Nghiên cứu mô phỏng quá trình xử lý sinh học của công nghệ MBR ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------

Nguyễn Văn Quyết

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ SINH HỌC CỦA CÔNG NGHỆ MBR
ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS Đặng Xuân Hiển

Hà Nội - 2014



MỤC LỤC
Lời cam đoan
Danh mục các ký hiệu và cụm từ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU

1

1. Đặt vấn đề

1

2. Mục tiêu của đề tài

2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2

4. Phương pháp nghiên cứu

2

5. Ý nghĩa của đề tài

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3

NƯỚC RỈ RÁC
1.1. Khái niệm và sự hình thành nước rỉ rác

3

1.1.1. Khái niệm nước rỉ rác

3

1.1.2. Sự hình thành nước rác

4

1.2. Đặc tính của nước rỉ rác trên Thế giới và ở Việt Nam

6

1.2.1. Thành phần, tính chất nước rác trên Thế giới

6

1.2.2. Thành phần, tính chất nước rác ở Việt Nam

10

1.3. Tổng quan công nghệ xử lý nước rỉ rác.

13

1.3.1. Sự cần thiết phải xử lý nước rác

13

1.3.2. Khái quát về công nghệ xử lý nước rác

14

1.3.3. Công nghệ xử lý nước rác ở các nước tiên tiến

16

1.3.4. Công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam

18

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

22

2.1. Tổng quan về công nghệ MBR

22

2.2. Quý trình sinh học trong công nghệ MBR

28

2.2.1. Cơ chế phân hủy hiếu khí

28

2.2.2. Các yêú tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học hiếu khí

32

2.3. Ưu điểm và hạn chế của công nghệ MBR

34

2.3.1. Ưu điểm

34

2.3.2. Hạn chế

35


CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC BẰNG

36

CÔNG NGHỆ MBR
3.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

36

3.2. Phương pháp nghiên cứu

36

3.3. Nội dung và cách tiến hành

36

3.3.1. Khảo sát, thu thập và phân tích số liệu

36

3.3.1.1. Thu thập số liệu ban đầu của nước rác

36

3.3.1.2. Quá trình xử lý hóa lý nước rác

37

3.3.2. Thiết lập mô hình quá trình xử lý sinh học với công nghệ MBR

39

3.3.3. Mô hình toán mô phỏng quá trình xử lý sinh học

40

3.3.4. Ứng dụng chương trình Biowin để tính toán và đánh giá mô hình

56

3.3.5. Đánh giá độ tương hợp của mô hình

60

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

62

4.1. Thông số lựa chọn của nước thải đầu vào

62

4.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực HRT

62

4.3. Ảnh hưởng của tỷ số thể tích bể anoxic và oxic

64

4.4. Ảnh hưởng của tỷ số tuần hoàn

65

4.5. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan trong bể anoxic

66

4.6. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan trong bể oxic

68

4.7. Ảnh hưởng của thời gian lưu bùn SRT

69

4.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ

70

4.9. Ảnh hưởng của độ kiềm trong nước thải dòng vào

72

4.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ COD:TN trong nước thải dòng vào

78

4.11. Giá trị tối ưu các thông số công nghệ

75

KẾT LUẬN

77

TÀI LIỆU THAM KHẢO

78

PHỤ LỤC

80


DANH MỤC NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
AO

(Anoxic Oxic) 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 trường

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)

DOanoxic

Oxy hòa tan trong bể thiếu khí

HRT

(Hydraulic Retention Time) Thời gian lưu thủy lực

MBR

(Membrane Bioreactor) Bể lọc sinh học bằng màng

NR

Nước rác

NRR

Nước rỉ rác

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

RTSH

Rác thải sinh hoạt

SRT

(Sludge Retention Time) Thời gian lưu bùn

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TKN

(Total Kjeldahl Nitrogen) Tổng ni tơ hữu cơ và ni tơ amoniac

UASB

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

XLNT

Xử lý nước thải


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên Thế giới

7

Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á

7

Bảng 1.3. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á (tiếp)

8

Bảng 1.4: Thành phần nước rác của các nước WHO, Mỹ

9

Bảng 1.5. Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại TP Hồ Chí Minh

11

Bảng 1.6: Thành phần nước rác tại Bãi chôn lấp Nam Sơn-Sóc Sơn-HN

12

Bảng 1.7. Thành phần, tính chất của nước rác cũ và mới tại BCL

12

Bảng 1.8. Các thành phần của nước rác cần được xác định khi thiết kế trạm xử lý
nước rác
Bảng 2.1. Thông số so sánh hai cấu hình sMBR và iMBR

15

Bảng 2.2. So sánh sự hoạt động của công nghệ bùn hoạt tính với MBR

24

Bảng 3.1. Nồng độ các chất sau keo tụ

38

Bảng 3.2. Nồng độ các chất sau quá trình kết tủa hóa học 1

38

Bảng 3.3. Nồng độ các chất sau quá trình kết tủa hóa học 2

39

Bảng 3.4. Các mô hình bùn hoạt tính hiện nay

44

Bảng 3.5. Biểu thức động học của ASM2d

47

Bảng 3.6. Bảng mô tả các biến của mô hình ASM2d và BioWin

53

Bảng 3.7. Các thông số mặc định của mô hình BioWin

54

Bảng 3.8. Giá trị các thông số BioWin

55

Bảng 4.1. Nồng độ chất ô nhiễm của nước rác mới sau xử lý hóa lý.

62

Bảng 4.2. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi HRT

63

23

Bảng 4.3. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi tỷ số thể tích bể anoxic và oxic 64
Bảng 4.4. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi tỷ số tuần hoàn .

