Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước rác phù hợp trên cơ sở mô hình

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu lựa chọn
công nghệ xử lý nước rác phù hợp trên cơ sở mô hình ” là do tôi thực hiện với sự
hƣớng dẫn của PGS.TS Đặng Xuân Hiển. Đây không phải là bản sao chép của bất
kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số liệu, kết quả trong luận văn đều do tôi làm thực
hiện và đánh giá.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày
trong Luận văn này.
Hà Nội, ngày 19 tháng 09 năm 2013
HỌC VIÊN

Lê Văn Dần

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Đặng Xuân Hiển, ngƣời
đã luôn quan tâm động viên, giúp đỡ và hƣớng dẫn tôi trong quá trình thực hiện
luận văn này. Sự tận tình, tâm huyết của thầy đã giúp tôi hoàn thành tốt nghiên cứu
của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Viện Khoa học và Công nghệ
Môi trƣờng đã trang bị cho tôi những kiến thức, những kinh nghiệm thực tế và
những nhận xét quý báu để tôi có khả năng hoàn thành luận văn, củng cố kiến thức
của mình.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình và bạn bè đã dành
nhiều sự quan tâm quý báu, sự giúp đỡ tận tình cho tôi trong suốt quá trình làm luận
văn và luôn cùng tôi chia sẻ, giải quyết những khó khăn, vƣớng mắc gặp phải.
Xin chân thành cảm ơn!
Học viên

Lê Văn Dần

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT ...............................v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ................................4
1.1. Chất thải rắn sinh hoạt, công nghệ chôn lấp và sự hình thành nƣớc rác .....4
1.1.1. Chất thải rắn sinh hoạt .................................................................................4
1.1.2. Công nghệ chôn lấp chất thải sinh hoạt .......................................................8
1.1.3. Sự hình thành nước rác.................................................................................9
1.2. Thành phần, tính chất nƣớc rác trên thế giới và ở Việt Nam ......................11
1.2.1. Thành phần, tính chất nước rác trên thế giới .............................................11
1.2.2. Thành phần, tính chất nước rác ở Việt Nam ..............................................14
1.2.3. Đặc tính của nước rỉ rác mới và cũ được lựa chọn để nghiên cứu ............18
1.3. Một số sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác trên thế giới và ở Việt Nam .......19
1.3.1. Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới .............................19
1.3.2. Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam ...............................23
1.3.3. Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác phù hợp với điều kiện của
Việt Nam................................................................................................................30
CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ...........35
2.1. Khái quát về các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác..........................................35

2.2. Phƣơng pháp cơ học........................................................................................36
2.3. Phƣơng pháp hoá học ......................................................................................38
2.3. Phƣơng pháp sinh học .....................................................................................39
2.3.1. Nguyên lý chung của quá trình xử lý sinh học............................................39
2.3.2. Các quá trình diễn ra trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ......39
2.3.3. Các công trình làm sạch nước thải bằng phương pháp sinh học ...............45
CHƢƠNG III: MÔ HÌNH HÓA TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI VÀ CHƢƠNG
TRÌNH ỨNG DỤNG LỰA CHỌN CHO XỬ LÝ NƢỚC RÁC ........................54

iii


3.1. Tìm hiểu chung về mô hình hóa ......................................................................54
3.1.1. Định nghĩa ..................................................................................................54
3.1.2. Vai trò của mô hình hóa hệ thống ..............................................................54
3.1.3. Một số nguyên tắc khi xây dựng mô hình ...................................................55
3.2. Mô hình hóa trong nghiên cứu môi trƣờng ...................................................57
3.2.1. Lịch sử phát triển của mô hình hóa quá trình xử lý nước thải ...................57
3.2.2. Các loại mô hình được sử dụng trong công nghệ môi trường....................59
3.2.3. Nh÷ng c«ng thøc trong m« h×nh .................................................................63
3.2.4. Phương pháp trình bày mô hình bùn hoạt tính ...........................................65
3.3. Mô hình đƣợc lựa chọn để mô phỏng và các thông số động học ................66
3.3.1. Mô hình động học ASM2d ..........................................................................67
3.3.2. Các chương trình ứng dụng mô hình bùn hoạt tính trong xử lý nước thải. .....72
3.3.3. Chương trình mô phỏng Biowin .................................................................75
CHƢƠNG IV: KẾT QỦA NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƢỚC RÁC PHÙ HỢP THEO MÔ HÌNH BIOWIN .........................................80
4.1. Các loại mô hình công nghệ sinh học đang ứng dụng trong xử lý nƣớc rác ...... 80
4.1.1. Thành phần các chất ô nhiễm trong nước rác sau quá trình xử lý hóa lý ..80
4.1.2. Các loại mô hình công nghệ sinh học ứng dụng trong xử lý nước rác ......81

4.2. Các tiêu chí để đánh giá, lựa chọn ..................................................................85
4.2.1. Hiệu quả xử lý của công nghệ ...................................................................86
4.2.2. Tiêu chí về kinh tế .......................................................................................86
4.3. Ứng dụng chƣơng trình Biowin để tính toán và đánh giá công nghệ .........87
4.3.1. Các giả thiết sử dụng trong đánh giá .........................................................87
4.3.2. Chi tiết tính toán các nhóm loại hình công nghệ bằng chương trình Biowin .... 87
4.3.3. Kết quả mô phỏng theo chương trình Biowin .............................................89
4.3.4. Đánh giá lựa chọn công nghệ trên cơ sở kết quả tính toán theo Biowin .122
KẾT LUẬN ............................................................................................................128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................129

iv


DANH MỤC NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
AAO

Anerobic Anoxic Aerobic (Yếm khí – Thiếu khí – Hiếu khí)

ASM1

Activated Sludge Model No.1 (Mô hình bùn hoạt tính số 1)

ASM 2

Activated Sludge Model No.2 (Mô hình bùn hoạt tính số 2)

ASM 2d

Activated Sludge Model No.2_deni (Mô hình bùn hoạt tính số 2 có

khử nitrat của PAO)

ASM 3

Activated Sludge Model No.3 (Mô hình bùn hoạt tính số 3)

BOD

Biological Oxy Demand (Nhu cầu oxy sinh học)

BCL

Bãi chôn lấp

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

COD

Chemical Oxy Demand (Nhu cầu oxy hóa học)

CTNH

Chất thải nguy hại

CTR

Chất thải rắn

CTRSH

Chất thải rắn sinh hoạt

DO

Dissolved Oxy (Oxy hòa tan)

DOana.

