NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN

Hiện nay cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống dần được cải thiện, nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng thì lượng rác sinh ra ngày càng lớn, đặc biệt là rác sinh hoạt

KHOA MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC

TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN

GVHD: ThS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG SVTH : NGUYỄN PHẠM KHƯƠNG DUY

MSSV: 90100445

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TP HỒ CHÍ MINH, 12/2005

Để hoàn thành nhiệm vụ luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ và động viên của mọi người

Tôi xin gởi lòng biết ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Văn Phước và

Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng đã hướng dẫn tận tình và tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Xin cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách Khoa – Tp HCM đã cho tôi những kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường.

Xin cảm ơn ý kiến đóng góp cho luận văn của các Anh Chị khóa trên Xin cảm ơn sự quan tâm và giúp đỡ ân cần của Bạn bè

Cảm ơn hai em Bùi Đức Nguyện và Nguyễn Đăng Quân đã trợ giúp tôi hoàn thành các thí nghiệm.

Cuối cùng, xin gởi lòng kính yêu vô hạn đến Ba, Mẹ và Gia đình đã luôn quan tâm và động viên tôi trong suốt thời gian qua

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2005

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH BẢNG BIỂU vii

DANH SÁCH HÌNH viii

PHẦN LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT x

TÓM TẮT LUẬN VĂN xi

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI 4

1.1.1 4

Khái niệm 4

17 4

1.1.2 Nguồn gốc CTR 5

1.1.3 Thành phần của CTRSH 6

1.2 HIỆN TRẠNG VỀ HỆ THỐNG THU GOM, TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN RÁC TP HCM 8

1.2.1 Phương thức thu gom, vận chuyển rác tại TP HCM 8

1.2.2 Cơ cấu, thành phần hệ thống trung chuyển 10

1.3 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN 12

1.3.1 Ô nhiễm nước thải 12

1.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn 12

1.3.3 Ô nhiễm khí thải 13

1.3.4 Tiếng ồn 14

1.4 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC RÁC 14

24 19

2.1 XỬ LÝ CƠ HỌC, HOÁ LÝ VÀ HÓA HỌC 25

2.1.1 Tách khí 25

49 25

2.1.2 Tuyển nổi 26

2.1.3 Điều hòa và trung hòa 26

2.1.4 Lắng 26

2.1.5 Lọc 27

2.1.6 Keo tụ, tạo bông và kết tủa 27

2.1.7 Oxy hóa 28

2.1.8 Thẩm thấu ngược 29

2.1.9 Hấp phụ 30

2.1.10 Trao đổi ion 32

2.2 XỬ LÝ SINH HỌC 32

2.2.1 Phương pháp xử lý sinh học kị khí 33

2.2.2 Phương pháp sinh học hiếu khí 40

2.2.3 Quá trình kị khí/thiếu khí (Anaerobic/Anoxic) 46

2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC MỚI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 47

2.3.1 Trong nước 47

2.3.2 Ngoài nước 48

MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 67

3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 67

83 67

3.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC 68

3.2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 68

3.2.2 Công nghệ xử lý nước rác trạm trung chuyển 69

3.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 78

3.3.2 Mô hình bùn hoạt tính 81

3.3.4 Thí nghiệm oxy hóa khử 82

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 67

4.1 MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ NHẤT 67

4.1.1 Hiệu quả xử lý COD 67

v

4.2 MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH 75

4.3 MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ HAI 78

4.3.1 Giai đoạn không bổ sung CHC 78

4.3.2 Giai đoạn có bổ sung CHC 82

4.4 KẾT QUẢ KIỂM CHỨNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC TRÊN NHỮNG ĐIỀU KIỆN LỰA CHỌN 87

4.4.1 Hiệu quả xử lý COD 88

4.4.2 Hiệu quả khử Nitơ 89

4.5 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 92

4.5.1 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK1 92

4.5.2 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK2 95

4.5.3 Tính toán thông số động học mô hình bùn hoạt tính 97

4.6 XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ (COD) 100

4.6.1 Phương án 1 100

4.6.2 Phương án 2 101

4.7 KHÁI TOÁN CHI PHÍ XỬ LÝ 106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111

1 KẾT LUẬN 111

2 KIẾN NGHỊ 111

111 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

PHỤ LỤC

Bảng 1.2 Thành phần CTRSH tại các trạm trung chuyển 7

Bảng 1.3 Thành phần, tính chất nước ép rác trạm trung chuyển 12B Quang Trung, Gò Vấp 15 Bảng 1.4 Thành phần, tính chất nước rác tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp tại các thời gian khác nhau 16

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước rác 19

Bảng 2.2 Một số kết quả xử lý nước rác sử dụng RO 30

Bảng 2.3 Một số kết quả xử lý nước rác bằng phương pháp sinh học kị khí 39

Bảng 2.4 Các thông số động học của quá trình xử lý nước rác bằng bùn hoạt tính 43

Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần và tính chất nước rác ban đầu 67

Bảng 3.2 Tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước rác 69

Bảng 3.3 Các phản ứng oxy hóa khử trong quá trình phân hủy kị khí các aminoacids 72

Bảng 3.4 Thế oxy hóa của một số chất oxy hóa 76

Bảng 3.5 Năng lực oxy hóa tương đối của một số chất 76

Bảng 4.1 Các phản ứng sinh hóa với cơ chất sinh metan và độ kiềm 70

Bảng 4.2 Tốc độ khử nitrat khi sử dụng methanol và acid acetic làm nguồn CHC 86

Bảng 4.3 Biến thiên pH và COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian 94

Bảng 4.4 Biến thiên hàm lượng cơ chất của mô hình LSHKK2 theo thời gian 95

Bảng 4.5 Biến thiên hàm lượng cơ chất trong mô hình bùn hoạt tính 98

Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm xử lý nước rác bằng mô hình lọc sinh học hiếu khí 101

Bảng 4.7 Sự thay đổi độ màu khi thay đổi hàm lượng hóa chất 101

Bảng 4.8 Sự thay đổi nồng độ COD khi thay đổi hàm lượng hóa chất 102

Bảng 4.9 Sự thay đổi độ màu khi thay đổi hàm lượng hóa chất 105

Bảng 4.10 Sự thay đổi nồng độ COD khi thay đổi hàm lượng hóa chất 105

Bảng 4.11 Khái toán chi phí xử lý nước ép rác 107

vii

Hình 1.2 Sơ đồ thu gom, trung chuyển và vận chuyển rác đô thị TP.HCM 9

Hình 2.1 Công nghệ xử lý nước rác BCL Gò Cát và Tam Tân (CENTEMA) 47

Hình 2.2 Công nghệ xử lý nước rác BCL Gò Cát theo thiết kế Vermeer 48

Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA) 49

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 (USEPA) 49

Hình 3.1 Phương pháp nghiên cứu xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển 70

Hình 3.2 Mô hình lọc sinh học kị khí 1 80

Hình 4.1 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h 67

Hình 4.2 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h 68

Hình 4.3 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK1 68

Hình 4.4 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và TKN trong mô hình LSHKK1 73

