Nghiên cứu đánh giá hiện trạng xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn nam sơn đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của trạm xử lý công suất 1 500 m3 ngđ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ
RÁC TẠI BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN NAM SƠN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT
ĐỘNG CỦA TRẠM XỬ LÝ CÔNG SUẤT 1.500 M3/NGĐ

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

PHẠM ANH TÚ

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ
RÁC TẠI BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN NAM SƠN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT
ĐỘNG CỦA TRẠM XỬ LÝ CÔNG SUẤT 1.500 M3/NGĐ

PHẠM ANH TÚ

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. NGUYỄN THỊ KIM THÁI TS.
NGUYỄN THU HUYỀN

HÀ NỘI, NĂM 2018


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN................................................................................................ 5
1.1. Tổng quan về nước rỉ rác ........................................................................................... 5
1.1.1 Cơ chế hình thành ..................................................................................................... 5
1.1.2. Thành phần nước rỉ rác và tính chất......................................................................... 6
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới thành phần, tính chất của nước rỉ rác .............................. 8
1.2. Công nghệ xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng ...................................................... 11
1.3. Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn.......................................................................... 12
1.3.1. Giới thiệu chung..................................................................................................... 12
1.3.2. Hiện trạng công tác lưu chứa nước rác tại bãi........................................................ 14
1.3.3. Công tác xử lý nước rỉ rác ...................................................................................... 14
1.4. Trạm xử lý nước rác Nam Sơn .................................................................................. 17
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........
21
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ............................................................................ 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................... 21
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu............................................................................ 21
2.2.2. Phương pháp điều tra - khảo sát ............................................................................. 21
2.2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường.................. 21
2.2.4. Phương pháp tính toán thiết kế .............................................................................. 23
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...................................... 24
3.1. Hiện trạng hoạt động của nhà máy xử lý NRR Nam Sơn ......................................... 24
3.1.1 Thành phần NRR đầu vào của nhà máy.................................................................. 24
3.1.2. Hiện trạng vận hành của nhà máy .......................................................................... 26
3.1.2.1. Phần pha vôi nâng pH trước Stripping ................................................................ 28
3.1.2.2. Phần Stripping khử Amoni.................................................................................. 30

3.1.2.3. Phần xử lý sinh học và hóa lý ............................................................................. 32
3.1.2.4.Phần lọc và khử trùng .......................................................................................... 36
3.2. Phương án cải tạo hệ thống ...................................................................................... 38
3.3. Tính toán các hạng mục công trình cải tạo ............................................................... 42
3.3.1. Bể tạo sữa vôi (hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2) ....................................... 43
3.3.2. Bể trộn sục vôi-Stripping loại NH4+(hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2)...... 43
3.3.3. Thiết bị keo tụ -lắng sơ cấp (hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2) .................. 44

i


3.3.4. Tháp Stripping........................................................................................................ 47
3.3.5. Bể điều chỉnh pH.................................................................................................... 47
3.3.6. Bể sinh học (aerotank) hệ 1 và 2 ............................................................................ 48
3.3.7.Bể lắng sinh học hệ 1và hệ 2................................................................................... 52
3.3.8. Bể trung gian hệ 1 và hệ 2...................................................................................... 52
3.3.9. Hệ bể Fenton .......................................................................................................... 52
3.3.10. Hệ xử lý Ozone .................................................................................................... 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 57
A- TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT.............................................................................................. 57

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

(Ký và ghi rõ họ tên)

3


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài luận văn của mình, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban
giám hiệu trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, các thầy cô trong
khoa Môi trường đã tạo mọi điều kiện truyền thụ kiến thức, các kỹ năng cần thiết
cho tôi trong suốt thời gian khóa học diễn ra.
Đặc biệt, tôi xin gửi tới hai người giáo viên hướng dẫn trực tiếp của mình là
GS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái và TS. Nguyễn Thu Huyền lòng biết ơn chân thành,
và những lời chúc tốt đẹp nhất. Trong quá trình làm luận văn của mình, tôi luôn
nhận được những lời chỉ bảo vô cùng quý giá, ân cần, và tận tụy từ hai cô.
Bên cạnh đó, tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn tới T.S. Hoàng Ngọc Hà hiện
đang công tác tại khoa Kỹ thuật môi trường, trường Đại học Xây Dựng đã giúp đỡ,
hướng dẫn tôi trong công việc nghiên cứu, tìm kiếm và xử lý những số liệu, thông
tin quan trọng để cung cấp cho luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi tới bạn bè, đồng nghiệp đã luôn giúp đỡ, đồng hành
cùng tôi trong suốt thời gian tôi học cao học và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

4


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS

Atomic Absorbtion Spectrometric – Quang phổ hấp thụ

nguyên tử
BCL

Bãi chôn lấp

BOD

Biological Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT

Bộ Tài Nguyên và Môi trường

COD

Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

NRR

Nước rỉ rác

NXB

Nhà xuất bản

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SBR

Sequencing Batch Reactor – Bể phản ứng theo mẻ

SS

Suspended Solids – Chất rắn lơ lửng

SMEWW

Standard Methods for the Examination of Water and
Westewater – Các phương pháp chuẩn phân tích nước và
nước thải