65

Bảng 4.5. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi DOanoxic

67

Bảng 4.6. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi DOoxic

68

Bảng 4.7. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi SRT

70

Bảng 4.8. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi nhiệt độ

71

Bảng 4.9. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi độ kiềm dòng vào

72

Bảng 4.10. Kết quả chạy chương trình khi thay đổi tỷ lệ COD:TN dòng vào

74

Bảng 4.11. Tổng hợp giá trị các thông số vận hành tối ưu của mô hình

75

Bảng 4.12. Kết quả chạy chương trình với các thông sô tối ưu

76


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Các thành phần cân bằng nước trong ô chôn lấp

5

Hình 1.2. Sơ đồ cân bằng nước

6

Hình 2.1. Cấu hình : a – iMBR và b – sMBR

22

Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ quá trình cơ – lý – hóa xử lý nước rác

38

Hình 3.2. Sơ đồ mô hình công nghệ AO-MBR.

40

Hình 3.3. Sơ đồ mô tả lý thuyết hai lớp màng đối với quá trình hấp thụ oxi
từ pha khí vào pha lỏng
Hình 3.4. Mô hình mô phỏng quá trình xử lý sinh học công nghệ AO-MBR

49

Hình 3.5. Chọn điều kiện nhiệt độ cho quá trình mô phỏng

57

Hình 3.6. Nhập dữ liệu đối với nước thải đầu vào mô hình

57

Hình 3.7. Điều chỉnh thông số đặc trưng của nước thải đầu vào

58

Hình 3.8. Điều chỉnh thông số DO đối với các bể phản ứng

58

Hình 3.9. Kết quả nước thải đầu ra

59

Hình 3.10 Kết quả bùn thải sau xử lý

59

Hình 3.11. Kiểm soát thông số vận hành tại bể Anoxic

60

Hình 3.12. Kiểm soát thông số vận hành tại bể MBR

60

Hình 4.1. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi HRT

63

Hình 4.2. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi tỷ số thể tích
bể anoxic / oxic
Hình 4.3. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi tỷ số tuần
hoàn .
Hình 4.4. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi DOanoxic

65

Hình 4.5. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi DOoxic

69

Hình 4.6. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi SRT

70

Hình 4.7. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi nhiệt độ

71

Hình 4.8. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi độ kiềm dòng
vào
Hình 4.9. Biểu đồ biến đổi nồng độ các chất sau xử lý khi thay đổi tỷ lệ COD:TN

73

56

66
67

74


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống được cải thiện thì vấn đề môi trường
cũng được quan tâm, đặc biệt là vấn đề rác thải và nước thải. Rác thải sinh ra từ mọi
hoạt động của con người và ngày càng tăng về khối lượng. Hầu hết rác thải ở nước
ta đều chưa được phân loại tại nguồn, do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và
xử lý, đồng thời còn sinh ra một loại nước thải đặc biệt ô nhiễm là nước rác - phát
sinh từ bãi chôn lấp.
Nước rác phát sinh từ hoạt động của bãi chôn lấp là một trong những nguồn
gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trường. Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet,
nước rác có thể ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và dễ dàng
gây ô nhiễm nguồn nước mặt. Cũng như nhiều loại nước thải khác, thành phần (pH,
độ kiềm, COD, BOD, NH4+, ...) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí,

kị khí,...) của nước 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 lượng hoá chất tối ưu và xây dựng quy trình vận
hành thích hợp.
Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nước rác nhưng những phương pháp
xử lý nước rác đang được áp dụng vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm như chất
lượng nước sau xử lý thường 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
nước 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
nghệ xử lý chưa phù hợp đã dẫn đến nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường thải
ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lượng nước rác tại các BCL thì tiếp tục
tăng lên hàng ngày.
Xử lý nước thải là vấn đề quan trọng trong công tác bảo vệ môi trường. Xã
hội ngày càng phát triển và công nghệ xử lý nước thải cũng có nhiều bước tiến mới.
Để có thể đạt hiệu quả áp dụng tốt các công nghệ xử lý mới cần phải có nghiên cứu
thực tế cụ thể cho các đối tượng phù hợp. Vấn đề đặt ra ở đây là phải áp dụng công

1


nghệ mới ấy như thế nào để có thể xử lý hiệu quả đối với nước rỉ rác tại các bãi
chôn lấp tập trung.
Dựa trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu mô phỏng quá trình xử lý sinh học
của công nghệ MBR ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác” đã hình thành với mong
muốn phân tích đánh giá sự phù hợp của quá trình xử lý nước rác bằng công nghệ
MBR đối xử lý nước rỉ rác, qua đó lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp để xử

lý nước rỉ rác đạt hiệu quả cao.
2. Mục tiêu của đề tài
Trên cơ sở nghiên cứu quá trình xử lý sinh học của công nghệ MBR từ đó
phân tích đánh giá lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp phục vụ xử lý nước rỉ
rác trong thực tiễn.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là nước rỉ rác của các bãi chôn lấp rác thải sinh hoạt
tập trung ở Việt Nam. Nước rỉ rác đã được tiền xử lý bằng các phương pháp hóa - lý
để nhằm làm giảm mức độ ô nhiễm của một số thành phần trước khi đưa vào nghiên
cứu xử lý sinh học MBR.
4. Phương pháp nghiên cứu
Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp mô hình hóa, phương pháp phân tích xử lý số liệu, phương pháp so
sánh và phân tích tương quan.
5. Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Đề tài nghiên cứu một lần nữa khẳng định được hiệu quả
và khả năng áp dụng của công nghệ được nghiên cứu vào quá trình xử lý nước rỉ rác.
- Ý nghĩa thực tiễn: Từ kết quả nghiên cứu thu nhận được của đề tài, có thể
xem là cơ sở tham khảo tốt trong việc lựa chọn công nghệ xử lý nước rác phù hợp
cho các nhà máy xử lý nước rác của Việt Nam

