Tải bản đầy đủ (.pdf) (84 trang)

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trung nguyễn văn linh 13b KTMT

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.82 MB, 84 trang )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN VĂN LINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC YẾM KHÍ XỬ LÝ
NƯỚC RỈ RÁC TỪ BÃI CHƠN LẤP RÁC TẬP TRUNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS. Đặng Minh Hằng
2. PGS.TS. Đặng Xuân Hiển

Hà Nội – Năm 2016


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác.

Học viên

Nguyễn Văn Linh



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin gửi lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy Cơ những
người đã tận tình truyền dạy những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời
gian tôi học tập tại trường.
Sự nhiệt thành của quý Thầy Cô trong Viện Khoa học Công nghệ và Môi
trường cũng như các Thầy Cô khác của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cùng
với sự động viên của bạn bè đã giúp tôi nỗ lực vượt qua mọi khó khăn trong học
tập.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Đặng Xuân Hiển, thầy đã hỗ trợ, chỉ bảo
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm nghiên cứu và tạo điều kiện thuận lợi nhất để
tơi hồn thành báo cáo luận văn này.
Tơi xin cảm ơn TS. Đặng Minh Hằng đã định hướng và giúp đỡ tơi trong q
trình thực hiện nghiên cứu.
Tơi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới các cán bộ của Phịng thí nghiệm phân tích
chất lượng mơi trường Viện KH & CN Môi trường đã tạo điều kiện để tơi được
nghiên cứu và hồn thành các nội dung trong báo cáo một cách tốt nhất.
Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn đặc biệt đến gia đình, bạn bè đã dành nhiều sự
quan tâm, động viên và chia sẻ những khó khăn khi tơi thực hiện đề tài nghiên cứu
này. Chính sự ủng hộ và động viên của tất cả mọi người đã giúp tơi có được động
lực và hồn thành luận văn của mình.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng

năm 2016

Người thực hiện

Nguyễn Văn Linh



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT............................................................... i
DANH MỤC CÁC B ẢNG BIỂU..................................................................................... ii
DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ............................................................................ iii
MỞ ĐẦU................................................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 4
1.1.Bãi chôn lấp chất thải rắn .......................................................................................... 4
1.2.Nƣớc rỉ rác...................................................................................................................... 8
1.2.1. Sự hình thành nước rỉ rác........................................................................................... 8
1.2.2. Đặc trưng của nước rỉ rác .......................................................................................... 9
1.2.3.Các phương pháp xử lý nước rỉ rác ......................................................................... 16
1.2.3.1. Chuyển nước rỉ rác sang dòng thải khác .................................................... 16
1.2.3.2.Xử lý cơ học/hóa học ...................................................................................... 17
1.2.3.3.Xử lý sinh học .................................................................................................. 20
1.3. Các q trình và cơng nghệ sinh học kỵ khí ........................................................ 23
1.3.1. Qúa trình phân hủy sinh học kỵ khí ...................................................................... 23
1.3.1.1. Các cơng đoạn phân hủy kỵ khí.................................................................... 23
1.3.1.2. Tác nhân phân hủy kỵ khí.............................................................................. 25
1.3.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình phân hủy............................................ 32
1.3.2. Cơng nghệ sinh học kỵ khí ...................................................................................... 37
1.3.2.1.Các loại hình, thiết bị cơng nghệ sinh học kỵ khí ....................................... 38
1.3.2.2.Ưu điểm của cơng nghệ sinh học kỵ khí ....................................................... 43
1.3.3. Tình hình áp dụng các cơng nghệ sinh học kỵ khí trong và ngồi nước ........... 44
1.3.3.1.Tình hình áp dụng trên thế giới ..................................................................... 44

1.3.3.2.Tình hình áp dụng ở Việt Nam....................................................................... 46
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU49
2.1. Đối tƣợng phƣơng pháp và nội dung nghiên cứu .............................................. 49


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................... 49
2.1.2. Phương pháp nghiên c ứu ......................................................................................... 50
2.1.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 50
2.2. Quy trình thực nghiệm ............................................................................................. 51
2.2.1. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ nghiên cứu và phương pháp phân tích .................... 51
2.2.2. Các bước nghiên cứu ................................................................................................ 52
2.2.3. Xử lý hóa lý trước UASB ........................................................................................ 54
2.2.4. Thích nghi hệ bùn kỵ khí xử lý nước rỉ rác ........................................................... 55
2.2.5. Mơ hình UASB ......................................................................................................... 57
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 60
3.1. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu quả xử lý COD ........................................................ 60
3.2. Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc (HRT) với hiệu quả xử lý COD .............. 62
3.3. Ảnh hƣởng của tải trọng COD đối với hiệu suất xử lý COD ........................... 64
3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ nƣớc rác tới hiệu xuất xử lý COD............................. 67
KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 70
Tài liệu tham khảo............................................................................................................. 72
PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 74


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT


AB

Vi khuẩn sinh axit

AMB

Vi khuẩn sinh methane tiêu thụ acetate

BCL

Bãi chơn lấp

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

Nhu cầu oxy hóa học

CENTEMA

Trung tâm Công nghệ và Quản lý môi trường

EGSB

Đệm bùn hạt mở rộng

MB


Vi khuẩn sinh metan

SRB

Vi khuẩn khử sunphat

TN

Tổng Nitơ

UASB

Hệ thống bùn kỵ khí dịng chảy ngược

UAF

Hệ thống lọc kỵ khí dòng chảy ngược

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

TVS

Tổng chất rắn dễ bay hơi


TOC

Tổng cacbon hữu cơ


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1

Đặc trưng nước rỉ rác

10

Bảng 1.2

Phân loại và thành phần nước rỉ rác theo tuổi

11

Bảng 1.3

Các số liêu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rỉ rác từ các bãi
chôn lấp mới và lâu năm

