Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp

Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, tôi xin trân trọng cảm ơn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội.
Trung tâm bồi dƣỡng sau đại học đã đào tạo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
hoàn thành chƣơng trình học tập nghiên cứu trong thời gian 2012 – 2015.
Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo của Viện
Khoa học và Công nghệ môi trƣờng, các bộ môn kỹ thuật môi trƣờng đã tận tình
giảng dạy và động viên tôi trong suốt quá trình học tập vừa qua.
Đặc biệt tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc của mình tới
PGS.TS. Đặng Xuân Hiển. Thầy đã hết lòng hƣớng dẫn, góp ý và giúp đỡ tôi hoàn
thành bản luận văn này. Nhân đây tôi cũng xin đƣợc cảm ơn tập thể các anh, chị cán
bộ nhân viên phòng thí nghiệm tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình
nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Phạm Thị Tuyết Nhung nhân viên phòng thí
nghiệm đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm thí nghiệm và đo kết quả thí nghiệm trên
máy AAS.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các bạn đồng nghiệp, gia đình và
bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 21 tháng 05 năm 2015
Học viên

Lê Thị Hiền

HV: Lê Thị Hiền

i

KTMT 2012B

Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng toàn bộ những nội dung và các số liệu trong luận văn
này do tôi tự nghiên cứu, khảo sát và thực hiện.

Hà Nội, ngày 21 tháng 05 năm 2015
Học viên

Lê Thị Hiền

HV: Lê Thị Hiền

ii

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ đầy đủ

BCL

Bãi chôn lấp

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trƣờng

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

Nhu cầu oxy hóa hóa học

CTR

Chất thải rắn

TOC

Tổng chất hữu cơ

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

VSV

Vi sinh vật

VFA

Axit béo dễ bay hơi

QCVN

Quy chuẩn việt nam

HV: Lê Thị Hiền

iii

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................. iii
MỤC LỤC .............................................................................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC RÁC .................................................... 2
1.1 Nguồn gốc, tính chất và thành phần nƣớc rác ................................................... 2
1.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước rác .................................................................. 2

1.1.2. Tính chất nước rác .................................................................................... 3
1.1.3. Thành phần nước rác................................................................................ 5
1.2. Tổng quan về đặc tính và thành phần nƣớc rác trên thế giới và ở Việt Nam ... 8
1.2.1. Trên thế giới [8] ......................................................................................... 8
1.2.2. Ở Việt Nam ..............................................................................................11
1.3. Tổng quan về phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc .........................15
1.4. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp kết tủa hóa học ..........................................18
1.4.1. Lý thuyết về quá trình tạo thành kết tủa hóa học [2] ...........................19
1.4.2. Cơ chế của phương pháp [2] ..................................................................23
1.4.3. Qúa trình kết tủa [6] ................................................................................24
1.4.3.1. Kết tủa dùng OH- [6] .........................................................................24
1.4.3.2. Kết tủa dùng Cacbonat [6] ................................................................25
1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tủa .........................................26
1.4.4.1. Ảnh hưởng của pH ............................................................................26
1.4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng ...................................................26
1.4.4.3. Ảnh hưởng của liều lượng tác nhân...................................................26
1.4.4.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc ..................................................................26

HV: Lê Thị Hiền

iv

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................28
2.1. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu.................................................................28
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................28

2.1.2 Mục đích nghiên cứu ...............................................................................28
2.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu ................28
2.2.1 Thiết bị ......................................................................................................28
2.2.2 Dụng cụ .....................................................................................................28
2.2.3 Hóa chất ....................................................................................................28
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu và trình tự tiến hành thí nghiệm ............................29
2.3.1 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................29
2.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ...............................29
2.3.3.Xây dựng các đường chuẩn .....................................................................32
2.3.4. Trình tự tiến hành thí nghiệm ................................................................36
3.1. Nồng độ các kim loại nặng có trong nƣớc rác đƣợc tổng hợp từ các bãi rác
nêu trên. .................................................................................................................39
3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình kết tủa ......................................39
3.2.1. Hiệu suất xử lý Cu2+ ................................................................................39
3.2.1.1. Ảnh hưởng của pH .............................................................................39
3.2.1.2. Ảnh hưởng của lượng tác nhân kết tủa ..............................................41
3.2.1.3. Ảnh hưởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Cu2+ ......................44
3.2.1.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Cu2+ ...........................45
3.2.2. Hiệu suất xử lý Cd2+ ................................................................................46
3.2.2.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cd2+ trong nước rỉ rác .........46
3.2.2.2. Ảnh hưởng của liều lượng tác nhân kết tủa .......................................48
3.2.2.3. Ảnh hưởng của thời gian lắc ..............................................................50
3.2.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến khả năng xử lý Cd2+ trong nước rác 51
3.2.3. Hiệu suất xử lý Ni2+ .................................................................................52
3.2.3.1. Ảnh hưởng của pH .............................................................................52
3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng tác nhân ....................................54

HV: Lê Thị Hiền

v

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

3.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng ....................................56
3.2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lắc ..................................................58
3.2.4. Hiệu suất xử lý Pb2+ ................................................................................60
3.2.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH .............................................................60
3.2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng tác nhân ....................................62
3.2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lắc ...............................................64
3.2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lắc ...................................................66
KẾT LUẬN ....................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................70
PHỤ LỤC .......................................................................................................71

HV: Lê Thị Hiền

vi

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nƣớc rác từ các ............... 6
bãi chôn lấp mới và lâu năm ....................................................................................... 6
Bảng 1.2. Thành phần nƣớc rác của một số bãi rác ở Việt Nam [1]........................... 7

