Nghiên cứu áp dụng công nghệ SBR liên tục xử lý nước rỉ rác, nghiên cứu cụ thể tại khu liên hợp xử lý chất thải nam bình dương

Kỵ khí/ Thiếu khí/ Hiếu khí/ Thiếu khí/ Hiếu khí Công nghệ oxy hóa nâng cao Nhu cầu oxy sinh hóa Nhu cầu Oxy sinh hóa các chất gốc Carbon Nhu cầu oxy hóa học Đơn vị được sử dụng để ước t

Ngày 11 tháng 03 năm 2017 Chủ tịch hội đồng nghiệm thu

(Họ tên, chữ ký)

Ngày 11 tháng 03 năm 2017

Chủ nhiệm (Họ tên và chữ ký)

Ngày 11 tháng 03 năm 2017

Cơ quan chủ quản

Ngày 11 tháng 03 năm 2017

Cơ quan chủ trì (Họ tên, chữ ký, đóng dấu)

BÁO CÁO CUỐI KỲ

Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ SBR LIÊN TỤC XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC, NGHIÊN CỨU CỤ THỂ TẠI KHU LIÊN HỢP XỬ LÝ CHẤT THẢI NAM BÌNH DƯƠNG”

1

TÓM TẮT

Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác của mô hình công nghệ SBR – ICEAS (dòng liên tục), đặc biệt đối với thành phần nitơ Ảnh hưởng của các yếu tố vận hành hệ thống quan trọng đến hiệu quả quá trình

xử lý như thời gian lưu nước (HRT) và chu kỳ xử lý đã được khảo sát và đánh giá cụ thể Kết quả nghiên cứu cho thấy khi vận hành mô hình công nghệ SBR dòng liên tục với thời gian chu kỳ xử lý 5 giờ (sục khí 180 phút và khuấy trộn 40 phút, lắng 60 phút

và gạn nước 20 phút) hiệu suất xử lý các thành phần N-NH4+, TN và COD trong nước

rỉ rác đạt khoảng 99 %, 75 % và 76 % theo thứ tự Kết quả nghiên cứu thực nghiệm so sánh trong cùng điều kiện vận hành cho thấy mô hình công nghệ SBR dòng liên tục có hiệu quả xử lý các thành phần ô nhiễm của nước rỉ rác cao hơn công nghệ SBR truyền thống, đặc biệt thành phần nitơ (TN sau xử lý đạt QCVN 25:2009/BTNMT, Cột A)

ABSTRACT

This research was conducted with the aim to improve the treatment effect of landfill leachate with continuous SBR technology, especially for nitrogen removal The influences of the operational factors that can strongly affect the effectiveness of treatment process such as hydraulic retention time (HRT) and periodic processing cycle were specifically studied The results indicated that the continuous SBR technological system with the operational conditions of 4 days retention and 5 hours processing cycle (180 min aeration, 40 min mixing, 60 min sedimentation and 20 min decantation) the treatment effects of N-NH4+, TN and COD reached approximate 99

%, 75 % and 76 %, correspondingly Under similar operational conditions, comparative treatment experimental results indicated that the treatment effects of landfill leachate contaminants of the continuous SBR technology higher than that of the ordinary SBR technology, especially for nitrogen composition, reached VN standard 25:2009/MONRE, A Column

MỤC LỤC

TÓM TẮT 1

ABSTRACT 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

Lời cảm ơn 1

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4

1.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới 4

1.1.1 Sự phát sinh nước rỉ rác 4

1.1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác trên thế giới 5

1.2 Đặc tính thành phần nước rỉ rác các BCL vùng KTTĐPN 9

1.2.1 Các BCL tại vùng KTTĐPN 9

1.2.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác 11

1.3 Tổng quan các quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước16 1.3.1 Ngoài nước 16

1.3.2 Trong nước – Vùng KTTĐPN 21

1.4 Các nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước 30

1.4.1 Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác ở ngoài nước 30

1.4.2 Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác ở trong nước 34

1.5 Định hướng nghiên cứu của Đề tài 35

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC 36

RỈ RÁC BẰNG CÔNG NGHỆ SBR 36

2.1 Xử lý nước rỉ rác bằng kỹ thuật SBR 36

2.2 Xử lý nước rỉ rác bằng kỹ thuật SBR dòng liên tục 40

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 43

3.1 Đối tượng thực nghiệm 43

3.2 Mô hình thực nghiệm 44

3.2.1 Mô hình xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ SBR dòng liên tục 44

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 45

3.3.1 Mô hình xử lý Nitơ trong nước rỉ rác bằng công nghệ SBR dòng liên tục45 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 51

4.1.Kết quả nghiên cứu trên mô hình bể SBR dòng liên tục 51

4.1.1Xác định thời gian lưu nước thích hợp 51

4.1.2Xác định thời gian chu kỳ thích hợp 52

4.1.3Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục và so sánh với công nghệ SBR truyền thống 55

4.2.Kết quả triển khai thực tế 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 1 64

PHỤ LỤC 2 73

PHỤ LỤC 3 76

PHỤ LỤC 4 77

Kỵ khí/ Thiếu khí/ Hiếu khí/ Thiếu khí/ Hiếu khí

Công nghệ oxy hóa nâng cao

Nhu cầu oxy sinh hóa

Nhu cầu Oxy sinh hóa các chất gốc Carbon

Nhu cầu oxy hóa học

Đơn vị được sử dụng để ước tính số lượng vi khuẩn hữu hiệu trong một mẫu

Oxy hòa tan

Tỷ lệ thức ăn/ vi sinh vật

Thời gian lưu nước trong bể bùn hoạt tính

KLHXLCTR Khu liên hợp Xử lý chất thải rắn

Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn

Nhu cầu Oxy sinh hóa các chất gốc Nitơ

Bộ điều khiển logic có thể lập trình

Bể phản ứng theo mẻ gián đoạn

Chất rắn lơ lửng

Thời gian lưu bùn trong bể bùn hoạt tính

Tổng Nitơ Kjeldahl

Tổng số Carbon hữu cơ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới 6

Bảng 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác ở giai đoạn axit hóa và mêtan hóa BCL[6] [8] 7

Bảng 1 3 Mối quan hệ giữa tuổi BCL, tính chất nước nước rỉ rác và phương pháp xử lý [3] 8

Bảng 1 4 Tính chất nước rỉ rác tại bãi rác Phước Hiệp 13

Bảng 1 5 Thành phần tính chất nước rỉ rác tại BCL KLHXLCT Nam Bình Dương 2014-2015 15

Bảng 1.6 Kết quả xử lý nước rỉ rác BCL Hempsted 17

Bảng 1 7 Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý 20

Bảng 1 8 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lý của BCL An Sơn 21

