XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN

MỤC LỤC
MỤC LỤC BẢNG
MỤC LỤC HÌNH
Chương 1: Chương mở đầu 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục đích và nội dung luận văn 1
1.2.1 Mục đích luận văn 1
1.2.2 Nội dung luận văn 1
1.2.3 Phương pháp phân tích 2
1.3 Thời gian thực hiện 2
1.4 Địa điểm lấy mẫu và thực hiện 2
Chương 2: Tổng quan 3
2.1 Hiện trạng về hệ thống thu gom và vận chuyển rác Tp.Hồ Chí Minh 3
2.1.1 Các loại chất thải rắn và phương thức thu gom, vận chuyển: 3
2.2 Thành phần và tính chất nước rác 5
2.2.1 Thành phần nước rác 5
2.2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ đã được ứng dụng 6
Chương 3: Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu 9
3.1 Tổng quan về phương pháp keo tụ 9
3.1.1 Giới thiệu chung 9
3.1.2 Phương pháp keo tụ 9
3.1.3 Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông bằng trung hòa điện tích 10
3.1.4 Động học của quá trình keo tụ 11
3.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến keo tụ 13
3.2 Tổng quan về phương pháp khử Amonia 14
3.2.1 Ảnh hưởng của Amoni trong quá trình kị khí : 14
3.2.2 Cơ sở lý thuyết 15
3.2.3 Các phương pháp hoá học thường sử dụng: 15
3.3 Tổng quan về phương pháp xử lý sinh học kị khí 18
3.3.1 Khái niệm 18

3.3.2 Động học phản ứng 19
3.3.3 Quá trình xử lý kị khí tiếp xúc 23
3.3.4 Quá trình xử lý kị khí sinh trưởng bám dính 23
3.3.5 Tổng quan về màng vi sinh vật 24
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu 27
4.1 Sơ lược về phương pháp luận nghiên cứu 27
4.2 Xác định thành phần và tính chất nước rác ban đầu 27
4.3 Thí nghiệm jartest 27
4.3.1 Mô hình thí nghiệm 28
4.3.2 Trình tự tiến hành thí nghiệm 28
4.4 Thí nghiệm sục khí 29
4.4.1 Mô hình thí nghiệm 29

4.4.2 Tiến hành thí nghiệm 30
4.5 Thí nghiệm khuấy kị khí 30
4.5.1 Mô hình thí nghiệm 30
4.5.2 Tiến hành thí nghiệm 31
4.6 Thí nghiệm mô hình lọc kị khí tĩnh 31
4.6.1 Mô hình thí nghiệm 31
4.6.2 Tiến hành thí nghiệm 32
Chương 5: Kết quả nghiên cứu và bàn luận 33
5.1 Kết quả nghiên cứu thí nghiệm keo tụ nước rác vào 33
5.1.1 Kết quả thí nghiệm keo tụ đối với phèn Bách Khoa (phèn bùn) 33
5.1.2 Kết quả thí nghiệm keo tụ phèn FeCl
3
42
5.1.3 Kết quả thí nghiệm keo tụ đối với phèn FeSO
4
. 51
5.1.4 Bàn luận 60

5.2 Kết quả nghiên cứu thí nghiệm sục khí 62
5.2.1 Kết quả thí nghiệm 62
5.2.2 Đánh giá kết quả 64
5.3 Kết quả nghiên cứu thí nghiệm keo tụ nước rác sau xử lý sinh học. 65
5.3.1 Kết quả thí nghiệm keo tụ đối với phèn bùn (phèn Bách Khoa) 65
5.3.2 Kết quả thí nghiệm keo tụ với phèn nhôm (Al
2
(SO
4
)
3
) 68
5.3.3 Kết quả thí nghiệm keo tụ với phèn FeSO
4
72
5.3.4 Đánh giá kết quả 75
5.4 Kết quả nghiên cứu bể khuấy kị khí 77
5.4.1 Nồng độ COD 22000 mg/l 77
5.4.2 Nồng độ COD 30000 mg/l 78
5.4.3 Nồng độ COD 33000 mg/l 80
5.4.4 Nồng độ COD 35000 mg/l 81
5.4.5 Đánh giá kết quả 82
5.5 Kết quả nghiên cứu mô hình lọc kị khí tĩnh 84
5.5.1 Nồng độ COD 2500 mg/l 84
5.5.2 Nồng độ COD 3500 mg/l 85
5.5.3 Nồng độ COD 10000 mg/l 88
5.5.4 Nồng độ COD 15000 mg/l 90
5.5.5 Đánh giá kết quả 92
5.5.6 Xác định thông số động học quá trình trong pha Log 93
Chương 6: Kết luận và kiến nghị 96

