KIỂM SOÁT Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI

Chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động của con người ngày càng gia tăng cùng với sự phát triển dân số và kinh tế, đặc biệt là trong xã hội công nghiệp

TIỂU LUẬN MÔN:

ĐỀ TÀI:

1.

TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2011

Mu ̣c Lu ̣c

Mu ̣c Lu ̣c 2

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I: 5

GIỚI THIỆU CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ PHÁT SINH RA CHẤT Ô NHIỄM 5

1.1 QUY TRÌNH ĐỐT 5

1.2 QUI TRÌNH CHÔN LẤP 10

1.3 QUY TRÌNH Ủ (COMPOST) 14

1.4 QUY TRÌNH PHÂN LOẠI BẰNG THỦY LỰC 18

ĐẶC TRƯNG MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ 19

2.1 NƯỚC RỈ RÁC 19

2.2 KHÍ PHÁT SINH 24

2.3 CÁC THÀNH PHẨM SINH HỌC SAU THỜI GIAN CHÔN LẤP CÒN SÓT LẠI .28

KIỂM SOÁT CÁC CHẤT Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC 30

3.1 KIỂM SOÁT CHẤT Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH CHÔN LẤP 30

3.1.1 Hệ thống thu gom nước rỉ rác từ quá trình chôn lấp 30

3.1.2 Hệ thống thu khí từ ô chôn lấp 36

3.1.3 Xử lý bùn tại bãi chôn lấp 41

3.2 KIỂM SOÁT CHẤT Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT 42

3.3 KIỂM SOÁT CHẤT Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH Ủ 43

3.4 KIỂM SOÁT Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI RÁC BẰNG THỦY LỰC 43

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ô NHIỄM TỪ CHẤT THẢI RẮN 48

4.1 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 48

4.1.1 Chi tiết chú ý trong khi xử lý nước rỉ rác 48

4.1.2 Các loại công pháp về chôn lấp và quản lý nước rỉ rác 49

4.2 CHỐNG THẤM CHO CÁC Ô CHÔN LẤP RÁC THẢI 52

4.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ THIÊU 54

4.4 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC CÓ THU HỒI NĂNG LƯỢNG 55

4.4.1 Công nghệ đốt gián đoạn: 56

4.4.2 Công nghệ đốt liên tục: 57

4.4.3 Công nghệ RDF (Refuse-Derived Fuel) 58

4.4.4 Các hạng mục chính trong hệ thống lò đốt rác 58

4.5 KIỂM SOÁT KHÍ PHÁT THẢI 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

LỜI MỞ ĐẦU

Chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động của con người ngày càng gia tăng cùngvới sự phát triển dân số và kinh tế, đặc biệt là trong xã hội công nghiệp Cùng với cácdạng chất thải như nước thải và khí thải, chất rắn không được quản lý và xử lý nghiêmtúc sẽ có khả năng gây suy thoái môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe con ngườinghiêm trọng Do đó, chất thải rắn đã trở thành vấn đề bức xúc đối với toàn xã hội vàcần được sự quan tâm hiệu quả về kỹ thuật lẫn kinh tế Vì vậy, quản lý và xử lý chấtthải rắn cần được quan tâm chu đáo, cải tiến công nghệ theo thời gian

Chính lý do đó, nhóm tiến hành tìm hiểu về “Kiểm soát ô nhiễm từ các quy trìnhcông nghệ xử lý chất thải” bao gồm giới thiệu về các công nghệ thu hồi và tái chế vậtliệu, các thiết bị xử lý cơ học, công nghệ sử dụng nhiệt, các quá trình xử lý sinh học chấtthải rắn và các công nghệ cải tiến hiện nay

Nhằm chủ động hơn trong việc cập nhật các thiết bị và công nghệ mới, nâng caonhận thức và hiểu biết

Thứ nhất, nếu được tiến hành đang theo qui cách, nó có khả năng phân hủy toàn

bộ các độc chất hữu cơ trong chất thải nguy hại bằng cách phân hủy các mối liên kết hóahọc của chúng và đưa chúng trở lại dạng các nguyên tố hợp thành ban đầu, qua đó làmgiảm thiểu hoặcloại bỏ hoàn tòan các độc tính của chúng

Thứ hai, nó hạn chế thể tích của chất thải nguy hại cần phải được thải loại bỏ vàomôi trường đất bằng cách biến đổi các chất rắn và lỏng thành dạng tro So với việc loạithải bỏ chất thải nguy hại không qua xử lý, việc thải bỏ loại tro vào môi trường đất antoàn và hiệu quả gấp nhiều lần