Hình 4.5 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h 73

Hình 4.6 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h 74

Hình 4.7 Biến thiên hàm lượng N-NH3 theo thời gian trong mô hình BHT 75

Hình 4.8 Biến thiên hàm lượng N-NH3, N-NO2, N-NO3 theo thời gian trong mô hình BHT 76

Hình 4.9 Biến thiên hàm lượng COD theo thời gian trong mô hình BHT 76

Hình 4.10 Biến thiên pH theo thời gian trong mô hình BHT 76

Hình 4.11 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 79

Hình 4.12 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 79

Hình 4.13 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 79

Hình 4.14 Sự tương quan giữa tỷ lệ COD/NOx và hiệu suất khử N-NOx của mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 80

Hình 4.15 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 83

Hình 4.16 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 83

Hình 4.17 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 83

Hình 4.18 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 84

Hình 4.19 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 84

Hình 4.20 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 84

Hình 4.21 Sự tương quan giữa tỷ lệ COD/NOx và hiệu suất khử N-NOx của mô hình LSHKK2 có bổ sung CHC 85

Hình 4.22 Biến thiên hàm lượng COD qua các mô hình 88

Hình 4.23 Biến thiên pH qua các mô hình 88

Hình 4.26 Biến thiên hàm lượng N-NH3 qua các mô hình 90

Hình 4.27 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian 94

Hình 4.28 Biến thiên hàm lượng N-NOx của mô hình LSHKK2 theo thời gian 96

Hình 4.29 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và N-NOx của mô hình BHT theo thời gian 99

Hình 4.30 Đồ thị biễu diễn quan hệ x - y 99

Hình 4.31 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình lọc sinh học hiếu khí 101

Hình 4.32 Biến thiên độ màu Pt – Co theo liều lượng hóa chất 102

Hình 4.33 Biến thiên hàm lượng COD theo liều lượng hóa chất 103

Hình 4.34 Biến thiên độ màu Pt – Co theo liều lượng hóa chất 106

Hình 4.35 Biến thiên hàm lượng COD theo liều lượng hóa chất 106

ix

BCL Bãi chôn lấp

BHT Bùn hoạt tính

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biological oxygen demand)

CENTEMA Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường

CHC Cacbon hữu cơ

CITENCO Công ty Môi trường Đô thị TP HCM

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxygen demand)

CTR Chất thải rắn

CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt

HRT Thời gian lưu nước (Hydraulic retention time)

LSHKK1 Lọc sinh học kị khí 1

LSHKK2 Lọc sinh học kị khí 2

MLSS Chất rắn lơ lửng hỗn dịch (Mixed liqour suspended solids)

MLVSS Chất rắn lơ lửng hỗn dịch bay hơi (Mixed liqour volatile suspended solids)

RO Thẩm thấu ngược (Reverse osmosis)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TKN Tổng nitơ Kjeldhal (Total Kjeldhal nitrogen)

TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh

TSS Tổng chất rắng lơ lửng (Total suspended solids)

U.S EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (U.S Envirmental Protection Agency)UASB Bể kị khí dòng chảy ngược (Uplow anaerobic slugde blanket)

VITTEP Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường

VSS Tổng chất rắn bay hơi (Volatile suspended solids)

Hiện nay ở TP HCM, số lượng các trạm trung chuyển rác, các trạm ép rác kín ngàycàng tăng nhằm giảm số lượng các điểm tập kết, trung chuyển rác chưa hợp vệ sinh.Tuy nhiên, tại các trạm trung chuyển rác, vấn đề ô nhiễm do nước ép rác gây ra vẫnchưa được giải quyết triệt để Phần lớn nước ép rác hiện nay được thải trực tiếp vào hệthống thoát nước của thành phố dẫn đến các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt làcác ô nhiễm thứ cấp… Vấn đề xử lý nước ép rác tại các trạm trung chuyển đạt tiêuchuẩn trước khi thải ra môi trường là một vấn đề rất cấp bách.

Vấn đề đặt ra khi xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển là khử COD và Nitơvới hàm lượng rất cao Ngoài ra các yếu tố cần xem xét khi xử lý nước ép rác là pHthấp, hàm lượng SS cao

Thực hiện nghiên cứu xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển số 350B TrầnBình Trọng, Phường 1, Quận 10, TP HCM trong điều kiện phòng thí nghiệm, luậnvăn đã đạt được các kết quả sau:

• Đề xuất được một công nghệ xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển có hiệuquả cao, ổn định

• Hiệu quả xử lý COD đạt 98 - 99,9%, hiệu quả khử Nitơ đạt 89 – 93% Nước sau

xử lý đạt COD < 100 mg/ l, Nitơ tổng < 60mg/l, đạt tiêu chuẩn thải TCVN5945-1995 loại B

• Tuy thành phần và tính chất nước rác luôn biến động nhưng hệ thống hoạt động

ổn định, ít bị sốc tải Chưa phát hiện các ảnh hưởng bởi yếu tố Canxi đến hoạtđộng của các mô hình trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm

xi

GIỚI THIỆU CHUNG

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống dần được cải thiện, nhu cầu tiêudùng ngày càng tăng thì lượng rác sinh ra ngày càng lớn, đặc biệt là rác sinh hoạt Ướctính có khoảng 5.500 tấn rác sinh hoạt được thải ra mỗi ngày ở TP HCM, dự đoán vàonăm 2010, lượng rác sẽ gia tăng lên tới 7.600 tấn/ngày Lượng rác sinh hoạt gia tăngdẫn đến lượng nước rác sinh ra ngày càng nhiều Ô nhiễm bởi nước rác từ lâu đã làvấn đề nan giải, được sự quan tâm của toàn xã hội Tại TP HCM, hàng loạt nghiêncứu, áp dụng nhiều công nghệ xử lý khác nhau đã được triển khai, với mục tiêu cuốicùng là xác định phương án xử lý nước rác thích hợp đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải,không gây nguy hại đến sinh thái môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.Bên cạnh vấn đề ô nhiễm nước rác sinh ra từ các bãi chôn lấp, nước rác phát sinhtại trạm trung chuyển cũng là một vấn đề đang được quan tâm rất nhiều bởi mức độgây ô nhiễm cao: COD rất cao lên đến 75.000 mg/l, pH lại rất thấp dao động khoảng4.3 – 5.4, SS lên đến 3.500 mg/l, hàm lượng Nitơ cũng rất cao dao động từ 1.500 –2.300 mg/l Nước có mùi hôi, chua nồng

Ô nhiễm bởi nước rác đang là vấn đề bức xúc, cần được giải quyết ngay tại cáctrạm trung chuyển Hiện nay, phần lớn nước rác tại các trạm trung chuyển đều thảitrực tiếp vào hệ thống thoát nước chung của thành phố, gây tác hại trực tiếp đến môitrường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm cho các nguồn tiếpnhận Tại một số trạm trung chuyển, nước rác được chở đến các bãi chôn lấp, với tổngchi phí vận chuyển và xử lý khá cao Trước thực trạng trên, việc nghiên cứu tìm racông nghệ thích hợp xử lý nước rác tại trạm trung chuyển là hết sức cần thiết

