Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý COD trong nước rỉ rác bằng phưpưng pháp thiếu hiếu khí kết hợp sử dụng vật liệu EBB cải tiến

Trong đó chất thải rắn có thành phần, tính chất phứctạp, gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí xung quanh khu vực đố thải,đặc biệt là nước rỉ rác sinh ra từ các bãi chôn lấp chất t

NGUYỄN THỊ KIÈU TRANG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ xử LÝ COD TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾU - HIÉU KHÍ KẾT HỢP SỬ DỤNG VẬT

LIỆU EBB CẢI TIẾN • • • • KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi

trường

Người hướng dẫn khoa học ThS HOÀNG LƯƠNG

HÀ NỘI – 2015

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, trước tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy, côgiáo trong Khoa Hóa học đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu trongsuốt thời gian học tập tại trường

Em xin chân thành cảm ơn các cô chú, anh chị, cán bộ công nhân viên củaViện Công nghệ môi trường đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tại viện

Em xin trân trọng cảm ơn ThS Hoàng Lương Viện Công nghệ môi trường Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã trực tiếp hướng dẫn, địnhhướng và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

-Cuối cùng, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn độngviên khích lệ em trong suốt thời gian vừa qua

Do điều kiện thời gian và trình độ hạn chế, nên khóa luận này không tránhkhỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô giáo để Khóaluận của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, thảng 5 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kiều Trang

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bài khóa luận tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của cá nhân, được thực hiên trên cơ sở nghiên cứu thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của ThS Hoàng Lương

Các số liệu và những kết quả trong khóa luận là hoàn toàn trung thực, do chính cá nhân em tiến hành thí nghiệm

Một lần nữa, em xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên

Hà Nội, thảng 5 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kiều Trang

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIÉT TẮT EBB : Eco - Bio - Block

vsv : Vi sinh vật

COD : Nhu cầu ôxy hóa học

TSS : Tổng chất rắn lơ lửng trong nước

TOC : Tổng cacbon

BOD : Nhu cầu ôxy sinh học

NH4+ : Amoni

SBR (Sequensing Batch Reacto): Be sinh học hoạt động theo mẻ TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN cứu 3

1.1 Tổng quan về nước rỉ rác 3

1.1.1 Sự hình thành nước rỉ rác 3

1.1.2 Phân loại nước rỉ rác 4

1.1.3 Thành phần và tính chất nước rỉ rác 4

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rỉ rác 5

1.2 Các phương pháp xử lý nước rỉ rác 7

1.2.1 Hiện trạng xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài 8

1.2.2 Hiện trạng xử lý nước rì rác ở Việt Nam 11

1.3 Tổng quan về vật liệu EBB 14

1.3.1 Nguyên lý hoạt động của EBB 14

1.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của vật liệu EBB 15

1.3.3 Những ứng dụng của EBB trên thế giới và tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 16

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 20

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Phương pháp tài liệu 20

2.2.2 Phương pháp phân tích 20

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 22

CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Thực nghiệm với nước rỉ rác tự ủ 26

3.1.1 Ảnh hưởng của lưu lượng đến hiệu suất xử lý COD 29

3.1.2 Ảnh hưởng của tải lượng đến hiệu suất xử lý COD 32

3.2 Thực nghiệm với nước rỉ rác của bãi rác Nam Sơn 33

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

PHỤ LỤC 38

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng số liệu vềđặc trưng một sốthôngsố của nước ráctheo loại hình bãi chôn lấp [3] 5

Bảng 1.2: Thành phần nước rỉ rác mới vànước ri rác cũ 6

Bảng 1.3: Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ân Độ 18

Bảng 2.1 Các thành phần phần chủ yếu trong rác thải sinh hoạt (đơn vị: kg)23

Bảng 3.1 : Ket quả khảo sát khả năng xử lý COD của nước rỉ rác tự ủ 28

Bảng 3.2 : Ket quả khảo sát khả năng xử lý COD của nước rỉ rác bãi rác Nam Sơn33 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xửlýnước rỉ rác từ chất thải công nghiệp ở Tokyo 11

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác của bãi chôn lấp Gò Cát 13