2


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RỈ RÁC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC
1.1. Khái niệm và sự hình thành nước rỉ rác
1.1.1. Khái niệm nước rỉ rác
Nước rỉ rác (còn gọi là nước 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. Nước rác là loại
nước chứa nhiều chất ô nhiễm hòa tan từ quá trình phân hủy rác và lắng xuống dưới
đáy ô chôn lấp
Thông thường sự chuyển hóa các chất diễn ra trong BCL gồm bốn giai đoạn
sau:
- Giai đoạn phân hủy hiếu khí;
- Bước chuyển tiếp thứ nhất (từ hiếu khí sang kị khí);
- Bước chuyển tiếp thứ hai;
- Quá trình metan hóa.
Giai đoạn phân hủy hiếu khí ban đầu: Quá trình này chỉ diễn ra trong khoảng
thời gian từ vài ngày đến vài tuần kể từ khi rác được đem chôn. Trong khoảng thời
gian này oxy từ không khí khuếch tán xâm nhập vào chất thải hoặc oxy tồn tại trong
chất thải được sử dụng cho phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ.
Quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ là một quá trình tổng hợp có sự
tham gia của vi khuẩn, nấm, men. Phản ứng sinh hóa quá trình phân hủy chất hữu
cơ như sau:
CHC + O2 + dinh dưỡng

Vi khuẩn

Tế bào sinh học mới + chất hữu cơ bền + CO2
+ H2O + NH3 + SO42- + năng lượng

Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hiếu khí rác thải hữu cơ là những
tổ chức tế bào sinh học mới, chất hữu cơ bền, khí CO2, khí NH3 và nhiệt năng.
Do hàm lượng oxy trong đống chất thải giảm xuống nên quá trình phân hủy
hiếu khí tiếp tục diễn ra nhưng chậm lại và giai đoạn chuyển tiếp từ phân hủy sinh
học bằng quá trình hiếu khí sang quá trình kị khí.
Giai đoạn chuyển tiếp thứ nhất: Giai đoạn này được gọi là giai đoạn axit hóa
và gia trị pH biến đổi trong khoảng từ 4 đến 6 do sự hình thành các axit hữu cơ mà

ban đầu là axit béo được biến đổi thành các axit béo bay hơi (axit axetic). Quá trình
này thường kết thúc từ vài tuần tới vài tháng.

3


Quá trình chuyển tiếp thứ 2: Trong giai đoạn này vi khuẩn tạo khí metan bắt
đầu phát triển và bắt đầu chu trình chuyển hóa các axit đơn giản như axit axetic
hoặc axit formic và metanol thành khí metan(CH4). Quá trình này không ổn định,
thường diễn ra từ 3 – 5 năm, cho tới khi sự cân bằng giữa lượng axit sinh ra và
lượng khí metan được tạo thành.
Quá trình metan hóa: Là quá trình chuyển hóa các axit hữu cơ do vi khuẩn kị
khí tạo thành CH4, quá trình như sau:
CHONS + H2O

vi khuẩn kị khí

H2O + CO2 + CH4 + H2 + NH4+ + H2S

Sự có mặt của nước trong bãi chôn lấp rác có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu
cực cho hoạt động của bãi rác. Nước rất cần cho một số quá trình hóa học và sinh
học xảy ra trong bãi chôn lấp để phân hủy rác. Mặt khác, nước có thể tạo ra xói mòn
trên tầng đất nén và những vấn đề lắng đọng trong dòng nước mặt chảy qua. Nước
rác có thể chảy vào các tầng nước ngầm và các dòng nước sạch và từ đó gây ô
nhiễm đến nguồn nước uống. Vì vậy, vấn đề cần quan tâm khi thết kế, xây dựng cho
hoạt động của một bãi chôn lấp là kiểm soát nước rác.
1.1.2. Sự hình thành nước rác
Nước rác được hình thành trong bãi chôn lấp chủ yếu do các quá trình sau
[3]:
- Nước thoát ra từ độ ẩm nước: chất thải đô thị luôn chứa một hàm lượng ẩm.

Trong quá trình đầm nén lượng nước tách ra khỏi chất thải và gia nhập vào nước rác.
- Nước từ quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ: nước là một trong
những sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học.
- Nước gia nhập từ bên ngoài vào là nước mưa thấm từ trên xuống qua lớp
phủ bề mặt.
Đối với các bãi chôn lấp hợp vệ sinh (có lót đáy bằng các vật liệu chống
thấm bằng đất sét hoặc/lớp vải địa kỹ thuật HDPE, có hệ thống tách nước mặt, hệ
thống thu gom và xử lý nước rác, khí thải và khi đóng bãi có phủ phía trên bằng vật
liệu chống thấm) thì lượng nước rác thường ít hơn so với không áp dụng các biện
pháp trên. Như vậy, lượng nước rác sinh ra phụ thuộc vào [21]:
- Điều kiện tự nhiên khu vực chôn lấp (lượng mưa, bốc hơi, nước ngầm...)
- Độ ẩm chất thải chôn lấp.
- Kỹ thuật xử lý đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nước mặt.
Lượng nước rác sinh ra trong bãi chôn lấp phụ thuộc vào sự cân bằng nước

4


trong một ô chôn lấp. Các thành phần tác động tới quá trình hình thành lượng nước
rác được trình bày trong hình sau và lượng nước rác được tính theo công thức:
LC = R + RI - RO - E - lkl∆V
Trong đó: LC: Nước rác; R: Nước mưa thấm vào ô chôn lấp; RI: Dòng chảy
từ ngoài thâm nhập vào ô chôn lấp (bao gồm dòng chảy mặt và nước ngầm gia nhập
từ bên ngoài vào ô chôn lấp); RO: Dòng chảy ra khỏi khu vực ô chôn lấp; E: Lượng
nước bay hơi; ∆V: Sự thay đổi lượng nước 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; lượng nước
thất thoát trong quá trình hình thành khí; lượng nước thất thoát do bay hơi theo khí
thải, lượng nước thất thoát ra từ phía đáy bãi rác.
Nước gia nhập
từ ngoài (RI)

Nước mưa (R)

Bay hơi (E)
Dòng chảy mặt
(RO)

Nước
trong CTR

Nước chứa
trong lớp vật
liệu phủ

Nước
trong bùn

Nước rác (LC)

Hình 1.1. Các thành phần cân bằng nước trong ô chôn lấp [2]
Lượng nước rác hình thành chủ yếu từ nước mưa (thấm và chảy tràn) chiếm
trên 70% và từ độ ẩm của rác chiếm dưới 30%. Từ các số liệu trên cho thấy có thể
giảm thiểu đáng kể lượng nước rác sinh ra khi thiết kế đúng và vận hành bãi chôn
lấp rác một cách hợp lý.
Nước mưa là nguồn chính hình thành nước rác, tại một vùng nhất định lượng
mưa thay đổi theo mùa. Với lượng mưa trung bình của Hà Nội là 1600 mm/năm, 70
– 80 % lượng mưa tập trung vào bốn tháng giữa năm (6, 7, 8, 9) phần còn lại phân
bố vào các tháng khác trong năm. Vì vậy sự dao động nước rác theo mùa là rất lớn:
nhiều về mùa mưa, ít về mùa khô, mức độ chênh lệch giữa các mùa có thể lệch nhau
tới 300% [1, 2].

