Bài giảng mô hình hóa môi trường chương 5 GV trương thị thu hương

Nước rỉ rác chứa nhiều hợp chất hoá học sinh ra do sự hoà tan của các thành phần trong rác và sản phẩm của những phản ứng hoá học và hoá sinh xảy ra trong bãi chôn lấp.. - Khí bãi rác CT

M Ô H Ì N H H ÓA BÃI

Bài 5

GVGD: TRƯƠNG THỊ THU HƯƠNG

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM

Chất thải rắn (CTR): bao gồm tất cả các chất thải ở dạng

rắn, phát sinh do hoạt động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa

Chôn lấp (landfilling): là quá trình đổ chất thải vào bãi

chôn lấp bao gồm cả công tác giám sát chất thải chuyển đến, thải bỏ, nén ép chất thải và lắp đặt các thiết bị giám sát chất lượng môi trường xung quanh.

Bãi chôn lấp chất thải rắn (BCL): là một diện tích hoặc một

khu đất đã được quy hoạch, được lựa chọn, thiết kế, xây dựng để chôn lấp chất thải rắn nhằm giảm tối đa các tác động tiêu cực của BCL tới môi trường.

Ô chôn lấp chất thải (cell): là thể tích chứa CTR và vật liệu che phủ được

đổ vào BCL trong một đơn vị thời gian vận hành, thường là 1 ngày.

Các thuật ngữ được dùng cho bãi chôn lấp bao gồm:

Lớp che phủ hằng ngày (daily cover): là lớp đất hay vật liệu khác dày

0,15 – 0,35m được phủ lên bề mặt làm việc của bãi chôn lấp vào cuối

mỗi ngày vận hành Lớp che phủ này được sử dụng để tránh hiện

tượng bay rác do gió, tránh chuột bọ, ruồi nhặng và những sinh vật

gây bệnh xâm nhập vào bãi chôn lấp hay lan truyền mầm bệnh ra khu

vực bên ngoài bãi chôn lấp, cũng như hạn chế nước mưa thấm vào

bãi chôn lấp trong quá trình vận hành

Nước rỉ rác (leachate): Là nước được thu gom ở đáy bãi chôn lấp.

Nước rỉ rác sinh ra do nước mưa, nước bề mặt chảy tràn và nước tưới

tiêu thấm vào bãi chôn lấp Nước rỉ rác cũng bao gồm cả nước có sẵn

trong rác cũng như nước ngầm ngấm vào bãi chôn lấp Nước rỉ rác

chứa nhiều hợp chất hoá học sinh ra do sự hoà tan của các thành

phần trong rác và sản phẩm của những phản ứng hoá học và hoá sinh

xảy ra trong bãi chôn lấp.

- Khí bãi rác CTR (landfill gas): là hỗn hợp khí sinh ra từ các ô chôn lấp

chất thải do quá trình phân hủy tự nhiên CTR Phần lớn khí bãi rác là khí methane (CH 4 ), khí cacbonic (CO 2 ), là sản phẩm chính của quá trình phân hủy kị khí phần chất thải hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học của chất thải rắn đô thị trong bãi chôn lấp Những thành phần khí khác gồm có nitơ (N 2 ) và oxy không khí, ammonia (NH 3 ) và các hợp chất hữu

cơ vi lượng.

- Hệ thống thu gom khí thải: là hệ thống các công trình, thiết bị thu

gom khí thải sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nguy cơ gây cháy, nổ.

- Hệ thống thu gom nước rác: là hệ thống các công trình bao gồm tầng

thu gom, đường ống dẫn, mương dẫn để thu gom nước rác về hố tập trung hoặc tới trạm xử lý.

- Hệ thống thoát nước mặt và nước mưa: là hệ thống thu gom nước

mặt và nước mưa dẫn về nơi quy định nhằm ngăn ngừa nước mặt từ bên ngoài xâm nhập vào các ô chôn lấp.

Các thuật ngữ được dùng cho bãi chôn lấp bao gồm: (tt)

www.themegallery.com Com pa ny Logo

II PHÂN LOẠI BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN

1

Phân loại

theo cấu

trúc

3

Phân loại theo địa hình

2

Phân loại theo chức năng

4

Phân loại

theo loại

CTR tiếp

nhận

5

Phân loại theo kết cấu

6

Phân loại theo qui mô

1 Phân loại theo cấu trúc

Bãi hở

(open dumps)

Chôn dưới biển

(submarine disposal)

BCL hợp vệ sinh

(Sanitary landfill)

Được thiết kế để đổ bỏ CTR sao cho mức độ gây độc hại đến môi trường là nhỏ nhất Tại đây CTR được đổ bỏ vào các ô chôn lấp của BCL, sau đó được nén và bao phủ một lớp đất dày khoảng 1,5cm (hay vật liệu bao phủ) ở cuối mỗi ngày

