Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố thái nguyên tỉnh thái nguyên

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì tình trạng quy hoạch các khu đô thị chưa gắn với vấn đề xử lý chất thải, nước thải nên ô nhiễm môi trường ở các thành phố lớn,

DƯƠNG THỊ KIM LUYẾN

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG PHÁT SINH BÙN THẢI

ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,

TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường

Khóa học : 2011 - 2015

Thái Nguyên - Năm 2015

DƯƠNG THỊ KIM LUYẾN

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG PHÁT SINH BÙN THẢI

ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,

TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường

Lớp : K43 - KHMT - N01 Khóa học : 2011 - 2015

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Đặng Thị Hồng Phương

Thái Nguyên - Năm 2015

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là nhằm thực hiện tốt phương châm “Học đi đôi với hành, gắn lý thuyết với thực tiễn” của các trường đại học trong cả nước nói chung và trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng Đây là giai đoạn quan trọng giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học trên ghế nhà trường, đồng thời nâng cao kỹ năng thực hành, vận dụng vào thực tế để giải quyết vấn

đề cụ thể

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này trước hết em xin gửi lời cảm

ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cùng toàn thể các thầy cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô giáo khoa Môi trường đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo Th.S Đặng Thị Hồng Phương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, dìu dắt em trong suốt quá trình

thực hiện đề tài và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành tốt khóa luận này

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân, những người đã luôn động viên, tạo điều kiện góp ý và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận

Em xin chúc toàn thể các Thầy, Cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm

Sinh viên

Dương Thị Kim Luyến

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần chất rắn của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada 8

Bảng 2.2: Thành phần chất rắn của bùn thải 03 trạm XLNT ở Quebec 8

Bảng 2.3: Thông số hóa học của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada 9

Bảng 2.4 Thông số hóa học của bùn thải tại 03 trạm XLNT Quebec 10

Bảng 2.5: Kết quả quan trắc bùn trầm tích đợt 2 11

Bảng 3.1: Vị trí lấy mẫu 25

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 26

Bảng 4.1: Độ ẩm của bùn thải 35

Bảng 4.2: Hàm lượng chất hữu cơ và pH của bùn thải 36

Bảng 4.3: Hàm lượng Nts và Pts trong bùn thải 38

Bảng 4.4: Hàm lượng kim loại nặng (Zn) trong bùn thải 39

Bảng 4.5: Nguồn phát sinh bùn thải đô thị 41

Bảng 4.6: Tổng hợp lượng bùn thải được nạo vét trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 44

Bảng 4.7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của bùn thải đô thị đến môi trường 47 Bảng 4.8: Tần suất nạo vét bùn bể phốt ở Thái Nguyên 50

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý nước

thải ở các nước cộng đồng Châu Âu 13 Hình 4.1: Dân số thành phố Thái Nguyên giai đoạn 2008-2013 30 Hình 4.2: Thu nhập bình quân trên đầu người của thành phố Thái Nguyên

giai đoạn 2008- 2013 31 Hình 4.3: Hàm lượng CHC và pH trong mẫu bùn nghiên cứu 37 Hình 4.4: Tần suất thông hút bùn bể phốt ở Thái Nguyên 50

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa

3 BTNMT Bộ tài nguyên môi trường

5 EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ

6 GDP Thu nhập bình quân/đầu người

7 GIS Hệ thống thông tin địa lý

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Tổng quan về bùn thải đô thị 4

2.1.1 Định nghĩa về bùn thải đô thị 4

2.1.2 Phân loại bùn thải đô thị 4

2.1.3 Nguồn phát sinh bùn thải đô thị 6

2.1.4 Đặc điểm của bùn thải đô thị 7

2.1.5 Tính chất của bùn thải đô thị 9

2.2 Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới và ở Việt Nam 12

2.2.1 Trên thế giới 12

2.2.2 Ở Việt Nam 14

2.3 Một số văn bản pháp luật về quản lý bùn thải đô thị ở Việt Nam 20

2.4 Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới và ở Việt Nam 21

2.4.1 Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới 21

2.4.2 Một số phương pháp xử lý bùn thải ở Việt Nam 22

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 25

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 25

3.2 Địa điểm và thời gian thực hiện 25

3.3 Nội dung nghiên cứu 25

3.4 Phương pháp nghiên cứu 26

3.4.1 Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số liệu sơ cấp 26

3.4.2 Phương pháp điều tra phỏng vấn 26

3.4.3 Phương pháp phân tích 26

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 27

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên 28

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 28

4.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 29

4.2 Tính chất của bùn thải đô thị phát sinh trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 35

4.3 Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 39

4.3.1 Các nguồn phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 39

4.3.2 Tình hình nạo vét bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 41 4.3.3 Đánh giá ảnh hưởng của bùn thải đô thị đến môi trường thành phố Thái Nguyên 45

4.3.4 Thực trạng công tác quản lý bùn thải đô thị tại thành phố Thái Nguyên 48

4.3.5 Đề xuất giải pháp quản lý bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 51

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

5.1 Kết luận 54

5.2 Đề nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

đa dạng trong bùn thải đô thị Đặc biệt sự tồn tại của kim loại nặng cũng như các chất ô nhiễm hữu cơ trong bùn thải đã làm hạn chế khả năng tái chế bùn thải và sử dụng sản phẩm tái chế cho mục đích nông nghiệp cũng như tiềm ẩn khả năng gây ô nhiễm môi trường

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì tình trạng quy hoạch các khu đô thị chưa gắn với vấn đề xử lý chất thải, nước thải nên ô nhiễm môi trường ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu đô thị đang

ở mức báo động Việc giải quyết ô nhiễm do chất thải rắn, chất thải nguy hại

và đặc biệt là bùn thải đang là thách thức lớn đối với xã hội

Thành phố Thái Nguyên là đô thị loại I trực thuộc tỉnh Thái Nguyên và

là một trong những thành phố có tốc độ đô thị hóa cao, là nơi đông dân cư, tập trung nhiều trường đại học… Kết quả điều tra dân số năm 2013 dân số thành phố Thái Nguyên là hơn 374.500 người, dân cư phân bố với mật độ khá cao khoảng 1.260 người/km2 [6]

