Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải nam sơn tại khu liên hiệp xử lý rác thải nam sơn năm 2018 huyện sóc sơn thành phố hà nội

Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải nam sơn tại khu liên hiệp xử lý rác thải nam sơn năm 2018 huyện sóc sơn thành phố hà nội Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải nam sơn tại khu liên hiệp xử lý rác thải nam sơn năm 2018 huyện sóc sơn thành phố hà nội

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của

4.1.1 Sơ lược về bãi chôn lấp

Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, cách trung tâm Hà Nội khoảng 45km về phía Bắc, nằm cách sân bay Nội Bài 15km về phía Đông Bắc Bãi chôn lấp này cũng cách đường quốc lộ 3A khoảng 3km về phía Tây và cách sông Công khoảng 2km về phía Đông.

Hình 4.1 Địa điểm xây dựng bãi rác Nam Sơn

BCL Nam Sơn hoạt động từ năm 1999 với diện tích hoạt động 83,4ha

- Hoạt động gồm 2 giai đoạn:

- Công suất thiết kế: 3500 tấn rác/ngày

- Trạm cân điện tử 60 tấn

- Khối lượng rác tiếp nhận 4200 tấn rác/ngày

- Số lượt xe chở rác: 450

Rác thải chủ yếu được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh, trong đó rác thải vô cơ chiếm ưu thế Thành phần hữu cơ như xác động thực vật và thức ăn thừa chỉ chiếm một phần nhỏ, nhưng lại là nguyên nhân gây ô nhiễm nước rỉ rác do phân hủy Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới mưa nhiều của Việt Nam, chôn lấp kị khí tạo ra lượng nước rỉ rác lớn, tuy nhiên, do lượng rác hữu cơ ít nên nồng độ ô nhiễm không cao như các bãi chôn lấp không được xử lý.

BCL Nam Sơn được thành lập từ năm 1999, có nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý chất thải rắn sinh hoạt cho thành phố Hà Nội và các huyện lân cận Công ty TNHH một thành viên môi trường đô thị Hà Nội - Chi nhánh Nam Sơn hiện quản lý bãi rác này, với tổng diện tích gần 85 ha và công suất xử lý lên đến 4.200 tấn rác mỗi ngày Bãi rác hoạt động 24/24 giờ, thu gom rác từ 27 đơn vị thu gom và vận chuyển, đảm bảo quy trình công nghệ và vệ sinh môi trường.

Hà Nội bao gồm 12 quận: Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Tây Hồ, Cầu Giấy, Nam Từ Liêm, Bắc Từ Liêm, Long Biên và Hà Đông, cùng với 10 huyện: Hoài Đức, Thanh Trì, Gia Lâm, Mê Linh, Đông Anh, Sóc Sơn và Chương Mỹ.

Mỗi ngày, Nam Sơn tiếp nhận hàng chục tấn rác thải công nghiệp và rác thải nguy hại, bao gồm vải vụn, nhựa, dầu thải và chất thải y tế Để xử lý an toàn, các loại rác này phải được hóa rắn bằng lò đốt loại nhỏ trước khi được chôn lấp.

4.1.2 Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác

Công nghệ xử lý hiện đang được áp dụng tại nhà máy như sau:

Hình 4.2 Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm

Hệ thống sử dụng vôi để điều chỉnh pH, trong đó nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi Tại đây, nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy và được sục khí để đảm bảo trộn đều, nâng pH lên mức 11,5-12.

- Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể:

+ Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 2

+ Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 1

- Tại tháp Stripping, cùng với quá trình thổi khí để loại bỏ nito trong nước

- Nước sau khi loại bỏ một phần nito sẽ được đưa về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn

Cụm công trình sinh học bao gồm bể SBR, UASB và Aeroten (tùy theo trạm), sau quá trình xử lý sinh học, nước sẽ được tách cặn và chuyển đến thiết bị keo tụ tuyển nổi.