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDS

Total Dissolved Solids – Tổng chất rắn hòa tan

UASB

Upflow Anaerobic Sludge Balanket – Bể xử lý sinh học dòng
chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí

URENCO

Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Môi trường Đô
thị Hà Nội

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại
BCL Nam Sơn ...........................................................................................................14
Bảng 2.1: Phương pháp phân tích mẫu .....................................................................23
Bảng 3.1: Kết quả phân tích NRR tại hồ sinh học từ tháng 12/2017 tới tháng 5/2018
...................................................................................................................................25
Bảng 3.3. Bảng hiện trạng thiết bị phần CN pha vôi ................................................29
Bảng 3.4. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping trạm 1..............................30
Bảng 3.5. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping hệ 2 .................................31
Bảng 3.6. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN sinh học và hóa lý hệ 1 ..................32
Bảng 3.7. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN sinh học và hóa lý hệ 2 ..................34
Bảng 3.8. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN lọc và khử trùng hệ 1 .....................36
Bảng 3.9. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN lọc và khử trùng hệ 2 .....................37
Bảng 3.10. Thông số xử lý hạng mục sục vôi-Stripping-Lắng .................................46
Bảng 3.11. Thông số xử lý hạng mục tháp Stripping ...............................................47
Bảng 3.12. Thông số xử lý hạng mục chỉnh pH........................................................47
Bảng 3.13. Thông số xử lý hạng mục Aeroten .........................................................48
Bảng 3.14.Qui cách và thông số giá thể sinh học .....................................................50

6


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cấu tạo điển hình của bãi chôn lấp chất thải rắn .........................................5
Hình 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới thành phần và tính chất của nước rỉ rác .............9
Hình 1.3 Quy trình vận hành của BCLCTR Nam Sơn ...........................................13

Hình 1.4 Biểu đồ khối lượng NRR được xử lý tại BCL Nam Sơn ...........................15
Hình 1.5 Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2017tại BCLNam Sơn .....................16
Hình 1.6 Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2016 tại BCL Nam Sơn ...................16
Hình 1.7 Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2015tại BCL Nam Sơn ....................17
Hình 1.8 Vị trí của nhà máy xử lý NRR Nam Sơn trong khuôn viên BCL CTR Nam
Sơn.............................................................................................................................18
Hình 1.9 Toàn cảnh nhà máy nhìn từ trên cao ..........................................................19

vii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng
trở lên trầm trọng và phổ biến dẫn tới suy thoái môi trường đất, nước, không khí,
đặc biệt là tại các đô thị lớn lượng chất thải rắn và nước thải ngày càng gia tăng.
Mặc dù số lượng các nhà máy đã xây dựng trạm xử lý chất thải tăng lên trong
những năm gần đây nhưng hiện trạng ô nhiễm vẫn chưa được cải thiện.
Nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn hiện nay là một trong
những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng xung quanh khu vực bãi
chôn lấp. Nhìn chung, nước rỉ rác chứa các chất hữu cơ hoà tan và các ion vô cơ với
hàm lượng cao, khó xử lý. Nếu nước rỉ rác phát thải trực tiếp vào môi trường mà
không được kiểm soát chắc chắn se gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tính
chất nước rỉ rác thay đổi không những do nó được tạo thành bởi rất nhiều loại chất
thải khác nhau mà còn thay đổi theo tuổi bãi rác và theo mùa trong năm.
Hiện tại chúng ta vẫn xử lý rác thải bằng phương pháp chôn lấp và chưa áp
dụng phân loại rác ại nguồn nên thành phần của nước rỉ rác rất phức tạp. Hàm lượng
chất ô nhiễm trong nước rỉ rác có thể biến động rất lớn, tùy thuộc vào tuổi bãi
chônlấp, thời gian lấy mẫu – mùa mưa hay mùa khô. Vìvậy, việc khảo sát các đặc
trưng của nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp có thể cung cấp những thông tin quan

trọng làmcơ sở để chọn lựa công nghệ xử lý phù hợp
Tuy nhiên, kéo theo đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do bãi chôn lấp không
hợp vệ sinh, không đạt tiêu chuẩn gây ra nhiều bất cập làm ảnh hưởng tới môi
trường xung quanh và cuộc sống con người.
Đặc biệt, hầu hết nước rỉ rác tại bãi chôn lấp đều phát thải trực tiếp vào môi
trường, khuếch tán mầm bệnh gây tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con
người, việc ô nhiễm môi trường từ nước rỉ rác của các bãi chôn lấp tập trung trở
thành vấn đề nóng hàng chục năm nay.
Nước rỉ rác được tạo ra trong giai đoạn axit của bãi chôn lấp ổn định. Trong
giai đoạn này pH của nước rỉ rác tạo ra giảm do đó huy động nhiều kim loại nặng.
Thành phần của nước rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính của chất thải,
thiết kế và vận hành bãi rác, các đặc tính và thành phần cụ thể của các chất thải