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của EBB 14

Hình 1.4: EBB được ứng dụng trong xử lý nước sông Melaka Malaysia 17

Hình 2.1 Mô hình xử lý nước rỉ rác 22

Hình 2.2: Hệ thống xử lý nước rỉ rác 23

Hình 2.3: Thùng ủ rác và pha chế nước rỉ rác 24 Hình 3.1 : Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD ở lưu lượng 0,25 L/h 29

Hình 3.2 : Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD ở lưu lượng 0,5 L/h 30

Hình 3.3 : Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD ở lưu lượng 1,0 L/h 31

Hình 3.4:Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tải lượng 32

đến hiệu suất xử lý COD 32

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

MỜ ĐẦU

> Sự cần thiết của đề tài

Nước ta đang mạnh mẽ bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa.Bên cạnh sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế nói chung và công nghiệp hóanói riêng thì vấn đề ô nhiễm môi trường đang là vấn đề đáng lo ngại, đe dọa đến

sự phát triển bền vững Lượng chất thải rắn ngày càng tăng, mức độ ô nhiễmngày càng nghiêm trọng Trong đó chất thải rắn có thành phần, tính chất phứctạp, gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí xung quanh khu vực đố thải,đặc biệt là nước rỉ rác sinh ra từ các bãi chôn lấp chất thải rắn có nồng độ chất ônhiễm rất cao do đó cần phải có biện pháp xử lý thích họp, nhằm giảm thiếulượng chất ô nhiễm thải ra môi trường nhằm bảo vệ môi trường

Hiện nay, chất thải rắn phát sinh tại các đô thị vẫn chưa được xử lý triệt để,đặc biệt là nước rò rỉ từ các bãi chôn lấp chất thải rắn Chôn lấp vẫn là giải phápphố biến trong xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam do kỹ thuật đơn giản và chiphí xử lý thấp Tuy nhiên, trong rác thải có một số thành phần rác thải có khảnăng mang theo các họp chất độc hại như: các vật liệu sơn, pin thải, dầu máy, cáchóa chất, rác thải độc hại trong công nghiêp, thương mại có thể mang theo cáckim loại nặng và các hợp thành phần hữu cơ độc hại, khó phân hủy sinh học.Các bãi chôn lấp chất thải rắn ở Việt Nam hiện nay đang phát sinh lượngnước rỉ rác lớn do độ ẩm tự nhiên, nước mưa và các quá trình hóa sinh, trong đóchứa các loại thành phần hữu cơđộc hại cao và khó phân hủy sinh học Neukhông được xử lý tốt, nước rỉ rác sẽ ngấm vào nước mặt, nước ngầm, gây ônhiễm môi trường nghiêm trọng

Vấn đề COD, màu là vấn đề khó nhất trong xử lý nước rỉ rác, hơn thế nữanếu để lâu ngày chúng có thể dẫn đến các hợp thành phần hữu cơ cao phân tửchứa halogen là những chất độc nếu rơi vào nguồn nước và đất Nước rỉ rác chứa

hàm lượng lớn các họp chất khó phân hủy sinh học như hydrocacbon đa vòng,hợp chất cơ - halogen, PCBs, humic, phenol, các hợp chất của phenol và chấthoạt động bề mặt Chính vì vậy, các phương pháp sinh học thông thường xử lýcho hiệu quả rất thấp, tốc độ xử lý chậm.

Hiện nay vật liệu EBB là vật liệu xử lí nước thải rộng rãi trên thế giới Vìvậy, đề tài "Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý COD trong nước rỉ rác bằngphương pháp thiếu - hiếu khí kết họp sử dụng vật liệu EBB cải tiến” được ứngdụng và nghiên cứu trong đề tài này

> Mục đích của đề tài

Trên cơ sở thực tế hiện trạng nước rỉ rác, thu thập số liệu, thực hiện quátrình xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp thiếu - hiếu khí kết họp sử dụng vật liệuEBB; trước tình hình môi trường xung quanh bị ô nhiễm gây ảnh hưởng đến sứckhỏe con người, môi trường sống sinh vật; nên mục tiêu của đề tài này là xử lýlàm giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác đế tạo môi trường sốngtrong lành và sạch sẽ

CHƯƠNG 1 TỐNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN cứu

Qúa trình hình thành nước rỉ rác bắt đầu từ khi bãi rác đạt đến khả nănggiữ nước hoặc bị bão hòa nước Trong đó khả năng giữ nước của chất thải rắn là