Bảng 1 9 Chất lượng nước xử lý trước và sau xử lý năm 2009 24

Bảng 1 10 Thành phần tính chất nước rỉ rác trước và sau xử lý năm 2014-2015 28

Bảng 1 11 Các nghiên cứu xử lý nước rỉ rác áp dụng kỹ thuật SBR 32

Bảng 2 1 Phân tích, đánh giá các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải Error! Bookmark not defined Bảng 2 2 Mối quan hệ giữa hiệu suất chuyển hóa Nitơ và tỷ lệ giữa các chất hữu cơ với Nitơ Error! Bookmark not defined Bảng 3 1 Tính chất nước thải đầu vào mô hình xử lý SBR dòng liên tục 44

Bảng 3 2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác 4

Hình 1 2 Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác của BCL Hempsted 17

Hình 1 3 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc 18

Hình 1 4 Quy trình xử lý nước rỉ rác của bãi rác An Sơn 20

Hình 1 5 Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Nhà máy xử lý nước Phước Hiệp 23

Hình 1 6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác KLH XLCTR Nam Bình Dương 26

Hình 2.1 Chu trình chuyển hóa Nitơ bởi vi sinh vật [7] Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Quá trình Nitrat hóa/khử Nitrat sinh học trong hệ thống xử lý nước thải [7] Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Mối quan hệ giữa các vi sinh vật Nitrat hóa trong hệ thống xử lý nước thải với tác nhân tăng trưởng lơ lửng (bùn hoạt tính) và tỷ lệ BOD 5 /TKN Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Quy trình Phoredox (A/O) Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Quy trình A2/O Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Quy trình Bardenpho (năm giai đoạn) Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Quá trình Anammox Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Mô hình bể SBR dòng liên tục 40

Hình 2.9 Mô tả ngắn gọn về quá trình 3 giai đoạn phổ biến của bể SBR dòng liên tục 41

Hình 3 1 Mô hình thực nghiệm xử lý SBR dòng liên tục 45

2

MỞ ĐẦU

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong số 8 tỉnh thành tại Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam (KTTĐPN) thì chỉ

có thành phố Hồ Chí Minh và Bình Dương là hai nơi có quy hoạch các BCL tương đối bài bản Tuy nhiên, thực tế cũng còn nhiều vấn đề môi trường hết sức bức xúc cần phải giải quyết kịp thời như là mùi hôi thối, côn trùng, khí thải và đặc biệt là nước rỉ rác

Cho đến nay, có rất nhiều công nghệ xử lý nước rỉ rác đã và đang được áp dụng tại các bãi chôn lấp (BCL) Tuy nhiên, vấn đề còn tồn tại là chất lượng nước rỉ rác sau

xử lý của hầu như toàn bộ các quy trình công nghệ thường không ổn định và chưa đạt quy chuẩn xả thải, đặc biệt là thành phần Nitơ Tại Bình Dương, rác thải đô thị từ các huyện thị hiện nay được thu gom, vận chuyển tập trung về khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Bình Dương (KLH XLCTR NBD) tại xã Chánh phú Hòa, huyện Bến Cát để

xử lý Tại đây, phương pháp xử lý chủ yếu vẫn là chôn lấp hợp vệ sinh Hệ thống xử lý nước rỉ rác của KLH XLCTR NBD được đầu tư với công nghệ khá hiện đại đã đi vào hoạt động từ tháng 9 năm 2009 đến nay góp phần đáng kể giải quyết một lượng lớn nước rỉ rác còn tồn đọng trong thời gian qua và góp phần bảo vệ môi trường địa phương Tuy nhiên, do rác không được phân loại nên lượng nước rỉ rác có thành phần rất phức tạp, nồng độ ô nhiễm thường biến đổi nên rất khó để duy trì mức độ ổn định của quy trình công nghệ xử lý hiện hữu Song song đó, chi phí xử lý nước rỉ rác của hệ thống xử lý không ngừng tăng cao Chính từ những yêu cầu thực tế bức xúc này nên việc đánh giá mức độ phù hợp, hiệu quả xử lý của quy trình công nghệ bao gồm cả khía cạnh kinh tế - kỹ thuật và đáp ứng quy chuẩn môi trường ổn định của hệ thống xử

lý hiện hữu tại Bình Dương là hết sức cần thiết

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ xử lý nước rỉ rác đã và đang được áp dụng tại các BCL chất thải rắn sinh hoạt tại Vùng KTTĐPN nói chung và Bình Dương nói riêng như: Aerotank, SBR truyền thống, FBR,… Tuy nhiên, việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác để đạt quy chuẩn xả thải nhằm hoàn thiện công nghệ

xử lý nước rỉ rác vùng KTTĐPN - Bình Dương là mục tiêu hướng đến của đề tài

3

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của hệ thống công nghệ xử lý nước rỉ rác, đặc biệt là thành phần nitơ, trên cơ sở đó đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác phù hợp với điều kiện Bình Dương

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác hiệu quả trên cơ sở các dữ liệu khảo sát

- Thực nghiệm xử lý nước rỉ rác trên mô hình công nghệ SBR dòng liên tục Xác định các điệu kiện vận hành tốt nhất với điều kiện thực tế như:

 Thời gian lưu nước (HRT);

 Thời gian chu kỳ phản ứng: sục khí, khuấy trộn, lắng và gạn nước;

- So sánh hiệu quả xử lý của công nghệ SBR liên tục và SBR truyền thống

- Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác hiệu quả, phù hợp với điều kiện thực tế tại Bình Dương

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu cung cấp nguồn dữ liệu làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác của công nghệ SBR dòng liên tục khi so sánh với các công nghệ truyền thống đang được ứng dụng hiện nay tại các BCL Từ đó góp phần xác định một hướng công nghệ xử lý nước rỉ rác áp dụng phương pháp sinh học hiệu quả nhất

 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu hoàn toàn có thể được áp dụng nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác tại Bình Dương với tiêu chí ổn định, nâng cao chất lượng xử lý cũng như giảm chi phí

Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước các loại nước thải khác có thành phần và mức độ ô nhiễm tương tự

Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các địa phương, cho sinh viên, học viên, cán bộ nghiên cứu trong công tác bảo vệ môi trường về lĩnh vực xử lý nước

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

1.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới

1.1.1 Sự phát sinh nước rỉ rác

Nước rỉ rác từ các BCL có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua các lớp chất thải rắn mang theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng [9] Trong hầu hết các BCL, nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào BCL từ các nguồn bên ngoài như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình phân hủy các chất thải Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Nước rỉ rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước Mô hình tổng quát minh họa sự hình thành nước rỉ rác được trình bày trong hình 1.1

Hình 1.1 Sự hình thành nước rỉ rác Theo cân bằng nước đối với toàn bộ các hố chôn lấp trong BCL:

Qw = Sw + Ww + Lw – Pw – Ew (2.1)

Trong đó:

 Qw: Lượng nước rò rỉ từ bãi rác (m3/ ngày)

 Sw: Lượng nước ngấm vào từ phía trên (m3/ngày)

 Ww: Lượng nước do thay đổi độ ẩm của rác và vật liệu phủ bề mặt (m3/ngày)

