Luận văn nghiên cứu công nghệ uv–fenton nhằm năng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn nam bình dương

  • 50 trang
  • file .pdf
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐỀ CƯƠNG
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ UV – FENTON
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC RỈ
RÁC TẠI BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN
NAM BÌNH DƯƠNG
GVHD: TS. Lê Quốc Tuấn
Thực hiện: Nhóm DH11MT
1. Trần Thị Hồng Phụng 11127170
2. Trần Thị Thủy 11127217
3. Trần Thị Kim Thoa 11127211
4. Trần Hoàng Ngọc 11127021
5. Nguyễn Thanh Tân 11127313
6. Nguyễn Thị Ngọc Mỹ 11127137
7. Nguyễn Thị Hằng 11127292
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
MỤC LỤC
Chương 1: MỞ ĐẦU. .............................................................................................................. 5
I. Đặt vấn đề. .......................................................................................................................... 5
II. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................... 5
III. Mục đích, yêu cầu. ............................................................................................................. 6
IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ................................................................................... 6
V. Ý nghĩa của đề tài. ............................................................................................................. 6
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC TÀI LIỆU LIÊN QUAN................................................. 6
I. Tổng quan về thành phần nước rỉ rác ............................................................................. 6
1.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới .................................................................................. 6
1.2 Thành phần nước rỉ rác Việt Nam ................................................................................... 10
1.3 Tính chất nước rỉ rác của bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Bình Dương. ......................... 14
II. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác. .............................................................................. 16
1.1 Phương pháp xử lý cơ học chất thải rắn........................................................................... 16
1.2 Phương pháp xử lý hóa – lý ............................................................................................. 16
1.3 Phương pháp xử lý sinh học............................................................................................. 16
1.4 Phương pháp xử lý hoá học ............................................................................................. 17
III. Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác hiện nay. ............................................................... 18
1.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới ........................................................................ 18
1.2 Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam ......................................................................... 21
IV. Vai trò của phương pháp oxy hóa bậc cao trong quá trình xử lý nước rỉ rác. .......... 31
I. Sơ lược về UV và quá trình Fenton. ................................................................................ 31
DH11MT Page 2
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
1.1 Ánh sáng tử ngoại _UV (Ultraviolet Light) ..................................................................... 32
1.2 Quá trình Fenton đồng thể. .............................................................................................. 32
1.3 Quá trình Fenton dị thể .................................................................................................... 33
1.4 Quá trình quang Fenton ................................................................................................... 33
1.5 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình Fenton và quang Fenton ............................................... 34
1.6 Ứng dụng của phương pháp Fenton. ................................................................................ 35
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................... 35
I. Vật liệu .............................................................................................................................. 35
II. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 36
1.1 Phương pháp luận. ........................................................................................................... 36
1.2 Phương pháp thu thập tài liệu. ......................................................................................... 37
1.3 Phương pháp điều tra thực địa ......................................................................................... 37
1.4 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu .......................................................................... 37
1.5 Phương pháp thực nghiệm. .............................................................................................. 38
1.6 Phương pháp phân tích mẫu theo chỉ tiêu môi trường ..................................................... 40
1.7 Phương pháp đánh giá , biểu diễn số liệu ........................................................................ 42
1.8 Phương pháp xây dựng mô hình pilot .............................................................................. 43
CHƯƠNG 4: DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN. ............. 45
I. Dự kiến kết quả đạt được. .............................................................................................. 45
DH11MT Page 3
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
II. Kế hoạch thực hiện .......................................................................................................... 47
CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 50
DH11MT Page 4
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề.
Nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Việc phát triển các khu
công nghiệp luôn đi kèm với yêu cầu phát triển bền vững, tức là phát triển phải song hành
với giữ gìn và bảo vệ môi trường. Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống được cải thiện thì vấn
đề môi trường cũng được quan tâm, đặc biệt là vấn đề rác thải và nước thải. Rác thải sinh ra
từ mọi hoạt động của con người và ngày càng tăng về khối lượng. Hầu hết rác thải ở nước ta
đều chưa được phân loại tại nguồn, do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và xử lý,
chôn lấp là giải pháp chủ yếu, do đó sinh ra một loại nước thải đặc biệt ô nhiễm là nước rỉ
rác. Những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong
những năm gần đây.
