Kỹ thuật xử lí nước rỉ rác

Theo số liệu quan trắc của CEETIA: Lượng chất thải rắn tạothành trên toàn quốc từ năm 19971999 lần lượt là: 19.315(tấnngày), 21979( tấnngày), 25049 (tấnngày)Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốcTheo thống kê năm 2011: tăng trung bình 1016% mỗi nămNăm 1990 : hơn 2 triệu tấnnăm tương đương khoảng7.000 tấn ngày.Năm 2014: khoảng 23 triệu tấn tương đương với khoảng63.000 tấnngày

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Viện công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm

Tiểu luận

Đề tài: Kỹ thuật xử lí nước rỉ rác

 Nhóm sinh viên thực hiện:

Phần 4: Một số ví dụ quy trình xử lý của các BCL ( trong nước và ngoài nước )

Phần 1: Tổng quan về CTR và NRR

I Tổng quan về chất thải rắn (CTR)

1.Hiện trạng chất thải rắn ở nước ta

Theo số liệu quan trắc của CEETIA: Lượng chất thải rắn tạo thành trên toàn quốc từ năm 1997-1999 lần lượt là:

19.315 (tấn/ngày), 21979( tấn/ngày), 25049 (tấn/ngày)

Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốc

• Theo thống kê năm 2011: tăng trung bình 10-16% mỗi năm

• Năm 1990 : hơn 2 triệu tấn/năm tương đương khoảng 7.000 tấn/ ngày

• Năm 2014: khoảng 23 triệu tấn tương đương với khoảng 63.000 tấn/ngày

Chất thải rắn phát sinh

Xử lý bằng chôn lấp

70,05%

Đốt tại các

bệnh viện

Chế biến phân vi sinh

Chất thải sinh hoạt

79,9 %

Chất thải bệnh

viện 0,8 %

Chất thải công

nghiệp

19,3 %

Tái chế chủ yếu do tư nhân

Lượng còn lại:

-Chất thải sinh hoạt: 6,097%

-Chất thải bệnh viện: 0,279 -Chất thải công nghiệp: 9,664

Sơ đồ về tỉ lệ áp dụng các phương pháp xử lí CTR ở Hà Nội năm 1998

2, Hi n tr ng bãi chôn l p   n c ta  ệ ạ ấ ở ướ

• Hi n nay   VN có kho ng g n 1000 bãi đ  CTR đô th  v i các  ệ ở ả ầ ổ ị ớ

di n tích khác nhau, có 149 bãi rác cũ không h p v  sinh ệ ợ ệ

• Hi n nay, t t c  các đ a ph ng đ u s  d ng bi n pháp chôn l p  ệ ấ ả ị ươ ề ử ụ ệ ấ

ch t th i v i s  l ng trung bình 1 bãi chôn l p/1 đô th , trong  ấ ả ớ ố ượ ấ ị

đó có t i 85%­ 90% các bãi chôn l p không h p v  sinh ớ ấ ợ ệ

• Trên đ a bàn c  n c ch  có 17/91 bãi chôn l p đ c xem là h p  ị ả ướ ỉ ấ ượ ợ

v  sinh đi n hình nh  BCL Nam S n ( Hà N i, 1998), Gò Cát  ệ ể ư ơ ộ (Tp. HCM, 2000) và Ph c Hi p (Tp. HCM, 2003) ướ ệ

• Có r t ít các bãi chôn l p có tr m x  lý n c rác. Theo đánh giá  ấ ấ ạ ử ướ

c a các chuyên gia thì nhà máy x  lý n c rác Nam S n (Hà  ủ ử ướ ơ

N i) và nhà máy x  lý n c rác Gò Cát (TP. HCM) là đ t  ộ ử ướ ạ

QCVN 5945 ­2005 v i hi u qu  x   lý cao ớ ệ ả ử

Rác thải không qua xử lý, chôn lấp

gây ô nhiễm môi trường nghiêm

trọng ở xã Minh Đức, Phổ Yên,

Thái Nguyên ( bãi rác Đồng Hầm)

Bãi rác Đông Thạnh tại huyện Hóc Môn, TPHCM

Sơ đồ chung bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh

C ác bãi chôn lấp ở nước ta có các đặc điểm:

• Các bãi đã và đang hoạt động mang tính tự phát, không có điều tra, khảo sát, lựa chọn vị trí hợp lý

• Không có luận chứng kinh tế kỹ thuật, các bản vẽ thiết kế thi công

• Được đổ tự nhiên theo phương thức hỗn hợp, nửa chìm, nửa nổi Đa số đều hình thành từ lâu trên nền các hố

trũng, ruộng, ao hồ bỏ hoang, sau phát triển dần thành bãi chôn lấp

• Không có các công trình phụ trợ

• Vận hành và xử lý không đúng quy trình kĩ thuật

Các biện pháp xử lý các bãi chôn lấp của các tỉnh thành trên

phạm vi cả nước trong thời gian tới được minh họa trong bảng

sau:

Phân cấp

bãi

Bãi cũ chưa có biện pháp xử lý

Bãi cũ có kế hoạch xin nâng cấp cải tạo

Xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Số lượng bãi

Diện tích

m 2

Số lượng bãi

Diện tích

m 2

Kế hoạch

Số lượng bãi

Diện tích

m 2

Kê hoạch

II: Tổng quan về nước rỉ rác

1 Khái niệm, phân loại

a Khái niệm:

Nước thải rỉ rác là nước loại nước thải được sinh ra trong các khu chôn lấp rác thải, được hình thành do sự rò rỉ nước mưa thấm vào trong lòng bãi rác hoặc do độ ẩm sẵn có của rác thải được chôn

2 Phân loại

Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần nước rỉ rác

 Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành

phần chất thải và tỷ trọng chất thải

 Quy trình vận hành bãi chôn lấp: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp

 Thời gian vận hành bãi chôn lấp

 Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí

 Điều kiện quản lý chất thải

 Các phản ứng lý, hóa, sinh xảy ra trong bãi chôn lấp

3 Thành phần của nước rỉ rác

Thành phần nước rác trong các BCL nước ngoài

• có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mg/L) đối với nước rỉ rác mới và nồng độ COD, BOD thấp đối với BCL cũ

• Theo thời gian, PH tăng, nồng độ chất ô nhiễm giảm( trừ nồng độ NH3)

• Nồng độ kim loại nặng hầu như rất thấp( trừ Fe)

• Khả năng phân hủy sinh học thay đổi theo thời gian

•  

3 Thành phần của nước rỉ rác

Thành phần nước rác trong các BCL trong nước

 Trong bãi chon lấp mới

• COD cao, có thể lên đến trên 50.000-70.000mO2/L

• tỉ lệ BOD5/COD cao trong khoảng 0,5 – 0,9

3 Thành phần của nước rỉ rác

 Trong bãi chôn lấp cũ

• COD, BOD giảm rất đáng kể , COD từ 1.200 – 2.000mg/l

Thành phần NRR bãi chôn lấp Phước Hiệp thay đổi heo

mùa

1, Phương pháp xử cơ học

 Song chắn ngăn chặn các vật rắn nổi có kích thước lớn đi vào máy bơm

 Bể lắng cát: Sau khi nước thải đi qua song chắn được đưa

đến bể lắng cát Nước vào theo phương ngang và dưới tác

dụng của trọng lực các hạt vô cơ như cát , đất,… sẽ bị rơi

xuống hố thu ở đáy bể và được xả ra ngoài

 Bể lắng bậc một : Bể được đặt sau bể đông keo tụ

 Bể tuyển nổi loại bỏ dầu mỡ các chất hoạt động bề mặt và

các chất rắn lơ lửng

2, Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý

• Phương pháp hóa học : Là phương pháp dùng các chất có

khả năng oxy hoá để khử các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học trong nước thải và khử trùng nước thải:

- Khử trùng nước thải

- Phương pháp oxy hoá

• Phương pháp hóa lý : Là quá trình dùng hoá chất và bể

phản ứng nhằm tách SS, kim loại nặng, và một phần các chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau:

- Phương pháp keo tụ, tạo bông

- Phương pháp hấp phụ

3, Phương pháp xử lý sinh học

• Xử lý sinh học: Là quá trình xử lý nước thải chính Là

phương pháp dùng vi sinh vật chủ yếu là các vi khuẩn để phân huỷ sinh học các chất hữu cơ thành các chất ổn

định với sản phẩm cuối cùng là CO2, nước và các chất vô

cơ khác Mục đích chính của quá trình là khử COD, BOD, các hợp chất chứa nitơ, phốtpho

• Các phương pháp xử lý sinh học:

 Phương pháp xử lý hiếu khí

 Phương pháp xử lý yếm khí

 Phương pháp xử lý thiếu khí

Hồ sục khí

SBR

Bể lọc sinh học (Tricling Filter)

Đĩa quay sinh học (RBC )

Sinh trưởng bám dính

Sinh trưởng lơ lửng và bám dính kết hơp

Quá trình kị khí cổ điển

Quá trình tiếp xuc

Khử nitrat

UASB Khử nitrat

Hệ thống kết hợp các quá trình kị khí thiếu khí

và hiếu khí

Bể lọc khí EBR và FBF Đĩa sinh học quay

Phần 3, Quy trình xử lý chung

Xử lý hóa lý Nước rác

• Công đoạn xử lý hoá lý: được thực hiện nhằm làm giảm

hàm lượng đến mức tối thiểu, tránh khả năng tạo thành vôi trong các bể xử lý kị khí và hiếu khí Đồng thời, làm giảm tối đa ảnh hưởng của kim loại nặng cũng như ảnh hưởng của các chất độc hại khác