 Có thể ước tính gần đúng Ww = ∆Cw G/100ρ

 ρ: Khối lượng riêng của nước (tấn/m3) Ở 250 C, ρ = 0,99708

Lượng mưa

Lượng bay hơi

Lượng mưa thâm nhập

Lượng giữ ẩm của rác

Lượng nước rỉ rác BCL

Lượng nước chảy tràn

Lượng nước ngầm thâm nhập

Lượng nước ngầm

thâm nhập

Lượng nước chảy tràn

5

 ∆Cw: Chênh lệch độ ẩm giữa rác đưa vào và rác trong hố (%)

 G: Lượng rác đưa vào chôn lấp (tấn /ngày)

 Lw: Lượng nước thấm vào từ đất, có thể coi Lw=0 (do có lớp chống thấm)

 Pw: Lượng nước tiêu thụ cho các phản ứng (m3/ ngày)

 Ew: Lượng nước bốc hơi (m3/ ngày)

1.1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác trên thế giới

Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành BCL khác nhau, nhưng nhìn chung thành phần nước rỉ rác chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính như sau:

 Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ trọng chất thải;

 Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp;

 Thời gian vận hành BCL;

 Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí;

 Điều kiện quản lý chất thải

Hầu hết các BCL rác ở châu Á (trừ Nhật Bản) trong đó có Việt Nam, chất thải hữu cơ trong rác sinh hoạt chiếm 60 - 90% và nhựa chiếm 3 - 18% [10] Ngoài ra do tập quán người châu Á thường ăn các thực phẩm có nồng độ muối kali, natri và clorua cao, chính điều này làm cho nước rỉ rác có nồng độ muối cao tương ứng cho nên trong quá trình xử lý sinh học nước rỉ rác cần phải nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của nó đối với hiệu suất xử lý của quá trình sinh học Riêng đối với các BCL cũ lớn hơn 10 năm thì nước rỉ rác có nồng độ muối phổ biến dao động như nồng độ natri (100 - 200 mg/l), kali (50-400 mg/l) và clorua (100 - 400 mg/l) Đồng thời, nước rỉ rác phát sinh ra từ các BCL ở giai đoạn trưởng thành ở châu Á được đặc trưng bởi nồng độ natri (1.500 - 5.640 mg/l), kali (400 - 1.940 mg/l) và clorua (875 - 2.900 mg/l) Thành phần tính chất nước rỉ rác các nước trên thế giới trình bày trong bảng 1.1

Pathum- thani Nonthaburi

Sabak Bernam

Taman Beringin

Alkalinity

(mg/l) - - 300-4.700 6.620 1.140-5.800 450-3.700

1.550

1.200- 9.375

3.750- 11.700

10.700- 4.940

3.230- 4.000 2.250

800-pH 7,8 - 7,1-8,3 8,1 8,1-8,5 5,4 – 7,7 8,0-8,01 7,8-8,7 8,1-8,6 7,6-8,1 5,2-6,4 - Chloride

(mg/l) 13.040 3.670,1 4.900-11.000 3.200 8.800-17.600 -

2.570

1.250- 5.500

1.960- 2.830 641-873

2.460-10.000- 40.000 400 BOD

(mg/l) 3220,5 1205,5 3.000-7.150 280 800-1.800 15.000 5.000- 726-1.210 562-1.990 - 1.180 889- 28.000 7.500- 80 TKN (mg/l) - - - 1.256 154-2.540 - - 104-1.014 2.219-2.860 1.156 784- - - N-NH4+

7

Đối với BCL hoạt động khoảng 5 năm, BCL ở trong giai đoạn axit hóa và nước rỉ rác phát sinh gọi là nước rỉ rác mới có nồng độ hợp chất hữu cơ cao Còn đối với BCL lớn hơn 10 năm tuổi thì ở giai đoạn mêtan hóa và nước rỉ phát sinh gọi là nước rỉ rác cũ và có nồng độ TN cao Theo Mavinic [8] và Ehrig [6] đã tiến hành một nghiên cứu sâu về đặc tính, thành phần của nước rỉ rác đối với 15 bãi rác khác nhau, từ 0-12 năm ở Đức và nhận thấy rằng đặc tính, thành phần của nước rò rỉ trong hố chôn lấp thay đổi trong giai đoạn axit hóa và mêtan hóa, theo bảng 1.2 cho thấy là các thành phần của nước rỉ rác thay đổi qua các giai đoạn axit hóa và mêtan hóa Đối với BCL ở giai đoạn đầu thì có nồng độ hữu

cơ (BOD5 và COD) cao hơn so với giai đoạn sau Giá trị pH tăng dần từ giai đoạn axit hóa cho tới giai đoạn mêtan hóa do sự phân hủy phân hủy sinh học trong BCL

Đối với nồng độ COD và TN trong nước rỉ rác cũng thay đổi theo tuổi của bãi rác: nước rỉ rác mới có COD cao (> 5.000 mg/l) và nồng độ TN thấp (< 400 mg/l); nước rỉ rác

cũ có nồng độ TN cao (> 400 mg/l) và những hợp chất khó phân hủy và chất hữu cơ phân huỷ sinh học có tỉ lệ thấp (BOD5/COD < 0,1) Bảng 1.3 sẽ cho thấy thành phần tính chất nước rỉ rác theo tuổi BCL và hiệu quả xử lý của các phương pháp

Bảng 1.2 Thành phần tính chất nước rỉ rác ở giai đoạn axit hóa và mêtan hóa BCL[6] [8] Thông số Đơn vị Giai đoạn axit hóa Giai đoạn mêtan hóa

8

Thành phần các chất rắn trong nước rỉ rác chủ yếu bao gồm các chất hòa tan và nồng

độ các chất rắn lơ lửng trong nước rỉ rác thường rất thấp Chất hữu cơ có trong nước rỉ rác

có nhiều thành phần khác nhau và phụ thuộc vào thành phần, tính chất của chất thải khi chôn lấp và tốc độ phân hủy của nó trong BCL Nhìn chung, thành phần các hữu cơ trong nước rỉ rác bao gồm:

 Các rượu và các axít hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp;

 Axit fulvic có trọng lượng phân tử trung bình;

 Hợp chất humic có trọng lượng phân tử cao

Các chất hữu cơ trong nước rỉ rác có trọng lượng phân tử thấp như axit béo bay hơi (VFA) được phân hủy dễ dàng, có thể lên đến tỉ lệ 90% tổng chất hữu cơ Hầu như các axit béo dễ phân hủy chủ yếu là các axit béo như axit axetic, axit propionic và axit butanic Các hợp chất có khối lượng phân tử trung bình thì có trọng lượng phân tử khoảng giữa 500 và 10.000 Da (Dalton) Các chất hữu cơ cao phân tử có gốc cacboxylic và

Bảng 1 3 Mối quan hệ giữa tuổi BCL, tính chất nước nước rỉ rác và phương pháp xử lý

[3]

Tuổi BCL (năm) < 5 (mới) 5 - 10 (trung bình) > 10 (cũ)

sinh học) II (trung gian) III (ổn định)