Công nghệ đốt là một quá trình xử lý khá phức tạp Trong quá trình cháy, các chấthữu cơ dạng rắn hoặc lỏng sẽ bị chuyển đổi sang pha khí Các khí này qua các lưới đốt

sẽ tiếp tục bị làm nóng lên, đến một nhiệt độ nào đó các hợp chất hữu cơ của chúng sẽ

bị phân hủy thành các nguyên tử thành phần Các nguyên tử này kết hợp với oxy và tạonên các chất khí bền vững, các khí này sau khi qua các thiết bị kiểm soát ô nhiễm sẽđược thải vào bầu khí quyển

Thành phần của các chất khí bền vững phát sinh từ việc đốt các hợp chất hữu cơchủ yếu là CO2 và hơi nước Tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần của chất thải rắn, một

lượng nhỏ CO, NOx, HCl và các khí khác có thể sẽ được hình thành Các chất khí này lànguyên nhân tiềm ẩn khả năng gây nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường.Việc quản lý và thải loại bỏ các kim loại, tàn tro và các sản phẩm phụ của quátrình đốt cũng có thể gây những tác hại như đã đề cập Tàn tro là một vật liệu dễ lắng,tro với thành phần chủ yếu là carbon, các muối và các kim loại Trong quá trình đốt, hầuhết tàn tro sẽ tập trung ở đáy của buồng đốt (tro đáy) Khi lớp tro này được lấy ra khỏibuồng đốt nó có thể xem như là chất thải nguy hại do bởi các qui tắc chuyển hóa hoặc

do nó có 1à đặc tính (nguy hại) nào đó Tuy nhiên các hạt tro kích thước nhỏ (vật chấtdạng hạt m có thể có các kim loại kèm theo) cũng sẽ bị cuốn theo các chất khí lên cao(còn gọi là tro bay) Các hạt tro này cùng các kim loại có liên quan cũng phải được xemxét bởi các qui định áp dụng cho công nghệ đốt bởi vì chúng có thể mang các hợp phầnnguy hại ra khỏi hệ thống thiết bị vào trong khí quyển Do việc đốt không phân hủyđược các hợp chất vô trong chất thải nguy hại (các kim loại chẳng hạn), các hợp chấtnày có thể cũng sẽ tích tụ trong lớp tro đáy và tro bay với nồng độ có hại

Hệ thống lò đốt chất thải nguy hại được tiến hành theo quy trình sau:

Công nghệ thiêu đốt phổ biến sử dụng lò đốt thùng quay Công nghệ lò đốt thùngquay như sau: Chất thải nguy hại được vận chuyển đến lò đốt bằng các thiết bị chuyêndùng Sau quá trình vận hành lò đốt đến nhiệt độ cho phép( buồng sơ cấp 800 oC), chấtthải được đưa vào buồng sơ cấp Thời gian lưu của chất thải trong lò đốt từ 0,5 -1,5giờ,lượng chất thải nạp vào chiếm khoảng 20% thể tích của lò Nhiệt độ trong buồng sơ cấpduy trì 800 -900 oC Sản phẩm khí sinh ra trong quá trình đốt ở lò sơ cấp được đốt tiếptục ở buồng thứ cấp, nhằm đốt triệt để các sản phẩm bay hơi, chưa cháy hết ở buồng sơcấp Nhiệt độ trong buồng thứ cấp khoảng 110oC, thời gian lưu của khí cháy trongbuồng thứ cấp 1,5 -2 giấy Toàn bộ khí thải sinh ra được làm nguội và xử lý trước khiqua ống khói thải ra môi trường

Hình 1 Hệ thống lò đốt

Hình 2 Sơ đồ lồ đốt thùng quay

1.2 QUI TRÌNH CHÔN LẤP

*Quy trình chôn lấp chất thải sinh hoạt:

Rác tập kết vào ô chôn lấp: Rác tập kết vào ô chôn lấp theo phương pháp đổ lấn(ô chôn rác) bề ngang của ô chôn rác Theo trình tự vận hành từng ô chôn lấp

• Đổ rác thải vào ô chôn lấp: Đổ rác vào ô chôn lấp theo sự điều động của nhânviên hướng dẫn bãi

• San gạt rác: San gạt rác để tránh ùn tắc rác cho việc tiếp nhận các ngày tiếp theobằng xe ủi xích Khi rác tập kết hằng ngày tiến hành san gạt thành từng lớp chiềudày 60cm, dung trọng đầm nén 750 kg/m3

• Bổ xung VSV: Sau 1 ngày tiến hành phun VSV, EM hoặc Eemunis hoặc các chếphẩm sinh học khác được phép lưu hành theo định mức 0,1lit VSV/1tấn rác 0,1

kg Bokasi (VSV dạng bột) việc phun VSV pha chế với nước sạch được điềuchỉnh theo tỷ lệ 1/20 (1 lít VSV pha với 20 lít nước sạch) Tuy nhiên phải điềuchỉnh tỷ lệ nước sạch phù hợp với độ ẩm của rác (theo thời tiết)