Bình Dương là một tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, kéo theo đó là nhu cầu cấp
bách cho việc xử lý rác thải tại địa phương. Khu liên liệp xử lý chất thải rắn Nam Bình
Dương được xây dựng nhằm giải quyết vấn đề này và đồng thời, hỗ trợ xử lý một lượng rác
cho thành phố Hồ Chí Minh. Bãi chôn lấp (BCL) rác tại khu liên hiệp đảm bảo yêu cầu BCL
hợp vệ sinh, có hệ thống xử lý nước rỉ rác với công suất 480m3/ngày đêm đã giải quyết được
lượng nước rỉ rác tại (NRR) các hồ chứa có chống thấm. Chất lượng nước sau khi xử lý đạt
loại A theo quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT.
II. Tính cấp thiết của đề tài.
Với tình hình hiện nay, mỗi ngày BCL chôn lấp một lượng rác khổng lồ, do đó, BCL rác
dễ trở thành nơi ô nhiễm nghiêm trọng do lượng NRR khổng lồ có hàm lượng ô nhiễm cao.
Việc xử lý NRR ngày càng gặp nhiều khó khăn, bất cập, chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố
như nồng độ NRR, mức độ pha trộn giữa nước mưa với nước rác, hệ số thấm, lớp phủ bề
mặt và hệ thống thu gom, điều hòa NRR. Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra công nghệ thích
hợp để có thể xử lý hiệu quả lượng NRR, cải tạo lại các hệ thống xử lý NRR hiện hữu. Yêu
cầu cần phải có sự phối hợp đồng bộ nhiều phương pháp hóa lý – hóa học – sinh học để xử
lý hiệu quả. Trong các phương pháp hóa học, phương pháp oxy hóa bậc cao đem lại hiệu quả
cao và chi phí chấp nhận được, lại dễ dàng thực hiện. Do đó, đề tài “Nghiên cứu công nghệ
UV – Fenton nhằm năng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn
Nam Bình Dương” được hình thành với mong muốn đưa ra một phương pháp xử lý hiệu
quả cao, dễ dàng thực hiện và chi phí không quá lớn.
DH11MT Page 5
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
III. Mục đích, yêu cầu.
Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý NRR tại BCL chất thải rắn Nam Bình Dương bằng
phương pháp oxy hóa bậc cao dùng công nghệ UV – Fenton.
IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
NRR của BCL chất thải rắn Nam Bình Dương thuộc khu liên hiệp xử lý BCL Nam Bình
Dương.
V. Ý nghĩa của đề tài.
 Khoa học:
- Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý NRR bằng công nghệ UV – Fenton.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý bằng tác nhân Fenton và xác
định điều kiện tối ưu.
 Môi trường: Giúp xử lý NRR đạt hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường đất, nước.
 Kinh tế: Tiết kiệm chi phí xử lý, mang lại hiệu quả kinh tế.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC TÀI LIỆU LIÊN QUAN
I. Tổng quan về thành phần nước rỉ rác
1.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới
NRR 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 (Tchobanoglous et
al., 1993). Trong hầu hết các BCL, NRR 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. Các
nguồn chính tạo ra NRR bao gồm nước từ phía trên
BCL, độ ẩm của rác, nước từ vật liệu phủ, nước từ Hình 1 Nước rỉ rác
bùn nếu việc chôn lấp bùn, được cho phép. Việc mất
đi của nước được tích trữ trong bãi rác bao gồm nước tiêu thụ trong các phản ứng hình
thành khí bãi rác, hơi nước bão hòa bốc hơi theo khí và nước thoát ra từ đáy BCL. Đặc
tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số.
DH11MT Page 6
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Mặc dù mỗi quốc gia có quy trình vận hành BCL p khác nhau, nhưng nhìn chung
thành phần NRR 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 tỉ 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.
Hình.2 Bể chứa nước rỉ rác
Hình 3 Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp
Các yếu tố trên ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính NRR, đặc biệt là thời gian vận hành
BCL, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất NRR như NRR cũ hay mới, sự tích lũy các
chất hữu cơ khó hoặc không có khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa
nitơ sẽ thay đổi cấu trúc. Thành phần đặc trưng của NRR ở một số nước trên thế giới
được trình bày cụ thể trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2.
