Cùng với sự phát triển đó, các cơ sở hạ tầng kỹ thuật đặc biệt là hệ thống thoát nước cũng như các trạm xử lý nước thải đã và đang được xây dựng ngày càng nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu xử
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay tốc độ đô thị hóa cao đang diễn ra ở Thành phố Hồ Chí Minh, nhiều vùng đô thị mới hình thành nhanh chóng Cùng với sự phát triển đó, các cơ sở hạ tầng kỹ thuật đặc biệt là hệ thống thoát nước cũng như các trạm xử lý nước thải đã và đang được xây dựng ngày càng nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải theo qui định của luật Bảo Vệ Môi trường Quá trình xử lý nước thải đô thị tạo thành hai sản phẩm chính: nước sạch và bùn được thải bỏ
Với thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa như hiện nay, môi trường ngày càng bị ô nhiễm mà con người chỉ quan tâm đến vấn đề công nghiệp hóa để có lợi nhuận về kinh tế càng cao càng tốt nên vấn đề làm sao để cho môi trường không bị ô nhiễm không phải là tiêu chí hàng đầu của nhiều người, nhiều công ty xí nghiệp
Trong khi nước sạch được thải trực tiếp ra môi trường, chất thải rắn không thể sử dụng về mặt môi trường hay kinh tế Chúng cần được xử lý ưu tiên cho việc thải bỏ hay sử dụng
có lợi cho sức khỏe cộng đồng, xem xét về mặt môi trường và kinh tế Tuy nhiên, qua khảo sát tại hầu hết các trạm xử lý nước thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh hiện nay như trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Trung Sơn, trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư ven sông Tân Phong, trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công viên phần mềm Quang Trung… bùn (bùn từ bể lắng 1, bể lắng 2,…) đều được bơm về bể chứa bùn và hút ra định kỳ từ 3 tháng đến 1 năm mà không có bất kỳ một giải pháp nào
xử lý để hạn chế mầm bệnh
Do đó, yêu cầu cấp thiết hiện nay ở TPHCM là xác định các phương pháp hiệu quả về chi phí để tái sử dụng hay thải bỏ bùn cách an toàn vào môi trường sống Để làm được điều này, việc nghiên cứu các giải pháp xử lý bùn cho các trạm xử lý nước thải sinh hoạt trên địa bàn TPHCM là thực sự cần thiết Bùn sau khi xử lý có thể tái sử dụng hay thải bỏ cuối cùng cách an toàn
Trang 2TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI
Khái niệm:
Bùn thải của nhà máy xử lý nước thải là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường vì thế cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Bùn thải là bùn hữu cơ hoặc vô cơ có thành phần hỗn hợp chứa nhiều tạp chất ô nhiễm,
có mùi hôi, cần phải xử lý bằng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật để làm giảm, loại bỏ,
cô lập các yếu tố có hại nhằm đảm bảo yêu cầu bảo vệ môi trường.(Theo quy định quản
lý bùn thải trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh ((Ban hành kèm theo Quyết định
số 44/2015/QĐ- UBND ngày 09 tháng 9 năm 2015 của Ủy ban nhân dân Thành phố))
Trong phạm vi quy định này, bùn thải bao gồm các loại sau:
a) Bùn thải thoát nước: là bùn thải phát sinh thường xuyên từ hoạt động khai thác, sử
dụng, duy tu, bảo dưỡng, quản lý vận hành hệ thống thoát nước
b) Bùn sau xử lý nước thải là bùn thải phát sinh từ các trạm/nhà máy xử lý nước thải tập
trung, từ hệ thống xử lý nước thải cục bộ của các cơ sở sản xuất kinh doanh dịch vụ