Dự đoán khối lượng nước rác: Khối lượng nước rác và đặc tính địa chất của
tầng đất nằm dưới đáy bãi là những yếu tố chính, quyết định khả năng pha loãng tự

5


nhiên các chất ô nhiễm trong nước rác trước khi các chất này chảy đến nguồn nước
ngầm. Việc dự báo lượng nước rác tạo thành được dựa vào “Phương pháp cân bằng
nước”. Sơ đồ cân bằng nước được thể hiện ở hình dưới đây:
Nước mưa từ lớp trên G1
Ngấm xuống G1

Nước bay hơi G4

Nước trong rác vật
Liệu phủ G2

Nước tiêu tốn cho phản
ứng sinh học G5

Nước trong EM G3

Nước tích trong rác G6
Vật liệu phủ G6
Nước ngấm xuống ở lớp dưới G7
Hay nước rỉ rác G7

Gnước rác = G7 = [G1+ G2 + G3 ] – [G4 + G5+ G6]
Hình 1.2. Sơ đồ cân bằng nước [14]
Phương trình cân bằng nước ở trên áp dụng cho một ô chôn lấp cho thấy:

Lượng nước rác từ của ô chôn lấp bằng tổng lượng nước đến và lượng nước sinh ra
do phân hủy rác trừ đi lượng bay hơi.
1.2. Đặc tính của nước rỉ rác trên Thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Thành phần, tính chất nước rác trên Thế giới
Trong hầu hết các bãi chôn lấp nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn
lấp từ các nguồn bên ngoài, như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo
thành trong quá trình phân hủy các chất thải. 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, nhưng
nhìn chung thành phần nước rác chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính như sau:
- Chất thải được đưa vào chôn lấp: Loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ
trọng chất thải;
- Quy trình vận hành BCL: Quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp;

6


- Thời gian vận hành bãi chôn lấp;
- Điều kiện khí hậu: Độ ẩm và nhiệt độ không khí;
- Điều kiện quản lý chất thải.
Thành phần đặc trưng của nước rác ở một số nước trên thế giới được trình
bày cụ thể trong Bảng 1.1; Bảng 1.2; Bảng 1.3 và Bảng 1.4.
Bảng 1.1. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới

Thành phần
pH
COD
BOD
NH4+
TKN

Chất rắn tổng cộng
Chất rắn lơ lửng
TDS
Tổng P (PO43-)
Độ kiềm tổng
Ca
Mg
Na

Đơn vị
mgO2/l
mgO2/l
mg/l N
mg/l N
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mgCaCO3/l
mg/l
mg/l
mg/l

Columbia
Pereira
(5 năm vận
hành)
7,2 - 8,3
4.350 - 65.000
1.560 - 48.000

200 - 3.800
7.990 - 89.100
190 - 27.800
7.800 - 61.300
2 - 35
3.050 - 8.540
-

Cannada
Clover Bar
(Vận hành từ
năm 1975)
8,3
1.090
39
455
4.030
-

Đức
BCL CTR
đô thị
2.500
230
1.100
920
200
150
1.150

[Nguồn: Diego Paredes, 2003; KRUSE, 1994]

Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á
Thái Lan
Thành
phần

Đơn vị

BCL khonKaen NRR
mới

pH

BCL SaenSuk NRR cũ

BCL phitsanulock NRR cũ
Mùa Mưa

Mùa Khô

-

7,45

7,23 - 7,63

TDS

µS/cm

15.170

-

25.000- 26.500

9.700 - 20.500

COD

mgO2/l

13.240

1075 -1417

2.800 - 3.303

1.009 - 3.550

BOD5

mgO2/l

9.170

145 - 533

600 - 700

7

7,8 - 9

100 - 850


Thái Lan
Thành

Đơn vị

phần

BCL khonKaen NRR
mới

BCL phitsanulock NRR cũ

BCL SaenSuk NRR cũ

Mùa Khô

Mùa Mưa

SS

mg/l

3.440

227 - 587

880 - 1.385

340 - 555

N-NH3

mg/l

1.400

-

1.883 - 2.049

28 - 1.857

N-NO3

mg/l

0,14

-

-

-

N-Org

mg/l

-

-

79 - 117

33 - 70

Tổng N

mg/l

-

-

1.967 - 2.166

75 - 1.918

Tổng P

mg/l

62,9

-

23,1 - 59,2

5,3 - 15,8

Cl-

mg/l

5.889

-

Zn

mg/l

< 0,02

-

Cd

mg/l

0,12

-

Pd

mg/l

O,09

-

0,066 - 0,121

Cu

mg/l

0,07

-

0,003 - 0,043

Cr

mg/l

0,02

-

0,004 - 0,336

VFA

mg/l

-

-

50 - 357

0,035 - 1,120

[Nguồn: Chuleemus Boonthai Iwai and Thammared Chuasavath, 2002;
Mitree Siribunjongsak and Thares Srisatit, 2004].

