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

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s u PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC

===goB3o8===

VŨ THỊ NGỌC BÍCH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ

XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾU - HIẾU KHÍ

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi trường

Người hướng dẫn khoa học ThS HOÀNG LƯƠNG

HÀ NỘI - 2015

L Ờ I C Ả M Ơ N

Em xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Hóa Học đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

Em xin chân thành cảm ơn các cô chú, anh chị, cán bộ công nhân viên của Viện Công nghệ môi trường đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tại viện.Với lòng biết ơn sâu sắc, trước tiên em xin chân thành 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, định hướng 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 động viên khích lệ em trong suốt thời gian vừa qua

Do điều kiện thời gian và trình độ hạn chế, nên khóa luận này không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô giáo đế Khóa luận của em được hoàn thiện hon

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Ngọc Bích

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

L Ờ I C A M Đ O A N

Em xin cam đoan bài khóa luận tốt nghiệp này là công trình nghiên cún 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 khắng định về sự trung thực của lời cam kết trên

Hà Nội, thảng 5 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Ngọc Bích

DANH M Ụ C CÁC K Í H IỆU , C H Ữ V IẾ T TẮ T

BOD (Biochemical oxygen Demand)

COD (Chemical Oxygen Demand)

Amoni

Be sinh học hoạt động theo mẻTiêu chuẩn Việt Nam

Tổng CacbonChỉ tiêu chất rắn lơ lửngAxit béo dễ bay hơi

Vi sinh vât

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC

MỞ Đ À U 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN c ứ u 3

1.1 Tổng quan về nước 1'ỉ r á c 3

1.1.1 Sự hình thành nước rỉ rác 3

1.1.2 Phân loại nước rỉ r á c 4

1.1.3 Thành phần và tính chất nước rỉ rác 4

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tĩnh chất nước rỉ r á c 5

1.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước rỉ r á c 7

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

1.2.2 Hiện trạng xử lý nước rỉ rác ở trong n ư ớ c 11

1.3 Tổng quan về vật liệu E B B 13

1.3.1 Nguyên lý hoạt động của E B B 14

1.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của vật liệu E B B 14

1.3.3 Những ứng dụng của EBB trên thế giới và tình hình nghiên CÚ11 trong nước 15

CHƯƠNG 2: ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 20

2.1 Đối tượng nghiên CÚ01 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Phương pháp nghiên cún tài liệ u 20

2.2.2 Phương pháp phân tíc h 20

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Ket quả thực nghiệm với nước rỉ rác tự ủ 26

3.1.1 Hiệu quả xử lý Amoni ở lưu lượng 0,25 L/giờ 28

3.1.2 Hiệu quả xử lý Amoni ở liru lượng 0,5 L/giờ 29

3.1.3 Hiệu quả xử lý Amoni ở lưu lượng 1 L /giờ 30

3.1.4 Ảnh hưởng của tải lượng đến hiệu suất xử lý Amoni trong nước ri rác

3.2 Ket quả thực nghệm với nước rỉ rác tại Nam Sơn (Sóc Sơn - Hà N ộ i) 31KẾT LUẬN VÀ KIẾN N G H Ị 33TÀI LIỆU THAM KHẢO 34PHỤ L Ụ C 36

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng số liệu về đặc trưng một số thông số của nước rác theo loại hình

bãi chôn lấp .5

Bảng 1.2: Thành phần nước rỉ rác mới và nước rỉ rác c ũ 5

Bảng 1.3: Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ấn Đ ộ 17

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 Amoni của hệ chạy nước rỉ rác tự ủ

