Xử lý các thành phần hữu cơ (COD) trong nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn bằng ozon

thích hợp nhằm đạt tiêu chuẩn thải do National Pollutant Discharge Elimination System NPDES qui định và các tiêu chuẩn đ c thù khác của vùng ví dụ phải sử dụng thêm cô

Xử lý các thành phần hữu cơ (COD) trong nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn bằng ozon

Tổng quan

Tình hình nghiên cứu xử lý nước rỉ rác Trên thế giới

H thống xử lý nước rác là tổ hợp các đơn vị công ngh khác nhau của các phương pháp vi sinh, hóa học, hóa lý, cơ học Tuy nhiên, ở các nước tiên tiến với trình đ kỹ thu t cao, thiết bị hi n đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ật cao, thiết bị hiện đại, luôn cải tiến, nâng cao và hoàn thi n các h thống đang hoạt đ ng cũng như các h thống mới xây ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, dựng, nét đ c thù riêng về công ngh xử lý là phổ biến.ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến

* Tại Mỹ: các nhà công ngh đã áp dụng các giải pháp công ngh khác nhau như:

Hòa tr n lẫn nước rác với nguồn nước thải sinh hoạt được thực hi n khá phổ biến ở vùng tây bắc ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, nước Mỹ tại các bãi rác: St.Johnson (Oregon), Cedar (Washington), Cathcart Snobomish County (Washington), Kent Highland (Kent Washington)

Sử dụng vào mục đích tưới tiêu khi nước rác được xử lý sơ b theo tiêu chuẩn “Standard for ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

leachate spray irrigation managent” October 28, 1992, được thực hi n phổ biến ở Oregon tại các bãi rác: Coffin Sutte (corvallis Oregon) Riverbend (Yamhill County)

Xử lý nước rác tại chỗ và xả vào nguồn nước m t được thực hi n bằng cách phối hợp các công nghặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến thích hợp nhằm đạt tiêu chuẩn thải do National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) qui định và các tiêu chuẩn đ c thù khác của vùng (ví dụ phải sử dụng thêm công ngh màng để tách loại ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến phức chất nickel tại m t số bãi rác ở miền tây nước Mỹ).ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

* Tại Nh t Bản: công ngh xử lý nước rác của Nh t Bản có đ c thù riêng so với các nước tiên tiến ật cao, thiết bị hiện đại, ật cao, thiết bị hiện đại, ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến khác Từ năm 1965 trong chương trình hành đ ng khẩn cấp về cải thi n điều ki n môi trường sống ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, (Emergency Establishment Act for Improvement Facilities) qui định: lượng rác thải sinh hoạt được xử lý bằng phương pháp đốt Nước rác thấm từ tro đốt chứa hàm lượng muối vô cơ rất cao, hàm lượng thành phần hữu cơthấp nhưng có chứa đ c tố hữu cơ (hợp thành phần hữu cơchứa clo và dioxin) ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, Cho đến năm 1988, lượng rác được đốt ở Nh t không thấp hơn 78% (240 tri u tấn rác/năm) Do ật cao, thiết bị hiện đại, lượng dioxin sinh ra khá cao nên năm 1997 hình thành điều lu t: hành đ ng kiểm soát dioxin.ật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

Đ c thù ô nhiễm nước rác trên quyết định công ngh xử lý nước rác của các hãng:ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến

- Công ngh xử lý nước rác của hãng Tsukishima Kikai (TSK): công ngh tách ion canxi; công ngh xử lý vi sinh sử dụng các thiết bị: tiếp xúc sinh học, đĩa quay sinh học, tấm sục khí; tách loại muối: sử dụng kỹ thu t thẩm thấu ngược ho c đi n thẩm tích; kỹ thu t ngưng tụ và kết tủa (bốc hơi chân ật cao, thiết bị hiện đại, ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến ật cao, thiết bị hiện đại, không, kết tinh thu hồi muối, ly tâm, sấy bốc hơi)