Oxy hòa tan trong bể yếm khí

DOano

Oxy hòa tan trong bể thiếu khí

NR

Nƣớc rác

NRR

Nƣớc rỉ rác

PAOs

Phosphoruse Accumulating Organic (tích lũy photpho hữu cơ)

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

RTSH

Rác thải sinh hoạt

IAWPRC

International Association on Water Pollution Research

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

UASB

Upflow Anerobic Sludge Blanket (Chảy ngƣợc qua lớp bùn yếm khí)

XLNT

Xử lý nƣớc thải

v


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Định nghĩa thành phần của CTRSH ...........................................................5
Bảng 1.2. Lƣợng CTRSH phát sinh ở các đô thị Việt Nam đầu năm 2007 ................6
Bảng 1.3. Đánh giá hiện trạng một số BCL điển hình ở Việt Nam ............................8
Bảng 1.4. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới .........................12
Bảng 1.5. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á ................................13
Bảng 1.6. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á ................................13
Bảng 1.7: Thành phần nƣớc rác của các nƣớc [WHO, Mỹ] .....................................14
Bảng 1.8. Thành phần nƣớc rỉ rác của một số BCL tại TP Hồ Chí Minh.................16
Bảng 1.9: Thành phần nƣớc rác tại Bãi chôn lấp Nam Sơn-Sóc Sơn-Hà Nội ..........17
Bảng 1.10. Thành phần, tính chất của nƣớc rác cũ và mới tại BCL .............................18
Bảng 1.11. Nồng độ nƣớc rỉ rác trƣớc và sau xử lý của Đức ....................................20
Bảng 1.12. Nồng độ các chất ô nhiễm trƣớc và sau xử lý ........................................21
Bảng 1.13. Thành phần NRR sau hệ thống xử lý tại BCL Nam Sơn - Hà Nội ........26
Bảng 1.14. Thành phần nƣớc rác trƣớc và sau xử lý của BCL Gò Cát ....................28
Bảng 1.15. Nồng độ nƣớc rác trƣớc và sau trạm xử lý của BCL Phƣớc Hiệp ..........29
Bảng 1.16. Phƣơng pháp lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác .................................33
Bảng 2.1. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc rác b ng cơ học .........................................37
Bảng 2.2. Các phƣơng pháp hóa học để xử lý nƣớc rác ..........................................38
Bảng 3.1: Các mô hình bùn hoạt tính hiện nay .........................................................62
Bảng 3.2. Biểu thức động học của ASM2d,  rj ≥ 0 ................................................69
Bảng 3.3. Bảng mô tả các biến của mô hình ASM2d và BioWin .............................76
Bảng 3.4. Các thông số mặc định của mô hình BioWin.............................................77
Bảng 3.5. Giá trị các thông số BioWin .....................................................................78
Bảng 4.1. Nồng độ chất ô nhiễm của NR mới trƣớc và sau xử lý hóa lý .................80
Bảng 4.2. Nồng độ chất ô nhiễm của nƣớc rác cũ trƣớc và sau xử lý hóa lý ...........81
Bảng 4.3. Thông số đầu vào và yêu cầu đầu ra sử dụng cho tính toán .....................88
Bảng 4.4: Tóm tắt một số kết quả tính của các phƣơng án cho nƣớc rác mới với
trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc thải đầu vào T=210C ....................................103
Bảng 4.5: Tóm tắt một số kết quả tính của các phƣơng án cho nƣớc rác cũ với
trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc thải đầu vào T=210C ....................................118

Bảng 4.6: Tổng hợp kết quả các thông số của nƣớc rác mới và nƣớc rác cũ (với
trƣờng hợp T=170C) ...............................................................................119
Bảng 4.7: Tổng hợp kết quả các thông số của nƣớc rác mới và nƣớc rác cũ (với
trƣờng hợp T=210C) ...............................................................................121

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các thành phần cân b ng nƣớc trong ô chôn lấp ......................................10
Hình 1.2. Sơ đồ cân b ng nƣớc .................................................................................11
Hình 1.3. Quy trình xử lý nƣớc rỉ rác của Đức kết hợp sinh học và hóa lý ..............19
Hình 1.4. Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác tại BCL Sudokwon Hàn Quốc ....................20
Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rác tại Bãi chôn lấp Koumyoji - thành phố
Ichinomiya - Nhật Bản .............................................................................21
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rác tại URM - Nova Scotia - Canada ..........22
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA) ...................................22
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 (USEPA) .................23
Hình 1.9. Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn ............................25
Hình 1.10. Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác tại bãi chôn lấp Gò Cát .............................27
Hình 1.11. Hệ thống hồ xử lý nƣớc rỉ rác tại BCL Phƣớc Hiệp ...............................29
Hình 1.12. Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học ứng dụng xử lý nƣớc rác..................31
Hình 1.13. Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học bổ sung tháp tripping trƣớc công
đoạn sinh học và AOP sau công đoạn sinh học .......................................31
Hình 1.14. Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học bổ sung tháp tripping và AOP trƣớc
công đoạn sinh học...................................................................................32
Hình 1.15. Sơ đồ công nghệ hóa lý-sinh học bổ sung AOP trƣớc công đoạn sinh học .32
Hình 1.16. Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học xử lý nƣớc rác mới ..........................34
Hình 1.17. Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học xử lý nƣớc rác cũ .............................34
Hình 2.1: Sơ đồ quá trình khử phốt pho trong nƣớc thải b ng phƣơng pháp sinh học

..................................................................................................................45
Hình 2.2: Sơ đồ hệ xử lý nƣớc thải đô thị b ng kỹ thuật bùn hoạt tính ....................48
Hình 2.3: Sơ đồ cơ chế hoạt động của màng vi sinh .................................................49
Hình 3.1. Sơ đồ mô tả lý thuyết hai lớp màng đối với quá trình hấp thụ oxi từ pha
khí vào pha lỏng .......................................................................................71
Hình 3.2: Cấu trúc dòng của Trạm xử lý trong ASIM ..............................................72
Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AO - MBR.......82
Hình 4.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AO - MBBR ....83

vii


Hình 4.3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể Yếm khí - SBR 84
Hình 4.4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AOO ................85
Hình 4.5. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA1-1 ...........................89
Hình 4.6. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA1-1 ................90
Hình 4.7. Các thông số tính toán bể xử lý MBR của công nghệ PA1-1 ...................90
Hình 4.8. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-1 .....................91
Hình 4.9. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-1 ...............91
Hình 4.10. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý b ng công nghệ PA1-2 ................92
Hình 4.11. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA1-2 ..............93
Hình 4.12. Các thông số tính toán bể xử lý MBBR của công nghệ PA1-2 ..............93
Hình 4.13. Các thông số tính toán bể lắng của công nghệ PA1-2 ............................94
Hình 4.14. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-2 ...................94
Hình 4.15. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-2 .............95
Hình 4.16. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý của công nghệ PA1-3 ...................96
Hình 4.17. Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic của công nghệ PA1-3 .........96
Hình 4.18. Các thông số tính toán bể xử lý SBR của công nghệ PA1-3 ..................97
Hình 4.19. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-3 ...................97
Hình 4.20. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-3 .............98

