Báo cáo khoa họcnghiên 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

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
DH11MT Page 2
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
DH11MT Page 3
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 4
I. Đặt vấn đề 4
II. Tính cấp thiết của đề tài 4
III. Mục đích, yêu cầu 5
IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5
V. Ý nghĩa của đề tài 5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC TÀI LIỆU LIÊN QUAN 5

I. Tổng quan về thành phần nước rỉ rác 5
1.I.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới 5
1.I.2 Thành phần nước rỉ rác Việt Nam 9
1.I.3 Tính chất nước rỉ rác của bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Bình Dương 13
II. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác 15
1.II.1 Phương pháp xử lý cơ học chất thải rắn 15
1.II.2 Phương pháp xử lý hóa – lý 15
1.II.3 Phương pháp xử lý sinh học 15
1.II.4 Phương pháp xử lý hoá học 16
III. Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác hiện nay 17
1.III.1 Công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới 17
1.III.2 Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam 20
IV. Vai trò của phương pháp oxy hóa bậc cao trong quá trình xử lý nước rỉ rác 30
1.IV.1 Ánh sáng tử ngoại _UV (Ultraviolet Light) 31
1.IV.2 Quá trình Fenton đồng thể 31
1.IV.3 Quá trình Fenton dị thể 32
1.IV.4 Quá trình quang Fenton 32
1.IV.5 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình Fenton và quang Fenton 33
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 480m
3
/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 4
Hình 1 Nước rỉ rác
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.I.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
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.
Mặc dù mỗi quốc gia có quy trình vận hành BCL p khác nhau, nhưng nhìn chung
DH11MT Page 5
Hình.2 Bể chứa nước rỉ rác
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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.
DH11MT Page 6
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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
Thành Phần Đơn Vị
Colombia(ii) Canada(ii) Đức (iv)
Pereira (5 năm vận
hành)
Clover Bar (Vận
hành từ năm
1975)
BCL CTR đô
thị
pH - 7.2 – 8.3 8.3 -
COD mgO
2

/l 4350– 65000 1090 2500
BOD mgO
2
/l 1560– 48000 39 230
NH
4
mg/L 200 – 3800 455 1100
TKN mg/L - - 920
Chất rắn tổng
cộng
mg/L 7990– 89100 - -
Chất rắn lơ lửng mg/L 190 – 27800 - -
Tổng chất rắn
hoà tan
mg /L 7800– 61300 - -
Tổng phosphate
(PO
4
)
mg/L 2 – 35 - -
Độ kiềm tổng mgCaCO
3
/L 3050 – 8540 4030 -
DH11MT Page 7
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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
Thành Phần Đơn Vị
Thái Lan Hàn Quốc
BCL pathumthani
Sukdowop
NRR 1 năm
Sukdowop NRR
12 năm
pH - 7.8 – 8.7 5.8 8.2
Độ dẫn điện µS/cm 19400– 23900
COD mgO
2
/L 4119– 4480 12500 2000
BOD
5
mgO
2
/L 750 – 850 7000 500
SS mg/L 141 – 410 400 20
IS mg/L 10588-14373 - -
N-NH
3
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 mgCaCO
3
/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, BOD
5
cao (có thể lên đến hàng chục
ngàn mgO
2
/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 NH
3
trung bình khoảng 1800mg/L. Nồng độ các kim loại hầu như rất thấp, ngoại
trừ sắt.
DH11MT Page 8
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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 BOD
5
/COD, trong thời gian đầu tỷ lệ này có thể
lên đến 80%, với tỷ lệ BOD

5
/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.
Hình 4 Nhà máy xử lý nước rỉ rác tại Hàn Quốc
1.I.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
DH11MT Page 9
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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, NH
3
, SO
4
, ) 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
CHỈ TIÊU
ĐƠN VỊ
Gò Cát Phước Hiệp Nam Bình Dương
Thời gian
lấy mẫu
NRR
mới
2,3,4/20
02
NRR
cũ
8/200
6
NRR
mới
1,4/200
3
NRR cũ
4/03 –
8/06
NRR mới
2,4/2002
NRR cũ
8,11/2003
pH -
4.8 – 6.2 7.5 –
8.0