9

hydroxylic thì rất khó để làm phân hủy chúng và được gọi là chất khó phân hủy Tỉ lệ khối lượng chất hữu cơ cao phân tử thay đổi từ 0,5% trong các BCL ở giai đoạn mêtan hóa cho đến 5% đối với các BCL giai đoạn axit hóa Những hợp chất này thì ổn định hơn

và có thể có nguồn gốc từ cellulose, lignin Theo tác giả Thurman và Malcolm (1981) [6] cho rằng hợp chất humic (axit kỵ nước) chiếm khoảng 50 - 90% cacbon hữu cơ hòa tan (DOC) có mặt trong nước rỉ rác, trong khi Imaiet al (1995) [11] thì cho rằng chúng chỉ có khoảng 30% DOC Điều này có nghĩa là các hợp chất không có axit humic (kỵ nước trung tính và bazơ, axit háo nước, trung tính và bazơ) có thể quan trọng hơn hợp chất humic đối với các đặc tính khó phân hủy trong nước rỉ rác

Các yếu tố trên ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính nước rỉ rác, đặc biệt là thời gian vận hành BCL, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất nước rỉ rác chẳng hạn như nước rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học nhiều hay ít và sự chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ

1.2 Đặc tính thành phần nước rỉ rác các BCL vùng KTTĐPN

1.2.1 Các BCL tại vùng KTTĐPN

Vùng KTTĐPN có 8 tỉnh thành gồm có thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa – Vũng Tàu, Bình Phước, Tây Ninh, Long An và Tiền Giang

Với Sự phát triển công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh của vùng KTTĐPN cũng tạo

ra những sức ép về vấn đề ô nhiễm môi trường của vùng đến mức báo động Một lượng lớn rác thải đô thị và công nghiệp tạo ra hàng ngày đã và đang gây sức ép nặng nề cho các BCL Chính sự quá tải trong một thời gian dài như vậy đã trực tiếp gây nên những vấn đề

ô nhiễm môi trường nghiêm trọng từ các BCL rác ở các địa phương trong vùng trong thời gian qua và hiện nay

Đến nay, công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt ở Vùng KTTĐPN được áp dụng phổ biến vẫn là công nghệ chôn lấp bao gồm cả chôn lấp hợp vệ sinh và chôn lấp không hợp

vệ sinh Đối với công nghệ chôn lấp này có ưu điểm là công nghệ đơn giản, giá thành đầu

tư và chi phí vận hành thấp, rất phù hợp trong điều kiện Việt Nam Nhưng công nghệ này

có nhiều nhược điểm là nguy cơ ô nhiễm môi trường do BCL gây ra cao như: mùi hôi thối, các côn trùng gây bệnh, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước mặt, nước ngầm tại các

Hầu như, rác thải sinh hoạt trong vùng KTTĐPN chưa được phân loại tại nguồn, rác có thành phần hữu cơ cao chiếm tỉ lệ 60-72% và còn trộn lẫn chất thải nguy hại (rác công nghiệp, y tế, các thành phần nguy hại khác) với tỉ lệ 0,14-2,33% [13]

Hiện nay, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt hàng ngày trên địa bàn TP.HCM được

xử lý tại Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Phước Hiệp – huyện Củ Chi và Khu liên hợp xử

lý chất thải rắn Đa Phước - huyện Bình Chánh Tổng khối lượng thu gom, xử lý chất thải rắn sinh hoạt năm 2014 là 3,1 triệu tấn (trung bình 7.154 tấn/ngày) Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Đa Phước huyện Bình Chánh có qui mô: diện tích 128 ha, công suất thiết kế 6.000 tấn/ ngày, phương pháp xử lý chôn lấp hợp vệ sinh là chủ yếu Để tiếp nối việc chôn lấp rác sau khi BCL số 2 ngưng tiếp nhận rác vào cuối năm 2013, ngày 30/9/2014, Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị TPHCM bắt đầu tiếp nhận rác và vận hành chính thức BCL số 3 tại Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Phước Hiệp tại huyện Củ Chi (còn gọi

là BCL Phước Hiệp) BCL số 3 có tổng diện tích 22,68ha, với tổng kinh phí xây dựng hơn

976 tỷ đồng Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Phước Hiệp – huyện Củ Chi có công suất tiếp nhận 3.000 tấn rác/ngày Các khu xử lý rác trước đó của thành phố gồm có Khu xử

lý rác Đông Thạnh qui mô diện tích 43,5 ha, công suất 1.000 tấn/ngày; đã đóng cửa từ 01/2003, hiện đang sử dụng chôn lấp xà bần, vật liệu xây dựng và từ tháng 01/2007 đến nay chỉ còn tiếp nhận xử lý phân hầm cầu Khu xử lý rác Gò Cát (quận Bình Tân) diện tích 25ha, công suất tiếp nhận 2.000 tấn/ngày, hiện nay đóng cửa ngưng tiếp nhận rác Nước rỉ rác phát sinh chủ yếu từ trong BCL được thu gom xử lý tại trạm xử lý 480m3/ngày[12]

Tại Đồng Nai, rác thải sinh hoạt phát sinh mỗi ngày trên địa bàn tỉnh khoảng 1.500 tấn Rác sinh hoạt được thu gom chủ yếu tại Thành Phố Biên Hòa với khối lượng ước

11

khoảng trên 700 tấn/ngày, tỉ lệ thu gom khoảng 70%, tập trung đổ vào BCL rác tại Trảng Dài với diện tích khu 15ha gồm 9 hố chôn lấp sinh hoạt và 5 hố chôn lấp công nghiệp không nguy hại, còn rác sinh hoạt các huyện, thị còn lại thì một số chôn lộ thiên, đổ xả vào các khu đất trống không hợp vệ sinh Nhìn chung, các BCL hiện nay quá tải, phát sinh ô nhiễm môi trường như mùi hôi, côn trùng, đặc biệt là nước rỉ rác chưa được thu gom và xử lý triệt để

Tại Bà Rịa-Vũng Tàu, phát sinh rác thải sinh hoạt mỗi ngày khoảng 1.000 tấn, tất cả được chôn lấp không hợp vệ sinh tại 5 bãi rác trên địa bàn tỉnh Tuy nhiên, các bãi rác chôn tạm ở các huyện trong tỉnh hiện nay cũng bắt đầu quá tải, không còn đất để chôn và

đã có dấu hiệu gây ô nhiễm môi trường xung quanh Đối với nước rỉ rác phát sinh chưa được thu gom và lưu chứa, hệ thống xử lý nước rỉ rác chưa được đầu tư Việc xử lý rác hiện nay còn nhiều manh mún, bất cập chưa được giải quyết

