá trình khảo sát, quá trình nghiên cứu thực nghiệm

+ Phương pháp chuyên gia: khi khảo sát hiện trường, tiếp cận và

phỏng vấn các cán bộ kỹ thuật, các cán bộ quản lý tại các địa phương để bổ sung có chọn lọc các thông tin cần thiết về các đối tượng khảo sát mà các nguồn thông tin khác không đầy đủ; tại những thời điểm mấu chốt trong quá trình nghiên cứu, tổ chức hội thảo nội bộ và hội thảo khoa học để mời các chuyên gia, các đồng nghiệp cùng nhau thảo luận góp ý về cách thức thực

hiện các nội dung và hoàn thiện kết quả nghiên cứu

+ Phương pháp mô hình hoá: trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, xây

dựng mô hình thử nghiệm cho một bãi chôn lấp chất thải rắn của một thị xã giả định bao gồm: thiết kế hệ thống xử lý nước rác theo qui phạm về bản vẽ thiết kế kỹ thuật, thiết lập các qui trình khởi động và vận hành hệ thống, xây dựng khung dự toán chi phí đầu tư, chi phí vận hành, khái toán các chi phí cho hệ thống theo các qui định hiện hành của Việt Nam; các chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật được xác định qua mô hình là cơ sở để đánh giá tính khả thi của mô hình công nghệ đã đề xuất

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, theo đề cương được phê duyệt nhóm nghiên cứu đã thực hiện các nội dung sau:

(1) Thu thập, hệ thống hoá các tài liệu của trong và ngoài nước liên quan đến công nghệ chôn lấp và xử lý nước rỉ rác, kế thừa các thành tựu khoa học kỹ thuật và quản lý để hệ thống hoá kiến thức, rút kinh nghiệm cho cả nhóm nghiên cứu

(2) Chọn đối tượng và khảo sát diễn biến để lường trước những thay đổi của đối tượng, dự báo thành phần và khối lượng nước rác

(3) Chọn đối tượng và khảo sát công nghệ để đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý ở Việt Nam, làm rõ ưu nhược điểm của mỗi hệ xử lý để rút kinh nghiệm, làm cơ sở thực tiễn để đề xuất công nghệ

(4) Tổ chức hội thảo mời chuyên gia góp ý xây dựng mô hình thí nghiệm trong phòng

(5) Tiến hành thực nghiệm trên mô hình trong phòng thí nghiệm, xây dựng tiêu chuẩn thiết kế cho từng đơn vị xử lý

(6) Tổ chức hội thảo nội bộ nhằm thảo luận, thống nhất lựa chọn các tiêu chí, thông số thiết kế

(7) Tổ chức hội thảo mời các chuyên gia đóng góp ý kiến hoàn thiện kết quả nghiên cứu thực nghiệm từ đó góp ý xây dựng bộ thiết kế mẫu dây chuyền xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn

(8) Xây dựng và hoàn thiện bộ hồ sơ thiết kế mẫu dây chuyền công nghệ xử lý nước rác bao gồm: thuyết minh về các tiêu chuẩn thiết kế xác định được cho mỗi đơn vị xử lý và qui trình công nghệ, bản vẽ thiết kế hệ thống,

dự toán chi phí và đề xuất địa chỉ ứng dụng

(9) Hội thảo đánh giá kết quả đề tài

(10) Chỉnh sửa Báo cáo tổng hợp, tổng kết và nghiệm thu đề tài

Đề tài đã đạt được một số kết quả đáng chú ý sau:

(a) Tổng quan các nghiên cứu về đặc điểm nước rác ở Việt Nam và trên thế giới, khảo sát thực tế tại một số BCL trong nước, Đề tài đã tổng hợp được

bộ số liệu về thành phần nước rác của nhiều BCL ở Việt Nam và đưa ra dự báo đặc điểm nước rác của các BCL qui mô thị xã, thị trấn “Dự báo” đã định lượng thành phần và nồng độ của các chỉ tiêu chính của nước rác, chỉ ra được mối quan hệ giữa thành phần và nồng độ của nước rác và các điều kiện vận hành của BCL

(b) Tổng quan công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam và trên thế giới, khảo sát thực tế tại một số BCL trong nước, Đề tài đã hệ thống hoá các dây chuyền xử lý theo nhóm các công nghệ, kỹ thuật chủ đạo, đánh giá ưu nhược điểm của các dây chuyền công nghệ và đề xuất nghiên cứu thực nghiệm một

số các công nghệ, kỹ thuật được xem là phù hợp với điều kiện của các BCL qui mô thị xã, thị trấn Theo đó, các công trình xử lý áp dụng phương pháp sinh học kỵ khí (bể UASB, hồ kỵ khí), hiếu khí (bể SBR) có hiệu quả xử lý cao đối với nước rác của BCL mới đưa vào hoạt động và hiệu quả giảm xuống rất nhiều khi BCL hoạt động sau 1 đến 2 năm; các hệ xử lý tự nhiên (bãi lọc ngập nước trồng cây, hệ thực vật nổi) có khả năng xử lý triệt để với nước rác

đã được xử lý sơ bộ

(c) Tiến hành thực nghiệm trong phòng thí nghiệm trên các mô hình đã

đề xuất nghiên cứu cho thấy: các hệ thí nghiệm lắng, UASB, SBR cho hiệu quả xử lý thấp của đối với nước rác của BCL đã hoạt động lâu năm theo các chỉ tiêu SS, COD, TN, TP, hiệu quả Nitrat hoá khá cao với hệ SBR; các hệ thí nghiệm bãi lọc ngập nước trồng cây, hệ hồ thực vật nổi cho hiệu quả xử lý khá cao và ổn định theo tất cả các chỉ tiêu với nước rác đã qua xử lý bằng hệ SBR và tiếp tục pha loãng

(d) Tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiệm, kế thừa các kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước rác trên thế giới và ở Việt Nam, đề tài đã đề xuất vị trí và vai trò của các kỹ thuật nói trên trong dây chuyền công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lâp qui mô thị xã, thị trấn như sau: Bước 1, hệ lắng và kỵ khí kết hợp trong một công trình với vai trò tiền xử lý; Bước 2, hệ SBR đóng vài trò xử lý tích cực trong thời gian đầu hoạt động của BCL và xử lý sơ bộ trong thời gian sau; Bước 2, hệ bãi lọc trồng cây đóng vai trò xử lý triệt để trong các điều kiện vận hành; Bước 3, hệ hồ thực vật nổi đóng vài trò đánh bóng và được xem như một hệ dự phòng