1


được chôn lấp. Tại nhiều quốc gia đang phát triển việc quản lý kém các bãi rác là
mối nguy cơ chính đối với ô nhiễm nước ngầm cũng như nước mặt. Do lắp đặt
không đúng các hệ thống lớp lót và thu gom nước rỉ rác, nước rỉ rác lan truyền vào
nước ngầm hoặc các nguồn nước mặt gần đó, làm suy thoái chất lượng nước. Để
kiểm soát nguy cơ ô nhiễm của nước rỉ rác hầu như tất cả các nước đã ban hành các
quy định, nhưng các biện pháp khắc phục được đề xuấttheothời hạn là rất khó thực
hiện và không hiệu quả về chi phí. Do đó, để ngăn chặn sự lãng phí năng lượng và
tiền bạc việc xác định các khu vực dễ bị ảnh hưởng bởi bãi chôn lấp là cần thiết và
phải được tiến hành ngay.
Các nhà khoa học và các nhà quản lý môi trường đã quan tâm đến việc xử lý
nước rỉ rác. Đã có một số công nghệ xử lý nước rỉ rác được áp dụng như: hệ thống
mương xử lý nước rỉ rác (kết hợp nước rỉ rác với nước thải sinh hoạt, quay vòng
tuần hoàn nước rỉ rác và hồ xử lý), công nghệ sinh học (xử lý hiếu kí, kị khí) và xử
lý bằng các quá trình vật lý, hoá học (oxi hoá, kết tủa, hấp phụ, công nghệ màng và

loại bỏ NH4+). Nhìn chung, nước rỉ rác thường được xử lý bằng phương pháp sinh
học để loại bỏ các chất hữu cơ. Công nghệ sinh học được sử dụng để xử lý nước
thải thường có hiệu quả cao. Tuy nhiên, một hệ thống xử lý sinh học riêng lẻ thường
không có hiệu quả cao trong xử lý nước rỉ rác vì nó có thành phần phức tạp và chứa
các chất ô nhiễm khó phân huy sinh học. Đề tài:"Nghiên cứu đánh giá hiện trạng xử
lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn - Đề xuất giải pháp nâng cao
hiệu quả hoạt động của trạm xử lý công suất 1.500 m3/ngđ" được thực hiện với mục
đích nhằm đánh giá hiện trạng xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn Nam
Sơn nhằm phát hiện các nguyên nhân hạn chế quá trình xử lý.Trên cơ sở của đánh
giá hiện trạng, một số giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước rác se được đề xuất
cụ thể cho trạm công suất 1.500 m3/ngđ hiện đang hoạt động tại khu vực nghiên
cứu.


2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát:
- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác thông qua đánh giá,
phát hiện các nguyên nhân tác động tới quá trình xử lý. Nghiên cứu cụ thể tại một
trạm xử lý nước rác công suất 1.500 m3/ngđ làm cơ sở cho việc nhân rộng tới các
trạm xử lý nước rác khác tại bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn, Hà Nội.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại
địa điểm nghiên cứu cụ thể: BCL rác thải Nam Sơn.
- Đánh giá thực tế về tính chất của nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp và hiện
trạng hoạt động của các trạm xử lý nước rác hiện có trên khu vực bãi chôn lấp rác
thải tại Nam Sơn- Hà Nội.
- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho trạm
xử lý công suất 1.500 m3/ngđ. phù hợp với điều kiện thực tế của Hà Nội.
3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Tổng quan về hoạt động chôn lấp và xử lý nước rác tại các tại

bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị ở Việt nam
Nội dung 2: Nghiên cứu hiện trạng xử lý nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp
chất thải rắn tại Nam Sơn, Hà Nội
- Đánh giá khái quát đặc điểm hoạt động của bãi chôn lấp Nam Sơn
- Phân tích thành phần nước rỉ rác từ hoạt của bãi chôn lấp theo các chỉ tiêu
đặc trưng: BOD5, COD, Ni tơ tổng số, NH4+ và các kim loại nặng ( As, Pb, Zn, Cu,
Cd và Cr tổng);
- Phân tích hiện trạng công nghệ xử lý nước rác tại các trạm đang hoạt động
trong khu vực Nam Sơn;
- Phân tích chế độ vận hành, quản lý các trạm xử lý nước rác hiện hành trên
địa bàn nghiên cứu
- Nhận định, đánh giá phát hiện các nguyên nhân dẫn đến hệ thống xử lý
làm việc không hiệu quả


Nội dung 3: Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của trạm xử
lý nước rác CS 1.500 m3/ngđ
- Mô tả hiện trạng hoạt động của trạm.
- Phân tích chất lượng nước rác đầu vào và sau từng công đoạn xử lý.
- Đánh giá khả năng làm việc của từng công trình trong dây chuyền công
nghệ xử lý.
- Đánh giá vận hành và quản lý công nghệ xử lý nước rác tại trạm.
- Đề xuất các giải pháp.