5.6 –
6.5
7.3 –
8.3
6.0 – 7.5 8.0 – 8.2
TDS mg/L
7300 –
12200
9800
–
16100
18260 –
20700
6500 –
8470
10950 –
15800
9100 –
11100
Độ cứng
tổng
mgCaCO
3
/
L
5833 –
9667
590 5733 –
8100
- 1533 –

8400
1520 –
1860
Ca
2+
mg/L
1670 –
2740
40 –
165
2031 –
2191
110 –
6570
1122 –
11840
100 – 190
SS mg/L
1760 –
4310
90 –
4000
790 –
6700
- 1280 –
3270
169 – 240
VSS mg/L
1120 –
3190

- - - - -
COD mgO
2
/L
39614 –
59750
2950
–
7000
24000 –
57300
1510 –
4520
38533 –
65333
916 –
1702
BOD mgO
2
/L
30000 –
48000
1010
–
1430
18000 –
48500
240 –
2.120
33570 –

56250
235 – 735
VFA mg/L
21878 –
25182
- 16777 - - -
DH11MT Page 10
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
N-NH
3
mg/L
297 –
790
1360
–
1720
760 –
1550
1590 –
2190
1245 –
1765
520 - 785
N-hữu cơ mg/L
336 –
678
- 252 –
400
110 –
159

202 – 319 -
SO
4
mg/L
1600 –
2340
- 2300 –
2560
- - 30 – 45
Humic mg/L
- 297 –
359
250 –
350
767 –
1150
- 275 – 375
Lignin mg/L
- 52 –
86
- 74.7 - 36.2 –
52.6
Dầu Khoáng mg/L - - - - - 10 – 16.5
H
2
S mg/L
106 - 4.0 - - -
Phenol mg/L
- - - - - 0.32 –
0.60

Phospho
tổng
mg/L
55 – 90 14 –
55
5 – 30 7 – 20 14 – 42 11 - 18
Tetrachloret
hylen
mg/L
- - KPH KPH KPH KPH
Trichlorethyl
en
mg/L
- KPH KPH KPH KPH KPH
Mg
2+
mg/L
404 –
687
119 - - 259 – 265 373
Fe tổng mg/L
204 –
208
13.0 - - - 64 – 120
Al mg/L
0.04 –
0.50
- - - 0.23 –
0.26
-

Zn mg/L
93.0 –
202.1
KPH 0.25 - - 0.3 – 0.48
Cr Tổng mg/L
0.04 –
0.05
KPH KPH - KPH 0 – 0.05
Cu mg/L
3.50 -
4.00
0.22 0.25 - 0.85 –
3.00
0.1 – 0.14
Pb mg/L
0.32 –
1.90
0.076 0.258 - 14 – 21 0.006 –
0.05
Cd mg/L
0.02
-0.10
KPH 0.008 - 0 – 0.03 0.002 –
0.008
Mn mg/L
14.50 -
32.17
0.204 33.75 - 4.22 –
11.33
0.66 –

0.73
DH11MT Page 11
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Ni mg/L
2.21 –
8.02
0.458 0.762 - 0.63 –
184
0.65 -0.1
Hg mg/L
- - 0.01 - - 0.01 –
0.04
As mg/L
- - - - - 0.010 –
0.022
Sn mg/L
- - KPH - - 2.2 – 2.5
(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 mO
2
/L, tỉ lệ BOD
5
/COD cao trong
khoảng 0.5 – 0.9; nồng độ NH
3
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 BOD
5
/COD thấp, nồng độ

NH
4
+
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 – 25000mgO
2
/L, tỉ lệ BOD
5
/COD
dao động trong khoảng 0.45 – 0.50; với nồng độ NH
3
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
mgO
2
/L, cao nhất đạt đến 6000 mgO
2
/L, tỉ lệ BOD
5
/COD thấp dao động trong khoảng 0.15 –
0.30, nồng độ NH
3
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 mgO
2
/L, BOD: 30000
mgO
2
/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 12
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hình 5 Bãi chôn lấp chất thải rắn Gò Cát_TP HCM
1.I.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 13
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
STT Chỉ tiêu Đơn vị
Mùa mưa (tháng 6
đến tháng 11)
Mùa nắng (tháng

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 mgO
2
/L 5105 – 31950 6621 – 59750
4 BOD
5
mgO
2
/L 3340 – 25120 5150 – 48000
5 N-NH
3
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 14
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
II. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác.
1.II.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.II.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.II.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 CO
2
và H
2
O (hiếu khí); CH
4
và CO

2
(kị
khí). Qúa trình xử lý sinh học có thể được thực hiện trong 2 điều kiện hiếu khí hoặc kị
khí.
DH11MT Page 15
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.II.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 16
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.III.1Công 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
CO
2
và H
2
O. 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, NH
4
+
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
Thôn
g số
Đơn vị
Đầu
vào
Sau khử
Nitrat
Sau oxy
hóa
Sau xử lý sinh
học
Nồng độ giới
hạn
COD mg/L 2600 900 130 70 200
NH
4
mg/L 1100 0.3 - - 70
(Nguồn: ATV 7.2.26, Anonymus 1996)
DH11MT Page 17
Nguồn tiếp nhận
Khử nitrat
Lắng
Lọc
Oxy hóa với Ozone
Bể tiếp xúc sinh học
Nitrat hóa
Nước rỉ rác

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
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 –
7500m
3
/ngày được trình bày trong Hình 8
DH11MT Page 18
Nước rỉ rác sau xử lý
Bể ổn định
Thiết bị phân hủy kỵ khí
Nitrat hóa
Khử nitrat
Bể keo tụ 1
Bể keo tụ 2
Nước rỉ rác
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(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
sử dụng hóa chất keo tụ là FeSO
4
. Thành phần chất ô nhiễm trong BCL tại BCL Sudokwon
Hàn Quốc cho thấy nồng độ COD đầu vào trạm xử lý không cao.
Bảng 1.6 Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý
DH11MT Page 19
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Thông số Trước xử lý Sau xử lý
COD (mg/L) 2200 – 3600 220 – 300
BOD (mg/L) 700 – 1600 -
Nitơ tổng (mg/L) 1300 – 2000 54 – 240
N-NH4+ (mg/L) 1200 – 1800 1 – 20
Độ màu - 171
(Nguồn: Jong-Choul Won et al., 2004)
Với tính chất NRR của BCL Hàn Quốc có tỉ lệ BOD/COD khoảng 0.3 – 0.4; Hàn Quốc
cũng đã áp dụng phương pháp sinh học kết hợp hóa lý để xử lý chất hữu cơ và nitơ có trong
NRR. Kết quả cho thấy bể oxy hóa amonium hoạt động rất hiệu quả, nồng độ ammonium
được xử lý đến 99% (N-NH
4
+
đầu ra dao động khoảng 1 – 20mg/L), tuy nhiên tổng nitơ đầu
ra có khi lên đến 240mg/L. Kết quả chứng minh rằng với nồng độ ammonium cao
(2000mg/L) thì phương pháp khử nitơ bằng phương pháp truyền thống không đạt hiệu quả
cao là do sự ức chế của các vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacter.
Nồng độ COD đầu ra cao có thể được giải thích rằng một số hợp chất hữu cơ khó/không
phân hủy sinh học như axít fulvic vẫn không thể khử được bằng quá trình keo tụ.
Tóm lại, quy trình công nghệ xử lý NRR của các nước trên thế giới đều kết hợp các quá

trình sinh học, hóa học và hóa lý, hầu hết các công nghệ xử lý đều bắt đầu xử lý nitơ bằng
phương pháp cổ điển (nitrate hóa và khử nitrate), tuy nhiên với nồng độ nitơ cao (2000mg/L)
thì phương pháp này cũng bị hạn chế. Tùy thuộc vào thành phần nước NRRrỉ rác cũng như
tiêu chuẩn xả thải mà quy trình xử lý tiếp theo được thay đổi với việc áp dụng quá trình cơ
học (màng lọc), hóa lý (keo tụ/ tạo bông) và oxy hóa nâng cao (Fenton, ozone, ).
1.III.2Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam
BCL là phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt thích hợp nhất đang được áp dụng ở
Việt Nam do chi phí thấp, dễ vận hành và cũng là phương pháp chủ yếu để giải quyết vấn đề
xử lý chất thải rắn tại nước ta. Tuy nhiên, phương pháp này đã gây ra những ảnh hưởng rất
lớn đối với môi trường như hoạt động của các xe vận chuyển rác gây ra bụi, rung và tiếng
ồn, khí rác, mùi, đặc biệt là nước rỉ rác là nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm môi trường của
các BCL hiện nay. Công nghệ xử lý NRR ở Việt Nam hiện nay bộc lộ rất nhiều nhược điểm
nguyên nhân là do:
DH11MT Page 20
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
− Thiết kế hệ thống thu gom NRR chưa tối ưu
− Quy trình vận hành BCL
− Thành phần chất thải rắn sinh hoạt và chất thải rắn đô thị đưa vào BCL
− Sự thay đổi nhanh của nồng độ chất ô nhiễm có trong NRR
− Nhiệt độ cao do Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới
− Giá thành xử lý bị khống chế
− Giới hạn về chi phí đầu tư
Một số công nghệ xử lý NRR được coi là điển hình hiện đang áp dụng tại các BCL Nam
Sơn (Hà Nội), Gò Cát, Phước Hiệp (thành phố Hồ Chí Minh) và mới đây nhất là BCL của
khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Bình Dương được liệt kê dưới đây:
1.III.2.1 Trạm xử lý nước rỉ rác Bãi chôn lấp Nam Sơn (Hà Nội)
Trạm xử lý NRR được đưa vào vận hành sau khi BCL đã hoạt động gần một năm (1999)
với công suất 500 - 700m
3
/ngày.đêm. Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý NRR

BCL Nam Sơn trong giai đoạn đầu được trình bày trong Hình 9
DH11MT Page 21
Nước rỉ rác
Ngăn thu nước
Trạm bơm
bơ
m
Bể lắng
Bể UASB
Hồ sinh vật
Bể thổi khí
Nguồn tiếp nhận
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hình 9: Sơ đồ dây chuyền công nghệ ban đầu của trạm xử lý nước rỉ rác Nam Sơn
Trong sơ đồ dây chuyền công nghệ này, bể UASB là công trình quan trọng nhất có khả
năng tiếp nhận nước thải với nồng độ và tải trọng rất cao (COD = 50000 mg/L và L = 50 –
80 kgCOD/m
3
.ngđ). Bể thổi khí và hồ sinh vật có nhiệm vụ giảm nồng độ chất hữu cơ và
nitơ xuống giới hạn cho phép trước khi xả vào nguồn. Trong giai đoạn khởi động, UASB
hoạt động khá tốt, các quan sát cho thấy lượng khí sinh ra khá lớn, hiệu quả xử lý đạt đến
70-80%. Tuy nhiên sau một thời gian ngắn, hiệu quả xử lý của UASB giảm đáng kể và trạm
xử lý đã phải ngừng hoạt động sau 8 tháng vận hành. Cho đến nay, để khắc phục tình trạng
trên, công nghệ xử lý NRR tại BCL Nam Sơn đã được cải tạo và xây dựng mới với sơ đồ
công nghệ được trình bày trong Hình 10
DH11MT Page 22
Trạm bơm
bơ
m
Nước rỉ rác

Hồ sinh học
Song chắn rác
Bể đệm 1
Bể lắng 1
Striping (thổi khí)
Bể SBR 1 và 2
UASB
Bể lắng 2
Bể phản ứng
Bể Semultech
Bể lọc cát
Bể chứa
Bể đệm 2
Hồ ổn định
Bể khử trùng
Nguồn tiếp nhận
Chôn
lấp
Sục khí
Bể chứa bùn
Sục khí
Ca(OH)
2
H
2
O
2
+ FeSO
4

+H
2
SO
4
=
=
PAC +NaOH
NNaNaOH
Than hoạt tính
Na(OCl)
2
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Trong sơ đồ công nghệ trên NRR được bơm trực tiếp từ các hố thu nước lên hồ sinh học,
hồ sinh học có chức năng như bể điều hòa và xử lý một phần chất hữu cơ. Với nồng độ
ammonium cao trong NRR sẽ ảnh hưởng đến các công đoạn sinh học phía sau nên bước khử
nitơ đuợc áp dụng. Phương pháp xử lý nitơ được áp dụng là phương pháp đuổi khí (air
stripping) với bổ sung vôi nhằm mục đích nâng pH của nước rỉ rác lên 10 –12 để tăng cường
DH11MT Page 23
Hình 10: Công nghệ xử lý
nước rỉ rác cải tiến tại bãi chôn
lấp Nam Sơn.
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
chuyển hóa NH
4
+
sang NH
3
. Với nồng độ ammonium lớn hơn 1.000mg/L thì phương pháp
xử lý nitơ bằng phương pháp truyền thống không cho hiệu quả cao nhưng đối với việc áp
dụng quá trình air stripping sẽ có hiệu quả hơn. Sau quá trình air stripping NRR được chỉnh