12

Bảng 1.4


Thành phần nước rỉ rác BCL Nam Sơn và Đông Thạnh

13

Bảng 1.5

So sánh thành phần nước rỉ rác Việt Nam và thế giới

15

Bảng 1.6

Các phản ứng sinh hóa của q trình sinh metan với các cơ chất khác
nhau

24

Bảng 1.7

Các loại vi khuẩn khử bắt buộc

26

Bảng 1.8

Vi khuẩn sinh acetate

27

Bảng 1.9


Các họ và các chủng methanogens chủ yếu

28

Bảng 1.10 Nồng độ một số kim loại gây ức chế vi khuẩn MB

36

Bảng 1.11 Tình hình áp dụng cơng nghệ kỵ khí xử lý nước thải quy mơ cơng
nghiệp

45

Bảng 2.1

Kết quả một số thơng số chính trong nước rỉ rác Kiêu Kỵ thô

50

Bảng 2.2

Hiệu suất xử lý của các cơng đoạn hóa lý

55

Bảng 2.3

Các thơng số của nước rỉ rác Kiêu Kỵ đầu vào và sau xử lý hóa lý


56

Bảng 3.1

Sự thay đổi hiệu suất và lượng khí sinh ra trong q trình thay đổi pH
mơi trường

59

Bảng 3.2

Hiệu suất xử lý và lượng khí thu được theo sự điều chỉnh thời gian lưu

62

Bảng 3.3

Hiệu suất xử lý khi tăng tải lượng COD với nồng độ đường bổ sung 3g/l
và 4g/l

Bảng 3.4

Hiệu suất xử lý khi tăng tải lượng COD với nồng độ đường bổ sung 5g/l
và 6g/l

Bảng 3.5

Bảng 3.6

64


64

Hiệu suất xử lý khi tăng tải lượng COD với nồng độ đường bổ sung 7g/l
và 8g/l

65

Hiệu quả loại bỏ COD thay đổi so với sự thay đổi nồng độ nước rỉ rác

67


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1

Sơ đồ chung của bãi chơn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

7

Hình 1.2

Các thành phần cân bằng nước trong ơ chơn lấp

9

Hình 1.3


Sơ đồ phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ

23

Hình 1.4

Cạnh tranh giữa các vi khuẩn AB, MB và SRB

31

Hình 1.5

Bể UASB hình trụ đứng

40

Hình 1.6

Bể UASB hình hộp

41

Hình 1.7

Bể yếm khí kiểu đệm bùn dịng chảy ngược

42

Hình 1.8


Bể UASB trên thực tế

43

Hình 2.1

Quy trình tiền xử lý nước rỉ rác

53

Hình 2.2

Nước rỉ rác qua các bước xử lý hóa lý

55

Hình 2.3

Mơ hình hệ thống pilot

57

Hình 2.4

Hệ thống ni tạo bùn kỵ khí tại phịng thí nghiệm

58

Hình 3.1


60

Hình 3.2

Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của pH môi trường tới hiệu suất xử lý và
thể tích khí thu được
Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hiệu suất xử lý theo thời gian lưu (HRT)

Hình 3.3

Đồ thị thể hiện sự thay đổi lượng khí thu được theo thời gian lưu (HRT)

62

Hình 3.4

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hiệu suất khi tăng tải lượng COD với nồng
độ đường bổ sung 3g/l và 4g/l

Hình 3.5

65

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hiệu suất khi tăng tải lượng COD với nồng
độ đường bổ sung 7g/l và 8g/l

Hình 3.7

64


Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hiệu suất khi tăng tải lượng COD với nồng
độ đường bổ sung 5g/l và 6g/l

Hình 3.6

62

66

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hiệu suất khử COD sau khi bổ sung thêm
nước rỉ rác

68


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

MỞ ĐẦU
Từ những năm 90 đến nay cùng với sự phát triển kinh tế thị trường, đời sống
của người dân ngày càng nâng cao. Vì vậy lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh
ngày càng lớn. Tại Việt Nam lượng chất thải rắn gần như đã vượt quá khả năng xử
lý của các khu xử lý rác thải và những câu chuyện về hệ lụy môi trường từ rác ngày
càng nhức nhối đối với người dân, với các nhà quản lý môi trường. Sự quá tải về rác
gây ra những hậu quả về mặt môi trường như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các bãi
chôn lấp đã phát tán hàng km vào khu vực dân cư xung quanh và một vấn đề cũng
nghiêm trọng không kém là sự tồn đọng hàng trăm ngàn m3 nước rỉ rác tại các bãi
chôn lấp đang là nguồn hiểm họa ngầm tới môi trường.
Mặc dù mỗi bãi chôn lấp đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những
phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại các bãi chơn lấp vẫn cịn bộc

lộ rất nhiều khuyết điểm như chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu
chuẩn xả thải. Mặc dù tiêu tốn nhiều hóa chất và giá thành xử lý cao nhưng công
suất xử lý vẫn không đạt yêu cầu thiết kế và khó kiểm sốt. Ngun nhân do sự thay
đổi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành bãi chôn lấp, với
thành phần rất phức tạp, không ổn định, việc lựa chọn các công nghệ xử lý chưa phù
hợp đã dẫn đến lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn rất hạn chế mà lượng nước rỉ
rác tại các bãi chôn lấp ngày một tăng lên [4].
Vấn đề chủ yếu vẫn còn tồn tại là xử lý nước rỉ rác đạt được các tiêu chuẩn
môi trường quốc gia nhưng phải với chi phí thấp nhất có thể.
Do các chỉ số COD & BOD trong nước rỉ rác rất cao nên các dây chuyền chỉ
sử dụng các kỹ thuật hiếu khí cổ điển như bùn hoạt tính sẽ rất thiếu khả thi vì địi
hỏi năng lượng cấp khí và mặt bằng rộng lớn. Các giải pháp cơng nghệ kỵ khí hiện
đại được phát triển và ngày càng hồn thiện có thể áp dụng vì chúng cho phép vận
hành hệ thống với một tải trọng hữu cơ lớn hơn nhiều lần và khơng địi hỏi cấp khí
[1].
Vì loại hình cơng nghệ sinh học kỵ khí mặc dù cho phép loại tới 90 -95% tải
1