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Luận văn tập trung vào hai mục tiêu chính:

• Nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp sinh học để xử lý nước rác tạitrạm trung chuyển

• Xác định công nghệ phù hợp xử lý nước rác trạm trung chuyển nhằm gópphần giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do nước rác gây ra

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

• Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nước ép rác tại trạm trung chuyển rác,

số 350B Trần Bình Trọng, Phường 1, Quận 10, TP HCM

• Đề tài chỉ mới nghiên cứu trên các mô hình tĩnh

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, nội dung nghiên cứu cần thực hiện bao gồmcác mục sau:

• Khảo sát hiện trạng hoạt động và chất lượng môi trường của các trạm trungchuyển ở TP HCM

• Tổng quan các công nghệ xử lý nước rác Phân tích, đánh giá nhằm tìm raphương án xử lý phù hợp

• Xác định thành phần và tính chất nước rác ở đầu vào và sau qua từng môhình xử lý, từ đó định hướng cho quá trình nghiên cứu tiếp theo

• Nghiên cứu công nghệ xử lý nước rác trạm trung chuyển:

- Nghiên cứu hiệu quả xử lý lọc sinh học kị khí nhằm tìm ra tải trọng thíchhợp cho quá trình khử COD và chuyển hóa nitơ hữu cơ sang nitơammonia cho quá trình nitrat hóa tiếp sau

- Nghiên cứu hiệu quả khử ammonia của quá trình bùn hoạt tính

- Nghiên cứu hiệu khử nitrat của quá trình lọc sinh học kị khí

- Nghiên cứu quá trình xử lý hóa học nhằm xử lý triệt để hàm lượng chấthữu cơ để đạt tiêu chuẩn thải loại B

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Tổng hợp các kết quả điều tra và phân tích thực tế về thành phần và tínhchất nước rác tại trạm trung chuyển, từ đó đề ra giải pháp xử lý và nghiêncứu trên mô hình.

• Tìm hiểu các công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng thành công, cácnghiên cứu về xử lý nước rác đã được thực hiện Từ đó kế thừa, tìm ra cácgiải pháp thích hợp, hạn chế các sai lầm cũng như các trở ngại có thể gặpphải trong quá trình nghiên cứu

c Phương pháp nghiên cứu trên mô hình

• Áp dụng phương pháp mô hình hoá nhằm xây dựng mô hình và khảo sátthực nghiệm trên mô hình Tính toán các thông số động học

• Sử dụng các mô hình thí nghiệm để nghiên cứu khả năng xử lý nước ép ráctại trạm trung chuyển

d Phương pháp xử lý số liệu

• Tổng hợp, đo đạt, tính toán các số liệu nghiên cứu

• Thể hiện, thống kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ

• Phân tích, đánh giá, nhận xét các thông số thực nghiệm

• Xử lý số liệu, báo cáo

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

• Đề xuất được công nghệ xử lý phù hợp, đạt hiệu quả cao, ổn định cho nước

ép rác tại trạm trung chuyển

• Giải quyết vấn đề ô nhiễm do nước rác gây ra

Một cách tổng quát, các hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý CTRđược minh họa ở hình 2.1.

Việc quản lý CTR ở đô thị phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải thu gom và vận chuyển hết chất thải

- Thu gom, xử lý có hiệu quả với chi phí nhỏ nhất

- Đảm bảo sức khỏe của người lao động trực tiếp tham gia xử lý chất thải

- Ứng dụng các tiến bộ khoa học và kỹ thuật nhằm thu gom, xử lý hiệu quả

4

- Đào tạo đội ngũ cán bộ có đầy đủ kiến thức và kinh nghiệm trong vấn đềquản lý CTR.

Hình 1.1 Hệ thống quản lý CTR 1.1.2 Nguồn gốc CTR

Nguồn gốc, thành phần và tốc độ phát sinh của CTR là cơ sở quan trọng để thiết kế,lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất chương trình quản lý CTR

 CTR đô thị phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau:

• Từ khu dân cư (chất thải sinh hoạt)

• Từ các khu thương mại

• Từ các cơ quan, bệnh viện, trường học…

• Từ các công trình xây dựng

• Từ các dịch vụ công cộng

• Từ các nhà máy xử lý

• Từ các nhà máy công nghiệp

• Từ các hoạt động nông nghiệp

 CTR có thể phân loại theo các cách sau:

Nguồn phát sinh CTR

Phân loại, lưu trữ tại nguồn

Thu gom(hẻm và đường phố)

Tách, tái chế và

xử lý

Chôn lấpTrung chuyển và

vận chuyển

• Theo vị trí hình thành: rác trong nhà, ngoài nhà, trên đường phố…

• Theo thành phần vật lý và hóa học: phân biệt dựa trên thành phân vô cơ,hữu cơ, kim loại, phi kim, da, giẻ vụn, cao su, chất dẻo, gỗ…

• Theo bản chất nguồn tạo thành:

- CTRSH: là chất thải liên quan đến hoạt động của con người, nguồn tạo

thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, trung tâmthương mại…

- CTR công nghiệp: các phế thải từ nguyên liệu trong quá trình sản xuất,

phế thải trong các quá trình sản xuất bao bì, hóa chất…

- CTR từ nông nghiệp: chất thải và mẫu thừa từ các hoạt động nông

nghiệp như trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng…

- CTR từ xây dựng: là các phế thải như đất đá, bê tông, gạch, xà bần…

• Theo mức độ nguy hại:

- CTR nguy hại: gồm các hóa chất dễ gây cháy nổ, độc hại, chất phóng

xạ, chất oxy hóa…

- Chất thải y tế nguy hại: các loại bông băng, nẹp dùng trong khám bệnh,

gạc, các mô bị cắt, các chất thải phóng xạ…

- Chất thải không nguy hại: là những loại chất thải không chứa các chất

và các hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tươngtác thành phần Trong CTRĐT thì chất thải không độc hại chiếm tỷ lệ lớnnhất

CTR tập trung về các trạm trung chuyển chủ yếu là CTR sinh hoạt (CTRSH)

Các số liệu nghiên cứu và thống kê cho thấy lượng CTR được thải ra tại TP.HCM khoảng 4000tấn/ngày, bình quân khoảng 0,5 – 1,2kg/người.ngày (CENTEMA,2000) Tốc độ xả CTR tăng theo từng năm khoảng 15 – 20%

6

Bảng 1.1 Khối lượng CTRSH TP HCM trong giai đoạn 2005 - 2013

Thành phần CTRSH tại trạm trung chuyển của TP HCM được như sau:

Bảng 1.2 Thành phần CTRSH tại các trạm trung chuyển

Thành phần % Khối lượng Độ ẩm (%) Độ tro (%)Thực phẩm

58,7-85,211,6-60,52,5-8,81,6-41,92,3-5,33,1-4,22,7-16,23,2-40,910,1-55,6 0,8-8,0-9,220,1-66,7 -

