Nghiên cứu đánh giá hàm lượng các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải đô thị tại thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 56 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------
ĐÀO NHƯ QUỲNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA
KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN THẢI ĐÔ THỊ TẠI THÁI NGUYÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Khoa học môi trường
Khoa
: Khoa học môi trường
Khóa học
: 2014 – 2018
Thái Nguyên, năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------
ĐÀO NHƯ QUỲNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA
KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN THẢI ĐÔ THỊ TẠI THÁI NGUYÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Khoa học môi trường
Lớp
: K46 – KHMT - N01
Khoa
: Khoa học môi trường
Khóa học
: 2014 – 2018
Giảng viên hướng dẫn
: TS. Đặng Thị Hồng Phương
Thái Nguyên, năm 2018
i
LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là nhằm thực hiện tốt phương châm “Học đi đôi với
hành, gắn lý thuyết với thực tiễn” của các trường đại học trong cả nước nói chung
và trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng. Đây là giai đoạn quan trọng
giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học trên ghế nhà trường, đồng thời nâng cao
kỹ năng thực hành, vận dụng vào thực tế để giải quyết vấn đề cụ thể.
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này trước hết em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cùng toàn
thể các thầy cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô giáo khoa Môi trường đã
tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng
như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo T.S Đặng Thị Hồng
Phương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện đề
tài và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành tốt khóa luận này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân, những
người đã luôn động viên, tạo điều kiện góp ý và giúp đỡ em trong suốt thời gian học
tập và thực hiện khóa luận.
Em xin chúc toàn thể các Thầy, Cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành
công trong sự nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày
tháng
Sinh viên
Đào Như Quỳnh
năm 2018
ii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong bùn thải ..................................... 7
Bảng 3.1. Vị trí lấy mẫu bùn thải .................................................................... 26
Bảng 4.1. Hàm lượng một số KLN trong bùn thải đô thị Thái Nguyên ......... 35
iii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tách KLN từ bùn thải .......................................................18
Hình 3.1. Sơ đồ chiết phân tích các dạng kim loại nặng trong mẫu bùn của Tessier
đã cải tiến .............................................................................................................28
Hình 4.1. Hàm lượng Cu tổng số trong các mẫu bùn thải ........................................37
Hình 4.2. Hàm lượng Zn tổng số trong các mẫu bùn thải .........................................38
Hình 4.3. Hàm lượng Pb tổng số trong các mẫu bùn thải .........................................39
Hình 4.4. Hàm lượng Cr tổng số trong các mẫu bùn thải .........................................40
Hình 4.5. Hàm lượng Cd tổng số trong các mẫu bùn thải ........................................40
Hình 4.6. Hàm lượng As tổng số trong các mẫu bùn thải .........................................41
Hình 4.7. Hàm lượng Hg tổng số trong các mẫu bùn thải ........................................42
Hình 4.8. Các dạng KLN trong bùn thải tại trạm XLNT Sông Công .......................42
Hình 4.9. Các dạng KLN trong bùn cống khu vực đường LNQ ...............................43
Hình 4.10. Các dạng KLN trong bùn nạo vét Hồ Xương Rồng................................44
Hình 4.11. Các dạng KLN trong bùn Sông Cầu .......................................................44
iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Nghĩa của từ
KCN
Khu công nghiệp
KLN
Kim loại nặng
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
TCCP
Tiêu chuẩn cho phép
VSV
Vi sinh vật
XLNT
Xử lý nước thải
v
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài .............................................................................2
1.2.1. Mục tiêu ............................................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu ..............................................................................................................2
1.3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................2
PHẦN 2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................3
2.1. Khái niệm, phân loại và tính chất của bùn thải ....................................................3
2.1.1. Khái niệm bùn thải ............................................................................................3
2.1.2. Phân loại ............................................................................................................4
2.1.3. Nguồn gốc, tính chất và đặc điểm của bùn thải ................................................5
2.2. Khái quát ô nhiễm kim loại nặng trong bùn thải..................................................8
2.2.1. Nguồn phát sinh KLN trong bùn thải................................................................9
2.2.2. Các dạng tồn tại của kim loại nặng ...................................................................9
2.2.3. Ảnh hưởng của KLN đến khả năng tái chế bùn thải .......................................11
2.3. Các phương pháp xử lý bùn thải ........................................................................15
2.3.1. Xử lý bằng thiêu đốt ........................................................................................15
2.3.2. Xử lý bằng phương pháp chôn lấp ..................................................................15
2.3.3. Xử lý bằng phương pháp ủ sinh học ...............................................................16
2.3.4. Xử lý bằng phương pháp thu hồi tái chế .........................................................17
2.4. Giới thiệu về các phương pháp loại bỏ KLN trong bùn thải đô thị ...................17