Làm mất vẻ thẩm mỹ của cảnh quan; là môi trường thuận lợi cho nhiều loài trung gian gây bệnh sinh sôi, nẩy nở; Nước rỉ rác sinh ra từ các bãi rác có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

CTR được chôn dưới biển ở độ sâu tối thiểu 30 m, nhằm tránh tình trạng lưới cá

bị vướng mắc Được ứng dụng ở nhiều nơi trên TG như San Francisco, New York (Mỹ)…

2 Phân loại theo chức năng

BCL CTR nguy hại (hazardous waste landfill)

BCL CTR chỉ định (designated waste)

BCL chất thải rắn chỉ định còn gọi là bãi chôn lấp đơn (monofill).

CTR như tro, ximăng…được chôn ở những bãi chôn lấp riêng để

tách biệt chúng với các thành phần khác của CTR sinh hoạt

BCL CTR đô thị (municipal solid waste landfill)

Kỹ thuật đổ và nén chất thải trong các khe núi, mõm núi, mỏ đá phụ thuộc vào địa hình, địa chất và thủy văn của bãi

đổ, đặc điểm của vật liệu bao phủ Thoát nước bề mặt là một yếu tố quan

pháp lõm núi

Đổ vào khu vực có địa hình hẻm núi, lõm núi

Đổ vào khu vực có địa hình hẻm núi, lõm núi

Đổ vào

hố đào, mương rãnh

Đổ vào

hố đào, mương rãnh

Thích hợp sử dụng cho những đất đai bằng phẳng hay nghiêng đều và đặc biệt là những nơi mà chiều sâu lớp đất đào tại bãi đổ đủ để bao phủ lớp rác nén.

Đổ vào khu đất bằng

Đổ vào khu đất bằng Khu vực bãi chôn lấp được lót đáy, được lắp đặt hệ thống thu nước rò

rỉ và hệ thống thoát khí.

CTR được đổ trên mặt đất, sau đó cho xe ủi trải rác ra thành những dãy dài và hẹp, mỗi lớp có chiều sâu 0,4 – 0,75 m

3 Phân loại theo địa hình

www.themegallery.com Com pa ny Logo

4 Phân loại theo loại CTR tiếp nhận

BCL CTR khô: là bãi chôn lấp các chất thải thông thường

(rác sinh hoạt, rác đường phố và rác công nghiệp).

BCL CTR ướt: là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải

dưới dạng bùn nhão.

BCL CTR hỗn hợp: là nơi dùng để chôn lấp chất thải thông

thường và bùn nhão.

Đối với các ô dành để chôn lấp ướt và hỗn hợp bắt buộc

phải tăng khả năng hấp thụ nước rác của hệ thống thu

nước rác, không để cho rác thấm đến nước ngầm.

5 Phân loại theo kết cấu

Các ô chôn lấp CTR

Rãnh thoát nước mưa, nước mặt

Lớp bao phủ trên cùng Mặt đất

Lớp bao phủ trên cùng (dốc) Rãnh thoát nước Các ô chôn lấp CTR

Mặt đất

Các ô chôn lấp CTR

Mặt đất

Rãnh thoát nước

Lớp bao phủ trên cùng (dốc)

Lớp bao phủ trên cùng (dốc) Rãnh thoát

nước Đỉnh bãi chôn lấp

Mặt đất ban đầu

Bãi chôn lấp nổi: là bãi chôn lấp

xây nổi trên mặt đất ở những nơi có địa hình bằng phẳng, ít dốc Xung quanh bãi chôn lấp phải có các đê không thấm.

Bãi chôn lấp chìm: là loại bãi

chìm dưới mặt đất hoặc tận dụng các hồ tự nhiên, mỏ khai thác cũ, hào, mương, rãnh.

Bãi chôn lấp kết hợp: là loại bãi xây

dựng nửa chìm, nửa nổi Chất thải không chỉ được chôn lấp đầy hố

mà sau đó tiếp tục được chất đống lên trên.

Bãi chôn lấp ở khe núi: là loại bãi

được hình thành bằng cách tận dụng khe núi ở các vùng núi, đồi cao.

6 Phân loại theo quy mô

STT Loại

bãi

Dân số đô thị hiện

tại

Lượng rác (tấn/năm)

Diện tích bãi (ha)

III MÔ HÌNH KHÍ BÃI RÁC

1 Các quá trình phân hủy CTR trong bãi chôn lấp

• Phân rã sinh học của chất hữu cơ: phân hủy hiếu khí hoặc kỵ khí, sản sinh ra các sản phẩm khí và lỏng.

• Sự oxy hoá hoá học các vật liệu.

• Sự thoát khí từ BCL và sự khuếch tán ngang của khí xuyên qua BCL.