3,4-12,30,00,07,0-7,5 -2,4-2,64,7-9,1 -12,5-13,0 -

-Độ tro (% trọng lượng khô);

KĐK: không đáng kể khi % theo khối lượng ướt < 0,5%

(Nguồn: VITTEP, 2003)

Từ số liệu thống kê ở trên ta thấy, CTRSH tại TP HCM có chứa một phần rất lớn làthực phẩm (65 – 95%), độ ẩm 70 – 85% Các thành phần hữu cơ dễ bị phân hủy chiếmphần lớn, cho nên nước ép rác tại các trạm trung chuyển có hàm lượng chất hữu cơcao, dễ phân hủy sinh học

1.2 HIỆN TRẠNG VỀ HỆ THỐNG THU GOM, TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN RÁC TP HCM

1.2.1 Phương thức thu gom, vận chuyển rác tại TP HCM

Thu gom chất thải là quá trình thu nhặt rác thải từ các nhà dân, các công sở hay từnhững điểm thu gom, chất chúng lên xe và chở đến địa điểm xử lý, chuyển tiếp, trungchuyển hay chôn lấp

Hệ thống thu gom và vận chuyển của TP HCM bao gồm các đội vận chuyển củaCông ty Môi trường Đô thị TP HCM; các công ty, xí nghiệp, công trình đô thị của 22quận, huyện; hợp tác xã vận tải công nông; hệ thống thu gom CTR tư nhân và một sốdịch vụ thu mua các loại rác tái chế

Rác từ nguồn phát sinh sẽ được thu gom vận chuyển đến một trong những thànhphần của hệ thống trung chuyển là điểm hẹn, bô rác và các trạm trung chuyển Từđiểm hẹn, bô rác, CTR sẽ được vận chuyển thẳng đến khu xử lý hoặc qua các trạmtrung chuyển, sau đó được đưa về các bãi chôn lấp của thành phố Qui trình này đượcthể hiện như hình 1.2

CTR tại TP.HCM được chia thành 4 loại chính là: rác sinh hoạt, rác xây dựng,rác cơ sở y tế và rác công nghiệp Mỗi loại rác có một qui trình thu gom, vận chuyểnđặc trưng

và di động

Bô ép rác kín

Điểm hẹn

Trạm trung chuyển

Xe < 4 tấn

Xe > 4 tấn

Xe 2-7 tấn

Nhà máy xử lý,bãi chôn lấp

Hình 1.2 Sơ đồ thu gom, trung chuyển và vận chuyển rác đô thị TP.HCM

 Rác sinh hoạt

Rác sinh hoạt được thu gom sơ cấp từ hộ dân ra các bô rác, điểm hẹn, bãi chuyểntiếp… do lực lượng dân lập và các đơn vị quận huyện thực hiện Thường quá trình thugom sơ cấp ở TP HCM được thực hiện bằng những xe chở nhỏ, xe hai bánh kéo bằngtay để thu gom rác và chở đến các bãi chứa chung hay những điểm chuyển tiếp Trongquá trình thu gom thứ cấp, rác sinh hoạt được chở từ các bô rác và điểm hẹn đến trạmtrung chuyển hay vận chuyển đi bãi chôn lấp để xử lý

Rác sinh hoạt sau quá trình thu gom sẽ được vận chuyển về 2 khu xử lý là TamTân – Củ Chi và Gò Cát – Hóc Môn để chôn lấp Theo thống kê khối lượng rác về 2địa điểm trên xấp xỉ 5.000tấn/ngày Rác sinh hoạt hầu hết được thu gom vận chuyểnvới tần suất 1 lần/ngày

Đối với tuyến vận chuyển rác sinh hoạt đến các khu xử lý, xe hoạt động vàođúng giờ qui định (từ 18h đến 6h); tuyến về các bô rác, trạm trung chuyển hay trạm éprác kín thì xe vận chuyển hoạt động cả ban ngày để lấy hết rác từ các điểm phát sinhsớm nhằm bảo đảm vệ sinh môi trường đô thị

 Rác xây dựng

Rác xây dựng sẽ được thu gom và vận chuyển đến điểm hẹn quy định hoặc trạm trungchuyển Từ đây, rác xây dựng sẽ được đưa đến bãi rác Đông Thạnh (khối lượng ướctính khoảng 1.000tấn/ngày)

 Rác y tế

Hiện nay, công đoạn phân loại, thu chứa rác tạm tại các cơ sở y tế do Ngành Y tế thựchiện; còn công đoạn thu gom, vận chuyển và tiêu hủy do Công ty Môi Trường Đô Thịđảm trách

Chất thải tại các cơ sở y tế được phân loại thành 2 phần như sau:

• Rác sinh hoạt: được lưu chứa trong thùng 240 lít màu xanh; sau đó được xe

cơ giới của Công ty Môi Trường Đô Thị đưa đến trạm trung chuyển hoặckhu xử lý rác sinh hoạt

• Rác y tế, bệnh phẩm: được lưu chứa trong thùng 240 lít màu cam rồi chuyểnsang xe chuyên dùng đưa đến lò đốt rác y tế Bình Hưng Hòa để tiêu hủy

 Rác công nghiệp

Với hơn 800 nhà máy lớn, 15.000 cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, 30 cụm công nghiệp,hơn 9000 nhà máy đang hoạt động trong 11 khu công nghiệp, 3 khu chế xuất và mộtkhu công nghệ cao, TP.Hồ Chí Minh mỗi ngày thải ra khoảng 1000 -1200 tấn CTRcông nghiệp, trong đó 120 – 150 tấn chất thải nguy hại

Hiện nay TP HCM chưa kiểm soát cũng như chưa có hệ thống thu gom vậnchuyển và xử lý cho loại rác này Việc thu gom vận chuyển do các cơ sở tự giải quyếttheo 2 hướng:

• Loại không thể tái chế (rác thải sinh hoạt và rác thải từ sản xuất): được cơ

sở thu gom và ký hợp đồng với các đơn vị vệ sinh môi trường để có biệnpháp xử lý thích hợp nhưng thường là đổ chung với rác sinh hoạt

• Loại có thể tái chế, tái sử dụng: được phân loại và bán cho các cơ sở sảnxuất nhằm tái chế

1.2.2 Cơ cấu, thành phần hệ thống trung chuyển

Các trạm chuyển tiếp được sử dụng để tối ưu hóa năng suất lao động của đội thu gom

và đội xe Vị trí của các trạm trung chuyển phải phù hợp việc đảm bảo môi trường.Các trạm chuyển tiếp còn có thể giảm lượng rác thải đưa đến bãi chôn lấp chung củathành phố nhờ việc thu gom các vật liệu có khả năng tái chế ngay tại chỗ bởi nhữngngười bới rác không chính thức và có tổ chức

Trạm chuyển tiếp được đặt tại gần khu vực thu gom Từ đây rác được chất lênnhững xe tải lớn hơn để chuyển một cách kinh tế và hợp vệ sinh đến bãi rác xa hơn.Các mục tiêu của các trạm chuyển tiếp bao gồm:

10

- Đón tiếp các xe thu gom rác thải một cách có trật tự;

Là các khu đất trống được xây tường bao làm nơi lưu chứa rác tạm thời, thường không

có mái che, không được xây dựng kiên cố và không được xử lý các vấn đề liên quanđến môi trường

Hiện nay, toàn thành phố có khoảng 39 bô rác trong đó nội thành có 4 bô, ngoạithành 35 bô

Là vị trí tập kết các xe tay chở rác để chuyển sang xe cơ giới được thống nhất giữa địaphương sở tại, lực lượng thu gom rác bằng phương tiện thô sơ và các đơn vị thu gom,vận chuyển cơ giới chuyên dùng

Trong tương lai, các điểm hẹn nằm trong thành phố cần phải được giảm dần,thay thế bằng các trạm trung chuyển với công nghệ tốt hơn

 Trạm trung chuyển

Là công trình được sử dụng để tiếp nhận rác từ các xe thu gom có tải trọng nhỏ đểchuyển sang xe có tải trọng lớn vận chuyển đến khu xử lý Trạm được xây dựng kiên

cố, có nền bêtông cứng, mái che và có hệ thống xử lý mùi, bụi…

Tuỳ vào mỗi loại rác mà có các trạm trung chuyển tiếp nhận khác nhau:

Có 2 trạm trung chuyển rác chính nhận rác từ các xe ép rác nhỏ, xe tải nhỏ, xeđẩy tay (rác thu gom ở địa bàn xung quanh trạm) Ở các trạm trung chuyển này,rác được các xe xúc đưa lên xe tải ben để chở đến bãi xử lý

 Trạm trung chuyển 12B Quang Trung, Gò Vấp

 Trạm trung chuyển Vận chuyển số 2 (345/2 Lạc Long Quân, Quận 11)

Có 3 trạm trung chuyển:

 Trạm trung chuyển Vận chuyển số 3 (150 Lê Đại Hành, Quận 11)

 Trạm trung chuyển container (42– 44 Võ Thị Sáu, Quận 1)

 Trạm trung chuyển 75 Bà Hom

Các trạm trung chuyển nêu trên đều được trang bị cân để xác định khối lượng rácthu gom mang đến

 Các trạm ép rác kín:

Là loại trạm trung chuyển sử dụng phương tiện nạp rác là container kín có thể tích từ15-25 m3 (hệ thống ép vận hành thuỷ lực) Thùng ép rác kín khi được nạp đầy sẽ đượccẩu nâng lên xe có trang bị cơ cấu hooklift

Trong thời gian vừa qua CITENCO đã thí điểm xây dựng 4 trạm ép rác kín đểthay thế các bô rác cũ và các điểm hẹn quanh vùng, khắc phục việc mất vệ sinh tại cácđiểm này và tăng cường hiệu quả của phương tiện vận chuyển Các trạm đó là:

 Trạm ép rác kín Phan Văn Trị, Quận Bình Thạnh

 Trạm ép rác kín Lô A cư xá Thanh Đa, Phường 27, Quận Bình Thạnh

 Trạm ép rác kín 350B Trần Bình Trọng, Phường 1, Quận 10

 Trạm ép rác kín 12 Quang Trung, Quận Gò Vấp

1.3 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN

1.3.1 Ô nhiễm nước thải

Nước thải từ một trạm trung chuyển bao gồm:

- Nước rỉ từ rác, từ các quá trình vệ sinh, làm sạch thiết bị, sàn nhà…

- Nước thải sinh hoạt

Ô nhiễm nước thải tại các trạm trung chuyển hiện là vấn đề nan giải cần tìm ra giảipháp khắc phục và được quan tâm của xã hội Nước ép rác tại các trạm trung chuyển

có thành phần phức tạp, khả năng gây ô nhiễm cao Nước thải có chứa hàm lượng chấthữu cơ rất cao, có màu vàng đục, mùi chua nồng Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn khihiện nay phần lớn nước rác từ các trạm trung chuyển đều được thải trực tiếp vào các

hệ thống thoát nước của thành phố mà không hề qua một giai đoạn xử lý nào Khinước thải thấm vào các nguồn nước mặt, nước ngầm, làm thiếu hụt oxy gây ô nhiễmnguồn nước, ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân, hệ sinh vật thủy sinh và các tácđộng môi trường khác Chưa kể trong nước rác chứa các loại vi sinh vật gây bệnh,chất độc hại, kim loại nặng

1.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn

12

Ô nhiễm CTR cũng là một vấn đề đáng được quan tâm tại các trạm trung chuyển Cácloại CTR phát sinh, gây ô nhiễm môi trường bên ngoài trong quá trình hoạt động tạicác trạm trung chuyển gồm có:

- CTR rơi vãi trong quá trình chuyên chở, thu gom rác từ các hộ gia đình.

Nguyên nhân chủ yếu là do các phương tiện thu gom rác từ các hộ gia củathành phố hiện nay còn rất thô sơ Phương tiện thu gom rác hiện nay chủ yếu

là các loại xe đẩy, xe ba gác…

- CTR do bị cuốn trôi theo nước từ các hoạt động vệ sinh, rửa xe, sàn nhà… dễgây tắc cống, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho các nguồn tiếp nhận

1.3.3 Ô nhiễm khí thải

 Ô nhiễm do hoạt động giao thông và vận chuyển rác

Với phương pháp thu gom và vận chuyển rác hiện nay của thành phố còn tồn tại nhiều

xe chứa rác hở, rác không được nén chặt dễ bị gió cuốn bay ra khỏi xe trong quá trìnhtrung chuyển hay tập kết dù có trang bị các lưới bọc rác

Mùi hôi của rác phát tán, gây ô nhiễm cho khu vực mà xe chở rác đi qua Đặcbiệt rác thải chứa nhiều vi trùng gây bệnh tạo điều kiện cho các dịch bệnh lây lan.Ngoài ra các phương tiện vận chuyển rác có nhiều loại xe cũ thường vận hànhquá tải, tạo ra nhiều khói bụi và tiếng ồn

 Ô nhiễm mùi và không khí trong trạm trung chuyển

Rác sinh hoạt do chứa nhiều thành phần hữu cơ nên quá trình phân hủy và sinh mùi rấtnhanh Thời gian phân hủy và sinh mùi của rác bắt đầu sau 24 giờ sau khi thải Trongkhi đó, rác từ khi thải bỏ ở các nhà hộ dân đến khi được thu gom và vận chuyển rácđến trạm trung chuyển trung bình khoảng 2 ngày (tính từ thời điểm thải rác) Do đó cómùi phát sinh trong trạm trung chuyển rác Đây là một quá trình sinh học diễn ra bởimột hỗn hợp các vi sinh vật có trong rác thải như vi khuẩn, nấm… làm chuyển hóaphotpho, tinh bột, xenluloza… có trong rác thải Các phản ứng sinh học xảy ra tạo racác sản phẩm khí như ammonia, cacbonic, hydro, sulfua lưu huỳnh, metan, mercaptanCH3SH, CH3(CH)2SH… và các sinh khối hữu cơ gây nên mùi hôi thối

Ví dụ, trong điều kiện kị khí (thường xảy ra trong các máy ép rác kín), sulfat có thể bịkhử thành sulfit (S2-), sau đó sulfit kết hợp với hydro tạo thành H2S Quá trình này cóthể biểu diễn theo các phương trình sau:

2CH3CHOHCOOH + SO42+ → 2CH3COOH + S2- + H2O + CO2

Lactat Sulfat Acetat Sulfit4H2 + SO4 → S2- + 4H2O

1.3.4 Tiếng ồn

Tiếng ồn phát sinh trong quá trình hoạt động của trạm trung chuyển nhìn chung khácao, phát sinh từ những nguồn sau:

- Tiềng ồn do các phương tiện giao thông vận chuyển rác

- Tiềng ồn do các thiết bị vận hành trong trạm trung chuyển như máy ép, thiết

Nước ép rác thường có những đặc điểm sau:

- Có mùi chua nồng và màu vàng đục;

- Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao;

- Có nồng độ BOD cao, tỉ số BOD/COD cao (trong khoảng 0,8 – 0,9);

- Nồng độ nitơ ammonia và nitơ hữu cơ cao;

- pH nghiêng về tính axit ( pH trong khoảng 4.0 – 5.6);

14

- Nồng độ SS, Calci, kim loại nặng (chủ yếu là sắt) hoà tan cao;

(Nguồn: Khoa Môi trường, Trường ĐH Bách Khoa, TP HCM)

Thành phần và tính chất nước ép rác tại các trạm trung chuyển có thể được xem nhưgần giống với nước rác tại các bãi rác mới Thành phần và tính chất nước rác tại 2BCL mới của TP HCM là BCL Gò Cát và BCL Phước Hiệp tại các thời gian khácnhau được trình bày ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Thành phần, tính chất nước rác tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp tại

các thời gian khác nhau

- Ở giai đoạn đầu, quá trình axit hóa chiếm ưu thế, dẫn đến pH thấp, tính hòa tancao, kết quả các chỉ số hàm lượng COD, BOD, Ca2+, SO42+, các ion kim loạinặng đều cao.

- Trong các thời gian sau, khoảng 6 – 12 tháng, khi quá trình metan hóa cân bằngvới quá trình axit hóa, các thông số nêu trên đều có xu hướng biến thiên ngượclại: pH và NH4-N tăng, còn COD, BOD Ca2+, SO42+, và các ion kim loại nặnggiảm đi rõ rệt

• Nước ép rác từ các trạm trung chuyển có nồng độ ô nhiễm rất cao, nếu vẫn tiếptục được thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước của thành phố như hiện nay sẽdẫn đến các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là các ô nhiễm thứ cấp…

• Như vậy, xử lý nước ép rác tại các trạm trung chuyển đạt tiêu chuẩn trước khithải ra môi trường là một vấn đề rất cấp bách

CHƯƠNG HAI

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC

Do bản chất phức tạp và cường độ ô nhiễm cao của nước rác, để xử lý đối tượng nàynhằm đạt tiêu chuẩn môi trường cần triển khai công nghệ có hiệu quả cao, chi phí vậnhành tương đối thấp, không tốn nhiều mặt bằng, hạn chế tối đa các tác động tiêu cựctới sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường Hiện tại, do chưa có tiêu chuẩn môitrường nước dành riêng cho nước rác nên các công trình xử lý nước rác phải áp dụngtiêu chuẩn dành chung cho các ngành công nghiệp

Hệ thống tiêu chuẩn xử lý nước thải đầu tiên ở Việt Nam TCVN 5945 – 1995phân biệt ba mức độ giá trị A, B, C, theo thứ tự giảm dần, tùy thuộc vào mục đích sửdụng của nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý Bộ tiêu chuẩn TCVN 6980 – 2001 đếnTCVN 6987 – 2001 đã xem xét chi tiết đến lưu lượng nước thải, lưu lượng nguồn tiếpnhận và đặc điểm nguồn tiếp nhận (sông, hồ, biển ven bờ…) Hệ thống tiêu chuẩn mới

đã có nhiều bổ sung, nhưng vẫn áp dụng một số tiêu chuẩn của TCVN 5945 – 1995,chẳng hạn các tiêu chuẩn về kim loại nặng.Nhìn chung, với các công nghệ xử lý nướcrác hiện nay ở Việt Nam, nước rác đầu ra tương đối đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn loại Btheo TCVN 5945-1995

Các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước rác tại trạm trung chuyển gồm có

xử lý sinh học, cơ học, hóa học, hóa lý hoặc liên kết các phương pháp này, xử lý cùngvới nước thải sinh hoạt phát sinh tại trạm Do nước ép rác tại trạm trung chuyển cóthành phần chất hữu cơ phân hủy sinh học cao, dễ phân hủy sinh học nên các quá trình

xử lý sinh học sẽ mang lại hiệu quả cao hơn, đặc biệt là hiệu quả về kinh tế Quá trình

xử lý hóa học, hóa lý thích hợp đối với xử lý bậc cao, khi xử lý sinh học không còn đạthiệu quả Ngoài ra, nên sử dụng phương pháp cơ học kết hợp xử lý sinh học và hóahọc trong xử lý nước rác bởi vì quá trình cơ học có chi phí thấp và thích hợp với sựthay đổi thành phần tính chất của nước rác

Các phương pháp xử lý nước rác được trình bày ở bảng 2.1

18

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước rác

I Phương pháp cơ học

A Điều hòa Điều hòa lưu lượng và nồng độ trên dòng thải và ngoài dòng thải

B Chắn rác Các loại mảnh vụn, rác được loại bỏ bằng song chắn, lưới chắn rác

C Lắng Chất lơ lửng và bông cặn được loại bỏ do trọng lực

D Tuyển nổi Các hạt nhỏ được tụ lại và đưa lên khỏi mặt nước nhờ các bọt khí và loại khỏi mặt nước nhờ cánh

gạt Khuấy trộn, sục các bọt khí nhỏ được sử dụng

E Khử khí Nước và không khí tiếp xúc với nhau trong các dòng xoáy trộn trong tháp khử khí Amoniac, VOC

và một số khí khác được loại bỏ khỏi nước rác

F Lọc SS và độ đục được loại bỏ

G Quá trình màng

Đây là quá trình khử khoáng Các chất rắn hòa tan được loại bỏ bằng phân tách màng Quá trìnhsiêu lọc (Ultrafiltrtion), thẩm thấu ngược (RO) và điện thẩm tách (Electrodialysis) hay được sửdụng

H Bay hơi Bay hơi nước rác Phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gió, độ ẩm và mưa

Bảng 2.1 (tiếp theo)