Bảng 1.3. Thành phần nƣớc rác ở Thái Lan................................................................ 9
Bảng 1.4. Thành phần nƣớc rác tại Trung Quốc .......................................................10
Bảng 1.5. Thành phần nƣớc rác ở Malaysia..............................................................10
Bảng 1.6. Thành phần một số ion kim loại nặng trong nƣớc rác của một số BCL ở
Thành phố Hồ Chí Minh ...........................................................................................11
Bảng 1.7. Thành phần một số ion kim loại nặng có trong nƣớc rác ở BCL Đông Thạnh.......12
Bảng 1.8. Hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc rác tại bãi chôn lấp Phƣớc Hiệp ............14
Bảng 1.9. Hàm lƣợng kim loại trong nƣớc rác tại bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội 14
Bảng 1.10. Hàm lƣợng kim loại nặng vƣợt quá giới hạn cho phép của QCVN
40:2011/BTNMT.......................................................................................................15
Bảng 1.11 : pH tại điểm bắt đầu kết tủa của các hyđroxit kim loại [6] ....................26
Bảng 2.1: Quan hệ độ hấp thụ với nồng độ Cu2+ ......................................................32
Bảng 2.2: Quan hệ độ hấp thụ với nồng độ Cd2+ ......................................................33
Bảng 2.3: Quan hệ độ hấp thụ với nồng độ Pb2+.......................................................34
Bảng 2.4: Quan hệ độ hấp thụ với nồng độ Ni2+ .......................................................35
Bảng 3.1: Nồng độ kim loại nặng tổng hợp từ nƣớc của các bãi rác ........................39
Bảng 3.2: Kết quả xử lý Cu2+ khi thay đổi pH với tác nhân NaOH ........................39
Bảng 3.3: Kết quả xử lý Cu2+ khi thay đổi pH với tác nhân Na2CO3 .......................41
Bảng 3.4: Kết quả xử lý Cu2+ khi cố định pH và thay đổi liều lƣợng tác với NaOH .........42
Bảng 3.5: Kết quả xử lý Cu2+ khi cố định pH và thay đổi lƣợng Na2CO3 ................43
Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý Cu2+ của các tác nhân khi thay đổi thời gian lắc .............44
Bảng 3.7: Hiệu xuất xử lý Cu2+ của các tác nhân khi thay đổi tốc độ lắc .................45
Bảng 3.8: Kết quả xử lý Cd2+ khi thay đổi pH sử dụng tác nhân là NaOH .............46

HV: Lê Thị Hiền

vii

KTMT 2012B

Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Bảng 3.9: Kết quả xử lý Cd2+ khi thay đổi pH sử dụng tác nhân là Na2CO3 ............47
Bảng 3.10: Kết quả xử lý Cd2+ khi thay đổi lƣợng NaOH, cố định pH ....................48
Bảng 3.11: Kết quả xử lý Cd2+ khi cố định pH và thay đổi lƣợng Na2CO3 .............49
Bảng 3.12: Hiệu suất xử lý Cd2+ của các tác nhân khi thay đổi thời gian lắc ..........50
Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý Cd2+ của các tác nhân khi thay đổi tốc độ lắc ...............51
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất xử lý Ni2+ khi dùng tác nhân kết tủa NaOH ....52
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý Ni2+, khi dùng tác nhân Na2CO3......53
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng lƣợng chất kết tủa đến hiệu quả xử lý Ni2+ dùng tác nhân
NaOH ........................................................................................................................54
Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của lƣợng chất phản ứng đến hiệu quả xử lý Ni2+khi dùng
tác nhân Na2CO3........................................................................................................55
Bảng 3.18: Ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+ khi dùng tác nhân
NaOH ........................................................................................................................56
Bảng 3.19. Ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+ khi dùng tác nhân
Na2CO3 ......................................................................................................................57
Bảng 3.20. Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+ khi dùng tác nhân
NaOH ........................................................................................................................58
Bảng 3.21. Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+khi dùng tác nhân
Na2CO3 ......................................................................................................................59
Bảng 3.22. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân kết tủa
NaOH ........................................................................................................................60
Bảng 3.23. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân Na2CO3
...................................................................................................................................61
Bảng 3.24. Ảnh hƣởng của lƣợng chất phản ứng đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng
tác nhân NaOH ..........................................................................................................63
Bảng 3.25. Ảnh hƣởng của lƣợng chất phản ứng đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng
tác nhân Na2CO3........................................................................................................64

Bảng 3.26: Ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân
NaOH ........................................................................................................................65

HV: Lê Thị Hiền

viii

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Bảng 3.27. Ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân
Na2CO3 ......................................................................................................................66
Bảng 3.28. Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân
NaOH ........................................................................................................................67
Bảng 3.29: Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+ khi dùng tác nhân
Na2CO3 ......................................................................................................................68

HV: Lê Thị Hiền

ix

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Các thành phần cân bằng nƣớc trong ô chôn lấp ........................................ 2

Hình 1.2: Cân bằng nƣớc rác của một ô chôn lấp ....................................................... 3
Hình 1.3. Kích thƣớc hạt là hàm số của nồng độ (theo Weimarn) ...........................22
Hình 1.4: Đồ thị biểu diễn khả năng hòa tan hydroxit kim loại theo pH ..................25
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử ............32
Hình 2.2: Đƣờng chuẩn của Cu2+ ............................................................................33
Hình 2.3: Đƣờng chuẩn của Cd2+ ............................................................................33
Hình 2.4: Đƣờng chuẩn của Pb2+ .............................................................................34
Hình 2.5. Đƣờng chuẩn của Ni2+ .............................................................................35
Hình 3.1: Đồ thị anh hƣởng của pH đến khả năng xử lý Cu2+ dƣới tác nhân NaOH. .... 40
Hình 3.2: Đồ thị ảnh hƣởng của pH đến khả năng xử lý Cu2+ dƣới tác nhân
Na2CO3.....................................................................................................................41
Hình 3.3: Đồ thị ảnh hƣởng của lƣợng chất tác nhân đến khả năng xử lý Cu2+ dƣới
...................................................................................................................................42
Hình 3.4: Đồ thị kết quả xử lý Cu2+ với ảnh hƣởng của liều lƣợng Na2CO3 ........44
Hình 3.5: Hiệu suất xử lý Cu2+ của các tác nhân với ảnh hƣởng của thời gian lắc .45
Hình 3.6: Đồ thị hiệu suất xử lý Cu2+ của các tác nhân khi thay đổi tốc độ lắc ......46
Hình 3.7: Đồ thị kết quả xử lý Cd2+ với ảnh hƣởng của pH sử dụng tác nhân NaOH
...................................................................................................................................47
Hình 3.8: Đồ thị kết quả xử lý Cd2+ với ảnh hƣởng của pH sử dụng tác Na2CO3 .48
Hình 3.9: Đồ thị kết quả xử lý Cd2+ với ảnh hƣởng của liều lƣợng NaOH .............49
Hình 3.10: Đồ thị kết quả xử lý Cd2+ với ảnh hƣởng của liều lƣợng Na2CO3 .......50
Hình 3.11: Hiệu suất xử lý Cd2+ của các tác nhân với ảnh hƣởng của thời gian lắc
...................................................................................................................................51
Hình 3.12: Đồ thị hiệu suất xử lý Cd2+ của các tác nhân khi thay đổi tốc độ lắc ....52
Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất xử lý Ni2+ khi dùng
tác nhân kết tủa NaOH ..............................................................................................53
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất xử lý Ni2+ khi dùng
tác nhân kết tủa Na2CO3 ..........................................................................................54