2.4.1. Loại bỏ các KLN bằng dung dịch axit ............................................................17
vi
2.4.2. Loại bỏ KLN bằng các tác nhân tạo phức .......................................................20
2.5. Hiện trạng quản lý và tái sử dụng bùn thải tại Việt Nam...................................21
2.5.1. Quản lý bùn thải tại Việt Nam ........................................................................21
2.5.2. Tình hình nghiên cứu tái chế bùn thải ở Việt Nam .........................................22
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........25
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................25
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành .........................................................................25
3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................25
3.3.1. Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên ..................25
3.3.2. Đánh giá hàm lượng các kim loại nặng trong bùn thải đô thị Thái Nguyên ...25
3.3.3. Đánh giá các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải đô thị Thái Nguyên ..25
3.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................25
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu .........................................................................25
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu .........................................................25
3.4.3. Phương pháp thực nghiệm ..............................................................................26
3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................30
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .....................................31
4.1. Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên .....................31
4.1.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................31
4.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ................................................................................33
4.2. Đánh giá hàm lượng tổng số của các KLN trong bùn thải đô thị Thái Nguyên .....35
4.2.1. Hàm lượng Cu tổng số ....................................................................................36
4.2.2. Hàm lượng Zn tổng số ....................................................................................38
4.2.3. Hàm lượng Pb tổng số .....................................................................................39
4.2.4. Hàm lượng Cr tổng số .....................................................................................39
4.2.5. Hàm lượng Cd tổng số ....................................................................................40
4.2.6. Hàm lượng As tổng số ....................................................................................41
4.2.7. Hàm lượng Hg tổng số ....................................................................................42
4.3. Đánh giá các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải đô thị Thái Nguyên .....42
vii
4.3.1. Đánh giá các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải tại Trạm XLNT
Sông Công ...........................................................................................................42
4.3.2. Đánh giá các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải tại khu vực đường
Lương Ngọc Quyến .............................................................................................43
4.3.3. Đánh giá các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn nạo vét hồ Xương Rồng ....43
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................45
5.1.Kết luận ...............................................................................................................45
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................46
1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong các loại hình chất thải đô thị, bùn thải đô thị hiện được các nhà quản
lý môi trường ngày càng quan tâm. Bùn thải đô thị phát sinh chủ yếu từ các hoạt
động xử lý nước thải và nạo vét hệ thống thoát nước đô thị. Bùn thải đô thị có hàm
lượng chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho khá cao (Nguyễn Việt Anh, 2015) [0].
Mặt khác, quá trình hình thành bùn thải cũng tích lũy nhiều chất gây ô nhiễm như
kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh.
Việt Nam đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng tăng
do tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, đặc biệt là ở các thành phố lớn. Cùng với đó số
lượng các trạm xử lý nước thải ở các đô thị sẽ ngày càng tăng trong thời gian tới.
Trong thơi gian gần, vấn đề xử lý bùn thải phát sinh từ các trạm xử lý nước thải đô
thị sẽ trở thành mối quan tâm lớn. Bùn thải từ các quá trình xử lý nước thải thường
có độ ẩm cao nên khó vận chuyển. Hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng một số
kim loại nặng (KLN) khá cao gây hôi thối và làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy,
việc sử dụng bùn cặn chưa qua xử lý làm phân bón hay thải bỏ ngay ra môi trường
là không hợp lý và không an toàn. Cần phải xử lý bùn trước khi thải bỏ hoặc tái sử
dụng để ổn định bùn, giảm mùi khó chịu và nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Để có thể nghiên cứu tái sử dụng bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải
bước đầu cần phải đánh giá được chất lượng bùn thải, đặc biệt là hàm lượng kim
loại nặng trong bùn thải. Xuất phát từ những thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu
đánh giá hàm lượng các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải đô thị tại
Thái Nguyên” được thực hiện. Hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nhỏ vào
việc đánh giá, xử lý và tận dụng bùn thải từ các hệ thống thoát nước thải sinh hoạt
và hệ thống xử lý nước thải, cũng như các loại bùn thải đô thị nói chung.
2
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu
- Đánh giá hàm lượng tổng số và các dạng tồn tại của kim loại nặng
- Đề xuất các giải pháp xử lý bùn thải đạt hiệu quả cao nhằm giảm thiểu chi
phí và việc gây ô nhiễm môi trường.
1.2.2. Yêu cầu
- Số liệu thu thập được phải khách quan, trung thực, chính xác.
- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng và các dạng tồn tại của
kim loại nặng trong bùn thải đô thị tại Thành phố Thái Nguyên
1.3. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa trong khoa học
+ Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công
tác sau này.
+ Vận dụng và phát huy được những kiến thức học tập vào nghiên cứu.
-
Ý nghĩa trong thực tiễn
+ Kết quả đánh giá sẽ góp phần nâng cao nhận thức, hiểu biết về bùn thải và
nhận thức về bảo vệ môi trường.
+ Xác định được các dạng tồn tại kim loại nặng trong bùn thải đô thị tại Thái
Nguyên.
+ Đưa ra các giải pháp xử lý, tái sử dụng bùn thải một cách hiệu quả nhằm
bảo vệ môi trường.
3
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Khái niệm, phân loại và tính chất của bùn thải
2.1.1. Khái niệm bùn thải
Bùn thải là hỗn hợp nhớt, bán rắn bao gồm chất hữu có chứa vi sinh vật độc
hại, hóa chất hữu cơ tổng hợp. Bùn có thể ở dạng rắn, hỗn hợp bán rắn, lỏng tùy
theo công nghệ quy trình xử lý. Hỗn hợp vật chất này thường chứa một lượng đáng
kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn, có thành phần đồng nhất trong toàn
bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2mm và có độ ẩm lớn hơn 70%.
US-EPA (Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ) định nghĩa bùn thải như sản
phẩm cuối cùng được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công
nghiệp, từ nhà máy xử lý nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi khi
cũng được sử dụng như một thuật ngữ chung cho chất rắn được tách biệt với huyền
phù trong nước, hỗn hợp vật chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa
các khoảng trống của các hạt rắn. Các quá trình xử lý nước thải dẫn đến việc tách
các chất gây ô nhiễm và chuyển chúng sang pha có thể tích nhỏ hơn (bùn). Như
vậy, sau quá trình xử lý và làm sạch nước thải, nước sạch có thể được tái sử dụng
lại còn bùn tạo thành sẽ được thải đi. Việc xử lý và thải bùn rất khó do lượng bùn
lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất khó lọc. Giá thành xử lý bùn thải
chiếm khoảng 25-50% tổng giá thành quản lý chất thải.
Khái niệm bùn thải cũng đã được xác định trong các văn bản pháp luật Việt
Nam theo quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia về ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá
trình xử lý nước (QCVN 50:2013/BTNMT).
Bùn từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị là dư lượng chất lỏng, đặc hay
dạng sệt được tạo ra do quá trình vận chuyển và chuyển hóa nước thải trong các cống
rãnh thoát nước, là hỗn hợp các chất hữu cơ và vô cơ bao gồm tất cả các loại bùn thu
nhận từ đường ống thoát nước đô thị, được xem như sản phẩm phụ cần xử lý của quá
trình. Bùn bao gồm chủ yếu là nước, khoáng chất và chất hữu cơ.
4
Bùn thải có thể chứa các chất dễ bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn, kim
loại nặng, các ion vô cơ cùng với hóa chất độc hại từ chất thải công nghiệp, hóa
chất gia dụng và thuốc trừ sâu. Lượng bùn thải tăng theo mức độ tăng dân số và
tăng trưởng theo sản xuất. Số lượng bùn thải thường rất lớn và gây ô nhiễm môi
trường nếu không được xử lý tốt.
2.1.2. Phân loại
Bùn được phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh và thành phần bùn.
- Phân loại theo nguồn gốc, gồm có
+ Bùn thải từ trạm/ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt;
+ Bùn thải từ trạm/ nhà máy xử lý nước thải công nghiệp;
+ Bùn từ hệ thống thoát nước: bùn cống rãnh, kênh rạch, nạo vét sông hồ;
+ Bùn hố ga, bể phốt;
+ Bùn từ các công trường xây dựng.
- Phân loại theo thành phần: Thành phần bùn phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm
ban đầu của nước và phương pháp làm sạch: xử lý vật lý, hóa lý, sinh học [12]. Cụ thể:
+ Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm khô
bùn là do sự có mặt của phần lớn các chất keo ưa nước. Người ta xếp trong loại này
tất cả các bùn thải xử lý sinh học nước thải, mà hàm lượng chất bay hơi có thể đạt
đến 90% toàn bộ chất khô (nước thải của công nghiệp thực phẩm, hóa hữu cơ).
+ Bùn vô cơ ưa nước: Các bùn này chứa hydroxyt kim loại tạo thành từ
phương pháp hóa lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước xử lý (Al, Fe,
Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối sắt, muối nhôm).