Hình 4.21. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý của công nghệ PA1-4 ...................99
Hình 4.22. Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic của công nghệ PA1-4 .........99
Hình 4.23. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA1-4 ............100
Hình 4.24. Các thông số tính toán bể xử lý Aerobic của công nghệ PA1-4 ...........100
Hình 4.25. Các thông số tính toán bể lắng của công nghệ PA1-4 ..........................101
Hình 4.26. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-4 .................101
Hình 4.27. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-4 ...........102
Hình 4.28. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA2-1 .......................104
Hình 4.29. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA2-1 ............105
Hình 4.30. Các thông số tính toán bể xử lý MBR của công nghệ PA2-1 ...............105
Hình 4.31. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-1 .........................106
Hình 4.32. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-1 ...................106
Hình 4.33. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý b ng công nghệ PA2-2 ..............107
Hình 4.34. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA2-2 ............108

viii


Hình 4.35. Các thông số tính toán bể xử lý MBBR của công nghệ PA2-2 ............108
Hình 4.36. Các thông số tính toán bể lắng của công nghệ PA2-2 ..........................109
Hình 4.37. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-2 .........................109
Hình 4.38. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-2 ...................110
Hình 4.39. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý của công nghệ PA2-3 .................111
Hình 4.40. Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic của công nghệ PA2-3 .......111
Hình 4.41. Các thông số tính toán bể xử lý SBR của công nghệ PA2-3 ................112
Hình 4.42. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-3 .........................112
Hình 4.43. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-3 ...................113
Hình 4.44. Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý của công nghệ PA2-4 .................114
Hình 4.45. Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic của công nghệ PA2-4 .......114
Hình 4.46. Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic của công nghệ PA2-4 ............115

Hình 4.47. Các thông số tính toán bể xử lý Aerobic của công nghệ PA2-4 ...........115
Hình 4.48. Các thông số tính toán bể lắng của công nghệ PA2-4 ..........................116
Hình 4.49. Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-4 .........................116
Hình 4.50. Kết quả đầu ra sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-4 ...................117
Hình 4.51: So sánh giữa các thông số tính toán của các phƣơng án công nghệ với
nƣớc rác mới ở nhiệt độ nƣớc thải 170C ................................................123
Hình 4.52: So sánh hiệu quả xử lý nƣớc rác mới b ng công trình xử lý sinh học của
các phƣơng án ở nhiệt độ nƣớc thải 170C ..............................................124
Hình 4.53: So sánh giữa các thông số tính toán của các phƣơng án công nghệ với
nƣớc rác cũ ở nhiệt độ nƣớc thải 170C...................................................125
Hình 4.54: So sánh hiệu quả xử lý nƣớc rác cũ b ng công trình xử lý sinh học của
các phƣơng án ở nhiệt độ nƣớc thải 170C ..............................................126
Hình 4.55: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc rác phù hợp nhất (Yếm khí –
SBR) .......................................................................................................127

ix


MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, khi chất lƣợng cuộc sống đƣợc cải thiện thì vấn đề môi trƣờng
cũng đƣợc quan tâm, đặc biệt là vấn đề rác thải và nƣớc thải. Rác thải sinh ra từ mọi
hoạt động của con ngƣời và ngày càng tăng về khối lƣợng. Hầu hết rác thải ở nƣớc
ta đều chƣa đƣợc phân loại tại nguồn, do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và
xử lý, đồng thời còn sinh ra một loại nƣớc thải đặc biệt ô nhiễm là nƣớc rỉ rác - phát
sinh từ bãi chôn lấp.
Nƣớc rỉ rác phát sinh từ hoạt động của bãi chôn lấp là một trong những
nguồn gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trƣờng. Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều
kilomet, nƣớc rỉ rác có thể ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm
và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt. Hơn nữa, lƣợng nƣớc rỉ rác có khả năng

gây ô nhiễm nặng nề đến môi trƣờng sống vì nồng độ các chất ô nhiễm có trong
nƣớc rất cao và lƣu lƣợng đáng kể. Cũng nhƣ nhiều loại nƣớc thải khác, thành phần
(pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO4,...) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học
hiếu khí, kị khí,...) của nƣớc rỉ rác phát sinh từ các bãi chôn lấp 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 lƣợng hoá chất tối ƣu và xây dựng qui
trình vận hành thích hợp.
Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng những phƣơng
pháp xử lý nƣớc rỉ rác đang đƣợc áp dụng vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhƣợc điểm nhƣ
chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN
25:2009/BTNMT, cột B2), đặc biệt là các chỉ tiêu COD, BOD, N, P, các kim loại
nặng, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý rất cao, khó kiểm soát, và công suất
xử lý không đạt thiết kế. Nguyên nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần
nƣớc rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (nồng độ
các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tăng dần và nồng độ
ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn các công

1


nghệ xử lý chƣa phù hợp đã dẫn đến nƣớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trƣờng thải
ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lƣợng nƣớc rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục
tăng lên hàng ngày.
Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra công nghệ thích hợp để có thể xử lý hiệu
quả lƣợng nƣớc rỉ rác đang tồn đọng, cải tạo lại các hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác hiện
hữu. Với đặc trƣng của nƣớc rá thƣờng có chứa lƣợng lớn hợp chất hữu cơ
khó/không có khả năng phân huỷ sinh học, việc áp dụng đơn thuần phƣơng pháp
sinh học để xử lý loại nƣớc này trở nên không tƣởng. Do vậy, đối với nƣớc rác cần
phải xử lý kết hợp các phƣơng pháp hóa lý - hóa học - sinh học để xử lý.
Dựa trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác

phù hợp trên cở sở mô hình” đã hình thành với mong muốn đƣa ra một công nghệ
xử lý đạt hiệu quả cao, dễ thực hiện và phù hợp với điều kiện của Việt Nam.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác phù hợp với điều kiện ở
Việt Nam.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt đƣợc mục tiêu trên, các nội dung nghiên cứu sau đây cần thực hiện:
- Chất thải rắn sinh hoạt, công nghệ chôn lấp và sự hình thành nƣớc rác.
- Thu thập các số liệu về thành phần nƣớc rác trên thế giới và ở Việt Nam.
- Tổng hợp các sơ đồ về công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác trên thế giới và
Việt Nam.
- Phân tích, lựa chọn các nhóm, loại hình công nghệ đặc trƣng phù hợp cho
xử lý nƣớc rác.
- Mô phỏng tính toán động học và các thông số công nghệ của từng nhóm
công nghệ đã lựa chọn.
- Dựa trên ứng dụng mô hình Biowin để lựa chọn công nghệ phù hợp nhất.
4. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Nƣớc rỉ rác tại bãi chôn lấp ở Việt Nam.
- Phạm vi nghiên cứu: Theo quy mô lý thuyết.