NướcthảiN Bể sục vôi Lắng cặn vôi Stripping

Lắng Công trình sinh học Selector

Fenton Lắng Khử trùng bằng clo

Sau khi trải qua quá trình sinh học, nước thải được đưa vào nhóm bể xử lý oxy hóa, nơi mà H2SO4 được thêm vào để giảm pH xuống mức 2.

Sau khi trộn đều H2O2 và Fe2SO4, nước thải sẽ được chuyển từ bể phản ứng oxy hóa sang bể trung hòa Tại đây, NaOH sẽ được thêm vào để điều chỉnh pH về mức 7-7,5.

- Nước sau trung hòa được bơm lên thiết bị keo tụ & tuyển nổi Semultech Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát

- Cuối cùng nước được lọc than hoạt tính và khử trùng bằng Javen

 Các tồn tại chính hiện tại của nhà máy là:

Hệ điều khiển gồm các thành phần như sensor pH, DO, bộ điều khiển và bơm định lượng đã xuống cấp và hư hỏng, gây ra sự vận hành không chính xác theo yêu cầu thiết kế Do đó, cần tiến hành kiểm tra, sửa chữa và thay mới các thiết bị này Việc vận hành bằng tay sẽ ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của toàn bộ hệ thống.

Hệ thống đầu vào sử dụng vôi với hàm lượng cặn lớn, kết hợp với việc lắng không hiệu quả, khiến cặn vôi theo dòng nước thải vào các giai đoạn xử lý tiếp theo, từ đó giảm hiệu quả xử lý của các giai đoạn này.

Hệ thống phân phối nước và đệm đã bị hư hỏng và tắc nghẽn, làm giảm hiệu suất xử lý Nitơ không đạt yêu cầu thiết kế ban đầu Điều này dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm trong giai đoạn tiếp theo vượt quá mức cho phép trong quá trình vận hành.

Hệ thống Aerotank và SBR gặp khó khăn trong việc xử lý nước thải do nồng độ ô nhiễm từ các giai đoạn trước không đạt yêu cầu, cùng với lượng cặn vôi lớn Điều này dẫn đến hiệu suất hoạt động kém, vi sinh hiếu khí có dấu hiệu chết, và hệ thống phân phối khí không đồng đều và hiệu quả do bị hư hỏng.

Các hệ thống bơm nước thải: hiện đang hoạt động kém hiệu quả, đã được quấn lại động cơ nhiều lần

Trạm Nam Sơn đã trải qua nhiều giai đoạn xây dựng và nâng cấp, dẫn đến việc áp dụng công nghệ xử lý không đồng bộ Cụ thể, một số phần sử dụng công nghệ UASB trong khi các phần khác sử dụng SBR, gây khó khăn cho người vận hành trong việc quản lý chất lượng nước đầu ra của hệ thống xử lý.

4.1.3 Hiện trạng bãi xử lý rác thải Nam Sơn

Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn như sau:

Bảng 4.1 Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn

TT Ô chôn lấp Cao độ chứa

Dung tích còn chứa được

(Báo cáo của Nam sơn)

* Công tác xử lý nước rỉ rác

Hệ thống thu gom nước rác được thiết kế với các ống HDPE D200 đục lỗ, lắp đặt dưới đáy các ô chôn lấp Những ống này được đặt trong rãnh và được rải lớp đá để thu gom nước rác, sau đó đưa về các giếng thu gom tập trung Tại đây, các máy bơm nước rác sẽ bơm nước về hồ chứa và các trạm xử lý.