•Phủ đất: Tiến hành phủ đất trung gian trên bề mặt khi rác đã được đầmnén chiều dày khoảng 2m Chiều dày lớp đất phủ sau khi đầm nén 15-20 cm Đấtphủ có hàm lượng hạt sét >30%

Quá trình trên được thực hiện cho đến khi rác trong ô chôn đạt đến chiều dày thiết

kế sẽ tiến hành phủ bề mặt ô chôn

*Quy trình chôn lấp chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại được vận chuyển vào bãi chôn lấp bằng các thiết bị chuyêndùng, được phân loại, đóng gói trước khi đưa vào ô chôn

Chất thải nguy hại được sắp xếp vào ô chôn bằng hệ thống cẩu di động (tời) gắncùng với mái che di động

Công tác đầm nén được thực hiện bằng các xe chuyên dụng hoặc sử dụng đầmnện Sau mỗi lớp chất thải nguy hại dày khoảng 1m (tối đa 2m) thì tiến hành che phủbằng lớp đất với chiều dày sau khi đầm nén 15 -20 cm nhằm cách ly chất thải nguy hạivới môi trường xung quanh

Quá trình chôn lấp được thực hiện cho đến khi toàn bộ ô chôn chất thải đạt đếnchiều dày thiết kế sẽ tiến hành che phủ bề mặt

Hình 3 Mô hình các bãi chôn lấp rác

Nước chảy bề mặt

Thiết bị chặn mương

Nước rỉ rác Giếng ga

Que thăm

dò khí

Hệ thống nắp đậy

Nước chảy bề

mặt

Nước thấm vào rác

Giám sát giếng

Hệ thống lớp lót

Giám sát giếng

Que thăm

dò khí

Thiết bị chặn mương

Thiết bị chặn mương Thiết bị

chặn

mương

Hình 4 Phân loại cấu trúc bãi chôn lấp

Phân loại cấu trúc bãi chôn lấp

Bãi chôn lấp hiếu khí

Bãi chôn lấp nửa

hiếu khí

1.3 QUY TRÌNH Ủ (COMPOST)

Rác sinh hoạt được phân loại, tách ra các phần riêng biệt là phần hữu cơ và phầntrơ không sản xuất phân compost như: nylon, giấy, sắt thép Rác sau khi tách chất trơđược cắt nhỏ trước khi cho qua hệ thống ủ phân Hệ thống ủ gồm nhiểu bể ủ song song,dưới đáy mỗi bể đều có ba rãnh phân phối không khí chạy song song nhau

Mùn compost được tạo thành từ hệ thống bể ủ tiếp tục được đưa đi ủ chín trongnhà có mái che.Mùn compost sau khi ủ chín và ổn định còn lẫn nhiều tạp chất, sơ sợichưa phân hủy được đưa qua máy sàng để loại bỏ các thành phần chưa phân hủy hết.Mùn compost được đóng bao thành phầm, phân trơ được đem đi chôn lấp hợp vệ sinh

Hệ thống gồm 8 hầm ủ hoai xây nổi, chia thành 2 dãy đối diện nhau, mỗi dãy có 4

hầm, mỗi hầm dài 7m, rộng 1,5m, cao 1,5m có thể chứa khoảng 15 m3 rác Đáng lưu ý

là tường hầm xây bằng gạch thẻ chừa ô trống, trừ tường ở phía lối đi xây kín, lắp cửabằng gỗ rộng khoảng 0,7 m Ở giữa mỗi hầm theo chiều dọc, đặt 7 ống nhựa cứngđường kính 100 mm, cách nhau chừng 0,8m có đục lỗ xung quanh để trao đổi khí bêntrong và ngoài hầm Tại mỗi hầm có gắn biểu đồ theo dõi nhiệt độ từ ngày thứ 1 cho đếnngày thứ 50, tương ứng với dãi nhiệt độ từ 25 0C đến 750 C Ở đáy các hầm ủ còn lótcây tạo khoảng hở để nước thải trong hầm dễ dàng thoát ra bên ngoài, rồi theo cácmương nổi trên mặt đất nối với hệ thống mương ngầm đến hầm chứa tập trung, xâychìm có sức chứa khoảng 10 m3