HV: Lê Thị Hiền

x

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của liều lƣợng NaOH đến hiệu suất xử lý
Ni2+...........................................................................................................................55
Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của liều lƣợng Na2CO3 đến hiệu quả
xử lý Ni2+ .................................................................................................................56
Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+
khi dùng tác nhân kết tủa NaOH ...............................................................................57
Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu suất xử lý
Ni2+khi dùng tác nhân kết tủa Na2CO3 ...................................................................58
Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Ni2+
khi dùng tác nhân kết tủa NaOH ...............................................................................59
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tốc độ lắc khi dùng tác nhân kết tủa
Na2CO3.....................................................................................................................60
Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất xử lý Pb2+ khi dùng
tác nhân kết tủa NaOH ..............................................................................................61
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất xử lý Pb2+ khi
dùng tác nhân kết tủa Na2CO3 .................................................................................62
Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của liều lƣợng NaOH đến hiệu suất xử lý
Pb2+ ..........................................................................................................................63
Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của liều lƣợng Na2CO3 đến hiệu quả xử
lý Pb2+ ......................................................................................................................64
Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+
khi dùng tác nhân kết tủa NaOH ...............................................................................65

Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian lắc đến hiệu suất xử lý Pb2+
khi dùng tác nhân kết tủa Na2CO3 ...........................................................................66
Hình 3.27. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến hiệu quả xử lý Pb2+
khi dùng tác nhân kết tủa NaOH ...............................................................................67
Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tốc độ lắc khi dùng ..........................68
tác nhân kết tủa Na2CO3 ..........................................................................................68

HV: Lê Thị Hiền

xi

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

MỞ ĐẦU
Cùng với sự gia tăng dân số trên thế giới hiện nay, rác thải sinh hoạt ngày càng
gia tăng, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trƣờng sống. Tại Việt Nam cứ mỗi năm
hàng triệu tấn rác sinh hoạt, đều đƣợc thải trực tiếp hoặc gián tiếp vào môi trƣờng. Từ
đó gây ra mùi hôi thối khó chịu và phát tán các mầm bệnh nguy hiểm gây ảnh hƣởng
đến sức khỏe con ngƣời và vật nuôi. Do vậy việc xử lý rác thải là vấn đề cấp bách
hiện nay.
Bên cạnh đó, vẫn còn tồn tại một khó khăn không nhỏ đó là nƣớc rò rỉ từ bãi
chôn lấp rác hay còn gọi là nƣớc rác. Hiện nay lƣợng nƣớc rác ra hàng ngày tại các
bãi chôn lấp rất lớn trên hàng ngàn khối, chƣa kể đến lƣợng nƣớc rác còn tồn đọng
trong nhiều năm qua tại các bãi vẫn chƣa đƣợc xử lý. Lƣợng nƣớc rác lớn nhƣ vậy đã
gây khó khăn cho việc xử lý cũng nhƣ gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh khu vực
bãi chôn lấp, đặc biệt là gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm. Do vậy, vấn đề xử lý nƣớc
rác đang là vấn đề cần đƣợc quan tâm nhất hiện nay.

Theo báo cáo của các tổ chức môi trƣờng thế giới thì tính độc hại của nƣớc rò rỉ
từ các bãi chôn lấp rác sinh hoạt là rất cao.Trong nƣớc rác có nhiều thành phần gây
độc nhƣ:
-

Chất hữu cơ.

-

Các kim loại nặng (Nhƣ Cu; Pb; Ni; Cd…).

-

NH4+, NO2-, NO3-…

-

Các anion nhƣ Cl-, HCO3-…

-

Và các vi sinh vật gây bệnh.

Nhận thấy tính cấp thiết đó, từ nhiều năm nay trên thế giới nói chung và Việt
Nam nói riêng đã sử dụng một số công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng kết quả sau xử lý
vẫn chƣa đạt chuẩn. Khi nồng độ ion kim loại nặng trong nƣớc rác rất cao, có thể gây
ức chế, làm ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý quá trình sinh học. Dựa trên cơ sở đó, đề
tài “Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết
tủa hóa học” đã hình thành với mong muốn đƣa ra một phƣơng pháp xử lý đạt hiệu
quả cao, dễ dàng thực hiện ở nhiệt độ thƣờng, thời gian xử lý nhanh, hoá chất dễ tìm

và chi phí vận hành không quá lớn, đồng thời nhằm giảm thiểu đƣợc những tác hại
của chúng đến các quá trình xử lý sinh học tiếp theo, cũng nhƣ gây ảnh hƣởng ô
nhiễm đến môi trƣờng xung quanh.