6.1 Kết luận 96
6.1.1 Kết quả khảo sát hệ thống thực tế 96
6.1.2 Kết quả thu được sau khi chạy mô hình 96
6.2 Hướng phát triển luận văn 97
6.3 Kiến nghị 97
Tài liệu tham khảo 98
Phụ lục 99


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 5.1-1. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 1 (phèn bùn) 33
Bảng 5.1-2. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) 34
Bảng 5.1-3. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) 36
Bảng 5.1-4. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn bùn) 37
Bảng 5.1-5. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) 38
Bảng 5.1-6. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) 40
Bảng 5.1-7. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeCl3) 42
Bảng 5.1-8. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) 43
Bảng 5.1-9. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) 45
Bảng 5.1-10. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeCl3) 47
Bảng 5.1-11. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) 48
Bảng 5.1-12. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) 50
Bảng 5.1-13. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeSO
4
) 52
Bảng 5.1-14. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeSO4) 53
Bảng 5.1-15. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn FeSO4) 54
Bảng 5.1-16. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeSO4) 56
Bảng 5.1-17. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeSO4) 57
Bảng 5.1-18. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2(phèn FeSO4) 59

Bảng 5.1-19. So sánh hiệu quả của các loại phèn 61
Bảng 5.2-1. Kết quả thí nghiệm sục khí theo thời gian 62
Bảng 5.3-1. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn bùn) 65
Bảng 5.3-2. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) 66
Bảng 5.3-3. Kết qủ thí ngiệm xác định pH tối ưu lần 2(phèn bùn) 67
Bảng 5.3-4. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn nhôm) 68
Bảng 5.3-5. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn nhôm) 69
Bảng 5.3-6. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn nhôm) 70
Bảng 5.3-7. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeSO4) 72
Bảng 5.3-8. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeSO4) 73
Bảng 5.3-9. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn FeSO4) 74
Bảng 5.4-1. Kết quả thí nghiệm nghiên cứu khuấy kị khí 77
Bảng 5.4-2. Kết quả thí nghiệm nghiên cứu khuấy kị khí 78
Bảng 5.4-3. Kết quả thí nghiệm nghiên cứu khuấy kị khí 80
Bảng 5.4-4. Kết quả thí nghiệm khuấy kị khí 81
Bảng 5.5-1. Kết quả thí nghiệm lọc kị khí 84


MỤC LỤC HÌNH
Hình 2. 1 Cấu trúc hệ thống trung chuyển rác tại Tp.HCM 4
Hình 2. 2 Sơ đồ công nghệ hệ thồng xử lý nước rỉ rác của BCL Gò Cát và Tam Tân
(CENTEMA) 6
Hình 2. 3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước rỉ rác Đông Thạnh của công ty TNHH Quốc Việt 7
Hình 2. 4 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác Đông Thạnh theo thiết kế CTA 7
Hình 2. 5 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA) 8
Hình 3. 1 Đồ thị xác định hằng số tốc độ keo tụ 12
Hình 3. 2 Cân bằng acid –bazơ và khả năng đệm trong quá trình biến đổi kị khí . 14
Hình 4. 1 Mô hình thí nghiệm jartest 28
Hình 4.2 Mô hình thí nghiệm sục khí 29
Hình 4.3 Mô hình thí nghiệm khuấy kị khí 30

Hình 4.4 Mô hình thí nghiệm lọc kị khí 31
Hình 6.1: sơ đồ công nghệ đề xuất xử lý nước ép rác trạm trung chuyển 96