Bảng 1.3. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á (tiếp)

-

Thái Lan
BCL
pathumthani
7,8 - 8,7

Độ dẫn điện

µS/cm

19.400 - 23.900

-

-

COD

mgO2/l

4.119 - 4.480

12.500

2.000

BOD5

mgO2/l

750 - 850

7.000

500

SS

mg/l

141 - 410

400

20

N-NH3

mg/l

1.764 - 2.128

200

1.800

N-Org

mg/l

300 - 600

-

-

Phospho tổng

mg/l

25 - 34

-

-

Thành phần
pH

Đơn vị

8

Hàn Quốc
Sukdowop
Sukdowop
NRR 1 năm
NRR 12 năm
5,8
8,2


Cl-

mg/l

Thái Lan
BCL
pathumthani
3.200 - 3.700

Zn

mg/l

0,873 - 1,267

-

-

Pd

mg/l

0,09 - 0,330

-

-

Cu

mg/l

0,1 - 0,157

-

-

Cr

mg/l

0,495 - 0,657

-

-

mgCaCO3/l

-

2.000

10.000

mg/l

56 - 2.518

-

-

Thành phần

Độ kiềm

Đơn vị

VFA

Hàn Quốc
Sukdowop
Sukdowop
NRR 1 năm
NRR 12 năm
4.500
4.500

[Nguồn: Kwanrutai Nakwan, 2002.]

Bảng 1.4: Thành phần nước rác của các nước WHO, Mỹ [2]
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 cácbon 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
nhưng nước rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD,
BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO2/L) đối với nước rỉ rác mới và nồng
độ COD, BOD thấp đối với BCL cũ. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong

9


khi giá trị pH của nước rỉ rác tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô
nhiễm trong nước 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
như 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 như: BCL Nam Sơn, Phước Hiệp số 2 và BCL Gò Cát. Mặc dù các BCL đều
có thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác, hầu hết các BLC đã nhận rác nhưng hệ thống
xử lý nước rỉ rác vẫn chưa xây dựng, đây chính là một trong những nguyên nhân
gây tồn đọng nước rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trường. Công suất xử lý của các hệ
thống xử lý nước rỉ rác này hầu như không xử lý hết lượng nước rỉ rác phát sinh ra
hằng ngày tại BCL, do đó hầu hết các hồ chứa nước rỉ rác ở các BCL hiện nay đều
trong tình trạng đầy và không thể tiếp nhận nước rỉ rác thêm nữa. Thành phần nước
rỉ rác của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh được trình bày trong Bảng 1.5.
Số liệu phân tích thành phần nước rỉ rác cho thấy nước rỉ rác mới tại các
BCL đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD cao có thể lên đến trên
50.000mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD cao trong khoảng 0,5 - 0,9; nồng độ NH3 không
cao và giá trị pH thấp đối với nước rỉ rác mới nhưng chỉ sau một thời gian ngắn vận
hành nồng độ COD, BOD giảm rất đáng kể, tỉ lệ BOD5/COD thấp, nồng độ NH4+
tăng lên đáng kể và giá trị pH tăng.
*Nhận xét:
Nhìn chung thành phần nước rác mới của BCL ở Việt Nam cũng tương tự
như trên thế giới, hàm lượng chất hữu cơ cao trong giai đoạn đầu (COD, BOD lên
đến hàng vài chục nghìn mgO2/L) và giảm dần theo thời gian vận hành của BCL,
các hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tích lũy và tăng dần
theo thời gian vận hành. Khi thời gian vận hành BCL càng lâu hàm lượng amonium
càng cao. Giá trị pH của nước rỉ rác cũ cao hơn hơn nước rỉ rác mới.
Theo kết quả phân tích của Viện Khoa học và Công nghệ môi trường - Đại
học Bách khoa Hà Nội thì đặc tính của nước rỉ rác mới và cũ được thể hiện tại bảng
1.7.

10


Bảng 1.5. Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại TP Hồ Chí Minh [12]
Kết quả

Chỉ tiêu
Đơn vị

Phước Hiệp

Gò Cát

Đông Thạnh

NRR cũ
8/2006
7,5 - 8,0
9.800-16.100

NRR mới
1,4/2003
5,6 - 6,5
18.260-20.700

NRR cũ
4/03-8/06
7,3 - 8,3
6.500-8.470

NRR 2,4/2002

NRR 8,11/2003

mg/L

NRR mới
2,3,4/2002
4,8 - 6,2
7.300 -12.200

6,0 - 7,5
10.950-15.800

8,0 - 8,2
9.100 - 11.100

Độ cứng tổng
Ca2+
SS
VSS
COD
BOD
VFA
N-NH3
N-Ogranic
Mg2+
Fe tổng

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

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

5833 - 9.667
1.670 - 2.740
1.760 - 4.310
1.120 - 3.190
39.614-59.750
30.000-48.000
21.878-25.182
297 - 790
336 - 678
404 - 687
204 - 208

590
40 - 165
90 - 4.000
2.950-7.000
1.010-1.430
1.360-1.720
119
13,0

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
-

110 - 6570
1.510-4.520
240 - 2.120
369 - 391
34 - 159
-

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
-

1.520 - 1.860
100 - 190
169 - 240
916 - 1.702
235 - 735
520 - 1.970
373

64 - 120

Cu

mg/L

3,50 -4,00

0,22

0,25

-

0,85 - 3,00

0,1 - 0,14

Pb

mg/L

0,32 - 1,90

0,076

0,258

-

14 - 21

0,006 - 0,05

Cd

mg/L

0,02 -0,10

KPH

0,008

-

0,00 - 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

11

Bảng 1.6: Thành phần nước rác tại Bãi chôn lấp Nam Sơn-Sóc Sơn-Hà Nội
Chỉ tiêu

TT

Đơn vị

Nước rác tươi tại
Ô4
8,1

Nước rác lưu 1
năm tại H3
7,4

1 pH

-

2 Độ màu

Pt-Co

7026

1094

3 BOD

mgO2/l

4036

280

4 COD

mgO2/l

24493

1528

5 SS

mg/l

165

125

6 NH4+ - N

mg/l

75,6

223,6

7 Tổng P

mg/l

8,01

4,75

8 Tổng Crom

mg/l

1,109

0,500

9 Đồng

mg/l

<0,001

<0,001

10 Kẽm

mg/l

0,06

0,133

11 Mangan

mg/l

0,317

0,508

12 Nikel

mg/l

0,764

0,063

13 Sắt

mg/l

9,583

28,595

14 Cadimi

mg/l

<0,0001

<0,0001

15 Arsen

mg/l

0,1058

0,373

16 Thủy ngân

mg/l

0,0638

0,0167

17 Chì

mg/l

<0,0001

0,2067

+4

8.10+4

18 Coliform

MNP/100ml

13.10

[Nguồn: Mẫu lấy ngày 22/02/2009, phân tích ngày 25/02/2009 tại Phòng thí nghiệm Viện
Khoa học và Công nghệ môi trường - Đại học Bách khoa Hà Nội]