pH (6.5 ÷ 7.5) trước khi vào hệ thống xử lý sinh học bằng quá bùn hoạt tính lơ lửng dạng
mẻ, trong quá trình này các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học sẽ được khử và
ammonium còn lại sau quá trình air stripping cũng được khử triệt để hơn trong giai đoạn
này. Kế tiếp NRR lại được xử lý bằng hệ thống UASB đây là công trình xử lý chất hữu cơ
với tải lượng chất hữu cơ cao, đây chính là điểm không hợp lý của công nghệ xử lý vì với
nồng độ COD đầu vào thấp và phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng
phân hủy sinh học thì áp dụng UASB sẽ không có hiệu quả. Các hợp chất hữu cơ khó/không
phân hủy sinh học được khử bằng quá trình oxy hóa bậc cao (hệ Fenton). Sau bước Fenton
quá trình keo tụ/tạo bông kết hợp lắng với chất keo tụ là PAC và chỉnh pH về ngưỡng tối ưu
được thực hiện trong bể Semultech. Với quá trình Fenton và keo tụ các hợp chất hữu cơ khó
phân hủy được loại bỏ một phần mà chủ yếu là axít humic. Các chất hữu cơ khó phân hữu
còn lại trong NRR chủ yếu là axít fulvic được xử lý triệt để bằng quá trình hấp phụ sử dụng
than hoạt tính, sau bước này NRR được khử trùng trước khi thải vào nguồn tiếp nhận, thành
phần NRR sau hệ thống xử lý tại BCL Nam Sơn – Hà Nội được trình bày trong Bảng 1.7.
Bảng 1.7: Thành phần NRR sau hệ thống xử lý tại BCL Nam Sơn – Hà Nội
STT Thông số Đơn vị Kết quả TCVN 5945-1995 (B)
1 pH - 7.1 – 7.4 5.5 – 9
2 SS mg/L 17 – 58 100
3 COD mgO
2
/L 32 – 67 100
4 BOD
5
mgO
2
/L 19 – 39 50
5 Phospho tổng mg/L 0.02 – 0.4 6
6 N-NH
3
mg/L 0.15 – 0.3 1

7 Nitơ tổng mg/L 17 – 31 60
8 Độ màu Pt-Co 19 – 20 -
9 As mg/L 0.001 – 0.008 0.1
10 Ca
2+
mg/L 16 – 20 -
11 Fe
2+
mg/L 1.2 – 1.8 -
12 Fe
3+
mg/L 0.6 – 1.0 -
DH11MT Page 24
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
13 Sắt tổng mg/L 1.8 – 2.8 5
14 Cu mg/L 0.14 – 0.2 1
15 Pb mg/L 0.011 – 0.04 0.5
16 Cd mg/L 0.005 – 0.007 0.02
17 Zn mg/L 0.91 – 0.98 2
18 Mn mg/L 0.04 – 0.16 1
19 Hg mg/L 0.001 0.005
20 Cl
2
mg/L 0.70 – 1.67 2
21 Coliform MPN/100ml 1950 10000
(Nguồn: Công ty cổ phần kỹ thuật SEEN 01/2006)
1.III.2.2 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại Bãi chôn lấp Gò Cát
BCL Gò Cát có diện tích 25 ha với vốn đầu tư lên đến 22 triệu USD được xây dựng theo
tiêu chuẩn cao hơn (tiêu chuẩn của BCL vệ sinh hiện đại), thời gian họat động của BCL Gò
Cát từ năm 2001 đến 2006. Hệ thống xử lý NRR tại BCL Gò Cát được xây dựng với công

suất 400m
3
/ngày đêm. Sơ đồ dây chuyền xử lý NRR BCL Gò Cát theo công nghệ của Hà
Lan được trình bày tóm tắt trong Hình 11
DH11MT Page 25
Nước rỉ rác
Trạm bơm
Bể lên men kị khí (1.000m
3
)
Bể lọc áp lực (17,8m
3
/h)
Bể thổi khí
Thiết bị lọc màng UF
Nguồn tiếp nhận