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

tổng lượng nước có thể lưu lại trong bãi rác dưới sự tác dụng trọng lực Đây làyếu tố quan trọng trong việc xác định sự hình thành nước rỉ rác Khả năng giữnước phụ thuộc vào trạng thái bị nén của rác và việc phân hủy chất thải trong bãichôn lấp

Các nguồn chính tạo ra nước rỉ rác:

- Quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ, sản phẩm là nước và trở

thành nước rác

- Nước gia nhập từ bên ngoài (nước mưa, nước ngầm), nước từ vật liệu

phủ, nước từ bùn

- Nước thoát ra từ độ ẩm rác (bản thân chất thải nhất là chất thải đô thị

cũng chứa một hàm lượng ẩm, trong quá trình đầm nén nước tách ra khỏi chấtthải và gia nhập vào nước rác)

Lượng rác sinh ra phụ thuộc vào:

- Điều kiện khí tượng, thủy văn, địa hình, địa chất của bãi rác, nhất là khí

hậu, lượng mưa ảnh hưởng đáng kể đến nước rác sinh ra

- Khu vực chôn lấp.

- Độ ẩm chất thải chôn lấp.

- Kĩ thuật xử lí đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nước mặt.

Ngoài ra, tốc độ phát sinh nước rỉ rác dao động lớn theo các giai đoạnhoạt động khác nhau của bãi rác

1.1.2 Phân loại nưởc rỉ rác

Theo đặc điếm và tính chật, nước rác được phân làm 2 loại:

- Nước rác tươi, nước rác khi không có mưa.

- Nước rác khi có nước mưa: mưa thấm qua bãi rác và hòa lẫn nước rác.

Theo đặc điểm hạt động của bãi chôn lấp:

- Nước rác phát sinh từ các bãi chôn lấp cũ, đã đóng cửa hoặc ngừng hoạt

động, thành phần, tính chất của loại nước rác này phụ thuộc vào thời gian đã

đóng bãi, mức độ phân hủy các thành phần hữu cơ trong bãi rác.

- Nước rác phát sinh từ các bãi chôn lấp đang hoạt động hoặc ngừng vận

hành

1.1.3 Thành phần và tính chất nước rỉ rác.

Thành phần nước rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi của bãi chônlấp, loại rác, khí hậu, độ dày, độ nén và lóp nguyên liệu phủ trên cùng cũng tácđộng lên thành phần nước rác

Ngoài ra thành phần và tính chất nước rỉ rác còn phụ thuộc vào các phảnứng lý, hóa, sinh xảy ra trong bãi chôn lấp Các quá trình sinh hóa xảy ra trongbãi chôn lấp chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từchất thải rắn làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng

Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải trong bãi chôn lấp đượcchia thành các nhóm chủ yếu sau:

- Các vi sinh vật ưa ẩm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ 0-20°C

- Các vi sinh vật ưa ấm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ 20-40°C

- Các vi sinh vật ưa nóng: Phát triển mạnh ở nhiệt độ 40-60°C

Bảng 1.1: Bảng số liệu về đặc trưng một số thông số của nước

rác

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rỉ rác

Rác được chôn trong bãi chôn lấp chịu hàng loạt các biến đổi lý, hóa,sinh cùng lúc xảy ra Thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác phụ thuộc vàonhiều các yếu tố như: thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chôn lấp, chiềusâu bãi chôn lấp ta sẽ lần lượt xét qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến thànhphần và tính chất nước rỉ rác:

a, Thời gian chôn lấp

Tính chất nước rỉ rác thay đối theo thời gian chôn lấp Nhiều nghiên cứucho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác là một hàm theo thờigian Theo thời gian, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác giảm dần

theo loại hình bãi chôn lấp [3]

Thông

số

Đ.vị Bãi rác mới Bãi rác trung bình Bãi rác lâu năm

b, Thành phần và các biện pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn

Rõ ràng thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đếntính chất nước rỉ rác Khi các phản ứng trong bãi chôn lấp diễn ra thì chất thải rắn

sẽ bị phân hủy Do đó, chất thải rắn có những đặc điểm gì thì nước rỉ rác cũng cóđặc tính tương tự Chang hạn như, chất thải có chứa nhiều chất độc hại thì nướcrác cũng chứa nhiều thành phần độc hại