Bảng 1.7. Thành phần, tính chất của nước rác cũ và mới tại BCL
TT

Chỉ tiêu

Nồng độ

Đơn vị

Nước rác cũ

Nước rác mới

-

6,73

6.35

mgO2/l

3400

10500

3 Tổng N

mg/l

1250

1870

4 Tổng P

mg/l

25

52

5 NO3-

mg/l

5.2

8.6

6 Độ kiềm

mg/l

4890

4030

7 TSS

mg/l

2990

4230

1 pH
2 COD

12


TT

Chỉ tiêu

Nồng độ

Đơn vị

Nước rác cũ

Nước rác mới

8 Ca

mg/l

1350

2350

9 Mg

mg/l

220

390

10 NH4+ - N

mg/l

760

1190

11 Độ màu

Pt-Co

4620

3240

12 BOD5

mg/l

520

4745

13 Kẽm

mg/l

10.5

20.56

14 Mangan

mg/l

9.2

19.17

15 Nikel

mg/l

2.21

5.15

16 T-Sắt

mg/l

80

174

[Nguồn: Viện khoa học và công nghệ môi trường - Đại học Bách Khoa Hà Nội.]

1.3. Tổng quan công nghệ xử lý nước rác
1.3.1. Sự cần thiết phải xử lý nước rác
Nước rác là một loại hình nước thải có độ ô nhiễm nặng. Thành phần nước
thải đa dạng: chất hữu cơ không tan, dạng keo có kích thước không lớn lắm (cỡ 10-4
cm) như các mảnh vụn hữu cơ, vi khuẩn (đang sống hoặc đã chết), các chất hữu cơ
có phân tử lượng lớn như axit humic, fulvic, lignin với phân tử lượng từ vài vạn
đến vài triệu đơn vị (Dalton)[1]. Các chất thải hữu cơ dạng không tan hoặc có phân
tử lượng cao sẽ tiếp tục được phân hủy (đặc biệt là xác vi sinh vật) trong môi trường
nước nhận hoặc gây đục, gây màu hạn chế sự phát triển các loài thủy thực vật và
thủy động vật sống trong nước.
Thành phần chất hữu cơ tan trong nước rác rất phong phú với các tỷ lệ nồng
độ rất khác nhau: các chất hữu cơ khá thông dụng (COD, BOD) lượng lớn với nồng
độ từ vài chục tới vài chục ngàn mg/l, đến các chất hữu cơ vi lượng (dưới g/l) có

tác hại rất lớn đến môi trường, đặc biệt đối với các loài thủy sinh như khả năng gây
đột biến gen, làm rối loạn chức năng tế bào.
Ngoài các thành phần chất hữu cơ, nước rác còn chứa một loạt các muối vô
cơ có hàm lượng lớn: clorua, bicarbonat (HCO3-), sunfat, natri, magie, và một loạt
các kim loại nặng chủ yếu nằm ở dạng phức với chất hữu cơ.

13


Với thành phần nước rác có độ ô nhiễm nặng, trước khi thải ra môi trường
nước rác phải được xử lý.
Việc quản lý và xử lý nước rác không đúng quy trình sẽ gây ra nhiều tác hại
cho môi trường và phải chi phí nhiều tiền của để làm sạch và khôi phục lại các điều
kiện cân bằng sinh thái.
1.3.2. Khái quát về công nghệ xử lý nước rác
Nước rác là một loại nước thải. Công nghệ xử lý nước thải rất phong phú với
cỡ vài chục biến hình công nghệ đang được sử dụng trong thực tiễn trên nền của các
quá trình công nghệ cơ bản theo từng cấp.
Hai phương pháp xử lý cơ bản áp dụng trong xử lý nước rác là phương pháp
hóa học và vi sinh [1].
Phương pháp hóa học, hóa lý gồm: Keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, oxy hóa,
kết tủa và phương pháp màng lọc, lắng.
Phương pháp sinh học: Xử lý vi sinh yếm khí, hiếu khí, thiếu khí và các tổ
hợp của chúng.
Mỗi phương pháp nhằm một mục tiêu xử lý cho một đối tượng, nhưng một
phương pháp cũng có thể áp dụng xử lý đồng thời cho nhiều đối tượng và để xử lý
một đối tượng cũng có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên trong
thực tế một phương pháp hay một tổ hợp thường chỉ nhằm vào một đối tượng chính,
các đối tượng khác chỉ được xem là cộng thêm.
Trước hết cần điểm qua các phương pháp - còn gọi là các đơn vị công nghệ

của một hệ thống xử lý với các chức năng chính của chúng.
Keo tụ: Sử dụng các loại hóa chất keo tụ (phèn nhôm, phèn sắt, poly nhôm
clorua) kết hợp với các chất trợ keo tụ (polyme hữu cơ tích điện âm, dương hay
trung hòa có dạng mạch thẳng) để tách loại các chất cặn không tan trong nước.
Trong quá trình keo tụ nước rác, các cặn không tan chủ yếu là thành phần hữu cơ, vì
vậy keo tụ sẽ làm giảm COD ở dạng không tan. Oxit - hydroxit nhôm, sắt tạo thành
qua phản ứng thủy phân có khả năng hấp phụ trong chừng mực nào đó đối với chất
hữu cơ tan vì vậy cũng loại bỏ thêm được một phần nhỏ thành phần COD trong
nước rác, chủ yếu là các chất hữu cơ có phân tử lượng cao (> 5000) và một vài hợp
chất gây màu.
Quá trình keo tụ làm giảm lượng photphat trong nước rác (hàm lượng
photphat thấp) do tạo thành muối nhôm, sắt photphat khó tan, làm giảm độ kiềm và
pH của nước rác.