c) Bùn sau xử lý nước cấp: là bùn thải phát sinh từ các các trạm/nhà máy xử lý nước cấp
tập trung
d) Bùn nạo vét: là bùn thải được nạo vét từ sông, kênh, rạch phát sinh không thường
xuyên trong giai đoạn thực hiện các dự án cải thiện vệ sinh môi trường Thành phố, các công trình hạ tầng kỹ thuật và giao thông đô thị
Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn:
Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn để giảm kích thước thiết bị xử lý và giảm trọng lượng phải vận chuyển đến nơi tiếp nhận
Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rữa, chuyển chúng thành các hợp chất vô cơ, hữu cơ ổn định để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và không gây tác động xấu đến môi trường nơi tiếp nhận
Nguồn gốc phát sinh
Thành phố Hồ Chí Minh đang phát sinh khoảng 6 loại bùn thải:
Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị
Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp
Bùn thải từ các hệ thống nạo vét kênh rạch định kỳ
Bùn thải từ bể tự hoại
Trang 3 Bùn thải từ các trạm hoặc nhà máy xử lý nước cấp
Bùn thải từ các công trình xây dựng
Trong đó, hệ thống xử lý nước thải từ khu công nghiệp tập trung của thành phố thải ra một lượng bùn thải rất lớn, việc xử lý lượng bùn thải này hiện đang là vấn đề cấp thiết của thành phố Hiện nay, phương pháp xử lý chủ yếu vẫn là giảm thể tích và chôn lấp, các phương pháp này vẫn chưa đạt hiệu quả cao trong vấn đề đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường và thu hồi năng lượng
Do vậy, việc ứng dụng công nghệ đảm bảo yêu cầu xử lý triệt để và thu hồi được năng lượng từ bùn thải là một xu hướng tất yếu Trong đó, công nghệ
xử lý bùn bằng phương pháp kỵ khí đang được áp dụng rộng rãi và thành công trên thế giới, có khả năng ứng dụng trong điều kiện của Việt Nam với những ưu điểm như công nghệ đơn giản, chi phí thấp, dễ vận hành
Trong quá trình xử lý nước thải, bùn cặn được hình thành như sau:
Cặn sau quá trình xử lý cơ học (bể lắng đợt 1, bể đông tụ sinh học,
bể lắng trong…) Đây là thành phần không hòa tan có sẵn trong nước
thải nên được gọi là cặn sơ cấp Trong cặn này có tới 65-70% là
thành phần hữu cơ Cặn sơ cấp nhiều vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sáng
Bùn cặn được hình thành sau quá trình xử lý sinh học (bùn hoạt tính
dư sau aerotank hoặc bùn màng sinh vật sau bể lọc sinh học,…) được
gọi là bùn thứ cấp Chúng có kích thước tương đối đồng nhất, thành
phần hữu cơ chiếm tớ 70-75% Bông bùn gồm nhiều lớp vi sinh vật nên diện tích bề mặt rất lớn Trong bùn thứ cấp cũng có thể chứa giun sáng, vi khuẩn gây bệnh
Tính chất bùn thải
Trong thành phần hữu cơ của bùn cặn có tới 80-85% là protit, lipit và hydratcacbon Còn lại 15-20% là hợp chất mùn và lignin
Bảng 1: Thành phần và tính chất của bùn cặn nước thải
Trang 4(trang 105, Xử lý nước thải đô thị – Trần Đức Hạ)
Cặn lắng 1 Bùn sau lắng
2
3 Tổng chất rắn bay hơi, %tổng chất rắn khô
5 Mỡ và chất béo khác, %tổng chất rắn khô
6 Protein, %tổng chất rắn khô 20-30 32-41
7 Tổng Nitơ, %tổng chất rắn khô 1,5-4,0 4,7-6,7
8 Tổng phốt pho (P2O5), %tổng chất rắn khô
0,8-2,8 2,8-11
9 Kali (K2O), %tổng chất rắn khô 0-1,0 0,4
11 Coliform, coli/g chất khô 107-108 4.106-3.107
Tác hại