Các biện pháp xử lý hoặc chế biến chất thải rắn cũngcó những tác độngđến tính chất nước rác Trong đó nghiền nhỏ là biện phápđược sử dụng đểlàm tăng tốc độ phân hủy rác so với khi không nghiền nhỏ Tuy nhiên, sau mộtthời gian dài thì tổng lượng chất ô nhiễm bị trôi gra từ chất thải rắn là như nhaubất kể là rác có đươc xử lý sơ bộ hay không

c, Các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi

Độ dày và khả năng chống thấm của vật liệu phủ có vai trò rất quan trọngtrong ngăn ngừa nước thấm vào bãi chôn lấp làm tăng nhanh thời gian tạo ranước rò rỉ cũng như tăng lưu lượng và pha loãng các chất ô nhiễm từ rác vàotrong nước Khi quá trình thấm xảy ra nhanh thì nước rò rỉ sẽ có lưu

Bảng 1.2: Thành phần nước rỉ rác mới và nước rỉ rác cũ

Nông độ VFA cao Nông độ VFA thâp

pH

nghiêng vê tính axit pH tranh tính hoặc kiêm

Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao Nồng độ NH4+ nhỏ

Vi sinh vật có sô lượng lớn Vi sinh vật có sô lượng nhỏ

Nông độ các chât vô cơ hòa tan và kim

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tôt nghiệp

lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm nhỏ.Quá trình bay hơi làm cô đặcnước rác và tăng nồng độ ô nhiễm Nhìn chung các quá trình thấm, chảy tràn, bayhơi diễn ra rất phức tạp và phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết, địa hình, vật liệuphủ, thực vật phủ

d, Độ ẩm rác và nhiệt độ

Độ ấm và nhiệt độ là một trong các yếu tố quyết định thời gian hình thànhnước rỉ rác nhanh hay chậm Độ ấm trong rác càng cao thì nước ri rác sẽ được hìnhthành nhanh hơn Đồng thời nhiệt độ càng cao thì phản ứng phân hủy chất thải rắntrong bãi chôn lấp càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước rỉ rác có nồng độ ô nhiễmcao hơn

1.2 Các phương pháp xử lý nước rỉ rác

Nước rỉ rác cũng là một loại nước thải chứa các chất hữu cơ, khó phân hủy,

có nguy cơ gây ô nhiễm cho nguồn nước ngầm, nước trên bề mặt và môi trườngxung quanh, phá hủy hệ sinh thái Do đó cần phải thực hiện các biện pháp xử lý đểtối ưu hóa lượng nước rỉ rác phát sinh như:

- Xây dựng hệ thống mái che để ngăn ngừa nước mưa thấm xuống bãi chôn

lấp

- Xây dựng hệ thống chống nước rỉ rác rò ri ra ngoài.

- Xây dựng hệ thống đường ống tập trung nước có chất lượng

- Phát triển công nghệ xử lý nước rỉ rác

Hiện nay đã có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải đang được ứng dụngtrong thực tiễn Nhưng hai phương pháp xử lý cơ bản được áp dụng trong xử lýnước rỉ rác đó là phương pháp hóa lý và sinh học

- Phương pháp hóa lý: keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, oxy hóa, kết tủa và

phương pháp màng lọc, lắng

- Phương pháp sinh học: xử lí vi sinh yếm khí, hiếu khí, thiếu khí và các tổ

hợp của chúng

Với biện pháp xử lý mang tính sinh vật học thì phương pháp sinh học có cáccông đoạn thay đổi như phương pháp bùn hoạt tính, thông khí tiếp xúc, tháp lọcsinh học, xử lý bằng phương pháp kị khí, đặc biệt gần đây đã chuyển sang côngđoạn loại bỏ nitơ Tuy nhiên nước rỉ rác có nồng độ cao và hàm lượng độc tínhnhiều, do phải duy trì sức chứa nên tiêu tốn đất xử lý với quy mô lớn và sau khoảngthời gian nhất định có nhược điểm là chức năng của phần xử lý tính kị khí giảm.Phương pháp xử lý mang tính vật lý hóa học với các phương pháp như: keo

tụ, ozon hóa lọc cát, hấp phụ than hoạt tính, oxi hóa Fenton, phân ly màng Vớiphương pháp hóa học, chủ yếu thường dùng phương phapskeets tủa đông hay oxihóa Fenton nhưng chi phí khá tốn kém và cần chú ý vận hành Với phương pháp vật

lý, chủ yếu là sử dụng thẩm thấu ngược (R/O: Reverse Osmosis Membrane) vàcũng có hiệu quả đáng kể, tuy nhiên cũng cần chú ý đến nhược điểm của phươngpháp này trước khi xử lý nhằm ngăn ngừa tích tụ bẩn do các chất vô cơ và hữu cơ