Bảng 1.1. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên trế giới
DH11MT Page 7
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Colombia(ii) Canada(ii) Đức (iv)
Clover Bar (Vận
Pereira (5 năm vận BCL CTR đô
Thành Phần Đơn Vị hành từ năm
hành) thị
1975)
pH - 7.2 – 8.3 8.3 -
COD mgO2/l 4350– 65000 1090 2500
BOD mgO2/l 1560– 48000 39 230
NH4 mg/L 200 – 3800 455 1100
TKN mg/L - - 920
Chất rắn tổng
mg/L 7990– 89100 - -
cộng
Chất rắn lơ lửng mg/L 190 – 27800 - -
Tổng chất rắn
mg /L 7800– 61300 - -
hoà tan
Tổng phosphate
mg/L 2 – 35 - -
(PO4)
Độ kiềm tổng mgCaCO3/L 3050 – 8540 4030 -
Ca mg/L - - 200
Mg mg/L - - 150
Na mg/L - - 1150
Nguồn: (i) : Lee & Jone, 1993
(ii): Diego Paredes, 2003
(iii): F. Wang et al., 2004
(iv) : KRUSE, 1994
Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia ở Châu Á
Thái Lan Hàn Quốc
Sukdowop Sukdowop NRR
Thành Phần Đơn Vị BCL pathumthani
NRR 1 năm 12 năm
pH - 7.8 – 8.7 5.8 8.2
Độ dẫn điện µS/cm 19400– 23900
COD mgO2/L 4119– 4480 12500 2000
BOD5 mgO2/L 750 – 850 7000 500
SS mg/L 141 – 410 400 20
DH11MT Page 8
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
IS mg/L 10588-14373 - -
N-NH3 mg/L 1764– 2128 200 1800
N-Org mg/L 300 – 600 - -
Phospho tổng mg/L 25 – 34 - -
Cl- mg/L 3200– 3700 4500 4500
Zn mg/L 0.873-1.267 - -
Cd mg/L - - -
Pd mg/L 0.09– 0.330 - -
Cu mg/L 0.1 – 0.157 - -
Cr mg/L 0.495-0.657 - -
Độ kiềm mgCaCO3/L - 2000 10000
VFA mg/L 56 – 2518 - -
( Nguồn: Kwanrutai Nakwan, 2002)
Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành BCL khác nhau ở mỗi khu vực nhưng NRR nhìn
chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục
ngàn mgO2/L) đối với NRR mới. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong khi giá trị pH
của NRR tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô nhiễm trong NRR lại giảm dần,
ngoại trừ NH3 trung bình khoảng 1800mg/L. Nồng độ các kim loại hầu như rất thấp, ngoại
trừ sắt.
Khả năng phân hủy sinh học của NRR 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%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0.4 chứng tỏ các chất hữu cơ trong NRR có khả
năng 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 NRR cũ chứa các hợp chất lignin, axít humic và axít fulvic
là những chất khó phân hủy sinh học.
DH11MT Page 9
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hình 4 Nhà máy xử lý nước rỉ rác tại Hàn Quốc
1.2 Thành phần nước rỉ rác Việt Nam
Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh có 2 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang
hoạt động là BCL Đa Phước và Phước Hiệp. Mặc dù các BCL đều có thiết kế hệ thống xử lý
NRR nhưng công suất của các hệ thống này hầu như không xử lý hết lượng NRR phát sinh
ra hằng ngày tại BCL, do đó phần lớn các hồ chứa NRR ở các BCL hiện nay đều trong tình
trạng đầy ứ và việc tiếp nhận NRR thêm nữa là điều rất khó khăn. Thậm chí còn có trường
hợp phải sử dụng xe bồn để chở NRR sang nơi khác xử lý hoặc có nơi phải xây dựng thêm
hồ chứa để giải quyết một cách tạm thời tình trạng ứ đọng NRR. Ngoài ra, việc vận hành
BCL chưa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của BCL, và các sự cố xảy ra trong quá trình
vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước rỉ rác bị nghẹt, …) còn khiến cho thành phần
NRR thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả xử lý NRR.