• Công đoạn xử lý sinh học kị khí : nhằm loại bỏ phần lớn

hàm lượng COD, BOD (loại bỏ từ 65% - 90% COD, 75%

- 95% BOD5) nhằm làm cho hàm lượng các thông số này đạt yêu cầu xử lý của cac thiết bị sau Tuỳ vào hàm lượng chất ô nhiễm (COD, BOD5) đầu vào mà ta có thể lựa chọn việc sử dụng bể UASB hay bể xử lý kị khí tiếp xúc

•  

• Công đoạn xử lý hiếu khí: là công đoạn rất quan trọng

trong hệ thống này, nó cho phép loại bỏ hàm lượng lớn

COD, BOD5, nhưng nếu trong nước thải chứa hàm lượng Nitơ cao chúng ta nên sử dụng hệ thống xử lý kết hợp khử BOD, , Hệ thống này có vùng thiếu khí (anoxic) Vùng thiếu khí nhận bùn tuần hoàn trộn với nước thải vào

nhưng không cấp khí Hiệu suất loại bỏ N sinh học đạt tới 95% trong các điều kiện tối ưu

•  

S ơ đồ biểu diễn hệ thống Aeroten dòng chảy đều kết

hợp 4 giai đoạn

Vùng anoxic

Vùng aerobic

Vùng anoxic

Vùng aerobic

Bể lắng thứ cấp

Bể lắng

sơ cấp

Bùn tuần hoàn

Nước ra Nước thải

• Công đoạn xử lý vật lý : đặt ở cuối hệ thống với mục đích

chính là khử trùng Nó cho phép nguồn nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn về hàm lượng coliform cũng như loại bỏ các loại vi khuẩn có khả năng gây bệnh đối với con người

Phần 4: Một số ví dụ quy trình xử lý của các BCL

I, Bãi chôn lấp rác Nam Sơn

Nước rác tại bãi rác Nam Sơn

Máy ủi san gạt rác tại ô chôn lấp

số 6 và số 7 bãi rác Nam Sơn

Thành phần nước rỉ rác tại bãi Nam Sơn

( mùa khô) 8.000-9.000 mg/l ( mùa mưa)

Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý nước rỉ rác

Nam Sơn

Ngăn thu nước

Bể thổi khí

• Trong sơ đồ dây chuyền công nghệ này UASB là công trình quan trọng nhất có khả năng tiếp nhận nước thải với nồng độ và tải trọng rất cao (COD = 50.000 mg/L và L =

50 – 80 kgCOD/m3.ngđ) Bể thổi khí và hồ sinh vật có nhiệm vụ giảm nồng độ chất hữu cơ và nitơ xuống giới hạn cho phép trước khi xả vào nguồn Trong giai đoạn

khởi động, UASB hoạt động khá tốt, các quan sát cho

thấy lượng khí sinh ra khá lớn, hiệu quả xử lý đạt đến 80%

Nguồn tiếp nhận

+ + + +

PAC + NaOH

Than hoạt tính

• Nước rỉ rác được bơm trực tiếp từ các hố thu nước lên hồ sinh học

• Phương pháp xử lý nitơ được áp dụng là phương pháp

đuổi khí (air stripping)

• Sau quá trình air stripping nước rỉ rác được chỉnh pH (6,5 ÷ 7,5) trước khi vào hệ thống xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng dạng mẻ

• Kế tiếp nước rỉ rác lại được xử lý bằng hệ thống UASB

• Bể Semultech có chức năng của bể keo tụ/tạo bông kết

hợp lắng

• Các chất hữu cơ khó phân hữu còn lại trong nước rỉ rác chủ yếu là axít fulvic được xử lý triệt để bằng quá trình hấp phụ

sử dụng than hoạt tính

II,Quy trình xử lý nước rác tại bãi chôn lấp Gò Cát

• Bãi chôn lấp Gò Cát có diện tích 25 ha với vốn đầu tư lên đến 22 triệu USD được xây dựng theo tiêu chuẩn cao hơn (tiêu chuẩn của bãi chôn lấp vệ sinh hiện đại), thời gian họat động của BCL Gò Cát từ năm 2001 đến 2006

• Hệ thống xử lý NRR tại BCL Gò Cát được xây dựng với công suất 400m3/ngày đêm Sơ đồ dây chuyền xử lý nước

rỉ rác của bãi chôn lấp Gò Cát theo công nghệ của Hà Lan

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

Gò cát Phước Hiệp Đông Thạnh

Thời gian lấy

NRR cũ 8/2016

NRR mới 1,4/2003

NRR cũ 4/3-8/6

NRR 2,4/2002

NRR 8,11/2003

pH - 4,8-6,2 7,5-8,0 5,6-6,5 7,3-8,3 6,0-7,5 8,0-8,2

COD mgO2/L 39614–

59750

2 7000

950- 57300

24000- 4520

1510- 65333

-Trạm Bơm Bể lên men kị khí

( 1000)

Bể lên men kị khí

( 1000)

Bể lọc áplực (17,8 /h)

Bể lọc áplực (17,8 /h)

Thiết bị lọc màng

UF (Ultra filter)

Thiết bị lọc màng

UF (Ultra filter)

Bể thổi khí

Nước rỉ rác

Xả vào nguồn nước mặt

Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý

nước rỉ rác Gò Cát

Hồ chứa nước rỉ rác tại Gò Cát

luôn đầy vì xử lý không kịp

Xe bồn chở nước rỉ rác tại bãi rác

Gò Cát đi xử lý tại bãi rác Đông Thạnh

Nước rỉ rác

Bể khuấy trộn

Tiền khử Nito

Khử UASB

Màng lọc nano

Bể hiếu khí Hâu khử Nitơ

• Khử Canxi: loại bỏ hàm lượng Canxi có trong nước rỉ rác

để tránh hiện tượng bêtông hoá trong bể UASB;

• UASB: được ứng dụng với mục đích xử lý các hợp chất

hữu cơ với tải trọng cao;

• Tiền hiếu khí, và hậu khử Nitơ: đây là các quá trình chính

để xử lý các hợp chất nitơ;

• Hóa lý (keo tụ): khử các hợp chất hữu cơ khó/không có

khả năng phân hủy sinh học như humic, lignin;

• Lọc màng Nano: xử lý các hợp chất hữu cơ còn lại sau

quá trình hóa lý

III, Quy trình xử lý nước rỉ rác tại BCL

sudokwon Hàn Quốc

• Công nghệ xử lý nước rỉ rác của một số BCL ở Hàn Quốc

là áp dụng quá trình sinh học và quá trình xử lý hóa lý

• Sau khi hoạt động thì BCL sudokwon đạt công suất 3.500 – 7.500m3/ngày

Thành phần

  Đơn vị

Thái lan Hàn quốc

BCL pathumthani(ii)

Sukdowon NRR (1 năm)

Sukdowon NRR (12 năm)

Nước rỉ rác

Bể ổn định

Thiết bị thủy phân kị khí

Bể keo tụ 1 Khử nitrat

Nước rỉ rác sau xử lý

Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004

Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc

Quá trình sinh học bùn hoạt

tính lơ lửng Quá trình sinh học bùn hoạt

tính lơ lửng

Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Hàn Quốc bao gồm hai công trình chính: quá trình xử lý sinh học (quá trình phân hủy

sinh học kị khí và quá trình khử nitơ) và quá trình hóa lý

• Quá trình đầu tiên là quá trình xử lý sinh học

• Quá trình hóa lý là bước thứ hai được thực hiện tiếp theo sau quá trình sinh học để được xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác

Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004

Bảng: Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý

• Từ tháng 3/2000 đến tháng 11/2013, sau quá trình xử lý sinh học là quá trình keo tụ và oxy hóa bằng Fenton được

áp dụng Từ tháng12 năm 2003 cho đến nay công nghệ xử

lý nước rỉ rác của BCL Sudokwon đã thay quá trình keo

tụ - Fenton bằng quá trình keo tụ 2 bậc

Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004

Liều lượng (mgFe 3+ /l) 350

150

Giai đoạn 1: 350 Giai đoạn 2: 350

Tổng kết

 Thông qua những phân tích ở trên, nhận thấy rằng quy trình xử lý NRR ở mỗi bãi chôn lấp rác khác nhau là khác nhau Hiệu quả xử lý của từng giai đoạn xử lý là khác

nhau do thành phần NRR luôn thay đổi

Quy trình xử lý ở Việt Nam phức tạp hơn so với các nước, nguyên nhân là do CTR ở Việt Nam không được phân

loại trước khi đem vào BCL dẫn đến thành phần có trong NRR phức tạp  khó xử lý

Tài liệu tham khảo

• Quản lý chất thải rắn Chất thải rắn đô thị (GS.TS Trần Hiếu Nhuệ)

• Bài giảng xử lý nước thải ( TS Đặng Xuân Hiển)

• Bộ KH, CN & MT : Báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam

Thank you for watching and listening