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

lượng hữu cơ, nhưng khi các chỉ số BOD và COD đầu vào tương đối cao hoặc rất
cao nên nước thải sau công đoạn này vẫn chưa đạt được các tiêu chuẩn về môi
trường, do vậy cần có thêm các cơng đoạn xử lý nữa có thể là xử lý sinh học hiếu
khí hoặc các cơng nghệ hóa học và hóa lý [1].
Do chỉ số BOD và COD của nước rỉ rác mặc dù dao động ở trong một phạm
vi rất lớn, nhưng ln có giá trị rất cao với các thành phần hữu cơ chủ yếu có nguồn
gốc tự nhiên, việc áp dụng cơng nghệ sinh học để xử lý nước rỉ rác là một xu hướng
hiển nhiên. Các phương pháp sinh học khác nhau đã áp dụng để nghiên cứu khả
năng xử lý nước rỉ rác cũ cũng như nước rỉ rác tươi, bao gồm:

o SMBR ( Submersible Membrane Bioreactor);
o SBR ( Sequencing Bioreactor);
o Hồ sinh học;
o Và các kỹ thuật kết hợp…
Tuy nhiên, các kỹ thuật sinh học hiếu khí với các phương án khác nhau, đều
khó có thể áp dụng với tư cách là khâu loại bỏ hữu cơ chủ chốt vì chúng địi hỏi
nhiều năng lượng cho q trình cấp và mặt bằng rộng lớn. Và các giải pháp kỵ khí
được phát triển và hồn thiện dần có thể áp dụng rộng rãi.
Mặc dù cơng đoạn sinh học nói chung và cơng đoạn kỵ khí nói riêng khơng
thể là cơng đoạn duy nhất của hệ thống xử lý nước rỉ rác, cơng đoạn sinh học đóng
một vai trị đặc biệt quan trọng. Chỉ khi công đoạn sinh học hoạt động hiệu quả các
khâu hậu xử lý tiếp nối mới có thể hoạt động tốt, trong trường hợp đó chi phí vận
hành chung sẽ giảm rất đáng kể. Vì vậy trong hệ thống sinh học xử lý nước rỉ rác
công đoạn sinh học kỵ khí có ý nghĩa rất quan trọng [4].
Mục tiêu của luận văn:
Ở nước ta từ năm 1996 đến nay rất nhiều quy trình cơng nghệ khác nhau bao
2


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

gồm cả cơ học, hóa học, hóa lý và sinh học đã được áp dụng để xử lý nước rỉ rác.
Tuy nhiên chúng vẫn chưa đáp ứng được cả hai điều kiện về tiêu chuẩn môi trường
và chi phí vận hành. Hơn nữa các hệ thống sinh học kỵ khí thường gặp nhiều trục
trặc lớn kể cả các cơng trình do các đơn vị trong và ngồi nước thiết kế. Do đó luận
văn hướng tới các mục tiêu:
 Tổng quan được công nghệ UASB ứng dụng để xử lý nước rỉ rác và động
học của các quá trình sinh học xảy ra trong quá trình xử lý;
 Tiền xử lý hoá lý nước rỉ rác già để đạt tới điều kiện đưa vào hệ thống xử lý
sinh học;

 Xác định được một số thơng số chính ảnh hưởng đến hoạt động xử lý nước rỉ
rác trong hệ thống UASB: pH nước rỉ rác đầu vào, thời gian lưu thủy lực, nồng độ
COD;
 Lựa chọn các thông số công nghệ UASB phù hợp ứng dụng trong xử lý nước
rỉ rác.

3


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Bãi chôn lấp chất thải rắn
Cùng với việc dân số ở các thành phố tăng nhanh và mức sống của người dân
ngày càng được nâng cao, khối lượng rác thải ở các đô thị cũng tăng lên nhanh
chóng. Rác thải đơ thị bao gồm các loại rác thải sinh hoạt, công nghiệp và các cơng
sở, đặc biệt chất thải bệnh viện là nhóm chất thải rắn phổ biến nhất và có xu thế
tăng đều cùng với sự phát triển của công nghiệp và đời sống. Số lượng rác thải được
thu gom chủ yếu được xử lý bằng kỹ thuật chôn lấp. Kỹ thuật chôn lấp là kỹ thuật
cổ điển nhưng khá phù hợp với điều kiện vật chất kỹ thuật của nước ta vì cơng nghệ
đơn giản, khơng địi hỏi đầu tư lớn. Tuy nhiên, cơng nghệ chơn lấp địi hỏi xây
dựng bãi, ô chôn lấp, chống thấm đúng quy cách, ngoài ra nước rỉ rác phải được thu
gom và xử lý để bảo vệ nguồn nước ngầm cũng như nước mặt. Bãi chôn lấp chất
thải rắn là phương pháp kinh tế nhất và chấp nhận được về mặt môi trường ở nhiều
nước trên thế giới. Quản lý bãi chôn lấp bao gồm việc quy hoạch, thiết kế, vận
hành, đóng bãi và kiểm sốt bãi chơn lấp [2].
Nhìn chung rác thải được đưa về bãi chôn lấp chưa qua phân loại. Các loại
nguồn rác thải có khả năng mang theo các hợp chất độc hại. Như là: các vật liệu
sơn, pin thải, dầu máy, thuốc trừ sâu, các hoá chất và rác thải độc hại cơng nghiệp
và thương mại khác... có thể mang theo các kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ và

vô cơ độc hại.
Một bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh cần phải có các đặc tính kỹ thuật để
ngăn chặn được sự lan truyền của các hợp chất độc hại ra môi trường xung quanh.
Các vật liệu tự nhiên hoặc tổng hợp thường được sử dụng để lót đáy và thành của
bãi để ngăn cản sự xâm nhập của nước rỉ rác vào nguồn nước ngầm và nước mặt
xung quanh.
Có nhiều bãi chơn lấp rác thải rắn trên thế giới sử dụng lót đáy bằng lớp đất sét
nén chặt dày khoảng 50 cm. Cũng có nhiều trường hợp sử dụng lớp lót đáy là các
tấm nhựa tổng hợp mỏng. Tuy nhiên, bất cứ lớp lót nào thì cũng đều bị phá hỏng
bởi nước rỉ rác. Các tấm lót bằng vật liệu tổng hợp có thể bị rách, đặc biệt là trong
4