II Phương pháp hóa học và hóa lý

A Keo tụ, tạo bông Hệ keo bị mất ổn định do sự phân tán nhanh của hóa chất keo tụ Chất hữu cơ, SS, photphat, một số

kim loại và độ đục bị loại bỏ khỏi nước Các loại muối nhôm, sắt và polymer hay được sử dụng làmhóa chất keo tụ

B Kết tủa Giảm độ hòa tan bằng các phản ứng hóa học Độ cứng, photphat và nhiều kim loại nặng được loại

ra khỏi nước rác

C Oxy hóa Các chất oxy hóa như ozon, H2O2, clo, kali permanganate… được sử dụng để oxy hóa các chất hữu

cơ, H2S, sắt và một số kim loại khác Amoniac và cianua chỉ bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh

D Phản ứng khử Kim loại được khử thành các dạng kết tủa và chuyển thành dạng ít độc hơn (ví dụ: Crom) Các chất

oxy hóa cũng bị khử (quá trình loại do clo dư trong nước) Các hóa chất khử hay sử dụng: SO2,NaHSO3, FeSO4

E Trao đổi ion Dùng để khử các ion vô cơ có trong nước rác

Bảng 2.1 (tiếp theo)

III Phương pháp sinh học

CO2

1.Sinh trưởng lơ lửng Nước thải được hòa trộn với bùn hoạt tính lơ lửng trong bể hiếu khí

- Bùn hoạt tính Trong quá trình hoạt tính chất hữu cơ và vi sinh được sục khí Bùn hoạt tính lắng xuống và được

tuần hoàn về bể phản ứng Các quá trình bùn hoạt tính bao gồm: dòng chảy đều, khuấy trộn hoànchỉnh, nạp nước vào bể theo cấp, làm thoáng kéo dài, quá trình ổn định tiếp xúc…

- Nitrat hóa Amoniac được oxy hóa thành nitrat Quá trình khử BOD có thể thực hiện trong cùng một bể hay

trong bể riêng biệt

- Hồ sục khí Thời gian lưu nước trong hồ có thể vài ngày Khí được sục để tăng cường quá trình oxy hóa chất

hữu cơ

- SBR Các quá trình tương tự bùn hoạt tính Tuy nhiên, việc ổn định chất hữu cơ lắng và tách nước sạch

sau xử lý chỉ xảy ra trong một bể

-Bể tiếp xúc sinh học

quay (RBC)

Gồm các đĩa tròn bằng vật liệu tổng hợp đặt sát gần nhau Các đĩa quay này một phần ngập trongnước

phẩm cuối cùng là khí CO2, CH4 và các hợp chất hữu cơ khác

1 Sinh trưởng lơ lửng Nước thải được trộn với sinh khối vi sinh vật Nước thải trong bể phản ứng thường được khuấy

trộn và đưa đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh học kị khí xảy ra

- Quá trình kị khí cổ

điển (conventional)

Chất thải nồng độ cao hoặc bùn được ổn định trong bể phản ứng

- Quá trình tiếp xúc Chất thải được phân hủy trong bể kị khí khuấy trộn hoàn chỉnh Bùn được lắng tại bể lắng và tuần

hoàn trở lại bể phản ứng

22

Bảng 2.1 (tiếp theo)

- UASB Nước thải được đưa vào bể từ đáy Bùn trong bể dưới lực nặng của nước và khí biogas từ quá trình

phân hủy sinh học tạo thành lớp bùn lơ lửng, xáo trộn liên tục Vi sinh vật kị khí có điểu kiện rất tốt

để hấp thụ và chuyển đổi chất hữu cơ thành khí metan và cacbonic Bùn được tách và tự tuần hoànlại bể UASB bằng cách sử dụng thiết bị tách rắn - lỏng – khí

- Khử nitrat Nitrit và nitrat bị khử thành khí nitơ trong môi trường thiếu khí Cần phải có một số chất hữu cơ

làm nguồn cung cấp cacbon như metanol, acit acetic, đường…

và nitrat hóa ammoniac được thực hiện trong bể phản ứng hiếu khí

2.Sinh trưởng dính bám Lớp màng vi sinh phát triển trên bề mặt vật liệu đệm Cơ chất được tiêu thụ trong lớp màng

- Bể lọc khí Nước thải được đưa từ phía trên xuống qua các vật liệu tiếp xúc trong môi trường kị khí Có thể xử

lý nước thải có nồng độ trung bình với thời gian lưu nước ngắn

- EBR và FBR Bể gồm các vật liệu tiếp xúc như các, than, sỏi Nước và dòng tuần hoàn được bơm từ đáy bể đi lên

sao cho duy trì vật liệu tiếp xúc ở trạng thái trương nở hoặc giả lỏng Thích hợp với khi xử lý nướcthải có nồng độ cao vì nồng độ sinh khối được duy trì trong bể khá lớn Tuy nhiên, thời gian satart-

up tương đối lâu

Bảng 2.1 (tiếp theo)

- Đĩa sinh học quay Các đĩa tròn được gắn vào trục trung tâm và quay trong khi chìm hoàn toàn trong nước Màng vi

sinh vật phát triển trong điều kiện kị khí và ổn định chất hữu cơ

- Khử nitrat Quá trình sinh trưởng dính bám trong môi trường kị khí và có mặt của nguồn cung cấp cacbon, khử

nitrit và nitrat thành khí nitơ

3 Sinh trường lơ lửng

Các phương pháp xử lý được trình bày trong bảng 2.1 đều có thể áp dụng để xử lý cácloại nước rác.Việc lựa chọn công nghệ xử lý cho nước ép rác tại các trạm trungchuyển căn cứ rất nhiều vào đặc tính của nước rác, vào các điều kiện vị trí địa lý vàthời gian hữu ích của công trình Diện tích cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thảicũng có vai trò nhất định trong việc quyết định lựa chọn công nghệ xử lý

Diện tích xây dựng tại các trạm trung chuyển thường bị hạn chế nên các phươngpháp xử lý sinh học tự nhiên như hồ sinh học, xử lý bằng đất… không thể áp dụngđược Các công trình được sử dụng để xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển thường

là các công trình nhân tạo, với khối tích không lớn

Đặc tính của nước rác thường đặc trưng bởi các chỉ tiêu như pH, COD, BOD5,TDS, SO42-, kim loại nặng, Ca2+ và một số chỉ tiêu khác Chú ý rằng nước rác có hàmlượng chất rắn hòa tan lớn và kim loại nặng nên có thể ức chế quá trình xử lý sinh học.Đồng thời, xử lý sinh học chỉ loại được một phần nhỏ các chất rắn hòa tan Khi nướcrác có COD cao thì có thể dùng phương pháp xử lý sinh học kị khí bởi vì xử lý hiếukhí rất tốn kém Sulfat, với nồng độ cao có thể làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý kịkhí, mùi hình thành do sulfat do bị khử thành sulfit cũng có thể hạn chế việc sử dụngcông trình kị khí khi xử lý nước rác Độc tính của kim loại nặng cũng là một vấn đềcần quan tâm trong việc ứng dụng các quá trình sinh học Canxi gây ra các hiện tượngkết tủa, đóng cáu cặn là giảm hoạt tính của bùn, hoạt tính trong các công trình xử lýsinh học, làm tắc nghẽn đường ống dẫn nước, từ đó làm giảm đáng kể đến hiệu quả xửlý