+ Bùn chứa dầu: Trong bùn có một lượng dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất
(hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ các phần tử bùn ưa nước.
Một phần bùn sinh học cũng có thể có mặt trong trường hợp xử lý cuối cùng bằng
bùn hoạt tính (ví dụ như nước thải của nhà máy lọc dầu).
+ Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội hơn
các chất đặc biệt có hàm lượng giữ nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối đã
kết tinh).
5
+ Bùn vô cơ ưa nước - kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị
nước chứa vừa đủ chất ưa nước gây ảnh hưởng bất lợi đến việc làm khô bùn. Các
chất ưa nước thường là các hydroxyt kim loại (chất kết tụ).
+ Bùn có sợi: Loại bùn này thường rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi bùn làm
cho các sợ chuyển sang loại ưa nước do sự có mặt hydroxyt hoặc bùn sinh học.
2.1.3. Nguồn gốc, tính chất và đặc điểm của bùn thải
2.1.3.1. Nguồn gốc của bùn thải
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước, kênh rạch: Thành phần và đặc tính của bùn
chủ yếu là chất hữu cơ (70-82%) và một số kim loại nặng với hàm lượng cao.
Lượng bùn thải khổng lồ này đang có xu hướng tăng lên và hiện nay ở nước ta vẫn
chưa có nơi nào tìm cách giải quyết được.
- Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải đô thị: Nước thải đô thị bao gồm cả
nước thải hộ gia đình, nước thải công nghiệp,... Như vậy, nước thải được hình thành
trong quá trình sinh hoạt của con người. Đặc trưng nước thải đi thị là: hàm lượng
chất hữu cơ cao (55-65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật trong đó có
cả vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình
chuyển hóa chất bẩn trong nước thải. Nước thải đô thị giàu chất hữu cơ, chất dinh
dưỡng, là nguồn gốc để các loại vi khuẩn (bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh) phát
triển, là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường nước. Nước
thải sinh hoạt đô thị thông qua các mạng lưới cống thoát nước, được chuyển tới các
nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt và các hệ thống sông thoát nước của thành phố.
Bùn sinh ra từ quá trình này là kết quả của các vật chất được nước thải mang lắng
đọng trong các hệ thống cống thoát và hoạt động của các vi sinh vật trong các hệ
thống này, biến cát thành bùn. Bùn này thường bị ô nhiễm với nhiều hợp chất hữu
cơ và vô cơ độc hại, tùy thuộc vào các nguồn thải đầy vào, do nồng độ của các vật
liệu trong các chất rắn còn lại là kết quả của quá trình xử lý nước thải.
- Bùn thải từ hố ga, bể phốt;
- Bùn thải nuôi trồng thủy hải sản (tôm): Là nguồn chất lắng đọng xuống ao
nuôi tôm, là nguồn thải rất nguy hiểm cho vấn đề làn truyền dịch bệnh và ô nhiễm
6
môi trường. Sau 3-4 tháng nuôi, lớp bùn lắng này trên các ao, đầm nuôi tôm có thể
dày đến 20-30 cm phủ khắp tầng đáy diện tích nuôi tôm. Một số kết quả nghiên cứu
thành phần bùn thải nuôi tôm đã cho thấy thành phần bùn hết sức phức tạp, các chất
tồn dư và vật tư hóa chất sử dụng trong quá trình nuôi tôm như vôi, hóa chất, lưu
huỳnh, lắng đọng bùn phèn trong đất chứa các độc tố môi trường, những vi khuẩn gây
bệnh trong nuôi tôm, tảo lục và nấm bệnh và đặc biệt là sản phẩm phân hủy của quá
trình yếm khí như NH3, H2S, CH4... là các tác nhân vô cùng nguy hiểm cho con tôm.
2.1.3.2. Tính chất, đặc điểm của bùn thải
Theo nghiên cứu có ít nhất 60.000 độc chất và chất hóa học đã được tìm thấy
trong bùn thải và nước thải. Các nhà nghiên cứu của Hiệp hội kỹ sư dân dụng Mỹ
đã xác định rằng bùn thải có chứa các độc tố sau đây:
- Polychlorinated biphenyls (PCBs);
- Thuốc trừ sâu chứa clo bao gồm: DDT, dieldrin, aldril, endril, chlordane,
heptachlor, lindane, mirex, kepne, 2,4,5-T, 2,4-D.
- Các hợp chất clo hóa như dioxin
- Các hợp chất vòng thơm;
- Kim loại nặng: As, Cd, Cr, Pb, Hg;
- Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm;
- Các độc tố khác như: amiang, sản phẩm dầu mỏ và các dung môi công nghiệp.