14


Hấp phụ: Chất hấp phụ sử dụng trong xử lý nước thải chủ yếu là than hoạt
tính hoặc một số loại nhựa tổng hợp có tính chất bề mặt là kỵ nước. Than hoạt tính
dạng hạt hoặc bột được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhay với số loại
lên tới trên 400 nhãn hiệu thương phẩm. Do cấu trúc xốp của từng loại than rất khác
nhau nên khi sử dụng cần chọn lựa được loại than có kích thước lỗ xốp thích hợp.
Loại than có diện tích bề mặt lớn hơn 1000m2/g không thích hợp đối với xử lý nước
rác do lỗ xốp nhỏ.
Than hoạt tính chỉ có khả năng hấp phụ chất hữu cơ tan có phân tử lượng
thấp và có khả năng hấp phụ màu cao khi chọn được loại thích hợp.
Trao đổi ion: ít được sử dụng trong xử lý nước rác trừ trường hợp cần thu hồi
một số ion đối với nước rác sau quá trình thiêu đốt.
Lọc màng: Giải pháp kỹ thuật gần đây được sử dụng ngày càng tăng ở các
nước công nghiệp. Loại màng sử dụng thường là màng siêu lọc (ultrafitration) hoặc

màng nano. Các loại màng trên ngoài tác dụng tách lọc cặn không tan còn có khả
năng tách được một phần chất tan. Màng lọc dễ bị tắc, bị hư hỏng và phân cực trong
môi trường nước rác, chu kỳ hoạt động thấp nên giá thành vận hành và bảo dưỡng
cao.
Oxy hóa: Sử dụng một số chất oxy hóa như clo hoạt động, ozon, hợp chất
Fenton để phân hủy chất hữu cơ và màu trong nước rác, phương pháp oxy hóa ít
được sử dụng trừ khi cần phải xử lý một số dạng chất hữu cơ đặc biệt.
Xử lý vi sinh yếm khí: Phương pháp xử lý vi sinh yếm khí chỉ có tác dụng
làm giảm BOD, nó thích hợp với nước rác có BOD cao (nhằm tiết kiệm năng
lượng) trong điều kiện ấm nóng.
Xử lý vi sinh hiếu khí: Phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được BOD và oxy hóa
amoni thành nitrit và nitrat.
Xử lý vi sinh thiếu khí: Phương pháp thiếu khí được sử dụng để khử nitrat và
xử lý một phần BOD trong nước rác.
Để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, trước hết phải có được các số liệu về
thành phần và tính chất của nước rác. Các thành phần của nước rác cần phải được
xác định khi thiết kế trạm xử lý. Cơ chế khử COD, BOD và kim loại nặng trong
nước rác được trình bày ở bảng 1.4; bảng 1.5; bảng 1.6 và bảng 1.7.

15


Bảng 1.8. Các thành phần của nước rác cần được xác định khi thiết kế trạm xử
lý nước rác [5]
Thành phần nước rác

Mức độ cần thiết

BOD5, cặn lơ lửng (SS), COD, NH4+, Rất cần khi thiết lập các thông số ban đầu
Nitơ tổng số, mầu

để thiết kế và chọn công nghệ xử lý
pH, Coliform

Yêu cầu đối với các công trình xử lý để đạt
chất lượng của dòng xả theo tiêu chuẩn quy
định

Fe2+, Mn2+, các loại kim loại nặng,
mùi

Không nhất thiết phải xem xét khi thiết lập
các thông số thiết kế vì những chất này sẽ
được khử trong quá trình xử lý các thành
phần khác.

1.3.3. Công nghệ xử lý nước rác ở các nước tiên tiến [1, 2]
Có thể tóm tắt một số phương pháp và công nghệ hiện hành trên thế giới như
sau:
Với lượng nước rác ít, không bị ô nhiễm bởi kim loại nặng và các hóa chất
độc hại thì nước rác được bơm trở lại bãi chôn lấp để giúp quá trình phân hủy rác
hoặc sử dụng để tưới cho các vùng cây công nghiệp.
Nếu không có các ô nhiễm đặc biệt, nước rác được đưa vào xử lý chung với
hệ thống xử lý nước thải đô thị (nếu gần vị trí trạm xử lý) như nguồn cung cấp hữu
cơ. Phương pháp này được áp dụng nhiều ở các nước như Hà Lan, Thụy Điển.
Tại các nước công nghiệp thì nước rác được xử lý tại chỗ và sau khi đạt tiêu
chuẩn thì xả ra hệ thống thoát nước chung. Có rất nhiều công nghệ được triển khai
áp dụng, phụ thuộc vào thành phần nước rác cần xử lý và yêu cầu của tiêu chuẩn
thải. Các hệ xử lý này có giá thành đầu tư, chi phí vận hành cao, vận hành phức tạp
và đòi hỏi kỹ sư vận hành phải có tay nghề cao. Nói chung hệ xử lý gồm 2 phần:
+ Khối xử lý sinh học: Nhằm xử lý các hợp chất hữu cơ (BOD, COD, NH4+)

như hệ xử lý hiếu khí, hệ xử lý kị khí, hệ xử lý kị khí ngược dòng (Upflow
Anaerobic Sludge Blanket – UASB).
+ Khối xử lý sử dụng phương pháp hóa-lý và ứng dụng công nghệ cao: nhằm
xử lý các chất ô nhiễm đặc biệt, chất vô cơ. Tùy công nghệ mà gồm các modun
khác nhau như: oxy hóa - khử, keo tụ - kết tủa, lọc (vi lọc, siêu lọc, lọc nano và
thẩm thấu ngược), hấp phụ, khử trùng.
Xử lý nước rác tại Mỹ:

16


Để xây dựng hệ thống xử lý nước rác, công ty DEQ (Mỹ) đã thực hiện:
Đánh giá lưu lượng nước thải sinh ra từ bãi rác.
Đánh giá đặc trưng ô nhiễm của nước rác, dự báo diễn biến ô nhiễm theo
thời gian. Đối với các bãi rác chưa vận hành sẽ thu thập các số liệu của các bãi rác
gần nhất và so sánh với điều kiện khí hậu, thời tiết, công nghệ chôn lấp rác của từng
bãi chôn lấp.
Xác định tình trạng của nguồn nước nhận, giá thành xử lý, hậu quả đối với
môi trường, khó khăn về phương diện kỹ thuật, tiêu chuẩn thải, tính tương hợp với
các thành phần thiết bị và vận hành của bãi chôn lấp rác.
Xác định các chỉ tiêu thải chung và đặc thù.
Xác định giá thành xây dựng và vận hành hệ xử lý nước rác.
Lựa chọn phương pháp xử lý tổng thể (nước, bùn...) tối ưu trên cơ sở giá
thành xây dựng và vận hành hệ thống.
Trên cơ sở đặc trưng của nguồn nước tiếp nhận sẽ tiến hành các giải pháp
công nghệ khác nhau, ví dụ hòa trộn lẫn với hệ nước thải sinh hoạt, sử dụng để tưới
tiêu, xử lý tại chỗ và xả vào nguồn nước mặt hoặc một phương thức nào khác.
Xử lý nước rác tại Nhật Bản:
Công nghệ xử lý nước rác của Nhật có đặc thù riêng so với các nước tiên tiến
khác. Từ năm 1965 trong chương trình hành động khẩn cấp về cải thiện điều kiện

môi trường sống (Emergency Establisment Act for Improvement Facilities) quy
định: Lượng rác thải sinh hoạt được xử lý bằng phương pháp đốt. Nước rác thấm từ
tro đốt và chứa độc tố hữu cơ hình thành trong quá trình đốt (hợp chất hữu cơ chứa
clo và dioxin). Cho đến năm 1988, lượng rác được đốt ở Nhật không thấp hơn 78%
(240 triệu tấn rác/năm). Do lượng dioxin sinh ra khá cao nên năm 1997 hình thành
điều luật: Hành động kiểm soát dioxin (dioxin control act).
Đặc thù ô nhiễm nước rác trên quyết định công nghệ xử lý nước rác của các
hãng trên cơ sở thế mạnh của mình.
Công nghệ xử lý nước rác của hãng Tsukishima Kikali (TSK):
Công nghệ tách ion canxi.
Công nghệ xử lý vi sinh sử dụng các thiết bị: Tiếp xúc sinh học, đĩa quay
sinh học, tấm sục khí. Các thiết bị xử lý sinh học trên thích hợp cho nước thải loãng,
tiết kiệm năng lượng, không xử lý hợp chất nitơ (vì không có).
Tách loại muối: Sử dụng kỹ thuật thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tách.

17


Kỹ thuật ngưng tụ và kết tủa (bốc hơi chân không, kết tinh thu hồi muối, ly
tâm, sấy bốc hơi).
Công nghệ xử lý nước rác của hãng Kubota Corporation
Công nghệ chống kết tủa các chất lắng đọng từ nước rác trong đường ống
hoặc trong nguồn nước nhận.
Công nghệ xử lý sinh học (tiếp xúc sinh học, đĩa quay sinh học để xử lý chất
hữu cơ có nồng độ thấp).
Khử nitrat nếu cần thiết (khi đốt hợp chất nitơ đã chuyển hóa thành nitrat).
Tách loại chất hữu cơ: Sử dụng biện pháp keo tụ với sắt (III) clorua để tách
một phần chất hữu cơ, màu, làm giảm tải cho giai đoạn hấp phụ trên than hoạt tính
ghép nối sau đó.
Công nghệ thuận lợi cho giai đoạn vận hành, bảo trì, tiết kiệm năng lượng.

Phân hủy dioxin.
Đó là những nét chung nhất của công nghệ xử lý nước rác tại Nhật Bản và
nét riêng so với các nước tiên tiến khác.
Xử lý nước rác tại Hàn Quốc:
Ở Hàn Quốc, hiện nay có tổng cộng 284 bãi rác sinh hoạt, lượng nước rác từ
các bãi này lên tới 14.000m3/ngày. Trong đó, lượng nước rác từ bãi rác SudoKwon
là gần 5.000m3/ngày, chiếm khoảng 36%. Về cách thức xử lý nước rác, ở các bãi
rác sinh hoạt hiện đang hoạt động có 50 cơ sở dùng cách xử lý sinh học trước rồi
sau đó dẫn về trạm xử lý chung; 92 cơ sở đưa thẳng nước rác về trạm xử lý chung;
102 cơ sở tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài. Do qui định cho chỉ tiêu nitơ và
amoni, từ năm 2001 thì phần lớn các trạm xử lý nước rác từ bãi rác sinh hoạt đã
được bổ xung hoặc lắp đặt mới các thiết bị xử lý nitơ, trong đó phần lớn công nghệ
xử lý nitơ vận hành theo kiểu MLE (Modified Ludzack – Ettiger). Cũng có hơn 10
bãi rác nhỏ dùng phương pháp RO sau công nghệ sinh học.
Dây chuyền xử lý nước rác ở SodoKwon (trạm xử lý nước rác lớn nhất thế
giới, có công suất thiết kế 6.700m3/ngày) gồm ba công đoạn: (1) khử nitrat/nitrat
hóa bằng công nghệ MLE để xử lý nitơ; (2) đông keo tụ bằng hóa chất để xử lý các
chất hữu cơ khó tan còn lại trong nước đã xử lý qua khử nirat/nitrat hóa; (3) oxy hóa
fenton và cuối cùng là các bể lọc cát và than hoạt tính để lọc và đưa nước qua xử lý
vào tái sử dụng. Từ 12/2003, công đoạn oxy hóa fenton được chuyển thành công
đoạn đông keo tụ bằng phương pháp hóa học và hiện đang hoạt động với hai công
đoạn đông keo tụ.

18