28

Bảng 3.2: Ket quả khảo sát khả năng xử lý Amoni trong nước rỉ rác ở bãi rác

Nam S ơ n 31

DANH MỤC HÌNH

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

ở T o k y o 10

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

Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của EB B 14

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

Hình 2.1: Mô hình xử lý nước rỉ r á c 22

Hình 2.2 : Nước rỉ rác tự ủ 23

Hình 2.3 : Pha loãng nước rỉ rác tự ủ để chạy hệ thống xử l ý 23

Hình 2.4 : Hệ thống xử lý nước rỉ r á c 24

Hình 3.1 : Hiệu suất xử lý Amoni ở lưu lượng 0,25 L /g iờ 28

Hình 3.2 : Hiệu suất xử lý Amoni ở lưu lượng 0,5 L /g iờ 29

Hình 3.3 : Hiệu suất xử lý Amoni ở lưu lượng 1 L /g iờ 30

Hình 3.4 : Sự ảnh hưởng của tải lượng đến hiệu suất xử lý A m o n i 30

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐÀU

> 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 hóa nói 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 nhiễm ngày càng nghiêm trọng Trong đó chất thải rắn có thành phần, tính chất phức tạp, gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí xung quanh khu vực đổ thải, đặc biệt là nước rỉ rác sinh ra từ các bãi chôn lấp chất thải rắn có nồng độ chất ô nhiễm rất cao do đó cần phải có biện pháp xử lý thích hợp, nhằm giảm thiểu lượng 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

đế, đặc biệt là nước rò rỉ từ các bãi chôn lấp chất thải rắn Chôn lấp vẫn là giải pháp phổ biến trong xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam do kỹ thuật đon giản

và chi phí xử lý thấp Tuy nhiên, trong rác thải có một số thành phần rác thải có khả năng mang theo các hợp chất độc hại như: các vật liệu sơn, pin thải, dầu máy, các hóa chất, rác thải độc hại trong công nghiêp, thương mại có thể mang theo các kim 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 lượng nước rỉ rác lớn do độ ẩm tự’ nhiên, nước mưa và các quá trình hóa sinh, trong đó chứa các loại thành phần hữu cơ độc hại cao và khó phân hủy sinh học Neu không được xử lý tốt, nước rỉ rác sẽ ngấm vào nước mặt, nước ngầm, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Vấn đề Amoni, là vấn đề khó trong xử lý nước rỉ rác, hơn thế nữa nếu để lâu ngày chúng có thể dẫn đến các hợp thành phần hữu cơ cao phân tủ' chứa halogen là những chất độc nếu rơi vào nguồn nước và đất Nước rỉ rác chứa hàm lượng lớn các hợp chất khó phân hủy sinh học như hydrocacbon đa vòng, họp

chất cơ - halogen, PCBs, humic, phenol, các hợp chất của phenol và chất hoạt động bề m ặt Chính vì vậy, các phương pháp sinh học thông thường xử lý cho 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 Vì vậy, đề tài "Nghiên CÚ01 đánh giá hiệu quả xử lý Amoni trong nước rỉ rác bằng phưong pháp thiếu - hiếu khí kết họp sử dụng vật liệu EBB cải tiến” được ứng dụng 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 liêu, thực hiện quá trình xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp thiếu - hiếu khí kết họp sử dụng vật liệu EBB; trước tình hình môi trường xung quanh bị ô nhiễm gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, môi trường sống sinh vật; nên mục tiêu của đề tài này là xử

lý làm giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác để tạo môi trường sống trong lành và sạch sẽ

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

CH Ư Ơ N G 1 TÔNG QUAN VÈ VÁN ĐỀ NGHIÊN c ứ u

1.1 Tổng quan về nước rỉ rác

1.1.1 S ự hình thành nước r ỉ rác

Nước rỉ rác là sản phẩm của quá trình phân hủy chất thải bởi quá trình lý, hóa, sinh học diễn ra trong lòng bãi chôn lấp, thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp Nước rỉ rác là loại nước thường bị ô nhiễm nặng bởi các chất nguy hại nên thành phần hóa học của nước

rỉ rác cũng rất khác nhau và phụ thuộc vào thành phần rác đem chôn cũng như thời gian chôn lấp

Quá trình hình thành nước rỉ rác bắt đầu từ khi bãi rác đạt đến khả năng giữ nước hoặc bị bão hòa nước Trong đó khả năng giữ nước của chất thải rắn là tổng lượng nước có thể lưu lại trong bãi rác dưới sự tác dụng trọng lực Đây là yếu tố quan trọng trong việc xác định sự hình thành nước 1'ỉ rác Khả năng giữ nước phụ thuộc vào trạng thái bị nén của rác và việc phân hủy chất thải trong bãi chôn 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 chất thải 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 đoạn hoạt động khác nhau của bãi rác

1.1.2 Phân loại nước r í rác

Theo đặc điểm 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 r ỉ 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 phản ứng lý, hóa, sinh xảy ra trong bãi chôn lấp Các quá trình sinh hóa xảy ra trong bãi chôn lấp chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từ chất 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 được chia 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 triến mạnh ở nhiệt độ 40 - 60°c

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

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

hình bãi chôn lấp [3]:

Thông

số

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

-Nguôn: Christensen, ỉ 982 và Mortensen,1993

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước r ỉ 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 vào nhiều các yếu tố như: thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chôn lấp, chiều sâu bãi chôn lấp ta sẽ lần lượt xét qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến thành phần và tĩnh chất nước rỉ rác:

a, Thời gian chôn lấp

Tính chất nước rỉ rác thay đổi theo thời gian chôn lấp Nhiều nghiên cún cho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác là một hàm theo thời gian Theo thời gian, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước 1'ỉ rác giảm dần.

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

pH nghiêng vê tính axit pH trunh tính hoặc kiêm

BOD cao BOD thâp

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

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 đến tính 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 có đặc tính tương tự Chẳng hạn như, chất thải có chứa nhiều chất độc hại thì nước rác cũng chứa nhiều thành phần độc hại

Các biện pháp xử lý hoặc chế biến chất thải rắn cũng có nhũng tác động đến tính chất nước rác Trong đó nghiền nhỏ là biện pháp được sử dụng để làm tăng tốc độ phân hủy rác so với khi không nghiền nhỏ Tuy nhiên, sau một thời gian dài thì tổng lượng chất ô nhiễm bị trôi gra từ chất thải rắn là như nhau bất

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 trọng trong ngăn ngừa nước thấm vào bãi chôn lấp làm tăng nhanh thời gian tạo ra nước rò rỉ cũng như tăng lưu lượng và pha loãng các chất ô nhiễm từ rác vào trong nước Khi quá trình thấm xảy ra nhanh thì nước rò rỉ sẽ có lun lượng lớn

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

d, Độ ẩm rác và nhiệt độ

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

Độ ẩm và nhiệt độ là một trong các yếu tố quyết định thời gian hình thành nước 1'ỉ rác nhanh hay chậm Độ ẩm trong rác càng cao thì nước rỉ rác sẽ được hình thành nhanh hơn Đồng thời nhiệt độ càng cao thì phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước 1'ỉ rác có nồng

độ ô nhiễm cao hơn

1.2 Tổng quan về 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 trường xung quanh, phá hủy hệ sinh thái Do đó cần phải thực hiện các biện pháp xử lý đế tối 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 1'ỉ rác rò 1'ỉ ra ngoài

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

- Phát triển công nghệ xử lý nước 1'ỉ rác

Hiện nay đã có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải đang được ứng dụng trong thực tiễn Nhung hai phương pháp xử lý cơ bản được áp dụng trong xử lý nước 1'ỉ 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 họp của chúng

Với biện pháp xử lý mang tính sinh vật học thì phương pháp sinh học có các công đoạn thay đổi như phương pháp bùn hoạt tính, thông khí tiếp xúc, tháp lọc sinh học, xử lý bằng phương pháp kị khí, đặc biệt gần đây đã chuyển sang công đoạn loại bỏ nitơ Tuy nhiên nước rỉ rác có nồng độ cao và hàm lượng độc tính nhiều, do phải duy trì sức chứa nên tiêu tốn đất xử lý với quy mô lớn và sau khoảng thời gian nhất định có nhược điếm 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 Với phương pháp hóa học, chủ yếu thường dùng phương pháp kết tủa đông hay oxi hóa Fenton nhung 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) và cũng có hiệu quả đáng kể, tuy nhiên cũng cần chú ý đến nhược điếm của phương pháp 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 biết cách kết họp giữa các phương pháp xử lý mang tính sinh vật học với phương pháp mang tính vật lý - hoá học

1.2.1 Hiện trạng x ử lý nước r ỉ 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 tại các bãi chôn lấp bằng biện pháp tái tuần hoàn nước rỉ rác chứa nhiều oxy Với 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 quá trình 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 Công nghệ này đã thay đổi mục đích của một bãi chôn lấp chỉ với chức năng lun giữ chất thải một cách thông thường thành một hệ thống xử lý chất thải hiệu quả Phương pháp này được ứng dụng ở các nước Anh, Đức, Mỹ từ cuối nhũng 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 1'ác.

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

- Đánh giá đặc trung 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 gần nhất 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 của các 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 un trên cơ sở giá thành xây dựng và vận hành hệ thống

Trên cơ sở đặc trưng của nguồn nước nhận sẽ tiến hành các giái pháp công nghệ khác nhau, ví dụ hòa trộn lẫn với hệ nước thải sinh hoạt, sử dụng để tưới tiêu, xử lý tại chỗ và xả vào nguồn nước mặt hoặc một phương thức khác Khi sử dụng với mục đích tưới tiêu nước rỉ rác cần xử lý sơ bộ theo tiêu chuẩn

“Standard for leachate spray irrigation managent” October28, 1992 X ử lý sơ bộ 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 thích họp 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 họp chất nitơ đã chuyển thành nitrat)

- Tách loại các chất hữu cơ, sử dụng biện pháp keo tụ với sắt (III) Clorua để tách một phần chất hữu cơ, màu làm giảm tải cho giai đoạn hấp phụ trên than hoạt tính 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

nghệp ở Tokyo

c, Xử lý nước rỉ rác tại Hàn Quốc:

Ớ các bãi rác sinh hoạt có khoảng 50 điểm dùng cách xử lý sinh học trước rồi sau đó dẫn về trạm xử lý chung; 92 điểm đưa thẳng nước rác về trạm

xử lý chung; 102 điểm tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài Kể từ khi ban hành quy định cho tiêu chuẩn Nitơ Amoni năm 1999 và sau đó năm 2001 thì phần lớn các trạm xử lý nước rác từ bãi rác sinh hoạt đã được bổ sung hoặc lắp đặt mới các thiết bị xử lý Nitơ; trong đó, phần lớn công nghệ xử lý nitơ vận hành theo kicu MLE (M odiílcd Ludzack-Ettingcr); cũng có hơn 10 bãi rác nhỏ dùng phương pháp RO sau công nghệ sinh học

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

1.2.2 Hiện trạng x ử lý nước r ỉ rác ở trong nước

Hiện nay công nghệ xử lý nước thải rất phong phú và đa dạng, đáp ứng nhu cầu cải thiện môi trường Nước rỉ rác được xử lý theo phương pháp hóa lý, hóa học 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 không quá 10 năm trở lại đây, nên những nghiên cún về công nghệ chưa nhiều Các hệ thống được xây dựng để xử lý nước rác được hình thành chủ yếu là tính bức xúc của xã hội tại địa phương nơi có bãi chôn lấp rác Do tính chất địa phương nên công 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 khả thi trong thực hiện của địa phương đó

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

số công nghệ sau:

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

Trạm được xây dựng từ năm 1998 với công nghệ sinh học đơn giản đã hoạt động 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 họp của tuyển nổi và xử lý sinh học nhưng sau khoảng 2 tháng vận hành xử lý kém hiệu quả và sau khi đã có nhũng hiệu chỉnh nhung 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 trong nước rỉ rác Công nghệ nào được đề xuất để xử lý nước thải tồn đọng trong ô chôn lấp số 3 bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội, nước thải sau xử

lý không đạt yêu cầu của TCVN 5945 - 1995 cột B về COD, tổng N và hiện nay trạm đã được tháo dỡ.