- Công ngh của hãng Kubota Corporation: công ngh chống kết tủa các chất lắng đọng từ nước rác trong đường ống ho c trong nguồn nước nh n; công ngh xử lý sinh học (tiếp xúc sinh học, đĩa ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến ật cao, thiết bị hiện đại, quay sinh học để xử lý thành phần hữu cơcó nồng đ thấp); khử nitrat nếu cần thiết (khi đốt hợp ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, chất nitơ đã chuyển hóa thành nitrat); tách loại chất hữu cơ: sử dụng bi n pháp keo tụ với sắt (III) clorua để tách m t phần chất hữu cơ, màu làm giảm tải cho giai đoạn hấp phụ trên than hoạt tính ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ghép nối sau đó

* Tại Hàn Quốc: ở các bãi rác sinh hoạt có khoảng 50 điểm dùng cách xử lý sinh học trước rồi sau đó dẫn về trạm xử lý chung; 92 điểm đưa thẳng nước rác về trạm xử lý chung; 102 điểm tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài Kể từ khi ban hành quy định cho tiêu chuẩn Nitơ Amoni năm 1999 và sau đó năm 2001 thì phần lớn các trạm xử lý nước rác từ bãi rác sinh hoạt đã được bổ sung ho c lắp đ tặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến mới các thiết bị xử lý Nitơ, trong đó, phần lớn công ngh xử lý nitơ v n hành theo kiểu MLE ật cao, thiết bị hiện đại,

(Modified Ludzack-Ettinger); cũng có hơn 10 bãi rác nhỏ dùng phương pháp RO sau công ngh sinh học

Tình hình nghiên cứu xử lý nước rỉ rác trong nước

Xử lý nước rác ở Vi t Nam mới được quan tâm từ khoảng thời gian không quá 10 năm trở lại đây, nên những nghiên cứu về công ngh chưa nhiều Các h thống được xây dựng để xử lý nước rác được hình thành chủ yếu là tính bức xúc của xã h i tại địa phương nơi có bãi chôn lấp rác Do tính ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, chất địa phương nên công ngh xử lý nước rác cũng có tính đ c thù rất cao được xác l p bởi đơn vị ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến ật cao, thiết bị hiện đại, thực hi n công ngh , năng lực công ngh và điều ki n khả thi trong thực hi n của địa phương đó

M t số h thống xử lý (Thái Nguyên, Nam Định) chỉ thực hi n bước tách m t phần c n không tan, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến hoạt đ ng không ổn định Các h xử lý tại Hà N i, thành phố Hồ Chí Minh được xây dựng quy mô và ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, đầy đủ hơn, điển hình là m t số công ngh sau:ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

- Trạm xử lý nước rỉ rác tại Tây Mỗ – Hà N i được xây dựng từ năm 1998 với công ngh sinh học đơnộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, giản đã hoạt đ ng không hi u quả ngay sau khi v n hành, thành phần nước thải đầu vào và đầu ra ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ật cao, thiết bị hiện đại, hầu như không thay đổi và từ đó đến nay trạm không được v n hành.ật cao, thiết bị hiện đại,

- Trạm xử lý nước rỉ rác tại bãi rác Nam Sơn – Sóc Sơn – Hà N i được xây dựng từ năm 2000 với sự ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, kết hợp của tuyển nổi và xử lý sinh học nhưng sau khoảng 2 tháng v n hành xử lý kém hi u quả và ật cao, thiết bị hiện đại, sau khi đã có những hi u chỉnh nhưng h thống hoạt đ ng vẫn không hi u quả.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

- Trạm xử lý do Liên hi p khoa học và sản xuất hóa học UCE tiến hành với công

ngh xử lý chủ yếu là hóa học và hóa lý để oxy hóa và keo tụ chất thải trong nước rỉ rác Công ngh nào được đề xuất để xử lý nước thải tồn đọng trong ô chôn lấp số 3 bãi rác Nam Sơn – Sóc Sơn – Hà