(đ) Sử dụng các công cụ thiết kế để xây dựng mô hình thử nghiệm lý thuyết theo sơ đồ công nghệ đã đề xuất cho các BCL qui mô thị xã, thị trấn:

Hồ/bể tiền xử lý - SBR - Bãi lọc ngập nước trồng cây - Hồ thực vật nổi So

sánh, đánh giá mô hình với các dây chuyền xử lý nước rác hiện có ở Việt Nam qua các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho thấy sự phù hợp của công nghệ và các giải pháp kỹ thuật với điều kiện của các thị xã, thị trấn Sự phù đã được làm rõ ở các khía cạnh: công nghệ, kỹ thuật áp dụng có tính phố biến do đó dễ thi công và vận hành; qui trình vận hành có tính linh hoạt cho khả năng thích ứng với sự biến động lớn về lưu lượng và thành phần của nước rác

Để các kết quả nghiên cứu có cơ hội đi vào thực tiễn, nhóm nghiên cứu

đã đưa ra một số kiến nghị về mức độ sử dụng kết quả nghiên cứu vào công tác thiết kế các hệ thống xử lý nước rác và kiến nghị hướng giải quyết các vấn

đề còn tồn tại mà trong phạm vi đề tài chưa thể giải quyết

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Nguyễn Tiến Sỹ

Đơn vị công tác: Trung tâm Tư vấn và Công nghệ Môi trường - Tổng cục

Môi trường

1 PGS.TS Cao Thế Hà Phó Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu CNMT và PTBV

Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội

2 ThS Nguyễn Quốc Hoà Viện khoa học và Kỹ thuật Môi trường

Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

3 ThS Nguyễn Thị Vân Anh Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường

9 Ths Võ Thị Thanh Tâm Trung tâm Nghiên cứu CNMT và PTBV

Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội

10 KS Nguyễn Hữu Quyết Trung tâm Nghiên cứu CNMT và PTBV

Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội

MỞ ĐẦU

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển nhanh chóng về kinh tế là tốc độ đô thị hoá rất cao đang diễn ra ở nước ta Song hành với sự phát triển này, ô nhiễm môi trường tại các bãi chôn lấp chất thải rắn đã và đang là vấn đề nhức nhối mà cả

xã hội rất quan tâm, đặc biệt là ở khu vực các đô thị Một mặt sự ô nhiễm do chính chất thải rắn gây ra thì một vấn đề rất quan trọng khác phát sinh từ hoạt động của các bãi chôn lấp chất thải rắn đó là sự ô nhiễm môi trường do nước rác Ô nhiễm nước rác đã được đề cập đến rất nhiều trong nhiều năm qua ở Việt Nam Tuy nhiên việc nghiên cứu và xử lý nước rác cũng mới được thực hiện từ 20 năm trở lại đây và hầu hết là những giải pháp để xử lý tình huống cho các bãi rác ở các đô thị lớn như Hà Nội (bãi rác Nam Sơn), TP Hồ Chí Minh (bãi rác: Đông Thạnh, Đa Phước, Gò Cát, Phước Hiệp) Cả nước hiện nay có trên 750 đô thị trong đó phần lớn là các thị xã, thị trấn (đô thị loại IV

và V) Cũng như ở các đô thị lớn vấn đề quản lý bãi chôn lấp chất thải rắn trong đó có kiểm soát và xử lý nước rác ở các thị xã, thị trấn là thách thức cần được nghiên cứu giải quyết ngay Đánh giá tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam và trên thế giới hiện nay đồng thời xem xét khả năng áp dụng công nghệ cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn

có thể thấy được những vấn đề cần được giải quyết như sau:

ƒ Các kết quả khảo sát nghiên cứu về đặc điểm nước rác ở trong nước phần lớn là dạng số liệu về thành phần nước rác ở bãi chôn lấp của các

đô thị lớn, thiếu các thông tin về nước rác ở bãi chôn lấp qui mô nhỏ cấp thị xã, thị trấn phục vụ cho công tác kiểm soát và xử lý nước rác Vấn đề đặt ra khi nghiên cứu công nghệ xử lý nuớc rác cho các bãi

chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn là trước tiên phải nghiên cứu đặc điểm

và diễn biến của nước rác từ các đối tượng này

ƒ Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác tập trung chủ yếu ở các bãi chôn lấp của các đô thị lớn, hầu

hết là nhưng công nghệ tiên tiến và đắt tiền, rất ít các công nghệ phù hợp với điều kiện của các thị xã, thị trấn Khi vấn đề xử lý nước rác bắt đầu được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế thì các kỹ thuật sinh học kỵ khí và hiếu khí được ứng dụng phổ biến trong các dây chuyền công nghệ xử lý nước rác và đã phát huy hiệu quả khá cao trong giai đoạn đầu hoạt động Các hệ thống này sau một thời gian vận hành

đã bộc lộ một số nhược điểm những có thể nói đấy là những kỹ thuật

dễ áp dụng và có chi phí có thể chấp nhận đươc trong điều kiện nước

ta Một số ít các công nghệ đơn giản và rẻ tiền như các hệ tự nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng để xử lý nước rác như: nghiên cứu của

TS Ngô Hoàng Văn (2009) về khả năng xử lý nước rác của thực vật,

hồ thực vật nổi ở Phước Hiệp (TP Hồ Chí Minh), bãi lọc trồng cây ở Quất Lâm (tỉnh Nam Định) Vấn đề đặt ra là cần khi lựa chọn công

nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn là tập trung vào các kỹ thuật, công nghệ phù hợp đáp ứng các yêu cầu: có tính phổ biến, dễ áp dụng và chi phí thấp, do đó ưu tiên các hệ tự nhiên

ƒ Các công trình xử lý nước rác đã và đang hoạt động từ trước đến nay đều có một nhược điểm chung, đó là mỗi hệ thống chỉ phát huy hiệu quả trong từng giai đoạn vận hành của bãi chôn lấp Các hệ thống áp dụng các kỹ thuật sinh học kỵ khí, hiếu khí chỉ hoạt động tốt với nước rác của các bãi chôn lấp mới, các hệ thống áp dụng các kỹ thuật lọc màng, hoá học, hoá lý hầu hết cũng chỉ được áp dụng để xử lý nước rác của các bãi chôn lấp lâu năm Trên thực tế, vào nhiều thời điểm các bãi chôn lấp tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã phải thay thế, cải tạo các hệ thống xử lý nước rác Vấn đề đặt ra khi đề xuất dây chuyền công nghệ

xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn là cần nghiên cứu đề xuất các kỹ thuật, công nghệ có khả năng thích ứng với sự biến đổi của nước rác trong suốt thời gian vận hành của bãi chôn lấp đồng thời đưa ra các giải pháp kỹ thuật công trình tương ứng

Đề tài “Xây dựng công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn “ được thực hiện trên qua các hoạt động nghiên cứu:

tổng quan các thành tựu trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam và trên thế giới, đề xuất công nghệ và nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm qui mô phòng thí nghiệm, thiết kế mô hình thử nghiệm lý thuyết Hy vọng rằng mô hình công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn và các giải pháp kỹ thuật trong đề tài sớm được áp dụng vào thực tiễn đồng thời mở ra một hướng nghiên cứu công nghệ xử lý chi phí thấp góp phần giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm tại các bãi chôn lấp chất thải rắn ở Việt Nam

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

mô thị xã, thị trấn tại Việt Nam;

2- Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm từ đó xây dựng các thông số, tiêu chuẩn thiết kế và qui trình công nghệ cho dây chuyền công nghệ đề xuất;

3- Lập bộ hồ sơ thiết kế mẫu dây chuyền công nghệ xử lý nước rác và kiến nghị ứng dụng kết quả

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu:

Nước rác và công nghệ xử lý nước rác ở các bãi chôn lấp chất thải rắn

Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu điều kiện hình thành và đặc điểm nước rác phát sinh từ các bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam, đi sâu nghiên cứu điều kiện của các thị xã, thị trấn (thị xã, thị trấn là các đô thị loại IV, V được qui định theo Nghị định số 42/2009/NĐ-CP ngày 07/5/2009 của Chính phủ về phân loại đô thị) và khảo sát tại 2 bãi chôn lấp có qui mô vừa và nhỏ tại Việt Nam

+ Khu chứa và xử lý rác thải thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên (bãi rác Đá Mài)

+ Khu chứa và xử lý rác thải thành phố Thanh Hoá, tỉnh Thanh Hoá (bãi rác Cồn Quán)

+ Nhà máy xử lý rác Thuỷ Phương, thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên - Huế (bãi rác Thuỷ Phương)

+ Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Tây Bắc thành phố, thành phố Hồ Chí Minh (bãi rác Phước Hiệp)

Nghiên cứu thực nghiệm qui mô phòng thí nghiệm trên các mô hình công nghệ xử lý nước rác trong thời gian 8 tháng của năm 2010 Các chế độ vận hành và kiểm soát đuợc thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Các phương pháp nghiên cứu trong đề tài được áp dụng một cách linh hoạt để thực hiện các nội dung nghiên cứu Mỗi nội dung nghiên cứu có thể

áp dụng nhiều phuơng pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu đã được sử dụng trong đề tài được khái quát như sau:

Phương pháp kế thừa

Phân tích các điểm mạnh, điểm yếu trong các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý nước rác để xác định các nội dung cần nghiên cứu làm sáng tỏ, mặt mạnh để kế thừa, mặt yếu để lựa chọn nghiên cứu Kế thừa các thành tựu trong lĩnh vực khoa học cơ bản, các công trình nghiên cứu về nước rác và công nghệ xử lý nước rác làm cơ sở lý thuyết cho đề tài

Phương pháp khảo sát hiện trưòng

Tổ chức các đợt khảo sát diễn biến và công nghệ tại các bãi chôn lấp chất thải rắn tại Việt Nam và tiến hành quan sát thực tế (chụp ảnh, ghi chép)

để kiểm chứng các thông tin có được và nắm vững tình hình

Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu nước rác

Thực hiện công tác lấy mẫu, bảo quản, vận chuyển và phân tích các để thu thập số liệu về chất lượng nước rác tại các đối tượng khảo sát

Lấy mẫu và phân tích mẫu nước rác trong mô hình thí nghiệm để tái hiện các quá trình diễn ra trong các mô hình làm cơ sở để tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiêm

Qui trình lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản, phân tích mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn của Việt Nam và một số phương pháp pháp phân tích mẫu được công nhận trên phạm vi quốc tế

Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm

Đây là phương pháp quan trọng nhất trong quá trình nghiên cứu Trên

cơ sở công nghệ đề xuất, tiến hành các thí nghiệm trên các mô hình công nghệ trong điều kiện phòng thí nghiệm để nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý của các mô hình và xác định các thông số thực nghiệm Các mô hình thí nghiệm

là các mô phỏng vật lý các công nghệ, kỹ thuật được vận hành và kiểm soát các thông số theo các chế độ khác nhau để đạt được mục tiêu nghiên cứu Kết quả nghiên cứu thực nghiệm là cơ sở để xác định khả năng áp dụng của các công nghệ nghiên cứu vào thực tế

Phương pháp thống kê

Thống kê các thông tin dạng số liệu thu thập được từ các nguồn tài liệu, quá trình khảo sát, thí nghiệm dưới dạng bảng biểu để tái hiện các qui luật, bản chất của các vấn đề mà số liệu phản ánh Phương pháp thông kê được sử dụng để tổng hợp các thông tin về thành phần nước rác từ các từ quá trình khảo sát, quá trình nghiên cứu thực nghiệm

Phương pháp chuyên gia

Có hai hình thức chủ yếu của phương pháp này được sử dụng là phỏng vấn và phương pháp hội đồng (hội thảo)

- Trong các đợt khảo sát, tiếp cận và phỏng vấn các cán bộ kỹ thuật, các cán bộ quản lý tại các địa phương để bổ sung có chọn lọc các thông tin cần thiết về các đối tượng khảo sát mà các nguồn thông tin khác không đầy đủ

- Tại những thời điểm mấu chốt trong quá trình nghiên cứu, tổ chức hội thảo nội bộ và hội thảo khoa học để mời các chuyên gia, các đồng nghiệp cùng nhau thảo luận góp ý về cách thức thực hiện các nội dung và hoàn thiện kết quả nghiên cứu

Phương pháp mô hình hoá – xây dựng Mô hình thử nghiệm lý thuyết

Công nghệ xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn là đối tượng mới Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu công nghệ của đề tài chưa có điều kiện áp dụng trên thực tế thì việc xây dựng mô hình thử nghiệm

lý thuyết là giải pháp chấp nhận được Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình thử nghiệm cho một bãi chôn lấp chất thải rắn của một thị xã giả định bao gồm: thiết kế hệ thống xử lý nước rác theo qui phạm về thiết kế

kỹ thuật, thiết lập các qui trình khởi động và vận hành hệ thống, xây dựng khung dự toán chi phí đầu tư, chi phí vận hành và khái toán các chi phí cho hệ thống theo các qui định về quản lý chi phí hiện hành của Việt Nam Các chỉ

tiêu kinh tế kỹ thuật được xác định qua mô hình là cơ sở để đánh giá tính khả thi của mô hình công nghệ đã đề xuất

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nội dung triển khai năm 2009

(1) Thu thập, hệ thống hoá các tài liệu của trong và ngoài nước liên quan đến công nghệ chôn lấp và xử lý nước rỉ rác, kế thừa các thành tựu khoa học kỹ thuật và quản lý để hệ thống hoá kiến thức, rút kinh nghiệm cho cả nhóm nghiên cứu

(2) Chọn đối tượng và khảo sát diễn biến: để lường trước những thay đổi của đối tượng, dự báo thành phần và khối lượng nước rác

(3) Chọn đối tượng và khảo sát công nghệ: để đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý ở Việt Nam, làm rõ ưu nhược điểm của mỗi hệ xử lý để rút kinh nghiệm, làm cơ sở thực tiễn để đề xuất công nghệ

(4) Tổ chức hội thảo mời chuyên gia góp ý xây dựng mô hình thí nghiệm trong phòng, báo cáo kết quả thực hiện năm thứ nhất

Nội dung triển khai năm 2010

Tiếp tục khảo sát và cập nhật vào kết quả các nội dung (1), (2) và (3) (5) Tiến hành thực nghiệm trên mô hình trong phòng thí nghiệm, xây dựng tiêu chuẩn thiết kế cho từng đơn vị xử lý

(6) Tổ chức hội thảo nội bộ nhằm thảo luận, thống nhất lựa chọn các tiêu chí, thông số thiết kế

(7) Tổ chức hội thảo mời các chuyên gia đóng góp ý kiến hoàn thiện kết quả nghiên cứu thực nghiệm từ đó góp ý xây dựng bộ thiết kế mẫu dây chuyền xử lý nước rác cho các bãi chôn lấp qui mô thị xã, thị trấn

(8) Xây dựng và hoàn thiện bộ hồ sơ thiết kế mẫu dây chuyền công nghệ xử lý nước rác bao gồm: thuyết minh về các tiêu chuẩn thiết kế xác định được cho mỗi đơn vị xử lý và qui trình công nghệ, bản vẽ thiết kế hệ thống,

dự toán chi phí và đề xuất địa chỉ ứng dụng

(9) Hội thảo đánh giá kết quả đề tài

(10) Chỉnh sửa Báo cáo tổng hợp, tổng kết và nghiệm thu đề tài

6 SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI

Các tài liệu giao nộp bao gồm:

(1) Báo cáo chuyên đề từ 1 đến 18: 18 báo cáo

(2) Báo cáo kết quả thực hiện năm 2009: 01 báo cáo

(3) Báo cáo kết quả khảo sát: 01 báo cáo

(4) Báo cáo tổng hợp đề tài: 01 báo cáo

Các sản phẩm giao nộp và yêu cầu khoa học dự kiến đạt được theo bảng dưới đây:

Sản phẩm và yêu cầu khoa học dự kiến đạt được

1 Bộ số liệu chất lượng nước

rỉ rác trước và sau khi xử lý

của các đối tượng khảo sát

-Thể hiện đặc tính nước rỉ rác trong các bãi chôn lấp đã khảo sát;

-Thể hiện hiệu quả hoạt động của các dây chuyền xử lý nước rỉ rác đã khảo sát

2 Báo cáo phân tích kết quả

khảo sát diễn biến và khảo

sát công nghệ

-Đánh giá được sự liên quan giữa điều kiện chôn lấp và chất lượng nước rỉ rác

-Đánh giá được ưu, nhược điểm của dây chuyền công nghệ và qui trình vận hành

3 Báo cáo phân tích kết quả

thí nghiệm trong phòng

Thể hiện mối quan hệ giữa chỉ tiêu phân tích với các điều kiện thí nghiệm qua hệ thống bảng, biểu

4 Tiêu chuẩn thiết kế cho các

công trình đơn vị (đề xuất

Xác định được tiêu chuẩn thiết kế cho các công trình đơn vị tương ứng với

theo kết quả nghiên cứu) mô hình thí nghiệm

5 Bản vẽ thiết kế kỹ thuật dây

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM NƯỚC RÁC TỪ CÁC BÃI CHÔN LẤP

QUI MÔ THỊ XÃ, THỊ TRẤN Ở VIỆT NAM

1.1 BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN VÀ SỰ HÌNH THÀNH NƯỚC RÁC TRONG BÃI CHÔN LẤP

1.1.1 Tổng quan về chôn lấp chất thải rắn

a/ Các khái niệm

Chất thải rắn hay rác thải là chất thải ở trạng thái rắn hoặc sệt được

loại ra trong sinh hoạt, trong quá trình sản xuất hay các hoạt động duy trì cuộc sống khác của con người Theo cách phân loại ở Việt Nam thì có hai loại CTR cơ bản là CTR không nguy hại và CTR nguy hại Trong nghiên cứu này chỉ xem xét đến loại thứ nhất với hai khái niệm thường sử dụng trong quản lý CTR sau:

Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải rắn được loại ra từ các hoạt động

gia đình, hoạt động dịch vụ và công công

Chất thải rắn đô thị chủ yếu là chất thải rắn sinh hoạt và một số lại chất

thải rắn phát sinh trong khu vực đô thị như: rác đường phố, bùn bể phốt, phế thải xây dựng Nói đến CTR đô thị là nói đến trách nhiệm thu gom và xử lý của các đô thị

Trong quản lý chất thải rắn có hai biện pháp tiêu huỷ cuối cùng được áp dụng đó là: chôn lấp và thiêu đốt Chôn lấp là biện pháp tiêu huỷ chất thải rắn phổ biến ở Việt Nam hiện nay

Theo quan niệm cơ bản nhất: chôn lấp là hành động đổ chất thải vào khu vực đã được chuẩn bị từ trước, khu vực được chuẩn bị trước để thải bỏ

chất thải rắn gọi là bãi chôn lấp chất thải rắn hay bãi chôn lấp

Trong quá trình phát triển, cho đến nay phương pháp chôn lấp chất thải rắn đã được phát triển và không đơn giản chỉ là hành động đổ chất thải vào nơi qui định mà nó là một tập hợp những giải pháp về kỹ thuật, vận hành, quản lý kèm theo Có thể thấy điều đó qua các khái niệm đầy đủ hơn sau:

- Quá trình chôn lấp bao gồm cả công tác giám sát chất thải chuyển đến, đưa chất thải vào vị trí chôn lấp, nén ép chất thải và giám sát chất lượng môi trường xung quanh

- Bãi chôn lấp chất thải rắn là một hệ thống các công trình phục vụ cho công tác chôn lấp chất thải bao gồm: các ô chôn lấp, vùng đệm và các công trình phụ trợ khác như đường nội bộ, trạm xe, nhà kho, nhà quản lý, trạm điện, hệ thống thoát nước, xử lý nước rác, xử lý khí, quan trắc môi trường

Bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh: khu vực được quy hoạch thiết

kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải rắn thông thường phát sinh từ các khu dân cư và các khu công nghiệp Bãi chôn lấp bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm, các công trình phụ trợ như trạm xử lý nước thải, trạm xử lý khí thải, trạm cung cấp điện nước, văn phòng làm việc và các hạng mục khác

để giảm thiểu tối đa các tác động tiêu cực của bãi chôn lấp tới môi trường xung quanh [TCVN 6696:2000 - Chất thải rắn – Bãi chôn lấp hợp vệ sinh – Yêu cầu chung về bảo vệ môi trường]

Sơ đồ một bãi chôn lấp hợp vệ sinh xem hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ thành phần cấu tạo của một bãi chôn lấp hợp vệ sinh

b/ Ưu nhược điểm của phương pháp chôn lấp

Ưu điểm

- Phù hợp với nơi có diện tích đất rộng;

- Áp dụng cho tất cả các loại chất thải rắn;

- Bãi chôn lấp sau khi đóng cửa đúng cách có thể sử dụng cho các mục đích khác: bãi đỗ xe, công viên, sân chơi ;

- Thu hồi năng lượng từ khí ga hình thành trong quá trình phân huỷ chất thải rắn;

- Linh hoạt trong quá trình sử dụng khi có sự thay đổi về công suất, khi

đó hầu như chỉ cần thay đổi nhân công và phương tiện cơ giới trong khi các phương pháp khác cần thay đỏi cả qui mô của dây chuyền công nghệ;

- Kỹ thuật và công nghệ trong bãi chôn lấp tương đối phổ biến dễ áp dụng;

- Đầu tư ban đầu và chi phí vận hành thấp hơn các phương pháp khác

Nhược điểm

- Tốn nhiều diện tích đất cho chôn lấp;

- Khả năng lây lan dịch bệnh do các loại động vật găm nhấm, côn trùng;

- Sự phát sinh khí ga có thể gây ô nhiễm môi trường khí hoặc gây cháy nổ;

- Gây ô nhiễm môi trường nước và đất nếu không đuợc quản lý tốt;

- Quá trình quan trắc chất lượng môi trường kéo dài từ khi hoạt động cho

cả đến cả khi đã đóng cửa;

- Ảnh hưởng đến cảnh quan

c/ Phân loại bãi chôn lấp

Có nhiều cách phân loại bãi chôn lấp khác nhau căn cứ theo các khía cạnh xem xét Sau đây là một số cách phân loại:

Theo loại hình chôn lấp

- Bãi chôn lấp hở

- Chôn lấp hợp vệ sinh

- Chôn dưới biển

Theo chức năng

- Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hỗn hợp

- Bãi chôn lấp chất thải đã nghiền

- Bãi chôn những thành phần chất thải riêng biệt

- Bãi chôn lấp được thiết kế để tăng tốc độ sinh khí

- Bãi chôn lấp đóng vai trò như đơn vị xử lý chất thải rắn hợp nhất

Theo cơ chế phân huỷ của chất thải rắn

- Bãi chôn lấp kiểu yếm khí cổ điển

- Bãi chôn lấp vệ sinh kiểu yếm khí

- Bãi chôn lấp vệ sinh kiểu yếm khí cải tiến

- Bãi chôn lấp vệ sinh kiểu bán hiếu khí

- Bãi chôn lấp vệ sinh kiểu bán hiếu khí theo hình thức cách tân

- Bãi chôn lấp vệ sinh kiểu hiếu khí

Theo trạng thái của chất thải rắn hay là của nền đất

- Bãi chôn lấp khô

- Bãi chôn lấp ướt

- Bãi chôn lấp kết hợp

Theo hình dạng, kết cấu bãi chôn lấp

- Bãi chôn lấp nổi

- Bãi chôn lấp chìm

- Bãi kết hợp

- Bãi chôn lấp ở các khe núi

Theo qui mô bãi chôn lấp

Qui mô các bãi chôn lấp ở Việt Nam được qui định như sau [QCVN

07:2010/BXD] :

- Bãi chôn lấp nhỏ: diện tích dưới 10 ha, thời gian sử dụng dưới 5 năm,

áp dụng cho đô thị loại IV, V và cụm công nghiệp nhỏ

- Bãi chôn lấp vừa : diện tích từ 10 đến 30 ha, thời gian sử dụng từ 5 đến

10 năm, áp dụng cho đô thị loại III, IV, cụm, khu công nghiệp

- Bãi chôn lấp lớn : diện tích từ 30 đến 50 ha, thời gian sử dụng từ 10 đến

15 năm, áp dụng cho đô thị loại I, II, III, khu công nghiệp, khu chế xuất

- Bãi chôn lấp rất lớn : diện tích từ 50 ha trở lên, thời gian sử dụng từ 15 đến 30 năm, áp dụng cho đô thị đặc biệt, loại I, II, khu kinh tế

c/ Xu hướng phát triển phương pháp chôn lấp chất thải rắn ở Việt Nam

- Tăng cường các biện pháp phân loại tại nguồn, tái chế, tái sử dụng, chế biến phân vi sinh, đốt thu hồi hoặc không thu hồi năng lượng để giảm khối lượng CTR phải chôn lấp

- Thay thế các BCL nhỏ không đảm bảo điều kiện môi trường bằng các BCL lấp hợp vệ sinh

1.1.2 Sự hình thành nước rác trong bãi chôn lấp chất thải rắn

a/ Khái quát chung

Nước rác hay nước rỏ rỉ trong BCL (thực chất là các ô chôn lấp) là

nước bẩn thấm qua lớp CTR trong kéo theo các chất ô nhiễm dạng lơ lửng, keo và tan từ chất thải rắn chảy vào tầng đất dưới BCL Đối với quá trình phân hủy sinh học trong các BCL nước là một tác nhân quan trọng tham gia vào các phản ứng Tuy nhiên trong nhiều trường hợp sự có mặt của nước trong BCL gây ra những hiệu quả tiêu cực Nước mang theo các chất ô nhiễm ngấm vào các tầng nước ngầm và các dòng nước mặt từ đó gây ô nhiễm nguồn nước, đất Trong các BCL mà không có hệ thống thu gom nước rác còn

có thể diễn ra quá trình xói mòn trên tầng đất nền Chính vì vậy có thể nói quản lý và xử lý nước rác là công tác không thể tách rời trong hoạt động chôn lấp CTR Có làm tốt công tác này thì chức năng bảo vệ môi trường của các BCLCTR mới mang tính triệt để

Nghiên cứu sự hình thành của nước rác có ý nghĩa rất quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề môi trường do nước rác gây ra Việc nghiên cứu một cách đầy đủ về sự hình thành nước rác giúp xác định được đặc tính cũng như khối lượng của nước rác từ đó mới có thể đưa ra được các giải pháp thích hợp để xử lý Trong thực tế với những điều kiện chôn lấp cụ thể thì sự hình thành đặc điểm nước rác cũng mang những điểm riêng, điều này quyết định

sự thành công khi áp dụng các phương pháp khác nhau để xử lý nước rác

b/ Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình hình thành nước rác

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành của nước rác như: thành phần của CTR, các quá trình diễn ra trong BCL (công nghệ chôn lấp), tuổi của BCL, điều kiện khí hậu (lượng mưa, lượng bốc hơi), điều kiện vận hành BCL (thiết kế, qui trình vận hành) Các yếu tố trên có thể tác động vào quá trình hình thành nước rác trong và ngoài khu vực BCL (hình 1.2)

Hình 1.2 Quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến đặc điểm của nước rác

Thành phần chất thải rắn

Thành phần các chất ô nhiễm trong nước rác có nguồn gốc từ CTR đưa vào chôn lấp hay có thể nói thành phần CTR quyết định thành phần nước rác Với từng địa phương theo điều kiện kinh tế xã hội (mức sống, văn hoá, thói quen sinh hoạt, cơ cầu ngành nghề ) và trình độ của hệ thống quản lý CTR

Thành phần chất thải rắn

Vận chuyển, trung chuyển

Điều kiện khí hậu:

lượng mưa, bốc hơi

BÃI CHÔN LẤP Công nghệ chôn lấp

Tuổi của

bãi chôn lấp

NƯỚC RÁC

mà thành phần chất thải rắn có thể có những đặc điểm riêng Bên cạnh đó các điều kiện vận chuyển, trung chuyển và thời tiết có thể ảnh hưởng đến độ ẩm của CTR đưa vào BCL

Công nghệ chôn lấp

Trong bãi chôn lấp chất thải diễn ra rất nhiều quá trình như: vật lý, hoá học, hoá lý, sinh học Trong đó quá trình phân hủy sinh học chất thải hữu cơ trong bãi chôn lấp đóng vai trò quan trọng nhất đến đặc điểm của nước rác và quá trình này phụ thuộc vào công nghệ chôn lấp Trên thế giới đang tồn tại nhiều loại hình bãi chôn lấp với công nghệ chôn lấp khác nhau như: yếm khí, bán hiếu khí, hiếu khí có quay vòng hoặc không quay vòng nước rác Ở phần lớn các nước trong đó có Việt Nam đang áp dụng công nghệ chôn lấp yếm khí Công nghệ chôn lấp yếm khí cho lượng phát thải đối với nước rác lớn nhất so với công nghệ hiếu khí và bán hiếu khí do sự phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ bên trong bãi chôn lấp diễn ra chậm hơn quá trình phân huỷ hiếu khí

Tuổi của bãi chôn lấp

Về cơ bản đặc điểm nước rác chịu ảnh hưởng trực tiếp vào hai yếu tố đầu tiên, tuy nhiên yếu tố tuổi của BCL phản ánh kết quả của hai yếu tố trên theo thời gian sử dụng của BCL Điều đó có nghĩa là các thành phần CTR đưa vào BCL, qua các quá trình diễn ra trong BCL thì hình thành nên đặc điểm nước rác tương ứng với các giai đoạn Trong thời gian hoạt động đầu của BCL các chất hữu cơ trong CTR sẽ phân huỷ rất nhanh, nước rác hình thành cũng có nồng độ rất cao của các chất hữu dễ phân huỷ và có thể xử lý hiệu

quả bằng phương pháp sinh học, khi đó BCL gọi là bãi mới, nước rác của bãi mới được gọi là nước rác mới (nước rác tươi ) Sau một thời gian hoạt động

của BCL, các thành phần dễ phân huỷ trong CTR và nước rác sẽ giảm rất nhanh, các thành phần khó phân huỷ không được xử lý kịp thời sẽ tích luỹ ở mức độ cao và nước rác rất khó xử lý bằng phương pháp sinh học, khi đó