Mỗi ô chôn lấp được bố trí các hố nhỏ 3-4m 2 để đặt máy bơm nước rác về trạm xử lý nước rác và các ô chứa

Các ô chôn lấp đã hợp nhất 4, 5, 6, 7 và 8 nên phương án thu gom nước rỉ rác phát sinh tại ô hợp nhất này như sau:

+ Trên mỗi ô chôn lấp được xây dựng 2 trạm bơm Tổng cộng có 10 trạm bơm nước rỉ rác

+ Trạm bơm sử dụng ống BTCT D00mm

Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác

4.2.1 Số liệu thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác

Mức độ ô nhiễm nước rò rỉ từ bãi rác rất cao, đặc biệt là trong giai đoạn đầu khi hàm lượng chất hữu cơ còn lớn Mặc dù rác thải đã được xử lý sơ bộ, nhưng thành phần hữu cơ vẫn còn đáng kể Do đó, nước rỉ rác cần được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường, nhằm bảo vệ chất lượng nước và hệ sinh thái thủy sinh xung quanh khu vực bãi chôn lấp.

Chất lượng nước rò rỉ từ bãi rác phụ thuộc vào thành phần của rác thải, cũng như các yếu tố khác như loại bãi rác, phương pháp chôn lấp, kích thước bãi rác và thời gian chôn lấp Nồng độ các thành phần trong nước rò rỉ được thống kê và trình bày trong bảng 4.2.

Bảng 4.2 Số liệu về thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác

(Nguồn: Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường)

Kết quả phân tích cho thấy nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn đang có chỉ số ô nhiễm cao, với nồng độ COD vượt mức cho phép và tỷ lệ BOD5/COD luôn nhỏ hơn 0,3 Hiện tại, bãi chôn lấp này đang trong giai đoạn chuyển tiếp từ pha axit sang pha metan, trong đó pha metan chiếm ưu thế Sự gia tăng của các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học hoặc không thể phân hủy tự nhiên đang gây ra tác động tiêu cực nghiêm trọng đến môi trường.

Theo bảng 4.2, tất cả các chỉ tiêu phân tích đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép Nồng độ ô nhiễm phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có sự chênh lệch lớn giữa hai mùa trong năm Vào mùa khô, lượng mưa ít dẫn đến nước rỉ rác phát sinh rất ít, với nồng độ ô nhiễm thấp hơn so với mùa mưa Ngược lại, mùa mưa có lượng nước rác phát sinh lớn do mưa nhiều, khiến nước mưa thấm sâu vào ô chôn lấp, làm gia tăng lượng nước thấm ra ngoài và kéo theo các chất ô nhiễm từ bãi chôn lấp.

Vào đầu mùa mưa, độ ẩm trong ô chôn rác tăng lên, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phân hủy nhanh chóng các chất hữu cơ trong rác, đặc biệt là so với mùa khô.

Vào đầu mùa mưa, nồng độ ô nhiễm nước rỉ rác thường cao hơn so với mùa khô do lượng nước rác phát sinh nhiều Mùa mưa kéo dài khiến nước rỉ rác trong mương và hố thu rác bị pha loãng, dẫn đến sự giảm dần nồng độ các chất ô nhiễm Đến mùa khô, nồng độ ô nhiễm sẽ thấp hơn đáng kể.

Hình 4.7: Biểu đồ diễn biến pH đầu vào

pH của nước rỉ rác đầu vào chủ yếu đạt tiêu chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường, ngoại trừ mẫu nước thải số 6 có pH vượt ngưỡng 9 Nguyên nhân của tình trạng này là do bãi rác tập trung chứa nhiều loại rác thải, gây khó khăn trong việc kiểm soát pH của nước rỉ rác.

Hình 4.8: Biểu đồ diễn biến COD đầu vào

Hình 4.8 cho thấy BOD đầu vào của nước rỉ rác vượt xa mức chuẩn cho phép, đặc biệt là ở mẫu nước thải số 4, 5, 6, với nồng độ cao hơn 24 lần so với chuẩn Việc xử lý nước rỉ rác có hàm lượng BOD cao sẽ gặp khó khăn trong việc áp dụng công nghệ, đặt ra thách thức lớn cho việc cải tiến công nghệ xử lý.

Hình 4.9: Biểu đồ diễn biến BOD 5 đầu vào

Mẫu nước thải số 4, 5, 6 cho thấy chỉ số BOD5 vượt tiêu chuẩn cao, cho thấy sự phân hủy chất hữu cơ mạnh mẽ Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này có thể là do lượng mưa trong thời gian này cao hơn, dẫn đến việc gia tăng nước rỉ rác so với các thời điểm khác trong năm.