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nước rỉ rác
1.1.1 Cơ chế hình thành
Nước rỉ rác được hình thành thông qua quá trình phân hủy hóa, lý và sinh
học diễn ra trong lòng bãi chôn lấp chất thải rắn. Nước rỉ rác chứa nhiều chất ô

nhiễm hòa tan từ quá trình phân hủy rác và lắng xuống dưới đáy của ô chôn lấp rác.
Thành phần hóa học của nước rỉ rác cũng rất khác nhau phụ thuộc vào thành phần
rác của ô chôn lấp cũng như độ tuổi của ô chôn lấp. Lượng nước rỉ rác được hình
thành trong bãi chôn lấp chủ yếu do các quá trình sau:
- Nước thoát ra từ chất thải rắn: Chất thải luôn chứa một lượng nước nhất
định.
Trong quá trình đầm nén nước tách ra khỏi chất thải và hòa lẫn vào nước rỉ rác.
- Nước từ quá trình phân hủy sinh học của các chất hữu cơ: Nước là một
trong những sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ.
- Nước mưa thấm từ trên xuống qua lớp phủ bề mặt.
- Nước ngầm thấm đáy hoặc xung quanh thân của ô chôn lấp vào bên trong
bãi chôn lấp.
Đối với bãi chôn lấp hợp vệ sinh thì nước rỉ rác thường ít hơn vì loại bỏ được
lượng nước ngầm thấm qua đáy. Như vậy, lượng nước rỉ rác phụ thuộc vào các yếu
tố sau:
- Điều kiện tự nhiên của khu vực chôn lấp(lượng mưa, độ ẩm, nước ngầm…)
- Thành phần của rác thải được chôn lấp.
- Kỹ thuật xử lý đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nước mặt…

Hình 1.1. Cấu tạo điển hình của bãi chôn lấp chất thải rắn


1.1.2. Thành phần nước rỉ rác và tính chất
Thành phần nước rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi của bãi chôn lấp,
loại rác, khí hậu. Mặt khác, độ dày, độ nén và lớp nguyên liệu phủ trên cùng cũng
tác động lên thành phần nước rác…Song nước rỉ rác gồm 2 thành phần chính đó là
các hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ.
Các chất hữu cơ :Axit humic,axit funlvic,các loại hợp chất hữu cơ có nguồn
gốc nhân tạo.
Các chất vô cơ :Là các hợp chất của nitơ,photpho,lưu huỳnh.

Thành phần và tính chất nước rò rỉ còn phụ thuộc vào các phản ứng lý, hóa,
sinh xảy ra trong bãi chôn lấp. Các quá trình sinh hóa xảy ra trong bãi chôn lấp chủ
yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từ chất thải rắn làm
nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng.
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải trong bãi chôn lấp được chia
thành các nhóm chủ yếu sau:
–

Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 0-200C

–

Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 20-400C

–

Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ 40-700C

 Với các giai đoạn khác nhau của dự phân hủy chất thải rắn trong bãi
chôn lấp thì nước rỉ rác tạo thành cũng có sự thay đổi:
Giai đoạn I – giai đoạn thích nghi ban đầu: chỉ sau một thời gian ngắn từ
khi chất thải rắn được chôn lấp thì các quá trình phân hủy hiếu khí se diễn ra, bởi vì
trong bãi rác còn có một lượng không khí nhất định nào đó được giữ lại. Giai đoạn
này có thể kéo một vài ngày cho đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân hủy,
nguồn vi sinh vật gồm có các loại vi sinh hiếu khí và kị khí.
Giai đoạn II - giai đoạn chuyển tiếp: oxy bị cạn kiệt dần và sự phân hủy
chuyển sang giai đoạn kị khí. Khi đó, nitrat và sulphat là chất nhận điện tử cho các
phản ứng chuyển hóa sinh học và chuyển thành khí nitơ và hydro sulfit. Khi thế oxy
hóa giảm, cộng đồng vi khuẩn chịu trách nhiệm phân hủy chất hữu cơ trong rác thải
thành CH4 , CO2 se bắt đầu quá trình 3 bước (thủy phân, lên men axit và lên men

metan) chuyển hóa chất hữu cơ thành axit hữu cơ và các sản phẩm trung gian khác


(giai đoạn III). Trong giai đoạn II, pH của nước rò rỉ se giảm xuống do sự hình
thành của các loại axit hữu cơ và ảnh hưởng của nồng độ CO2 tăng lên trong bãi rác.
Giai đoạn III - giai đoạn lên men axit: các vi sinh vật trong giai đoạn II
được kích hoạt do việc tăng nồng độ các axit hữu cơ và lượng H2 ít hơn. Bước đầu
tiên trong quá trình 3 bước liên quan đến sự chuyển hóa các enzym trung gian (sự
thủy phân) của các hợp chất cao phân tử (lipit, polysacarit, protein) thành các chất
đơn giản thích hợp cho vi sinh vật sử dụng.
Tiếp theo là quá trình lên men axit. Trong bước này xảy ra quá trình chuyển
hóa các chất hình thành ở bước trên thành các chất trung gian phân tử lượng thấp
hơn như là axit acetic và nồng độ nhỏ axit fulvic, các axit hữu cơ khác. Khí
cacbonic được tạo ra nhiều nhất trong giai đoạn này, một lượng nhỏ H2S cũng được
hình thành.
Giá trị pH của nước rò rỉ giảm xuống nhỏ hơn 5 do sự có mặt của các axit
hữu cơ và khí CO2 có trong bãi rác. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa
học (COD) và độ dẫn điện tăng lên đáng kể trong suốt giai đoạn III do sự hòa tan
các axit hữu cơ vào nước rò rỉ. Do pH thấp, nên một số chất vô cơ chủ yếu là các
kim loại nặng se được hòa tan trong giai đoạn này. Nếu nước rò rỉ không được tuần
hoàn thì nhiều thành phần dinh dưỡng cơ bản cũng bị loại bỏ theo nước rác ra khỏi
bãi chôn lấp.
Giai đoạn IV– giai đoạn lên men metan: trong giai đoạn này nhóm vi sinh
vật thứ hai chịu trách nhiệm chuyển hóa axit acetic và khí hydro hình thành từ giai
đoạn trước thành CH4, CO2 se chiếm ưu thế. Đây là nhóm vi sinh vật kị khí nghiêm
ngặt, được gọi là vi khuẩn metan. Trong giai đoạn này, sự hình thành metan và các
axit hữu cơ xảy ra đồng thời mặc dù sự tạo thành axit giảm nhiều. Do các axit hữu
cơ và H2 bị chuyển hóa thành metan và cacbonic nên pH của nước rò rỉ tăng lên
đáng kể trong khoảng từ 6,8 – 8,0. Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng và
độ dẫn điện của nước rò rỉ giảm xuống trong giai đoạn này.