Do đó, để mang lại tính kinh tế trong quá trình xử lý nước rỉ rác cần phải biếtcách kết hợp giữa các phương pháp xử lý mang tính sinh vật học với phương phápmang tính vật lý - hoá học

1.2.1 Hiện trạng xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài

Hiện nay trên thế giới với mục đích bảo vệ môi trường, các nước Nhật Bản,

Mỹ, Hàn Quốc đã có hướng nghiên cứu mới đó là tăng cường sự phân hủy rác tạicác bãi chôn lấp bằng biện pháp tái tuần hoàn nước rỉ rác chứa nhiều oxy Yới nước

rỉ rác tuần hoàn có hàm lượng oxy tự do hoặc liên kết dưới dạng sunfat, nitrat cao,

vi khuẩn sẽ lấy oxy từ đó để phân hủy hiếu khí hoặc thiếu khí (thông qua các quátrình khử sunfat, khử nitrat ) các chất hữu cơ trong rác thải

Ngoài ra, một trong những phát kiến gây được sự chú ý lớn trong việc quản

lý chất thải rắn trên thế giới là chôn lấp với công nghệ hoạt hóa sinh học Côngnghệ này đã thay đổi mục đích của một bãi chôn lấp chỉ với chức năng lưu giữ chấtthải một cách thông thường thành một hệ thống xử lý chất thải hiệu quả Phương

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

pháp này được ứng dụng ở các nước Anh, Đức, Mỹ từ cuối những năm 90 của thế

kỷ 20 cho đến nay và đem lại hiệu quả cao cho công tác xử lý chât thải rắn đô thị

a, Xử lý nước rỉ rác tại Mỹ

Công ty DEQ (Mỹ) đã xây dựng hệ thống xử lý nước rỉ rác:

- Đánh giá lưu lượng nước thải sinh ra từ bãi rác.

- Đánh giá đặc trưng ô nhiễm của nước rỉ rác, dự báo diễn biến ô nhiễm theo

thời gian, đối với các bãi rác chưa vận hành sẽ thu thập số liệu của các bãi rác gầnnhất và so sánh với điều kiện khí hậu, thời tiết, công nghệ chôn lấp của từng bãi

- Xác định tình trạng của nguồn nước nhận, giá thành xử lý, hậu quả đối với

môi trường, khó khăn về phương diện kĩ thuật, tiêu chuẩn thải, tính tương hợp củacác thành phần thiết bị và vận hành của bãi chôn lấp rác

- Xác định các chỉ tiêu chung và đặc thù.

- Xác định giá thành xây dựng và vận hành hệ xử lý nước rỉ rác.

- Lựa chọn phương pháp xử lý tổng thể, tối ưu trên cơ sở giá thành xây dựng

Xửlý sơ bộ được thực hiện phổ biến ở Oregon (Mỹ) tại các bãi rác: Coffin sutte(Corvallis Oregen), Rivebend (Yamhill Country)

b, Xử lý nước rỉ rác tại Nhật Bản

❖ Công nghệ xử lý nước rác của hãng Tsukishima Kikai (TSK)

- Công nghệ tách ion canxi

- Công nghệ xử lý vi sinh sử dụng các thiết bị: tiếp xúc sinh học, đĩa quay

sinh học, tấm sục khí Các thiết bị thích hợp cho các nước thải loãng, tiết kiệm năng

lượng, không xử lý thichs hợp chất nitơ (vì hàm lượng không cao).

- Tách loại muối: Sử dụng kĩ thuật thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm

- Kĩ thuật ngưng tụ và kết tủa (bốc hơi chân không, kết tinh thu hồi muối, li

tâm, sâý bốc hơi)

❖ Hãng Kubota Corporation phát triển công nghệ:

- Công nghệ chống kết tủa các chất lắng đọng từ nước rác trong đường ống

hoặc trong nguồn nước nhận

- Công nghệ xử lý sinh học (tiếp xúc sinh học, đĩa quay sinh học để xử lý

chất hữu cơ có nồng độ thấp)

- Khử nitrat nếu cần thiết (khi đốt hợp chất nitơ đã chuyển thành nitrat).