Bùn thải công nghiệp nói chung thường ảnh hưởng đến môi trường sống theo các xu hướng sau:
- Thâm nhập vào nguồn nước mặt, nước ngầm tạo điều kiện thuận lợi cho các chất độc hại tích lũy trong nước, như: kim loại nặng, các chất hữu cơ bền vững sinh học POPs (Persistent Organic Pollutants), các hợp chất THM ( trihalometan), HAA (haloaxetic acid), kén Giardia và Kryptosporidium…Mà những nguồn nước này nếu sử dụng trong lĩnh vực cấp nước sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏa con người
- Các chất thải nguy hại có trong bùn thải dễ phát tán ra môi trường không khí, đặc biệt đối với chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, gây ra ô nhiễm môi trường không khí, phán tán mùi hôi, dịch bệnh…
- Bùn thải nếu không qua xử lý mà đổ bỏ, hoặc bón cho cây trồng sẽ giúp cho các thành phần nguy hại xâm nhập vào cây xanh, cũng như làm cho thành phần đất
Trang 5nông nghiệp trở nên nguy hại Từ đó ảnh hưởng đến các sinh vật sử dụng trực tiếp cây xanh
- Trong lĩnh vực quản lý, khối lượng bùn thải công nghiệp sẽ gây khó khăn cho công tác quản lý, lưu trữ vì chất thải dạng bùn khó xử lý và bảo quản
Tình hình phát sinh và xử lý bùn thải tại một số KCN ở Việt Nam
Các công đoạn XLNT làm phát sinh một lượng đáng kể bùn cặn Chỉ tính riêng cho
Hà Nội, với tổng công suất thực tế của 4 trạm XLNT Kim Liên, Trúc Bạch, Bắc Thăng
Long, Yên Sở là 120.000m3 nước thải được xử lý mỗi ngày, hàm lượng cặn lơ lửng SS
trong nước thải trung bình 72mg/L, BOD5 94mg/L (WB, 2013), lượng bùn phát sinh theo trọng lượng cặn khô đã là trên 10 tấn/ngày, thể tích bùn chưa xử lý là 350m3/ngày, hàm
lượng nước lớn, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy, gây hôi thối và làm ô nhiễm môi trường Mỗi gam chất khô bùn cặn có thể chứa 106 vi khuẩn E.Coli, 102-103 vi khuẩn
Salmonella, 102-104 virus Entero, 102-103 đơn bào Giardia, 102-103 trứng giun, sán các loại Khâu xử lý bùn cặn chiếm một tỷ trọng lớn trong toàn bộ kinh phí đầu tư xây dựng
và vận hành trạm XLNT
Hiện nay, phương thức xử lý bùn chủ yếu áp dụng tại các trạm XLNT đô thị Việt
Nam là khử nước và chở đi chôn lấp Một số ít trạm xử lý có sản xuất phân vi sinh từ bùn sau khi ổn định, làm khô bằng sân phơi bùn (Đà Lạt), sản xuất phân vi sinh sau khi làm
khô bùn cơ học (TP Hồ Chí Minh) Đầu ra của sản phẩm phân vi sinh, cũng như ô nhiễm không khí do mùi, là các vấn đề nan giải Ở Hà Nội, trạm XLNT Yên Sở, với công suất
thiết kế 200.000 m3/ngày, áp dụng công nghệ phân hủy kỵ khí để ổn định bùn, khí biogas được thu hồi và đốt bỏ
‘
Bảng 1 Công nghệ xử lý bùn tại một số trạm XLNT đô thị
TT
Trạm
Loại
1 Kim Liên Hà Nội Bùn hoạt tính (A2O) Chung Làm khô cơ học, chôn
lấp
Trang 6Làm khô cơ học, chôn lấp
3 Bắc Thăng
Làm khô cơ học, chôn lấp
4
Phân hủy kỵ khí, làm khô cơ học, chôn lấp 5
Bình Hưng
TP Hồ Chí Minh
Bùn hoạt tính truyền
Làm khô cơ học, chôn lấp
6 Bình Hưng
Hồ ổn định, phơi khô, chôn lấp
7
Sơn Trà
Đà Nẵng
Hồ ổn định, chôn lấp
8 Hòa
9
10 Ngũ Hành
11
Bãi Cháy
Quảng Ninh
SBR (AO) + Hồ sinh
12
Hà Khánh
SBR (AO) + Hồ sinh
13
Đà Lạt Đà Lạt
Bể lắng hai vỏ + Lọc SH nhỏ giọt + Hồ sinh học Riêng Sân phơi bùn, compost
14 Buôn Ma
Hồ ổn định, phơi khô, compost
Trang 7Bắc Giang Bắc Giang Kênh oxy hóa (AO) Chung
Làm khô cơ học, chôn lấp