Giai đoạn V- giai đoạn ổn định: giai đoạn ổn định xảy ra khi các vật liệu
hữu cơ dễ phân hủy sinh học đã được chuyển hóa thành CH4, CO2 trong giai đoạn
IV. Nước se tiếp tục di chuyển trong bãi chôn lấp làm các chất có khả năng phân
hủy sinh học trước đó chưa được phân hủy se tiếp tục đựơc chuyển hóa. Tốc độ


phát sinh khí trong giai đoạn này giảm đáng kể, khí sinh ra chủ yếu là CH4 và CO2.
Trong giai đoạn ổn định, nước rò rỉ chủ yếu axit humic và axit fulvic rất khó cho
quá trình phân hủy sinh học diễn ra tiếp nữa. Tuy nhiên, khi bãi chôn lấp càng lâu
năm thì hàm lượng axit humic và fulvic cũng giảm xuống.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới thành phần, tính chất của nước rỉ rác
Rác được chọn trong bãi chôn lấp chịu hàng loạt các biến đổi lý, hóa, sinh
cùng lúc xảy ra. Khi nước chảy qua se mang theo các chất hóa học đã được phân
hủy từ rác.
Thành phần chất ô nhiễm trong nước rò rỉ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chôn lấp, khí hậu, các mùa trong năm,
chiều sâu bãi chôn lấp, độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ trên cùng, tốc độ
di chuyển của nước trong bãi rác, độ pha loãng với nước mặt và nước ngầm, sự có
mặt của các chất ức chế, các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, việc thiết kế và
hoạt động của bãi rác, việc chôn lấp chất thải rắn, chất thải độc hại, bùn từ trạm xử
lý nước thải… Ta se lần lược xét qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến thành phần và
tính chất nước rò rỉ :
Thời gian chôn lấp
Tính chất nước rò rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp. Nhiều nghiên cứu cho
thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rò rỉ là một hàm theo thời gian.
Theo thời gian nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần. Thành phần của
nước rò rỉ thay đổi tùy thuộc vào các giai đoạn khác nhau của quá trình phân hủy
sinh học đang diễn ra. Sau giai đoạn hiếu khí ngắn (một vài tuần hoặc kéo dài đến
vài tháng), thì giai đoạn phân hủy yếm khí tạo ra axit xảy ra và cuối cùng là quá
trình tạo ra khí metan. Trong giai đoạn axit, các hợp chất đơn giản được hình thành

như các axit dễ bay hơi, amino axit và một phần fulvic với nồng độ nhỏ. Trong giai
đọan này, khi rác mới được chôn hoặc có thể kéo dài vài năm, nước rò rỉ có những
đặc điểm sau :


Các yếu tố ảnh hưởng tới thành phần
và tính chất nước rỉ rác

Thời gian
chôn lấp

Thành
phần và
các biện
pháp xử lý
sơ bộ chất
thải

Chiều sâu
bãi chôn
lấp

Quá trình
thẩm thấu,
chảy tràn,
bay hơi

Độ ẩm và
nhiệt độ
bãi rác

Hình 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới thành phần và tính chất của nước rỉ rác
–

Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao.

–

pH nghiêng về tính axit.

–

BOD cao.

–

Ty lệ BOD/COD cao.

–

Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao.

–

Vi sinh vật có số lượng lớn.

–

Nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng cao.

Khi rác được chôn càng lâu, quá trình metan hóa xảy ra. Khi đó chất thải rắn
trong bãi chôn lấp được ổn định dần, nồng độ ô nhiễm cũng giảm dần theo thời
gian. Giai đoạn tạo thành khí metan có thể kéo dài đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa.
Đặc điểm nước thải ở giai đoạn này :
–

Nồng độ các axit béo dễ bay hơi thấp.

–

pH trung tính hoặc kiềm.

–

BOD thấp.

–

Ty lệ BOD/COD thấp.