• Sự di chuyển của chất lỏng do sự khác nhau về cột áp.

• Sự hoà tan, sự rò rỉ các chất hữu cơ và vô cơ vào nước, nước rò rỉ di chuyển xuyên qua BCL.

• Sự di chuyển của chất hoà tan bởi gradient nồng độ và hiện tượng thẩm thấu.

• Sự sụt lún không đều do quá trình ổn định vật liệu vào các chỗ rỗng

www.themegallery.com Com pa ny Logo

2 Cơ sở lý thuyết về sự phát sinh khí mêtan trong BCL

hợp vệ sinh

Hoạt động của vi sinh vật liên quan đến sự hình thành mêtan trong BCL

xảy ra qua 5 giai đoạn.

Tuy nhiên, cách phân chia này chỉ mang tính tương đối bởi vì trong quá

trình phân huỷ không bao giờ xảy ra theo từng giai đoạn một, mà những

sản phẩm sinh ra từ giai đoạn trước sẽ được sử dụng làm nguyên liệu

cho giai đoạn tiếp theo cho đến khi tạo thành sản phẩm cuối cùng của

quá trình phân hủy.

Giai đoạn I: Giai đoạn thích nghi

Giai đoạn II: Giai đoạn chuyển pha

Giai đoạn III: Lên men acid

Giai đoạn IV: Lên men methane

Giai đoạn V: Giai đoạn ổn định (maturation phase)

Cơ sở lý thuyết về sự phát sinh khí mêtan trong BCL hợp vệ sinh (tt)

Giai đoạn này có thể kéo dài từ một vài ngày cho đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân hủy của CTR trong BCL

Giai đoạn thích nghi

Trong giai đoạn này, các thành phần hữu cơ dễ phân hủy sẽ bị phân hủy sinh học dưới điều kiện hiếu khí bởi vì một lượng không khí đã bị giữ lại trong BCL.

Nguồn vi sinh vật (cả kỵ khí lẫn hiếu khí) chủ yếu giữ vai trò phân hủy chất thải có trong đất dùng làm vật liệu bao phủ mỗi ngày hoặc lớp đất phủ cuối cùng khi đóng cửa BCL.

Ngoài ra, bùn từ trạm xử lý nước thải được đổ bỏ cùng với CTR sinh hoạt, nước rò rỉ tuần hoàn cũng là nguồn vi sinh vật cần thiết cho sự phân hủy.

Hàm lượng oxy trong BCL giảm dần và điều kiện kị khí bắt đầu hình

thành Khi môi trường trong BCL trở nên kị khí hoàn toàn, nitrate và

sulfate – các chất đóng vai trò là chất nhận điện tử trong các phản ứng

chuyển hóa sinh học – thường bị khử thành N 2 và H 2 S.

Giai đoạn chuyển pha

2CH 3 CHOHCOOH + SO 4

2-Lactate Sulfate

2CH 3 COOH + S 2- + H 2 O + CO 2

Acetate Sulfide

4H 2 + SO 4 2- S 2- + H 2 O

Giai đoạn lên men acid

Với sự tham gia của tập hợp vi sinh vật hình thành ở giai đoạn II, tốc độ tạo thành các acid hữu cơ tăng nhanh.

Bước 1: là quá trình thủy phân các hợp chất cao phân tử (lipid, polysacchrides, proteins, nucleic acids) nhờ các enzyme trung gian thành các hợp chất đơn giản hơn thích hợp cho các vi sinh vật sử dụng Bước 2: là quá trình lên men acid Xảy ra sự biến đổi các hợp chất đã hình thành ở bước trên thành các chất trung gian phân tử lượng thấp hơn mà đặc trưng là acid acetic, một phần nhỏ acid fulvic và một số acid hữu cơ khác.

Khí CO 2 và một lượng nhỏ khí H 2 S được hình thành trong giai đoạn này

www.themegallery.com Com pa ny Logo

Giai đoạn lên men methane

Trong giai đoạn này, nhóm vi sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt được gọi là vi

khuẩn methane, sẽ chuyển hóa acid acetic và H 2 ở giai đoạn trước

thành CH 4 và CO 2

Giai đoạn ổn định

Giai đoạn này xảy ra sau khi các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học được

chuyển hoá thành CH4 và CO 2 trong giai đoạn IV.

Khi lượng ẩm tiếp tục thấm vào phần chất thải mới thêm vào, quá trình

chuyển hoá lại tiếp tục xảy ra.Tốc độ sinh khí sẽ giảm xuống đáng kể

trong giai đoạn này vì hầu hết các chất dinh dưỡng sẵn có đã bị rửa trôi

theo nước rò rỉ trong các giai đoạn trước đó và các chất còn lại hầu hết

là các chất có khả năng phân hủy sinh học chậm.