2.1 XỬ LÝ CƠ HỌC, HOÁ LÝ VÀ HÓA HỌC

2.1.1 Tách khí

Quá trình tách khí được sử dụng trong xử lý nước rác nhằm làm tăng lượng oxy hòatan trong nước rác, giảm hàm lượng ammoniac, loại bỏ VOC, khử canxi trong nướcrác Quá trình này yêu cầu cần có sự hiệu chỉnh pH để các loại chất bay hơi dễ dàngthoát ra khỏi nước trong các thiết bị làm thoáng Đồng thời nhiệt độ cũng có ảnhhưởng đến hiệu quả của quá trình Hiệu quả khử VOC đạt đến hơn 90% Trở ngạichính của quá trình là sự đóng cáu cặn canxi cacbonat trong tháp tiếp xúc

Các nghiên cứu gần đây do Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP.HCMthực hiện trên nước ép rác trạm trung chuyển sau khi đã xử lý bằng keo tụ cho thấy:nếu sục khí 1 ngày lượng N-NH3 giảm 70%, Ca giảm 39%; sau 2 ngày lượng N-NH3giảm đến 77%, Ca giảm 44%.[3]

2.1.2 Tuyển nổi

Tuyển nổi là một quá trình hóa lý phức tạp nhằm loại bỏ các phần tử có khả năng tựlắng kém Các phần tử phân tán trong nước có bề mặt kị nước có khả năng kết dínhvào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước Quá trình này được thực hiện nhờ thổi khôngkhí thành bọt nhỏ vào trong nước thải Khi các bọt khí cùng các phần tử phân tán cùngvận động trong nước thì các phần tử này sẽ tập trung trên các bề mặt bọt khí và nổilên Khi nổi lên, các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, tạo thành một lớp bọt chứanhiều các hạt bẩn Sau đó các bọt khí cùng các phần tử dính được tách ra khỏi nước.Phương pháp tuyển nổi được sử dụng để tách tạp chất phân tán lơ lửng khôngtan, các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, cặn lơ lửng trong nước rác Quá trình này cũngđược dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt (quá trình tách bọthay làm đặc bọt), và các chất dầu mỡ thường có nhiều trong nước rác mới Quá trìnhthực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào pha lỏng Các bọtkhí kết dính với các hạt, kéo chúng cùng nổi lên bề mặt và sau đó lớp váng này đượcthu gom nhờ thiết bị vớt bọt

Phương pháp tuyển nổi có nhiều ưu điểm như: cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đầu

tư và chi phí năng lượng vận hành thấp, có độ lựa chọn tách các tạp chất, tốc độ quátrình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng; nhược điểm là các lỗ mao quản hay bị bẩn, tắc

2.1.3 Điều hòa và trung hòa

Lưu lượng và tính chất của nước rác thay đổi liên tục, do đó hệ thống xử lý nước ráccần có công trình điều hòa nhằm đảm bảo việc cung cấp nước liên tục với lưu lượng

và nồng độ ổn định cho hệ thống xử lý Nhờ đó, các công trình xử lý phía sau mớihoạt động ổn định và đạt hiệu quả cao Bể điều hòa thường gắn các thiết bị sục khí đểkiểm soát mùi và cặn lắng

Nước rác mới thường có pH thấp, để có thể xử lý ở các công trình sinh học thìcần phải tăng pH nước rác bằng cách sử dụng các hóa chất như NaOH, KOH Nên hạnchế việc sử dụng Ca(OH)2 vì làm tăng nồng độ ion canxi trong nước, ảnh hưởng đếncác công trình sinh học, đặc biệt quá trình kị khí

Khi xử lý nước rác bằng phương pháp hóa lý cũng cần phải hiệu chỉnh pH về giátrị tối ưu để các phản ứng xảy ra với hiệu quả cao nhất

2.1.4 Lắng

Trong xử lý nước thải, quá trình lắng thường được sử dụng để loại bỏ các tạp chất ởdạng cặn lơ lửng, dạng huyền phù thô ra khỏi nước Dưới tác dụng của trọng lực, cáchạt lắng được lắng xuống Để tiến hành quá trình này người ta có thể dùng các loại bểlắng khác nhau như bể lắng ngang, bể lắng đứng hay bể lắng vách nghiêng

26

Nước ép rác trạm trung chuyển chứa một lượng lớn hàm lượng cặn lơ lửng, TSSkhoảng từ 6.500 – 14.500 mg/l Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước rác cao là nguyênnhân làm cho hàm lượng chất hữu cơ cao, gây cản trở cho các quá trình xử lý sinh học,đặc biệt là cho quá trình xử lý sinh học kị khí.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài, nhận thấy rằng nếu để lắng nước rác trongkhoảng thời gian từ 2 -3h, đã hình thành một lớp cặn dày, phần nước thải bên trêntrong hơn, hàm lượng SS và COD giảm đáng kể Hiệu quả lắng không tăng thêm khikéo dài thời gian lắng

2.1.5 Lọc

Quá trình lọc diễn ra khi cho dòng nước đi qua lớp vật liệu lọc Vật liệu lọc thường sửdụng là cát Hoạt động của thiết bị lọc có thể dưới tác dụng của trọng lực hoặc lọc áplực Vấn đề hay gặp phải trong xử lý nước rác là cặn lơ lửng lớn nên dễ tắc lọc làmtăng tổn thất áp lực và được khắc phục bằng cách định kỳ rửa vật liệu lọc

Lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước

mà bể lắng không lắng được Trong các loại phin lọc thường có loại phin lọc dùng vậtliệu lọc dạng tấm và loại hạt Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗhoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau… và cả các loại vải khác nhau(thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp…) Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền vàdẻo cơ học, không bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc

Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than gầy (anthracit), than cố, sỏi, đánghiền, thậm chí cả than nâu, than bùn hay gỗ Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là

độ xốp và bề mặt nghiêng Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủytĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không saulớp lọc

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắngkhỏi nước Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lý cơ học Khinước qua lớp lọc, dù ít dù nhiều, cũng tạo ra lớp màng trên bề mặt các hạt vật liệu lọc.Màng này là màng sinh học Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán

ra khỏi nước, các màng sinh học cũng đã biến đổi các chất hòa tan trong nước thải nhờquần thể vi sinh có trong màng sinh học

2.1.6 Keo tụ, tạo bông và kết tủa

Keo tụ, tạo bông là quá trình tập hợp các phần tử khó lắng trong nước thànhnhững hạt lớn hơn và có thể lắng được Quá trình này nhằm khử các chất ô nhiễmdạng keo, chất lơ lửng bằng cách sử dụng chất đông tụ để trung hòa điện tích các hạtkeo nhằm liên kết chúng lại với nhau, tạo nên các bông cặn lớn có thể lắng trọng lực