–

Nồng độ NH4+ thấp.

–

Vi sinh vật có số lượng nhỏ.

–

Nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng thấp.


Theo thời gian chôn lấp đất thì các chất hữu cơ trong nước rò rỉ cũng có sự
thay đổi. Ban đầu, khi mới chôn lấp, nước rò rỉ chủ yếu axit béo bay hơi. Các axit
thường là acetic, propionic, butyric. Tiếp theo đó là axit fulvic với nhiều cacboxyl
và nhân vòng thơm. Cả axit béo bay hơi và axit fulvic làm cho pH của nước rác
nghiên về tính axit. Rác chôn lấp lâu thì thành phần chất hữu cơ trong nước rò rỉ có
sự biến đổi thể hiện ở sự giảm xuống của các axit béo bay hơi và sự tăng lên của
axit fulvic và humic. Khi bãi rác đã đóng cửa trong thời gian dài thì hầu như nước
rò rỉ chỉ chứa một phần rất nhỏ các chất hữu cơ, mà thường là chất hữu cơ khó phân
hủy sinh học.
Thành phần và các biện pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn
Rõ ràng thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính
chất nước rò rỉ. Khi các phản ứng trong bãi chôn lấp diễn ra thì chất thải rắn se bị
phân hủy. Do đó, chất thải rắn có những đặc tính gì thì nước rò rỉ cũng có các đặc
tính tương tự. Chẳng hạn như, chất thải có chứa nhiều chất độc hại thì nước rác
cũng chứa nhiều thành phần độc hại…
Các biện pháp xử lý hoặc chế biến chất thải rắn cũng có những tác động đến
tính chất nước rác. Chẳng hạn như, các bãi rác có rác không được nghiền nhỏ. Bởi
vì, khi rác được cắt nhỏ thì tốc độ phân hủy tăng lên đáng kể so với khi không
nghiền nhỏ rác. Tuy nhiên, sau một thời gian dài thì tổng lượng chất ô nhiễm bị trôi
ra từ chất thải rắn là như nhau bất kể là rác có được xử lý sơ bộ hay không.
Chiều sâu bãi chôn lấp
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng bãi chôn lấp có chiều sâu chôn lấp càng lớn
thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với các bãi chôn lấp khác trong cùng điều kiện
về lượng mưa và quá trình thấm. Bãi rác càng sâu thì cần nhiều nước để đạt trạng
thái bão hòa, cần nhiều thời gian để phân hủy.
Do vậy, bãi chôn lấp càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác se lớn
hơn và khoảng cách di chuyển của nước se tăng. Từ đó quá trình phân hủy se xảy ra

hoàn toàn hơn nên nước rò rỉ chứa một hàm lượng lớn các chất ô nhiễm.
Các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi
Độ dày và khả năng chống thấm của vật liệu phủ có vai trò rất quan trọng
trong ngăn ngừa nước thấm vào bãi chôn lấp làm tăng nhanh thời gian tạo nước rò rỉ


cũng như tăng lưu lượng và pha loãng các chất ô nhiễm từ rác vào trong nước. Khi
quá trình thấm xảy ra nhanh thì nước rò rỉ se có lưu lượng lớn và nồng độ các chất
ô nhiễm nhỏ. Quá trình bay hơi làm cô đặc nước rác và tăng nồng độ ô nhiễm. Nhìn
chung các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi diễn ra rất phức tạp và phụ thuộc vào
các điều kiện thời tiết, địa hình, vật liệu phủ, thực vật phủ …
Độ ẩm rác và nhiệt độ
Độ ẩm thích hợp các phản ứng sinh học xảy ra tốt. Khi bãi chôn lấp đạt trạng
thái bão hòa, đạt tới khả năng giữ nước FC, thì độ ẩm trong rác là không thay đổi
nhiều. Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rò rỉ được hình
thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lấp. Độ ẩm trong rác cao thì nước
rò rỉ se hình thành nhanh hơn.
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất nước rò rỉ. Khi nhiệt độ môi
trường cao thì quá trình bay hơi se xảy ra tốt hơn là giảm lưu lượng nước rác. Đồng
thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp
càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao hơn.
Ảnh hưởng từ bùn cống rảnh và chất thải độc hại
Việc chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt với bùn cống rảnh và bùn của trạm xử
lý nước thải sinh hoạt có ảnh hưởng lớn đến tính chất nước rò rỉ. Bùn se làm tăng độ
ẩm của rác và do đó tăng khả năng tạo thành nước rò rỉ.
Đồng thời chất dinh dưỡng và vi sinh vật từ bùn được chôn lấp se làm tăng
khả năng phân hủy và ổn định chất thải rắn. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, việc
chôn lấp chất thải rắn cùng với bùn làm hoạt tính metan tăng lên, nước rò rỉ có pH
thấp và BOD5 cao hơn.
Việc chôn lấp chất thải rắn đô thị với các chất thải độc hại làm ảnh hưởng