BCL gọi là bãi cũ, nước rác có đặc điểm như vậy được gọi là nước rác cũ

(nước rác già)

Điệu kiện khí hậu

Nước rác hình thành chủ yếu là từ nước mưa thâm nhập vào BCL Nước trong bãi chôn lấp là tác nhân của nhiều phản ứng sinh hoá trong bãi chôn lấp Vào mùa khô khi lượng mưa thấp và bốc hơi lớn, độ ẩm của CTR xuống dưới mức độ nào đó thì quá trình phân huỷ các chất hữu sẽ rất khó diễn

ra Ngược lại khi lượng nước đi vào bãi quá lớn (mùa mưa) sẽ khiến cho nước rác kéo ra ngoài bãi chôn lấp một phần các thành phần chất hữu cơ chưa kịp phân huỷ hoặc mới bị phân huỷ Tuy nhiên nồng độ của nước rác sẽ có xu hướng thấp vào mùa mưa và đậm đặc hơn vào mùa khô

1.1.3 Cân bằng nước trong bãi chôn lấp - khối lượng nước rác

a/ Cân bằng nước trong bãi chôn lấp

Cân bằng nước của bãi chôn lấp được xây dựng bằng cách bổ sung khối lượng nước thấm vào một đơn vị diện tích của một lớp nhất định của bãi chôn lấp trong một khoảng thời gian cho trước vào lượng ẩm của lớp đó vào thời điểm cuối của một khoảng thời gian nhất định trước đó và trừ đi lượng nước thất thoát từ lớp này trong khoảng thời gian hiện đang xét đến Kết quả thu được là lượng nước hiện có trong khoảng thời gian hiện tại đang xét Để xác định xem có nước rác hình thành không, cần so sánh khả năng giữ nước của bãi chôn lấp với lượng nước hiện có Nếu khả năng giữ nước nhỏ hơn lượng nước hiện có, sẽ có nước rác tạo thành Một cách tổng quát, lượng nước rác là hàm số phụ thuộc vào lượng nước bên ngoài xâm nhập vào bãi chôn lấp

Cân bằng nước trong BCL được hình thành từ các yếu tố: nước mưa, nước bề mặt, nước ngầm, nước bốc hơi, nước trong CTR, nước trong vật liệu phủ và nước sinh ra và lấy đi từ các quá trình phản ứng sinh hóa trong ô chôn lấp Khối lượng nước rác hình thành trong bãi chôn lấp đuợc xác định trên cơ

sở các dòng ra, dòng vào và các quá trình nội tại trong bãi chôn lấp Sự hình thành nước rác và khối lượng nước rác có thể xác định trên cơ sở cân bằng nước trong bãi chôn lấp Lượng nước rác tạo thành chính là khối lượng nước

dư ra đối với khả năng giữ nước của bãi chôn lấp Với một bãi chôn lấp đủ tiêu chuẩn không có lượng nước vận chuyển qua cạnh bên thì mô hình cân

bằng nước trong bãi chôn lấp thể hiện qua phương trình cân bằng nước và hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ cân bằng nước rác trong bãi chôn lấp

Phương trình cân bằng nước trong bãi chôn lấp như sau:

∆SSW = WA(R) + WSW + WTS + WCM - WLG - WWV – WE - WB(L) Trong đó:

∆SSW : lượng nước tích trữ trong bãi chôn lấp

WA(R) : lượng nước thấm từ phía trên (nước mưa, nước bề mặt)

WSW : độ ẩm ban đầu của rác thải đưa vào bãi chôn lấp

WTS : độ ẩm ban đầu của bùn thải đưa vào bãi rác

WCM : độ ẩm ban đầu của vật liệu phủ

WLG : lượng nước tham gia vào quá trình hình thành khí thải

WWV : lượng nước thất thoát dưới dạng hơi bão hòa theo khí thải

WE : lượng nước thất thoát do quá trình bay hơi bề mặt

WB(L) : lượng nước thoát ra từ đáy bãi rác

Nước thoát từ bên dưới BCL

Nước tham gia vào

sự hình thành khí

Nước bay hơi bề mặt, hơi nước bão hòa

BÃI CHÔN LẤP

Nước sinh ra từ quá trình phân huỷ chất thải

Nước từ bùn thải đưa vào BCL

Nước vào bãi chôn lấp từ phía trên - W A(R)

Đối với lớp trên cùng của BCL, nước vào từ trên tương ứng với lượng nước mưa ngấm qua lớp vật liệu phủ Một trong những vấn đề quan trọng khi xác lập cân bằng nước cho BCL là phải xác định khối lượng nước mưa thấm thực sự qua lớp phủ Khi không sử dụng lớp màng địa chất, khối lượng nước mưa thấm qua lớp phủ có thể được xác định bằng cách sử dụng mô hình đánh giá thuỷ lực kết hợp với các số liệu về mưa

Trong trường hợp có các thông số về bề mặt lớp phủ và cường độ mưa

có thể tính toán lượng nước mưa thấm qua lớp phủ vào BCL như sau:

QA(R) = AP(1-R) (m3/ngày) Trong đó:

+ A: diện tích BCL đang tính toán (m2) + P: lượng mưa ngày lớn nhất (m/ngày) + R: hệ số thoát nước bề mặt

Hệ số R có thể tham khảo theo bảng 1.1

Bảng 1.1 Hệ số thoát nước bề mặt với các loại đất phủ [10]

Loại đất trên bề mặt Hệ số thoát nước bề mặt - R

Nước trong chất thải rắn

Nước đi vào BCL cùng với CTR về bản chất chính là độ ẩm của bản thân CTR cũng như độ ẩm được hấp thụ từ không khí hoặc từ nước mưa (ở những điểm trung chuyển CTR) Trong mùa khô, phụ thuộc điều kiện chứa và vận chuyển độ ẩm của CTR giảm đi CTR đã phân loại hay đã nghiền cũng có

độ ẩm thấp hơn Ở nhiều nước độ ẩm của CTR đô thị khoảng trên 20% Tuy

nhiên ở Việt Nam do CTR chứa nhiều rác thực phẩm cùng với sự thâm nhập nước trong quá trình thu gom, vận chuyển, trung chuyển nên độ ẩm của CTR thường cao Độ ẩm của CTR sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh khoảng 40-60% vào mùa khô và có thể lên đến 80% vào mùa mưa Để có được số liệu chính xác cần tiến hành thí nghiệm xác định độ ẩm CTR

Lượng nước trong CTR đi vào BCL có thể xác định theo công thức:

QSW = MCTR WCTR (m3/ngày) Trong đó:

+ MCTR : lượng CTR đi vào BCL (tấn/ngày)

+ WCTR: độ ẩm của rác đưa vào bãi chôn lấp (%)

Nước trong bùn thải

Trong các BCL người ta còn chôn lấp một lượng bùn thải từ các nguồn: công trình xử lý nước thải tại chỗ (bể tự hoại), trạm xử lý nước thải tập trung (sinh hoạt, công nghiệp), nạo vét hệ thống thoát nước Loại bùn này thường

đã có thời gian ổn định tự nhiên hoặc được xử lý ổn định và có độ ẩm khoảng 50-80%

Lượng nước trong bùn thải đi vào BCL có thể xác định theo công thức:

QTS = MBWB (m3/ngày) Trong đó:

+ MB : lượng bùn đi vào BCL (tấn/ngày)

+ WB: độ ẩm của bùn đưa vào BCL (%)

Nước trong vật liệu phủ

Khối lượng nước đi vào BCL cùng với vật liệu phủ sẽ phụ thuộc vào loại và nguồn vật liệu phủ và mùa trong năm Khối lượng lớn nhất của độ ẩm

có thể được chứa trong lớp vật liệu được định nghĩa bằng khả năng giữ nước (FC – Field Capacity) của vật liệu, đó là lượng chất lỏng giữ lại trong các lỗ rỗng tương ứng với sức kéo của trọng lượng Khả năng giữ nước dao động trong khoảng 6-12% đối với đất pha cát và 23-31% đối với đất pha sét Lượng nước trong lớp vật liệu phủ thường ổn định ít thay đổi trong quá trình hoạt động của BCL

Lượng nước trong vật liệu phủ đi vào BCL có thể xác định theo công thức:

QCM = MCTRWCTR (m3/ngày) Trong đó:

+ MCTR : lượng CTR đi vào BCL (tấn/ngày)

+ WCTR: độ ẩm của CTR đưa vào BCL (%)

Nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí bãi chôn lấp

Nước được tiêu thụ trong quá trình phân huỷ kỵ khí các thành phần hữu

cơ trong CTR Khối lượng nước tiêu thụ bởi các phản ứng phân huỷ có thể ước tính dựa trên phương trình phân huỷ sử dụng cho các vật liệu phân huỷ nhanh

Phương trình phân hủy sinh học biển đổi hoàn toàn chất hữu cơ thành khí như sau:

Lượng nước tiêu thụ trong quá trình phân hủy tạo thành khí trong bãi chôn lấp theo công thức:

QLG = M(1-W)K1K2 (m3/ngày) Trong đó:

+ M : lượng CTR đi vào BCL (tấn/ngày) + W: độ ẩm của CTR

+ K1: tỷ lệ chất hữu cơ trong chất thải rắn (%)

+ K2 : tỷ lệ chất hữu cơ phân hủy nhanh (%)

Độ ẩm của các thành phần CTR đi vào BCL có thể tham khảo trong bảng 1.3 hoặc xác định qua thí nghiệm

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của các thành phần cháy được trong CTR [10]

% trong lượng theo trạng thái khô Hợp phần

60

55

78

60 47,8 49,5 26,3

6,4

6 5,9 7,2 6,6

38 42,7

2

2,6 0,3 0,3 KXĐ 4,6

2

10 3,4 0,2 0,5

0,4 0,2 0,2 KXĐ 0,15 KXĐ 0,4 0,3 0,1 0,2

5

6

5

10 2,45

10

10 4,5 1,5

68

Bảng 1.3 Thành phần phân loại chất thải rắn đô thị [10]

riêng (kg/m 3 ) Hợp phần

Khoảng giá trị

Giá trị

TB

Khoảng giá trị

Giá trị

TB

Khoảng giá trị

228 81,6 49,6

Lượng chất hữu cơ ở trong CTR tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm nguồn phát sinh CTR, mức độ phân loại, tái chế, xử lýửCT Thông số này đối với CTR đô thị ở Việt Nam thường có giá trị khoảng 75-80%

Tỷ lệ chất hữu cơ phân huỷ tuỳ thuộc vào bản chất thành phần CTR và điều kiện phân huỷ của CTR trong BCL (công nghệ chôn lấp) Thông số này xác định bằng thí nghiệm đối với từng nhóm CTR

Nước thất thoát dưới dạng hơi bão hòa

Trong lòng BCL (thực chất là ô chôn lấp) luôn có một lượng nước ở dạng hơi nước bão hòa và thoát ra cùng với khí thải khác qua hệ thống thu khí nhưng lượng này nhỏ và thường được bỏ qua

Trong trường hợp cần nghiên cứu cụ thể quá trình có thể dựa trên phương trình cân bằng sau:

PvV = nRT Trong đó:

+ Pv: áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ T (kg/m2)

+ V: thể tích khe rỗng hình thành hơi bão hòa (m3) + n: số mol khí

+ T: nhiệt độ trong lòng BCL (0K)

Nước bay hơi từ bãi chôn lấp

Trong quá trình vận hành BCL sẽ hình thành một lượng nước bay hơi

bề mặt Lượng nước này tùy thuộc vào khả năng bốc hơi tự nhiên của khu vực

có BCL và diện tích công tác của BCL

Lượng này xác định theo công thức sau:

QWV = AE (m3/ngày) Trong đó:

+ A: diện tích công tác của BCL (m2) + E: độ bốc hơi tự nhiên trung bình trong khu vực (m/ngày)