Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố thái nguyên tỉnh thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (884.12 KB, 71 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
DƢƠNG THỊ KIM LUYẾN
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG PHÁT SINH BÙN THẢI
ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,
TỈNH THÁI NGUYÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Khoa
: Môi trƣờng
Khóa học
: 2011 - 2015
Thái Nguyên - Năm 2015
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
DƢƠNG THỊ KIM LUYẾN
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG PHÁT SINH BÙN THẢI
ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,
TỈNH THÁI NGUYÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Lớp
Khóa học
: Chính quy
: Khoa học môi trƣờng
: Môi trƣờng
: K43 - KHMT - N01
: 2011 - 2015
Giảng viên hướng dẫn : Th.S Đặng Thị Hồng Phƣơng
Thái Nguyên - Năm 2015
i
LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là nhằm thực hiện tốt phương châm “Học đi đôi với
hành, gắn lý thuyết với thực tiễn” của các trường đại học trong cả nước nói
chung và trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng. Đây là giai đoạn
quan trọng giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học trên ghế nhà trường,
đồng thời nâng cao kỹ năng thực hành, vận dụng vào thực tế để giải quyết vấn
đề cụ thể.
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này trước hết em xin gửi lời cảm
ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
cùng toàn thể các thầy cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô giáo khoa
Môi trường đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh
nghiệm quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt
quá trình thực tập.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo Th.S Đặng Thị
Hồng Phƣơng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, dìu dắt em trong suốt quá trình
thực hiện đề tài và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành tốt khóa luận này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân,
những người đã luôn động viên, tạo điều kiện góp ý và giúp đỡ em trong suốt
thời gian học tập và thực hiện khóa luận.
Em xin chúc toàn thể các Thầy, Cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và
thành công trong sự nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày
tháng
năm
Sinh viên
Dƣơng Thị Kim Luyến
ii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần chất rắn của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada ........ 8
Bảng 2.2: Thành phần chất rắn của bùn thải 03 trạm XLNT ở Quebec ........... 8
Bảng 2.3: Thông số hóa học của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada ............ 9
Bảng 2.4 Thông số hóa học của bùn thải tại 03 trạm XLNT Quebec............. 10
Bảng 2.5: Kết quả quan trắc bùn trầm tích đợt 2 ............................................ 11
Bảng 3.1: Vị trí lấy mẫu .................................................................................. 25
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích .......................................... 26
Bảng 4.1: Độ ẩm của bùn thải ......................................................................... 35
Bảng 4.2: Hàm lượng chất hữu cơ và pH của bùn thải ................................... 36
Bảng 4.3: Hàm lượng Nts và Pts trong bùn thải ............................................... 38
Bảng 4.4: Hàm lượng kim loại nặng (Zn) trong bùn thải ............................... 39
Bảng 4.5: Nguồn phát sinh bùn thải đô thị ..................................................... 41
Bảng 4.6: Tổng hợp lượng bùn thải được nạo vét trên địa bàn thành phố Thái
Nguyên ............................................................................................................ 44
Bảng 4.7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của bùn thải đô thị đến môi trường . 47
Bảng 4.8: Tần suất nạo vét bùn bể phốt ở Thái Nguyên ................................. 50
iii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý nước
thải ở các nước cộng đồng Châu Âu. .............................................. 13
Hình 4.1: Dân số thành phố Thái Nguyên giai đoạn 2008-2013 .................... 30
Hình 4.2: Thu nhập bình quân trên đầu người của thành phố Thái Nguyên
giai đoạn 2008- 2013 ...................................................................... 31
Hình 4.3: Hàm lượng CHC và pH trong mẫu bùn nghiên cứu ....................... 37
Hình 4.4: Tần suất thông hút bùn bể phốt ở Thái Nguyên ............................. 50
iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ý nghĩa
STT
Ký hiệu
1
BHC
Bùn hầm cầu
2
BTH
Bể tự hoại
3
BTNMT
4
CP
5
EPA
Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ
6
GDP
Thu nhập bình quân/đầu người
7
GIS
Hệ thống thông tin địa lý
8
KLN
Kim loại nặng
9
NĐ
Nghị định
10
PGĐ
Phó giám đốc
11
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
12
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
13
Th.S
14
TNHH
15
TPHCM
16
TS
Tiến sĩ
17
TT
Thông tư
18
UBND
Ủy ban nhân dân
19
VSMT
Vệ sinh môi trường
20
XLNT
Xử lý nước thải
Bộ tài nguyên môi trường
Chính phủ
Thạc sĩ
Trách nhiệm hữu hạn
Thành phố Hồ Chí Minh
v
MỤC LỤC
PHẦN 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ................................................................... 2
1.2.1. Mục đích ........................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu ............................................................................................. 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................... 3
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ................................ 3
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn ..................................................................... 3
PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
2.1. Tổng quan về bùn thải đô thị .................................................................. 4
2.1.1. Định nghĩa về bùn thải đô thị ........................................................... 4
2.1.2. Phân loại bùn thải đô thị ................................................................... 4
2.1.3. Nguồn phát sinh bùn thải đô thị........................................................ 6
2.1.4. Đặc điểm của bùn thải đô thị ............................................................ 7
2.1.5. Tính chất của bùn thải đô thị ............................................................ 9
2.2. Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới và ở Việt Nam ....................... 12
2.2.1. Trên thế giới .................................................................................... 12
2.2.2. Ở Việt Nam ..................................................................................... 14
2.3. Một số văn bản pháp luật về quản lý bùn thải đô thị ở Việt Nam ........ 20
2.4. Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới và ở Việt Nam ....... 21
2.4.1. Một số phương pháp xử lý bùn thải trên Thế giới .......................... 21
2.4.2. Một số phương pháp xử lý bùn thải ở Việt Nam ............................ 22
PHẦN 3 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU25
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 25
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 25
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 25
3.2. Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................ 25
3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 25
3.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 26
3.4.1. Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số liệu sơ cấp .................... 26
vi
3.4.2. Phương pháp điều tra phỏng vấn .................................................... 26
3.4.3. Phương pháp phân tích ................................................................... 26
3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 27
PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................28
4.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên ......... 28
4.1.1. Điều kiện tự nhiên........................................................................... 28
4.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ................................................................ 29
4.2. Tính chất của bùn thải đô thị phát sinh trên địa bàn thành phố Thái
Nguyên ......................................................................................................... 35
4.3. Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố
Thái Nguyên ................................................................................................. 39
4.3.1. Các nguồn phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên
................................................................................................................... 39
4.3.2. Tình hình nạo vét bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 41
4.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của bùn thải đô thị đến môi trường thành phố
Thái Nguyên.............................................................................................. 45
4.3.4. Thực trạng công tác quản lý bùn thải đô thị tại thành phố Thái Nguyên
................................................................................................................... 48
4.3.5. Đề xuất giải pháp quản lý bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố
Thái Nguyên.............................................................................................. 51
PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ......................................................................54
5.1. Kết luận ................................................................................................. 54
5.2. Đề nghị .................................................................................................. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................56
1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong các loại hình chất thải đô thị, bùn thải đô thị là một loại hình chất
thải đặc thù phát sinh chủ yếu từ các hoạt động xử lý nước thải và nạo vét hệ
thống thoát nước đô thị. Quá trình hình thành bùn thải có thể tích lũy nhiều
chất ô nhiễm nguy hiểm, bùn thải đô thị có thể chứa tới hơn 300 các hợp chất
hữu cơ khác nhau. Các hợp chất vô cơ và các vi sinh vật gây bệnh cũng tồn tại
đa dạng trong bùn thải đô thị. Đặc biệt sự tồn tại của kim loại nặng cũng như
các chất ô nhiễm hữu cơ trong bùn thải đã làm hạn chế khả năng tái chế bùn
thải và sử dụng sản phẩm tái chế cho mục đích nông nghiệp cũng như tiềm ẩn
khả năng gây ô nhiễm môi trường.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì tình trạng
quy hoạch các khu đô thị chưa gắn với vấn đề xử lý chất thải, nước thải nên ô
nhiễm môi trường ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu đô thị đang
ở mức báo động. Việc giải quyết ô nhiễm do chất thải rắn, chất thải nguy hại
và đặc biệt là bùn thải đang là thách thức lớn đối với xã hội.
Thành phố Thái Nguyên là đô thị loại I trực thuộc tỉnh Thái Nguyên và
là một trong những thành phố có tốc độ đô thị hóa cao, là nơi đông dân cư, tập
trung nhiều trường đại học… Kết quả điều tra dân số năm 2013 dân số thành
phố Thái Nguyên là hơn 374.500 người, dân cư phân bố với mật độ khá cao
khoảng 1.260 người/km2 [6].
Theo đánh giá mới nhất của tỉnh Thái Nguyên, hiện nay tình trạng ô
nhiễm môi trường trên địa bàn ngày càng gia tăng và khó kiểm soát, tính chất
vi phạm pháp luật về bảo vệ môi trường ngày càng phức tạp, nhiều "điểm
nóng" về ô nhiễm môi trường còn tồn tại, gây bức xúc trong dư luận... Qua
2
thống kê sơ bộ, hiện mỗi ngày toàn tỉnh thải ra trên 400 tấn chất thải sinh hoạt
nhưng số chất thải thu gom, xử lý mới đạt khoảng 36%, riêng lượng chất thải
y tế được thu gom, xử lý hợp vệ sinh cũng chỉ đạt gần 50%[14].
Vì vậy vấn đề rác thải và bùn thải đô thị là một trong số những vấn đề
rất đáng quan tâm. Bùn thải ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, gây ô
nhiễm không khí và nhất là thẩm thấu làm ô nhiễm mực nước ngầm, nước
mặt dẫn đến chất lượng nguồn nước bị suy giảm. Hiện nay trên địa bàn thành
phố nguồn nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt hầu như được đổ trực
tiếp xuống các kênh rạch của thành phố, phần lớn các kênh rạch đều bị bùn
lắng rất nhanh, hầu hết đều có màu đen và hôi thối gây ảnh hưởng đến cuộc
sống và môi trường.
Quản lý tốt quá trình phát sinh bùn thải đô thị là một trong những giải
pháp hữu hiệu cho công tác bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp góp phần
hướng tới các mục tiêu phát triển bền vững của đất nước. Vì những lý do trên
đề tài: “Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành
phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” được thực hiện.
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích
- Đánh giá các nguồn phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố
Thái Nguyên.
- Tìm hiểu tính chất của các loại bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố
Thái Nguyên.
- Đề xuất giải pháp nhằm quản lý bùn thải đô thị tại thành phố Thái Nguyên.
1.2.2. Yêu cầu
- Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác.
- Đánh giá được thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành
phố Thái Nguyên.
3
- Đề xuất giải pháp phải khả thi phù hợp với điều kiện thực tế.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Vận dụng và phát huy kiến thức đã học tập và nghiên cứu.
- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ
cho công tác nghiên cứu sau này.
- Là báo cáo tốt nghiệp cho sinh viên.
- Là cơ sở, tài liệu cho các nghiên cứu khoa học về sau.
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
- Thông qua đề tài này giúp cho cộng đồng nhận thấy rõ những hậu quả
vô cùng nghiêm trọng khi môi trường bị ô nhiễm từ bùn thải đô thị. Để từ đó
bản thân mỗi cá nhân, tổ chức trong cộng đồng tự xây dựng cho mình ý thức
bảo vệ môi trường.
- Đề tài là cơ sở để giúp các nhà quản lý có các giải pháp tối ưu nhất
cho công tác bảo vệ môi trường.
4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về bùn thải đô thị
2.1.1. Định nghĩa về bùn thải đô thị
Bùn thải có thể được định nghĩa như sau: Bùn thải là một hỗn hợp lỏng
rắn chứa các thành phần: nước chiếm 95% - 98% trọng lượng ẩm và một phần
các chất hữu cơ, vô cơ và rất nhiều loại vi sinh vật, đặc tính của bùn phụ
thuộc vào tính chất của chất lỏng mà nó được tách ra. Bùn có thể ở dạng rắn,
bán rắn, lỏng tùy theo công nghệ xử lý. Hỗn hợp chất này thường chứa một
lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn, có thành phần
đồng nhất trong toàn bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2 mm và có độ
ẩm 70 - 95 %.
EPA định nghĩa bùn thải như một sản phẩm cuối cùng được tạo ra từ
quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp từ nhà máy xử lý
nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi khi cũng được sử dụng
chung cho chất rắn được tách biệt với huyền phù trong nước, hỗn hợp vật chất
này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt
rắn [12].
2.1.2. Phân loại bùn thải đô thị
* Theo nguồn gốc bùn thải bao gồm các loại sau:
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt/đô thị, bao gồm mạng
lưới thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt/đô thị.
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới
thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải công nghiệp.
- Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước cấp.
- Bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh rạch định kì.
- Bùn thải từ bể tự hoại (hầm cầu).
5
- Bùn thải từ các công trường xây dựng.
- Các loại bùn khác [2].
* Theo tính chất của nguồn phát sinh bùn:
Bùn thải được chia thành bùn thải dễ phân hủy sinh học và bùn thải khó
phân hủy sinh học.
- Bùn thải dễ phân huỷ sinh học được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học (còn
gọi là bùn sinh học) hay từ nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Bùn dễ phân
hủy sinh học cũng được chia thành 2 loại: không nguy hại và nguy hại.
+ Bùn thải không nguy hại được tạo ra từ quá trình xử lý nước ở các
nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm, nước thải sinh hoạt. Bùn này có hàm
lượng chất hữu cơ cao, ít độc và thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy
có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng, hoặc sử dụng làm nguyên liệu nuôi
cấy vi sinh vật, tạo ra nguồn nhiên liệu, năng lượng có giá trị.
+ Bùn thải nguy hại được tạo ra từ hệ thống nước thải bệnh viện, các
khu nghiên cứu… đối với loại bùn này phải xử lý nghiêm ngặt bằng phương
pháp thiêu đốt trước khi chôn, tuyệt đối không được tận dụng cho mục đích
nông nghiệp.
- Bùn thải khó phân hủy là bùn thải có chứa nhiều hợp chất khó phân
hủy hay các chất độc. Bùn thải khó phân hủy sinh học được chia thành 2
nhóm: nhóm có khả năng xử lý thường và nhóm không thể xử lý được.
+ Bùn thải có khả năng xử lý thường áp dụng phương pháp thu hồi một số
chất sau đó thiêu đốt, đóng rắn để tạo thành sản phẩm mới phục vụ con người.
+ Bùn thải không thể xử lý được là các loại bùn có chứa chất phóng xạ
và các chất độc dễ phát tán trong môi trường và phải xử lý bằng phương pháp
đóng rắn và chôn lấp theo quy định [12].
6
* Phân loại theo đặc tính
- Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, có hàm lượng chất hữu
cơ cao, hàm lượng chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô (nước
thải của công nghiệp thực phẩm, hóa hữu cơ). Do sự có mặt của phần lớn các
chất keo ưa nước nên khó khăn cho việc làm khô bùn.
- Bùn vô cơ ưa nước: Các loại bùn này chứa hydroxit kim loại tạo thành từ
phương pháp lý hóa bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước xử lý (Al,
Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối sắt, muối nhôm).
- Bùn chứa dầu: Trong bùn có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, khoáng
chất (hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ trong các phần tử
bùn ưa nước (nước thải của nhà máy lọc dầu).
- Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội
hơn các chất đặc biệt có giữ hàm lượng nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn,
muối đã kết tinh).
- Bùn vô cơ ưa - kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị
nước chứa vừa đủ chất ưa nước để gây ảnh hưởng bất lợi đến việc làm khô
bùn. Các chất ưa nước thường là hydroxyt kim loại [12].
2.1.3. Nguồn phát sinh bùn thải đô thị
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt, bao gồm mạng lưới
thoát nước và trạm (chung cư hoặc cụm dân cư)/nhà máy xử lý (tập trung)
nước thải sinh hoạt, bao gồm: Bùn nạo vét cống rãnh, bùn nạo vét kênh rạch,
bùn sinh học từ các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới
thoát nước và trạm (nhà máy)/nhà máy xử lý (khu công nghiệp) nước thải
công nghiệp, bao gồm:
+ Bùn từ hoạt động nạo vét các cống thoát nước thải công nghiệp trong
khu công nghiệp, cụm công nghiệp.
7
+ Bùn thải từ các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp có nhiễm chất
thải nguy hại.
- Bùn thải từ hoạt động nạo vét định kì kênh rạch thành phố.
- Bùn thải từ bể tự hoại (bùn hầm cầu).
- Bùn thải từ các công trường xây dựng (mud), bao gồm: bùn nạo vét
hố móng, bùn khoan cọc nhồi, nùn từ các dự án xây dựng tuyến tàu điện
ngầm – Metro.
- Bùn từ nhà máy xử lý nước cấp, bao gồm: bùn từ bể lắng, bùn từ bể
chứa [2].
2.1.4. Đặc điểm của bùn thải đô thị
Thành phần hóa học của bùn thay đổi tùy theo nguồn gốc và phương
pháp xử lý. Thông thường các bùn thải chứa chất hữu cơ nên có giá trị như là
nhiên liệu. Tuy nhiên, bùn thải thường chứa các chất vô cơ hay hữu cơ có thể
gây ảnh hưởng xấu đến thực vật, động vật và sức khỏe con người nếu ở nồng
độ cao. Các chất ô nhiễm vô cơ bao gồm 10 KLN hiện đang được quy định
bởi US EPA: As, Cu, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, Cd, Se và Zn. Thành phần kim loại
trong bùn thải gây độc cho cây trồng và các vi sinh vật trong đất. Nếu con
người ăn phải các cây trồng trên đất hay người dân sống gần bãi chôn lấp có
nguy cơ tiếp xúc đất ô nhiễm qua nguồn nước, chuỗi thức ăn dẫn đến tích lũy
sinh học các chất độc có thể gây tử vong [4].
Kết quả nghiên cứu đặc điểm của bùn thải tại bang Indiana (Mỹ) cho
thấy bùn thải có chứa khoảng 50% chất hữu cơ, 1 - 4% cacbon vô cơ. Nitơ
hữu cơ và photpho vô cơ là thành phần chủ yếu của N và P trong bùn. Cacbon
hữu cơ và vô cơ hiện đang tương đối ổn định trong thời gian lấy mẫu. Tuy
nhiên, sự dao động lớn nhất đó là thành phần các kim loại nặng như: Cd, Zn,
Cu, Ni trong bùn thải [13].
8
Vi sinh vật trong bùn có thể bao gồm vi khuẩn, virus, trứng giun sán,
protozoa, rotifer, và nấm. Một số vi sinh vật này là mầm bệnh, chúng có thể
gây bệnh cho người và động vật. Ngoài ra bùn đô thị còn chứa các hóa chất
hữu cơ tổng hợp, các chất lơ lửng. Các thành phần khác tùy từng ngành công
nghiệp như chứa chất hữu cơ, chất độc…[4].
Bảng 2.1: Thành phần chất rắn của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada
Thông
số
Đơn vị
1
TS
2
TT
Bùn sơ cấp
Bùn thứ cấp
Bùn hỗn hợp
VALP
BLP
BLS
PPS
CUQ
g/l
35,74
34,25
2,6
16,3
23,1
VS
g/l
29
22
1,85
14,55
16,85
3
TSS
g/l
35
31,75
2,0
16
18,75
4
VSS
g/l
28,5
21
1,25
-
13,5
(Faouzi Ben Rebah và cs, 2002) [9].
Ghi chú:
VALP: Trạm XLNTSH Valcartier, mẫu bùn lấy ở bể lắng sơ cấp.
BLP:Trạm XLNTSH Black Lake, mẫu bùn lấy ở bể lắng sơ cấp.
BLS: Trạm XLNTSH Black Lake, mẫu bùn thứ cấp lấy từ thiết bị SBR.
PPS: Trạm XLNT giấy và bột giấy, mẫu bùn thứ cấp lấy từ quá trình bùn hoạt tính.
CUQ: Trạm XNLT Communaute Urbaine du Quebec, mẫu bùn hỗn hợp
gồm bùn bể lăng sơ cấp và bùn thứ cấp lấy từ thiết bị lọc sinh học.
Bảng 2.2: Thành phần chất rắn của bùn thải 03 trạm XLNT ở Quebec
TT
Thông số
Đơn vị
CUQS
JQS
BLS
1
TS
g/l
25
21
30
2
VS
g/l
11
12
20
3
SS
g/l
15
20
25
4
VSS
g/l
10
11
17
(Rajeshwar Dayal Tyagi và cs, 2006) [11].
9
Ghi chú: 3 loại bùn đều là bùn thứ cấp, lấy trong bể phản ứng sinh học, được để
lắng để tăng nồng độ chất rắn; JQS: Jonquiere, áp dụng kỹ thuật bùn hoạt tính.
2.1.5. Tính chất của bùn thải đô thị
Đặc tính bùn thải được thể hiện qua các thông số vật lý, hóa học và sinh
học. Đặc tính bùn thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc điểm nước thải, công
nghệ xử lý nước thải và bùn thải, các biện pháp quản lý bùn thải. Trong cùng
một hệ thống xử lý nước thải thì tính chất của bùn ở các công đoạn xử lý khác
nhau cũng khác nhau.
Bảng 2.3: Thông số hóa học của bùn thải 06 trạm XLNT của Canada
TT
Thông
số
Đơn vị
Bùn sơ cấp
Bùn thứ cấp
Bùn hỗn hợp
VALP
BLP
BLS
PPS
CUQ
1
TKN
g/kg
24
21
31
42
42
2
TP
g/kg
7
12
10
11
11
3
C:N
g/kg
18,1
16
9,6
9,8
9,8
4
Ca
mg/kg
6315
10431
19231
6525
20925
5
Mg
mg/kg
2968
8924
18153
2124
3111
6
Na
mg/kg
4116
7337
44933
15588
5292
7
Al
mg/kg
13874
15817
27692
25067
21416
8
Cd
mg/kg
4
16
kxđ
Kxđ
Kxđ
9
Cr
mg/kg
46
72
91
40
60
10
Cu
mg/kg
899
105
709
72
197
11
Fe
mg/kg
6662
13461
8615
1998
11110
12
Mn
mg/kg
66
214
294
377
147
13
Ni
mg/kg
25
78
64
7
11
14
Pb
mg/kg
82
75
87
35
57
15
Zn
mg/kg
420
303
403
92
318
(Faouzi Ben Rebah và cs, 2002) [9].
10
Bảng 2.4 Thông số hóa học của bùn thải tại 03 trạm XLNT Quebec
TT
Thông số
Đơn vị
CUQS
JQS
BLS
1
TN
g/kg
52,50
48,40
75,90
2
NH4
mg/kg
0,632
572
982
3
TP
g/kg
10,52
7,98
15,07
4
Mg
mg/kg
1920
1753
12000
5
Ca
mg/kg
17200
19531
9500
6
Zn
mg/kg
458
439
430
7
Mn
mg/kg
184
132
320
8
K
mg/kg
2080
2469
2800
9
Fe
mg/kg
9430
5892
37000
10
Al
mg/kg
16445
11253
6200
11
Cd
mg/kg
3,3
0,7
1,5
12
Cr
mg/kg
107
121
110
13
Pb
mg/kg
56
38
110
14
Cu
mg/kg
250
132
1500
(Rajeshwar Dayal Tyagi và cs, 2006) [11].
Bùn thải có chứa một năng lượng bằng 10 lần số năng lượng cần thiết
để xử lý nó. Hơn 60.000 độc chất và chất độc hóa học được tìm thấy trong
bùn thải và nước thải. Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các
nhà nghiên cứu đại học Cornell và Hiệp hội các kỹ sư xây dựng đã xác định
rằng bùn thải có chứa các yếu tố sau đây:
- Polychlorinated biphenyls (PCBs).
- Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endrin, chlordane,
heptachlor, lindane, mirex, kepone, 2,4,5 - T, 2,4 - D.
- Các hợp chất clo hóa như dioxin, các hợp chất vòng thơm.
11
- Kim loại nặng: As, Cd, Cr, Pb, Hg…
- Vi khuẩn, virus, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm và các
yếu tố độc hại khác.
Sự khác nhau cơ bản giữa bùn thải và chất thải rắn đô thị là tính đồng
nhất của loại chất thải. Sự khác nhau cơ bản giữa bùn thải và nước thải là
nồng độ của các chất trong dung dịch. Nếu bùn thải và nước thải được coi là
hỗn hợp đồng nhất (homogeneous), thì chất thải rắn đô thị được coi là hỗn
hợp không đồng nhất (heterogeneous). Đó là lí do tại sao khi phân tích thành
phần bùn thải/chất thải lỏng, mẫu bùn/nước chỉ cần dung tích nhỏ (vài ml đến
vài trăm ml), mẫu chất thải rắn cần đến 900 kg [10].
* Một số kết quả quan trắc bùn trầm tích tại thành phố Thái Nguyên
Bảng 2.5: Kết quả quan trắc bùn trầm tích đợt 2
TT
Tên
chỉ
tiêu
Phƣơng pháp
1
As
SMEWW
3113:2005
Đơn vị
mg/kg
BĐ-3
BĐ-4
BĐ-8
QCNV
03:2008
11,92
9,59
174,5
12
TCVN
mg/kg
381,55 117,6 86,05
70
6496:2009
TCVN
3
Cd
mg/kg
2,93
1,25
1,16
2
6496:2009
TCVN
4
Zn
mg/kg
207,5
437
194
200
6496:2009
TCVN
5
Sn
mg/kg
<5
<5
<5
6496:2009
TCVN
6
Cu
mg/kg
17,79 23,66 30,21
50
6496:2009
TCVN
7
Hg
mg/kg
<0,25 <0,25 <0,25
6496:2009
8 Phenol SMEWW 5530 C mg/kg
0,119 0,235 0,168
(Nguồn: Trung tâm Quan trắc và Công nghệ Môi trường Thái Nguyên, 2012)
2
Pb
12
Chú thích: BĐ-3: Bùn đáy Cầu Gia Bẩy
BĐ-4: Bùn đáy sau cửa xả suối Cam Giá
BĐ-8: Bùn đáy giữa hồ Núi Cốc
Từ các kết quả quan trắc cho thấy các mẫu bùn trầm tích trên địa bàn
thành phố Thái Nguyên đều có hàm lượng kim loại nặng khá cao. So sánh với
QCVN 03:2008/BTNMT quy định về hàm lượng kim loại nặng trong đất sử
dụng cho mục đích nông nghiệp thì tất cả các mẫu bùn trầm tích đều có một
số chỉ tiêu vượt so với tiêu chuẩn. Kết quả quan trắc đợt 2 cho thấy mẫu bùn
lấy tại cầu Gia Bẩy (BĐ3) có hàm lượng Pb cao hơn rất nhiều so với tiêu
chuẩn (vượt 5,5 lần), hàm lượng Zn cũng vượt tiêu chuẩn. Mẫu bùn trầm tích
lấy ở sau cửa xả suối Cam Giá cũng có hàm lượng Pb vượt ngưỡng (vượt 1,7
lần), hàm lượng Zn vượt ngưỡng quy định 2,2 lần. Mẫu bùn đáy lấy tại hồ
Núi Cốc có hàm lượng As rất cao (174,5 mg/kg) vượt ngưỡng quy định 14,5
lần. Còn lại các chỉ tiêu kim loại nặng khác đều nằm dưới ngưỡng quy định.
2.2. Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới và ở Việt Nam
2.2.1. Trên thế giới
Trong những năm gần đây, các quá trình xử lý nước thải với những
công nghệ tiến bộ đã được áp dụng ở nhiều nước để hạn chế sự ô nhiễm môi
trường từ nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp. Nhưng chỉ dừng lại ở việc
xử lý nước thải thì chưa triệt để vì sau quá trình sử lý nước thải sản phẩm chủ
yếu là bùn thải, đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường.
Quá trình xử lý nước thải tạo ra một lượng lớn bùn, ước tính chiếm 5 - 25%
tổng thể tích nước xử lý. Trong quá trình xử lý bằng công nghệ bùn hoạt tính
khoảng 30 - 40% các chất hữu cơ trong nước thải sẽ chuyển sang dạng bùn
hay lượng bùn sinh ra khi xử lý 1 kg COD trong nước thải là 0,3 - 0,5 kg bùn.
Do đó bùn thải sau quá trình xử lý cần được xử lý và sử dụng có hiệu quả.
13
Đối với các nước Châu Âu, lượng bùn thải khô trên một đầu người
được thống kê từ quá trình xử lý nước sơ cấp và thứ cấp là khoảng 90
g/ngày/người. Ở Anh khoảng 30 triệu tấn bùn thải mỗi năm, tương đương với
1,2 triệu tấn bùn khô mỗi năm. Chi phí cho loại bỏ và xử lý bùn khoảng 250
triệu bảng Anh ứng với 5 bảng Anh/đầu người. Sau khi thực hiện xử lý toàn
bộ nước thải trong thành phố của 15 nước cộng đồng Châu Âu vào năm 2005,
việc xử lý này có thể làm phát sinh thêm 10,7 triệu tấn bùn khô mỗi năm và
tăng khoảng 38% lượng bùn. Việc tích lũy loại bùn này đã tạo ra một lượng
lớn bùn thải [4].
Hình 2.1: Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý
nƣớc thải ở các nƣớc cộng đồng Châu Âu.
Ở Tây Âu, hàng năm có khoảng 7 triệu tấn bùn được sinh ra, bùn ở các
nước Tây Âu đa số vẫn thải bỏ ra các bãi chôn lấp, chỉ ứng dụng khoảng 10 70% lượng bùn được sử dụng trong nông nghiệp để làm phân bón (Tây Ban
Nha 68% năm 2001 và 66% năm 2003, Thụy Điển 13% năm 2001 và 9%
năm 2004). Hiện trạng phương pháp xử lý bùn tại đây là ổn định bùn, tách
nước, sấy khô, phân hủy, sản xuất nhiên liệu từ bùn, quy trình oxy hóa trong
điều kiện ẩm, quy trình tuần hoàn dinh dưỡng. Ở Mỹ ước tính khoảng 7,6 tấn
14
bùn khô phát sinh mỗi năm, với 2/3 là sử dụng có ích. Canada phát sinh 0,4
triệu tấn bùn khô trong đó 43% dùng trong nông nghiệp, 47% đem đốt và 4%
đem chôn lấp.
Ở Nhật Bản thải 428 triệu m3 bùn lỏng tỷ lệ bùn được tận dụng 66%.
Hệ thống thải bỏ chủ yếu là bãi chôn lấp chiếm 34% trong tổng số. Bùn thải
ra ngoài biển chiếm rất ít 0,1%. Bùn thải thường được đưa đến các nhà máy
sản xuất xi măng Porland, có tỷ lệ ứng dụng 27,2% năm 2005. Ngoài ra còn
ứng dụng đóng rắn bằng nhiệt tạo thành sỏi, xỉ kim, đóng gạch, nấu chảy tạo
ra khối kết hợp màu xám. Ở Tokyo có 13 cơ sở xử lý nước thải sinh hoạt
được đặt ở nhiều vị trí trong thành phố để xử lý nước thải sinh hoạt. Nhưng
chỉ só 3 cơ sở lắp đặt hệ thống xử lý bùn, còn các cơ sở còn lại chỉ lắp đặt hệ
thống xử lý nước thải, bùn thải sẽ được chuyển theo đường ống để đưa về các
trạm xử lý để xử lý bùn triệt để.
Ở Trung Quốc các trạm xử lý nước thải tạo ra khoảng 5,5 triệu tấn bùn
tính theo trọng lượng khô vào năm 2006. Một phần đáng kể lượng bùn này
được sử dụng trong nông nghiệp và phần còn lại được chôn lấp hoặc loại bỏ
theo phương pháp khác. Trong quá khứ việc thải bỏ bùn từ hệ thống xử lý
nước thải được xem như không tạo ra bất kể vấn đề môi trường nào vì lượng
bùn thải không nhiều và việc thải bùn không được quy định cụ thể. Việc chôn
lấp trong các bãi chôn lấp không đúng kỹ thuật cũng được chấp nhận. Nhưng
hiện nay việc xử lý bùn thải được kiểm tra khắt khe hơn. [4].
2.2.2. Ở Việt Nam
* Thành phố Hà Nội
Hà Nội có hệ thống thoát nước là hệ thống thoát nước chung tiêu thoát
các loại nước thải và nước mưa sau đó được đổ vào sông Nhuệ hoặc bơm
cưỡng bức ra sông Hồng. Tổng chiều dài các con sông khoảng 40 km đóng
vai trò thoát nước cho toàn bộ khu vực hữu ngạn sông Hồng. Tổng chiều dài
15
các mương thoát nước hiện nay là 4.000 m với sức chứa 430.000 m3. Ngoài ra
tại Hà Nội còn có khoảng 32 hồ chính với tổng diện tích 170 ha làm nhiệm vụ
điều hòa nước mưa và tiêu thoát nước thải. Hiện nay các hồ này đều trong
tình trạng ô nhiễm bởi nước thải và lắng bùn.
Hiện nay công ty Thoát nước quản lý hệ thống thoát nước còn công ty
Môi trường Đô thị thực hiện nhiệm vụ thông hút bùn hầm cầu trong các bể tự
hoại. Như vậy nước từ bể tự hoại chảy về đâu sẽ thuộc nhiệm vụ của công ty
Thoát nước, nhưng cặn trong bể nếu muốn hút thì phải cần đến công ty Môi
trường Đô thị và người chủ sở hữu của bể đồng ý trả tiền cho công việc nạo
vét. Chính điều này đã đưa đến tình trạng nhiều bể tự hoại không được xử lý
định kỳ theo yêu cầu, do đó chất lượng nước ra khỏi bể chảy vào hệ thống
thoát nước không đảm bảo các yêu cầu vệ sinh. Dịch vụ thông tắc bể phốt cho
gia đình được thực hiện theo yêu cầu từ phía người dân, thường thì yêu cầu
phát sinh khi hệ thống cống rãnh bốc mùi hôi thối do bị tắc, người dân phải
trả chi phí cho dịch vụ này [3].
Bên cạnh việc xả thẳng bùn thải ra các bãi đất trống thì tình trạng xả
chất thải ra các dòng sông cũng diễn ra nghiêm trọng không kém. Do lượng
nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp xả trực tiếp không đủ làm lưu
thông dòng chảy, nên chất thải hữu cơ đổ xuống sông đều lắng tại chỗ gây ô
nhiễm khiến cho cả 4 con sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Sét, Lừ trở nên ô nhiễm
nghiêm trọng. Bên cạnh đó khi tiến hành nạo vét sông, khối lượng bùn thải
khổng lồ này lại được đổ trực tiếp tại các bãi đổ ở ngoại thành mà chưa qua
quá trình loại bỏ chất độc hại tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm không khí, nguồn
nước… Hiện nay bùn thải sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các
khu đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san
lấp, thậm chí đổ vào bất cứ khu vực nào có thể. Chính việc đổ bùn thải tràn
lan và hoàn toàn không được quản lý như hiện nay sẽ gây ảnh hưởng đến môi
16
trường đặc biệt là tích tụ các kim loại gây tình trạng mất vệ sinh, bốc mùi hôi
thối. Nghiêm trọng hơn bùn thải đang gây ra những ảnh hưởng nặng nề do đổ
bỏ, chôn lấp không có lớp chống thấm nên các chất ô nhiễm thấm xuống các
mạch nước ngầm và nước mặt. Vấn đề thiếu bãi đổ bùn thải tại Hà Nội cũng
rất nan giải, hiện chỉ có bãi rác thải Nam Sơn - Sóc Sơn mới có khả năng xử
lý bùn thải công nghiệp. Nếu cứ giải quyết bùn thải bằng cách tận dụng các
bãi đất trống để đổ bùn thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường là rất cao và cũng
không có diện tích mặt bằng đủ lớn để chứa bùn thải [3].
* Thành phố Hồ Chí Minh
Hơn 2000 tấn bùn được nạo vét mỗi ngày tại thành phố HCM . Theo dự
kiến khối lượng bùn này sẽ được thu gom, xử lý, tái chế, tái sử dụng làm vật
liệu xây dựng, san nền ở mức độ cao nhất ở khu Liên hiệp xử lý chất thải rắn
Tây Bắc và Khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Đa Phước. Thế nhưng phương án
thực hiện cụ thể như thế nào thì vẫn còn đợi bổ sung.
Trưởng phòng quản lý chất thải rắn, Sở Tài nguyên và Môi trường
TPHCM cho biết trung bình mỗi ngày ngành môi trường thành phố tiếp nhận
hơn 2.000 tấn bùn từ công tác nạo vét và làm vệ sinh mạng lưới thoát nước,
250 tấn bùn từ 7 khu công nghiệp, các nhà máy lớn đang hoạt động và hơn
500 tấn bùn phát sinh rút hầm cầu, nạo vét kênh rạch… Bùn thải các loại tại
TPHCM thường đổ xả để có chi phí thấp nhất. Ước tính chi phí xử lý các loại
bùn trên khoảng 300.000 đồng/tấn và trên dưới 1.000 tỷ đồng/năm, thậm chí
còn cao hơn. Dự báo đến năm 2020 khối lượng nguồn phát sinh bùn thải sẽ
tăng 1 - 2 triệu tấn/năm. Trong đó bùn thải nguy hại hiện nay có khoảng 250 300 tấn/ngày, chưa kể đến bùn thải từ các tỉnh lân cận đưa về thành phố để xử
lý từ 150 - 200 tấn/ngày. TPHCM đã từng thực hiện xây dựng nhà máy xử lý
bùn Bình Hưng Hòa và Bình Hưng nhằm mục đích xử lý bùn thải từ nhà máy
xử lý nước thải sinh hoạt đô thị để tái chế thành phân hữu cơ. Tuy nhiên công
17
nghệ áp dụng tại nhà máy này vẫn chưa thực sự tối ưu, bùn sau khi xử lý vẫn
còn rất nặng mùi và ảnh hưởng đến môi trường [16].
Kết quả quan trắc thành phần bùn của 7 hệ thống kênh rạch chính có
nồng độ Asen rất lớn là 1,2 mg/kg, nồng độ chì là 736 mg/kg vượt tiêu chuẩn
cho phép 9 lần. Điều đáng nói là bãi đổ bùn đang được công ty Thoát nước đô
thị xây dựng nên bùn sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu
đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản được san lấp, thậm
chí đổ vào bất cứ khu vực nào có thể [5].
* Thành phố Nam Định
Thành phố Nam Định có khoảng 230.000 người, các điều kiện vệ sinh
đô thị chủ yếu ở đây là hệ thống vệ sinh tại chỗ. Hố xí tự hoại được xây dựng
ở Nam Định là hố xí tự hoại 2 ngăn, xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam trong
đó có 1 bể nhỏ chứa chất cặn. Kích thước bể tự hoại phần lớn phụ thuộc vào
diện tích đất sẵn có của chủ hộ gia đình mà chưa được thiết kế theo số lượng
người sử dụng.
Công ty Môi trường Đô thị chịu trách nhiệm thu gom và xử lý chất thải
rắn của thành phố. Các bể tự hoại chỉ được hút khi thấy hoạt động không bình
thường như bị tắc, đầy ứ hoặc có mùi bốc ra, trường hợp hút theo định kỳ rất
hiếm. Khi có nhu cầu các của hộ thường thuê công ty môi trường hoặc tư
nhân để thông hút và nạo vét. Khoảng cách vận chuyển chất thải BTH tương
đối ngắn khoảng 10 km, thường thì đổ xuống các ao, hồ để nuôi cá hoặc cung
cấp cho nông dân ngoại thành để bón cho rau, lúa, trường hợp đặc biệt do sự
cố lũ lụt… buộc phải xả vào hệ thống thoát nước của thành phố.
Trong chương trình hỗ trợ giai đoạn 3 của dự án phát triển đô thị Nam
Định được chính phủ Thụy Sĩ tài trợ việc nghiên cứu, quản lý cặn tự hoại đã
được tiến hành năm 2001. Theo đó các công trình vệ sinh dội nước có bể tự