Hiện trạng quản lý bùn thải của TPHCM hiện nay:
Vấn đề lớn nhất đối với công tác xử lý bùn thải là hiện nay là TP.HCM không dự trù bất
cứ khoản kinh phí nào để xử lý các bùn thải phát sinh từ dịnh vụ công (bùn thải từ hệ
thống thoát nước và bùn thải hoạt động nạo vét kênh rạch) Vì vậy, bùn thải các loại trên thường thường được đổ tự do ở những khu vực thích hợp để có chi phí thấp nhất mà
không xử lý Theo ước tính của Sở TN&MT, chi phí xử lý các loại bùn trên khoảng
300.000 đồng/tấn và trên dưới 1.000 tỷ đồng/năm Sở TN&MT đang kêu gọi đầu tư từ
các nguồn tài chính khác nhau với mục tiêu xã hội hóa hoạt động xử lý bùn thải Phương
án đầu tư thích hợp nhất là BOO (Xây dựng - Vận hành - Sở hữu) và thành phố sẽ trả chi phí xử lý (vốn đầu tư và chi phí vận hành) cho chủ đầu tư với các loại bùn thải từ các
công trình công cộng Chi phí xử lý các loại bùn khác do chủ nguồn thải chi trả theo
nguyên tắc “người hưởng dịch vụ phải trả tiền cung cấp dịch vụ”
Bùn hầm cầu được thu gom và vận chuyển bằng xe chuyên dụng và được xử lý bằng phương pháp cơ học kết hợp sinh học hiếu khí (tự nhiên) và sản phẩm được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ tại nhà máy xử lý bùn Hòa Bình, Khu liên hợp xử lý chất thải và nghĩa trang Đa Phước (Bình Chánh) Ngoài ra, bùn thải từ các khu xử lý nước thải tập trung có các thành phần độc hại cũng được xử lý theo phương pháp riêng và tương đối triệt để
Đối với bùn thải từ nạo vét kênh rạch, cống rãnh, trước đây được Công Thoát nước Đô thị và các công ty Dịch vụ công ích của các quận huyện thu gom vận chuyển về bãi rác Đông Thạnh (quận 12) Tuy nhiên, từ khi bãi chôn lấp Đông Thạnh đóng cửa, lượng bùn thải khổng lồ này không có chỗ đổ xác định
Bùn thải từ các trạm, nhà máy xử lý nước thải tập trung được vận chuyển đến các bãi chôn lấp vệ sinh, các địa điểm “không xác định” hoặc được xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí, sản phẩm được sử dụng để chế biến phân hữu cơ Tuy nhiên công nghệ chế biến phân hữu cơ của Nhật Bản áp dụng tại Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng ( huyện Bình Chánh) chưa hoàn thiện, gây mùi hôi thối nặng nề đến môi trường xung quanh Hiện tại, Nhà máy Bình Hưng đang “lưu giữ” 4.000 tấn bùn thải và mỗi ngày lại phát sinh thêm 40 tấn, ngày đêm gây ô nhiễm trực tiếp đến các khu dân cư xung quanh
Trang 8Mỗi ngày, TP.HCM phát sinh lượng bùn thải các loại tổng cộng khoảng 3.000 -4.000m³/ngày (tương đương 5.000 - 6.000 tấn/ngày Nguồn bùn chủ yếu từ từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị, bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh rạch định kỳ, bùn hầm cầu, bùn thải từ các trạm, nhà máy xử lý nước cấp, bùn thải từ các công trường xây dựng…
Trong khi đó, theo quy hoạch, trong tương lai gần, TP.HCM sẽ có thêm 7 - 9 nhà máy xử
lý nước thải tập trung cho các lưu vực khác nhau với công suất mỗi nhà máy xử lý dao động từ 100.000m³/ngày đêm đến 500.000m³/ngày đêm Đồng thời, TPHCM còn có hàng ngàn trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu dân cư mới, chung cư các loại, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, các cơ sở y tế (bệnh viện, trạm y tế, phòng khám…) với công suất từ vài m³/ngày đêm đến vài trăm (ngàn) m3/ngày đêm….trở thành một áp lực rất lớn đối với TP.HCM