HV: Lê Thị Hiền

1

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC RÁC
1.1 Nguồn gốc, tính chất và thành phần nƣớc rác
1.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước rác
Nƣớc rác là chất lỏng thấm qua các lớp chất thải rắn trong bãi chôn lấp mang
theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng.
Hầu hết các bãi chôn lấp rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các
nguồn khác nhau nhƣ:
-

Nƣớc mặt chảy tràn

-

Thấm từ nƣớc mƣa

-

Thấm từ nguồn nƣớc ngầm

-

Độ ẩm trong rác

-

Nƣớc hình thành từ các phản ứng trong đống rác.

Trong đó bốn nguồn đầu là chính, nguồn sau nhỏ hoàn toàn có thể bỏ qua.
Lƣợng nƣớc rác hình thành tại một khu vực trƣớc hết phụ thuộc vào diện tích
bãi chôn lấp: Tiết diện để nƣớc mƣa thấm xuống hoặc dòng chảy bề mặt (do mƣa)
chảy tràn qua. Lƣợng nƣớc bốc hơi cũng tỷ lệ thuận với bề mặt bãi chôn lấp nhƣng do
lớp đất phủ bề mặt và chiều sâu khá cao nên tốc độ bay hơi chậm. Các thành phần tác
động tới quá trình hình thành lƣợng nƣớc rác đƣợc trình bày trong hình 1.1
Nước gia nhập
từ ngoài (RI)

Nước mưa (R)

Bay hơi (E)

Nước chứa
Nước
trong lớp vật liệu
trong CTR
phủ

Dòng chảy mặt

(RO)

Nước
trong bùn

Nước rác (LC)

Hình 1.1 Các thành phần cân bằng nƣớc trong ô chôn lấp
Mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lấp khác nhau, nhƣng nhìn chung
thành phần nƣớc rác chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố chính nhƣ sau:
HV: Lê Thị Hiền

2

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

- Chất thải đƣợc đƣa vào chôn lấp: Loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ
trọng chất thải
- Quy trình vận hành bãi chôn lấp: Quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp
- Công nghệ chôn lấp và loại hình bãi chôn lấp
- Thời gian vận hành bãi chôn lấp
- Điều kiện khí hậu: Độ ẩm và nhiệt độ không khí lƣợng mƣa
- 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 rác chẳng hạn
nhƣ nƣớc rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó hoặc không có khả năng
phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc.

Lƣợng nƣớc rác hình thành có thể đƣợc tính dựa vào cân bằng nƣớc cho bãi
chôn lấp. Đối với bãi chôn lấp hợp vệ sinh, có thể bỏ qua lƣợng nƣớc thấm qua thành
bãi, đáy bãi vào ô chôn lấp. Các thành phần tạo nên cân bằng nƣớc của một ô chôn lấp
đƣợc thể hiện trong hình 1.2
Nƣớc thải phía trên
bãi rác

Vật liệu phủ trung gian
Nƣớc từ vật liệu
phủ bề mặt

Nƣớc tiêu thụ trong quá trình
hình thành khí thải ở bãi rác
Nƣớc bay hơi

Nƣớc từ chất
thải rắn

Rác đã phân hủy

Nƣớc có trong
bùn
Nƣớc thoát ra từ phía đáy

Hình 1.2: Cân bằng nƣớc rác của một ô chôn lấp
Lƣợng nƣớc rác của ô chôn lấp bằng tổng lƣợng nƣớc đến và lƣợng nƣớc sinh
ra do phân hủy rác trừ đi lƣợng nƣớc bay hơi.
1.1.2. Tính chất nước rác
a) Các yếu tố vật lý [8]:
- pH: Giá trị pH của nƣớc rác thay đổi cùng với độ tuổi của bãi rác. Nƣớc

rác tuổi cao có giá trị pH lớn. pH thấp trong giai đoạn III – giai đoạn lên men
HV: Lê Thị Hiền

3

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

axit, và cao trong giai đoạn IV do các axit hữu cơ và H2 bị chuyển hóa thành
metan và cacbonic nên pH của nƣớc rác tăng lên đáng kể trong khoảng từ 6,8 –
8,0.
- Độ màu, độ đục: Nƣớc rác có độ màu rất cao từ 6.900 - 8.600 Pt/Co, hàm
lƣợng cặn lơ lửng trong khoảng 200-1000 mg/l. độ màu và độ đục của nƣớc rác gây ra
bởi các hợp chất hữu cơ có màu nhƣ axit humic, axit fuvic, ligin ...Một số chất vô cơ
nhƣ muối, oxit, hydroxit kim loại (sắt, mangan, đồng…) cũng gây ra màu cho nƣớc
rác. Chúng tồn tại ở dạng keo lơ lửng và hòa tan trong nƣớc rác .
- Mùi: Nƣớc rác có mùi đặc trƣng khó chịu của các chất gây mùi là sản phẩm
của quá trình phân hủy các chất hữu cơ: NH3, H2S, mecaptan, phenol…
- Độ kiềm: Là đại lƣơng đặc trƣng cho khả năng tiếp nhận proton của môi
trƣờng nƣớc. Độ kiềm của nƣớc rác gây ra bởi các gốc muối của axit vô cơ yếu
(H2CO3, H2SiO3, H3PO4), các dạng tồn tại cụ thể của muối phụ thuộc vào pH của môi
trƣờng. Trong quá trình phân hủy yếm khí rác thải, các axit yếu trên hình thành do các
phản ứng sinh hóa dƣới tác dụng của vi sinh vật trong đó. Độ kiềm của nƣớc rác rất
cao nằm trong khoảng 100-10.000mg CaCO3/l.
b) Các yếu tố hóa học [1]:
- Các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ có trong nƣớc rác là do quá trình hòa tan
các thành phần trong rác, là các sản phẩm của quá trình phân hủy rác .Nồng độ chất
hữu cơ đƣợc đặc trƣng bởi các thông số nhƣ BOD5, COD, TOC hoặc các thông số

khác nhƣng thông dụng hơn là BOD và COD.
- Các chất vô cơ: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-… có nồng độ tƣơng đối lớn:
Na+ từ 200-2500 mg/l, K+ từ 200-1000 mg/l, Ca2+ và Cl- trong khoảng 200-3000 mg/l,
Mg2+50-1500 mg/l, SO42- 50-1000 mg/l… có ảnh hƣởng đến hoạt động của vi sinh
vật. Hàm lƣợng Ca2+ và Mg2+ quyết định độ cứng của nƣớc rác. Các kim loại nặng có
thể có trong nƣớc rác nhƣ Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Cd, Cr, Hg…do sự hòa tan các thành
phần trong rác hoặc là sản phẩm của các quá trình ăn mòn hay tạo phức. Nồng độ của
các kim loại nặng phụ thuộc vào đặc trƣng của nƣớc rác nhƣ pH, lƣu lƣợng và nồng
độ của các tác nhân tạo phức. Nhìn chung khi pH tăng độ tan của kim loại giảm.
- Hợp chất nitơ, photpho:
+ Hợp chất nitơ: Nitơ tồn tại trong nƣớc rác dƣới dạng nitơ hữu cơ, NH3/NH4+,
NO-2, NO3-…Nitơ hữu cơ và amoni sinh ra từ quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ
HV: Lê Thị Hiền

4

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

chứa nitơ (protein, axitamin). Hàm lƣợng Nitơ hữu cơ, amoni trong nƣớc rác khá cao
ở các bãi chôn lấp mới có thể đạt 800 mg/l trong khi ở các bãi rác cũ chỉ là 80-120
mg/l. Hàm lƣợng nitrat tƣơng đối thấp (5-40 mg/l) chứng tỏ vẫn còn một phần nitơ bị
oxi hóa thành nitrat.
+ Hợp chất photpho: Photpho tồn tại trong nƣớc dƣới dạng photpho hữu cơ,
orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-) và polyphotphat [Na3(PO4)6]. Nói chung nồng
độ photpho trong nƣớc rác là tƣơng đối thấp so với amoni. Hàm lƣợng photpho tổng
trong nƣớc rác mới từ 5-100 mg/l, nƣớc rác cũ từ 5-10 mg/l.
c) Các yếu tố sinh học:

Đặc trƣng về vi sinh vật trong nƣớc rác đƣợc biết đến ít hơn so với các thành
phần hóa học khác. Một số lƣợng lớn các vi sinh vật có trong nƣớc rác của các bãi
chôn lấp chất thải đô thị. Thành phần vi sinh vật có trong nƣớc rác phụ thuộc vào giai
đoạn phân hủy xảy ra trong ô chôn lấp. Mỗi giai đoạn có các chủng vi sinh vật đặc
trƣng hoạt động và nƣớc rác mang theo các vi sinh vật có trong rác ra ngoài
Hàm lƣợng vi khuẩn trong nƣớc rác (tổng coliform, fecal coliform, fecal
streptococci) thay đổi theo tuổi bãi rác và thay đổi theo thành phần hóa học của nƣớc
rác.
1.1.3. Thành phần nước rác
Việc tổng hợp và đặc trƣng hóa thành phần nƣớc rác là rất khó vì một loạt các
điều kiện tác động lên sự hình thành của nƣớc rác. Thời gian chôn lấp, khí hậu, mùa,
độ ẩm của bãi rác, mức độ pha loãng với nƣớc mặt và nƣớc ngầm và loại rác chôn lấp,
tất cả đều tác động lên thành phần của nƣớc rác. Độ nén, loại và độ dày của nguyên
liệu phủ trên cùng cũng tác động lên thành phần của nƣớc rác. Các số liệu tiêu biểu về
thành phần và tính chất nƣớc rác từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm đƣợc trình bày ở
bảng 1.1

HV: Lê Thị Hiền

5

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Bảng 1.1. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nƣớc rác từ các
bãi chôn lấp mới và lâu năm
NƢỚC RÁC
THÀNH PHẦN

Bãi mới ( dƣới 2 năm)
Khoảng

Trung bình

Bãi cũ ( trên 10 năm)

4,5 – 7,5

6

6,6-7,5

BOD5

2000-30000

10000

100-200

COD

3000-60000

18000

100-500

TOC

1500-20000

6000

80-160

0,6-1

-

0-0,3

Amoni

10 - 800

200

20 - 40

Nitrat

5-40

25

5-10

10-800

200

80-120

Tổng chất rắn lơ lửng

200-2000

500

100-400

Độ kiềm theo CaCO3

1000-10000

3000

200-1000

Tổng độ cứng theo CaCO3

300-10000

3500

200-500

5-100

30

5-10

Canxi

200-3000

1000

100-400

Magie

50-1500

250

50-200

Kali

200-1.000

300

50-400

Natri

200-2.500

500

100-200

Clo

200-3000

500

100-400

Sunfat

50 – 1.000

300

20-50

60

20-200

pH

BOD5 /COD

Nitơ hữu cơ

Tổng photpho

Tổng sắt

50 – 1.200

Nguồn:Viện kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường
Nhƣ vậy, sự hình thành khí và nƣớc rác trong quá trình chôn lấp là những mối
quan tâm lớn trong công tác vận hành và quản lý các bãi chôn lấp ở các đô thị.
Thành phần của nƣớc rác thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của quá trình
phân hủy sinh học. Sau giai đoạn háo khí ngắn (một vài tuần), tiếp đến là hai giai
đoạn phân hủy: Giai đoạn phân hủy yếm khí tùy tiện tạo ra axit và giai đoạn phân hủy
yếm khí tuyệt đối tạo ra khí metan.
Trong giai đoạn tạo axit các hợp chất đơn giản đƣợc hình thành nhƣ axit béo,
amino axit và cacboxilic axit. Giai đoạn axit có thể kéo dài vài năm sau khi chôn lấp,
phụ thuộc vào bản chất không đồng nhất của rác. Đặc trƣng của nƣớc rác trong giai
đoạn này:
HV: Lê Thị Hiền