2


5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
* Phương pháp điều tra thu thập số liệu
Tìm hiểu thu thập các nguồn tài liệu trong nƣớc và ngoài nƣớc liên quan đến
tính chất và công nghệ xử lý nƣớc rác.
* Phương pháp phân tích tổng hợp
Thu thập các tài liệu nhƣ tiêu chuẩn, các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác của
các nƣớc trên thế giới, các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác tại BCL ở Việt Nam.

Tìm hiểu về thành phần tính chất của nƣớc rỉ rác trên thế giới và ở Việt Nam.
Tìm hiểu về mô hình Biowin có khả năng ứng dụng trong việc lựa chọn công
nghệ xử lý nƣớc rác phù hợp.
* Phương pháp chuyên gia
Tham vấn ý kiến của giảng viên hƣớng dẫn và các chuyên gia trong ngành
công nghệ môi trƣờng xử lý nƣớc thải.
* Phương pháp nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý
- Phân tích, lựa chọn các nhóm, loại hình công nghệ đặc trƣng phù hợp cho
xử lý nƣớc rác.
- Mô phỏng tính toán động học và các thông số công nghệ của từng nhóm
công nghệ đã lựa chọn.
- Ứng dụng mô hình Biowin để lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác phù
hợp nhất.
6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
6.1. Ý nghĩa khoa học
Bổ sung thêm số liệu, tài liệu nghiên cứu khoa học đề cập đến ứng dụng của
mô hình hóa trong lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Hình thành một công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác phù hợp, áp dụng vào thực tế
đạt hiệu quả và mang tính khả thi cao, góp phần bảo vệ môi trƣờng tạo đà phát
triển bền vững.

3


CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Chất thải rắn sinh hoạt, công nghệ chôn lấp và sự hình thành nƣớc rác
1.1.1. Chất thải rắn sinh hoạt
1.1.1.1. Khái niệm về rác và nước rỉ rác

Tại khoản 10 Điều 3 của Luật bảo vệ môi trƣờng 2005 thì: “Chất thải là vật
chất ở thể rắn, lỏng, khí được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt
hoặc hoạt động khác" [12]. Nhƣ vậy, rác thải là tất cả những thứ vật chất từ đồ ăn,
đồ dùng, chất phế thải sản xuất, dịch vụ, y tế, ... mà mọi ngƣời không dùng nữa và
thải bỏ đi.
Rác thải sinh hoạt (chất thải rắn sinh hoạt) sinh ra từ mọi ngƣời và mọi nơi:
Gia đình, trƣờng học, chợ, nơi mua bán, nơi công cộng, nơi vui chơi giải trí, cơ sở y
tế, cơ sở sản xuất kinh doanh, bến xe, bến đò,...
Rác thƣờng đƣợc chia thành ba nhóm sau:
- Rác khô hay còn gọi là rác vô cơ: gồm các loại phế thải thuỷ tinh, sành sứ,
kim loại, giấy, cao su, nhựa, vải, đồ điện, đồ chơi, cát sỏi, vật liệu xây dựng...
- Rác ƣớt hay thƣờng gọi là rác hữu cơ: gồm cây cỏ loại bỏ, lá rụng, rau quả
hƣ hỏng, đồ ăn thừa, rác nhà bếp, xác súc vật, phân động vật.
- Chất thải nguy hại (CTNH): là những thứ phế thải rất độc hại cho môi
trƣờng và con ngƣời nhƣ pin, bình ắc quy, hoá chất, thuốc trừ sâu, bom đạn, rác thải
y tế, rác thải điện tử...
Nƣớc rác (hay còn gọi là nƣớc rỉ rác - leachate) là loại nƣớc thấm qua các lớp
rác trong các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dƣới
đáy bãi chôn lấp [14].
1.1.1.2. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt
Thành phần lý, hóa học của chất thải rắn sinh hoạt rất khác nhau tùy thuộc
vào từng địa phƣơng vào các mùa khí hậu, vào điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố
khác. Có rất nhiều thành phần chất thải rắn trong các rác thải có khả năng tái chế,

4


tái sinh. Vì vậy mà việc nghiên cứu thành phần chất thải rắn sinh hoạt là điều hết
sức cần thiết. Từ đó ta có cơ sở để tận dụng những thành phần có thể tái chế, tái
sinh để phát triển kinh tế.

Mỗi nguồn thải khác nhau lại có thành phần chất thải khác nhau nhƣ: Khu
dân cƣ và thƣơng mại có thành phần chất thải đặc trƣng là chất thải thực phẩm,
giấy, carton, nhựa, vải, cao su, rác vƣờn, gỗ, nhôm...; Chất thải từ dịch vụ nhƣ rửa
đƣờng và hẻm phố chƣa bụi, rác, xác động vật, xe máy hỏng..., chất thải thực phẩm
nhƣ can sữa, nhựa hỗn hợp.
Bảng 1.1. Định nghĩa thành phần của CTRSH [2]
Thành phần
Định nghĩa
Ví dụ
1. Các chất cháy được
- Giấy
Các vật liệu làm từ giấy bột và Các túi giấy, mảnh bìa, giấy
giấy
vệ sinh
- Hàng dệt
Các nguồn gốc từ các sợi
Vải, len, nilon...
- Thực phẩm
Các chất thải từ đồ ăn thực Cọng rau, vỏ quả, thân cây,
phẩm
lõi ngô...
- Cỏ, gỗ, củi, rơm Các sản phẩm và vật liệu đƣợc Đồ dùng b ng gỗ nhƣ bàn,
rạ
chế tạo từ tre, gỗ, rơm...
ghế, đồ chơi, vỏ dừa...
- Chất dẻo
Các vật liệu và sản phẩm đƣợc Phim cuộn, túi chất dẻo,
chế tạo từ chất dẻo
chai, lọ. Chất dẻo, đầu vòi,
dây điện...

- Da và cao su
Các vật liệu và sản phẩm đƣợc Bóng, giày, ví, băng cao
chế tạo từ da và cao su
su...
2. Các chất không cháy
- Các kim loại sắt Các vật liệu và sản phẩm đƣợc Vỏ hộp, dây điện, hàng rào,
chế tạo từ sắt mà dễ bị nam dao, nắp lọ...
châm hút
- Các kim loại phi Các vật liệu không bị nam Vỏ nhôm, giấy bao gói, đồ
sắt
châm hút
đựng...
- Thủy tinh
Các vật liệu và sản phẩm đƣợc Chai lọ, đồ đựng b ng thủy
chế tạo từ thủy tinh
tinh, bóng đèn...
- Đá và sành sứ
Bất cứ các vật liệu không cháy Vỏ chai, ốc, xƣơng, gạch,
ngoài kim loại và thủy tinh
đá, gốm...
3. Các chất hỗn Tất cả các vật liệu khác không Đá cuội, cát, đất, tóc...
phân loại trong bảng này. Loại
hợp
này có thể chƣa thành hai phần:
kích thƣớc lớn hơn 5 mm và
loại nhỏ hơn 5 mm

5

1.1.1.3. Hiện trạng quản lý, xử lý RTSH ở Việt Nam
Việt Nam đang bƣớc vào giai đoạn phát triển công nhiệp hóa, hiện đại hóa
đất nƣớc. Công nghiệp hóa, đô thị hóa và dân số tăng nhanh cùng với mức sống
đƣợc nâng cao là những nguyên nhân chính dẫn đến lƣợng phế thải phát sinh ngày
càng lớn. Chính do tốc độ phát triển kinh tế - xã hội khả năng đầu tƣ có hạn, việc
quản lý chƣa chặt chẽ cho nên việc quản lý tại các khu đô thị, các nơi tập chung dân
cƣ với số lƣợng lớn, các khu công nghiệp, mức độ ô nhiễm do chất thải rắn gây ra
thƣờng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Hầu hết các bãi rác trong các đô thị
từ trƣớc đến nay không theo quy hoạch tổng thể, nhiều thành phố, thị xã, thị trấn
chƣa có quy hoạch bãi chôn lấp chất thải. Việc thiết kế và xử lý chất thải hiện tại ở
các đô thị đã có bãi chôn lấp lại chƣa thích hợp, chỉ là những nơi đổ rác không đƣợc
chèn lót kỹ, không đƣợc che đậy, do vậy đang tạo ra sự ô nhiễm nặng nề tới môi
trƣờng đất, nƣớc, không khí… ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng [13].
Hiện nay ở các thành phố, thị xã, đã thành lập các công ty môi trƣờng đô thị
có chức năng thu gom và quản lý rác thải. Nhƣng hiệu quả của công việc thu gom,
quản lý rác thải còn kém, chỉ đạt từ 30-70% do khối lƣợng rác phát sinh hàng ngày
còn rất lớn. Trừ lƣợng rác thải đã quản lý số còn lại ngƣời ta đổ bừa bãi xuống các
sông, hồ, ngòi, ao, khu đất trống làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và không khí [13].
Lƣợng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại các đô thị ở nƣớc ta đang có xu
thế phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10%. Tỷ lệ tăng
cao tập trung ở các đô thị đang có xu hƣớng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy mô
lẫn dân số và các khu công nghiệp, nhƣ các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành phố
Phủ Lý (17,3%), Hƣng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%),... Khối lƣợng CTRSH phát
sinh từ các đô thị đƣợc thể hiện tại Bảng 1.2 sau [13].
Bảng 1.2. Lƣợng CTRSH phát sinh ở các đô thị Việt Nam đầu năm 2007, [8]
Lƣợng CTRSH bình
Lƣợng CTRSH phát sinh
STT Loại đô thị
quân/ngƣời
Tấn/ngày

Tấn/năm
(kg/ngƣời/ngày)
1
Đặc biệt
0,84
8.000
2.920.000
2
Loại 1
0,96
1.885
688.025
3
Loại 2
0,72
3.433
1.253.045
4
Loại 3
0,73
3.738
1.364.370
5
Loại 4
0,65
626
228.490
Tổng
6.453.930
(Nguồn: Cục Bảo vệ môi trường, 2008 [13])

6


Kết quả điều tra cho thấy lƣợng chất thải rắn đô thị phụ thuộc vào 2 yếu tố
chính: Sự phát triển của nền kinh tế và dân số. Theo thống kê mức chất thải rắn ở
các nƣớc đang phát triển trung bình là 0,3 kg/ngƣời/ ngày. Tại các đô thị ở nƣớc
ta, trung bình mỗi ngày mỗi ngƣời thải ra khoảng 0,5 kg - 0,8 kg rác. Khối lƣợng
rác tăng theo sự gia tăng của dân số. Rác tồn đọng trong khu tập thể, trong phố xá
phụ thuộc vào yếu tố nhƣ: địa hình, thời tiết, hoạt động của ngƣời thu gom… Rất
khó xác định thành phần CTR đô thị, vì trƣớc khi tập trung đến bãi rác đã đƣợc
thu gom sơ bộ. Tuy thành phần CTR ở các đô thị là khác nhau nhƣng đều có
chung 2 đặc điểm:
- Thành phần rác thải hữu cơ khó phân huỷ, thực phẩm hƣ hỏng, lá cây, cỏ
trung bình chiếm khoảng 30 - 60 %, đây là điều kiện tốt để chôn, ủ hay chế biến
CTR thành phân hữu cơ.
- Thành phần đất, cát, vật liệu xây dựng và các chất vô cơ khác trung bình
chiếm khoảng 20 - 40%.
Bên cạnh đó, thành phần và khối lƣợng CTR thay đổi theo các yếu tố sau
đây: điều kiện kinh tế - xã hội, thời tiết trong năm, thói quen và thái độ của xã hội,
quản lý và chế biến trong sản xuất, chính sách của nhà nƣớc về chất thải.
Theo báo cáo môi trƣờng quốc gia, tỷ lệ phát sinh chất thải rắn đã tăng tới
0,9 kg lên 1,2 kg/ngƣời/ngày ở các thành phố lớn, từ 0,5 kg lên 0,65 kg/ngƣời ngày
tại các đô thị nhỏ. Dự báo, tổng lƣợng chất thải rắn phát sinh có thể tăng lên đến 25
triệu tấn vào năm 2010; 35 triệu tấn vào năm 2015; 45 triệu tấn vào năm 2020.
Trong khi đó, tỷ lệ thu gom chất thải rắn ở các vùng đô thị trung bình đạt khoảng
70%, ở các vùng nông thôn nhỏ đạt dƣới 20%. Và phƣơng thức xử lý rác thải chủ
yếu là chôn lấp. Cả nƣớc có 91 bãi chôn lấp rác thải thì có đến 70 bãi chôn lấp
không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, không hợp vệ sinh. Do đó, chất thải cần phải đƣợc
coi trọng, đƣợc thống kê, đánh giá, phân tích và phân loại để tái chế, tái sử dụng tốt

trƣớc khi đem tiêu hủy [13].

7


1.1.2. Công nghệ chôn lấp chất thải sinh hoạt
1.1.2.1. Tình hình chôn lấp ở Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam phƣơng pháp xử lý CTRSH chủ đạo là chôn lấp chiếm
85% - 90% và hầu hết các BCL đều ở quá tải so với công suất tiếp nhận. Việc
chiếm nhiều quỹ đất cũng nhƣ khó kiểm soát vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trong quá
trình vận hành, đặc biệt làm gia tăng phát sinh mêtan - một loại khí nhà kính gây ra
biến đổi khí hậu. Mùi hôi phát tán luôn là vấn đề đƣợc ngƣời dân quan tâm và phản
ánh nhiều. Bên cạnh đó chi phí xử lý nƣớc rỉ rác từ BCL có nồng độ ô nhiễm cao
tốn rất nhiều chi phí gặp khó khăn và phức tạp [14].
Bảng 1.3. Đánh giá hiện trạng một số BCL điển hình ở Việt Nam [14]
Tên

Địa điểm

Quy
mô

Công
suất

BCL
Nam
Sơn

Sóc Sơn Hà Nội

83,5
ha

1.500
tấn/ngày

BCL
Khánh
Sơn

Liên Chiểu
- Đà Nẵng

50
ha

400
tấn/ngày

BCL
1A Phƣớc
Hiệp

Củ Chi TP Hồ Chí
Minh

43
ha

3.000
tấn/ngày

BCL
Đa
Phƣớc

TP.Hồ Chí
Minh

128
ha

3.000
tấn/ngày

Thông tin chung - hiện trạng
Nƣớc rác tồn đọng rát cao trong khi khả năng
xử lý và sức chứa các hồ của hệ thống có giới
hạn nên khi mƣa xuống, phần nƣớc rác dƣ này
vẫn chảy rò rỉ ra bên ngoài mang theo nhiều
chất độc hại gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm
trọng. Mùi hôi ở vùng tiếp nhận cũng ảnh
hƣởng đến dân cƣ trong vùng.
Vốn đầu tƣ 2.8 triệu USD, thời gian hoạt động
15 năm. Mùi hôi của rác lan tỏa khắp nơi, ruồi
muỗi bùng phát, tình hình ô nhiễm tại địa
phƣơng đang ở mức báo động cao. Hệ thống xử
lý nƣớc rò rỉ không đạt hiệu quả nên hiện nay
ngƣời dân vẫn phải dùng nƣớc ô nhiễm từ bãi

rác cho các sinh hoạt khác trừ ăn uống.
Thƣờng xuyên phải tiếp nhận khối lƣợng rác
quá tải so với công suất thiết kế (5.000
tấn/ngày). Do áp dụng công nghệ xử lý nƣớc rác
không phù hợp nên nƣớc thải ra mặt kênh Thầy
Cai sau xử lý vẫn có màu đen và mùi hôi đặc
trƣng của nƣớc rác. Hầu hết các chỉ tiêu nhƣ
BOD, COD, Colifom... đều vƣợt tiêu chuẩn cho
phép.
Tổng vốn đầu tƣ 107 triệu USD, chi phí xử lý
16,4 USD/tấn, thời gian hoạt động dự kiến 50
năm. Đã bắt đầu tiếp nhận chất thải rắn từ tháng
7/2007 và vẫn phát sinh mùi hôi trong quá trình
vận hành gây ảnh hƣởng đến khu dân cƣ do một
số hạng mục trong khu xử lý vẫn chƣa đƣợc
hoàn thiện.

8


1.1.2.2. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phƣơng pháp kiểm soát sự phân hủy của chất
thải rắn khi chúng đƣợc chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn
lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối
cùng là các chất giàu dinh dƣỡng nhƣ axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất Amon và một
số khí nhƣ CO2, CH4.
Nhƣ vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn sinh hoạt vừa là
phƣơng pháp tiêu hủy sinh học, vừa là biện pháp kiểm soát các thông số chất lƣợng
môi trƣờng trong quá trình phân hủy chất thải khi chôn lấp.
Phƣơng pháp này đƣợc nhiều đô thị trên thế giới áp dụng trong quá trình xử

lý rác thải. Ví dụ ở Hoa Kỳ trên 80% lƣợng rác thải đô thị đƣợc xử lý b ng phƣơng
pháp này; hoặc ở các nƣớc Anh, Nhật Bản... Ngƣời ta cũng hình thành các bãi chôn
lấp rác vệ sinh theo kiểu này [14].
Một bãi rác hợp vệ sinh, ngoài việc phải đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn
vệ sinh còn phải tuân thủ những quy định nh m bảo vệ môi trƣờng, đặc biệt là việc
thu gom và xử lý triệt để nƣớc rác. Bởi vậy muốn đạt đƣợc mục tiêu đề ra thì các
nhân, tổ chức chịu trác nhiệm phải tuân thủ các quy định từ khâu thiết kế, vận hành,
giám sát môi trƣờng tại BCL rác. Về thiết kế phải tuân thủ các quy định nhƣ hệ số
thẩm thấu của đáy bãi, hệ thống đƣờng thu gon nƣớc rác, hệ thống lót đáy chống
thấm, hệ thống kiểm soát nƣớc mặt, hệ thống kiểm soát khí thải, hệ thống bờ bao...
về quy trình chôn lấp cần phải tuân thủ các quy trình thiết lập giếng quan trắc nƣớc
ngầm, nƣớc mặt, không khí... và thực hiện xử lý nƣớc rác rò rỉ đạt tiêu chuẩn thải
vào môi trƣờng [14].
1.1.3. Sự hình thành nƣớc rác
Nƣớc rác là sản phẩm của quá trình phân hủy chất thải bởi quá trình lý, hóa
và sinh học diễn ra trong lòng bãi chôn lấp. Nƣớc rác là loại nƣớc chứa nhiều chất ô
nhiễm hòa tan từ quá trình phân hủy rác và lắng xuống dƣới đáy ô chôn lấp. Lƣợng
nƣớc rác đƣợc hình thành trong bãi chôn lấp chủ yếu do các quá trình sau:
- Nƣớc thoát ra từ độ ẩm nƣớc: chất thải đô thị luôn chứa một hàm lƣợng ẩm.
Trong quá trình đầm nén lƣợng nƣớc tách ra khỏi chất thải và gia nhập vào nƣớc rác.

9


- Nƣớc từ quá trình phâm hủy sinh học các chất hữu cơ: nƣớc là một trong
những sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học.
- Nƣớc gia nhập từ bên ngoài vào là nƣớc mƣa thấm từ trên xuống qua lớp
phủ bề mặt.
Đối với các bãi chôn lấp hợp vệ sinh (có lót đáy b ng các vật liệu chống
thấm b ng đất sét hoặc/lớp vải địa kỹ thuật HDPE, có hệ thống tách nƣớc mặt, hệ

thống thu gom và xử lý nƣớc rác, khí thải và khi đóng bãi có phủ phía trên b ng vật
liệu chống thấm) thì lƣợng nƣớc rác thƣờng ít hơn so với không áp dụng các biện
pháp trên. Nhƣ vậy, lƣợng nƣớc rác sinh ra phụ thuộc vào:
- Điều kiện tự nhiên khu vực chôn lấp (lƣợng mƣa, bốc hơi, nƣớc ngầm...)
- Độ ẩm chất thải chôn lấp.
- Kỹ thuật xử lý đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nƣớc mặt.
Lƣợng nƣớc rác sinh ra trong bãi chôn lấp phụ thuộc vào sự cân b ng nƣớc
trong một ô chôn lấp. Các thành phần tác động tới quá trình hình thành lƣợng nƣớc
rác đƣợc trình bày trong hình sau và lƣợng nƣớc rác đƣợc tính theo công thức:
LC = R + RI - RO - E - lkl∆V
Trong đó: LC: Nƣớc rác; R: Nƣớc mƣa thấm vào ô chôn lấp; RI: Dòng chảy
từ ngoài thâm nhập vào ô chôn lấp (bao gồm dòng chảy mặt và nƣớc ngầm gia nhập
từ bên ngoài vào ô chôn lấp); RO: Dòng chảy ra khỏi khu vực ô chôn lấp; E: Lƣợng
nƣớc bay hơi; ∆V: Sự thay đổi lƣợng nƣớc chứa trong ô chôn lấp bao gồm: độ ẩm
ban đầu của rác và bùn thải mang đi chôn lấp; độ ẩm của vật liệu phủ; lƣợng nƣớc
thất thoát trong quá trình hình thành khí; lƣợng nƣớc thất thoát do bay hơi theo khí
thải, lƣợng nƣớc thất thoát ra từ phía đáy bãi rác.
Nƣớc gia nhập
từ ngoài (RI)

Nƣớc mƣa (R)

Bay hơi (E)
Dòng chảy mặt(RO)

Nƣớc trong Nƣớc chứa
CTR
trong lớp
vật liệu phủ

Nƣớc
trong
bùn

Nƣớc rác (LC)

Hình 1.1. Các thành phần cân bằng nước trong ô chôn lấp [1]

10


Phƣơng trình cân b ng nƣớc ở trên áp dụng cho một ô chôn lấp cho thấy:
Lƣợng nƣớc rác từ của ô chôn lấp b ng tổng lƣợng nƣớc đến và lƣợng nƣớc sinh ra
do phân hủy rác trừ đi lƣợng bay hơi.
Sơ đồ cân b ng nƣớc.
Nƣớc mƣa từ lớp trên G1
Ngấm xuống G1

Nƣớc bay hơi G4

Nƣớc trong rác vật
Liệu phủ G2

Nƣớc tiêu tốn cho phản
ứng sinh học G5

Nƣớc trong EM G3

Nƣớc tích trong rác G6
Vật liệu phủ G6

Nƣớc ngấm xuống ở lớp dƣới G7
Hay nƣớc rỉ rác G7

Gnƣớc rác = G7 = [G1+ G2 + G3 ] – [G4 + G5+ G6]
Hình 1.2. Sơ đồ cân bằng nước [24]
1.2. Thành phần, tính chất nƣớc rác trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Thành phần, tính chất nƣớc rác trên thế giới
Trong hầu hết các bãi chôn lấp nƣớc rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn
lấp từ các nguồn bên ngoài, nhƣ nƣớc mặt, nƣớc mƣa, nƣớc ngầm và chất lỏng tạo
thành trong quá trình phân hủy các chất thải. Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào
nhiều hệ số.
Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lấp khác nhau, nhƣng
nhìn chung thành phần nƣớc rỉ rác chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố chính nhƣ sau:
- Chất thải đƣợc đƣa vào chôn lấp: Loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ
trọng chất thải;
- Quy trình vận hành BCL: Quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp;
- Thời gian vận hành bãi chôn lấp;

11


- Điều kiện khí hậu: Độ ẩm và nhiệt độ không khí;
- Điều kiện quản lý chất thải.
Các yếu tố trên ảnh hƣởng rất nhiều đến đặc tính nƣớc rác, đặc biệt là thời
gian vận hành bãi chôn lấp, yếu tố này sẽ quyết định đƣợc tính chất nƣớc rỉ rác
chẳng hạn nhƣ nƣớc rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có
khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc.
Thành phần đặc trƣng của nƣớc rỉ rác ở một số nƣớc trên thế giới đƣợc trình bày cụ
thể trong Bảng 1.4; Bảng 1.5; Bảng 1.6 và Bảng 1.7.
Bảng 1.4. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới [5]

Đức (ii)

Columbia(i)

Cannada(i)

-

Pereira
(5 năm vận
hành)
7,2 - 8,3

Clover Bar
(Vận hành từ
năm 1975)
8,3

COD

mgO2/l

4.350 - 65.000

1.090

2.500

BOD

mgO2/l

1.560 - 48.000

39

230

NH4+

mg/l N

200 - 3.800

455

1.100

TKN

mg/l N

-

-

920

Chất rắn tổng cộng

mg/l

7.990 - 89.100

-

-

Chất rắn lơ lửng

mg/l

190 - 27.800

-

-

TDS

mg/l

7.800 - 61.300

-

-

Tổng P (PO43-)

mg/l

2 - 35

-

-

Độ kiềm tổng

mgCaCO3/l

3.050 - 8.540

4.030

-

Ca

mg/l

-

-

200

Mg

mg/l

-

-

150

Na

mg/l

-

-

1.150

Đơn vị

Thành Phần

pH

Nguồn: (i): Diego Paredes, 2003
(ii): KRUSE, 1994

12

BCL CTR

đô thị
-


Bảng 1.5. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á [5]
Thành
Phần

Đơn vị

pH
TDS
COD
BOD5
SS
N-NH3
N-NO3
N-Org
Tổng N
Tổng P
ClZn
Cd
Pd
Cu
Cr
VFA

µS/cm
mgO2/l
mgO2/l

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

BCL khonKaen NRR
mới (iii)
7,45
15.170
13.240
9.170
3.440
1.400
0,14
62,9
5.889
< 0,02
0,12
O,09
0,07
0,02

-

Thái Lan
BCL SaenBCL phitsanulock NRR cũ (iv)
Suk NRR cũ
Mùa Khô
Mùa Mƣa
(iii)
7,23 - 7,63
7,8 - 9
25.000- 26.500 9.700 - 20.500
1075 -1417
2.800 - 3.303 1.009 - 3.550
145 - 533
600 - 700
100 - 850
227 - 587
880 - 1.385
340 - 555
1.883 - 2.049
28 - 1.857
79 - 117
33 - 70
1.967 - 2.166
75 - 1.918
23,1 - 59,2
5,3 - 15,8
0,035 - 1,120
0,066 - 0,121
0,003 - 0,043

0,004 - 0,336
50 - 357

Nguồn: (iii): Chuleemus Boonthai Iwai and Thammared Chuasavath, 2002;
(iv): Mitree Siribunjongsak and Thares Srisatit, 2004;
Bảng 1.6. Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á [5]
Thành Phần
pH
Độ dẫn điện
COD
BOD5
SS
N-NH3
N-Org
Phospho tổng
ClZn
Pd
Cu
Cr
Độ kiềm
VFA

Đơn Vị
µS/cm
mgO2/l
mgO2/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mgCaCO3/l
mg/l

Thái Lan
BCL
pathumthani(v)
7,8 - 8,7
19.400 - 23.900
4.119 - 4.480
750 - 850
141 - 410
1.764 - 2.128
300 - 600
25 - 34
3.200 - 3.700
0,873 - 1,267
0,09 - 0,330
0,1 - 0,157
0,495 - 0,657
56 - 2.518

Nguồn: (v): Kwanrutai Nakwan, 2002.

13

Hàn Quốc
Sukdowop
Sukdowop
NRR 1 năm
NRR 12 năm
5,8
8,2
12.500
2.000
7.000
500
400
20
200
1.800
4.500
4.500
2.000
10.000
-


Bảng 1.7: Thành phần nước rác của các nước [WHO, Mỹ] [24]
TT

Thông số

WHO (mg/l)

Mỹ (mg/l)

1

Tổng chất rắn hòa tan

-

584 - 5500

2

Tổng các chất lơ lửng

200 - 1000

2,0 - 140000

3

Nhu cầu oxy sinh hóa

2000 - 30000

KPH - 195000

4

Nhu cầu oxy hóa học

3000 - 45000

6,6 - 299000

5

Tổng cacsbon hữu cơ

1500 - 20000

KPH - 40000

5

pH

5,3 - 8,3

3,7 - 8,9

6

Tổng độ kiềm

1000 - 10000

KPH - 15050

7

Độ cứng

300 - 10000

0,1 - 225000

8

Cl-

50 - 1500

2 - 11375

9

Ca2+

200 - 3000

3,0 - 2500

10

Tổng N

10 - 800

2 - 3320

11

Amonia N

10 - 600

KPH - 1200

12

SO42-

100 - 1500

KPH - 1850

13

Tổng P

1 - 70

KPH - 234

Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác nhau ở mỗi khu vực
nhƣng nƣớc rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD,
BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO3/L) đối với nƣớc rỉ rác mới và nồng
độ COD, BOD thấp đối với BCL cũ. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong
khi giá trị pH của nƣớc rỉ rác tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô
nhiễm trong nƣớc rỉ rác giảm dần theo thời gian, ngoại trừ nồng độ NH3 trong NRR
cũ rất cao (nồng độ trung bình khoảng trên 1.000mg/L). Nồng độ các kim loại hầu

nhƣ rất thấp, ngoại trừ nồng độ sắt.
1.2.2. Thành phần, tính chất nước rác ở Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam có 3 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang hoạt
động nhƣ: BCL Nam Sơn, Phƣớc Hiệp số 2 và BCL Gò Cát. Mặc dù các BCL đều
có thiết kế hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác, hầu hết các BLC đã nhận rác nhƣng hệ thống

14


xử lý nƣớc rỉ rác vẫn chƣa xây dựng, đây chính là một trong những nguyên nhân
gây tồn đọng nƣớc rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trƣờng. Công suất xử lý của các hệ
thống xử lý nƣớc rỉ rác này hầu nhƣ không xử lý hết lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh ra
h ng ngày tại BCL, do đó hầu hết các hồ chứa nƣớc rỉ rác ở các BCL hiện nay đều
trong tình trạng đầy và không thể tiếp nhận nƣớc rỉ rác thêm nữa. Thậm chí còn có
trƣờng hợp phải sử dụng xe bồn để chở nƣớc rỉ rác sang nơi khác xử lý (BCL Gò
Cát) hoặc có nơi phải xây dựng thêm hồ chứa nƣớc rỉ rác để giải quyết tình hình ứ
đọng nƣớc rỉ rác tại BCL là công trình tƣơng đối mới với Việt Nam, do đó việc vận
hành BCL chƣa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của BCL, và sự cố xảy ra trong
quá trình vận hành (trƣợt đất, hệ thống ống thu nƣớc rỉ rác bị nghẹt, …) đã làm
thành phần nƣớc rỉ rác thay đổi gây ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý nƣớc rỉ rác.
Nƣớc rỉ rác phát sinh từ hoạt động của bãi chôn lấp là một trong những
nguồn gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trƣờng. Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều
kilomet, nƣớc rỉ rác có thể ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm
và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt. Thành phần nƣớc rỉ rác của một số BCL
tại thành phố Hồ Chí Minh đƣợc trình bày trong Bảng 1.8.

15


Bảng 1.8. Thành phần nƣớc rỉ rác của một số BCL tại TP Hồ Chí Minh [5]

KẾT QUẢ
CHỈ TIÊU

Phƣớc Hiệp

Gò Cát
ĐƠN VỊ

NRR mới
NRR cũ
2,3,4/2002
8/2006
4,8 - 6,2
7,5 - 8,0
7.300 -12.200 9.800-16.100
5833 - 9.667
590
1.670 - 2.740
40 - 165
1.760 - 4.310
90 - 4.000
1.120 - 3.190
39.614-59.750 2.950-7.000
30.000-48.000 1.010-1.430
21.878-25.182
297 - 790
1.360-1.720
336 - 678
404 - 687
119

204 - 208
13,0

Đông Thạnh

NRR mới
1,4/2003
5,6 - 6,5
18.260-20.700
5.733 - 8.100
2.031 - 2.191
790 - 6.700
24.000-57.300
18.000-48.500
16.777
582 - 1547
252 - 408
-

NRR cũ
4/03-8/06
7,3 - 8,3
6.500-8.470
110 - 6570
1.510-4.520
240 - 2.120
369 - 391
34 - 159
-

NRR 2,4/2002
6,0 - 7,5
10.950-15.800
1.533 - 8.400
1.122 -1.1840
1.280 - 3.270
38.533-65.333
33.570-56.250
1.602 - 2.570
202 - 319
259 - 265
-

NRR
8,11/2003
8,0 - 8,2
9.100 - 11.100
1.520 - 1.860
100 - 190
169 - 240
916 - 1.702
235 - 735
520 - 1.970
373
64 - 120

0,22

0,25

-

0,85 - 3,00

0,1 - 0,14

0,32 - 1,90

0,076

0,258

-

14 - 21

0,006 - 0,05

mg/L

0,02 -0,10

KPH

0,008

-

0,00 - 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

Ni

mg/L

2,21 - 8,02

0,458

0,762

-

0,63 - 184

0,65 -0,1

Thời gian lấy
mẫu
pH
TDS
Độ cứng tổng
Ca2+
SS
VSS
COD
BOD
VFA
N-NH3
N-Ogranic
Mg2+
Fe tổng

mg/L
mgCaCO3/l
mg/L
mg/L
mg/L
mgO2/L
mgO2/L
mg/L
mg/L
mg/L

mg/L
mg/L

Cu

mg/L

3,50 -4,00

Pb

mg/L

Cd

16