- Tách loại các chất hữu cơ, sử dụng biện pháp keo tụ với sat (III) Clorua đế

tách một phần chất hữu cơ, màu làm giảm tải cho giai đoạn hấp phụ trên than hoạttính ghép nối sau đó

- Công nghệ thuận lợi cho giai đoạn vận hành bảo trì tiết kiệm năng

lượng

Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rỉ rác từ chất thải công

nghiệp ở Tokyo

c, Xử lý nước rỉ rác tại Hàn Quốc:

Ớ các bãi rác sinh hoạt có khoảng 50 điếm dùng cách xử lý sinh học trướcrồi sau đó dẫn về trạm xử lý chung; 92 điểm đưa thẳng nước rác về trạm xử lýchung; 102 điểm tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài Ke từ khi ban hành quyđịnh cho tiêu chuẩn Nitơ Amoni năm 1999 và sau đó năm 2001 thì phần lớn các

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

trạm xử lý nước rác từ bãi rác sinh hoạt đã được bổ sung hoặc lắp đặt mới cácthiết bị xử lý Nitơ; trong đó, phần lớn công nghệ xử lý nitơ vận hành theo kiểuMLE (Modified Ludzack-Ettinger); cũng có hơn 10 bãi rác nhỏ dùng phươngpháp RO sau công nghệ sinh học

1.2.2 Hiện trạng xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam

Hiện nay công nghệ xử lý nước thải rất phong phú và đa dạng, đáp ứng nhucầu cải thiện môi trường Nước rỉ rác được xử lý theo phương pháp hóa lý, hóahọc và vi sinh (xử lý kị khí, yếm khí, hiếu khí)

Xử lý nước rác ở Việt Nam mới được quan tâm từ khoảng thời gian khôngquá 10 năm trở lại đây, nên những nghiên cứu về công nghệ chưa nhiều Các hệthống được xây dựng để xử lý nước rác được hình thành chủ yếu là tính bức xúccủa xã hội tại địa phương nơi có bãi chôn lấp rác Do tính chất địa phương nêncông nghệ xử lý nước rác cũng có tính đặc thù rất cao

được xác lập bởi đơn vị thực hiện công nghệ, năng lực công nghệ và điều kiện khảthi trong thực hiện của địa phương đó.

Một số hệ thống xử lý (Thái Nguyên, Nam Định) chỉ thực hiện bước táchmột phần cặn không tan, hoạt động không ổn định Các hệ xử lý tại Hà Nội, thànhphố Hồ Chí Minh được xây dựng quy mô và đầy đủ hơn, điển hình là một số côngnghệ sau:

♦> Trạm xử lý nước rỉ rác tại Tây Mỗ - Hà Nội:

Trạm được xây dựng từ năm 1998 với công nghệ sinh học đon giản đã hoạtđộng không hiệu quả ngay sau khi vận hành, thành phần nước thải đầu vào và đầu

ra hầu như không thay đổi và từ đó đến nay trạm không được vận hành

❖ Trạm xử lý nước rỉ rác tại bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội:

- Trạm được xây dựng từ năm 2000 với sự kết hợp của tuyển nối và xử lý

sinh học nhưng sau khoảng 2 tháng vận hành xử lý kém hiệu quả và sau khi đã cónhững hiệu chỉnh nhưng hệ thống hoạt động vẫn không hiệu quả

- Trạm xử lý do Liên hiệp khoa học và sản xuất hóa học UCE tiến hành với

công nghệ xử lý chủ yếu là hóa học và hóa lý để oxy hóa và keo tụ chất thải trongnước rỉ rác Công nghệ nào được đề xuất đế xử lý nước thải tồn đọng trong ô chônlấp số 3 bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội, nước thải sau xử lý không đạt yêucầu của TCVN 5945-1995 cột B về COD, tổng N và hiện nay trạm đã được tháodỡ