6

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

- Nồng độ cao các axit béo dễ bay hơi;
- pH nghiêng về tính axit;
- BOD cao;
- Tỷ lệ BOD/COD cao;
- Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao.
Trong giai đoạn tạo metan, vi khuẩn tạo ra khí metan là nổi trội nhất. Chúng
thay thế các axit bằng các sản phẩm cuối cùng là khí metan và cacbonic. Giai đoạn
tạo thành khí metan có thể tiếp tục đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa. Đặc trƣng chất
lƣợng của nƣớc rác trong giai đoạn này là:
- Nồng độ cao các axit béo dễ bay hơi rất thấp;
- pH trung hòa/kiềm;
- BOD thấp;
- Tỷ lệ BOD/COD thấp;
- Nồng độ NH4+ cao.
Thành phần nƣớc rác có phạm vi dao động rất lớn từ nồng độ rất thấp tới rất
cao. Nƣớc rác có thể phân làm hai loại với đặc trƣng về thành phần ô nhiễm khác
nhau:
- Nƣớc rác mới: thu đƣợc từ các ô đang vận hành, có thành phần chất hữu cơ
cao (COD có thể tới hàng chục g/l), BOD/COD lớn (0,7 - 0,8), pH thấp do các hợp
chất VFA (4 - 6), các hợp chất nitơ chủ yếu ở dạng hữu cơ.
- Nƣớc rác cũ: thu đƣợc từ bãi chôn lấp lâu năm và đã đóng, có lƣợng ít hơn
so với nƣớc rác mới. Do đã bị phân hủy sâu nên nƣớc rác có pH cao (7 - 9), COD
thấp và BOD/COD nhỏ (0,2 - 0,3), hầu nhƣ không còn VFA, hợp chất nitơ chủ yếu
ở dạng amoni.
Bảng 1.2. Thành phần nƣớc rác của một số bãi rác ở Việt Nam [1]
Thành phần
pH
BOD5
COD
TOC

SS
N hữu cơ
N-NH+4
HV: Lê Thị Hiền

Bãi rác
Tây Mỗ
5,3 - 8,3
2.000 - 3.0000
3.000 - 45000
1.500 - 20.000
200 - 1.000
10 - 600
10 - 800

Bãi rác
Nam Sơn
5,3 - 8,3
300 - 15.000
1.000 - 42.000
500 - 15.000
200 - 1.000
10 - 600
10 - 800

7

Bãi rác
Gò cát
4,8 - 6,2

30.000 - 48.000
39.614 - 59.750
18.700 - 31.900
1.760 - 4.311
336 - 678
297 - 790

Bãi rác
Đông Thạnh
6 - 6.3
33.751 - 56.250
38.533 - 65.333
1.280 - 3.270
196 - 470
1445 - 1764
KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

N_NO3Tổng P
P-PO43Độ kiềm
Độ cứng
ClSO42Tổng Fe
Na
K
Ca

5-40
1-70

1-30
1.000 - 10.000
300 - 10.000
100 - 3.000
100 - 1.500
50 - 600
200 - 2.000
200 - 2.000
200 - 3.000

5 - 40
1 - 70
1 - 50
1.000 - 10.000
300 - 10.000
100 - 1.500
100 - 1.500
50 - 600
100 - 3.000
200 - 2.000
439 - 650

5 - 8,5
55,8 - 89,6
5.833 - 9.667
4.100 - 4.890
1.590 - 2.340
204 - 208
1.670 - 2.739

2,5 - 2,9
14,9 - 21,5
4.467 - 6.067
4.300 - 4.500
1.216 - 2.524
180 - 303
1.122 - 1.844

Ghi chú: (-) là chưa xác định.
Nhƣ vậy, dù các điều kiện chôn lấp khác nhau nhƣng hàm lƣợng các ion kim
loại nặng trong nƣớc rác ở các bãi chôn lấp đều rất cao, vƣợt nhiều lần quy chuẩn cho
phép. Điều này càng làm cho hàm lƣợng ion kim loại nặng tích lũy trong nƣớc ngầm
càng nhiều, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe đời sống của con ngƣời và các sinh vật khác
ngày càng trầm trọng. Đồng thời nếu dùng công nghệ sinh học để tiến hành xử lý
nƣớc rác thì hàm lƣợng ion kim loại nặng có trong nƣớc rác sẽ ảnh hƣởng rất lớn đến
hệ thống xử lý, nếu nồng độ vƣợt mức cho phép thì vi sinh vật có thể không phát triển
đƣợc và chết. Chính vì vậy ta cần phải tiến hành xử lý triệt để hàm lƣợng kim loại
nặng này.
1.2. Tổng quan về đặc tính và thành phần nƣớc rác trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Trên thế giới [8]
Ở các nƣớc châu Á, chôn lấp chất thải rắn vẫn là phƣơng pháp phổ biến để tiêu
huỷ vì chi phí rẻ. Trung Quốc và Ấn Độ có tỷ lệ chôn lấp tới 90%. Tỷ lệ thiêu đốt
chất thải của Nhật Bản và Đài Loan (TQ) vào loại cao nhất, khoảng 60-80%. Hàn
Quốc chiếm tỷ lệ tái chế chất thải cao nhất, khoảng trên 40%. Các bãi chôn lấp chất
thải đƣợc chia thành 3 loại: bãi đổ lộ thiên, bãi chôn lấp bán vệ sinh (chỉ đổ đất phủ)
và bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Chất lƣợng của các bãi chôn lấp chất thải liên quan mật
thiết với GDP. Các bãi chôn lấp hợp vệ sinh thƣờng thấy ở các nƣớc có thu nhập cao,
trong khi đó các bãi đổ hở phổ biến ở các nƣớc đang phát triển.
Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lấp khác nhau, nhƣng nhìn
chung thành phần nƣớc 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;
HV: Lê Thị Hiền

8

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

- 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 rác chẳng hạn
nhƣ nƣớc rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó hoặc không có khả năng
phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc. Thành phần
đặc trƣng của nƣớc rác ở một số nƣớc trên thế giới đƣợc trình bày cụ thể trong các
bảng dƣới đây:
Bảng 1.3. Thành phần nƣớc rác ở Thái Lan
Thái Lan
BCL Pathum-thani

BCL Nonthaburi

Chỉ tiêu

BCL

Phitisanulok

1
2

Tuổi (năm)
Alkalinity(mg/l)