Hình 4.10: Biểu đồ diễn biến Nitơ đầu vào

Biểu đồ ni tơ cho thấy sự chênh lệch rõ rệt trong các mẫu nước thải, với kết quả gần đạt chuẩn ở đầu nhưng tăng cao ở các mẫu nước rỉ rác sau đó Nguyên nhân cho sự gia tăng này được giải thích là do lượng mưa nhiều và lượng rác thải trong thời điểm này có thể cao hơn so với các thời điểm khác trong năm.

Hình 4.11: Biểu đồ diễn biến Amoni đầu vào

Biểu đồ cho thấy nồng độ amoni trong mẫu nước rỉ rác số 1 đến 3 cao gấp 3 lần so với mức chuẩn cho phép, trong khi ở mẫu số 4, 5, 6, nồng độ này tăng lên gấp 8 lần Nguyên nhân của sự gia tăng này được giải thích bởi các yếu tố như thời tiết và khối lượng rác thải không đồng đều tại bãi xử lý.

4.2.2 Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn

Bảng 4.3 Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn Chỉ tiêu

(Nguồn: Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường)

Chất lượng nước rỉ rác đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn đã đáp ứng giới hạn cho phép theo QCVN 25:2009/BTNMT Tuy nhiên, các chỉ tiêu COD và BOD5 vẫn còn cao, với COD dao động từ 25-200 mg/l và BOD5 từ 13-96 mg/l, trong khi tổng nito và NH4+ nằm trong giới hạn cho phép.

4.2.3 Đánh giá chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 25:2009/ BTNMT

Hình 4.12 Biểu đồ thể hiện COD sau xử lý

Theo kết quả phân tích, 5/6 mẫu nước rỉ rác sau xử lý đạt tiêu chuẩn 25:2009/BTNMT Tuy nhiên, các mẫu nước thải NT07, NT10, NT11 vẫn có nồng độ COD cao, gần sát mức giới hạn cho phép Chất lượng nước đầu ra có sự biến động theo mùa, với chất lượng ổn định vào mùa khô, nhưng tăng lên vào đầu mùa mưa do nồng độ chất ô nhiễm tăng Dù vậy, hầu hết mẫu nước xả ra môi trường vẫn đạt tiêu chuẩn xả thải về nồng độ COD.

Hình 4.13 Diễn biến nồng độ BOD 5 sau xử lý

Tất cả 100% mẫu nước sau khi xử lý đều đạt tiêu chuẩn xả thải về nồng độ BOD5 Chất lượng nước rỉ rác đầu ra có sự biến động theo mùa, với nồng độ BOD5 tăng từ mùa khô sang đầu mùa mưa và giảm dần khi mùa mưa kéo dài Nồng độ BOD5 dao động từ 13 mg/l đến 96 mg/l, với mức cao nhất vào đầu mùa mưa Tất cả mẫu nước sau xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí và keo tụ tạo bông đều tuân thủ tiêu chuẩn QCVN25:2009/BTNMT trước khi được thải ra môi trường.

Hình 4.14 Diễn biến nồng độ NH 4+ trong nước rỉ rác sau xử lý

So với QCVN 25:2009/BTNMT, 5/6 mẫu nước sau xử lý vào mùa khô đều đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải, trong khi một mẫu nước đầu mùa mưa vượt tiêu chuẩn cho phép 1.15 lần Quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí giúp chuyển đổi nitơ amôn thành nitrit và nitrat nhờ hệ vi sinh vật trong nước thải, bao gồm vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacteria Sau xử lý, nồng độ NH4+ hầu hết đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường tiếp nhận.

NT7 NT8 NT9 NT10 NT11 NT12

Hình 4.15 Diễn biến nồng độ Nitơ tổng sau xử