N i, nước thải sau xử lý không đạt yêu cầu của TCVN 5945-1995 c t B về COD, tổng N và hi n nay ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, trạm đã được tháo dỡ

- Trạm xử lý do xí nghi p đi n lạnh và môi trường – Công ty Cơ khí Thủy sản tiến hành với mục đích xử lý nước rác khẩn cấp cho bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn – Sóc Sơn – Hà N i Với công ngh này, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, tác giả đã t n dụng h thống hồ sinh học để giảm tải, nước rác sau khi qua khỏi h thống hồ sinh ật cao, thiết bị hiện đại, học nồng đ chất thải giảm đáng kể COD = 300-1200mg/l, hàm lượng BOD trong nước thấp BOD = ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, 30-350mg/l tùy theo điều ki n của thời tiết và lượng nước rác được bơm ra Ngoài ra còn xử lý nitơ Tuy nhiên, nồng đ COD vẫn cao hơn tiêu chuẩn thải và phải pha loãng trước khi xả ra ngoài.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

- Trạm xử lý do công ty SEEN tiến hành bắt đầu v n hành từ năm 2006 bao gồm các công đoạn ật cao, thiết bị hiện đại, chính:

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

+ Xử lý COD: được thực hi n bằng phương pháp sinh học kết hợp với hóa lý (fenton và hấp phụ)

Hi n nay, trạm đang xử lý nước rác sau khi qua hồ sinh học, tuy nhiên chất lượng sau xử lý không ổn định và cần thời gian ổn định (3-5 ngày) trước khi xả ra ngoài

- Trạm xử lý nước rác tại bãi chôn lấp Gò Cát- Tp Hồ Chí Minh bắt đầu v n hành từ năm 2001 cho ật cao, thiết bị hiện đại, đến nay đã có 03 loại hình công ngh xử lý khác nhau được áp dụng, trong đó:

1 Phương pháp xử lý bằng màng lọc – Công ty VerMeer, Hà Lan;

2 Phương pháp xử lý sinh học – Trung tâm môi trường CENTEMA;

3 Phương pháp sinh học kết hợp lọc màng – Trung tâm môi trường ECO

Theo nh n định ban đầu, đây là m t trạm xử lý nước rỉ rác theo công ngh của Hà Lan khá hi n đại ật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, với công ngh chủ yếu được áp dụng là công ngh lọc màng Tuy nhiên, sau m t thời gian rất ngắn ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

v n hành thì trạm xử lý này đã phải ngừng hoạt đ ng.ật cao, thiết bị hiện đại, ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

Nhìn chung, xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp vẫn đang được áp dụng rất phổ biến tại các nước đang phát triển Bãi chôn lấp vẫn là khâu cuối cùng chưa có giải pháp thay thế trong h thống quản lý chất thải rắn Tuy nhiên, bãi chôn lấp chất thải rắn cũng được xem là nguồn tiềm tàng gây ô nhiễm môi trường do nước rắc rò rỉ

Ô nhiễm môi trường do nước rỉ rác đang là vấn đề bức xúc tại hầu hết các bãi rác không chỉ ở Hà N iộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, mà là trên toàn quốc

Tính cấp thiết

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của kinh tế, các khu vực đô thị ngày càng được mở

r ng, dân số đô thị cũng ngày càng tăng cùng với mức sống ngày càng nâng cao kéo theo các loại ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, chất thải vào môi trường đang gia tăng, đ c bi t là chất thải rắn và nước thải.ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến

Hi n nay, chất thải rắn phát sinh tại các đô thị vẫn chưa được xử lý tri t để, đ c bi t là nước rò rỉ từặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến các bãi chôn lấp chất thải rắn Chôn lấp vẫn là giải pháp phổ biến trong xử lý chất thải rắn đô thị ở