1
300-4700

9
6620

20
1140-5800

3

pH

7,1-8,3

8,1

8,1 – 8,5

4

-

Cl (mg/l)

-

2530

3600-4200

5

SS (mg/l)

1,950

12,5

150 – 746

6

TS (mg/l)

6,700

848

767 – 2155

7

COD (mg/l)

4900-11000

3200

8800-17600

8

BOD (mg/l)

3000-7150

280

800-1800

9

TKN (mg/l)

-

1256

154 – 2540

10

NH3 – N (mg/l)

150-1250

-

-

11

Ni (mg/l)

0,02-1,56

0,25

0,29 – 0,66

12

Cd (mg/l)

0,037

0,002

0,001

13

Pb (mg/l)

0,03-0,45

-

0,06

14

Cu (mg/l)

0,1 – 0,157

15

Cr (mg/l)

-

0,07

0,06 – 1,16

16

Hg (mg/l)

0,5-1,70

-

-

Stt

[ Nguồn: Pollution Control Department (2000) and Sivaprnpun (2000)]

HV: Lê Thị Hiền

9

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Bảng 1.4. Thành phần nƣớc rác tại Trung Quốc
Chỉ tiêu

Stt
1

Tuổi (năm)

2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Alkalinity (mg/l)
pH
Cl- (mg/l)
SS (mg/l)
TS (mg/l)
COD (mg/l)
BOD (mg/l)
TKN (mg/l)
NH3 – N (mg/l)
Ni (mg/l)
Cd (mg/l)
Pb (mg/l)
Cr (mg/l)
Hg (mg/l)

Trung Quốc
BCL
BCL Datianshan
Shenzhenxiaping

2

10

7,8
250
13040
3220,5
2090
0,39
0,01
0,08
0,046
-

385,63
3670,1
1205,5
845,01
0,126
3,25
0,269
-

[Nguồn : NRI China (2003)]

Bảng 1.5. Thành phần nƣớc rác ở Malaysia
Malaysia
Chỉ tiêu

Stt

BCL
Sabak Bernam

BCL
Taman Beringin

7

16

1200-1550

3750-9375

8,0-8,01

7,8 – 8,7

1

Tuổi (năm)

2

Alkalinity (mg/l)

3

pH

4

-

Cl (mg/l)

420-1820

875-2875

5

SS (mg/l)

111-920

420-1150

6

TS (mg/l)

-

10300-13680

7

COD (mg/l)

1250-2570

1960-5500

8

BOD (mg/l)

726-1210

562-1990

9

TKN (mg/l)

-

104-1014

10

NH3 – N (mg/l)

3–8

2 – 47

11

Ni (mg/l)

-

0 – 0,6

12

Cd (mg/l)

0 – 0,0001

0 – 0,15

13

Pb (mg/l)

0 – 0,03

0 – 3,45

14

Cr (mg/l)

-

0,04 – 0,7

15

Hg (mg/l)

-

-

[Nguồn: Agamuthu (1999)]

Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, tùy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi
chôn lấp khác nhau ở mỗi khu vực nhƣng nƣớc rác nhìn chung đều có tính chất giống
nhau là nồng độ kim loại nặng hầu nhƣ đều vƣợt so với tiêu chuẩn của Đức cho phép.
Tuy nồng độ của kim loại nặng chƣa ô nhiễm tới mức báo động nhƣng với mức độ
phát sinh liên tục và tích tụ lâu dài, nó sẽ gây ảnh hƣởng rất lớn đến đời sống của con
HV: Lê Thị Hiền

10

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

ngƣời và các vi sinh vật khác.
Vì vậy, cần phải kiểm soát chặt chẽ lƣu lƣợng dòng vào và đảm bảo cho nƣớc
rác không thấm thoát ra bên ngoài môi trƣờng.
1.2.2. Ở Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam có 3 bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang
hoạt động: bãi chôn lấp Nam Sơn, Phƣớc Hiệp số 2, và bãi chôn lấp Gò Cát. Mặc dù
các bãi chôn lấp đều có thiết kế hệ thống xử lý nƣớc rác, hầu hết các bãi chôn lấp đã
tiếp nhận rác nhƣng công suất xử lý của các hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác này hầu nhƣ
không xử lý hết lƣợng nƣớc rác phát sinh hàng ngày tại bãi chôn lấp, do đó hầu hết
các hồ chứa nƣớc rỉ rác ở các bãi chôn lấp hiện nay đều trong tình trạng đầy và không
thể tiếp nhận nƣớc rỉ rác thêm nữa.
Nƣớc 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 rộng, nƣớc rác có
thể thấm xuống tầng nƣớc ngầm làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm và dễ dàng gây ô
nhiễm nguồn nƣớc mặt. Hơn nữa, lƣợng nƣớc 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, SO42-, kim loại nặng,....) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kị
khí,...) của nƣớc 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. Thành phần một số ion kim loại trong nƣớc rác của một số bãi chôn lấp tại thành
phố Hồ Chí Minh đƣợc trình bày trong Bảng 1.6
Bảng 1.6. Thành phần một số ion kim loại nặng trong nƣớc rác của một số BCL
ở Thành phố Hồ Chí Minh
Chỉ tiêu

Đơn vị

Gò Cát

QCVN40:2011/
BTNMT(CỘT B)

NRR mới 2,3,4/2004 NRR cũ 8/2006

Thời gian lấy mẫu
Mg2+

mg/l

259 – 265

373

Fe tổng

mg/l

-

64 – 120

Al

mg/l

0,23 – 0,26

-

Zn

mg/l

-

0,3 – 0,48

2

Cr tổng

mg/l

KHP

0,01-0,05

0,1

Cu

mg/l

0,85 – 3

0,1 – 0,14

2

Pb

mg/l

1,4 – 2,1

0,006 – 0,05

0,5

HV: Lê Thị Hiền

11

5

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học
Ca2+

mg/l

1122-1184

100 – 190

Độ cứng tổng

mgCaCO3/L

1533 – 8400

1520-1860

Cd

mg/l

0,001 – 0,03

0,002 – 0,008

0,1

Mn

mg/l

4,22 – 11,33

0,66 – 0,73

1

Ni

mg/l

0,63 – 1,84

0,65 – 1

0,5

Hg

mg/l

0,01 – 0,04

0,01

As

mg/l

0,01 – 0,022

0,1

-

[Nguồn: Số liệu Công ty Môi trường đô thị TPHCM cung cấp]
Bảng 1.7. Thành phần một số ion kim loại nặng có trong nƣớc rác ở BCL Đông Thạnh
Chỉ tiêu