Rác được thu gom từ các hộ gia đình, trường học, chợ, và một số doanh nghiệp.Rác được thu gom rồi vận chuyển bằng xe ba gác máy về xưởng để tiến hành phânloại Rác không phân hủy được như bì ny lon, sắt, nhôm, nhựa, giấy các tông, chai, lọ,

lon các loại được lựa ra để bán phế liệu, còn lại rác hữu cơ cho vào thùng nhựa, đổ

vào hầm ủ hoai Khi rác đạt độ cao 40 cm thì tiến hành tưới rác bằng nước thải đượcbơm lên từ hầm chứa tập trung để tạo độ ẩm và hạn chế khoảng trống trong hầm, sau đóphun chế phẩm sinh học EM khử mùi hôi Sau khi tưới rác, nước sẽ chảy trở lại vàohầm chứa tạo nên một chu trình khép kín nên nước thải không thể rò rỉ ra môi trườngbên ngoài, đảm bảo vệ sinh môi trường sản xuất và xung quanh

Sau 40 ngày ủ hoai, rác được chuyển qua khu vực ủ chín thêm 10 ngày nữa, trongthời gian ủ chín có thể che bạt hoặc không tùy vào thời tiết mỗi ngày Sau đó

compost được trải mỏng, đảo khô rồi chuyển qua công đoạn sàng, đóng bao Phần cònlại trên sàng được chuyển qua khu vực riêng để tiếp tục phân loại như lần đầu Việcphân loại sẽ lặp đi lặp lại liên tục trong suốt quá trình sản xuất

* Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ủ sinh học

Ảnh hưởng của độ ẩm: Nếu vật liệu quá khô không đủ ẩm cho sự tồn tại của vi sinh vật,

nếu vật liệu quá ẩm thì không có lỗ hổng không gian và sẽ chứa đầy nước, vật liệu sẽkhông xốp, diện tích bề mặt sẽ bị giảm, sẽ diễn ra quá trình lên men yếm khí, oxy sẽkhông thể lọt vào được Độ ẩm tối ưu thường từ 52 – 58% Mỡ, dầu mỡ, sáp thường cótrong các chất thải hữu cơ với một lượng đáng kể và là các dịch thể ở nhiệt độ tối ưu.Tuy nhiên dịch thể không đáng quan tâm như nhiệt độ

Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ tối đa cho quá trình ổn định sinh hóa là 40 – 55oC.Trong đó khi nhiệt độ cao (ngưỡng trên) đối với đống ủ thì tốc độ - mức độ ủ sẽ nhanh

và nhất là nếu không khí tuần hoàn được trong đống ủ thì oxy luôn luôn có mặt Lưu ýcần ngăn ngừa quá khô, quá lạnh ở phần nào đó của đống ủ

Làm thoáng và kích thước hạt: Thông thường áp lực tĩnh là 0,10 – 0,15m cột nước, cần

tạo ra để đấy không khí qua chiều sâu từ 2 – 2,5m vật liệu Áp lực đó chỉ cần quạt gió là

đủ chứ không cần máy nén Các cửa sổ của lò ủ sẽ đủ đảm bảo cho làm thoáng, chỉ cầnđảo cửa sổ lò ủ mỗi ngày một lần, hoặc nhiều ngày một lần đối với các vật liệu nhỏ(kích thước < 25mm) oxy có thể xuyên thấm vào qua cửa sâu 0,15 – 0,2m, thậm chíhiệu ứng của cột vật liệu (ống khói) hâm nóng củng cải thiện được một ít

Tốc độ tiêu thụ oxy: Tốc độ tiêu thụ oxy tùy thuộc không chỉ nhiệt độ mà còn cả độ

nghiền nhỏ của vật liệu, độ ẩm, thành phần vật liệu, quần thể vi sinh vật và mức độ xáotrộn Người ta đã xác định rằng, nhu cầu oxy trong thời tiết ấm sẽ cao hơn trong lúclạnh Với thiết bị làm thoáng, người vận hành có thể kiểm tra nhiệt độ bằng cách đolượng không khí thổi vào vật liệu, không khí dư sẽ được dùng để hạ nhiệt độ do làmnguội – lạnh trực tiếp và bay hơi Một dung tích không khí khá lớn phải thổi qua vật liệutrong một số phút của từng nửa giờ một Cũng có thể kiểm tra nhiệt độ bằng sự đói thiếukhông khí Nhưng khi đó thiếu oxy sẽ làm quá trình chậm lại, trở thành điểm khôngmong muốn Để đạt kết quả tốt nhất, nên giữ nhiệt độ ban đầu là 40 – 50oC trong một sốngày đầu, sau đó tăng lên 55 – 70oC để cho giai đoạn lên men diễn ra mạnh Lượngkhông khí cần thiết phải ứng với việc đảm bảo nhiệt độ này

Mức độ và tốc độ ủ: Bên ngoài, mùi và sờ mó cảm giác có thể xác định được hiệu quả

của quá trình Không nên để quá trình lên men diễn ra quá lâu vì sẽ còn ít chất hữu cơ lànhững chất làm giàu cho đất Quá trình ủ không được quá nhiệt, không nên để mất nitơ,không nên quá lạnh Chỉ dùng một chỉ tiêu (nhiệt độ) để đánh giá quá trình thì sẽ sai vìcác chất ú có xu hướng nóng lại sau khi nó đã được ổn định ở điểm tối ưu pH = 5 – 6đối với rác thô vừa ủ, sau nhiều ngày pH = 8-9