NRR phát sinh từ hoạt động của BCL là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất
đến môi trường. Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, NRR có thể ngấm xuyên qua
mặt đất làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nước mặt vì nồng độ
các chất ô nhiễm có trong đó rất cao và lưu lượng đáng kể. Cũng như nhiều loại nước thải
khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO4,...) và tính chất (khả năng phân hủy
sinh học hiếu khí, kị khí,...) của NRR phát sinh từ các BCL là một trong những thông số
quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công trình đơn vị, lựa
chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng quy trình vận hành thích hợp.
Thành phần NRR của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh được trình bày trong Bảng1.3.
Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại Thành phố Hồ Chí Minh
DH11MT Page 10
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Gò Cát Phước Hiệp Nam Bình Dương
CHỈ TIÊU
NRR NRR NRR NRR cũ NRR mới NRR cũ
Thời gian ĐƠN VỊ mới cũ mới 4/03 – 2,4/2002 8,11/200
lấy mẫu 2,3,4/20 8/200 1,4/200 8/06 3
02 6 3
4.8 – 6.2 7.5 – 5.6 – 7.3 – 6.0 – 7.5 8.0 – 8.2
pH -
8.0 6.5 8.3
7300 – 9800 18260 – 6500 – 10950 – 9100 –
TDS mg/L 12200 – 20700 8470 15800 11100
16100
Độ cứng mgCaCO3/ 5833 – 590 5733 – - 1533 – 1520 –
tổng L 9667 8100 8400 1860
1670 – 40 – 2031 – 110 – 1122 – 100 – 190
Ca2+ mg/L
2740 165 2191 6570 11840
1760 – 90 – 790 – - 1280 – 169 – 240
SS mg/L
4310 4000 6700 3270
1120 – - - - - -
VSS mg/L
3190
39614 – 2950 24000 – 1510 – 38533 – 916 –
COD mgO2/L 59750 – 57300 4520 65333 1702
7000
30000 – 1010 18000 – 240 – 33570 – 235 – 735
BOD mgO2/L 48000 – 48500 2.120 56250
1430
21878 – - 16777 - - -
VFA mg/L
25182
297 – 1360 760 – 1590 – 1245 – 520 - 785
N-NH3 mg/L 790 – 1550 2190 1765
1720
336 – - 252 – 110 – 202 – 319 -
N-hữu cơ mg/L
678 400 159
1600 – - 2300 – - - 30 – 45
SO4 mg/L
2340 2560
- 297 – 250 – 767 – - 275 – 375
Humic mg/L
359 350 1150
Lignin mg/L - 52 – - 74.7 - 36.2 –
DH11MT Page 11
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
86 52.6
Dầu Khoáng mg/L - - - - - 10 – 16.5
H2S mg/L 106 - 4.0 - - -
- - - - - 0.32 –
Phenol mg/L
0.60
Phospho 55 – 90 14 – 5 – 30 7 – 20 14 – 42 11 - 18
mg/L
tổng 55
Tetrachloret - - KPH KPH KPH KPH
mg/L
hylen
Trichlorethyl - KPH KPH KPH KPH KPH
mg/L
en
404 – 119 - - 259 – 265 373
Mg2+ mg/L
687
204 – 13.0 - - - 64 – 120
Fe tổng mg/L
208
0.04 – - - - 0.23 – -
Al mg/L
0.50 0.26
93.0 – KPH 0.25 - - 0.3 – 0.48
Zn mg/L
202.1
0.04 – KPH KPH - KPH 0 – 0.05
Cr Tổng mg/L
0.05
3.50 - 0.22 0.25 - 0.85 – 0.1 – 0.14
Cu mg/L
4.00 3.00
0.32 – 0.076 0.258 - 14 – 21 0.006 –
Pb mg/L
1.90 0.05
0.02 - KPH 0.008 - 0 – 0.03 0.002 –
Cd mg/L
0.10 0.008
14.50 - 0.204 33.75 - 4.22 – 0.66 –
Mn mg/L
32.17 11.33 0.73
2.21 – 0.458 0.762 - 0.63 – 0.65 -0.1
Ni mg/L
8.02 184
- - 0.01 - - 0.01 –
Hg mg/L
0.04
- - - - - 0.010 –
As mg/L
0.022
Sn mg/L - - KPH - - 2.2 – 2.5
DH11MT Page 12
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(Nguồn: CENTENMA, 2002)
Số liệu phân tích thành phần NRR cho thấy NRR mới tại 3 BCL đều có tính chất giống
nhau là có nồng độ COD cao có thể lên đến trên 50000 mO2/L, tỉ lệ BOD5/COD cao trong
khoảng 0.5 – 0.9; nồng độ NH3 không cao và giá trị pH thấp. Tuy nhiên, chỉ sau một thời
gian ngắn vận hành nồng độ COD, BOD giảm rất đáng kể, tỉ lệ BOD5/COD thấp, nồng độ
NH4+ tăng lên đáng kể và giá trị pH tăng.
