Đánh giá các công nghệ xử lý nước rỉ rác trên Thế Giới hiện nay

Đánh giá các công nghệ xử lý nước rỉ rác trên Thế Giới hiện nay

Chuyên đề : Đánh giá các công nghệ xử lý nước rỉ rác trên Thế

Giới hiện nay.

Giới Thiệu

Lượng giác trên toàn cầu như rác sinh hoạt, rác bã hữu cơ, chất thải rắn của nghề phục vụ cuộc sống đều thải trực tiếp hoặc gián tiếp vào môi trường Từ đó gây ra mùi hôi thối khó chịu và phát tán các mầm bệnh nguy hiểm gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi Do vậy việc xử lý rác thải là vấn đề cấp bách hiện nay Bên cạnh đó, vẫn còn tồn tại một khó khăn không nhỏ đó là nước rò rỉ từ các hầm ủ và từ các bãi chôn lấp rác (hay còn gọi là nước rỉ rác) Hiện nay, lượng nước rác rỉ ra hằng ngày tại các bãi chôn lấp rất lớn trên hàng ngàn khối, chưa kể đến lượng nước rác còn tồn đọng trong nhiều năm qua tại các bãi vẫn chưa được xử

lý Lượng nước rỉ rác lớn như vậy đã gây khó khăn cho việc xử lý cũng như gây ô nhiễm môi trường xung quanh khu vực bãi chôn lấp, đặc biệt là gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Vì thế song song với việc cần xử lý rác thải thì vấn đề xử lý nước rỉ rác

là một trong những vấn đề cần quan tâm trong công tác bảo vệ môi trường hiện nay

Theo báo cáo của tổ chức Môi Trường Thế Giới thì tính chất độc hại của nước

rò rỉ từ các bãi chôn lấp rác thải là rất cao Trong nước rò rỉ có nhiều thành phần gây độc, nguy hiểm như: các kim loại nặng ( chì, sắt, kẽm, mangan…); các anion ( SO4, PO4, NO2, NO3, NH4… ); các vi sinh vật chết gây bệnh… Nhận thấy sự cấp thiết đó, từ nhiều năm nay một số công nghệ xử lý nước thải đã được dùng trong

xử lý nước rỉ rác

NỘI DUNG

I Tổng quan về nước rỉ rác

1 Nguyên nhân phát sinh và đặc tính của nước rỉ rác

Cho đến nay, bãi chôn lấp vẫn là một phương pháp dễ thực hiện nhất để loại bỏ chất thải rắn Hiện nay, khoảng 95% khối lượng chất thải rắn sinh hoạt trên thế giới đang được xử lý bằng phương pháp này Nhưng một trong những vấn đề nan giải nhất tại các bãi chôn lấp là việc kiểm soát lượng nước rò rỉ, nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao, nếu không quản lý tốt sẽ làm ô nhiễm môi trường đất và nước xung quanh

Nước rò rỉ từ các bãi chôn lấp được định nghĩa là chất lỏng thấm qua lớp

chất thải rắn mang theo chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng Trong hầu hết các bãi chôn lấp, nước rò rỉ bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ nguồn bên ngoài như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình để nén chôn lấp rác và phân hủy chất thải có trong bãi chôn lấp Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước (độ giữ nước của chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không sinh ra dòng thấm, hướng xuống dưới tác dụng của trọng lực) Nước rò rỉ còn là lượng nước thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm ở dạng hoà tan hoặc lơ lửng từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá

độ giữ nước Độ giữ nước của chất thải rắn (Field Capacity) là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không phát sinh ra dòng thấm hướng xuống dưới tác dụng trọng lực Trong giai đoạn hoạt động của bãi chôn lấp, nước rỉ rác

hình thành chủ yếu do nước mưa và nước “ép” ra từ các lỗ rỗng của các chất thải

do các thiết bị đầm nén hoặc do quá trình phân huỷ chất thải rắn làm cho lớp chất thải rắn sẽ xẹp dần xuống và tạo ra nước rác

Nước rỉ rác thường có mùi hôi nồng nặc, màu đen đậm, nồng độ ô nhiễm cao và độc hại là rất khó xử lý Các kết quả phân tích trước đây cho thấy nước rỉ rác bị ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh, chất rắn lơ lửng, nitơ và phospho rất nặng, môi trường nước có dấu hiệu chứa kim loại nặng nhưng chưa ở mức ô nhiễm