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

trường hợp lắp đặt không đúng quy trình, hoặc có thể mất dần tính năng lót theo
thời gian. Để tăng cường tính chống chịu nước rỉ rác của lớp lót, thường thường
người ta sử dụng tăng cường nhiều lớp, hoặc kết hợp sử dụng vừa vật liệu tự nhiên
vừa vật liệu tổng hợp, gọi là lớp lót tổng hợp. Để tối thiểu hố lượng nước rỉ rác,
sau mỗi ngày đổ rác thải vào bãi chôn lấp phải dùng lớp vật liệu phủ để che phủ kín
bãi. Khi bãi đóng cửa, một lớp phủ cuối cùng phải được dùng để phủ kín tồn bộ
bãi chơn lấp [6].
Bước đầu tiên trong q trình xây dựng bãi chơn lấp liên quan đến công tác
chuẩn bị tại hiện trường. Mạng lưới thốt nước đang có phải được thay đổi theo
hướng đưa toàn bộ lượng nước mưa và nước mặt ra ngồi khu vực dự kiến xây
dựng bãi chơn lấp. Việc vạch tuyến lại mạng lưới thoát nước càng đặc biệt quan
trọng đối với các vùng thung lũng sâu hẹp có độ dốc cao hoặc các vùng khe núi.
Đáy của bãi chơn lấp được xây dựng có độ dốc để thốt nước rỉ rác và lớp lót đáy
phải có khả năng chống thấm. Hệ thống thu gom nước rỉ rác được đặt ngay trên lớp
đáy của bãi chôn lấp. Các rãnh thốt khí có thể được lắp đặt ở đáy của bãi chôn lấp,

đặc biệt là đối với các bãi chôn lấp mới có các hợp chất hữu cơ bay hơi.
Thơng thường sự chuyển hóa các chất diễn ra trong BCL gồm bốn giai đoạn
sau:
o Giai đoạn phân hủy hiếu khí;
o Bước chuyển tiếp thứ nhất (từ hiếu khí sang kị khí);
o Bước chuyển tiếp thứ hai;
o Q trình metan hóa.
Giai đoạn phân hủy hiếu khí ban đầu: Q trình này chỉ diễn ra trong khoảng
thời gian từ vài ngày đến vài tuần kể từ khi rác được đem chôn. Trong khoảng thời
gian này oxy từ khơng khí khuếch tán xâm nhập vào chất thải hoặc oxy tồn tại trong
chất thải được sử dụng cho phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ.
Quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ là một q trình tổng hợp có sự
tham gia của vi khuẩn, nấm, men. Phản ứng sinh hóa quá trình phân hủy chất hữu
5


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

cơ như sau:
CHC + O + Dinh dưỡng

(vi khuẩn)

Tế bào sinh học mới + chất hữu

cơ bền + CO2 + H2O + NH3 + SO42- + năng lượng
Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hiếu khí rác thải hữu cơ là những
tổ chức tế bào sinh học mới, chất hữu cơ bền, khí CO2, khí NH3 và nhiệt năng.
Do hàm lượng oxy trong đống chất thải giảm xuống nên q trình phân hủy
hiếu khí tiếp tục diễn ra nhưng chậm lại và giai đoạn chuyển tiếp từ phân hủy sinh

học bằng quá trình hiếu khí sang q trình kị khí.


Giai đoạn chuyển tiếp thứ nhất: Giai đoạn này được gọi là giai đoạn

axit hóa và giá trị pH biến đổi trong khoảng từ 4 đến 6 do sự hình thành các axit
hữu cơ mà ban đầu là axit béo được biến đổi thành các axit béo bay hơi (axit
axetic). Quá trình này thường kết thúc từ vài tuần tới vài tháng.


Quá trình chuyển tiếp thứ 2: Trong giai đoạn này vi khuẩn tạo khí

metan bắt đầu phát triển và bắt đầu chu trình chuyển hóa các axit đơn giản như axit
axetic hoặc axit ormic và metanol thành khí metan(CH4). Q trình này khơng ổn
định, thường diễn ra từ 3 – 5 năm, cho tới khi sự cân bằng giữa lượng axit sinh ra và
lượng khí metan được tạo thành.
Q trình metan hóa: Là q trình chuyển hóa các axit hữu cơ do vi khuẩn kị
khí tạo thành CH4, q trình như sau:

(CHO)n NS + H2O vi khuẩn kỵ khí

Sinh khối + Vi sinh vật + H2O + CO2 +

CH4 + H2 + NH4+ + H2S
Sự có mặt của nước trong bãi chơn lấp rác có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu
cực cho hoạt động của bãi rác. Nước rất cần cho một số q trình hóa học và sinh
học xảy ra trong bãi chơn lấp để phân hủy rác. Mặt khác, nước có thể tạo ra xói mịn
trên tầng đất nén và những vấn đề lắng đọng trong dòng nước mặt chảy qua. Nước
rỉ rác có thể chảy vào các tầng nước ngầm và các dịng nước sạch và từ đó gây ơ
6



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

nhiễm đến nguồn nước uống. Vì vậy, vấn đề cần quan tâm khi thết kế, xây dựng cho
hoạt động của một bãi chôn lấp là kiểm sốt nước rỉ rác [4].