Bình Dương là tỉnh có tốc độ phát triển công nghiệp cao, nên lượng rác sinh hoạt cũng ngày càng tăng về số lượng và càng phức tạp về thành phần Toàn bộ rác thải được tập trung về Khu Liên Hợp Xử Lý Chất Thải Rắn Nam Bình Dương ở Xã Chánh Phú Hòa, Huyện Bến Cát, Bình Dương Khối lượng tiếp nhận hiện tại lên đến 1.300 tấn/ngày, rác thải sinh hoạt các huyện thị, từ các doanh nghiệp trong và ngoài khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Nước rỉ rác phát sinh được lưu chứa trong các hồ chứa có lớp chống thấm trước khi đưa vào nhà máy xử lý nước rỉ rác, có tổng công suất 960 m3/ngày đêm (2 nhà máy xử lý, mỗi nhà máy có công suất 480 m3/ ngày đêm)

- BCL Gò Cát, có diện tích hơn 22 ha với diện tích chôn lấp thiết kế là 17,5 ha Do

Hà Lan tài trợ, BCL có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác, hệ thống thu gom khí BCL

và 03 máy phát điện sử dụng khí BCL BCL Gò Cát hoạt động từ đầu năm 2002 với công suất tiếp nhận chất thải rắn mỗi ngày khoảng 2.000 – 2.500 tấn, và có thể lên đến 3.000 – 4.000 tấn/ngày, tổng công suất tiếp nhận theo thiết kế là 3.650.000 tấn Tuy nhiên, vào giữa năm 2006, BCL số 1 thuộc BCL Gò Cát xảy ra hiện tượng trượt đất, làm hư hỏng toàn bộ hệ thống lót đáy và thu nước rỉ rác của bãi, do đó BCL Gò Cát phải tiếp nhận luôn lượng CTR của BCL số 1 cũng như tiếp nhận toàn bộ lượng rác của thành phố là 5.500 tấn/ngày đến tháng 06/2007 Vì vậy, tổng công suất tiếp nhận của BCL Gò Cát thực tế vượt cao hơn nhiều so với với công suất thiết kế Mặc dù đã ngưng tiếp nhận xử lý chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2007 đến nay, nhưng lượng CTR đem chôn lấp vẫn đang trong quá trình phân hủy sinh học, do đó BCL vẫn còn sinh khí và nước rỉ rác gây ô nhiễm môi trường Hiện nay, BCL vẫn đang vận hành xử lý nước rỉ rác và thu khí phát điện

- KLHXL CTR Phước Hiệp TP.HCM thuộc xã Phước Hiệp, huyện Củ Chi Khu liên hợp nằm trong phần đất của nông trường Tam Tân (có tổng diện tích 687 ha gồm cả khu vực cây xanh cách ly), cách trung tâm thành phố khoảng 37 km Khu liên hợp xử lý CTR Phước Hiệp gồm các BCL: BCL số 1 và 1A và số 2 đã ngưng tiếp nhận CTR sinh hoạt, BCL số 3 ngưng tiếp nhận CTR sinh hoạt từ tháng 03/2015, chỉ có Phước Hiệp 2 và

3 đang hoạt động và tiếp tục nhận rác Đây là các BCL hợp vệ sinh, được thiết kế theo kiểu hỗn hợp chìm – nổi (chìm dưới mặt đất hiện hữu từ - 4,0 đến -5,0 m), các ô chôn lấp

có lớp lót đáy và thành chống thấm, có hệ thống thu gom, xử lý nước rỉ rác và khí gas Hiện nay, khu liên hợp xử lý CTR Phước Hiệp vẫn chưa thực hiện hết quy mô và công suất hoạt động của toàn khu, có hai trạm xử lý nước rỉ rác đang hoạt động là: Trạm xử lý nước rỉ rác Phước Hiệp và Trạm xử lý nước rỉ rác Quốc Việt

Bảng 1 4 Tính chất nước rỉ rác tại bãi rác Phước Hiệp

STT Chỉ tiêu Đơn vị 28/08/2009 13/10/2009 9/12/2009

QCVN 2009/BTNMT Cột A

14

- KLHXL CTR Đa Phước do công ty TNHH xử lý CTR Việt Nam (VWS) thực hiện

có tổng diện tích 134 ha và công suất tiếp nhận 3.000 tấn/ ngày Trong khu liên hợp còn

có các nhà máy sản xuất compost, xử lý bùn hầm cầu, bùn nạo vét kênh rạch, các công trình xử lý chất thải … BCL Đa Phước là BCL hợp vệ sinh, hiện đại, được thiết kế theo hình thức BCL nổi BCL được trang bị hệ thống thu gom khí gas, nước rỉ rác và xử lý trước khi thải ra môi trường, có nhà máy phân lọai CTR và khu sản xuất phân compost,

có trạm quan trắc lún cho các ô chôn lấp và trạm quan trắc chất lượng môi trường không khí tự động Trong khu liên hợp còn có các nhà máy sản xuất compost, xử lý bùn hầm cầu

1.2.2.2 Tại Bình Dương

 Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Bình Dương

Nước thải từ các hố chôn lấp rác và nước rửa xe rác, nước rỉ từ các trạm trung chuyển rác, được tập trung vào hệ thống ống thu gom, sau đó tất cả các loại nước thải được bơm vào 2 trạm xử lý nước thải có tổng công suất xử lý 960m3/ngày đêm để xử lý

Thành phần tính chất của nước rỉ rác tại BCL năm 2014 đến năm 2015 được trình bày trong bảng 1.5 dưới đây:

16

Theo kết quả quan trắc tại nhà máy thể hiện trong bảng 1.5 thì thành phần tính chất nước rỉ rác của bãi lấp tại KLHXLCT Nam Bình Dương cho thấy chỉ tiêu COD, BOD5, nitơ tổng giữa mùa khô và mùa mưa (cũng giống như BCL Phước Hiệp) không có sự chênh lệch lớn Do BCL này có bạt che đậy, có nước mưa pha loãng và có các hồ lưu chứa nước thải lớn nên nồng độ ô nhiễm COD, BOD5 cũng có xu hướng giảm dần

Tóm lại:

Thành phần nước rỉ rác mới của BCL ở Việt Nam nói chung và vùng KTTĐPN cũng tương tự như trên thế giới, hàm lượng chất hữu cơ cao trong giai đoạn đầu (COD: lên đến 50.000 mgO2/L, BOD5: lên đến 30.000 mgO2/L) và giảm dần theo thời gian vận hành của BCL, các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học tích lũy và tăng dần theo thời gian vận hành Khi thời gian vận hành BCL càng lâu hàm lượng Amonium càng cao Giá trị pH của nước rỉ rác cũ cao hơn nước rỉ rác mới

Khả năng phân hủy sinh học của nước rỉ rác sẽ thay đổi theo thời gian, dễ phân hủy trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn hoạt động

ổn định Sự thay đổi này có thể được biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong thời gian đầu tỷ

lệ này có thể lên đến 80-90%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0,4 chứng tỏ các chất hữu cơ trong nước rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học còn đối với các BCL cũ, tỷ lệ này thường rất thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2, tỷ lệ thấp như vậy do nước rỉ rác cũ chứa lignin, axit humic và axit fulvic là những chất khó phân hủy sinh học

1.3 Tổng quan các quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước 1.3.1 Ngoài nước

Quy trình xử lý nước rỉ rác ở các nước trên thế giới thường áp dụng tổng hợp nhiều công nghệ khác nhau bao gồm hóa lý, sinh học, oxi hóa, kỹ thuật sinh thái và một số công nghệ khác Trong phần tổng quan này xin giới thiệu số quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác tiêu biểu trên thế giới sau đây:

1.3.1.1 Tại Anh Quốc

 BCL Hempsted [13]

17

Hình 1 2 Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác của BCL Hempsted

BCL có diện tích 100 ha ở Gloucester nằm cạnh sông Severn Hệ thống xử lý nước rỉ rác này có công suất xử lý 280 m3/ngày, sử dụng công nghệ xử lý sinh học từng mẻ có quy trình công nghệ như sau:

Kết quả sau xử lý được trình bày trong bảng 1.9 sau:

Nước sau xử lý được trình bày bảng 1.6 cho thấy nước rỉ rác đầu vào có BOD5 tương đối thấp, cho thấy các chất hữu cơ đã bị phân hủy và tỉ lệ BOD5/COD là 0,21 thấp cho nên hiệu suất xử lý COD trong bể sinh học không cao khoảng 12 %, đầu ra COD 201mgO2/l còn cao, riêng các hợp chất Nitơ qua bể sinh học hầu hết chuyển hóa thành nitrat có nồng độ đầu ra N-NO3- là rất cao (247mg/l)

1.3.1.2 Tại Hàn Quốc [14]

Công nghệ xử lý nước rỉ rác của một số BCL ở Hàn Quốc áp dụng quá trình sinh học (kị khí, nitrate hoá và khử nitrate) và quá trình xử lý hóa lý (keo tụ hai giai đoạn được ứng dụng nhằm loại bỏ các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học), sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ

Bảng 1.6 Kết quả xử lý nước rỉ rác BCL Hempsted

Nước rỉ rác sau xử lý

HRT 10 ngày

HRT 6,3 ngày

HRT 2,5 ngày Khử Nitrate

HRT 1 giờ

HRT 3,6 giờ

19

Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Hàn Quốc bao gồm hai quá 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 Trong giai đoạn đầu vận hành BCL (1992) quá trình phân hủy kị khí là một công đoạn cần thiết để xử lý các chất hữu cơ có nồng độ cao, đến năm 2004, do sự giảm tải trọng chất hữu cơ sau 12 năm hoạt động (1992-2004) nên quá trình phân hủy kị khí được thay thế bằng quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng

Quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng được áp dụng trong công nghệ này là MLE (Modified Ludzack Ettinger), công nghệ MLE chủ yếu để xử lý Nitơ trong nước rỉ rác và gồm hai quá trình chính: quá trình nitrat hóa và quá trình khử nitrat Theo công nghệ MLE, nước được tuần hoàn trong bể anoxic với tỷ lệ tuần hoàn là 600% (100% tuần hoàn trong bể khử nitrate và 500% tuần hoàn từ bể lắng) Đối với quá trình nitrat hóa (oxy hóa N-NH4+) nước rỉ rác được lưu trong bể 6,3 ngày Quá trình nitrat hóa được thực hiện bởi

02 nhóm vi khuẩn: bước 1, N-NH4+được oxy hóa thành nitrit bởi nhóm vi khuẩn tự dưỡng

có tên là nitrosa-bacteria hoặc N-NH4+ oxidizing bacteria (AOB), bước 2 nitrit được oxy hóa thành nitrat bởi nhóm vi khuẩn tự dưỡng có tên là nitro-bacteria hoặc nitrite oxidizer bacteria (NOB) Sau giai đoạn nitrate hóa, nước rỉ rác được chuyển sang giai đoạn khử nitrat, khi đó vi sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng sẽ chuyển hóa nitrate chuyển nitrate thành nitơ tự do, trong giai đoạn này nước rỉ rác được lưu trong 2,5 ngày

Quá trình hóa lý là bước thứ hai được thực hiện tiếp theo sau quá trình sinh học để

xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác, quá trình xử lý hóa lý bao gồm hai bậc với sử dụng hóa chất keo tụ là FeSO4 Thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc cho thấy nồng độ COD đầu vào trạm xử lý không cao dao động từ 2.200 – 3.600 mg/L (sau 12 năm hoạt động) giảm rất nhiều so với những năm đầu hoạt động COD lớn hơn 50.000mg/L, trái lại nồng độ Amonium tăng dần và đạt giá trị cao nhất là 2.000mg/L

Kết quả xử lý nước rỉ rác được thể hiện trong bảng sau:

20

Hình 1 4 Quy trình xử lý nước rỉ rác của bãi rác An Sơn

Với tính chất nước rỉ rác của BCL Hàn Quốc có tỉ lệ BOD5/COD khoảng 0,3 – 0,4; Hàn Quốc cũng đã áp dụng phương pháp sinh học kết hợp hóa lý để xử lý chất hữu cơ và

TN có trong nước rỉ rác Kết quả cho thấy bể oxy hóa Amonium hoạt động rất hiệu quả, nồng độ Amonium được xử lý đến 99% (N-NH4+ đầu ra dao động khoảng 1 – 20mg/L), tuy nhiên TN đầu ra có khi lên đến 240mg/L Kết quả chứng minh rằng với nồng độ Amonium cao (2.000mg/L) thì phương pháp khử Nitơ bằng phương pháp truyền thống không đạt hiệu quả cao là do sự ức chế của các vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter 1.3.1.3 Tại Trung Quốc

 Hệ thống xử lý nước rỉ rác tại BCL An Sơn, tỉnh Liêu Ninh - Trung Quốc[15]

Công suất xử lý nhà máy là 300m3/ngày với quy trình xử lý như sau:

Bùn đưa về bãi rác

Khí mêtan

Bể keo tụ và lắng

Xả thải

Bảng 1 7 Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý

Nitơ tổng (mg/L) 1.300 – 2.000 54 – 240 N-NH4+ (mg/L) 1.200 – 1.800 1 – 20

21

Kết quả chất lượng nước sau xử lý được thể hiện trong bảng 1.9:

Hệ thống xử lý nước rỉ rác là sự kết hợp, bao gồm cả công nghệ kỵ khí UASB, công nghệ SBR và quá trình xử lý hóa - lý và keo tụ đạt hiệu quả xử lý cao Hệ thống kết hợp

sẽ tránh những nhược điểm của hệ thống đơn lẻ và phát huy nhiều chức năng của các công nghệ khác nhau Đây là một hệ thống xử lý cũng đầy triển vọng trong xử lý nước rỉ rác Tuy nhiên, nồng độ COD sau xử lý vẫn còn khá cao, hiệu suất xử lý COD của công trình SBR từ 52,5% đến 76,9%; thành phần này chủ yếu là COD khó phân hủy sinh học Tóm lại, quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác của các nước trên thế giới đều áp dụng kết hợp các quá trình như sinh học (kỵ khí thường sử dụng UASB, hiếu khí thường

sử dụng SBR), hóa lý, hóa học và kể cả kỹ thuật sinh thái Hầu hết các quy trình công nghệ xử lý đều bắt đầu bằng xử lý sinh học khử BOD5, COD và TN bằng phương pháp cổ điển (nitrat hóa và khử nitrat), tuy nhiên khi nồng độ TN cao (N-NH4+ lên đến 2.000mg/L) thì phương pháp này cũng bị hạn chế Hiệu suất xử lý của quá trình xử lý sinh học đối với N-NH4+ lên đến 99% và COD 90-98%