Đơn vị

Đông Thạnh

QCVN40:2011/

BTNMT(CỘT B)

NRR mới 2,3,4/2004 NRR cũ 8/2006

Thời gian lấy mẫu
Mg2+

mg/l

404 – 687

119

Fe tổng

mg/l

204 – 208

13,0

Al

mg/l

0,04 – 0,5

-

Zn

mg/l

93,0 – 202,1

KHP

2

Cr tổng

mg/l

0,04 – 0,05

KHP

0,1

Cu

mg/l

3,5 – 4

0,22

3

Pb

mg/l

0,32 – 1,9

0,076

0,5

Ca2+

mg/l

1670 – 2740

40 – 165

Độ cứng tổng

mgCaCO3/L

5833 – 9667

590

Cd

mg/l

0,02 – 0,1

KHP

0,1

Mn

mg/l

14,5 – 32,17

0,204

1

Ni

mg/l

2,21 – 8,02

0,458

0,5

Hg

mg/l

-

-

0,01

As

mg/l

-

-

0,1

5

[Nguồn: Số liệu Công ty Môi trường đô thị TPHCM cung cấp]

HV: Lê Thị Hiền

12

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

Bảng 1.8. Hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc rác tại bãi chôn lấp Phƣớc Hiệp
Stt

Đơn vị

Chỉ tiêu

QCVN40:2011/

Kết quả
Nƣớc rác

Hồ 1

Hồ 2

BTNMT(Cột B)

1

Zn

mg/l

5,2

4,8

4,4

2

2

Mn

mg/l

7,54

0,7

0,56

1

3

Ni

mg/l

1,72

1,08

0,66

0,5

4

Fe

mg/l

303

132

64

5

5

As

mg/l

0,026

0,02

0,022

0,1

6

Cd

mg/l

0,22

0,02

-

0,1

7

Pb

mg/l

0,4

0,16

0,2

0,5

8

Cr tổng

mg/l

0,05

0,05

-

0,1

9

Hg

mg/l

0,093

0,028

0,042

0,01

10

Cu

mg/l

7,6

1,8

1,4

3

[Nguồn: Số liệu Công ty Môi trường đô thị TPHCM cung cấp]
Bảng 1.9. Hàm lƣợng kim loại trong nƣớc rác tại bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Nam Sơn

QCVN40:2011/
BTNMT(Cột B)

1

As

mg/l

0,0543

0,1

2

Cd

mg/l

0,0001

0,1

3

Cu

mg/l

0,561

2

4

Fe

mg/l

2,484

5

5

Mn

mg/l

0,136

1

6

Ni

mg/l

0,112

0,5

7

Pb

mg/l

6,3604

0,5

8

Zn

mg/l

0,0321

3

9

Hg

mg/l

<0,0001

0,01

10

Cr

mg/l

0,076

0,1

11

Ca

mg/l

49,351

HV: Lê Thị Hiền

14

KTMT 2012B


Nghiên cứu xử lý một số ion kim loại nặng trong nước rác bằng phương pháp kết tủa hóa học

12

Mg

mg/l

34,873

13

K

mg/l

564,8

14

Na

mg/l

818,9
[Nguồn INEST, 2012]

Nhận xét:
Từ các bảng số liệu đã nêu ở trên có thể khái quát đƣợc thành phần các ion kim
loại trong nƣớc rác ở Việt Nam chủ yếu là các ion kim loại nặng nhƣ chì, niken, đồng,
cadimi, crom… vƣợt quá giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
Bảng 1.10. Hàm lƣợng kim loại nặng vƣợt quá giới hạn cho phép của QCVN
40:2011/BTNMT
Stt

Chỉ tiêu

Đơn vị

Khoảng nồng độ

QCVN40:2011/
BTNMT (Cột B)

1

Fe

mg/l

64 – 208

5

2

Zn

mg/l

93 – 202,1

2

3

Ni

mg/l

1,08 – 8,02

0,5

4

Pb

mg/l

1,9 – 6,3

0,5

5

Cd

mg/l

0,5 -0,7

0,1

6

Mn

mg/l

4 – 33,75

1

7

Cu

mg/l

3,5 – 7,6

2

Bên cạch đó, ta cũng thấy rằng các bãi rác ở Việt Nam đều không xử lý các kim
loại nặng độc hại có trong nƣớc thải. Điều này càng làm cho hàm lƣợng kim loại nặng
tích lũy trong nƣớc ngầm càng nhiều, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe đời sống của con
ngƣời và các sinh vật khác ngày càng trầm trọng. Đồng thời nếu dùng công nghệ sinh
học để tiến hành xử lý nƣớc rác thì hàm lƣợng kim loại nặng có trong nƣớc rác sẽ ảnh
hƣởng rất lớn đến hệ thống xử lý, nếu nồng độ vƣợt mức cho phép thì VSV có thể
không phát triển đƣợc và chết. Chính vì vậy ta cần phải tiến hành xử lý triệt để hàm
lƣợng kim loại nặng này.
1.3. Tổng quan về phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc
Do đặc thù nƣớc thải ngành công nghiệp nặng có chứa các kim loại nặng nhƣ
crom, chì, đồng, sắt, niken, … Câc kim loại này có trong nƣớc sẽ trực tiếp ảnh hƣởng
đén sức khỏe con ngƣời nhƣ gây các bệnh viêm loét da, dạ dày, đƣờng hô hấp, gây ung
HV: Lê Thị Hiền

15

KTMT 2012B