Chương 1: Chương mở đầu

1
Chương 1: Chương mở đầu
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang được quan tâm và chú ý nhiều. Trong đó
tình trạng ô nhiễm ở các bãi rác đang là mối bức xúc của người dân và các ban ngành liên
quan, đặc biệt là nước rác.
Có nhiều công trình nghiên cứu xử lý nước rác nhưng áp dụng thực tế chưa có kết
quả tốt. Đây là một loại nước thải đặc biệt, tính chất nước thải không ổn định, có nhiều
chất độc hại nên rất khó điều chỉnh công nghệ thích hợp.
Hiện nay nước ép rác tại các bãi trung chuyển trong thành phố Hồ Chí Minh đều
được đưa về xử lý tại các bãi rác cùng nước rỉ rác. Nước ép rác có nồng độ ô nhiễm cao
hơn nước rỉ rác nhưng thành phần độc hại ít hơn nhiều. Nếu trộn chung hai loại nước thải
thành nước thải mới có nồng độ ô nhiễm cao và độc hại là rất khó xử lý đạt kết quả.
Trước tình hình đó, một giải pháp đặt ra là xử lý riêng nước ép rác tại các trạm trung
chuyển. Luận văn này xin nêu một số kết quả nghiên cứu nước ép rác bằng phương pháp
hoá lý và lọc kị khí.
1.2 Mục đích và nội dung luận văn
1.2.1 Mục đích luận văn
 Xử lý nước ép rác bằng phương pháp hoá lý.
 Xử lý nước ép rác bằng phương pháp sinh học.
 Từ quá trình nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý của dây chuyền công nghệ
đề ra.
1.2.2 Nội dung luận văn
Nghiên cứu xử lý nước ép rác bằng phương pháp hoá lý trong giai đoạn đầu của

quá trình xử lý:
 Thí nghiệm keo tụ khử COD và Calci trên một số loại phèn của nước rác
mới.
 Thí nghiệm loại bỏ N-NH
3
sau quá trình keo tụ để vào quá trình xử lý sinh
học, quá trình thay đổi pH trong thí nghiệm.
Chương 1: Chương mở đầu

2
 Thí nghiệm keo tụ khử COD sau quá trình xử lý sinh học để đạt tiêu chuẩn
thải khi quá trình sinh học làm việc ở tải trọng COD cao.
Nghiên cứu xử lý nước ép rác bằng phương pháp sinh học ở giai đoạn đầu của
quá trình xử lý:
 Thí nghiệm xử lý sinh học trong bể khuấy kị khí với nước rác mới
 Thí nghiệm xử lý sinh học trên mô hình lọc kị khí tĩnh với nước rác sau bể
khuấy kị khí
 Đề xuất phương pháp xử lý.
1.2.3 Phương pháp phân tích
Các chỉ tiêu được phân tích theo Standard Methods, 1995 (phụ lục).
1.3 Thời gian thực hiện
Thời gian thực hiện luận văn: 1/9/2004 – 17/12/2004.
1.4 Địa điểm lấy mẫu và thực hiện
Mẫu nước ép rác được lấy tại trạm trung chuyển số 1, 12B Quang Trung, F12, quận
Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh, trong khoảng 8h – 9 h sáng.
Thí nghiệm chạy mô hình và phân tích kết quả được thực hiện tại phòng thí nghiệm
khoa Môi Trường, Đại Học Bách Khoa Hồ Chí Minh.