- Trạm xử lý do xí nghiệp điện lạnh và môi trường - Công ty Cơ khí Thủy

sản tiến hành với mục đích xử lý nước rác khẩn cấp cho bãi chôn lấp chất thải NamSơn - Sóc Sơn - Hà Nội Với công nghệ này, tác giả đã tận dụng hệ thống hồ sinhhọc để giảm tải, nước rác sau khi qua khỏi hệ thống hồ sinh học nồng độ chất thảigiảm đáng kể COD = 300-1200mg/l, hàm lượng BOD trong nước thấp BOD = 30-350mg/l tùy theo điều kiện của thời tiết và

lượng nước rác được bơm ra Ngoài ra còn xử lý nitơ Tuy nhiên, nồng độ

Trườìĩg ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

COD vẫn cao hơn tiêu chuẩn thải và phải pha loãng trước khi xả ra ngoài

- Trạm xử lý do công ty SEEN tiến hành bắt đầu vận hành từ năm

2006 bao gồm các công đoạn chính:

+ Xử lý nitơ: theo phương pháp nâng pH thổi khí ngược (stripping),lượng còn lại được xử lý vi sinh qua bể SBR

+ Xử lý COD: được thực hiện bằng phương pháp sinh học kết họpvới hóa lý (fenton và hấp phụ)

Hiện nay, trạm đang xử lý nước rác sau khi qua hồ sinh học, tuynhiên chất lượng sau xử lý không ổn định và cần thời gian ổn định (3-5ngày) trước khi xả ra ngoài

❖ Trạm xử lý nước rác tại bãi chôn lấp Gò Cát- Tp Hồ Chí Minh

- Trạm xử lý nước rác tại bãi chôn lấp Gò Cát- Tp Hồ Chí Minh

bắt đầu vận hành từ năm 2001 cho đến nay đã có 03 loại hình công nghệ

xử lý khác nhau được áp dụng, trong đó:

1 Phương pháp xử lý bằng màng lọc - Công ty VerMeer, Hà Lan;

2 Phương pháp xử lý sinh học - Trung tâm môi trường CENTEMA;

3 Phương pháp sinh học kết họp lọc màng - Trung tâm môi trườngECO

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước rác của bãi chôn lấp Gò Cát

Theo nhận định ban đầu, đây là một trạm xử lý nước rỉ rác theocông nghệ của Hà Lan khá hiện đại với công nghệ chủ yếu được áp dụng

là công

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

Illustration of how EcoBio-Block works

nghệ lọc màng Tuy nhiên, từ tháng 7/2007 đến nay thì trạm xử lý này đã phải ngừng

hoạt động

Ngoài ra tận dụng khả năng hấp phụ các kim loại nặng trong môi trường ô nhiễm

của một số loại thực vật, các nhà khoa học Hội nước và Môi trường TP.HCM đã đưa ra

giải pháp xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ “Cánh đồng tưới” và “Cánh đồng lọc” Với

phương pháp này, khi tưới nước thải lên mặt đất, nước thải sẽ ngấm vào lòng đất và

được đất giữ lại, chuyển hóa các chất bẩn Nhóm thực vật được lựa chọn thử nghiệm

công nghệ này là cỏ voi, cỏ vetiver, cỏ singnal hoặc cây dầu mè, những loại cây này có

khả năng hấp thụ nước rỉ rác có độ ô nhiễm cao và giảm nồng độ ô nhiễm

1.3 Tổng quan về vật liệu EBB

EBB là khối chất rắn có sử dụng hỗn hợp các vật liệu sinh ra từ tự nhiên và các

vật liệu do con người tạo ra, nhằm mục đích chính là phân hủy chất thải hữu cơ và khử

mùi trong nước thải EBB là công nghệ sinh học sinh thái thân thiện với môi trường, quá

trình sản xuất EBB thông qua một quy trình theo dõi nghiêm ngặt trong chế độ pha trộn

giữa tỉ lệ xi măng, cát, đá, vi sinh vật thân thiện với môi trường, chất dinh dưỡng và đá

xốp núi lửa

1.3.1 Nguyên lý hoạt động của EBB

Các vi sinh vật trong khối EBB xử lý nước bằng cách duy trì sự cân bằng tự nhiên

và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại có trong nguồn nước bị ô nhiễm

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của EBB

mfrfcp? Sgj every 30 minutes

Physical suction # •* f 0 0

> » » > > > > > > > >

Effective bacteria J OJ -I

SET"

m

Cơ chế phân hủy chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nước thải là nhờ cácchủng vsv thân thiện với môi trường, trong đó có cả vsv hiếu khí, thiếu khí và kị khí.Khi tiếp xúc với dòng nước thải giàu chất hữu cơ và chất dinh dưỡng thì cứ sau 30 phútvsv phát triến theo cấp số nhân và tạo ra được hệ vsv hữu ích vô cùng phong phú.