Vi t Nam do kỹ thu t đơn giản và chi phí xử lý thấp Tuy nhiên, trong rác thải có một số thành phần ật cao, thiết bị hiện đại, rác thải có khả năng mang theo các hợp chất đ c hại như: các v t li u sơn, pin thải, dầu máy, các ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ật cao, thiết bị hiện đại, hóa chất, rác thải đ c hại trong công nghiêp, thương mại có thể mang theo các kim loại n ng và ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến các hợp thành phần hữu cơđ c hại, khó phân hủy sinh học.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

Các bãi chôn lấp chất thải rắn ở Vi t Nam hi n nay đang phát sinh lượng nước rỉ rác lớn do đ ẩm ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, tự nhiên, nước mưa và các quá trình hóa sinh, trong đó chứa các loại thành phần hữu cơđ c hại cao ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, và khó phân hủy sinh học Nếu không được xử lý tốt, nước rỉ rác sẽ ngấm vào nước m t, nước ngầm,ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Vấn đề COD, màu là vấn đề khó nhất trong xử lý nước rỉ rác, hơn thế nữa nếu để lâu ngày chúng có thể dẫn đến các hợp thành phần hữu cơcao phân tử chứa halogen là những chất đ c nếu rơi vào ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, nguồn nước và đất

Nước rỉ rác chứa hàm lượng lớn các hợp chất khó phân hủy sinh học như hydrocacbon đa vòng, hợp chất cơ – halogen, PCBs, humic, phenol, các hợp chất của phenol và chất hoạt đ ng bề m t… Chính ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến vì vậy, các phương pháp sinh học thông thường xử lý cho hiệu quả rất thấp, tốc độ xử lý chậm Phương pháp oxy hóa bằng ozon đang rất được quan tâm nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nước và nước thải Ozon là chất oxy hóa cực mạnh được thế giới tôn vinh là chất làm sạch lí tưởng nhất và được ứng dụng ở khắp các lĩnh vực từ hàng trăm năm nay Khí Ozon có khả năng loại bỏ hoàn toàn nấm, mốc, virus, vi trùng, vi khuẩn, làm mất màu nước, kết tủa các ion kim loại nặng trong nước, giảm BOD, COD… mà không gây ô nhiễm thứ cấp

Ozon đã được ứng dụng rất nhiều ở các nước tiên tiến trên thế giới như Đức, Mỹ, Canada, Australia, Nhật Bản… Ozon phân hủy các thành phần hóa chất, hoocmon độc hại có trong thuốc trừ sâu, chất bảo quản thành carbon dioxide (CO2) và nước hoàn toàn vô hại với con người và môi trường Nó còn tăng cường một lượng oxy cho các vật tiếp xúc và không khí trong quá trình bán rã của mình, không để lại dư lượng chất độc hại, không gây ô nhiễm thứ cấp, ozon đặc biệt thân thiện với môi trường và con người

Ozon hòa tan vào trong nước sẽ diệt vi khuẩn, oxy hóa các tạp chất vô cơ, hữu cơ, các thành phần kim loại, các nông dược và các chất độc khác do bị nhiễm hoặc do con người đưa vào; khử mùi, khử màu tạo thành các hợp chất không độc, ít hại, các chất kết tủa… làm

cho nước trong, sạch và an toàn Với tính sát khuẩn cao ozon được dùng sát khuẩn nước, bình chứa, chai, lọ trong sản xuất nước khoáng, nước tinh khiết…

Trong xử lý nước rỉ rác, sử dụng ozon kết hợp với các công nghệ khác sẽ đưa lại hiệu quả cao hơn Nhờ những tính năng nêu trên ozon được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống

Với tính năng oxy hoá mạnh các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, bền vừng trong môi trường nước thì việc dùng ozon để oxy hoá các chất khó hữu cơ khó phân huỷ thành những hợp chất có khối lượng phân tử thấp dễ phân huỷ sinh học là hoàn toàn có tính khả thi cao

Nước rỉ rác ở Vi t Nam cũng như các nước khác trong khu vực đang chứa hàm lượng lớn các thành phần hữu cơkhó phân hủy sinh học mà các phương pháp xử lý thông thường chưa mang lại hi u quả cao Đ c tính oxy hóa mạnh của ozon mở ra hướng nghiên cứu mới trong xử lý nước rỉ rác Cho đến ặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến nay, việc ứng dụng ozon để xử lý nước rỉ rác chưa được nghiên cứu nhiều nên việc nghiên cứu xử lý

các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác là cần thiết Đó cùng là lý do tôi thực hiện đề tài “Xử lý các thành phần hữu cơ (COD) trong nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn bằng ozon”.