1.3.2 Trong nước – Vùng KTTĐPN

Hiện nay, phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt thích hợp nhất đang được áp dụng chủ yếu tại các BCL trong Vùng KTTĐPN là chôn lấp do kinh phí đầu tư thấp [12] Tuy nhiên, phương pháp này đã bộc lộ nguy cơ ô nhiễm môi trường cao như mùi, ruồi phát sinh trong quá trình vận hành và đặc biệt là nước rỉ rác phát sinh trong quá trình vận hành BCL đây là nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm môi trường của các BCL trong vùng hiện nay Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở trong vùng hiện nay bộc lộ rất nhiều nhược điểm

do một số nguyên nhân chủ quan:

Bảng 1 8 Chất lượng nước rỉ rác sau xử lý của BCL An Sơn Thông số Đầu vào UASB SBR Đầu ra sau keo tụ và lắng

 Sự thay đổi nhanh của nồng độ chất ô nhiễm có trong nước rỉ rác;

 Đơn giá từng địa phương chi cho xử lý rác sinh hoạt bị khống chế;

 Kinh phí đầu tư cho BCL tùy thuộc ngân sách từng địa phương

Bên cạnh những công nghệ xử lý nước rỉ rác được đầu tư qui mô công nghiệp, hiện đại, vẫn còn tồn tại những trạm chỉ đầu tư xử lý tạm thời; ngay cả những nhà máy xử lý nước rỉ rác hiện đại cũng đã và đang bộc lộ những bất cập, tồn tại như công suất, hiệu suất

xử lý nước rỉ rác không ổn định và chất lượng nước sau xử lý chưa đảm bảo quy chuẩn xả thải nhất là 2 chỉ tiêu COD, TN [13]

Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác điển hình đang áp dụng trong vùng được giới thiệu sau đây:

1.3.2.1 Tại Thành Phố Hồ Chí Minh [13]

 Công nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Phước Hiệp

Nước rỉ rác tại BCL Phước Hiệp do Công ty SEEN là nhà thầu thi công, lắp đặt với

sơ đồ quy trình công nghệ như sau:

24

Đây là công nghệ xử lý được đầu tư khá hiện đại, hệ thống được điều khiển tự động

bằng SCADA Quy trình xử lý qua các bước như sau: nước rỉ rác qua tháp khử N-NH4+

sau đó nước rỉ rác tiếp tục xử lý qua xử lý sinh học, Fenton, qua bể lọc cát, khử trùng qua

hồ đệm trước khi xả ra môi trường

Bảng 1 9 Chất lượng nước xử lý trước và sau xử lý năm 2009

Ngày lấy mẫu

Công nghệ xử lý nước rỉ rác của nhà thầu SEEN-800m 3 /ngày

Cột A STT Chỉ tiêu Đơn vị 28/08 13/10 12/09 28/08 13/10 12/09

25

Theo kết quả phân tích bảng 1.15, nước thải sau xử lý ở thời điểm 12/9/2009 chỉ tiêu COD, TN không đạt QCVN 25-2009/BTNMT (Cột A) cụ thể COD đầu ra 128mgO2/l lớn hơn gấp 2,56 lần, TN đầu ra 44,9mg/l lớn hơn gấp gần 3 lần; và ở thời điểm 13/10/2009, TN đầu ra 67,3mg/l lớn hơn gấp 4,5 lần

Công nghệ này hiện nay có chi phí vận hành khoảng 99.000 đồng/m3 nước rỉ rác

và được đánh giá như sau:

Ưu điểm:

- Công nghệ được điều khiển tự động

- Có tháp air-stripping khử N-NH4+ trước khi vào bể sinh học do đó làm tăng hiệu quả khử nitơ trong nước rỉ rác

Nhược điểm:

- Tháp air-stripping xử lý N-NH4+ đặt trước bể sinh học dễ bị nghẹt do hàm lượng

SS cao, cặn vôi cao dẫn đến hiệu quả xử lý bị ảnh hưởng

- Do sử dụng nhiều công đoạn xử lý nên khi vào bể sinh học gây ra tình trạng thiếu dinh dưỡng

- Hiệu quả khử NO3- chuyển thành N2 hạn chế nếu không kiểm soát tốt các quá trình trong bể xử lý sinh học

- Thiết bị ăn mòn nhanh do nước có độ mặn cao, dùng nhiều hóa chất cho quá trình

1.3.2.2 Tại KLH XLXTR Nam Bình Dương[16]

Toàn bộ nước rỉ rác được thu gom và xử lý tại Nhà máy xử lý nước rỉ rác có công suất 480m3/ngày.đêm và có quy trình công nghệ như sau:

26

Hình 1 6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác KLH XLCTR Nam Bình Dương

Đây là công nghệ xử lý khá hiện đại, hệ thống được điều khiển tự động bằng SCADA, tổng mức đầu tư 28 tỷ, diện tích nhà máy 3.000m2 Công nghệ được áp dụng là công nghệ

đã xử lý thành công nước rỉ rác tại nhiều BCL khác nhau, được cải tiến để phù hợp với

27

tình hình thực tế tại BCL Bình Dương Chi phí xử lý nước rỉ rác hiện nay vào khoảng 50.000 đồng/m3(chưa tính khấu hao) và có xu hướng tăng lên do thành phần tính chất nước rỉ rác phức tạp và giá cả thị trường tăng cao theo thời gian

Quy trình công nghệ của nhà máy xử lý nước rỉ rác tại KLH XLCTR Nam Bình Dương bao gồm các công đoạn xử lý sau:

- Xử lý sơ bộ: gồm hồ chứa nước rác tươi, máy tách rác & bể trộn vôi, bể điều hòa, bể lắng cặn vôi Nước thải được thu gom làm thoáng sơ bộ, tách rác đồng thời ổn định nồng

độ nước thải đầu vào và khử kim loại trong nước rác

- Tháp Stripping hai bậc: Dùng để xử lý N-NH4+ trong nước thải Các thiết bị trong tháp hoạt động tự động theo sự hoạt động của bơm cấp nước thải lên tháp

- Bể khử Canxi + Bể tiền xử lý hóa lý: Dùng để xử lý lắng cặn Canxi trong nước rỉ rác Bể khử Canxi được bố trí hệ thống châm hóa chất như một bể tiền xử lý hóa lý nhằm tăng cường quá trình xử lý sinh học