1.3.2 Ưu điếm và nhược điếm của vật liệu EBB

♦> Ưli điểm của vật liệu EBB

- Sử dụng vật liệu EBB thân thiện với môi trường, thanh lọc nhanh các chất thải

hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nguồn nước, ức chế phần lớn các vi khuẩn có hại làmcho nguồn nước trong hơn và mùi hôi giảm một cách đáng kể

Thiết kế linh hoạt để phù họp với địa hình và đối tượng cần xử lý Hệ thống xử

lý xây dựng đơn giản, không cần những đường ống phức tạp nên lắp đặt và vận hành vôcùng thuận lợi

- Khối chất rắn EBB được thiết kế và chế tạo gọn nhẹ nên dễ vận chuyển đến

những nơi có địa hình phức tạp

- EBB cải tiến được thiết kế lấy nguồn oxy tự nhiên, tránh được tình trạng khi hệ

thống xử lý không có nguồn điện cấp vào thì khối chất rắn EBB vẫn duy trì được sự sốngcho vsv

Nhược điếm của vật liệu EBB

Nhược điếm lớn nhất của khối chất rắn EBB là không phù hợp xử lý chất thải ởnhững điểm có nồng độ ss cao, vì nồng độ này có thể gây tắc nghẽn khối rỗng bên trongEBB, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của vsv Chính vì thế, những nơi như hồ, ao có lượngbùn nhiều ở đáy người ta không xếp EBB ở dưới mà xếp cách lượng bùn dưới đáy mộtkhoảng cách thích họp

Trườìĩg ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

1.3.3 Những ứng dụng của EBB trên thế giới và tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Ở nước ngoài:

Eco-Bio-Block (EBB) là một khối chất rắn được sản xuất thông qua quá trình phatrộn các vật liệu như đá núi lửa kết họp gắn các hệ vi sinh vật thân thiện với môi trường vàđược ứng dụng trong xử lý môi trường [13] EBB được cấp ba tăng bởi phát minh củacông ty Koyoh Nhật Bản Cơ chế hoạt động của EBB được thực hiện thông qua vai trò củacác vsv được gắn trong khối với mật độ cao bởi độ rỗng và diện tích bề nặt tiếp xúc lớncủa vật liệu Trên thế giới đã có những công trình công bố nghiên cứu cơ bản về sử dụngEBB trong việc loại bỏ COD và Nitơ amoni trong nước thải sinh hoạt

[9] Thông thường EBB đảm nhận vai trò loại bỏ các chất ô nhiễm bằng cách duy trì sựcân bằng tự nhiên và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại có trong nguồn nước bị ônhiễm

Bên cạnh đó nghiên cứu của Hitoshi [8] đã khảo sát về vai trò của EBB trong việcloại bỏ các ký sinh trùng, trứng muỗi trong nước thải và khả năng lọc sạch nước thải đểloại bỏ các chất ô nhiễm Qua nghiên cứu này tác giả đã thu được những số liệu có giá trịhữu hiệu về mặt khoa học trong việc làm rõ được khả năng tăng hiệu suất loại bỏ chất ônhiễm Qua nghiên cứu này tác giả đã thu được những số liệu có giá trị hữu hiệu về mặtkhoa học trong việc làm rõ được khả năng hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm và sản sinh ítchất pyriproxyfen, đây là một pyridine có vai trò tiêu diệt các ấu trùng của động vật thânđốt và các vi khuẩn Bacillus subtilis natto cố định trong khối EBB sẽ làm tăng hiệu quả xửlý

Trong nghiên cứu của Mohd lại đề cập đến vai trò của EBB trong việc đánh giá chấtlượng nước sông Sungai Kenawar Segamat tại Malaysia [10], các tông số được nhóm tácgiả tiến hành khảo sát để đánh giá như: hàm lượng oxy hòa tan (DO), tổng chất rắn lơ lửng(TDS), nhu cầu oxy sinh học (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), các hợp chất nitơ NH4+,NO3 ", NO2 Qua nghiên cứu này tác giả đã kết luận việc ứng dụng EBB cho xử lý nướcthải ô nhiễm tại các lạch, mương, sông nhỏ là rất phù họp, mang lại hiệu quả cao, không sử