2 Các công ghệ xử lý nước rỉ rác trên Thế Giới hiện nay

2.1 Xử lý sinh học.

Xử lý sinh học trên toàn thế giới thực tế phổ biến nhất để xử lý nước rỉ rác

Hệ thống sinh học có thể được chia trong các quá trình xử lý kỵ khí và hiếu khí Cả hai có thể được thực hiện bằng cách sử dụng khái niệm thực vật khác nhau

*Xử lý sinh học kỵ khí:…

*Xử lý sinh học hiếu khí:…

2.1.1 Xử lý sinh học nước thải và nước rỉ bãi rác.

Dữ liệu của các thí nghiệm đồng điều trị cho thấy công nghệ này là một cách

có thể để xử lý nước rỉ rác (Kayser, 1986; Dahm, 1994) Các kết quả có thể được

hỗ trợ bởi thực tế rằng nước thải trên toàn thế giới cũng như nước rỉ rác được thành công sinh học xử lý riêng (Heyer và Stegmann, 1998) Từ đó có thể kết luận rằng

sự kết hợp của những nước thải sinh học có thể được điều trị Nhưng nó là cần thiết để tôn trọng một số hậu quả khi nước thải được thêm vào một nhà máy xử lý nước thải sinh học Trong trường hợp này tải tăng hữu cơ, nó là cần thiết không để quá tải các nhà máy xử lý nước thải Đặc biệt chú ý đã được đưa đến nồng độ amoniac cao trong nước rỉ rác từ các bãi rác trong giai đoạn men vi sinh methanogenic Nếu tải là tương ứng với các giá trị thiết kế của nhà máy xử lý nước thải không có sự gia tăng nồng độ nitơ, BOD5 trong nước thải được dự kiến Một

hạn chế có thể phát sinh khi nước thải được sử dụng như một nguồn carbon cho quá trình khử nitơ nitrat có nguồn gốc từ một hỗn hợp của nước thải và nước thải, nơi mà sau này đến từ các bãi rác cũ với nồng độ thấp phân hủy hữu cơ

Sự gia tăng của các thành phần nước rỉ rác nondegradable hữu cơ (đặc biệt

là COD còn lại, AOX) chủ yếu là một chức năng của pha loãng Vấn đề có thể phát sinh khi COD trong nước thải của nhà máy xử lý nước thải vượt quá giá trị giới hạn do việc bổ sung nước rỉ rác Trong trường hợp này, chi phí cao hơn có thể phát sinh cho các nhà điều hành nhà máy, bởi vì anh ta có thể phải trả cho tải COD mà

là ở trên giới hạn xả

Kể từ khi nồng độ kim loại nặng nói chung cũng không xử lý nước thải tương đối thấp, tác động tiêu cực từ đồng xử lý nước thải và nước rỉ rác không mong đợi Một ngoại lệ có thể là nước rỉ rác từ các bãi rác trong giai đoạn acetic nồng độ kẽm có thể được nâng lên (xem Bảng 1) Trong quá trình điều trị sinh học của kẽm tủa và vẫn còn trong bùn Có thể có sự khác biệt về nồng độ nước rỉ rác từ các bãi rác khác, nơi mà các thành phần chất thải chôn lấp và / hoặc các điều kiện khác là khác nhau

Nhìn chung, hợp tác xử lý sinh học của nước thải và nước thải là một công nghệ đã được kiểm chứng và hoạt động nói chung, nếu các nhà máy xử lý được thiết kế cẩn thận và hoạt động và không bị quá tải Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng trong quá trình điều trị hợp tác của các nhà máy xử lý nước thải và đặc biệt nhấn mạnh nước rỉ rác để đưa vào tỷ lệ BOD5 với nitơ Ngoài ra nó đã được chứng minh rằng nước thải không chứa các chất độc hại Việc chấp nhận thủ tục này xử lý nước

rỉ rácthay đổi rộng rãi vượt ra ngoài các nhà khai thác nhà máy xử lý nước thải Trong các thử nghiệm suy thoái chung sinh học trong phòng thí nghiệm được đề nghị, tôn trọng tình hình cụ thể

2.1.2 Xử lý kỵ khí.

Trong thời gian nồng độ cao hữu cơ trong leachates từ giai đoạn acidogenic một bãi rác (Bảng 1), một bước xử lý kỵ khí có thể là một cách để giảm tỷ lệ chính của các chất hữu cơ phân hủy (Mennerich, 1988) Ưu điểm chính của quá trình xử

lý kỵ khí là yêu cầu năng lượng thấp, vì oxy không được cung cấp Quy trình kỹ thuật kỵ khí cần adaequate nhiệt độ 35 ° C resp 55 ° C Quá trình này là rất hợp lý liên quan đến các điều kiện môi trường khác nhau.Xử lý nước thải kỵ khí là một quá trình có hiệu quả nhưng BOD5-und nồng độ nước thải COD còn lại vẫn còn cao với giá trị COD 1,000-4,000 mg / l và một BOD5 / COD tỷ lệ> 0,3.Sau khi các bước xử lý kỵ khí, nước thải đã được xử lý để tiêu chuẩn cuối cùng nước thải bằng phương tiện của quá trình hiếu khí.Trong quá trình điều tra và trong điều kiện hoạt động các bộ lọc kỵ khí, đôi khi còn bị tắc do mưa sắt và canxi Khối lượng miễn phí của các lò phản ứng trong một trường hợp tiêu thụ lên đến 60% do kết tủa sau khi giảm COD của 2,000-3,000 kg/m3 Tại lò phản ứng UASB nội dung anorganic bùn tăng lên đáng kể theo thời gian và làm giảm tỷ lệ loại bỏ.(Mennerich, 1988)

Chỉ trong điều kiện là bãi rác khổng lồ đang hoạt động trong thời gian dài của thời gian một bước xử lý kỵ khí có thể được xem xét.Nhìn chung các tác giả không ecommend xử lý kỵ khí do thực tế rằng thay đổi chất lượng nước rỉ rác (đặc biệt là Hội đồng quản trị) sau vài năm, khi giai đoạn men vi sinh methanogenic bắt đầu.Khi BOD5 có nồng độ <2,000 - 5,000 mg / l quá trình yếm khí là không khả thi

Nếu một bãi chôn lấp bao gồm các bộ phận già và trẻ hơn cũng là nước rò rỉ

từ phần trẻ (đó là trong giai đoạn acidogenic) có thể được tái lưu thông trở lại trên một phần cũ (đó là trong giai đoạn men vi sinh methanogenic) nơi mà các axit hữu

cơ cao từ các nước rỉ rác bị suy thoáivà nước thải thay đổi từ "acidogenic" nước thải "men vi sinh methanogenic"

Một cơ chế khác để giảm BOD trong nước thải cũng từ "trẻ" bãi rác là một lớp m 1-2 trong chất thải ủ được đặt trên bề mặt của hệ thống thoát nước được cài

đặt trên lót dưới Lớp này hoạt động như một bộ lọc kỵ khí và làm giảm đáng kể nồng độ acid hữu cơ (Stegmann và Spendlin, 1989)

2.1.3 Hồ chứa ga

Hồ chứa ga là một hệ thống xử lý nước rỉ rác tương đối đơn giản Ý tưởng

cơ bản là thời gian lưu của nước thải là đủ dài nên vi khuẩn như nhiều người có thể phát triển mỗi thời gian là số đã được vận chuyển ra ngoài đầm phá với nước thải Thời gian lưu dài cũng rất cần thiết để oxy hóa nitrat hóa ammonia đặc biệt là trong nhiệt độ thấp Các chi phí bảo trì và hoạt động tương đối thấp Thời gian giam giữ đó là cần thiết trong phạm vi 50 - 100 ngày (Cossu et al 1989.)

2.1.4 Nhà máy bùn hoạt tính.

Thời hạn tạm giam trong các nhà máy bùn hoạt tính có thể ngắn hơn đáng kể trong các ao hồ có ga Lý do là nội dung bùn (số lượng vi khuẩn) có thể được kiểm soát nhiều lần cao hơn trong các đầm phá có ga Điều này đạt được bằng cách cài đặt một bể lắng sau bể hiếu khí và tuần hoàn bùn vào bể bùn hoạt tính Một số tiền nhất định của bùn đã được gỡ bỏ như bùn dư ra khỏi hệ thống

Bên cạnh BOD5 - Giảm quá trình nitrat hóa của amoni là cần thiết:

Đ ầu

D

òng

khôn

M M

B

ùn ra

B

ùn ra

Đ ầu

D òng khôn

M M

Nitơ loại bỏ càng trở nên quan trọng hơn với độ tuổi của bãi rác và giảm taêng hát HĐQT trong các nước rỉ bãi rác Việc xử lý nước thải như vậy là phức tạp hơn so với cái có hàm lượng BOD5 cao.Hình 2 Đề án của nhà máy quá trình nitrat hóa / khử nitơ

Độ pH của những leachates chủ yếu là trong khu vực của 8,0 - 8,5.Nhưng trong quá trình sục khí độ pH tăng trong một số trường hợp lên đến pH 9 và cao hơn Trong những trường hợp này cân bằng chuyển từ amoni amoniac miễn phí trong pha khí Nồng độ của amoniac miễn phí có thể có tác dụng ức chế vi khuẩn nitrat Nếu ở phía bên kia amoni được chuyển thành nitrat pH giảm như là một kết quả tiêu thụ alcalinity Nhìn chung, một hoạt động rất cẩn thận và kiểm soát độ pH

là cần thiết để có được giá trị amoni nước thải thấp

Để ngăn chặn nhiệt độ thấp trong các nhà máy bùn hoạt tính, nó có thể là cần thiết để trang trải các bể hiếu khí, và sử dụng một phần nhiệt từ quạt gió cung cấp không khí khi bong bóng khí được sử dụng để sưởi ấm

Để giảm hàm lượng nitrat cao trong nước thải nước thải và ổn định điều kiện

pH trong các nhà máy bùn hoạt tính một bước khử nitơ là cần thiết Khử nitơ trước

sẽ hiệu quả hơn nếu có nồng độ cao adaequate các chất hữu cơ phân hủy trong nước rỉ rác thô, mà có thể được sử dụng như một chất nền cho các vi khuẩn khử Nitơ

Tỷ lệ khử nitơ phụ thuộc vào lượng nước tái tuần hoàn và tỷ lệ bùn và BOD5 tỷ lệ-N.Để đạt được giá trị nitơ thải thấp hơn từ 5 đến 10% nồng độ tỷ lệ tuần hoàn rất cao là cần thiết

Sử dụng các giá trị sau một quá trình khử nitơ nitrat rất thấp, nước thải đều

có thể Tuy nhiên, hữu cơ trong nước thải không thể được sử dụng như một nguồn carbon và pH ổn định riêng biệt cho bể nitrat hóa có thể là cần thiết.Nước thải từ giai đoạn men vi sinh methanogenic chỉ có thể được denitrified với việc bổ sung của một nguồn carbon bên ngoài là axit axetic, methanol

2.1.5.Luân phiên tiếp xúc sinh học (RBC) và bể lọc sinh học.

Các nhà máy khác nhau từ các nhà máy bùn hoạt tính cho đến nay các vi khuẩn được gắn liền với các vật liệu tiếp xúc luân phiên hoặc các chất hàn trong các bộ lọc sinh học nhỏ giọt Việc cung cấp không khí diễn ra tự nhiên, tức là tiếp xúc luân phiên là một phần trong không khí và một phần trong nước Không khí có thể trút tự nhiên hoặc nhân tạo qua một bộ lọc nhỏ giọt Phương pháp này điều trị tiêu thụ một lượng năng lượng tương đối thấp.Điều trị cao leachates ô nhiễm hữu

cơ có thể dẫn đến tắc nghẽn một phương tiện anorganic tủa và / hoặc sản xuất sinh khối Mặt khác trong nhiều trường hợp quá trình nitrat hóa có hiệu quả hơn trong các lò phản ứng phim cố định do tuổi bùn cao Vì lý do này, phương pháp điều trị thích hợp hơn cho xử lý nước rỉ rác từ các bãi rác cũ Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình nitrat hóa là tương đối mạnh Hiệu ứng nhiệt độ dễ dàng hơn để kiểm soát tại RBC, bởi vì chúng có kích thước nhỏ gọn và thông thường bao phủ

2.1.6 Tóm tắt xử lý sinh học.

Quá trình xử lý sinh học là phương pháp rất hiệu quả để làm giảm các chất hữu cơ phân hủy sinh học như BOD5 và phần chính của COD Cũng từ leachates với với nồng độ nhỏ hữu cơ và BOD5 / COD tỷ lệ <0,2 COD có thể được loại bỏ bằng cách xử lý sinh học lên đến 50% Đây cũng là một phương pháp hiệu quả để ôxi hóa amoni nitrat và giảm nitrat bằng phương tiện của quá trình khử nitơ với nitơ khí Tỷ lệ loại bỏ giảm trong suốt thời gian của nhiệt độ nước thấp, đặc biệt là đối với giảm amoni là một bất lợi