Hình 1.1: Sơ đồ chung của bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh [11]
Quản lý và xử lý nước rỉ rác là một yếu tố quyết định cho việc thiết kế và vận
hành bãi chơn lấp chất thải rắn an tồn. Sự phân huỷ tự nhiên của rác thải rắn, kết
hợp với quá trình thấm của nước mưa vào bãi chôn lấp kéo theo vô số các hợp chất
độc hại chảy xuống lớp đáy của bãi chơn lấp. Khí hậu càng ẩm ướt, rủi ro gây ô
nhiễm từ bãi chôn lấp cho nguồn nước mặt và nước ngầm càng cao. Trên thực tế,
cấu trúc địa chất và địa lý của bãi cũng có ảnh hưởng rất lớn đến việc lan truyền ô
nhiễm của nước rỉ rác ra môi trường.
Trong các phương thức xử lý rác thải sinh hoạt, chôn lấp là phương thức đơn
giản, rẻ tiền hơn cả, vì thế ngay ở các nước phát triển như Mỹ, Anh, Nhật…chơn lấp
rác cũng vẫn cịn là một phương thức xử lý rác tương đối phổ biến, lượng rác được
chôn lấp chiếm tới hơn 60% tổng số rác thu gom được (EP , 1999, Wasson-Craik,
2002). Ưu điểm của phương pháp chôn lấp rác là suất đầu tư thấp. Mặt trái của bãi
chôn lấp rác là chúng gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng như mùi hôi
thối trên diện rộng, ô nhiễm nước mặt và nước ngầm, ô nhiễm đất, ảnh hưởng xấu
đến cảnh quan mơi trường, đơi khi có thể dẫn đến dịch bệch, nếu sự cách ly vệ sinh
thiếu đảm bảo.
Tại Việt Nam cho đến nay tất cả các nguồn chất thải rắn đô thị được thu gom
7


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT


chưa qua phân loại và chôn lấp tại những địa điểm thường nằm rất gần các khu dân
cư hoặc khu vực canh tác nông nghiệp. Các khu xử lý Nam Sơn, Đại Đồng, Xuân
Sơn.. ở Hà Nội hay các khu xử lý Đơng Thạnh, Gị Cát, Phước Hiệp ở TP Hồ Chí
Minh…[3].

1.2.Nƣớc rỉ rác
1.2.1. Sự hình thành nƣớc rỉ rác
Nước rỉ rác (còn gọi là nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô
chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới BCL. Mặc dù
mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chơn lấp 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;
Thời gian vận hành bãi chôn lấp;
Quy trình vận hành bãi chơn lấp: q trình xử lý sơ bộ và chiều sâu
chơn lấp;
Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ khơng khí;
Điều kiện quản lý chất thải;
Nước rỉ rác hình thành từ năm nguồn chính sau:
- Nước mặt chảy tràn;
- Thấm từ nguồn nước ngầm;
- Thấm từ nước mưa;
- Độ ẩm trong rác;
- Nước hình thành từ các phản ứng trong đống rác.
Trong đó bốn nguồn đầu là những nguồn chính tạo thành nước rỉ rác.
Lượng nước rỉ rác hình thành tại một khu vực trước hết phụ thuộc vào diện
tích bãi chơn lấp: tiết diện để nước mưa thấm xuống hoặc dòng chảy bề mặt (do
mưa) chảy tràn qua. Lượng nước bốc hơi cũng tỷ lệ thuận với bề mặt bãi chôn lấp
8



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

nhưng do lớp đất phủ bề mặt và chiều sâu khá cao nên tốc độ bay hơi chậm.

Hình 1.2. Các thành phần cân bằng nước trong ô chôn lấp [4]
Lượng nước rỉ rác hình thành chủ yếu từ nước mưa (thấm và chảy tràn)
chiếm trên 70% và từ độ ẩm của rác chiếm dưới 30%. Từ các số liệu trên cho thấy
có thể giảm thiểu đáng kể lượng nước rỉ rác sinh ra khi thiết kế đúng và vận hành
bãi chôn lấp rác một cách hợp lý.
Nước mưa là một trong những yếu tố hình thành nước rỉ rác, tại một vùng
nhất định lượng mưa thay đổi theo mùa. Với lượng mưa trung bình của Hà Nội là
1600 mm/năm, 70 – 80 % lượng mưa tập trung vào bốn tháng giữa năm (Tháng 6;
7; 8; 9) phần còn lại phân bố vào các tháng khác trong năm. Vì vậy sự dao động
nước rỉ rác theo mùa là khá lớn: nhiều về mùa mưa, ít về mùa khơ, mức độ chênh
lệch giữa các mùa có thể lệch nhau [6].

1.2.2. Đặc trƣng của nƣớc rỉ rác
Các thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác rất đa dạng, bao gồm các chất rắn
lơ lửng, các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các hợp chất hữu cơ khó phân
hủy sinh học, các chất dinh dưỡng (N,P) và các kim loại nặng. Các đặc trưng của
nước rỉ bãi rác ở các nước phát triển được liệt kê trong bảng 1.1.

9


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

Bảng 1.1: Đặc trưng nước rỉ rác [15]

Thông số
pH

Đơn vị Số mẫu kiểm tra

Giá trị trung

Sai số

bình

-

6

5,6

0,13

COD

mg/l

11

22850

1,445

BOD


mg/l

11

16120

1,940

TKN

mg/l

10

490

100

NH4-N

mg/l

11

370

18

Tổng Phosphat


mg/l

10

9,1

3,5

PO4 - P

mg/l

11

0,45

0,54

Tổng chất rắn

mg/l

11

15730

950

TDS


mg/l

11

15300

1100

TVS

mg/l

2

6190

-

Tổng axit bay hơi

mg/l

2

10100

-

Canxi


mg/l

9

1740

105

Độ kiềm

mg/l

11

3850

360

SO42-

mg/l

11

830

70

Độ cứng theo CaCO3


mg/l

11

5420

305

Sắt

mg/l

10

940

100

Kẽm

mg/l

10

68

7,8

Niken


mg/l

10

0,48

0,15

Mangan

mg/l

10

59

5,8

Các kim loại

Các thành phần nước rỉ rác có thể biến động rất mạnh, tùy thuộc vào tuổi bãi
rác, thời gian lấy mấu – mùa mưa hay mùa khơ, và theo những xu hướng rất khác
nhau. Vì vậy việc khảo sát đặc trưng của nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp suốt một
thời gian dài, ngay từ khi chúng mới đi vào hoạt động để có thể cung cấp những
thông tin quan trọng làm cơ sở để chọn lựa công nghệ xử lý phù hợp.