đến các quá trình phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp do các chất ức chế như
kim loại nặng, các chất độc đối với vi sinh vật… Đồng thời, theo thời gian các chất
độc hại se bị phân hủy và theo nước rò rỉ và khí thoát ra ngoài ảnh hưởng đến môi
trường cũng như các công trình sinh học xử lý nước rác.
1.2. Công nghệ xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng
Phương pháp xử lý nước rỉ rác gồm có xử lý sinh học, cơ học, hóa học hoặc
liên kết các phương pháp này, xử lý cùng với nước thải sinh hoạt. Để xử lý nước rỉ


rác thì nên sử dụng phương pháp cơ học kết hợp xử lý sinh học và hóa học bởi vì
quá trình cơ học có chi phí thấp và thích hợp với sự thay đổi thành phần tính chất
của nước rỉ rác. Tuy nhiên, nước rỉ rác từ bãi rác mới chôn lấp thường có thành
phần chất hữu cơ phân hủy sinh học cao, do đó việc sử dụng các quá trình xử lý
sinh học se mang lại hiệu quả cao hơn. Quá trình xử lý hóa học thích hợp đối với xử
lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp lâu năm.
Các lưu ý cần xem xét khi áp dụng công nghệ xử lý nước rỉ rác:
Sự thay đổi các đặc tính của nước rác làm cho công nghệ xử lý nước rác ở
trạm trung chuyển này không thể áp dụng trực tiếp cho trạm trung chuyển khác.
Cần có những điều tra kỹ càng để xác định công nghệ xử lý thích hợp đối với từng
trạm trung chuyển.
Sự dao động của tính chất và lưu lượng nước rác là khá lớn, cần phải xem xét
và nghiên cứu kỹ khi thiết kế hệ thống xử lý. Lưu lượng và tính chất của nước rác
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, biến động trong thời gian làm việc của trạm trung
chuyển. Do đó, việc thiết kế hệ thống thu gom và hệ thống xử lý cần đảm bảo cho
những biến động về lưu lượng và tính chất nước rác.
Hệ thống xử lý phải có tính kế thừa. Nghĩa là hệ thống xử lý phải có khả
năng thay đổi phù hợp khi công suất của trạm ép rác tăng lên, hay có những biến
động lớn về thành phần nước thải trong tương lai.
Công nghệ xử lý đảm bảo khả năng xử lý khi nước rác có những biến đổi
theo thời gian. Việc lựa chọn và xây dựng hệ thống xử lý ban đầu phải xem xét đến

việc cải tiến, sửa đổi một cách dễ dàng và thuận tiện cho công nghệ xử lý tiếp theo.
1.3. Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn
1.3.1. Giới thiệu chung
Bãi chôn lấp chất thải rắn (BCL) Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội nằm cách trung
tâm Hà Nội khoảng 45km về phía Bắc, cách sân bay Nội Bài 15 km về phía Đông
Bắc, cách đường quốc lộ 3A (đi Thái Nguyên, Bắc Cạn) khoảng 3km về phía Tây
và cách sông Công khoảng 2 km về phía Đông.
Khu LHXLCT Sóc Sơn giai đoạn I có tổng diện tích là 83,5 ha, trong đó khu
xử lý chất thải công nghiệp có diện tích 5,5 ha; diện tích còn lại để phục vụ công tác
xử lý chất thải rắn sinh hoạt ( ô chôn lấp khoảng 50ha), xử lý nước rác phát sinh và


dự án đốt rác thải công nghiệp phát điện, khu văn phòng làm việc cho cán bộ công
nhân viên... Khu LHXLCT Sóc Sơn giai đoạn II có tổng diện tích 73,73ha (khu phía
Nam 36,36 ha, khu phía bắc 37,37 ha), hiện đã tiếp nhận đưa vào sử dụng các ô 1.3,
1.4, 1.5, 1.6, 1.7 và 1.8 thuộc khu phía Nam giai đoạn II.

Hình 1.3. Quy trình vận hành của BCLCTR Nam Sơn
BCL Nam Sơn được xây dựng với nhiệm vụ chính là tiếp nhận, xử lý chất
thải rắn sinh hoạt của thành phố Hà Nội và của một số huyện của các tỉnh lân cận
xung quanh thành phố Hà Nội, vận chuyển về bãi và xử lý nước rỉ rác theo đúng
quy trình công nghệ đảm bảo vệ sinh môi trường. Bãi rác Nam Sơn hiện nay có tên
là Công ty TNHH một thành viên môi trường độ thị Hà Nội – Chi nhánh Nam Sơn.
Bãi rác Nam Sơn được thành lập từ năm 1999 và đi vào hoạt động với tổng diện
tích gần 85 ha, công suất xử lý 4.200 tấn rác/ngày đêm, hoạt động 24/24h thu gom
rác từ 27 đơn vị thu gom, vận chuyển rác tại 12 quận (Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà
Trưng, Đống Đa, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Tây Hồ, Cầu Giấy, Nam Từ Liêm, Bắc
Từ Liêm, Long Biên, Hà Đông) và 10 huyện (Hoài Đức, Thanh Trì, Gia Lâm, Mê
Linh, Đông Anh, Sóc Sơn, Chương Mỹ)....
Ngoài ra, mỗi ngày Nam Sơn còn tiếp nhận hàng chục tấn rác thải công

nghiệp, rác thải nguy hại như vải vụn, nhựa, dầu thải, chất thải y tế, phải sử dụng lò
đốt loại nhỏ để hóa rắn trước khi chôn lấp