- 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 Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội Với công nghệ này, tác giả đã tận dụng hệ thống hồ sinh học để giảm tải, nước rác sau khi qua khỏi hệ thống hồ sinh học nồng độ chất thải giảm đáng kể COD = 300 - 1200mg/L, hàm lượng BOD trong nước thấp BOD = 300 - 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 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:

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

4-Xử lý COD: được thực hiện bằng phương pháp sinh học kết họp với hóa lý (fenton và hấp phụ)

Hiện nay, trạm đang xử lý nước rác sau khi qua hồ sinh học, tuy nhiên chất lượng sau xử lý không ổn định và cần thời gian ổn định ( 3 - 5 ngày) 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 hợp lọc màng - Trung tâm môi trường ECO

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

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 theo công nghệ của Hà Lan khá hiện đại với công nghệ chủ yếu được áp dụng là công 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 ri 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 tụ’ 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: Nguyên lý hoạt động của EBB

Cơ chế phân hủy chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nước thải là nhờ các chủng v s v thân thiện với môi trường, trong đó có cả v s v 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 phút v s v phát triển theo cấp số nhân và tạo ra được hệ

v s v hữu ích vô cùng phong phú

1.3.2 Ưu điếm và nhược điểm của vật liệu EBB

❖ Ưu điểm của vật liệu EBB

Sử dụng vật liệu EBB thân thiện với môi trường, thanh lọc nhanh các chất thải hũu cơ và chất dinh dưỡng có trong nguồn nước, ức chế phần lớn các vi khuẩn có hại làm cho nguồn nước trong hơn và mùi hôi giảm một cách đáng kể

Thiết kế linh hoạt để phù hợp 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 vô cùng thuận lợi

- Khối chất rắn EBB được thiết kế và chế tạo gọn nhẹ nên dễ vận chuyển đến những nơi có dịa hình phức tạp

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

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 sống cho v s v

❖ Nhược điếm của vật liệu EBB

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

1.3.3 N hững ứng dụng của EBB trên thế giới và tình hình nghiên cứu trong nước

Trên thế giới:

Eco-Bio-Block (EBB) là một khối chất rắn được sản xuất thông qua quá trình pha trộn các vật liệu như đá núi lửa kết họp gắn các hệ vi sinh vật thân thiện với môi trường và được ứng dụng trong xử lý môi trường [13] EBB được cấp ba tăng bởi phát minh của công ty Koyoh Nhật Bản Cơ chế hoạt động của EBB được thực hiện thông qua vai trò của các v s v được gắn trong khối với mật

độ cao bởi độ rỗng và diện tích bề nặt tiếp xúc lớn của vật liệu Trên thế giới đã

có những công trình công bố nghiên CÚOI cơ bản về sử dụng EBB 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 sự cân bằng tự nhiên và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại có trong nguồn nước bị ô nhiễm

Bên cạnh đó nghiên cún của Hitoshi [8] đã khảo sát về vai trò của EBB trong việc loại bỏ các ký sinh trùng, trứng muỗi trong nước thải và khả năng lọc sạch nước thải để loại bỏ các chất ô nhiễm Qua nghiên cún này tác giả đã thu được nhũng số liệu có giá trị hữu hiệu về mặt khoa học trong việc làm rõ được khả năng tăng hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm Qua nghiên cứu này tác giả đã thu được những số liệu có giá trị hũai hiệu về mặt khoa học trong việc làm rõ được