Việc giảm lượng chất hữu cơ là một chỉ thị tốt để đánh giá mức độ ủ, phân hủy tốc độ ủ

có thể đo bằng tốc độ tiêu thụ oxy, có thể đo cả lượng CO2 tạo thành để đánh giá COD

(NOH) củng là chỉ tiêu tốt để đánh giá nhưng ít khi dùng Tốc độ ủ có thể là tốc độ cao,tốc độ thường, tốc độ thấp.

Các chỉ tiêu đối với quá trình ủ tốc độ cao: Để chất thải hữu cơ có thể được ổn định với

tốc độ cao và nhanh (4 – 6 ngày), cần các chỉ tiêu sau:

1 Vật liệu phải có tỉ lệ C: N = 50: 1 hoặc ít hơn, để sao cho không thiếu chất dinhdưỡng khác với pH = 5,5 – 8

2 Vật liệu phải được nghiền nhỏ (25 – 75mm)

3 Độ ẩm phải được kiểm soát sao cho bảo đảm bằng 45 – 60% trong suốt quá trình ủ

4 Sử dụng tuần hoàn phần đã ủ - cấy (1 – 5% vật liệu hoạt tính đã được ủ một phần rồi)thì rất lợi

5 Xáo trộn nhẹ nhàng hoặc thỉnh thoảng xáo trộn để đề phòng hiện tường đóng bánhhoặc tạo những kênh không khí

6 Không khí phải được lọt tới tất cả mọi nơi của vật liệu ủ, hoặc ít nhất phải đảm bảo50% oxy có trong đó

7 Nhiệt độ phải giử ở 45 – 70oC trong suốt quá trình ủ

8 Phải giử cho độ pH tăng lên để khỏi mất nitơ

9 Quá trình phải đảm bảo liên tục trong 3 hoặc 5 bậc (giai đoạn) kể cả tuần hoàn vậtliệu đã ủ một phần, xáo trộn cho mỗi bậc Bậc cuối cùng có thể hợp nhất với quá trìnhlên men và làm khô (khử nước) tự nhiên nhờ nhiệt tự tạo ra

Hình 5 Qui trình công nghệ ủ qui mô công nghiệp

1.4 QUY TRÌNH PHÂN LOẠI BẰNG THỦY LỰC

Theo quy trình, bùn sẽ được tách các thành phần hữu cơ và vô cơ bằng phươngpháp thủy lực Chất vô cơ nặng sẽ lắng xuống đáy bồn trong khi chất hữu cơ nhẹ hơn sẽnổi lên trên Các chất vô cơ được tách ra sẽ được tận dụng để sản xuất vật liệu xâydựng, trong khi các chất hữu cơ được xử lý tiếp bằng phương pháp sinh học để táchriêng các kim loại nặng với phần bùn hữu cơ sạch

Rác tươi

Cân điện tử

Phân hầm cầu

Bể chứa Sàng tập kết

Băng phân loại

Nghiền

Tái chế

Trộn

Lên men Kiểm soát t 0

Tự động

Cung cấp độ ẩm

Thông khí cưỡng bức

Phần bùn hữu cơ sạch sẽ được tận dụng để trồng cây và cải tạo đất nông nghiệp.Còn lại các kim loại nặng sẽ được xử lý theo phương pháp hóa học để tách riêng từngkim loại hoặc hóa rắn toàn bộ để chôn lấp an toàn.

Quá trình hình thành nước rác: nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp.Nước có thể thấm vào rác theo một số cách sau đây:

- Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp

- Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác

- Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô rác

- Nước từ khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ô chôn rác

- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác trước khi được phủ đất và trướckhi ô rác đóng lại

- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô rác đầy (ô rác được đónglại)

Nước có sẵn trong rác thải là nhỏ nhất Nước từ những khu vực khác chảy qua bãichôn lấp cần phải thu gom bằng hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước không chỉbảo vệ những khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói mòn trong thời gian hoạt động mà còntiêu thoát lượng nước thừa ngấm vào các ô rác và tạo ra nước rác Nước mưa là không

có cách nào để ngăn chặn không cho chảy vào ô rác Có thể hạn chế được lượng nướcmưa ngấm vào ô rác bằng cách trồng lại thảm thực vật sau khi bãi đóng cửa