Trong suốt giai đoạn ổn định, nước rò rỉ thường chứa acid humic

và acid fulvic rất khó cho quá trình sinh học tiếp tục diễn ra

Một cách tổng quát, phản ứng hóa học phân hủy yếm khí trong BCL có thể tóm tắt như sau:

Vi khuẩn

CHC + H 2 O CHC đã bị phân hủy sinh học + CH 4 + CO 2 + khí khác

Thể tích khí sinh ra từ quá trình phân hủy yếm khí có thể tính theo nhiều cách khác nhau.

Ví dụ, nếu thành phần CTR hữu cơ tìm thấy trong CTR đô thị (ngoại trừ plastic) có công thức tổng quát dạng C a H b O c N d , thì tổng thể tích lượng khí sinh ra có thể tính theo công thức sau:

Giả sử rằng quá trình phân hủy sinh học biến đổi hoàn toàn các chất hữu cơ thành khí CO 2 và CH 4

CaHbOcNd+ (4a - b - 2c + 3d)/4 H2O → (4a + b - 2c - 3d)/8

CH4+ (4a - b + 2c + 3d)/8 CO2+ dNH3

Tỷ lệ phần trăm của các khí sinh ra trong một BCL hợp vệ sinh, khảo sát

suốt 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp rác đã được hoàn chỉnh

Khoảng thời gian tính từ khi ô

chôn lấp hoàn chỉnh (tháng)

Phần trăm trung bình theo thể tích, %

Thành phần chất hữu cơ Khả năng phân hủy sinh học

Rác thực phẩm X

Giấy văn phòng X

Plastic Không phân hủy sinh học

Khả năng phân hủy của các thành phần chất hữu cơ trong CTR

www.themegallery.com Com pa ny Logo

Thành phần chất hữu cơ Hàm lượng lignin

(% VS)

Phần có khả năng phân hủy sinh học (% VS)

Khả năng phân hủy sinh học của các chất hữu cơ

trong CTR đô thị dựa trên hàm lượng lignin

Ví dụ

Cho một loại CTR đô thị có thành phần như ở bảng sau:

Hãy xác định thành phần khí sinh ra do phân hủy hoàn toàn loại CTR này

3 Sự thay đổi lượng khí theo thời gian

Ở điều kiện bình thường, tốc độ phân hủy của CTR trong BCL hợp vệ

sinh đạt đến giá trị cực đại trong 2 năm đầu tiên, sau đó giảm dần và

có thể kéo dài trong khoảng thời gian 25 năm

Tốc độ phân hủy hàng năm của các chất hữu cơ phân hủy nhanh và

chậm được biểu diễn bằng mô hình sản lượng khí hình tam giác, trong

đó giá trị sản lượng khí cực đại sẽ đạt được sau 1 năm đối với chất hữu

cơ phân hủy nhanh và sau 5 năm đối với chất hữu cơ phân hủy chậm.

Giả sử rằng sự phát sinh khí xảy ra ở cuối năm thứ nhất tính từ thời

điểm bắt đầu chôn lấp chất thải Tổng lượng khí sinh ra từ lượng chất

thải chôn lấp của năm thứ nhất được tính theo công thức:

V(m3/kg) = 1/2 x h(m3/kg.năm) x T(năm)

Trong đó: h- giá trị sản lượng khí cực đại, m 3 /(kg.năm); T: thời gian để

phân hủy hoàn toàn của phần chất thải rắn hữu cơ (năm)

Thời gian phân hủy (năm)

Đồ thị tam giác biểu diễn tốc độ phát sinh khí từ rác có khả năng phân huỷ nhanh

3/k

0 1 2 3 4 5

x 3/4x 2/4x 1/4x

Xác định tốc độ sinh khí cực đại đối với chất hữu

cơ phân hủy nhanh

Theo phương pháp đồ thị tam giác, lượng khí sẽ sinh

ra từ chất hữu cơ phân hủy nhanh trong vòng 5 năm và lượng khí sinh ra cực đại vào cuối năm thứ nhất.

Tổng lượng khí sinh ra của rác phân hủy nhanh, = 1/2 x Thời gian

phân hủy x Tốc độ sinh khí cực đại

Tốc độ sinh khí cực đại của rác phân hủy nhanh = 2 x Tổng

lượng khí sinh ra /Thời gian phân hủy

www.themegallery.com Com pa ny Logo

Đồ thị tam giác biểu diễn tốc độ phát sinh khí từ rác có khả

năng phân hủy chậm

Thời gian phân hủy (năm)

3 /k

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1/5x 2/5x 3/5x 4/5x 5/5x 9/10x 8/10x 7/10x 6/10x 5/10x 4/10x 3/10x2/10x 1/10x

Xác định tốc độ sinh khí cực đại đối với chất hữu cơ phân

hủy chậm Theo phương pháp đồ thị tam giác, lượng khí sẽ sinh ra từ chất hữu cơ phân

hủy chậm trong vòng 15 năm và lượng khí sinh ra cực đại vào cuối năm thứ 5.