Theo đánh giá mới nhất của tỉnh Thái Nguyên, hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường trên địa bàn ngày càng gia tăng và khó kiểm soát, tính chất

vi phạm pháp luật về bảo vệ môi trường ngày càng phức tạp, nhiều "điểm nóng" về ô nhiễm môi trường còn tồn tại, gây bức xúc trong dư luận Qua

thống kê sơ bộ, hiện mỗi ngày toàn tỉnh thải ra trên 400 tấn chất thải sinh hoạt nhưng số chất thải thu gom, xử lý mới đạt khoảng 36%, riêng lượng chất thải

y tế được thu gom, xử lý hợp vệ sinh cũng chỉ đạt gần 50%[14]

Vì vậy vấn đề rác thải và bùn thải đô thị là một trong số những vấn đề rất đáng quan tâm Bùn thải ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, gây ô nhiễm không khí và nhất là thẩm thấu làm ô nhiễm mực nước ngầm, nước mặt dẫn đến chất lượng nguồn nước bị suy giảm Hiện nay trên địa bàn thành phố nguồn nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt hầu như được đổ trực tiếp xuống các kênh rạch của thành phố, phần lớn các kênh rạch đều bị bùn lắng rất nhanh, hầu hết đều có màu đen và hôi thối gây ảnh hưởng đến cuộc sống và môi trường

Quản lý tốt quá trình phát sinh bùn thải đô thị là một trong những giải pháp hữu hiệu cho công tác bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp góp phần hướng tới các mục tiêu phát triển bền vững của đất nước Vì những lý do trên

đề tài: “Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” được thực hiện

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

- Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác

- Đánh giá được thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên

- Đề xuất giải pháp phải khả thi phù hợp với điều kiện thực tế

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Vận dụng và phát huy kiến thức đã học tập và nghiên cứu

- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này

- Là báo cáo tốt nghiệp cho sinh viên

- Là cơ sở, tài liệu cho các nghiên cứu khoa học về sau

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Thông qua đề tài này giúp cho cộng đồng nhận thấy rõ những hậu quả

vô cùng nghiêm trọng khi môi trường bị ô nhiễm từ bùn thải đô thị Để từ đó bản thân mỗi cá nhân, tổ chức trong cộng đồng tự xây dựng cho mình ý thức bảo vệ môi trường

- Đề tài là cơ sở để giúp các nhà quản lý có các giải pháp tối ưu nhất cho công tác bảo vệ môi trường

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về bùn thải đô thị

2.1.1 Định nghĩa về bùn thải đô thị

Bùn thải có thể được định nghĩa như sau: Bùn thải là một hỗn hợp lỏng rắn chứa các thành phần: nước chiếm 95% - 98% trọng lượng ẩm và một phần các chất hữu cơ, vô cơ và rất nhiều loại vi sinh vật, đặc tính của bùn phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng mà nó được tách ra Bùn có thể ở dạng rắn, bán rắn, lỏng tùy theo công nghệ xử lý Hỗn hợp chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn, có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2 mm và có độ

ẩm 70 - 95 %

EPA định nghĩa bùn thải như một sản phẩm cuối cùng được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp từ nhà máy xử lý nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn Thuật ngữ này đôi khi cũng được sử dụng chung cho chất rắn được tách biệt với huyền phù trong nước, hỗn hợp vật chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn [12]

2.1.2 Phân loại bùn thải đô thị

* Theo nguồn gốc bùn thải bao gồm các loại sau:

- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt/đô thị, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt/đô thị

- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải công nghiệp

- Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước cấp

- Bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh rạch định kì

- Bùn thải từ bể tự hoại (hầm cầu)

- Bùn thải từ các công trường xây dựng

- Các loại bùn khác [2]

* Theo tính chất của nguồn phát sinh bùn:

Bùn thải được chia thành bùn thải dễ phân hủy sinh học và bùn thải khó phân hủy sinh học

- Bùn thải dễ phân huỷ sinh học được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học (còn gọi là bùn sinh học) hay từ nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao Bùn dễ phân hủy sinh học cũng được chia thành 2 loại: không nguy hại và nguy hại

+ Bùn thải không nguy hại được tạo ra từ quá trình xử lý nước ở các nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm, nước thải sinh hoạt Bùn này có hàm lượng chất hữu cơ cao, ít độc và thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật Vì vậy

có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng, hoặc sử dụng làm nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật, tạo ra nguồn nhiên liệu, năng lượng có giá trị

+ Bùn thải nguy hại được tạo ra từ hệ thống nước thải bệnh viện, các khu nghiên cứu… đối với loại bùn này phải xử lý nghiêm ngặt bằng phương pháp thiêu đốt trước khi chôn, tuyệt đối không được tận dụng cho mục đích nông nghiệp

- Bùn thải khó phân hủy là bùn thải có chứa nhiều hợp chất khó phân hủy hay các chất độc Bùn thải khó phân hủy sinh học được chia thành 2 nhóm: nhóm có khả năng xử lý thường và nhóm không thể xử lý được

+ Bùn thải có khả năng xử lý thường áp dụng phương pháp thu hồi một số chất sau đó thiêu đốt, đóng rắn để tạo thành sản phẩm mới phục vụ con người

+ Bùn thải không thể xử lý được là các loại bùn có chứa chất phóng xạ

và các chất độc dễ phát tán trong môi trường và phải xử lý bằng phương pháp đóng rắn và chôn lấp theo quy định [12]

* Phân loại theo đặc tính

- Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, có hàm lượng chất hữu

cơ cao, hàm lượng chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô (nước thải của công nghiệp thực phẩm, hóa hữu cơ) Do sự có mặt của phần lớn các chất keo ưa nước nên khó khăn cho việc làm khô bùn

- Bùn vô cơ ưa nước: Các loại bùn này chứa hydroxit kim loại tạo thành từ phương pháp lý hóa bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước xử lý (Al,

Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối sắt, muối nhôm)

- Bùn chứa dầu: Trong bùn có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, khoáng chất (hoặc động vật) Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ trong các phần tử bùn ưa nước (nước thải của nhà máy lọc dầu)

- Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội hơn các chất đặc biệt có giữ hàm lượng nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối đã kết tinh)

- Bùn vô cơ ưa - kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị nước chứa vừa đủ chất ưa nước để gây ảnh hưởng bất lợi đến việc làm khô bùn Các chất ưa nước thường là hydroxyt kim loại [12]

2.1.3 Nguồn phát sinh bùn thải đô thị

- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm (chung cư hoặc cụm dân cư)/nhà máy xử lý (tập trung) nước thải sinh hoạt, bao gồm: Bùn nạo vét cống rãnh, bùn nạo vét kênh rạch, bùn sinh học từ các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm (nhà máy)/nhà máy xử lý (khu công nghiệp) nước thải công nghiệp, bao gồm:

+ Bùn từ hoạt động nạo vét các cống thoát nước thải công nghiệp trong khu công nghiệp, cụm công nghiệp

+ Bùn thải từ các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp có nhiễm chất thải nguy hại

- Bùn thải từ hoạt động nạo vét định kì kênh rạch thành phố

- Bùn thải từ bể tự hoại (bùn hầm cầu)

- Bùn thải từ các công trường xây dựng (mud), bao gồm: bùn nạo vét

hố móng, bùn khoan cọc nhồi, nùn từ các dự án xây dựng tuyến tàu điện ngầm – Metro

- Bùn từ nhà máy xử lý nước cấp, bao gồm: bùn từ bể lắng, bùn từ bể chứa [2]

2.1.4 Đặc điểm của bùn thải đô thị

Thành phần hóa học của bùn thay đổi tùy theo nguồn gốc và phương pháp xử lý Thông thường các bùn thải chứa chất hữu cơ nên có giá trị như là nhiên liệu Tuy nhiên, bùn thải thường chứa các chất vô cơ hay hữu cơ có thể gây ảnh hưởng xấu đến thực vật, động vật và sức khỏe con người nếu ở nồng

độ cao Các chất ô nhiễm vô cơ bao gồm 10 KLN hiện đang được quy định bởi US EPA: As, Cu, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, Cd, Se và Zn Thành phần kim loại trong bùn thải gây độc cho cây trồng và các vi sinh vật trong đất Nếu con người ăn phải các cây trồng trên đất hay người dân sống gần bãi chôn lấp có nguy cơ tiếp xúc đất ô nhiễm qua nguồn nước, chuỗi thức ăn dẫn đến tích lũy sinh học các chất độc có thể gây tử vong [4]

Kết quả nghiên cứu đặc điểm của bùn thải tại bang Indiana (Mỹ) cho thấy bùn thải có chứa khoảng 50% chất hữu cơ, 1 - 4% cacbon vô cơ Nitơ hữu cơ và photpho vô cơ là thành phần chủ yếu của N và P trong bùn Cacbon hữu cơ và vô cơ hiện đang tương đối ổn định trong thời gian lấy mẫu Tuy nhiên, sự dao động lớn nhất đó là thành phần các kim loại nặng như: Cd, Zn,

Cu, Ni trong bùn thải [13]

Vi sinh vật trong bùn có thể bao gồm vi khuẩn, virus, trứng giun sán, protozoa, rotifer, và nấm Một số vi sinh vật này là mầm bệnh, chúng có thể gây bệnh cho người và động vật Ngoài ra bùn đô thị còn chứa các hóa chất hữu cơ tổng hợp, các chất lơ lửng Các thành phần khác tùy từng ngành công nghiệp như chứa chất hữu cơ, chất độc…[4]

Bảng 2.1: Thành phần chất rắn của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada

VALP: Trạm XLNTSH Valcartier, mẫu bùn lấy ở bể lắng sơ cấp

BLP:Trạm XLNTSH Black Lake, mẫu bùn lấy ở bể lắng sơ cấp

BLS: Trạm XLNTSH Black Lake, mẫu bùn thứ cấp lấy từ thiết bị SBR PPS: Trạm XLNT giấy và bột giấy, mẫu bùn thứ cấp lấy từ quá trình bùn hoạt tính CUQ: Trạm XNLT Communaute Urbaine du Quebec, mẫu bùn hỗn hợp gồm bùn bể lăng sơ cấp và bùn thứ cấp lấy từ thiết bị lọc sinh học

Bảng 2.2: Thành phần chất rắn của bùn thải 03 trạm XLNT ở Quebec

Ghi chú: 3 loại bùn đều là bùn thứ cấp, lấy trong bể phản ứng sinh học, được để lắng để tăng nồng độ chất rắn; JQS: Jonquiere, áp dụng kỹ thuật bùn hoạt tính

2.1.5 Tính chất của bùn thải đô thị

Đặc tính bùn thải được thể hiện qua các thông số vật lý, hóa học và sinh học Đặc tính bùn thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc điểm nước thải, công nghệ xử lý nước thải và bùn thải, các biện pháp quản lý bùn thải Trong cùng một hệ thống xử lý nước thải thì tính chất của bùn ở các công đoạn xử lý khác nhau cũng khác nhau

Bảng 2.3: Thông số hóa học của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada

Bảng 2.4 Thông số hóa học của bùn thải tại 03 trạm XLNT Quebec

(Rajeshwar Dayal Tyagi và cs, 2006) [11]

Bùn thải có chứa một năng lượng bằng 10 lần số năng lượng cần thiết

để xử lý nó Hơn 60.000 độc chất và chất độc hóa học được tìm thấy trong bùn thải và nước thải Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu đại học Cornell và Hiệp hội các kỹ sư xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các yếu tố sau đây:

- Kim loại nặng: As, Cd, Cr, Pb, Hg…

- Vi khuẩn, virus, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm và các yếu tố độc hại khác

Sự khác nhau cơ bản giữa bùn thải và chất thải rắn đô thị là tính đồng nhất của loại chất thải Sự khác nhau cơ bản giữa bùn thải và nước thải là nồng độ của các chất trong dung dịch Nếu bùn thải và nước thải được coi là hỗn hợp đồng nhất (homogeneous), thì chất thải rắn đô thị được coi là hỗn hợp không đồng nhất (heterogeneous) Đó là lí do tại sao khi phân tích thành phần bùn thải/chất thải lỏng, mẫu bùn/nước chỉ cần dung tích nhỏ (vài ml đến vài trăm ml), mẫu chất thải rắn cần đến 900 kg [10]

* Một số kết quả quan trắc bùn trầm tích tại thành phố Thái Nguyên

Chú thích: BĐ-3: Bùn đáy Cầu Gia Bẩy

BĐ-4: Bùn đáy sau cửa xả suối Cam Giá

BĐ-8: Bùn đáy giữa hồ Núi Cốc

Từ các kết quả quan trắc cho thấy các mẫu bùn trầm tích trên địa bàn thành phố Thái Nguyên đều có hàm lượng kim loại nặng khá cao So sánh với QCVN 03:2008/BTNMT quy định về hàm lượng kim loại nặng trong đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp thì tất cả các mẫu bùn trầm tích đều có một

số chỉ tiêu vượt so với tiêu chuẩn Kết quả quan trắc đợt 2 cho thấy mẫu bùn lấy tại cầu Gia Bẩy (BĐ3) có hàm lượng Pb cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (vượt 5,5 lần), hàm lượng Zn cũng vượt tiêu chuẩn Mẫu bùn trầm tích lấy ở sau cửa xả suối Cam Giá cũng có hàm lượng Pb vượt ngưỡng (vượt 1,7 lần), hàm lượng Zn vượt ngưỡng quy định 2,2 lần Mẫu bùn đáy lấy tại hồ Núi Cốc có hàm lượng As rất cao (174,5 mg/kg) vượt ngưỡng quy định 14,5 lần Còn lại các chỉ tiêu kim loại nặng khác đều nằm dưới ngưỡng quy định

2.2 Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới và ở Việt Nam

2.2.1 Trên thế giới

Trong những năm gần đây, các quá trình xử lý nước thải với những công nghệ tiến bộ đã được áp dụng ở nhiều nước để hạn chế sự ô nhiễm môi trường từ nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp Nhưng chỉ dừng lại ở việc

xử lý nước thải thì chưa triệt để vì sau quá trình sử lý nước thải sản phẩm chủ yếu là bùn thải, đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường Quá trình xử lý nước thải tạo ra một lượng lớn bùn, ước tính chiếm 5 - 25% tổng thể tích nước xử lý Trong quá trình xử lý bằng công nghệ bùn hoạt tính khoảng 30 - 40% các chất hữu cơ trong nước thải sẽ chuyển sang dạng bùn hay lượng bùn sinh ra khi xử lý 1 kg COD trong nước thải là 0,3 - 0,5 kg bùn

Do đó bùn thải sau quá trình xử lý cần được xử lý và sử dụng có hiệu quả

Đối với các nước Châu Âu, lượng bùn thải khô trên một đầu người được thống kê từ quá trình xử lý nước sơ cấp và thứ cấp là khoảng 90 g/ngày/người Ở Anh khoảng 30 triệu tấn bùn thải mỗi năm, tương đương với 1,2 triệu tấn bùn khô mỗi năm Chi phí cho loại bỏ và xử lý bùn khoảng 250 triệu bảng Anh ứng với 5 bảng Anh/đầu người Sau khi thực hiện xử lý toàn

bộ nước thải trong thành phố của 15 nước cộng đồng Châu Âu vào năm 2005, việc xử lý này có thể làm phát sinh thêm 10,7 triệu tấn bùn khô mỗi năm và tăng khoảng 38% lượng bùn Việc tích lũy loại bùn này đã tạo ra một lượng lớn bùn thải [4]

Hình 2.1: Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý

nước thải ở các nước cộng đồng Châu Âu

Ở Tây Âu, hàng năm có khoảng 7 triệu tấn bùn được sinh ra, bùn ở các nước Tây Âu đa số vẫn thải bỏ ra các bãi chôn lấp, chỉ ứng dụng khoảng 10 -70% lượng bùn được sử dụng trong nông nghiệp để làm phân bón (Tây Ban Nha 68% năm 2001 và 66% năm 2003, Thụy Điển 13% năm 2001 và 9% năm 2004) Hiện trạng phương pháp xử lý bùn tại đây là ổn định bùn, tách nước, sấy khô, phân hủy, sản xuất nhiên liệu từ bùn, quy trình oxy hóa trong điều kiện ẩm, quy trình tuần hoàn dinh dưỡng Ở Mỹ ước tính khoảng 7,6 tấn

bùn khô phát sinh mỗi năm, với 2/3 là sử dụng có ích Canada phát sinh 0,4 triệu tấn bùn khô trong đó 43% dùng trong nông nghiệp, 47% đem đốt và 4% đem chôn lấp

Ở Nhật Bản thải 428 triệu m3

bùn lỏng tỷ lệ bùn được tận dụng 66%

Hệ thống thải bỏ chủ yếu là bãi chôn lấp chiếm 34% trong tổng số Bùn thải

ra ngoài biển chiếm rất ít 0,1% Bùn thải thường được đưa đến các nhà máy sản xuất xi măng Porland, có tỷ lệ ứng dụng 27,2% năm 2005 Ngoài ra còn ứng dụng đóng rắn bằng nhiệt tạo thành sỏi, xỉ kim, đóng gạch, nấu chảy tạo

ra khối kết hợp màu xám Ở Tokyo có 13 cơ sở xử lý nước thải sinh hoạt được đặt ở nhiều vị trí trong thành phố để xử lý nước thải sinh hoạt Nhưng chỉ só 3 cơ sở lắp đặt hệ thống xử lý bùn, còn các cơ sở còn lại chỉ lắp đặt hệ thống xử lý nước thải, bùn thải sẽ được chuyển theo đường ống để đưa về các trạm xử lý để xử lý bùn triệt để

Ở Trung Quốc các trạm xử lý nước thải tạo ra khoảng 5,5 triệu tấn bùn tính theo trọng lượng khô vào năm 2006 Một phần đáng kể lượng bùn này được sử dụng trong nông nghiệp và phần còn lại được chôn lấp hoặc loại bỏ theo phương pháp khác Trong quá khứ việc thải bỏ bùn từ hệ thống xử lý nước thải được xem như không tạo ra bất kể vấn đề môi trường nào vì lượng bùn thải không nhiều và việc thải bùn không được quy định cụ thể Việc chôn lấp trong các bãi chôn lấp không đúng kỹ thuật cũng được chấp nhận Nhưng hiện nay việc xử lý bùn thải được kiểm tra khắt khe hơn [4]

2.2.2 Ở Việt Nam

* Thành phố Hà Nội

Hà Nội có hệ thống thoát nước là hệ thống thoát nước chung tiêu thoát các loại nước thải và nước mưa sau đó được đổ vào sông Nhuệ hoặc bơm cưỡng bức ra sông Hồng Tổng chiều dài các con sông khoảng 40 km đóng vai trò thoát nước cho toàn bộ khu vực hữu ngạn sông Hồng Tổng chiều dài

các mương thoát nước hiện nay là 4.000 m với sức chứa 430.000 m3

Ngoài ra tại Hà Nội còn có khoảng 32 hồ chính với tổng diện tích 170 ha làm nhiệm vụ điều hòa nước mưa và tiêu thoát nước thải Hiện nay các hồ này đều trong tình trạng ô nhiễm bởi nước thải và lắng bùn

Hiện nay công ty Thoát nước quản lý hệ thống thoát nước còn công ty Môi trường Đô thị thực hiện nhiệm vụ thông hút bùn hầm cầu trong các bể tự hoại Như vậy nước từ bể tự hoại chảy về đâu sẽ thuộc nhiệm vụ của công ty Thoát nước, nhưng cặn trong bể nếu muốn hút thì phải cần đến công ty Môi trường Đô thị và người chủ sở hữu của bể đồng ý trả tiền cho công việc nạo vét Chính điều này đã đưa đến tình trạng nhiều bể tự hoại không được xử lý định kỳ theo yêu cầu, do đó chất lượng nước ra khỏi bể chảy vào hệ thống thoát nước không đảm bảo các yêu cầu vệ sinh Dịch vụ thông tắc bể phốt cho gia đình được thực hiện theo yêu cầu từ phía người dân, thường thì yêu cầu phát sinh khi hệ thống cống rãnh bốc mùi hôi thối do bị tắc, người dân phải trả chi phí cho dịch vụ này [3]

Bên cạnh việc xả thẳng bùn thải ra các bãi đất trống thì tình trạng xả chất thải ra các dòng sông cũng diễn ra nghiêm trọng không kém Do lượng nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp xả trực tiếp không đủ làm lưu thông dòng chảy, nên chất thải hữu cơ đổ xuống sông đều lắng tại chỗ gây ô nhiễm khiến cho cả 4 con sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Sét, Lừ trở nên ô nhiễm nghiêm trọng Bên cạnh đó khi tiến hành nạo vét sông, khối lượng bùn thải khổng lồ này lại được đổ trực tiếp tại các bãi đổ ở ngoại thành mà chưa qua quá trình loại bỏ chất độc hại tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm không khí, nguồn nước… Hiện nay bùn thải sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san lấp, thậm chí đổ vào bất cứ khu vực nào có thể Chính việc đổ bùn thải tràn lan và hoàn toàn không được quản lý như hiện nay sẽ gây ảnh hưởng đến môi

trường đặc biệt là tích tụ các kim loại gây tình trạng mất vệ sinh, bốc mùi hôi thối Nghiêm trọng hơn bùn thải đang gây ra những ảnh hưởng nặng nề do đổ

bỏ, chôn lấp không có lớp chống thấm nên các chất ô nhiễm thấm xuống các mạch nước ngầm và nước mặt Vấn đề thiếu bãi đổ bùn thải tại Hà Nội cũng rất nan giải, hiện chỉ có bãi rác thải Nam Sơn - Sóc Sơn mới có khả năng xử

lý bùn thải công nghiệp Nếu cứ giải quyết bùn thải bằng cách tận dụng các bãi đất trống để đổ bùn thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường là rất cao và cũng không có diện tích mặt bằng đủ lớn để chứa bùn thải [3]

* Thành phố Hồ Chí Minh

Hơn 2000 tấn bùn được nạo vét mỗi ngày tại thành phố HCM Theo dự kiến khối lượng bùn này sẽ được thu gom, xử lý, tái chế, tái sử dụng làm vật liệu xây dựng, san nền ở mức độ cao nhất ở khu Liên hiệp xử lý chất thải rắn Tây Bắc và Khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Đa Phước Thế nhưng phương án thực hiện cụ thể như thế nào thì vẫn còn đợi bổ sung

Trưởng phòng quản lý chất thải rắn, Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM cho biết trung bình mỗi ngày ngành môi trường thành phố tiếp nhận hơn 2.000 tấn bùn từ công tác nạo vét và làm vệ sinh mạng lưới thoát nước,

250 tấn bùn từ 7 khu công nghiệp, các nhà máy lớn đang hoạt động và hơn

500 tấn bùn phát sinh rút hầm cầu, nạo vét kênh rạch… Bùn thải các loại tại TPHCM thường đổ xả để có chi phí thấp nhất Ước tính chi phí xử lý các loại bùn trên khoảng 300.000 đồng/tấn và trên dưới 1.000 tỷ đồng/năm, thậm chí còn cao hơn Dự báo đến năm 2020 khối lượng nguồn phát sinh bùn thải sẽ tăng 1 - 2 triệu tấn/năm Trong đó bùn thải nguy hại hiện nay có khoảng 250 -

300 tấn/ngày, chưa kể đến bùn thải từ các tỉnh lân cận đưa về thành phố để xử

lý từ 150 - 200 tấn/ngày TPHCM đã từng thực hiện xây dựng nhà máy xử lý bùn Bình Hưng Hòa và Bình Hưng nhằm mục đích xử lý bùn thải từ nhà máy

xử lý nước thải sinh hoạt đô thị để tái chế thành phân hữu cơ Tuy nhiên công

nghệ áp dụng tại nhà máy này vẫn chưa thực sự tối ưu, bùn sau khi xử lý vẫn còn rất nặng mùi và ảnh hưởng đến môi trường [16]

Kết quả quan trắc thành phần bùn của 7 hệ thống kênh rạch chính có nồng độ Asen rất lớn là 1,2 mg/kg, nồng độ chì là 736 mg/kg vượt tiêu chuẩn cho phép 9 lần Điều đáng nói là bãi đổ bùn đang được công ty Thoát nước đô thị xây dựng nên bùn sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản được san lấp, thậm chí đổ vào bất cứ khu vực nào có thể [5]

* Thành phố Nam Định

Thành phố Nam Định có khoảng 230.000 người, các điều kiện vệ sinh

đô thị chủ yếu ở đây là hệ thống vệ sinh tại chỗ Hố xí tự hoại được xây dựng

ở Nam Định là hố xí tự hoại 2 ngăn, xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam trong

đó có 1 bể nhỏ chứa chất cặn Kích thước bể tự hoại phần lớn phụ thuộc vào diện tích đất sẵn có của chủ hộ gia đình mà chưa được thiết kế theo số lượng người sử dụng

Công ty Môi trường Đô thị chịu trách nhiệm thu gom và xử lý chất thải rắn của thành phố Các bể tự hoại chỉ được hút khi thấy hoạt động không bình thường như bị tắc, đầy ứ hoặc có mùi bốc ra, trường hợp hút theo định kỳ rất hiếm Khi có nhu cầu các của hộ thường thuê công ty môi trường hoặc tư nhân để thông hút và nạo vét Khoảng cách vận chuyển chất thải BTH tương đối ngắn khoảng 10 km, thường thì đổ xuống các ao, hồ để nuôi cá hoặc cung cấp cho nông dân ngoại thành để bón cho rau, lúa, trường hợp đặc biệt do sự

cố lũ lụt… buộc phải xả vào hệ thống thoát nước của thành phố

Trong chương trình hỗ trợ giai đoạn 3 của dự án phát triển đô thị Nam Định được chính phủ Thụy Sĩ tài trợ việc nghiên cứu, quản lý cặn tự hoại đã được tiến hành năm 2001 Theo đó các công trình vệ sinh dội nước có bể tự

hoại có hoặc không có nối với hệ thống thoát nước hiện đang dần được thay thế cho các loại hố xí thường và hố xí hai ngăn [3]

* Thành phố Hải Phòng

Tại Hải Phòng các BTH thường được kết nối với cống thoát nước Hoạt động thu gom BHC từ các BTH được giao cho công ty Thoát nước Hải Phòng, được trang bị dàn thiết bị chuyên dùng phục vụ riêng công tác thu gom BHC, năng lực thu gom khoảng 23.000 m3/năm

Hải Phòng nhận được sự hỗ trợ từ ngân hàng thế giới thực hiện cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường Từ các bể tự hoại BHC được thu gom với thời gian hút định kỳ mỗi bể phốt của một hộ gia đình quy định từ 4 - 5 năm

Kế hoạch thu gom BHC được lập trên chương trình máy tính Hàng năm công

ty Thoát nước thực hiện hút lần lượt cho từng phường, từng quận, sau khi hút hết sẽ quay lại từ đầu

Công việc thông hút và thu gom được triển khai cuốn chiếu và tổng thể trên phạm vi đại bản của 43 phường thuộc 4 quận nội thành Kế hoạch thông hút, thu gom, tiến độ, dự toán được cập nhật hàng năm và cụ thể hóa trong kế hoạch hàng tháng Công ty Thoát nước hiện đang áp dụng hệ thống GIS trong lĩnh vực quản lý hệ thống bể phốt tại Hải Phòng [3]

* Thành phố Vinh

Thành phố Vinh hiện nay có gần 500 nghìn người, diện tích gần 105

km2 và là đô thị lớn ở khu vực Bắc Trung bộ Với diện mạo của một đô thị loại I được Chính phủ công nhận vào năm 2008, thành phố Vinh đang được đầu tư nhiều hạng mục công trình xây dựng kiên cố nhằm góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội Tuy nhiên, cùng với sự phát triển, việc xử lý nguồn chất thải từ phân bùn bể phốt từ các cơ quan, đơn vị, trường học, bệnh viện, khu chung cư… hiện nay đang bị thả nổi

Đi dọc các tuyến đường ở thành phố Vinh, chẳng khó khăn gì khi bắt gặp những tờ rơi, dòng chữ quảng cáo rao vặt in số điện thoại dưới dòng chữ

“Thông tắc bể phốt, hầm cầu” Trong vai là khách hàng muốn hút hầm cầu bể phốt nhà vệ sinh, các phóng viên đã liên hệ vào số điện thoại 0987515xxx thì được trao đổi với một người đàn ông tự xưng là chủ của thuê bao nói trên Khi đặt vấn đề cần hút hầm cầu nhà vệ sinh đã lâu ngày bị tắc, chủ nhân của thuê bao này niềm nở và tư vấn rất kỹ lưỡng về giá cả cũng như quy trình thông tắc hầm cầu, hút bể phốt…[15]

 Những tồn tại trong việc quản lý bùn thải tại Việt Nam

- Số lượng và loại công trình vệ sinh tại chỗ được xây dựng và đi vào hoạt động hàng năm vẫn chưa được kiểm soát và thống kê đầy đủ

- Dịch vụ hút, thu gom BHC trong đô thị còn ở trong trạng thái tùy tiện, không hề có kế hoạch định kỳ hàng năm Đơn vị đảm nhận dịch vụ thu gom

và xử lý BHC bể phốt hiện đang hoạt động trong tình trạng tự phát

- Không có quy định khu vực đổ xả và xử lý cho từng đô thị Bể tự hoại sau khi hút chưa được quản lý chặt chẽ, trong thực tế, bùn thải thu gom thường được lái xe chở đổ thẳng ra bãi rác hoặc ao nuôi cá, hoặc dùng để bón rau trực tiếp Điều này không chỉ gây tình trạng ô nhiễm môi trường mà còn

là mối đe dọa đến sức khỏe cộng đồng Nông dân cũng sử dụng như một loại phân bón, đi kèm với rủi ro cho sức khỏe, do vậy họ cũng là đối tượng có nguy cơ bị nhiễm bệnh do trực tiếp tiếp xúc với các chất ô nhiễm

- Công nghệ thông hút, thu gom, vận chuyển BHC không đảm bảo vệ sinh môi trường cũng như cảnh quan chung toàn đô thị

- Việc bảo dưỡng các công trình vệ sinh tại chỗ ở trong tình trạng yếu kém, dẫn đến có quá nhiều bùn tồn đọng làm giảm thể tích bể và giảm hiệu quả sử dụng của hệ thống thoát nước chung của toàn đô thị

- Các hướng dẫn hay tiêu chuẩn về bùn thải từ các trạm xử lý nước thải chưa có ở Việt Nam Do đó, việc đánh giá chất lượng bùn thải vào môi trường cũng chưa có qui định cụ thể

- Điều đáng chú ý là hiện nay số lượng cán bộ am hiểu về bùn thải cũng như công nghệ xử lý bùn thải còn rất ít Ông Nguyễn Trung Việt Trưởng phòng quản lý chất thải rắn Sở tài nguyên và môi trường thành phố HCM cho

biết: “ Ngoài quy định cụ thể về bùn thải nguy hại, việc quản lý và xử lý bùn thải nói chung trong cả nước hiện nay đang bị bỏ trống, chưa có bộ ngành nào quan tâm đúng mức Ngay cả các văn bản pháp luật hiện hành của Việt Nam cũng không hề đề cập đến bùn thải” [16]

2.3 Một số văn bản pháp luật về quản lý bùn thải đô thị ở Việt Nam

- Luật Bảo vệ môi trường 2005 được thông qua ngày 29/11/2006 và có hiệu lực ngày 01/07/2005

- Nghị định 80/2014- NĐ/CP về thoát nước và xử lý nước thải

- Nghị định 179/2013- NĐ/CP quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường

- Nghị định 59/2007- NĐ/CP về quản lý chất thải rắn

- Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT ngày 25 tháng 10 năm 2013 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia

về môi trường có hiệu lực thi hành từ ngày 01tháng 01 năm 2014

- Thông tư số 12/2012/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên Môi trường quy định về quản lý chất thải nguy hại có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01 tháng 6 năm 2011

- QCVN 50:2013/BTNMT của Bộ Tài nguyên Môi trường quy định về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về bùn thải từ quá trình xử lý nước

- QCNV 43:2013/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích

2.4 Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới và ở Việt Nam

2.4.1 Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới

* Phương pháp lọc khí than bùn

Kế hoạch biến bùn thải chứa khí mêtan thành nhiên liệu đốt dùng trong các động cơ của phương tiện giao thông là một trong những nỗ lực rất lớn của chính phủ và các nhà khoa học Nhật Bản được thực hiện trong năm 2006 Cụ thể là: đầu năm 2006, Chính quyền thành phố Kobe, một thành phố ở phía Tây Nhật Bản đã quyết định thực hiện kế hoạch: đưa khí mêtan sinh học vào

sử dụng như là nhiên liệu đốt tự nhiên cho các phương tiện giao thông Khí này được sản xuất bằng phương pháp lọc khí than bùn Chương trình thử nghiệm được phát triển nhờ sự tham gia của công ty Môi trường sinh thái Kobelco - một chi nhánh thuộc tổng công ty thép Kobe và các nhà khoa học

và chính quyền thành phố Kobe Những thử nghiệm được bắt đầu vào tháng

10 năm 2004 Người ta đặt hệ thống lọc khí tại nhà máy xử lý nước thải của thành phố Higashinada Kết quả bất ngờ là: hệ thống này có thể tạo ra khí mêtan có độ tinh khiết đến 98%, tương ứng với mức tinh khiết của khí mêtan

sử dụng trong các đường ống tại thành phố Các khí sinh ra do quá trình phân huỷ bùn thải của vi khuẩn được nén lại với áp suất cao Trong nước có một số khí gây ô nhiễm như là CO2 và H2S cũng được phân huỷ tạo ra lượng khí gas chiếm 40% Năm 2005, khí này được sử dụng để chạy thử nghiệm các xe buýt lưu hành trong thành phố [7]

* Ủ phân compost

Bùn tươi (gồm 99% nước, 1% bùn) từ bể lắng sơ cấp được thu về bể cô đặc trọng lực (do bùn sinh ra tại đây là bùn vô cơ có khả năng tự lắng bằng trọng lực nên không cần tác dụng thêm lực) Sau đó bùn đã cô đặc (gồm 97% nước, 3% bùn) lại tiếp tục được bơm lên máy tách nước ly tâm Bùn sau tách

nước (gồm 80% nước, 20% bùn) được lấy đi làm phân compost Nước tách từ hỗn hợp bùn nước được tuần hoàn trở lại bể lắng 1 tiếp tục xử lý

Một phần bùn trong bể lắng thứ cấp sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể sục khí, một phần bùn dư (gồm 99% nước, 1% bùn) được đưa sang máy cô đặc ly tâm (do bùn sinh ra tại bể lắng 2 là bùn sinh học khó có khả năng tự lắng nên ta phải tác động thêm lực để bùn lắng) Bùn sau khi ra khỏi máy cô đặc ly tâm (gồm 96% nước, 44% bùn) kết hợp với lượng bùn sau cô đặc trọng lực từ bể lắng sơ cấp tập trung về bể bùn hỗn hợp

Tiếp đó, để giảm thể tích của bùn, cho bùn hỗn hợp đi qua máy tách nước ly tâm và cho tiếp polymer tác dụng làm bùn keo lại thành những bánh bùn, sau đó đưa đến nhà lên men sơ cấp (lưu 15 - 20 ngày) Tại đây bùn được trộn với trấu tăng độ ẩm, diệt vi khuẩn gây bệnh, phân giá hợp chất phức tạp còn lại trong bùn Khí sinh ra (CH4, H2S…) được đưa đến bể khử mùi Sau thời gian này bùn được chuyển sang nhà lên men thứ cấp ủ kín trong khoảng

30 ngày, cuối cùng đưa sang chứa trong kho chứa (nhà chứa chính) chờ đem chôn lấp

2.4.2 Một số phương pháp xử lý bùn thải ở Việt Nam

* Phương pháp chôn lấp

Trong các phương pháp xử lý chất thải rắn chôn lấp là phương pháp đơn giản và phổ biến nhất Phương pháp này áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới Thực chất chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một bãi và có phủ đất lên trên Trước kia bùn thải thường được xử lý bằng phương pháp chôn lấp, tuy nhiên biện pháp xử lý này vừa lãng phí nguồn nguyên liệu (hàm lượng chất hữu cơ trong bùn cao), tốn diện tích đồng thời vẫn là nguồn gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm tầng nước ngầm Ngày nay các nhà khoa học đang nỗ lực để nghiên cứu, xử lý bùn thải theo hướng tái chế bùn thải sinh học tạo ra các sản phẩm hữu ích, thân thiện với môi trường

phục vụ cho các mục đích khác nhau của con người Tuy nhiên với bùn thải nguy hại thì phương pháp chôn lấp vẫn là một lựa chọn hữu hiệu

* Phương pháp thiêu đốt

Phương pháp thiêu đốt thực chất là phương pháp oxy hóa chất thải nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy không khí, trong đó các chất độc hại được chuyển hóa thành khí và các chất thải rắn khác không cháy được Các chất khí được làm sạch hoặc không được làm sạch thoát ra ngoài không khí Lượng chất thải rắn còn lại được mang đi chôn lấp

Việc xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt có ý nghĩa quan trọng, làm giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng, nếu sử dụng công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa cao trong bảo vệ môi trường Tuy nhiên phương pháp này chỉ áp dụng để xử lý các chất độc hại không thể áp dụng phương pháp xử lý khác do chi phí cao và còn có thể tạo ra một số chất độc hại cho môi trường và con người [3]

* Phương pháp tái sử dụng bùn thải sinh học làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất khác

- Sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh

Phân bón hữu cơ vi sinh là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn đạt tiêu chuẩn hiện hành với khả năng cố định nitơ, cung cấp các hợp chất hữu cơ chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất cây trồng, chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ cho đất Phân bón vi sinh cố định nitơ không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản Bùn nước thải sinh học chứa nitơ, photpho, cacbon dễ phân hủy sinh học, các chất dinh dưỡng và nhiều chất vi lượng khác là một nguyên liệu để nuôi cấy vi khuẩn nốt sần Nhận định này đã được khẳng định qua các nghiên cứu của Giáo sư Tyagi thuộc Viện Nghiên cứu khoa học Quốc gia, Quebec, Canada (INRS) trên đối

tượng bùn thải của các trạm xử lý nước thải sinh hoạt Ưu điểm nổi bật của hướng nghiên cứu này là tận dụng thành phần dinh dưỡng trong bùn thải để thay thế cho môi trường nhân tạo đắt tiền thường được sử dụng trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm sinh học có ích như chế phẩm sinh học cho cải tạo đất, thuốc trừ sâu sinh học, màng PE, hóa chất keo tụ Việc tận dụng bùn thải vừa giúp giảm giá thành vừa góp phần bảo vệ môi trường [8]

- Sản xuất vật liệu xây dựng

Hiện nay bùn thải đang được nghiên cứu và ứng dụng trong quá trình sản xuất vật liệu xây dựng làm giảm ô nhiễm môi trường, đặc biệt là bùn nguy hại Một số phương pháp tận dụng bùn thải như: trộn bùn thải, đá, xi măng, các chất phụ gia để tạo thành vữa bê tông có tính chất hoàn toàn giống với bê tông truyền thống, sử dụng bùn thải để sản xuất gạch xây dựng… Năm 2000 Nguyễn Văn Phước và cộng sự đã nghiên cứu tái sinh bùn đỏ của nhà máy hóa chất Tân Bình để làm bột màu Năm 2005, Th.S Nguyễn Thị Phương Loan PGĐ trung tâm Công Nghệ và Quản lý Môi trường cùng cộng sự đã dùng phương pháp thủy lực để tách các thành phần hữu cơ và vô cơ để sản xuất vật liệu xây dựng như: gạch xây tường, gạch lát vỉa hè, san nền Năm

2007, Lê Thanh Hải đã nghiên cứu xử lý và tái sử dụng bùn thải chứa kim loại nặng tạo thành gạch block được phối trộn từ xi măng, bùn, cát Mới đây nhóm nghiên cứu và phát triển công nghệ mới (thuộc Hội khoa học kỹ thuật

và xây dựng thành phố Hồ Chí Minh) do TS Nguyễn Hồng Bỉnh chủ trì đã thành công trong việc xử lý bùn thải nguy hại thành vật liệu xây dựng: tấm đan, cột tiêu, gạch lát đường nông thôn, tường rào… Tại Nhật Bản bùn thải cũng được sử dụng để sản xuất gạch block dùng cho lát đường [8]

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Bùn thải đô thị phát sinh trong nội thành thành phố Thái Nguyên: + Bùn ở cống rãnh

+ Trầm tích của đáy sông hồ

4 B4 Bùn tại khu chứa bùn nhà máy nước Tích Lương

- Bùn thải sinh học: Lấy tại nhà máy nước sạch Tích Lương

- Bùn thải cống rãnh lẫy tại cống rãnh thải phường Thịnh Đán và phường Đồng Quang

- Bùn bể phốt lấy tại hố ga phường Túc Duyên

3.2 Địa điểm và thời gian thực hiện

- Địa điểm: Quá trình thu thập tài liệu và phân tích mẫu được thực hiện tại phòng thí nghiệm khoa Môi trường - Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

- Thời gian: Từ tháng 08/2014 đến tháng 12/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm tự nhiên - kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên

- Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị tại thành phố Thái Nguyên

- Nghiên cứu một số tính chất của bùn thải khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu một số phương pháp xử lý bùn thải

- Đánh giá ảnh hưởng của bùn thải đô thị đến môi trường

- Đề xuất giải pháp quản lý bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số liệu sơ cấp

- Thu thập số liệu tại các phòng ban chức năng trên địa bàn thành phố Thái Nguyên

- Thu thập các tài liệu, số liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu: tài liệu về điều kiện tự nhiên - kinh tế, xã hội, các tài liệu về môi trường…

3.4.2 Phương pháp điều tra phỏng vấn

- Phương pháp điều tra: Xây dựng bộ câu hỏi điều tra, sử dụng bộ câu hỏi phỏng vấn theo phiếu điều tra, phỏng vấn một số cán bộ ban ngành liên quan và một số người dân sinh sống trên địa bàn khu vực nghiên cứu

Pts % Axit molipdat, Na2SO3, bình

định mức, bếp điện

TCVN 8563:2010

Chất hữu cơ % K2Cr2O7 1N, H2SO4(đặc), chỉ

thị, dung dịch FeSO4 0,5N

TCVN 8941:2011

Kim loại nặng mg/kg Bình định mức, bếp phá mẫu,

máy đo

TCVN 6496:2009

- Từ các số liệu, thông tin thu được, tiến hành phân tích xử lý phù hợp với mục đích, yêu cầu của đề tài nghiên cứu

3.4.4 Phương pháp lấy mẫu bùn thải

Bùn thải được lấy theo TCVN 6663 – 13:2000

- Trước khi lấy mẫu rửa sạch thiết bị lấy mẫu với vòi nước ấm, sử dụng bàn chải và chất tẩy rửa chuyên dụng để loại bỏ tất cả các dư lượng Sau khi chad kỹ, rửa lại ba lần thiết bị bằng nước máy

- Đối với bùn lỏng: Khuấy bùn trước khi lấy mẫu, dùng dụng cụ chuyên dụng có dây dài và dùng thìa đã vô trùng lấy mẫu cho vào túi chứa, đậy kín, dán, ghi nhãn, bọc lại và bảo quản

- Đối với bùn đặc: Dùng bay xúc, trộn đều, đóng trong các túi bóng kín, dán nhã và bảo quản

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu

Từ các kết quả thu thập được thống kê thành các bảng, sơ đồ, hiệu chỉnh hợp lý và đưa vào báo cáo, sử dụng 2 phần mền Microsoft Word và Microsoft Excel để xử lý và vẽ biểu đồ