Chương 2:Tổng quan

3
Chương 2: Tổng quan
2.1 Hiện trạng về hệ thống thu gom và vận chuyển rác Tp.Hồ Chí Minh
2.1.1 Các loại chất thải rắn và phương thức thu gom, vận chuyển:
Chất thải rắn tại tp.HCM được chia thành 4 loại chính là: rác sinh hoạt, rác xây
dựng, rác cơ sở y tế và rác công nghiệp. Mỗi loại rác này sẽ có một qui trình thu gom, vận
chuyển đặc trưng.
2.1.1.1 Rác sinh hoạt:
Rác sinh hoạt được thu gom sơ cấp từ hộ dân ra các bô rác, điểm hẹn, và từ các bô
rác và điểm hẹn được vận chuyển về các trạm trung chuyển. Tại đây, rác được ép vào các
container và đưa đến bãi rác Tam Tân-Củ Chi và Gò Cát-Hóc Môn để chôn lấp. Theo
thống kê khối lượng rác về 2 địa điểm trên xấp xỉ 5.000tấn/ngày.
2.1.1.2 Rác xây dựng:
Rác xây dựng là CTR được thải ra trong quá trình xây dựng, phá dỡ, cải tạo, duy
tu, sữa chữa công trình như xà bần, đất cặn, bùn cống, nhánh cây…
2.1.1.3 Rác y tế:
Là CTR thải ra trong quá trình điều trị bệnh, bao gồm 2 loại:
 Rác sinh hoạt.
 Rác y tế: bông, băng, kim tiêm…
Rác sinh hoạt được vận chuyển đến trạm trung chuyển hoặc khu xử lý rác sinh
hoạt, rác y tế được đem đốt.
2.1.1.4 Rác công nghiệp:
Hiện nay thành phố Hồ Chí Minh chưa kiểm soát cũng như chưa có hệ thống thu
gom vận chuyển và xử lý cho loại rác này. Việc thu gom vận chuyển do các cơ sở tự giải
quyết theo 2 hướng:
 Loại không thể tái chế (rác thải sinh hoạt và rác thải từ sản xuất): được cơ sở
thu gom và ký hợp đồng với các đơn vị vệ sinh môi trường để có biện pháp xử
lý thích hợp nhưng thường là đổ chung với rác sinh hoạt.
 Loại có thể tái chế, tái sử dụng: được phân loại và bán cho các cơ sở sản

xuất sử dụng cho các mục đích khác hoặc tái chế.
Chương 2:Tổng quan

4
2.1.1.5 Cơ cấu, thành phần hệ thống trung chuyển:
2.1.1.5.1 Cơ cấu hệ thống
Rác từ nguồn phát sinh sẽ được thu gom vận chuyển đến một trong những thành
phần của hệ thống trung chuyển là điểm hẹn, bô rác và các trạm trung chuyển. Từ điểm
hẹn, bô rác; CTR sẽ được vận chuyển thẳng đến khu xử lý hoặc qua các trạm trung
chuyển để rồi cuối cùng cũng được đưa về các bãi chôn lấp của thành phố. Qui trình này
có thể được thể hiện như sau:
Hình 2. 1 Cấu trúc hệ thống trung chuyển rác tại Tp.HCM
2.1.1.5.2 Trạm trung chuyển:
Là công trình được sử dụng để tiếp nhận rác từ các xe thu gom có tải trọng nhỏ để
chuyển sang xe có tải trọng lớn vận chuyển đến khu xử lý. Trạm được xây dựng kiên cố,
có nền bêtông cứng, mái che và có hệ thống xử lý mùi, bụi…
Tuỳ vào mỗi loại rác mà có các trạm trung chuyển tiếp nhận khác nhau:
Hệ thống
trung
chuyển
Khu xử lý
Nguồn
phát sinh
Trạm rác ép
kín/Trạm trung
chuyển
Bô rác
Điểm hẹn
Chương 2:Tổng quan

5
2.2 Thành phần và tính chất nước rác
2.2.1 Thành phần nước rác
Thành phần và tính chất nước ép rác dao động rất lớn, có thể thay đổi từ trạm trung
chuyển này đến trạm trung chuyển khác. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất nước rác
như thành phần rác, thời gian, thời tiết, điều kiện khu vực, nhiệt độ, v.v…
Nước rác mới thường có nồng độ COD thấp, dao động từ 20000 - 4000mg/l, pH
trong khoảng 4.0 – 5.6.Tỉ số BOD:COD cao trong khoảng 0.8 – 0.9. Đây là loại nước rác
có nồng độ SS, Calci, kim loại nặng (chủ yếu là sắt) hoà tan cao. Tuy nhiên các chất hữu
cơ chủ yếu dễ phân huỷ. Nước có mùi chua nồng và màu vàng đục. Nước này thu được
chủ yếu do quá trình nén ép thể tích khối rác bằng cơ học.
Bên cạnh hàm lượng COD cao, tổng hàm lượng nitơ rất cao trong nước rác. Hàm
lượng nitơ cao sẽ kích thích sự phát triển của phiêu sinh thực vật như rong tảo, tạo điều
kiện phú dưỡng hoá nguồn tiếp nhận. Điều này có thể dẫn đến làm bẩn nguồn nước trở
lại, gây thiếu hụt DO trong nước. Nếu hàm lượng NH
3
(amonia không phân ly hoặc
amonia tự do) cao có thể gây chết cá.Tỉ lệ hàm lượng amonia (NH
3
+ NH
4
+
) so với tổng
nitơ tăng dần theo thời gian. Trong quá trình kị khí, nitơ hữu cơ sẽ chuyển hoá thành
amonia.
Bảng 3. 1 Thành phần và tính chất nước rác điển hình
Nguồn : Integrated Solid Waste Management