Tổng lượng khí sinh ra của rác phân hủy chậm = 1/2 x tổng thời

gian phân hủy x Tốc độ sinh khí cực đại

Tốc độ sinh khí cực đại của rác phân hủy chậm = 2 x Tổng lượng khí sinh ra

/ tổng thời gian phân hủy

1 Khí bắt đầu sinh ra ở cuối năm thứ 1 kể từ khi vận hành BCL.

2 Thời gian phân hủy toàn bộ chất hữu cơ phân hủy nhanh là 5 năm.

3 Thời gian phân hủy toàn bộ chất hữu cơ phân hủy chậm là 15 năm.

4 Tốc độ phân hủy của các chất hữu cơ phân hủy nhanh và chậm tuân theo mô hình tam giác Sản lượng khí cao nhất xảy ra vào cuối năm thứ 1 đối với các chất hữu cơ phân hủy nhanh và vào năm thứ 5 đối với các chất hữu cơ phân hủy chậm.

khối lượng khô của CTR.

khối lượng khô của CTR.

7 CTR đô thị tại BCL chứa 79,5 chất hữu cơ và 20,5 chất vô cơ.

V í d ụ : Tính t oá n l ượ ng k hí sinh r a m ỗ i n ă m cho bã i r á c

có t h ờ i gia n ho ạ t ñộ ng là 5 n ă m

8 Tr o ng 7 9 , 5 % ch ấ t h ữ u c ơ có: n h ự a ( 7 % , x e m n h ư là ch ấ t

t r ơ ) , ch ấ t h ữ u c ơ ph â n h ủ y sin h h ọ c n ha nh ( 6 0 ,1 % ) , ch ấ t

h ữ u c ơ ph â n h ủ y sin h h ọ c ch ậ m ( 1 2 ,4 % ) , N g h ĩ a là t he o

k h ố i l ượ ng k hô, ch ấ t h ữ u c ơ p hâ n h ủ y sin h h ọ c nh a n h

chi ế m 4 4 , 8 % v à ch ấ t h ữ u c ơ ph â n h ủ y sin h h ọ c ch ậ m

chi ế m 7 ,3 % t ổ ng ch ấ t t h ả i r ắ n t ạ i BCL.

9 Tr o ng ch ấ t h ữ u c ơ ph â n h ủ y sin h h ọ c n ha n h, ch ỉ có 7 5 %

là có k h ả n ă n g p hâ n h ủ y sin h h ọ c ( v ì có n h ữ ng có nh ữ ng

ch ấ t h ữ u c ơ ch ứ a t r ong t úi nh ự a ho ặ c q uá k hô nê n k hô ng

phâ n h ủ y sinh h ọ c)

1 0 Tr o ng ch ấ t h ữ u c ơ p hâ n h ủ y sinh h ọ c ch ậ m , 5 0 % có k h ả

n ă n g p hâ n h ủ y sin h h ọ c ( p h ầ n còn l ạ i k hông có k h ả n ă ng

phâ n h ủ y v ì n h ữ ng lý do nh ư ñố i v ớ i ch ấ t h ữ u c ơ phâ n

h ủ y sinh h ọ c ch ậ m )

Áp su ấ t b ê n t ro n g BCL luô n l ớ n h ơ n á p su ấ t k h í q u y ể n , k h í sin h r a

t ro n g BCL h ợ p v ệ sin h s ẽ t h o á t v à o k h í q u y ể n d ướ i s ự ch i p h ố i c ủ a

q u á t rình k h u y ế ch t á n v à q u á t rình ñố i l ư u

Kh í ch u y ể n ñộ n g t ừ d ướ i lê n

Gi ả s ử ñấ t k h ô , l ượ n g k h í b a y h ơ i q u a m ộ t ñơ n v ị d i ệ n t ích b ề m ặ t BCL t ro n g m ộ t ñơ n v ị t h ờ i g ia n ñượ c x á c ñị n h n h ư sa u :

L

C C D

3 /

= α

N A : Flux của A, g/cm2.s

D : Hệ số khuếch tán, cm2/s.

C atm : Nồng độ của A ở bề mặt của lớp phủ BCL, g/cm3.

C afill : Nồng độ của A ở đáy của lớp phủ BCL, g/cm3.

L : Bề dày của lớp phủ, cm

Các giá trị đặc trung đối với hệ số khuếch tán khí methane và khí CO2 lần lượt là D CH4 = 0,2cm 2 /s và D CO2 = 0,13 cm 2 /s.

www.themegallery.com Com pa ny Logo

Khí chuy ể n ñộ ng t ừ t r ê n x u ố ng.