10



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

Thành phần hoá học của nước rỉ rác trước hết phụ thuộc vào mức độ phân
huỷ của rác (nhiệt độ, độ ẩm, tuổi, điều kiện môi trường), chúng khác nhau rất rõ rệt
đối với từng bãi cụ thể. Nước thải từ các bãi rác với mức độ phân huỷ thấp (mới,
mùa khô, lạnh) đang trong giai đoạn axit hố thì 80-90% chất hữu cơ trong đó là các
axit hữu cơ dễ bay hơi có khả năng phân huỷ cao. Ngược lại nước thải từ bãi rác có
độ phân huỷ sâu (giai đoạn tạo khí metan đang và sắp kết thúc) thì các chất hữu cơ
trong đó chủ yếu là các chất trơ, khó sinh huỷ như axit humic, fulvic, tannin, lignin
và amoni với hàm lượng rất cao [9].
Bảng 1.2. Phân loại và thành phần nước rỉ rác theo tuổi [20]
Thơng số

Mới

Trung bình



Tuổi (năm)

<5

5 – 10

> 10

pH

< 6,5


6,5 – 7,5

> 7,5

BOD5 /COD

0,5 – 1

0,1 – 0,5

< 0,1

COD (mg/l)

> 10.000

4.000 – 10.000

< 4.000

NH3-N (mg/l)

< 400



> 400

Các kim loại nặng


Thấp – trung bình

Thấp

Thấp

Khả năng phân hủy sinh học

Cao

Trung bình

Thấp

Thành phần hóa học của nước rỉ rác sẽ thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào tuổi
của bãi chôn lấp. Tuổi của bãi chôn lấp thường được phân chia thành 3 loại như sau:
mới (ít hơn 5 năm), trung bình (5 – 10 năm) và cũ (lớn hơn 10 năm). Trong số các
thành phần của nước rỉ rác, tỷ lệ BOD5/COD thường được thừa nhận là đặc điểm
đặc trưng cho nước rỉ rác bởi nó liên quan trực tiếp tới khả năng phân hủy sinh học
của nước rỉ rác. Nước rỉ rác mới thường có nồng độ các chất hữu cơ dễ phân hủy
sinh học cao như các axit béo bay hơi (VFA) và do đó tỷ lệ BOD5/COD cao. Hầu
hết lượng BOD5 này sẽ được phân hủy trong quá trình ổn định bãi. Do đó, tỷ lệ
BOD5 /COD giảm dần theo thời gian bởi các hợp chất khơng có khả năng phân hủy
sinh học do COD không bị ảnh hưởng trong quá trình phân hủy này. Tỷ lệ nước rỉ
rác mới, trung bình, cũ thường nằm tương ứng trong khoảng 0,5 – 1,0; 0,1 – 0,5 và
thấp hơn 0,1. Tuy nhiên, ranh giới phân biệt giữa nước rỉ rác cũ và trung bình đơi
11



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

khi vẫn chưa rõ ràng. Các loại nước rỉ rác có tỷ lệ BOD5/COD thấp hơn 0,2 cũng có
thể được xử lý như đối với nước rỉ rác cũ. Nước rỉ rác đã ổn định cũng có hàm
lượng NH3-N và các vật chất khó phân hủy cao [20].
Thời gian chơn lấp, khí hậu, mùa, độ ẩm của bãi rác, mức độ pha loãng với
nước mặt và nước ngầm và loại rác chôn lấp, tất cả đều tác động lên thành phần của
nước rỉ rác, độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ trên cùng cũng tác động lên
thành phần của nước rỉ rác. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rỉ
rác từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm được trình bày ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rỉ rác từ các bãi
chôn lấp mới và lâu năm [6]

Thành phần

Đơn
vị

Bãi mới (< 2 năm)
Khoảng

Trung

Bãi lâu năm
(> 10 năm)

bình

TOC


mg/l

2000 - 20000

10000

100 - 200

BOD5

mg/l

1500 - 20000

6000

80 - 160

COD

mg/l

3000 - 60000

18000

100 - 500

TSS


mg/l

200 - 2000

500

100 – 400

Nitơ hữu cơ

mg/l

10 - 800

200

80 - 120

Amoniac

mg/l

10 - 800

200

20 - 40

Nitrat


mg/l

5 - 40

25

5 - 10

Tổng lượng phốtpho

mg/l

5 - 100

30

5 - 10

Othophotpho

mg/l

4 - 80

20

4-8

Độ kiềm (theo CaCO3)


mg/l

3000

200 - 1000

pH

-

4,5 - 7,5

6,0

6,6 - 7,5

Canxi

mg/l

50 - 1500

250

50 - 200

Clorua

mg/l


200 - 3000

600

100 - 400

Tổng lượng sắt

mg/l

50 - 1200

500

20 - 200

Sunphat

mg/l

300

20 – 50

1000 - 10000

50 - 1000

12



Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

Thành phần nước rỉ rác có phạm vi dao động rất lớn từ nồng độ rất thấp tới
rất cao. Nước rỉ rác có thể phân làm hai loại với đặc trưng về thành phần ô nhiễm
khác nhau:
Bảng 1.4. Thành phần nước rỉ rác bãi chôn lấp Nam Sơn và Đông Thạnh [6]