Thành phần
Bãi mới

Bãi lâu năm
(Trên 10 năm)
Khoảng
Trung bình
Nhu cầu oxy hóa sinh hóa
(BOD
5
),mg/l
Tổng lượng cacbon hữu cơ
(TOC),mg/l
Nhu cầu oxy hóa hóa học
(COD), mg/l
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS),
mg/l

Nitơ hữu cơ, mg/l

Amoniac, mg/l


2000 – 20 000

1500 – 20 000

3000 – 60 000

200 – 2000

10 – 800

10 – 800

5 – 40

10 000

6000

18 000

500

200

200

25

100 – 200

80 – 160

100 – 500

100 – 400

80 – 120

20 – 40

5 – 10
Chương 2:Tổng quan

6
Nitrat, mg/l

Tổng lượng Photpho, mg/l

Orthophotpho, mg/l

Độ kiềm theo CaCO
3
, mg/l

Độ pH

Canxi, mg/l

Clorua, mg/l

Tổng lượng sắt, mg/l

Sulfat, mg/l

5 – 100

4 – 80

1000 – 10 000

4,5 – 7,5

50 – 1500

200 – 3000

50 – 1200

50 – 1000

30

20

3000

6

250

500

60

300

5 – 10

4 – 8

200 – 1000

6,6 – 7,5

50 – 200

100 – 400

20 – 200

20 – 50

2.2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ đã được ứng dụng
2.2.2.1 Dây chuyền công nghệ trong nước
2.2.2.1.1 BCL Gò Cát
Trung Tâm Công Nghệ Môi Trường (CENTEMA, 2002) đã nghiên cứu xử lý nước
rỉ rác Gò Cát có hàm lượng 50.000 – 60.000 mg COD/ l với qui mô pilot 1m3/h.
Kết quả cho thấy hiệu quả khử COD rất cao sau hai tháng vận hành (trên 98%). Tuy
nhiên COD không phân huỷ còn lại sau xử lý hiếu khí dao động trong khoảng 380 – 1.100
mg/l.


Hình 2. 2 Sơ đồ công nghệ hệ thồng xử lý nước rỉ rác của BCL Gò Cát và Tam
Tân (CENTEMA)
Chương 2:Tổng quan

7

2.2.2.1.2 BCL Đông Thạnh
Công nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Đông Thạnh của Công Ty Quốc Việt áp dụng hệ

hồ này đơn giản, phù hợp ở những nơi có diện tích mặt bằng rộng và để vận hành. Như
kết quả phân tích của công ty Quốc Việt đưa ra, với chất lượng nước đầu vào có COD =
3.094 mg/l, chất lượng nước rỉ rác sau xử lý đạt yêu cầu xả ra nguồn loại B (COD = 78
mg/l). Tuy nhiên khi đi vào chi tiết về hoá chất sử dụng, tính toán / chi tiết công trình đơn
vị và xử lý bùn lắng, công nghệ này còn nhiều điểm chưa rõ ràng và chưa có tính thuyết
phục cao.

Hình 2. 3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước rỉ rác Đông Thạnh của công ty TNHH
Quốc Việt
Công nghệ của công ty CTA thể hiện trong hình 2.4. Các công nghệ trên đều ứng
dụng quá trình hồ sinh học, đòi hỏi mặt bằng lớn. Quá trình hồ với sự tham gia của thực
vật nước như tảo, lục bình có thể đạt hiệu quả cao trong xử lý ammonia đối với nước rỉ
rác của BCL lâu năm (hàm lượng BOD thấp).


Hình 2. 4 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác Đông Thạnh theo thiết kế CTA

Chương 2:Tổng quan

8
2.2.2.2 Dây chuyền công nghệ ngoài nước
Xử lý sinh học được sử dụng ở đây chủ yếu để khử N-ammonia (99%) và COD
(91%) Các hàm lượng chất hữu cơ độc và kim loại nặng giảm đáng kể.




Hình 2. 5 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA)