Nghiên cứu phân hủy bùn thải nhà máy xử lý nước thải kim liên làm phân bón hữu cơ bằng chế phẩm sinh học emic

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HÀ THỊ LOAN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY BÙN THẢI NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC
THẢI KIM LIÊN LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ BẰNG CHẾ PHẨM
SINH HỌC EMIC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa Học Môi trƣờng

Khoa

: Môi Trƣờng

Khóa học

: 2012 – 2016

Thái Nguyên, năm 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HÀ THỊ LOAN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY BÙN THẢI NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC
THẢI KIM LIÊN LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ BẰNG CHẾ PHẨM
SINH HỌC EMIC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa Học Môi trƣờng

Lớp

: K44 – KHMT- N01

Khoa

: Môi Trƣờng

Khóa học

: 2012 – 2016

Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S Đặng Thị Hồng Phƣơng

Thái Nguyên, năm 2016


i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt chƣơng trình đào tạo trong nhà trƣờng với phƣơng châm
học đi đôi với hành, mỗi sinh viên sau khi ra trƣờng cần phải chuẩn bị cho mình
lƣợng kiến thức cần thiết và chuyên môn vững vàng.
Thời gian thực tập tốt nghiệp là giai đoạn cần thiết đối với mỗi sinh viên trong
các trƣờng chuyên nghiệp, nhằm hệ thống lại toàn bộ chƣơng trình đã học, vận dụng
lý thuyết vào thực tiễn. Qua đó sinh viên khi ra trƣờng sẽ hoàn thành về kiến thức,
lý luận, phƣơng pháp làm việc, năng lực công tác, nhằm đáp ứng nhu cầu của thực
tiễn và nghiên cứu khoa học.
Đƣợc sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Môi Trƣờng em đƣợc phân công
thực tập tại Trung tâm thực hành thực nghiệm – Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, với đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu phân hủy bùn thải nhà máy xử lý
nước thải Kim Liên làm phân bón hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Emic”. Kết
thúc thực tập, hoàn thành đề tài tốt nghiệp cũng là hoàn thành khóa học, nhân dịp
này em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy giáo, Cô giáo trong khoa Môi Trƣờng
đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại Trƣờng
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS. Phạm
Văn Ngọc và các cô chú làm việc tại Trung tâm đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt
thời gian thực tập.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn Cô giáo ThS. Đặng Thị Hồng Phƣơng đã
nhiệt tình chỉ bảo, hƣớng dẫn em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Mặc dù bản thân em
có nhiều cố gắng, song do kiến thức và thời gian có hạn, bƣớc đầu làm quen với
phƣơng pháp nghiên cứu, nên khóa luận của em không tránh khỏi những hạn chế và
thiếu sót. Em rất mong đƣợc sự đóng góp của các thầy, cô giáo, bạn bè động viên để
khóa luận của em đƣợc hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 12 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Hà Thị Loan


ii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong bùn thải ...............................................7
Bảng 2.3. Hàm lƣợng các hợp chất hữu cơ đối với bùn thải áp dụng cho nông
nghiệp của một số quốc gia ........................................................................................9
Bảng 2.4. Hàm lƣợng KLN đối với bùn thải áp dụng trong nông nghiệp tại một số
quốc gia .....................................................................................................................11
Bảng 2.6. Hàm lƣợng tuyệt đối cơ sở (H) và ngƣỡng nguy hại tính theo nồng độ
ngâm chiết (Ctc) của các thông số trong bùn thải .....................................................13
Bảng 2.7 .Thành phần, tính chất bùn cặn của trạm XLNT Kim Liên .......................36
Bảng 3.1 Thành phần hóa học trong nguyên liệu trƣớc khi ủ ...................................38
Bảng 3.2. Tỷ lệ phối trộn các thành phần nguyên liệu cho mỗi công thức ..........39
thí nghiệm .................................................................................................................39
Bảng 3.3 Tần suất thu và phân tích mẫu ...................................................................41
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu và phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ..............42
Bảng 4.1. Diễn biến nhiệt độ (0C) giữa các công thức thí nghiệm theo thời gian ....44
Bảng 4.2. Diễn biến giá trị pH giữa các công thức theo thời gian ............................46
Bảng 4.3. Diễn biến ẩm độ (%) giữa các công thức theo thời gian ..........................47
Bảng 4.4. Diễn biến tỷ lệ C/N (%) theo thời gian .....................................................49
Bảng 4.5. Hàm lƣợng T-N (%) giữa các thí nghiệm theo thời gian..........................51
Bảng 4.6. Hàm lƣợng T-P (%) giữa các thí nghiệm theo thời gian ..........................53
Bảng 4.7. Diễn biến thể tích khổi ủ (%) giữa các thí nghiệm theo thời gian ............55
Bảng 4.8. Mật số E.coli và Samonella trong nguyên liệu ủ ......................................57
Bảng 4.9. Mật độ E.coli và Samonella ngày 1 và ngày 60 giữa các công thức ........57

Bảng 4.10. Hàm lƣợng kim loại nặng sau 60 ngày ủ ................................................58
Bảng 4.11. Đặc tính lý hóa học của phân hữu cơ sau 60 ngày ủ ..............................59


iii
DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý nƣớc thải ở
các nƣớc cồng đồng Châu Âu ..................................................................................14
Hình 2.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải Kim Liên...........................28
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm...............................................................................39
Hình 4.1 Diễn biến nhiệt độ theo thời gian giữa các công thức................................45
Hình 4.2 Diễn biến giá trị pH giữa các công thức theo thời gian .............................46
Hình 4.3 Diễn biến ẩm độ giữa các công thức theo thời gian ...................................48
Hình 4.4 Tỷ lệ C/N giữa các nghiệm thức bổ sung và không bổ xung chế phẩm sau
60 ngày ủ ...................................................................................................................50
Hình 4.5 Hàm lƣợng T-N (%) giữa các công thức bổ sung và không bổ sung chế
phẩm sau 60 ngày ủ ………………………………………………………………52
Hình 4.6 Hàm lƣợng T-P (%) giữa các công thức không bổ sung và có bổ sung chế
phẩm sau 60 ngày ủ. ..................................................................................................54
Hình 4.7. Phần trăm thể tích khối ủ giữa các công thức bổ sung và không bổ sung
chế phẩm sau 60 ngày ủ ............................................................................................56
Hình 4.8 Quy trình ủ phân hữu cơ từ bùn thải nhà máy nƣớc sinh hoạt ...................61


iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BNNPTNT

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

C/N

Tỷ lệ Cacbon/Nito

CHC

Chất hữu cơ

CT

Công thức

KLN

Kim loại nặng

PHC

Phân hữu cơ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

XLNT

Xử lý nƣớc thải

TS

Tổng hàm lƣợng chất rắn

VS

Hàm lƣợng chất rắn dễ bay hơi

OM

Chất hữu cơ

T-N

Tổng đạm

T-P

Tổng lân

TCN

Tiêu chuẩn ngành

WHO

Tổ chức Y tế thế giới


v
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................1
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ iii
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu của đề tài ................................................................................................ 2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát......................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................................3
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................ 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài................................................................................................. 3
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ..........................................3
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn ...............................................................................3
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................................4
2.1

Tổng quan chung về bùn thải đô thị .............................................................. 4
2.1.1 Khái niệm bùn thải, nguồn phát sinh bùn thải đô thị ..................................4
2.1.2 Phân loại, đặc điểm và tính chất của bùn thải .............................................5

2.2. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải ....................................................................... 8
2.2.1 Trên thế giới ................................................................................................8
2.2.2 Tại Việt Nam .............................................................................................12
2.3 Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới............................................................. 13
2.3.1 Khái quát bùn thải trên thế giới ................................................................13

2.3.2 Các công nghệ về tái sử dụng bùn thải trên thế giới .................................15
2.3.2.1 Các biện pháp xử lý bùn thải trên thế giới ....................................................15
2.4 Tình hình quản lý bùn thải ở Việt Nam .............................................................. 20
2.4.1 Khái quát bùn thải ở Việt Nam .................................................................20
2.4.2 Các phƣơng pháp xử lý bùn thải ...............................................................22
2.5 Tác động của bùn thải đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời .......................... 25
2.6 Giới thiệu sơ lƣợc về trạm xử lý nƣớc thải Kim Liên......................................... 26
2.6.1. Nguồn nƣớc thải đầu vào .........................................................................26
2.6.2 Giới thiệu sơ lƣợc về trạm xử lý nƣớc thải ...............................................27
2.6.3 Khái quát về công nghệ xử lý nƣớc thải....................................................28


vi
2.7. Các phƣơng pháp ủ phân hữu cơ. ...................................................................... 32
2.7.1 Khái quát về ủ phân hữu cơ .......................................................................32
2.7.2. Các phƣơng pháp ủ phân hữu cơ ..............................................................33
2.8. Chế phẩm và nguyên liệu ủ ................................................................................ 34
2.8.1 Chế phẩm Emix .........................................................................................34
2.8.2 Một số nguyên liệu hữu cơ ........................................................................35
Phần 3 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............37
3.1 Đối tƣợng , phạm vi và thời gian nghiên cứu ..................................................... 37
3.1.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .............................................................37
3.1.2 Thời gian nghiên cứu.................................................................................37
3.2 Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................ 37
3.2.1 Nội dung nghiên cứu .................................................................................37
3.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ...........................................................................38
3.2.3 Phƣơng pháp phân tích mẫu ......................................................................42
3.2.4 Phƣơng pháp thu thập tài liệu ....................................................................43
3.2.5 Phƣơng pháp tính toán...............................................................................43
3.2.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu .........................................................................43

3.2.7 Phƣơng pháp so sánh .................................................................................43
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...........................................................................44
4.1 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học Emix phân hủy bùn thải đô thị phối trộn
với các vật liệu hữu cơ khác nhau ............................................................................. 44
4.1.1. Diễn biến nhiệt độ, pH và ẩm độ trong quá trình ủ bùn thải đô thị..........44
4.2 Đánh giá hàm lƣợng dinh dƣỡng vật liệu ủ theo TCVN về phân bón .........48
4.2.7. Đánh giá chất lƣợng phân hữu cơ từ bùn thải nhà máy xử lý nƣớc sinh hoạt.59
4.3 Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải nhà máy xử lý nƣớc thải sinh hoạt........ 60
4.3.1. Nguyên liệu ủ ...........................................................................................60
4.3.2. Quy trình ủ................................................................................................60
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................62
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 62
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO


1
Phần 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội, với tốc độ đô thi hóa ngày càng cao và
sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, du lịch… kéo theo mức
sống của ngƣời dân ngày một cải thiện đã làm nảy sinh nhiều vấn đề mới, nan giải
trong công tác bảo vệ môi trƣờng và sức khỏe của cộng đồng dân cƣ nhƣ: nƣớc thải,
khí thải, rác thải đến bùn thải. Hiện nay, vấn đề quản lý và xử lý bùn thải nói chung
và bùn thải đô thị nói riêng đang trở thành một gánh nặng cho các doanh nghiệp
không chỉ ở Việt Nam mà ngay cả ở các nƣớc có nền kinh tế, khoa học kỹ thuật tiên
tiến trên thế giới và đƣợc sự quan tâm của toàn xã hội.
Theo cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US-EPA), chi phí xử lý bùn thải chiếm tới
50% chi phí vận hành của toàn hệ thống. Ở Việt Nam, bùn thải chủ yếu đƣợc xử lý

bằng cách ép loại nƣớc, phơi khô, đổ bỏ hay chôn lấp, chỉ một phần rất nhỏ đƣợc sử
dụng làm phân bón. Việc đổ bỏ, chôn lấp bùn thải đã và đang gây ra sự ô nhiễm môi
trƣờng nghiêm trọng. Mỗi ngày, Hà Nội cũng nhƣ Thành phố Hồ Chí Minh phát
sinh hàng trăm mét khối bùn thải, chủ yếu đƣợc đổ tạm ở những khu đất trống.
Thực tế cho thấy, nếu không xử lý bùn thải mà đổ trực tiếp ra môi trƣờng chỉ
là chuyển ô nhiễm từ điểm này sang điểm khác. Việc đổ trực tiếp ra môi trƣờng nhƣ
hiện nay không chỉ gây ô nhiễm môi trƣờng mà còn lãng phí tài nguyên môi trƣờng.
Một số nghiên cứu cho thấy: sau khi đƣợc xử lý hết các thành phần độc hại, bùn thải
hoàn toàn có thể tận dụng làm vật liệu xây dựng ( bêtông, gạch, ngói…) và sàn nền
hoặc tái sử dụng bùn thải để sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp bởi vì các thành
phần chủ yếu của bùn thải là các vi sinh vật có lợi, các hàm lƣợng chất hữu cơ, nitơ
và phốt pho cao.
Ngày nay, trên thế giới bùn thải đƣợc tái sử dụng rất phổ biến. Ở một số
quốc gia nhƣ Nhật Bản, Trung Quốc đã sử dụng bùn thải giàu hữu cơ thay cho than
để làm nguyên liệu sản xuất điện năng. Các loại bùn thải giàu kim loại đƣợc tận
dụng để sản xuất gạch nung, gạch block, vật liệu xây dựng, hoặc thu hồi các kim


2
loại, vật liệu quý trong bùn. Tuy nhiên, trƣớc khi tái sƣ̉ du ̣ng bùn thải , hoă ̣c đổ thải
bùn thải cần thiết phải áp dụng các công nghệ phù hợp để xử lý chúng .
Ở Châu Âu, Bắc Mỹ và nhiều nƣớc khác, bùn thải đã đƣợc sử dụng làm đất
trồng trọt, làm phân bón compost, phân hủy yếm khí, sấy khô thành viên, nhiên liệu,
phân bón và chất đốt. Sƣ̉ du ̣ng bùn thải làm phân bón cho nông nghiê ̣p nhƣ là mô ̣t
trong nhƣ̃ng biê ̣n pháp xƣ̉ lý , đổ thải , đƣơ ̣c áp du ̣ng ở nhiề u quố c gia . Sƣ̉ du ̣ng các
dạng bùn thải trong cống rãnh từ hệ thống thoát nƣớc đô thị cho đất nông nghiệp từ
nhƣ̃ng năm 20 của thế kỷ trƣớc , sau đó đƣợc nhân rộng ra nhiều nơi trên thế giới
[15] Gầ n nhƣ khoảng 1/2 lƣơ ̣ng bùn thải sinh ra ở Mỹ đƣơ ̣c quay la ̣i đấ t nông
nghiê ̣p. Tại các nƣớc thuô ̣c cô ̣ng đồ ng chung châu Âu có trên
thải đƣợc sử dụng làm nguồn phân bón cho cây trồng

30% sản phẩm bùn

[21]. Hiê ̣n nay , có khoảng

0,25 triê ̣u tấ n bùn thải (trọng lƣợng khô) đƣơ ̣c sinh ra hàng năm ở Ú c, trong đó khoảng
1/3 đến 1/2 lƣơ ̣ng này đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng trong nông nghiê ̣p [16]. Theo Diaz-Burgos và
cô ̣ng sƣ̣, 1993, việc sử dụng các loại bùn thải nhƣ một loại phân bón hay làm nguyên
liệu sản xuất phân bón ở nhiều nƣớc không còn xa lạ tƣ̀ nhƣ̃ng năm 1990.
Nghiên cứu ủ phân bùn cống thải với các phế phẩm nông nghiệp nhƣ rơm,
bã bùn mía, lục bình, phân gia súc, gia cầm để sản xuất phân hữu cơ nhằm hạn chế
ô nhiễm môi trƣờng, mang giá trị sử dụng là rất cần thiết. Hiện nay, việc xử lý bùn
cống thải bằng các tác nhân sinh học đã đƣợc chứng minh là một trong những biện
pháp mang lại hiệu quả tốt nhất.
Xuất phát từ thực tế trên, đồng thời đƣợc sự đồng ý của Ban giám hiệu
trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng và dƣới
sự hƣớng dẫn của Th.S Đặng Thị Hồng Phƣơng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu phân hủy bùn thải nhà máy xử lý nước thải Kim Liên làm phân bón
hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Emic”.
1.2 Mục tiêu của đề tài
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
- Có đƣợc giải pháp về khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón


3
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón.
- Nghiên cứu sản xuất phân bón từ bùn thải đô thị.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Thông tin thu thập đƣợc phải chính xác, khách quan, trung thực

- Những kiến nghị đƣa ra có phải tính khả thi, phù hợp với điều kiện của
cơ sở.
- Kết quả phân tích các thông số phải minh bạch, chính xác, so sánh với các
tiêu chuẩn đánh giá cụ thể.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Củng cố kiến thức cơ sở cũng nhƣ kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện
tốt hơn để phục vụ cho công tác BVMT sau này.
- Rèn luyện kỹ năng thực tế, rút kinh nghiệm, làm quen với môi trƣờng làm
việc sau này.
- Kết quả của đề tài là nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo về việc nghiên
cứu sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải đô thị.
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
- Khái quát đƣợc lợi ích của việc sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải đô thị.
- Thành công của đề tài sẽ góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trƣờng
do bùn thải ở đô thị, giải pháp sử dụng bùn thải làm phân bón cho nông nghiệp.


4
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan chung về bùn thải đô thị
2.1.1 Khái niệm bùn thải, nguồn phát sinh bùn thải đô thị
2.1.1.1 Khái niệm bùn thải
Bùn thải phát sinh từ quá trình xử lý nƣớc là hỗn hợp các chất rắn, đƣợc
tách, lắng, tích tụ và thải ra từ quá trình xử lý nƣớc [3].
Bùn từ hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt đô thị là hỗn hợp các chất hữu cơ
và vô cơ từ đƣờng ống thoát nƣớc đô thị. Ngoài ra, bùn thải có thể chứa các chất dễ
bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn, kim loại nặng, các ion vô cơ cùng với hóa chất
độc hại từ chất thải công nghiệp, hóa chất gia dụng và thuốc trừ sâu [22].

Theo cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (US-EPA) bùn thải là sản phẩm
thải cuối cùng đƣợc tạo ra từ quá trình xử lý nƣớc thải dân dụng và nƣớc thải
công nghiệp từ nhà máy xử lý nƣớc thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Việc xử lý và
thải bùn rất khó do lƣợng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất
khó lọc. Giá thành xử lý và thải bùn chiếm khoảng 25 – 50 % tổng giá thành
quản lý chất thải [29].
2.1.1.2 Nguồn phát sinh bùn thải đô thị
Bùn thải đƣợc phát sinh từ một số nguồn sau [3,23]:
- Bùn thải từ hệ thống thoát nƣớc, kênh rạch: Thành phần và đặc tính của bùn
chủ yếu là chất hữu cơ (70 – 82 %) và một số kim loại nặng với hàm lƣợng cao.
- Bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc thải đô thị: Nƣớc thải đô thị giàu hàm
lƣợng chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng và là nơi cƣ trú của các loại vi khuẩn (cả vi
khuẩn gây bệnh) gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, đƣợc chuyển tới các nhà máy xử lý
nƣớc thải sinh hoạt và các hệ thống sông thoát nƣớc thành phố.
- Bùn thải từ hố ga, bể phốt: Là phần rắn đƣợc tạo thành do sự lắng bề mặt
nƣớc đen, nƣớc xám từ các hộ gia đình, nƣớc mƣa chảy tràn. Bùn này giàu chất hữu


5
cơ, vô cơ (chủ yếu là cát). Bùn thải từ các hệ thống này chiếm khối lƣợng lớn bùn
thải đô thị.
- Bùn thải nuôi trồng thủy hải sản: Là nguồn chất lắng đọng vô cùng nguy
hiểm cho vấn đề lan truyền dịch bệnh và ô nhiễm môi trƣờng. Thành phần bùn thải
thủy sản rất phức tạp, bao gồm: vôi, hóa chất, lƣu huỳnh, lắng đọng bùn phèn trong
đất chứa các độc tố môi trƣờng, những vi khuẩn gây bệnh, nấm bệnh, tảo lục và đặc
biệt là các sản phẩm phân hủy của quá trình yếm khí: NH3, H2S, CH4…
- Ngoài ra còn một lƣợng nhỏ bùn thải từ công nghiệp, xây dựng và một số
nguồn khác trong hoạt động và phát triển đô thị.
2.1.2 Phân loại, đặc điểm và tính chất của bùn thải
2.1.2.1 Phân loại bùn thải

Bùn đƣợc phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh và thành phần của chúng [14].
Dựa vào nguồn gốc của bùn, có thể phân loại bùn thành các loại sau:
- Bùn thải từ hệ thống thoát nƣớc: bùn cống rãnh, kênh rạch, bùn nạo vét
sông hồ.
- Bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc đô thị;
- Bùn thải từ hố ga, bể phốt;
- Bùn thải nuôi trồng thủy sản;
- Bùn thải từ các công nghiệp và xây dựng.
Thành phần bùn phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của nƣớc và
phƣơng pháp làm sạch: xử lý vật lý, hóa lý, sinh học, cụ thể: [23]
- Bùn hữu cơ ƣu nƣớc: Đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm khô
bùn là do sự có mặt của phần lớn các chất keo ƣa nƣớc. Ngƣời ta xếp trong loại này
tất cả các loại bùn thải xử lý sinh học nƣớc thải, mà hàm lƣợng chất bay hơi có thể
đến 90% toàn bộ chất khô (nƣớc thải công nghệ thực phẩm, hóa hữu cơ).
- Bùn vô cơ ƣa nƣớc: Các bùn này chứa hydroxyt kim loại tạo thành của
phƣơng pháp hóa lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nƣớc xử lý (Al, Fe,
Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối ferreux hoặc ferit, muối nhôm).


6
- Bùn chứa dầu: Nó đặc trƣng bằng việc trong các chất thải có mặt một lƣợng
dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất (hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp
thụ các phần tử bùn ƣa nƣớc. Một phần bùn sinh học cũng có thể có mặt trong
trƣờng hợp xử lý cuối cùng bằng bùn hoạt tính (Ví dụ: xử lý nƣớc thải của nhà máy
lọc dầu).
- Bùn vô cơ kị nƣớc: Các bùn này đƣợc đặc trƣng bằng một tỷ lệ trội hơn
các chất đặc biệt có hàm lƣợng giữ nƣớc nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối
đã kết tinh).
- Bùn vô cơ ƣa – kị nƣớc: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị nƣớc
chứa vừa đủ chất ƣa nƣớc để cho ảnh hƣởng bất lợi của chất này đến việc làm khô

bùn chiếm ƣu thế. Các chất ƣa nƣớc thƣờng là các hydroxyt kim loại (chất kết tụ).
- Bùn có sợi: Nói chung loại bùn này rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi
bùn các sợi chuyển sang lại ƣa nƣớc do sự có mặt hydroxyt hoặc bùn sinh học.
2.1.2.2 Đặc điểm và tính chất của bùn thải
Hơn 60.000 chất và hợp chất đã đƣợc tìm thấy trong bùn thải và nƣớc thải.
Chúng đƣợc đặc trƣng bởi một số tính chất quan trọng nhƣ: Tổng hàm lƣợng
chất rắn (TS); hàm lƣợng chất rắn dễ bay hơi (VS); pH; chất hữu cơ (OM); chất
dinh dƣỡng; kim loại nặng; chất hữu cơ độc hại và tác nhân gây bệnh.
- TS: Thông thƣờng, bùn thải dạng lỏng có TS 2 – 12 %, trong khi bùn thải
dạng khử nƣớc có TS 12 – 40 % (bao gồm cả các chất phụ gia hóa học). Bùn thải
khô hoặc ủ thƣờng có TS trên 50 %.
- VS: Hầu hết các loại bùn thải không ổn định, chứa khoảng 75 – 85 % VS
(tính theo % trọng lƣợng khô).
- pH: Bùn có pH thấp (< 6,5) thúc đẩy sự hấp thụ các kim loại nặng, pH cao
(> 11) có thể giết chết vi khuẩn nếu kết hợp với các loại đất có pH trung tính hoặc
cao có thể ức chế sự hấp thụ của kim loại nặng trong đất.
- OM: Hàm lƣợng các chất hữu cơ trong bùn thải khá cao cho nên có thể sử
dụng để cải thiện tính chất vật lý của đất. Hàm lƣợng chất hữu cơ tăng làm giảm
dung trọng, tăng cƣờng khả năng cầm giữ nƣớc và thúc đẩy sự thấm nƣớc lớn hơn.


7
- Chất dinh dƣỡng: Chất dinh dƣỡng có trong bùn nhƣ nitơ, phốt pho và kali
là rất cần thiết cho sự tăng trƣởng của thực vật. Tuy vậy, hàm lƣợng dinh dƣỡng cao
có thể dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng nƣớc ngầm và nƣớc mặt.
Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng thƣờng có trong bùn thải tại một số nƣớc trên
thế giới đƣợc đƣa ra trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong bùn thải
Tổng chất dinh dƣỡng
N

P
K
WWPT Michigan (USA)
3,5
2,2
0,5
WWPT New York (USA)
2,9
1,2
0,19
WWPT Hawaii’s (USA)
3,8
0,6
0,06
WWPT Sant-Peteresburg (Nga)
4,3
2,4
0,4
WWPT Matxcova (Nga)
2,1-2,8
1,6-2,9
0,3-0,5
WWPT Vladimir (Nga)
1,57-1,95
1,35-2,25
0,2-0,45
WWPT Kazan (Nga)
1,7-2,6
0,12-1,2
0,14-0,36

WWPT Sochi (Nga)
3,4
1,9
0,3
WWPT Sipraya (Thái Lan)
3,43
0,11
0,08
WWPT Triunfo (Brazil)
2,3
0,69
0,11
WWPT Laissa (Hy Lạp)
1,8-2,8
1,2-1,65
Không xác định
Nguồn: Khai, N.M., Ha, Q.H., Vinh, N.C., Gusstafson, J.P., Oborn, I., 2008.
“Effects of biosolids application on soil chemical properties in peri-urban agricultural
systems”,VNU Journal of Science
Thông thƣờng hàm lƣợng dinh dƣỡng trong bùn thấp hơn so với phân bón
Nguồn bùn thải

bán trên thị trƣờng đặc biệt là K thƣờng ít hơn 0,5%.
- KLN: Các kim loại nặng rất dễ hấp phụ trên bề mặt các chất lơ lửng dạng
hữu cơ và vô cơ. Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng thì các kim loại
nặng cũng sẽ bị tích tụ trong bùn.
Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu Đại học
Cornell và Hiệp hội các kỹ sƣ xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các độc
tố sau đây
- Polychlorinated biphennyls (PCBs);

- Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endril, chlordane,
heptachlor, Lindan, mirex, kepone, 2,4 – T, 2,4 – D;


8
- Clo hóa các hợp chất nhƣ dioxin;
- Polycyclic hydrocacbon thơm;
- Kim loại nặng: asen, cadimi, crom, chì và thủy ngân;
- Các độc tố khác bao gồm: amiăng, sản phẩm dầu mỏ và các dung môi
công nghiệp.
Ngoài ra, theo kết quả nghiên cứu về đặc điểm bùn thải tại bang Indiana
(Mỹ) cho thấy bùn thải tại đây có chứa khoảng 50% chất hữu cơ và 1 – 4 % cacbon
vô cơ (nitơ hữu cơ và photpho vô cơ là thành phần chủ yếu của N và P trong bùn).
Tuy nhiên, sự dao động lớn nhất là thành phần các kim loại nặng nhƣ: Cd, Zn, Cu,
Ni, Pb trong bùn thải [9].
2.2. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải
2.2.1 Trên thế giới
 Quy định của US – EPA
Quy định của US EPA (Mục 40 của Bộ luật Liên bang (CFR, phần 503) đối
với bùn thải sử dụng cho các mục đích nhƣ áp dụng cho nông nghiệp, chôn lấp hay
thiêu đốt đƣợc quy định chi tiết trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Quy định của US – EPA đối với một số kim loại nặng (KLN) có trong
bùn thải theo mục đích sử dụng.
Giới hạn hàm lƣợng áp
KLN

dụng cho nông nghiệp
(mg/kg)

Giới hạn hàm lƣợng

cho chôn lấp (mg/kg)

Giới hạn hàm lƣợng
cho thiêu đốt
(µg/m3)

As

75

73

0,023

Cd

85

-

0,057

Cu

4300

Pb

840

-

-

Ag

57

-

-

Ni

420

420

2,0

Se

100

-

-

Zn

7500

-

-

Cr

-

600

-

-

Nguồn: Quy định của US – EPA


9
Quy định của EU
- Đối với các hợp chất hữu cơ:
Hàm lƣợng chất hữu cơ áp dụng cho đất nông nghiệp đối với bùn thải tại mỗi
quốc gia đƣợc quy định khác nhau trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Hàm lƣợng các hợp chất hữu cơ đối với bùn thải áp dụng cho nông
nghiệp của một số quốc gia
Đơn vị: mg/kg

Hợp chất hữu cơ

EU

Đan

Thụy

Mạch

Điển

Đức

Các chất hữu cơ halogen (AOX)

500

-

-

500

Liner alkylbenzen sulfonate (LAS)

2600

50

-

-

Di (2-ethylhexyl)phthalates (DEHP)

100

1300

-

-

Nonylphenol and ethoxylates (NPE)

50

10

50

-

Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH)

6

3

3

-

0,8

-

0,4

0,2

100*

-

-

100

Polychlorinated biphenyls (PCB)
Polychlorinated dibenzo-dioxins and
furans (PCDD/Fs)

Nguồn: Khai, N.M., Ha, Q.H., Vinh, N.C., Gusstafson, J.P., Oborn, I., 2008.
“Effects of biosolids application on soil chemical properties in peri-urban agricultural
systems”,VNU Journal of Science
* Đơn vị: mg/kg TED (lƣợng độc hại tƣơng đƣơng)
- Đối với kim loại nặng: Tại một số quốc gia ngăn cấm việc tái sử dụng bùn
cho mục đích nông nghiệp nếu hàm lƣợng kim loại nặng vƣợt quá quy định cho pép
đƣợc đƣa ra trong bảng 2.4.

10


11
Bảng 2.4. Hàm lƣợng KLN đối với bùn thải áp dụng trong nông nghiệp tại một
số quốc gia
Đơn vị: mg/kg
Đan
Thụy
Hợp chất hữu cơ
EU
Đức
Mạch
Điển
Các chất hữu cơ halogen (AOX)
500
500
Liner alkylbenzen sulfonate (LAS)

2600

50

-

-

Di (2-ethylhexyl)phthalates (DEHP)

100

1300

-

-

Nonylphenol and ethoxylates (NPE)

50

10

50

-

Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH)

6

3

3

-

Polychlorinated biphenyls (PCB)

0,8

-

0,4

0,2

Polychlorinated dibenzo-dioxins and furans

100*

-

-

100

Nguồn: Khai, N.M., Ha, Q.H., Vinh, N.C., Gusstafson, J.P., Oborn, I., 2008.
“Effects of biosolids application on soil chemical properties in peri-urban agricultural
systems”,VNU Journal of Science
Ngoài ra, để giảm thiểu rủi ro của vi sinh vật gây bệnh đối với sức khỏe,
một số quốc gia đã bổ sung thêm quy định giói hạn của một số vi sinh vật trong tiêu
chuẩn về chất lƣợng bùn thải. Các giới hạn này ở các quốc gia khác nhau là khác
nhau, đƣợc trình bày ở bảng 2.5.
Bảng 2.5. Giá trị giới hạn của một số vi sinh vật trong bùn thải theo tiêu chuẩn
một số nƣớc trên thế giới
Quốc gia
Pháp

Salmonella
8 MPN/10g

Italy

1000 MPN/10g

Luxembourg

Vi sinh vật khác
Enterovirus: 3 MPCN/10g
Trứng giun sán: 3
MNCN/10g
Vi khuẩn đƣờng ruột: 100/g

Bùn không đƣợc sử dụng nếu chứa
Ba Lan
Ký sinh trùng: 10/kg
Salmonella
Bùn không đƣợc sử dụng nếu chứa
Đan Mạch
Liên cầu khuẩn < 100/g
Salmonella
Nguồn: Khai, N.M., Ha, Q.H., Vinh, N.C., Gusstafson, J.P., Oborn, I., 2008.

“Effects of biosolids application on soil chemical properties in peri-urban agricultural
systems”,VNU Journal of Science


12

2.2.2 Tại Việt Nam
Việt Nam đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngƣỡng chất thải
nguy hại QCVN 07:2009/BTNMT, trong đó có những quy định đƣợc áp dụng với
bùn thải. Hiện nay, quy chuẩn riêng QCVN 50:2013/BTNMT đã đƣợc ban hành
theo thông tƣ 32/2013/TT-BTNMT, ngày 25/10/2013 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên
và Môi trƣờng, xây dựng dựa trên QCVN 07:2009/BTNMT quy định ngƣỡng nguy
hại của các thông số (trừ các thông số phóng xạ) trong bùn thải phát sinh từ quá
trình xử lý nƣớc thải, nƣớc cấp, làm cơ sở phân loại và quản lý bùn thải.
Theo QCVN 50:2013/BTNMT, bùn thải từ quá trình xử lý nƣớc thải đƣợc xác
định là chất thải nguy hại nếu thuộc một trong những trƣờng hợp sau:
- pH ≥ 12,5 hoặc pH ≤ 2,0
- Trong mẫu bùn thải phân tích có ít nhất 01 thông số quy định tại bảng 2.6 có giá
trị đồng thời vƣợt cả hàm lƣợng tuyệt đối (Htc) và ngƣỡng nguy hại (Ctc)
Giá trị ngƣỡng hàm lƣợng tuyệt đối (Htc, ppm) đƣợc tính bằng công thức:

Trong đó:
+ H (ppm) là giá trị hàm lƣợng tuyệt đối cơ sở đƣợc quy định trong bảng 2.6;
+ T là tỷ số giữa khối lƣợng thành phần rắn khô trong mẫu bùn thải trên tổng
khối lƣợng mẫu bùn thải.
Ngƣỡng nguy hại tính theo nồng độ ngâm chiết của các thông số trong bùn
thải từ quá trình xử lý nƣớc đƣợc quy định tại bảng 2.6.


13
Bảng 2.6. Hàm lƣợng tuyệt đối cơ sở (H) và ngƣỡng nguy hại tính theo nồng độ
ngâm chiết (Ctc) của các thông số trong bùn thải

TT

Thông số Số CAS

Công thức

Hàm lƣợng tuyệt

hóa học

đối cơ sở H
(ppm)

Ngƣỡng nguy hại
tính theo nồng độ
ngâm chiết Ctc
(mg/l)

1

Asen

-

As

40

2

2

Bari

-

Ba

2.000

100

3

Bạc

-

Ag

100

5

4

Cadimi

-

Cd

10

0,5

5

Chì

-

Pb

300

15

6

Coban

-

Co

1.600

80

7

Kẽm

-

Zn

5.000

250

8

Niken

-

Ni

1.400

70

9

Selen

-

Se

20

1

10

Thủy ngân

-

Hg

4

0,2

11

Crôm VI

-

Cr6+

100

5

-

CN-

590

-

12

Tổng
Xyanua

13

Tổng Dầu

-

-

1.000

50

14

Phenol

108-95-2

C6H5OH

20.000

1.000

15

Benzen

71-43-2

C6H6

10

0,5

Nguồn: Bộ tài nguyên và môi trường (2013), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng
nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước, QCVN 50: 2013/BTNMT.
2.3 Tình hình quản lý bùn thải trên thế giới
2.3.1 Khái quát bùn thải trên thế giới
Trong những năm gần đây, các quá trình xử lý nƣớc thải với những công
nghệ tiến bộ đã đƣợc áp dụng ở nhiều nƣớc để hạn chế sự ô nhiễm môi trƣờng từ
nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp. Nhƣng chỉ dừng lại ở việc xử lý nƣớc


14
thải thì chƣa triệt để vì sau quá trình xử lý nƣớc thải sản phẩm chủ yếu là bùn thải,
đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng. Quá trình xử lý nƣớc
thải tạo ra một lƣợng lớn bùn, ƣớc tính chiếm từ 5% đến 25% tổng thể tích nƣớc xử

lý. Trong quá trình xử lý bằng công nghệ bùn hoạt tính, khoảng 30 - 40% các chất
hữu cơ có trong nƣớc thải sẽ chuyển sang dạng bùn hay lƣợng bùn sinh ra khi xử lý
1kg COD trong nƣớc thải là khoảng 0,3kg đến 0,5kg bùn[27]. Do đó, bùn thải sau
quá trình xử lý nƣớc thải cần đƣợc xử lý và sử dụng hiệu quả.
Đối với các nƣớc Châu Âu, lƣợng bùn thải khô trên một đầu ngƣời đƣợc
thống kê từ quá trình xử lý nƣớc sơ cấp và thứ cấp là khoảng 90g/ngày/ngƣời. Ở
Anh, có khoảng 30 triệu tấn bùn thải mỗi năm, tƣơng đƣơng 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 ngƣời. Sau khi thực hiện xử lý toàn bộ nƣớc thải trong thành phố
của 15 nƣớc cộng đồng Châu Âu vào năm 2005, việc xử lý này có thể làm phát sinh
thêm khoảng 10,7 triệu tấn bùn khô mỗi năm và tăng khoảng 38% lƣợng bùn. Việc
tích lũy này đã tạo ra một lƣợng lớn bùn thải.

Hình 2.1. Biểu đồ về sự gia tăng bùn thải khi áp dụng biện pháp xử lý nƣớc
thải ở các nƣớc cồng đồng Châu Âu [27]


15
Ở một vài nƣớc Châu Âu, phƣơng pháp loại bỏ bùn chủ yếu là chôn lấp tỷ lệ
chiếm khoảng 50-75%. Trong khi đó, bùn thải sử dụng cho nông nghiệp nhƣ nguồn
phân bón chỉ chiếm khoảng 25-35% hoặc một phần nhỏ đƣợc tái sinh. Tại Anh,
hàng năm có khoảng 18 triệu tấn bùn thải đƣợc bón cho nông nghiệp nhƣ nguồn
phân hữu cơ, cũng nhƣ có khoảng 60% lƣợng bùn thải của Hoa Kỳ đƣợc sử dụng
cho mùa màng. Theo tài liệu của Hội đồng liên minh Châu Âu (1999 - 2001) có
40% lƣợng bùn thải của các nƣớc Châu Âu đƣợc tái sử dụng lại cho nông nghiệp.
Trung Quốc, các trạm xử lý nƣớc thải tạo ra khoảng 5,5 triệu tấn bùn tính theo trọng
lƣợng khô vào năm 2006. Một phần đáng kể lƣợng bùn này đƣợc sử dụng trong
nông nghiệp và phần còn lại đƣợc chôn lấp hoặc thải bỏ theo các hình thức khác.
Trong quá khứ, việc thải bỏ bùn từ hệ thống xử lý nƣớc thải đƣợc xem nhƣ không
tạo ra bất kỳ vấn đề môi trƣờng nào vì lƣợng bùn thải không nhiều và việc thải bùn

không đƣợc quy định cụ thể. Việc chôn lấp trong các bãi chôn lấp không đúng kỹ
thuật cũng đƣợc chấp nhận. Nhƣng hiện nay, việc xử lý bùn thải đƣợc kiểm tra khắt
khe hơn. Trong khi đó việc chôn lấp bùn thải tại nƣớc này vẫn đƣợc xem là lựa
chọn có chi phí thấp nhất thì các nỗ lực về sử dụng bùn thải một cách an toàn và ích
lợi nhƣ dùng cho nông nghiệp hoặc thu hồi năng lƣợng vẫn là một hƣớng đi mới.
2.3.2 Các công nghệ về tái sử dụng bùn thải trên thế giới
2.3.2.1 Các biện pháp xử lý bùn thải trên thế giới
Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế - xã hội, bùn thải đang trở thành
một gánh nặng ngay cả ở các nƣớc có nền kinh tế, khoa học kỹ thuật tiên tiến trên
thế giới. Theo Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US-EPA), chi phí xử lý bùn thải
chiếm tới 50% chi phí vận hành của toàn hệ thống. Tại các quốc gia lớn nhƣ Mỹ,
Úc, các nƣớc Châu Âu, việc xử lý bùn thải đƣợc quy định chặt chẽ để đảm bảo đáp
ứng các chỉ tiêu nghiêm ngặt cho việc tái sử dụng vào các mục đích khác nhau. Tùy
vào cách thức quản lý khác nhau mà các nƣớc có những phƣơng pháp xử lý bùn thải
khác nhau, phổ biến nhất là ứng dụng làm phân bón, chôn lấp và đốt. Trong vài thập
kỷ gần đây đã có sự thay đổi lớn liên quan tới việc xử lý bùn thải, trƣớc năm 1998,
bùn thải chủ yếu đƣợc đổ thải vào đại dƣơng hoặc sử dụng nhƣ một loại phân bón


16
cho nông nghiệp (Odegaard et al., 2002). Một cách khác là đốt bùn hoặc đơn giản là
chôn lấp. Trong năm 1998, bùn thải đƣợc coi nhƣ một loại chất rắn sinh học ở châu
Âu, Bắc Mỹ và nhiều nƣớc khác bao gồm ứng dụng làm đất trồng trọt chôn lấp (có
hoặc không có thu hồi năng lƣợng), compost, phân hủy yếm khí, sấy khô thành viên
nhiên liệu phân bón và đốt (có hoặc không có thu hồi năng lƣợng) [10].
Cách đây khoảng một thập kỷ trƣớc, chôn lấp là phƣơng pháp xử lý chính tại
châu Âu. Trong năm 1999, 57% bùn thải đô thị (MSW) đƣợc chôn lấp, so với 67%
năm 1995 ở tây Âu, và 83% ở miền Trung và Đông Châu Âu (DHV CR, 2001).
Trong nửa thập niên 90 và cho đến sau này, những nghiên cứu quan trọng, phát
triển và thƣơng mại hóa hệ thong ủ Biogas đã xuất hiện ở châu Âu. Đồng thời,

những nhà thiết kế và những nhà cung cấp hệ thống ủ Biogas đang kết hợp quá trình
xử lý sơ bộ rác thải, ủ biogas và kỹ thuật sản xuất compost để giảm đồng thời khối
lƣợng và tỉ lệ chất hữu cơ của rác thải đƣa đi chôn lấp. Nhƣng hiện nay, chôn lấp
đang trở thành một lựa chọn xử lý tốn kém hơn nhiều bởi một số lý do nhƣ: Sự gia
tăng dân số, các quy định thay đổi yêu cầu bãi rác mới phải đầu tƣ công nghệ và
quản lý chặt chẽ (Millner và cộng sự., 1998), sự tăng phát thải khí nhà kính CH4,
CO2 và việc đƣa các kim loại nặng vào nƣớc và đất từ các bãi chôn lấp, quan trọng
nhất là xử lý chôn lấp đổ thải tại các bãi rác không tận dụng lợi thế của các giá trị
dinh dƣỡng và tính chất của chất rắn sinh học, và chiếm không gian bãi rác có thể
đƣợc sử dụng tốt hơn cho các loại rác khác khiến lựa chọn này trở nên kém hấp dẫn.
Tận thu nguồn năng lƣợng từ loại chất thải này đang đƣợc quan tâm tại châu
Âu, bao gồm các biện pháp.
- Phân hủy yếm khí bùn thải;
- Sản xuất nhiên liệu sinh học từ bùn thải;
- Đốt thu năng lƣợng trực tiếp;
- Phối trộn, đốt bùn trong các nhà máy điện đốt than;
- Khí hóa và nhiệt phân bùn;
- Sử dụng của bùn nhƣ một năng lƣợng va nguồn nguyên liệu trong sản xuất
xi măng Portland và vật liệu xây dựng;


17
- Quá trình siêu oxy hóa ƣớt;
- Xử lý thủy nhiệt.
Chôn lấp có thu hồi năng lƣợng từ khí bãi chôn lấp là một lựa chọn quản lý
hiện đại (Gomez et al., 2010). Trong năm 2005, 64% bùn thải ở Anh và xứ Wales là
xử lý bằng cách phân hủy yếm khí, đến năm 2015 con số này sẽ là 85%. Bùn đƣợc
ủ trong các ô bao kín sẽ lên men, phân hủy và sinh ra khí gas. Thực chất của công
nghệ là biến rác thải, bùn thải thành khí gas để chạy máy phát điện. Phát điện từ
than bùn sẽ đƣợc thực hiện theo cơ chế thu hồi khí từ bãi chôn lấp và phát điện theo

cơ chế phát triển sạch (CDM- Clean Development Mechanism). Điện do các máy
phát sản xuất ra sẽ đƣợc dẫn đến máy biến thế, tăng điện áp lên để hòa vào mạng
lƣới điện quốc gia. Bùn sau khi đƣợc ủ đƣợc tận dụng thu hồi nito, photpho hay các
ứng dụng khác [15].
2.3.2.2 Các công nghệ tận thu năng lượng khác từ bùn thải
- Nhiệt phân (khí hóa): Là một quá trình xử lý nhiệt trong đó bùn (hoặc sinh
khối) đƣợc đun nóng dƣới nhiệt độ từ 350 – 5000C trong điều kiện thiếu oxy. Trong
quá trình này, bùn đƣợc chuyển thành than, tro, nhiệt phân dầu, hơi nƣớc và các loại
khí dễ cháy. Một phần của sản phẩm rắn/ khí của nhiệt phân quá trình đƣợc thiêu
hủy và sử dụng hệ thống sƣởi bằng năng lƣợng trong quá trình nhiệt phân. Mỹ là
nƣớc đầu tiên áp dụng công nghệ khí hóa nhƣng ở quy mô hạn chế trong xử lý bùn
thải và coi nó nhƣ biện pháp than thiện với môi trƣờng. Khí hóa là công nghệ xử lý
bùn thải có thể đƣợc dễ dàng chấp nhận hơn tiêu hủy hay đốt. Tuy nhiên, kinh phí
đầu tƣ cho công nghệ khí hóa rất tốn kém và công nghệ khó đƣợc phổ biến thành
chính bởi nguyên nhân kinh tế.
- Sử dụng bùn nhƣ một năng lƣợng và nguồn nguyên liệu trong sản xuất xi
măng Portland và vật liệu xây dựng là một biện pháp tận dụng nguồn cacbon có
chứa các hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ đại diện cho vật liệu có giá trị trong
bùn nƣớc thải. Có nhiều khả năng sử dụng các hợp chất này cùng một lúc một cách
có lợi. Tuy đã đƣợc nghiên cứ ở các nƣớc châu Mỹ và châu Âu nhƣng phƣơng
pháp này đƣợc phát triển nhiều ở các nƣớc châu Á, đặc biệt là ở Nhật Bản.