Thông số

Đơn vị

Nhiệt độ

o

pH

Bãi chôn lấp Đơng
Thạnh

Bãi chơn lấp
Nam Sơn
Trung

Độ lệch

bình

chuẩn


Nƣớc rỉ rác


Nƣớc rỉ rác
mới

28,4

± 3,6

-

-

-

7,44

0,031

7,9 ữ 8,2

6,0 ữ 7,3

dn

àS/cm

18316


5905

-

-

TDS

mg/l

12831

4649

-

-

TSS

mg/l

757,6

741,5

169 ÷ 243

1280 ÷ 3270


VSS

mg/l

-

-

150 ÷ 227

770 ÷ 2220

CODcr

mg/l

8706

±6570

1079 ÷2507

38.533÷65.33

BOD5
Tổng N

mg/l


4717

± 3527

735

33571÷ 56250

mg/l

1265

± 604,7

-

-

Org –N

mg/l

-

-

79 ÷ 230

196 ÷ 470


N – NH3

mg/l

-

-

515 ÷ 1977

1445 ÷ 1764

N – NO3 -

mg/l

-

-

3,0 ÷ 4,8

2,5 ÷ 2,9

Tổng P

mg/l

14,81


± 5,711

4,7 ÷ 9,6

14,9 ÷ 21,5

Fenol

mg/l

0,137

± 0,145

-

-

Độ cứng CaCO3

mg/l

-

-

1233 ÷1867

4467 ÷ 6067


Ca

mg/l

288,69

± 189,2

187 ÷ 240

1122 ÷ 1844

Mg

mg/l

-

-

154 ÷ 373

356 ÷ 405

Cl-

mg/l

-


-

-

4300 ÷ 4500

SO42-

mg/l

-

-

7,5 ÷ 7,6

1216 ÷ 2524

As

mg/l

0,002

± 0,001

-

-


Pb

mg/l

0,059

± 0,029

-

-

Cd

mg/l

0,015

± 0,009

-

-

Hg

mg/l

0,0003


± 0,0002

-

-

Tổng sắt

mg/l

-

64 ÷132

180 ÷ 303

C

13


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT



Nước rỉ rác mới: thu được từ các ơ đang vận hành, có thành phần chất hữu cơ

cao (COD có thể tới hàng chục g/l), BOD5/COD lớn (0,7 - 0,8), pH thấp do các hợp
chất VFA, các hợp chất nitơ chủ yếu ở dạng hữu cơ.



Nước rỉ rác cũ: thu được từ bãi chôn lấp lâu năm và đã đóng bãi, có lượng ít

hơn so với nước rỉ rác mới. Do đã bị phân hủy sâu nên nước rỉ rác có pH cao (7-9),
COD thấp và BOD5/COD nhỏ (0,2 - 0,3), hầu như khơng cịn VFA, hợp chất nitơ
chủ yếu ở dạng amoni [4].
Như vậy, sự hình thành khí và nước rỉ rác trong q trình chôn lấp là những
mối quan tâm lớn trong công tác vận hành và quản lý các bãi chôn lấp ở các đô thị.
Thành phần của nước rỉ rác thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của quá
trình phân hủy sinh học. Sau giai đoạn háo khí ngắn (một vài tuần), tiếp đến là hai
giai đoạn phân hủy: giai đoạn phân hủy yếm khí tùy tiện tạo ra axit và giai đoạn
phân hủy yếm khí tuyệt đối tạo ra khí metan.
Trong giai đoạn tạo axit các hợp chất đơn giản được hình thành như axit béo,
amoni axit và cacboxilic axit. Giai đoạn axit có thể kéo dài vài năm sau khi chôn
lấp, phụ thuộc vào bản chất không đồng nhất của rác. Đặc trưng của nước rỉ rác
trong giai đoạn này:
-

pH có tính axit;

-

Nồng độ các axit béo dễ bay hơi cao;

-

BOD5 cao;

-


Tỷ lệ BOD5/COD cao;

-

Nồng độ NH4 và nitơ hữu cơ cao.

Trong giai đoạn tạo metan, vi khuẩn tạo ra khí metan là nổi trội nhất. Chúng
thay thế các axit bằng các sản phẩm cuối cùng là khí metan và cacbonic. Giai đoạn
tạo thành khí metan có thể tiếp tục đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa. Đặc trưng chất
lượng của nước rỉ rác trong giai đoạn này là:
-

Nồng độ cao các axit béo dễ bay hơi rất thấp;
14


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

-

pH trung hòa/kiềm;

-

BOD5 thấp;

-

Tỷ lệ BOD5/COD thấp;


-

Nồng độ NH4+ cao [6].

Bảng 1.5. So sánh thành phần nước rỉ rác Việt Nam và thế giới [4]

Thông số

Đơn
vị

Việt Nam
WHO

Mỹ

200 - 1.000

2,0 140.000

TP. Hồ Chí
Minh
7.300 16.200
1.760 4.311

mg/l

2.000 30.000

KPH195.000


30.00048.000

800 - 12.000

COD

mg/l

3.000 45.000

6,6 299.000

38.50065.000

1.00025.000

TOC

mg/l

1.500 20.000

KPH 40.000

-

5,3 - 8,3

Tổng độ kiềm


mg/l

1.000 10.000

KPH 15.050

Độ cứng

mg/l

300 10.000

0,1 225.000

Cl-

mg/l

Ca

mg/l

TKN

mg/l

Amoni - N

mg/l


SO42-

mg/l

Tổng P

mg/l

TDS

mg/l

TSS

mg/l

BOD5

pH

584 - 55.000

3,7 - 8,9

Hà Nội

450 - 2.200

400 - 5.000

4,9 - 6,4

6,9 - 7,8
1.500 - 5.500

5.800 9.670

50 - 1.500

2 - 11.375

3.900 4.500

800 - 1.800

200 - 3.000

3,0 - 2.500

1.670 2.740

134 - 650

10 - 800

2 - 3.320

970 1.800

500 - 2.200


10 - 600

KPH 1.200

780 1.760

200 - 900

100 1.500

KPH 1.850

1.400 1.600

30 - 100

1 - 70

KPH 234

56 – 90

7 - 25

15


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT


Nước rỉ rác ở Việt Nam là một loại nước thải có hàm lượng các hợp chất hữu
cơ rất cao, chẳng hạn nitơ hữu cơ và NH4+, một số ion kim loại nặng… với xu
hướng biến thiên rất phức tạp tùy thuộc vào tuổi bãi rác và phương thức chôn lấp.
Lưu lượng nước rỉ rác cũng rất đáng kể do trong rác đã có độ ẩm cao và biến động
mạnh theo mùa.
Rác thải ở các đô thị được chôn lấp chưa qua phân loại và nước rỉ rác có
thành phần rất phức tạp, cường độ ơ nhiễm rất cao, lưu lượng lớn với một số vấn đề
chưa được nghiên cứu đầy đủ.
1.2.3.Các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác
Các phương pháp xử lý nước rỉ rác thơng thường có thể được phân chia
thành 3 nhóm chính:
-

Chuyển nước rỉ rác sang dịng thải khác: Tuần hồn và xử lý kết hợp

với dòng thải sinh hoạt;
-

Các phương pháp hóa học và cơ học: Oxy hóa hóa học, hấp phụ, kết

tủa hóa học, đơng/keo tụ, lắng/tuyển nổi và đuổi khí;
-

Phân hủy sinh học: Các q trình hiếu khí và yếm khí.

1.2.3.1. Chuyển nước rỉ rác sang dịng thải khác
Xử lý kết hợp với dòng thải sinh hoạt: Trước đây, biện pháp thường được sử
dụng để xử lý nước rỉ rác là hòa trộn nước rỉ rác với nước thải sinh hoạt trong nhà
máy xử lý nước thải sinh hoạt. Phương pháp này khá được ưa chuộng do có thể dễ
dàng duy trì và chi phí hoạt động thấp. Tuy nhiên, sự có mặt của các hợp chất gây

ức chế hữu cơ với khả năng phân hủy sinh học thấp và các kim loại nặng có thể làm
giảm hiệu quả xử lý và làm tăng nồng độ nước đầu ra. Đặc điểm của phương pháp
thay thế này là nito (trong nước rỉ rác) và photpho (trong nước thải sinh hoạt) không
cần thiết phải bổ sung thêm tại nhà máy. Phương pháp xử lý kết hợp đã được đánh
giá bởi Diamadopoulos và sử dụng bể phản ứng sinh học mẻ tuần tự (SBR) bao
gồm các giai đoạn dẫn nước vào, thiếu khí, hiếu khí và lắng. Khi tỷ lệ nước thải
sinh hoạt so với nước rỉ rác là 9/1, hiệu quả xử lý BOD và nito đạt được là 95% và
50% tại thời điểm kết thúc của các chu kỳ ngày. Hiệu quả khử COD và NH4+ - N
16


Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học yếm khí xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác tập trungNguyễn Văn Linh- 13B-KTMT

cũng giảm khi tăng tỷ lệ nước rỉ rác/nước thải sinh hoạt. Hơn nữa, chất lượng nước
đầu ra cũng được cải thiện khi bổ sung thêm cacbon hoạt tính dạng bột (PAC), đặc
biệt nếu đầu vào nước rỉ rác vượt quá 10% [7].
Tuần hoàn: Tuần hoàn nước rỉ rác trở lại phía trên bãi chơn lấp được sử dụng
khá nhiều trong thập kỷ qua bởi nó là một trong những cơng cụ hữu hiệu tốn ít chi
phí nhất. Tuần hồn nước rỉ rác làm tăng hàm lượng ẩm trong hệ thống phản ứng
được kiểm soát, cung cấp sự phân bố dinh dưỡng và enzyme giữa các lồi vi sinh
vật metan hóa và pha rắn/lỏng. Rodriguez et al đã ghi nhận lượng COD thấp khoảng
63 – 70% trong một nhà máy thử nghiệm yếm khí kết hợp tuần hồn. Tuần hồn
nước rỉ rác khơng chỉ tăng cường chất lượng nước đầu ra, mà còn rút ngắn thời gian
cần thiết để ổn định bãi chôn lấp từ vài thập kỷ xuống 2-3 năm. Tuy nhiên, tốc độ
tuần hoàn cao có thể gây ảnh hưởng bất lợi tới quá trình phân hủy yếm khí chất thải
rắn. Ledakowic và Kacrorek đã nhận thấy rằng tuần hồn nước rỉ rác có thể dẫn tới
sự ức chế q trình metan hóa do nó có thể tạo ra hàm lượng các axit hữu cơ cao
(pH<5) gây độc cho các vi sinh vật metan hóa. Hơn nữa, nếu thể tích nước rỉ rác
được tuần hồn rất cao, các vấn đề như bão hịa, ngưng đọng nước và các điều kiện
axit hóa có thể xuất hiện [7].

1.2.3.2.Xử lý cơ học/hóa học
Các q trình cơ học và hóa học bao gồm khử các chất rắn lơ lửng, các vật
chất dạng keo, vật liệu nổi, đông/keo tụ, hấp phụ, oxy hóa hóa học và đuổi khí. Các
q trình xử lý cơ học/hóa học đối với nước rỉ rác được sử dụng bổ sung trong dòng
xử lý (tiền xử lý hoặc tinh sạch sau cùng) hoặc để xử lý một chất ơ nhiễm cụ thể
(đuổi khí amoni).
Tuyển nổi: Trong nhiều năm, tuyển nổi đã được sử dụng rộng rãi và tập trung
xử lý các hạt keo, ion, các đại phân tử, vi sinh vật và các dạng sợi. Gần đây,
Zouboulis và nnk đã đánh giá việc sử dụng q trình tuyển nổi trong cột, như một
bước hóa lý sau cùng để loại bỏ các axit mùn tồn dư (các hợp chất khơng có khả
năng phân hủy sinh học) khỏi nước rỉ rác đã xử lý. Dưới các điều kiện tối ưu, gần
như 60% axit humic đã được loại bỏ [7].
17


×