Kh í CO2 , d o k h ố i l ượ n g riê n g l ớ n , n ê n có t h ể t ích l ũ y ở ñ á y BCL N ế u

l ớ p ló t ñ á y BCL là l ớ p ñấ t , k h í CO2 có t h ể k h u ế ch t á n q u a l ớ p n à y v à

t i ế p t ụ c ch u y ể n ñộ n g x u ố n g p h ía d ướ i ch o ñế n k h i t i ế p x ú c v ớ i

m ạ ch n ướ c n g ầ m Kh í CO2 d ễ d à n g h ò a t a n v à p h ả n ứ n g v ớ i n ướ c

t ạ o t h à n h a cid ca cb o n ic.

Ph ả n ứ n g n à y là n g u y ê n n h â n là m g i ả m p H v à có t h ể là m g ia t ă n g

ñộ c ứ n g v à h à m l ượ n g k h o á n g ch ấ t t ro n g n ướ c n g ầ m Ở m ộ t n ồ n g

ñộ k h í CO2 x á c ñị n h , p h ả n ứ n g s ẽ t i ế p t ụ c ch o ñế n k h i ñạ t ñượ c

t r ạ n g t h á i câ n b ằ n g n h ư sa u :

CO 2 + H 2 O

Mercaptans, hợp chất chứa lưu huỳnh… 0 – 1,0

Nhiệt độ ( 0 F) 100 – 120

Nước rất cần cho một số quá trình hoá học và

sinh học xảy ra trong BCL để phân huỷ CTR Mặt

khác, nước cũng có thể gây nên sự xói mòn trên

tầng đất nén

Nước rò rỉ có thể chảy vào các tầng nước ngầm

và các dòng nước sạch, từ đó gây ô nhiễm đến

nguồn nước uống.

1 S ự hình t hà nh n ướ c r ò r ỉ

Ch ủ y ế u do cá c quá t r ình

Đầ m né n : lượ ng n ướ c t ự do ch ứ a t r ong CTR ñượ c t á ch r a

t r ong quá t r ình nà y

Phâ n h ủ y sin h h ọ c : mộ t t r ong nh ữ n g s ả n p h ẩ m c ủ a qu á t r ình phâ n h ủ y sin h h ọ c ( hi ế u k hí v à k ị k h í) t h à n h ph ầ n h ữ u c ơ c ủ a CTR là n ướ c.

N ướ c bê n ngoà i : nước bê n ngoà i t h ấ m v à o BCL.

•M ự c n ướ c ng ầ m có t h ể d â n g lê n v à o cá c ô ch ô n rá c.

•N ướ c có t h ể r ỉ v à o q u a cá c c ạ n h ( v á ch ) c ủ a ô ch ô n l ấ p

•N ướ c t ừ cá c k h u v ự c k h á c ch ả y q u a có t h ể t h ấ m x u ố n g ô ch ô n l ấ p

•N ướ c m ư a r ơ i x u ố n g k h u v ự c ch ô n l ấ p CTR t r ướ c k h i ñượ c p h ủ ñấ t

h o ặ c t r ướ c k h i ô ch ô n l ấ p ñ ó n g l ạ i.

•N ướ c m ư a r ơ i x u ố n g k h u v ự c ch ô n l ấ p CTR sa u k h i cá c ô ch ô n l ấ p

ñ ã ñầ y ( ô ch ô n l ấ p ñượ c ñ ó n g l ạ i)

www.themegallery.com Com pa ny Logo

2 Thà nh ph ầ n c ủ a n ướ c r ò r ỉ t r ong BCL

Nước rò rỉ sinh

mưa, nước bề

mặt chảy tràn,

nước tưới tiêu,

ngấm vào BCL,

hoặc là nước

CTR đem chôn

sinh ra từ các

phản ứng hóa

sinh phân hủy

cơ Nước rò rỉ

chứa nhiều tạp

chất hoá học.

Thành phần

Giá trị, mg/l (ngoại trừ pH không có đơn vị) BCL hoạt động 2 năm BCL hoạt

động hơn 10 năm Khoảng Giá trị điển hình BOD 5

TOC (total organic carbon)

COD

TSS (total suspended solids)

N amoniac (amonia nitrogen)

NO 3 - (nitrate)

Phospho tổng (total

phosphorus)