Kết quả phân tích cũng cho thấy sự khác biệt giữa thành phần NRR tại hai BCL Đa
Phước và Phước Hiệp, sau hơn 5 năm vận hành BCL Đa Phước nồng độ COD trong NRR
vẫn còn khá cao, trung bình dao động trong khoảng 20000 – 25000mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD
dao động trong khoảng 0.45 – 0.50; với nồng độ NH3 cao nhất lên đến > 2000mg/l, giá trị
pH lớn hơn 7.3. Trong khi đó BCL Phước Hiệp hoàn toàn khác biệt, chỉ sau gần một năm
vận hành nồng độ COD giảm còn rất thấp trung bình dao động trong khoảng 2000 – 3000
mgO2/L, cao nhất đạt đến 6000 mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD thấp dao động trong khoảng 0.15
– 0.30, nồng độ NH3 tăng lên trên 1000mg/L theo thời gian vận hành và giá trị pH lớn 8.0.
Giải thích sự khác biệt số liệu giữa hai BCL là do qui trình vận hành của mỗi BCL và hệ
thống thu gom NRR ở BCL Phước Hiệp và BCL Đa Phước cũng khác nhau nên dẫn đến
thành phần các chất ô nhiễm trong NRR ở 2 BCL cũng khác nhau.
Nhìn chung thành phần BCL mới của BCL ở Việt Nam cũng tương tự như trên thế giới,
hàm lượng chất hữu cơ cao trong giai đoạn đầu (COD: 45000 mgO2/L, BOD: 30000
mgO2/L) và giảm dần theo thời gian vận hành của BCL, các hợp chất hữu cơ khó hoặc
không có khả năng 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 NRR cũ cao hơn
hơn NRR mới.
DH11MT Page 13
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hình 5 Bãi chôn lấp chất thải rắn Gò Cát_TP HCM
1.3 Tính chất nước rỉ rác của bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Bình Dương.
 Bãi chôn lấp: có diện tích khoảng 50ha
BCL đảm bảo các yêu cầu của BCL hợp vệ sinh như: lót lớp chống thấm HDPE, cát,
sỏi và đất ở trên, có hệ thống xử lý NRR ( đưa vào hệ thống năm 2011), đảm bảo xử lý triệt
để nguồn ô nhiễm.
Hiện nay, trung bình mỗi ngày, BCL tiếp nhận 800 tấn rác sinh hoạt, 8 tấn rác công
nghiệp và nguy hại.
Để theo dõi sự thay đổi thành phần NRR của BCL nam Bình Bương mẫu nước rỉ rác được
lấy tại ô chôn lấp số 2 trong những khoảng thời gian xác định trong suốt quá trình vận hành
của BCL.
DH11MT Page 14
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hình 6 Nhà máy xử lý nước rỷ rác tại khu liên hiệp xử lý CTR Nam Bình Dương
Bảng 1.4 Thành phần nước rỉ rác của BCL Nam Bình Dương biến thiên theo mùa
Mùa mưa (tháng 6 Mùa nắng (tháng
STT Chỉ tiêu Đơn vị
đến tháng 11) 12 đến tháng 5)
1 pH - 7.9 – 8.08 7.9 – 8.19
2 TDS g/l 8.00 – 9.24 12.1 – 14.5
3 COD mgO2/L 5105 – 31950 6621 – 59750
4 BOD5 mgO2/L 3340 – 25120 5150 – 48000
5 N-NH3 mg/L 2189 – 2520 2058 – 2660
6 Phospho tổng mg/L 17 – 25 31 – 37
Kết quả trên cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm vào mùa mưa và mùa nắng không
khác nhau nhiều vì trong quy trình vận hành BCL thì sau khi qua cầu cân, rác sẽ được đổ
tại sàn trung chuyển, công trường sẽ điều tiết và vận chuyển rác vào ô chôn rác đã được
lót đáy bằng tấm nhựa HDPE. Tại các ô chôn lấp, rác sẽ được san phẳng bằng xe ủi và
được đầm nén kỹ. Khi chiều dày lớp rác đạt đến chiều cao 2.2m thì sẽ phủ lớp đất lên
trên bề mặt rác, cuối cùng là phủ một lớp nhựa PE để hạn chế mùi hôi và tránh nước mưa
xâm nhập vào. Vì vậy mà thành phần nước rỉ rác của BCL Nam Bình Dương giữa mùa
mưa và mùa nắng tại thời điểm lấy mẫu không khác nhau nhiều.
DH11MT Page 15
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
II. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác.
1.1 Phương pháp xử lý cơ học chất thải rắn
Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi là: song/ lưới chắn rác, thiết bị
nghiền rác, bể điều hoà, khuấy trộn, bể lắng, bể tuyển nổi. Mỗi công trình được áp dụng
đối với từng nhiệm vụ cụ thể.
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễ sử dụng và quản lý
+ Rẻ, các thiết bị dễ kiếm
+ Hiệu quả xử lý sơ bộ nước thải tốt
- Nhược điểm:
+ Chỉ hiệu quả đối với các chất không tan
+ Không tạo được kết tủa đối với các chất lơ lửng.
1.2 Phương pháp xử lý hóa – lý
Phương pháp này dùng để tách các chất hữu cơ, các tạp chất bằng cách cho hóa chất
vào nước thải để xử lý. Các quá trình hóa lý diễn ra giữa các chất bẩn với hóa chất cho
thêm vào. Các công trình xử lý hóa – lý thường được sử dụng là: hấp phụ, keo tụ, tuyển
nổi, trao đổi ion, tách bằng màng.
- Ưu điểm:
+ Tạo được kết tủa với các chất lơ lửng
+ Loại bỏ được các tạp chất nhẹ hơn nước.
+ Đơn giản, dễ sử dụng.
- Nhược điểm:
+ Chí phí hóa chất cao (đối với một số trường hợp).
+ Không hiệu quả với các chất hòa tan.
1.3 Phương pháp xử lý sinh học
Nguyên lý của phương pháp này là dựa vào hoạt động sống của các loài vi sinh vật sử
dụng các chất có trong nước thải như Photpho, nitơ và các nguyên tố vi lượng làm nguồn
dinh dưỡng để phân huỷ các phân tử của các chất hữu cơ có mạch cabon dài thành các
phân tử đơn giản hơn và sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O (hiếu khí); CH4 và CO2 (kị
khí). Qúa trình xử lý sinh học có thể được thực hiện trong 2 điều kiện hiếu khí hoặc kị
khí.
DH11MT Page 16
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả cao, ổn định về tính sinh học
+ Nguồn nguyên liệu dễ kiếm, hầu như là có sẵn trong tự nhiên
+ Thân thiện với môi trường
+ Chi phí xử lý thấp
+ Ít tốn điện năng và hoá chất
+ Thường không gây ra chất ô nhiễm thứ cấp
- Nhược điểm:
+ Thời gian xử lý lâu và phải hoạt động liên tục,chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ,
ánh sáng, pH, DO, hàm lượng các chất dinh dưỡng, các chất độc hại khác.
+ Chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thời tiết, do đó việc vận hành và quản
lý khó, hầu như chỉ sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc 2, 3.
+ Hiệu quả xử lý không cao khi trong nước thải chứa nhiều thành phần khác
nhau.
+ Hạn chế khi thành phần nước đầu vào biến động trong một dải rộng.
+ Yêu cầu diện tích khá lớn để xây dựng các công trình
+ Phương pháp này hạn chế đối với nước thải có độc
1.4 Phương pháp xử lý hoá học
Phương pháp hoá học sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nước thải. Các công
trình xử lý hoá học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học. Các công trình
thường được áp dụng là: trung hòa, khử trùng, oxi hóa bậc cao.