1.3.2. Hiện trạng công tác lưu chứa nước rác tại bãi.
Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại
BCL Nam Sơn như sau:
Bảng 1.1. Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô
chôn lấp tại BCL Nam Sơn
D
CK K u
T
Ô ah h n
T
oố ả g
c
i
1
+ 1 1 3
1 1 4 8 5
2
+ 1 2 6
1 1 7 4 9
3
+ 1 2 2
1 1 9 1 3
4
H + 2 2 2
ồ 1 0 2 1
T

7 8 1
ổ
1 6 4
1.3.3. Công tác xử lý nước rỉ rác
Hệ thống thu gom: Toàn bộ đáy các ô chôn lấp đều được lắp đặt các đường
ống HDPE D200 đục lỗ đặt trong rãnh trên đó rải lớp đá để thu gom nước rác đưa
về các giếng thu gom tập trung có đặt các máy bơm nước rác lên đường đống gom
chảy về hồ chứa và các trạm xử lý.
Mỗi ô chôn lấp được bố trí các hố nhỏ 3-4m2 để đặt máy bơm nước rác về
trạm xử lý nước rác và các ô chứa.
Các ô chôn lấp đã hợp nhất 4, 5, 6, 7 và 8 nên phương án thu gom nước rỉ rác
phát sinh tại ô hợp nhất này như sau:
+ Trên mỗi ô chôn lấp được xây dựng 2 trạm bơm. Tổng cộng có 10 trạm
bơm nước rỉ rác.
+ Trạm bơm sử dụng ống BTCT D=1500mm.
+ Ống dưới cùng được bịt kín đáy không cho rác làm ảnh hưởng đến máy
bơm. Từ ống thú 2 trở lên được đục lỗ để thu nước rác. Kích thước lỗ D=30mm. các
lỗ nằm ở đỉnh tam giác đều có cạnh a=250mm.
+ Vị trí các trạm bơm nước rác được đặt tại các mái dốc của mỗi ô chôn lấp;
cách đáy ô lấp 0,5m và cách mép đường vận hành 18,0m. Cao độ đáy trạm bơm dao
động từ 5,8m-7,6m. Cao độ đỉnh của trạm bơm là 21,0m (ống BTCT trên cùng lắp
cho trạm bơm cao hơn cao độ rác tại đó 1m).


+ Sử dụng các bơm nước rác có các thông số kỹ thuật sau: Q = 4,5l/s; H =
20m; N = 2,2-2,9Kw. Ốn đầy bằng thép D50mm.
Từ các giếng bơm, nước rác se được bơm lên hệ thống mương có kích thước
BxH = 300mm x 400mm dẫn về hồ sinh học.
Nước rỉ rác phát sinh từ ô hợp nhất được thu về các ô chứa nước rác hiện tại
ô 10, ô 9, hồ sinh học của giai đoạn 1; ô 1.3, 1.4, 1.7, 1.8 của giai đoạn 2. Nước thải

sau đó được bơm về các trạm xử lý nước rác Minh Đức, Phú Điền và Nam Sơn.
Hồ điều hòa có sức chứa nước đã xử lý dung tích 30.000 m3, tại hồ này nước
tiếp tục được làm sạch tự nhiên và chất lượng nước được kiểm tra trước khi thải ra
môi trường.
Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn hiện tại đang có 3 trạm xử lý nước rác
hoạt động với công suất theo cam kết cụ thể như sau:
- Trạm Phú Điền (Do công ty Cổ phần Đầu tư xây dựng và thương mại Phú
Điền xây dựng): 2000 m3/ngày đêm; đi vào vận hành từ năm 2014.
- Trạm Nam Sơn (Do công ty URENCO xây dựng) : 1500 m3/ngày đêm; qua
trình đi vào vận hành chia làm 02 giai đoạn: năm 2006 và năm 2009.
- Trạm Minh Đức (Do công ty cổ phần khoáng sản Minh Đức xây dựng)
:800m3/ngày đêm; đi vào hoạt động từ năm 2013
Tuy nhiên, công suất thực tế của cả 3 nhà máy đều thấp hơn so với công suất
thiết kế.
Công suất thực tế của cả 3 nhà máy xử lý NRR của BCL Nam Sơn giai đoạn
2006-2016 được thể hiện dưới biểu đồ sau:

Hình 1.4 Biểu đồ khối lượng NRR được xử lý tại BCL Nam Sơn
từ năm 2006-2016


Dưới đây là các biểu đồ thể hiện cụ thể công suất xử lý thực tế của các trạm
xử lý NRR tại BCL Nam Sơn theo tháng từ tháng 1 năm 2015 tới tháng 9
năm 2017:

70,000
60,000
50,000
40,000

Nam Sơn
Minh Đức

30,000

Phú điền
20,000
10,000
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

Hình 1.5. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2017tại BCLNam Sơn

80,000

70,000
60,000
50,000
Nam Sơn

40,000

Minh Đức
Phú điền

30,000
20,000
10,000
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Hình 1.6. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2016 tại BCL Nam Sơn