Phospho ortho

Độ kiềm

pH

Độ cứng

Ca

Mg

K

Na

Cl

-SO 4

2-Fe tổng

2.000 – 30.000 3.000 – 60.000

200 – 2.000

10 – 800

10 – 800

5 – 40

5 – 100

4 - 80 1.000 – 10.000 4.5 – 7.5

300 – 10.000

200 – 3.000

50 – 1.500

200 – 1.000

200 – 3.000

50 – 1.000

10.000 6.000 18.000 500 200 25 20 3.000 6 3.500 250 300 500 300 60

100 – 200

80 - 160

100 – 500

80 – 120

20 – 40

5 – 10

4 – 8

200 – 1.000 6,6 – 7.5

200 – 500

50 – 200

50 – 400

100 – 200

20 – 50

20 - 200

Th à n h p h ầ n h ó a h ọ c c ủ a n ướ c rò r ỉ t h a y ñổ i r ấ t l ớ n t ù y t h u ộ c v à o

t u ổ i c ủ a BCL v à t h ờ i g ia n l ấ y m ẫ u

Đặc tính vật lý Thành phần hữu cơ Thành phần vô cơ Đặc tính sinh học pH

Độ dẫn điện

Độ màu

Độ đục Nhiệt độ Mùi

Hóa chất hữu cơ Phenols COD TOC Acid bay hơi Tannins, lignins

N hữu cơ Dầu mỡ Hợp chất gốc Cl

SS Tổng chất rắn hòa tan TDS Chất rắn lơ lững bay hơi VSS

Cl

-SO 4

2-PO 4

3-Độ acid và độ kiềm

N – NO 2

N – NO 3

-N – -NH 3

Na K Ca Mg

Độ cứng Kim loại nặng (Pb, Cu, Ni, Cr, Zn,

Cd, Fe, Mn, Hg, Ba, Ag) Arsenic

Cyanide Fluoride Selenium

BOD

Vi khuẩn Coliform (tổng;

fecal; fecal streptococci)

Cá c t h à n h p h ầ n t ạ o n ê n s ự câ n b ằ n g n ướ c ch o m ộ t ñơ n n g u y ê n t h ể

t ích b a o g ồ m : n ướ c t h â m n h ậ p v à o BCL t ừ p h ía t rê n ( n ướ c m ư a ,

n ướ c t ướ i, ) , ñộ ẩ m c ủ a CTR, ñộ ẩ m c ủ a ñấ t b a o p h ủ , n ướ c t iê u t h ụ

ch o cá c p h ả n ứ n g t ạ o k h í BCL.

Cá c t h à n h p h ầ n t ro n g p h ươ n g t rình câ n b ằ n g n ướ c b a o g ồ m :

N ước ñi v à o từ p h ía t rê n : chủ y ế u là n ướ c m ư a t h ấ m x u y ê n q u a

l ớ p v ậ t li ệ u b a o p h ủ

Độ ẩm của chất t hải: gồ m ñộ ẩ m c ủ a b ả n t h â n CTR v à ñộ ẩ m h ấ p

p h ụ t ừ k h í q u y ể n h a y n ướ c m ư a k h i ch ứ a t ro n g cá c co n t a ine r

Độ ẩm t ro n g ñất b a o p hủ bề m ặt : p hụ t h u ộ c v à o lo ạ i ñấ t b a o p h ủ

v à m ù a t ro n g n ă m Đấ t sé t có ñộ g i ữ n ướ c t ừ 6 – 1 2 % v à ñấ t m ù n

sé t là 2 3 – 3 1 %

N ước m ất i từ lớp ló t ñá y : nướ c m ấ t ñ i t ừ l ớ p ló t ñ á y ô ñầ u t iê n

c ủ a BCL h a y cá c ô ở t rê n li ề n k ề v ớ i h ệ t h ố n g t h u n ướ c t ru n g

g ia n t ro n g BCL g ọ i là n ướ c rò r ỉ

N ước t iê u t hụ ch o cá c p hản ứn g tạo k h í b ã i rá c: nướ c t iê u t h ụ

t ro n g su ố t q u á t rình p h â n h ủ y y ế m k h í cá c t h à n h p h ầ n h ữ u c ơ

c ủ a CTR

N ước m ất ñi d o q u á t rìn h b a y hơi: cá c k h í h ìn h t h à n h t ro n g BCL

t h ườ n g ở d ạ n g k h í b ã o h ò a L ượ n g n ướ c b a y h ơ i t h o á t ra k h ỏ i

Kh ả n ă ng gi ữ n ướ c c ủ a bã i r á c ( ñộ gi ữ n ướ c)

Là l ượ n g n ướ c có t h ể g i ữ l ạ i t ro n g CTR d ướ i t á c d ụ n g k é o x u ố n g

c ủ a t r ọ n g l ự c.

N ướ c rò r ỉ là l ượ n g n ướ c t ro n g BCL v ượ t q u a k h ả n ă n g g i ữ n ướ c.