Thành phần của nước rác: việc tổng hợp và đặc trưng hóa thành phần nước rác làrất khó vì một loạt các điều kiện tác động lên sự hình thành của nước rác Thời gianchôn lấp, khí hậu, mùa, độ ẩm của bãi rác, mức độ pha loãng với nước mặt và nướcngầm là loại rác chôn lấp, tất cả đều tác động lên thành phần của nước rác Các số liệutiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm đượctrình bày ở bảng sau:

Bảng 1: Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi chôn lấpmới và lâu năm

10 năm)

Nhu cầu oxy hóa

sinh hóa (BOD5),

Trong giai đoạn tạo axit các hợp chất đơn giản được hình thành như axit béo,amino axit và carboxylic axit Giai đoạn axit có thể kéo dài vài năm sau khi chôn lấp,phụ thuộc vào bản chất không đồng nhất của rác Đăc trưng của rác trong giai đoạn nàylà:

- Nồng độ cao các axit béo dễ bay hơi

- pH nghiêng về tính axit

- BOD cao

- Tỷ lệ BOD/COD cao

- Nồng độ NH4 và nitơ cao

Dự đoán khối lượng nước rác: khối lượng nước rác và đặc tính địa chất của tầngđất nằm dưới đáy bãi là những yếu tố chính, quyết định khả năng pha loãng tự nhiên cácchất ô nhiễm trong nước rác trước khi các chất này chảy đến nguồn nước ngầm Việc dựbáo chất lượng nước rác tạo thành dựa vào “ Phương pháp cân bằng nước” Sơ đồ cânbằng nước được thể hiện ở hình sau:

Hình 6 Sơ đồ cân bằng nước.

Phương trình cân bằng nước có thể diễn ra như sau:

SSW= WSW + WTS + WCM + WA(R) – WLG –WWV – WE –WB(L)

Trong đó:

SSW: lượng nước tích trữ trong các bãi rác (kg/m3)

WSW: độ ẩm ban đầu của rác thải (kg/m3)

WTS: độ ẩm ban đầu của bùn từ trạm xử lý (kg/m3)

WCM: độ ẩm ban đầu của vật liệu phủ (kg/m3)

WA(R): lượng nước thấm từ phía trên (nước mưa) (kg/m3)

Nước thải phía trên bãi rác

Vật liệu phủ trung gian

Nước tiêu thụ trong quá trình hình thành ở

bãi rácNước bay hơiRác đã được nén

WLG: lượng nước thất thoát trong quá trình hình thành khí thải (kg/m3)

WWV: lượng nước thất thoát do bay hơi do khí thải (kg/m3)

WE: lượng nước thất thoát do quá trình hơi quá bề mặt (kg/m3)

WB(L): lượng nước thoát từ phía đáy bãi rác (kg/m3)

Trên cơ sở của phương trình cân bằng nước, các số liệu về lượng mưa, độ bốc hơi,

hệ số giữ nước của rác sau khi nén trong bãi rác, lượng nước rò rỉ có thể tính theo môhình vận chuyển một chiều của nước rò rỉ xuyên qua rác nén và đất bao phủ như sau:

Q = M( W1 – W2) + P(1 – R) - E] × A

Trong đó:

Q : lưu lượng nước rò rỉ phát sinh trong bãi rác (m3/ngày)

M : khối lượng rác trung bình ngày (t/ngày)

W1 : độ ẩm rác trước khi nén (%)

W2 : độ ẩm rác sau khi nén (%)

P : lượng mưa ngày trong tháng lớn nhất (mm/ngày)

R : hệ số thoát nước bề mặt

E : lượng nước bốc hơi lấy bằng 5mm/ngày (thường 5-6 mm/ngày)

Bảng 2: Hệ số thoát nước bề mặt đối với các loại đất phủ

Đất chặt, độ dốc >7% 0,25-0,35

Hệ thống thu gom nước rác: khi sử dụng lớp chống thấm, nước rác sẽ được giữtrong bãi chôn lấp và phải được thu đi nếu không nó sẽ chảy tràn ra các cạnh của lớpchống thấm Bãi chôn lấp rác phải hợp vệ sinh cần phải có một hệ thống thu gom nướcrác từ đáy ô chôn lấp và được tập trung dẫn về nơi xử lý trước khi xả ra ngoài Hệ thốngthu gom này bao gồm: tầng thu gom nước rác và mạng lưới ống thu gom

Tần thu nước rác được đặt ở trên đáy và thành ô chôn lấp và nằm trên tầng chốngthấm của đáy ô chôn lấp hoặc trên màng tổng hợp chống thấm tùy theo từng trường hợp.Tầng thu gom nươc rác phải có chiều dài ít nhất 50 cm với những đặc tính sau:

- Có ít nhất 50% khối lượng hạt có kích thước ≤ 0,075 mm

- Có hệ số thấm tối thiểu bằng 1.10-2 cm/s

Mạng lưới thu gom nước rác được đặt ở bên trong tầng thu gom nước rác như đã mô tả

ở trên phủ lên toàn bộ đáy ô chôn lấp Mạng lưới đường ống thu nước rác này phải đápứng yêu cầu sau:

- Có thành bên trong nhẵn và đường kính tối thiểu là 150mm

- Có độ dốc tối thiểu là 1%

- Lớp bọc quanh đường ống thu gom nước rác bao gồm: một lớp đất có độ hạt ítnhất 5% khối lượng là hạt có đường kính 0,075 mm hoặc một màng lọc tổng hợp

có hiệu quả lọc tương đương để ngăn chặn sự di chuyển các hạt quá mịn xuống

hệ thống thu gom sao cho nước rác tự chảy nhanh xuống hệ thống thu gom.2.2 KHÍ PHÁT SINH

Các bãi chôn lấp là nguồn tạo ra khí sinh học mà trong đó khí metan là thành phầnchủ yếu và chiếm một tỷ lệ cao Khí sinh học là sản phẩm của quá trình phân hủy cácchất hữu cơ có trong bãi chôn lấp Thành phần của khí ga trong giai đoạn đầu chủ yếu làcarbon dioxit (CO2) và một số loại khí khác như N2 và O2 Sự có mặt của khí CO2 ởtrong bãi chôn lấp tạo điều kiện cho vi sinh vật kị khí phát triển và từ đó bắt đầu giai

đoạn hình thành khí metan Như vậy, khí ga có hai thành phần chủ yếu là CH4 và CO2

trong đó CH4 có khoảng từ 50 – 60% và CO2 chiếm khoảng 40 – 50% Khí metan cóthể trở thành mối nguy hiểm gây ra cháy, nổ, ô nhiễm môi trường ở bãi chôn lấp và cáckhu vực xung quanh Vì vậy việc kiểm tra khí bằng phương pháp thoát tán hoặc thu hồi

và chuyển thành nguồn năng lượng là một phần quan trọng trong thiết kế và vận hànhbãi chôn lấp phế thải hợp vệ sinh, vì vậy các bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh nhất thiếtphải có một hệ thống thu gom và xử lý tất cả các khí sinh học sinh ra từ bãi đảm bảo yểucầu giới hạn cho phép sao cho: Nồng độ của khí metan sinh ra không được vượt quá25% giới hạn thấp về cháy nổ - LEL – “Lower Explosive Level”, có nghĩa là nồng độmetan sinh ra không được vượt quá 1,25% tính theo thể tích ở những nơi sau:

• Ở trong nhà, hoặc các công trình thuộc phạm vi bãi chôn lấp

• Trong không khí xung quanh thuộc phạm vi bãi chôn lấp

Thuật ngữ “giới hạn thấp về cháy nổ” được hiểu là ở nồng độ thấp, tính theo thểtích, một chất khí trong hỗn hợp khí ở nhiệt độ 25oC và ở áp suất 101,325 kPa sẽ gây racháy trong không khí

Bảng 3: Thành phần của khí tạo thành ở bãi chôn lấp

Ghi chú: trích dẫn từ Ham R.K (1984) trong Robinson (1986)và Hocks.J (1983) trong Van Den Broek (1985).

Ngoài ra, trong thành phần của khí còn chứa một số khí khác nữa nhưhydrocacbon (CH2); Toluend (C6H5CH3); Benzen (C6H6) trong điều kiện bãi chôn lấphoạt động ổn định sau thời gian từ 1 – 2 năm Tốc độ sản sinh khí thải ở bãi chôn lấpphụ thuộc vào một số yếu tố sau:

- Sự thẩm thấu của lượng cacbon trong thực vật đã cùng axit và rượu hình thành trongquá trình chôn lấp phế thải làm giảm khả năng tạo khí

- Lượng nước ở bên ngoài túi khí, nếu nhiều quá sẽ làm vi khuẩn có thể không đạt đượcchức năng cao trong quá trình tạo khí

- Nếu có độ kiềm tăng làm độ pH giảm do sản sinh axit trong phế thải củng làm giảmlượng khí

- Khi nhiệt độ trong phế thải tăng củng làm giảm lượng khí

- Do phế thải đóng bánh thành khối quá dầy hoặc quá nhiều mãnh vụn và bột củng làmgiảm quá trình sinh khí

Nguồn dẫn liệu:

Theo Ham R.K (1984)

Nguồn dẫn liệu: Theo Hocks – J (1985)

55,5 41,2 2,1 1,1 0,01Đặc thù

Nhiệt độ (tại nguồn)