- Ưu điểm:
+ Các hoá chất dễ kiếm
+ Dễ sử dụng và quản lý
+ Không gian xử lý nhỏ
- Nhược điểm
+ Chi phí hoá chất cao
DH11MT Page 17
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
+ Có khả năng tạo ra một số chất ô nhiễm thứ cấp.
III. Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác hiện nay.
1.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới
 Đức
Một trong những công nghệ xử lý NRR của Đức được tham khảo là công nghệ kết
hợp giữa 3 quá trình: sinh học, cơ học và hóa học. Bước đầu tiên trong công nghệ xử lý
là áp dụng các quá trình nitrat hóa và khử nitrat để loại bỏ nitơ, bên cạnh đó bể lắng được
áp dụng với mục đích lắng các bông cặn từ quá trình sinh học và để giảm ảnh hưởng của
chất rắn lơ lửng đến quá trình oxy hóa bằng ozone bể lọc được áp dụng để loại bỏ một
phần độ màu của NRR và xử lý triệt để cặn lơ lửng. Phần chất hữu cơ khó phân hủy sinh
học còn lại sau quá trình khử nitơ được oxy hóa với ozone nhằm cắt mạch các chất hữu
cơ khó phân hủy sinh học thành các chất có khả năng phân hủy sinh học làm tăng hiệu
quả xử lý cho quá trình sinh học phía sau và khoáng hóa một phần chất hữu cơ tạo thành
CO2 và H2O. Sau bể oxy hóa bằng ozone các thành phần hữu cơ có khả năng phân hủy
sinh học được tiếp tục loại bỏ trong bể tiếp xúc sinh học quay. Bể lọc là bước cuối cùng
của dây chuyền xử lý với mục đích loại bỏ các cặn lơ lửng từ bể tiếp xúc sinh học quay,
sơ đồ công nghệ xử lý NRR ở miền Bắc nước Đức được trình bày trong Hình 7 Với quy
trình xử lý trên các thành phần ô nhiễm chính trong NRR như COD, NH4+ sau quá trình
xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận.
Bảng 1.5 Nồng độ nước rỉ rác trước và sau xử lý và giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp
nhận theo tiêu chuẩn của Đức đối với nước rỉ rác
Thông Đầu Sau khử Sau oxy Sau xử lý sinh Nồng độ giới
Đơn vị
số vào Nitrat hóa học hạn
COD mg/L 2600 900 130 70 200
NH4 mg/L 1100 0.3 - - 70
(Nguồn: ATV 7.2.26, Anonymus 1996)
DH11MT Page 18
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Nước rỉ rác
Nitrat hóa
Khử nitrat
Lắng
Lọc
Oxy hóa với Ozone
Bể tiếp xúc sinh học
Nguồn tiếp nhận
Hình 7: Công nghệ xử lý nước rỉ rác của Đức
Tuy nhiên, công nghệ được áp dụng có chi phí vận hành cao do sử dụng ozone và công
đoạn nitrate hóa và khử nitrate đòi hỏi năng lượng cao.
 Hàn Quốc
Công nghệ xử lý NRR của một số BCL ở Hàn Quốc cũng giống như ở Đức là 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/không có khả năng phân hủy
sinh học). Sơ đồ công nghệ xử lý NRR tại BCL Sudokwon Hàn Quốc, công suất 3500 –
7500m3/ngày được trình bày trong Hình 8
DH11MT Page 19
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Nước rỉ rác
Bể ổn định
Thiết bị phân hủy kỵ khí
Nitrat hóa
Khử nitrat
Bể keo tụ 1
Bể keo tụ 2
Nước rỉ rác sau xử lý
(Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004)
Hình 8: Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon, Hàn Quốc
Công nghệ xử lý NRR 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. 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 như nước rỉ rác phát sinh trong giai đoạn đầu vận hành
BCL, đến năm 2004, do sự giảm tải trọng chất hữu cơ sau 12 năm hoạt động (1992-2004)
nên hiện tại quá trình phân hủy kị khí được thay thế bằng quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ
lửng.
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 NRR, quá trình xử lý hóa lý bao gồm hai bậc với
DH11MT Page 20