- Bể phản ứng sinh học Seletor + C-Tech: dùng để oxy hóa COD, BOD5 đồng thời với quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat Bể được lắp đặt hệ thống phân phối khí dưới đáy

bể để cung cấp khí dạng bọt mịn Khí được cấp gián đoạn thông qua van điều khiển

- Bể xử lý hóa lý: Sử dụng các chất keo tụ để xử lý các chất lơ lững trong nước rỉ rác

và xử lý một phần độ màu

- Bể oxy hóa Fenton hai bậc liên tiếp: Sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất mang màu và chất ô nhiễm khó phân hủy Sử dụng hai bậc liên tiếp nhằm làm tăng hiệu suất của quá trình oxy hóa

- Bể lọc + Khử trùng: Xử lý các thành phần cặn lơ lửng trong nước rác bằng hệ thống

bể lọc cát Sử dụng hóa chất NaClO để khử trùng nước thải

- Hệ thống xử lý bùn: Bùn dư từ công đoạn xử lý nước thải được bơm đến bể nén bùn và được xe bồn thu gom, vận chuyển vào các ô chôn rác của bãi rác

Kết quả quan trắc các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống được trình bày trong bảng như sau:

BOD 5 vào (mgO 2 /l)

BOD 5 ra mgO 2 /l)

Nitơ tổng vào (mg/l)

Nitơ tổng

ra (mg/l)

Ghi chú Năm 2014

29

Theo kết quả phân tích bảng 1.16, nước thải sau xử lý ở thời điểm năm 2014, chỉ tiêu BOD5 đạt quy chuẩn xả thải, riêng COD, TN không đạt QCVN 25-2009/BTNMT (Cột A), cụ thể COD đầu ra lớn hơn gấp 1,5-2,6 lần, TN đầu ra lớn hơn gấp 2-4 lần Năm 2015 cũng tương tự Điều này chứng tỏ trong nước rỉ rác có thành phần COD khó phân hủy sinh học và TN (do nồng độ NO3- trong đó là chủ yếu)

Công nghệ này qua quá trình thực tế vận hành được đánh giá như sau:

Ưu điểm:

- Đây là hệ thống được đầu tư hiện đại, mức độ tự động hoá cao

- Kết hợp quá trình khử nitơ bằng hồ sục khí tiền xử lý, tháp đuổi khí, bể sinh học SBR, hồ sinh học

- Công nghệ SBR kết hợp quá trình yếm khí làm tăng hiệu quả xử lý nitơ

- Công nghệ oxy hoá Fenton 2 bậc có hiệu suất xử lý COD, độ màu cao

Nhược điểm:

- Bể trộn vôi nâng pH thường xuyên phải vệ sinh do cặn vôi bám vào

- Cặn vôi thường xuyên bám vào quả cầu trong tháp air-stripping làm hiệu quả xử lý N-NH4+ giảm

- Do sử dụng nhiều công đoạn xử lý trước đó nên khi vào bể sinh học gây ra tình trạng thiếu dinh dưỡng

- Chi phí xử lý không ngừng tăng cao

- Thiết bị ăn mòn nhanh do nước có độ mặn cao, dùng nhiều hóa chất cho quá trình

xử lý

- Công suất và hiệu quả xử lý không ổn định

- Nồng độ COD, TN chưa đạt quy chuẩn QCVN 25-2009/BTNMT (Cột A)

Tóm lại, về thành phần nước rỉ rác phát sinh từ các BCL đều có tính chất giống nhau là

có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên 50.000mgO2/l) đối với nước rỉ rác mới, và nồng

độ COD, BOD5 thấp đối với BCL đã vận hành trong thời gian dài Khả năng phân hủy sinh học của nước rỉ rác thay đổi theo thời gian, sự thay đổi này có thể được giám sát bằng việc kiểm tra tỷ lệ BOD5/COD Vào thời gian đầu, tỷ lệ này sẽ nằm trong khoảng 0,5 hoặc lớn hơn Tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0,4 chứng tỏ các chất hữu cơ trong nước rỉ

30

rác dễ bị phân hủy sinh học Trong các BCL đã vận hành lâu, tỷ lệ BOD5/COD thường rất thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2, điều này chứng tỏ các chất hữu cơ trong nước rỉ rác

dễ phân hủy sinh học đã phân hủy hầu như hoàn toàn và nước rỉ rác gọi là nước rỉ rác cũ

có chứa chất hữu cơ như lignin, axít humic và axít fulvic là những chất khó phân hủy sinh học Theo thời gian vận hành BCL thì pH của nước rỉ rác tăng theo thời gian đồng thời nồng độ N-NH4+ trong nước rỉ rác tăng lên (2.000 - 3.000 mg/l)

Nhìn chung, công nghệ xử lý nước rỉ rác áp dụng trong vùng KTTĐPN đều kết hợp các quá trình xử lý cũng giống như các nước trên thế giới bao gồm: kết hợp các quá trình như sinh học (kỵ khí thường sử dụng UASB, hiếu khí thường sử dụng SBR), hóa lý (keo tụ/ tạo bông) và oxy hóa nâng cao (Fenton, ozon, ), màng lọc và cả kỹ thuật sinh thái Tuy nhiên, các công nghệ này còn bộc lộ nhiều vấn đề như COD, TN không đạt theo quy chuẩn xả thải, chi phí xử không ngừng tăng cao

Hầu hết quy trình xử lý của các nước trên thế giới cũng như vùng KTTĐPN, nước rỉ rác sau xử lý đều có giá trị BOD5 (<30mg/l) và N-NH4+ thấp (<10 mg/l), nhưng giá trị COD còn khá cao (>100 mg/l), nitrat >100mg/l Để đạt quy chuẩn xả thải thì quy trình xử

lý nước rỉ rác áp dụng thêm các bước xử lý tiếp theo như hóa lý (keo tụ/tạo bông, than hoạt tính), oxy hóa nâng cao (Fenton, ozon, ), màng lọc để xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học tuy nhiên chi phí xử lý cho 1m3 sẽ rất cao Do đó, cần phải nghiên cứu để hoàn thiện công nghệ nhằm xử lý 2 chỉ tiêu COD, TN đạt quy chuẩn xả thải và chi phí vận hành hợp lý

1.4 Các nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước

1.4.1 Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác ở ngoài nước

 Một số nghiên cứu xử lý nước rỉ rác áp dụng kỹ thuật SBR

 Nghiên cứu của nhóm tác giả Amnani Abu Bakar, Zawawi Daud, Zulkifli Ahmad, Mohamad thuộc Bộ Môn Kỹ thuật Môi trường, Đại học Tun Hussein Onn, Malaysia [17]

về “Xử lý nước rỉ rác sử dụng công nghệ SBR” đã cho kết quả về hiệu quả xử lý các thành phần ô nhiễm đặc biệt là thành phần dinh dưỡng nitơ, photpho bằng công nghệ SBR Trong đó, hiệu quả xử lý Amoni là 76%, TN là 80%