Nhiệt lượng

Trọng lượng riêng

Độ ẩm

41oC 17.700KJ/m3 1,04 (so với khí H2) Bão hòa

- Nếu trong phế thải có chứa hóa chất độc hại củng ngăn cản các vi khuẩn tạo khí metan

do thiếu hụt dinh dưỡng

Thông thường khí ga ở bãi chôn lấp có sản lượng lớn nhất là 5 năm đầu tiên, đạtđược khoảng từ 4 – 14 m3CH4/1 tấn phế thải khô, và kéo dài khoảng 20 năm kể từ khigiai đoạn yếm khí đầu tiên xuất hiện Sau đó khả năng sản sinh khí bị giảm dần, thậmchí có bãi chỉ còn là hiện tượng nhỏ giọt (thu hồi khí trong tình trạng ngắt quảng), khi

đó có thể tạm dừng việc thu hồi khí một thời gian Để dự báo về khả năng thu hồi khí,

có thể áp dụng phương pháp tính toán sau đây:

Trong đó:

L : khối lượng của khí metan còn lại được sinh ra (m3/tấn phế thải khô)

t : thời gian sau khi bãi chôn lấp trở thành yếm khí (năm)

K: hằng số sinh khí (năm)

Tích phân

Trong đó:

G : khối lượng khí metan sản sinh ra đến thời gian t

Lo : khối lượng cuối cùng của khí metan sản sinh ra

Lt : khối lượng khí metan sản sinh ra sau thời gian t

K, k : hằng số tốc độ sinh khí

2.3 CÁC THÀNH PHẨM SINH HỌC SAU THỜI GIAN CHÔN LẤP CÒN SÓT LẠI

 Bùn cặn tại bãi chôn lấp

Loại và lượng phế thải: bùn cặn sau các quá trình xử lý nước thải thường có độ

ẩm lớn vì vậy cần phải được khử nước để khâu vận chuyển xử lý tiếp theo được thuậnlợi Phương pháp khử nước (làm khô) bùn cặn trong điều kiện tự nhiên Sân phơi bùn cóthể là loại sân hở; sân phơi có mái che hoặc hố phân hủy bùn (ổn định bùn hiếu khí).Nếu gọi:

W1, P1: dung tích cặn và độ ẩm cặn ở trạng thái ban đầu

W2, P2: dung tích cặn và độ ẩm cặn ở trạng thái sau khi cặn đã khử nước

Ta sẽ có:

Công thức này chỉ áp dụng đối với bùn cặn có độ ẩm từ 80% trở lên

Các phương pháp khử nước (làm khô) bùn cặn trong điều kiện nhân tạo có thể baogồm: lọc chân không; băng lọc; máy quay li tâm hoặc máy ép lọc

Thành phần của bùn và tỷ lệ 4:1 của phế thải rắn so với bùn là thích hợp nhất để

áp dụng biện pháp kết hợp xử lý phế thải rắn và bùn trong cùng một bãi thải Khi đánhgiá độ an toàn của bãi chôn lấp đối với môi trường phải xét đến hàm lượng kim loạitrong bùn

Biện pháp thông thường là đổ rác xuống mương, sau đó đổ bùn vào cuối cùng làmột lớp rác khô lên trên với tỷ lệ 4 tấn rác và 1 tấn bùn Trừ những trường hợp đặc biệt,nói chung nên xử lý bùn đã ổn định, nghĩa là bùn có độ ẩm thấp hơn 85% Trong mộtvài trường hợp củng có thể xử lý bằng bằng vôi bột

Các biện pháp vận hành đối với việc xử lý bùn tại bãi chôn lấp phế thải rắn theothứ tự như trên sẽ đảm bảo an toàn về kinh tế.

CHƯƠNG III:

KIỂM SOÁT CÁC CHẤT Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ RÁC

3.1 KIỂM SOÁT CHẤT Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH CHÔN LẤP

3.1.1 Hệ thống thu gom nước rỉ rác từ quá trình chôn lấp

Các quá trình sinh hóa diễn ra ở bãi chôn lấp chủ yếu do hoạt động của các vi sinhvật sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống củachúng Các loại vi sinh vật bao gồm: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc Các loại vi khuẩn

và nấm đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân giải các hợp chất Các loại vi sinhvật phát triển tốt trong các điều kiện môi trường như bảng 4

Bảng 4 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới vi sinh vật

0 – 30

0 – 115Bóng tối – ánh sáng mạnhCác vi sinh vật tham gia vào quá trình tham gia vào quá trình phân giải tại bãi chônlấp được chia thành 3 nhóm chủ yếu sau [9]:

- Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 0 – 20oC

- Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 2 – 40oC

- Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 40 – 70oC

Sự phát triển của các loại vi sinh vật theo nhiệt độ ở hình 5 Cơ chế sinh hóa củacác quá trình phân hủy trong các bãi chôn lấp được thể hiện ở hình 6

Giai đoạn I: giai đoạn thích nghi ban đầu