Kể từ khi nồng độ phốt pho trong các nước rỉ rác nói chung quá thấp Khi được sử dụng, quá trình xử lý sinh học nước thải phốt pho đã được thêm vào trong hầu hết các trường hợp.Adaequate Pliều là cần thiết để cài đặt thích hợp BODN -P-tỷ lệ.Ngoài ra các vấn đề như sản xuất xốp chuyên sâu trong lưu vực ludge kích hoạt có thể xảy ra Tỷ lệ lượng mưa cao của f.e hợp chất sắt - và cacbonat có được

dự kiến để làm sạch cơ sở thường xuyên của máy bơm submersial, vv thiết bị sục khí là cần thiết

Sử dụng chỉ xử lý sinh học nước thải COD và propabely AOX-nồng độ sẽ không đáp ứng fe nước thải tiêu chuẩn Đức Vì lý do này tiếp tục điều trị ist cần thiết

2.1 Quá trình oxi hoá hoá học.

Trong những năm qua, quá trình oxy hóa hóa học đã được hạn chế.Tuy nhiên, vẫn còn được sử dụng tại các bãi rác khác nhau ở Đức Một sự kết hợp của các tác nhân oxy hóa như ozone hoặc hydrogen peroxide và ánh sáng tia cực tím (UV) thường được sử dụng Sự kết hợp này cho thấy tỷ lệ oxy hóa cao cho COD

và AOX trong nước rỉ rác.Quá trình này bao gồm một buồng trộn influe nước thải

và các tác nhân oxy hóa Trong hầu hết các trường hợp, quá trình này được hỗ trợ bằng các phương tiện điều trị tia UV Để tăng elimation tỷ lệ đa dạng của khối lượng nước thải được tái tuần hoàn Đối diện với hydrogen peroxide và nước trộn pha trộn ozone khí và nước là khó khăn hơn Một soal chính là sử dụng tối đa của ozone cho quá trình oxy hóa Thường thì tỷ lệ sử dụng ozone quá thấp làm cho quá trình tốn kém

Hình 3 cho thấy như là một ví dụ về một nhà máy xử lý ở miền Bắc nước Đức một chuỗi quá trình xử lý sinh học kết hợp với một quá trình oxy hóa hóa học (ozone) Trung bình tập trung trations amoni, COD và AOX của chảy đến, nước thải sinh học và quá trình oxy hóa hóa chất cũng như các bước điều trị thứ hai sinh học trong tiếp xúc sinh học luân phiên được trình bày

Nó có thể gặp phải rằng các hợp chất cũng anorganic có thể bị ôxi hóa trong bước quá trình oxy hóa hóa học Để ngăn chặn quá trình oxy hóa đắt tiền của các thành phần dễ dàng phân hủy sinh học sinh học trước khi điều trị bao gồm cả quá trình nitrat hóa / khử nitơ cần được xem xét

Ion hoá

QT Nitrat

Hóa chất oxy hóa với Ozon

hoàn sin học Đầu ra

Dòng không khí vào

Hình 3.Xử lý chuỗi cho một sinh học kết hợp hóa học quá trình oxy hóa + sinh học, nồng độ nước thải đặc trưng của một nhà máy xử lý (được thông qua từ

7.2.26 ATV, Anonymus 1996)

Trong quá trình oxy hóa hóa học không phải tất cả các chất hữu cơ được oxy hóa thành carbon dioxide và nước Một số chất hữu cơ được chỉ một phần oxy hóa thường xuyên cho các sản phẩm phân hủy sinh học intermediale Những "mới" hữu

cơ phân hủy sinh học sẽ được giảm xuống bằng cách xử lý sinh học Đối với việc giảm nồng độ các chất hữu cơ tương đối thấp, một lò phản ứng phim cố định có thể

là một lựa chọn Nó cũng có thể được xem xét để nuôi nước thải của nhà máy quá trình oxy hóa hóa học trở lại dòng vào của lò phản ứng sinh học

2.2.1.Than hoạt tính.

Tại Đức để giảm dư COD và AOX nồng độ dưới đây xả giới hạn giá trị carbon nhiều hơn và nhiều hơn nữa kích hoạt được sử dụng Điều này là do thực tế

là chi phí cho than hoạt tính đã giảm đáng kể trong những năm gần đây ở Đức

Hai hệ thống khác nhau có thể được sử dụng:

+ Ngoài ra than hoạt tính bột vào một bể phản ứng (chủ yếu là nước thải sinh học preatreated) Than hoạt tải được lấy ra bằng phương tiện của mưa / floccutation quá trình sử dụng sắt hoặc nhôm resp muối hữu cơ flocculants Than