Mục tiêu

- Đánh giá ảnh hưởng của các thông số (nồng đ ozon, pH, thời gian sục khí…) đến hiệu suất xử lý ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn bằng ozon

- Xử lý làm giảm nồng đ các thành phần hữu trong nước rỉ rác bằng ozon.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

- Đề xuất dây chuyền xử lý tri t để nước rỉ rác

Nội dung

- Tiến hành phân tích pH, nồng đ COD, độ màu, trong nước rác rỉ rác (trước và sau xử lý) tại phòng ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, thí nghi m để đánh giá hiệu quả xử lý các thành phần hữu cơ:

+ Phân tích COD: Phương pháp Bicromat (dùng tác nhân oxy hoá là K 2 Cr 2 O 7 ) Theo phương pháp này, mẫu phân tích cùng với lượng dư bicromat sẽ được đun hồi lưu trong 2 giờ ở 150 0 C trong môi trường H 2 SO 4 đặc có Ag 2 SO 4 làm xúc tác.

+ Xác định pH bằng máy đo pH.

+ Xác định màu của nước theo phương pháp so mầu.

- Bố trí thí nghi m xử lý các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác tại phòng thí nghi m bằng ozon:

+ Xác định ảnh hưởng của thời gian sục khí ozon đến hiệu suất xử lý.

+ Xác định ảnh hưởng của pH đến hi u suất xử lý ệu suất xử lý.

+ Thí nghiệm: Thí nghiệm thay đổi, thay đổi thời gian sục khí ozon, thay đổi giá trị pH.

Các thí nghiệm nhằm tìm ra điều kiện phản ứng phân huỷ tối ưu các chất hữu cơ trong nước rỉ rác, giảm COD, đ màu xuống mức thấp.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

- Đánh giá hi u quả xử lý

- Đề xuất dây chuyền xử lý nước rỉ rác

Tải file Xử lý các thành phần hữu cơ (COD) trong nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn bằng ozon tại đây

PP nghiên cứu

* Phương pháp phân tích: gồm phân tích pH, đ màu, COD.ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại,

* Phương pháp thực nghi m về Ozon: Bố trí thí nghi m xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác tại phòng thí nghi m bằng ozon

Thí nghi m được tiến hành tại trường Đại Học Khoa Học– Đại Học Thái Nguyên, Vi n Công ngh Môi trường – Vi n Khoa học Vi t Nam

Hiệu quả KTXH

Đề tài được thực hi n góp phần nâng cao trình đ nghiên cứu của chủ nhi m đề tài và các thành ộ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, viên tham gia Đồng thời đóng góp quan trọng vào lu n án tiến sỹ của chủ nhi m đề tài.ật cao, thiết bị hiện đại,

Chỉ ra ảnh hưởng của các thông số quan h và yếu tố v n hành đến hi u quả xử lý các thành ật cao, thiết bị hiện đại, phần hữu cơ trong nước rỉ rác bằng ozon

Đề xuất dây chuyền xử lý nước rỉ rác, trong đó có vai trò quan trong của phương pháp oxy hoá tiên tiên xử lý các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác làm giảm hàm lượng các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác đối với các bãi chôn lấp chất thải rắn và xử lý tri t để bằng các công ngh tiếp theo

ĐV sử dụng

Trường đại học khoa học, Đại học Thái Nguyên Các trạm xử lý nước rỉ rác