Kh ả n ă n g g i ữ n ướ c c ủ a BCL t h a y ñổ i p h ụ t h u ộ c v à o t r ọ n g t ả i t á c

ñộ n g v à có t h ể t ín h t o á n t h e o cô n g t h ứ c sa u :











W

000 10

FC: k h ả n ă n g g i ữ n ướ c c ủ a b ã i r á c ; W : t r ọ n g t ả i t á c d ụ n g t ín h l ạ i ñ i ể m

g i ữ a ch i ề u ca o c ủ a t ầ n g CTR t r on g BCL

www.themegallery.com Com pa ny Logo

Ph ươ ng t r ình câ n b ằ ng n ướ c

∆ SSW= WSW + WTS+ WCM + WA( R) – WLG– WW V–

WE– WB( L)

∆S SW : s ố g ia l ượ n g n ướ c ch ứ a t ro n g rá c ở BCL h ợ p v ệ sin h ,

k g / m 3

W SW: ñộ ẩ m t ro n g rá c ñư a v à o ch ô n ở b ã i rá c, k g / m 3

W TS: ñộ ẩ m t ro n g b ù n c ố n g rã n h , k g / m 3

W CM: ñộ ẩ m t ro n g v ậ t li ệ u b a o p h ủ , k g / m 3

W A( R) : l ượ n g n ướ c ñ i v à o t ừ t rê n ( ñố i v ớ i cá c l ớ p t rê n , n ướ c

ñ i v à o t ừ t rê n là l ượ n g n ướ c m ư a ) , k g / m 3

W LG : l ượ n g n ướ c m ấ t ñ i ñể t ạ o t h à n h k h í b ã i rá c, k g / m 3

W W V :l ượ n g n ướ c m ấ t ñ i ñể t ạ o t h à n h k h í d ướ i d ạ n g h ơ i n ướ c

b ã o h ò a ở t ro n g b ã i rá c, k g / m 3

W E : l ượ n g n ướ c m ấ t ñ i d o s ự b a y h ơ i b ề m ặ t , k g / m 3

W B( L) : l ượ n g n ướ c t h o á t ra t ừ ñ á y c ủ a p h ầ n t ử

Tính t oá n l ượ ng n ướ c r ò r ỉ

Tr ê n c ơ s ở c ủ a p h ươ n g t r ìn h câ n b ằ n g n ướ c, cá c s ố li ệ u v ề l ượ n g

m ư a , ñộ ẩ m c ủ a r á c t r ướ c v à sa u n é n , t a có t h ể t ín h s ơ b ộ l ượ n g

n ướ c rò r ỉ t h e o m ô h ìn h s ự d i ch u y ể n m ộ t ch i ề u c ủ a n ướ c x u y ê n q u a

rá c n é n v à ñấ t n h ư sa u :

C = M(W2– W1) +  P(1 –R) -E  A

= 35%M + (0.85P – E)A

(m3/ngày.ñêm)

Tr on g ñ ó:

M : k h ố i l ượ n g r á c sin h h o ạ t t r u n g b ìn h n g à y T/ n g à y ( cu ố i g ia i ñ o ạ n t h i ế t k ế )

W 2 : ñộ ẩ m c ủ a r á c sa u k h i n é n = 2 5 %

W 1 : ñộ ẩ m c ủ a r á c t r ướ c k h i n é n = 6 0 %

P: l ượ n g m ư a n g à y t r on g t h á n g l ớ n n h ấ t , m m / n g à y

R: h ệ s ố t h oá t n ướ c b ề m ặ t , R = 0 1 5

E: l ượ n g b ố c h ơ i l ấ y b ằ n g m m / n g à y

A: d i ệ n t ích côn g t á c m ỗ i n g à y l ấ y ở cu ố i g ia i ñ o ạ n t h i ế t k ế , m 2 / n g à y

Gi ả i bà i t oá n v í d ụ 2

1 X á c ñị n h s ả n l ượ n g k h í sinh ra m ỗ i n ă m l ầ n l ượ t ñố i v ớ i 1 k g ch ấ t

h ữ u c ơ p h â n h ủ y n h a n h v à 1 k g ch ấ t h ữ u c ơ p h â n h ủ y ch ậ m :

Chất hữu cơ p h â n hủy n h a n h :

Tốc ñộ phát sinh khí cực ñại (tốc ñộ phát sinh khí vào cuối năm thứ nhất) =

6 , 5 5

14

2 = (m3/kg.năm)

T ổ n g l ượ n g k h í p h á t sin h t ro n g n ă m t h ứ

n h ấ t :

Vn 1 = 1 / 2 x 1 5 ,6 = 2 ,8 ( m 3 / k g )

T ố c ñộ p h á t sinh k h í v à o n ă m t h ứ h a i c ủ a q u á t rình p h â n h ủ y :

= 3 / 4 x 5 ,6 = 4 ,2 ( m 3 / k g n ă m )

T ổ n g l ượ n g k h í p h á t sinh t ro n g n ă m t h ứ 2 :

Vn 2 = [ 5 ,6 + 4 2 ) x 1 ] x 1 / 2 = 4 ,9 ( m 3 / k g )