Năm 2009, US-EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cứu bùn nước thải
một số đặc điểm nổi bật của bùn thải như sau:
- Chất dinh dưỡng: Chất dinh dưỡng có trong bùn như nito, photpho và Kali
là rất cần thiết cho sự tăng trưởng của thực vật. Hàm lượng dinh dưỡng cao có thể
dẫn đến ô nhiễm môi trường nước ngầm và nước mặt.
Hàm lượng chất dinh dưỡng thường có trong bùn thải tại một số nước trên
thế giới được đưa ra trong bảng 2.1.
7
Bảng 1.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong bùn thải
Tổng chất dinh dưỡng
Nguồn bùn thải
N
P
K
WWPT Michigan (USA)
3,5
2,2
0,5
WWPT New York (USA)
2,9
1,2
0,19
WWPT Hawaii’s (USA)
3,8
0,6
0,06
WWPT Sant-Peteresburg (Nga)
4,3
2,4
0,4
WWPT Matxcova (Nga)
2,1-2,8
1,6-2,9
0,3-0,5
WWPT Vladimir (Nga)
1,57-1,95
1,35-2,25
0,2-0,45
WWPT Kazan (Nga)
1,7-2,6
0,12-1,2
0,14-0,36
WWPT Sochi (Nga)
3,4
1,9
0,3
WWPT Sipraya (Thái Lan)
3,43
0,11
0,08
WWPT Triunfo (Brazil)
2,3
0,69
0,11
WWPT Laissa (Hy Lạp)
1,8-2,8
1,2-1,65
Không xác định
(Nguồn: Metcalf, Eddy, 2003[12])
Thông thường hàm lượng dinh dưỡng trong bùn thấp hơn so với phân bón
bán trên thị trường đặc biệt là K thường ít hơn 0,5%.
- Tổng hàm lượng chất rắn (TS): bao gồm chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa
tan, thường được biểu diễn theo phần trăm của tổng số chất rắn có trong bùn thải.
Hàm lượng TS phụ thuộc vào loại bùn thải.
Thông thường, bùn thải dạng lỏng có hàm lượng chất rắn từ 2-12% chất rắn,
trong khi bùn khử dạng nước có hàm lượng chất rắn từ 12-40% chất rắn (bao gồm
cả các chất phụ gia hóa học). Bùn thải khô hoặc ủ thường có hàm lượng chất rắn
trên 50%.
- Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi: Đây là các hợp chất hữu cơ bị bay hơi khi
bùn bị nung nóng đến 5500C trong điều kiện oxy hóa, thường được thể hiện theo
phần trăm của chất rắn dễ bay hơi có trong bùn thải. Hầu hết các loại bùn thải
không ổn định chứa 75-85% chất rắn dễ bay hơi trên một trọng lượng khô.
8
- pH: pH ảnh hưởng đến sự hấp thụ của kim loại nặng trong đất và cây trồng.
Bùn có pH thấp (<6,5) thúc đẩy sự hấp thị các kim loại nặng, trong khi pH cao
(>11) lại giết chết vi khuẩn, kết hớp các loại đất có pH trung tính hoặc cao có thể ức
chế sự hấp thụ của kim loại nặng qua đất.
- Chất hữu cơ (OM): Hàm lượng chác chất hữu cơ trong bùn thải khá cáo cho
nên có thể sử dụng để cải thiên tính chất vật lý của đất (ví dụ tăng khả năng giữ
nước). Hàm lượng chất hữu cơ tăng làm giảm dung trọng, tăng cường khả năng cầm
giữ nước và thúc đẩy sự thấm nước lớn hơn.
- Kim loại: Thành phần các kim loại nặng rất dễ hấp thụ trên bề mặt các chất
lơ lửng dạng hữu cơ và vô cơ. Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn thì các
kim loại nặng cũng sẽ bị tích tụ trong bùn. Một số kim loại nặng (Fe, Zn, Mn, Cu,
Mo, Co,...) là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu đối với các loại sinh vật trong
quá trình trao đổi chất, tuy nhiên một số kim loại khác (Hg, Pb) lại là chất độc. Các
kim loại khác như Ca, Si, Ni, Se, Al cần thiết cho quá trình đồng hóa của cây nhưng
lại không cần thiết cho các sinh vật khác [5].
2.2. Khái quát ô nhiễm kim loại nặng trong bùn thải
Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm 3 và thông thường
chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên,
một số kim loại cần thiết cho sinh vật ở nồng độ thấp [5], chúng được xem là
nguyên tố vi lượng. KLN được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn,
Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,...), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,...), các kim loại
phóng xạ (U, Th, Ra, Am,...). Tỷ trọng của những kim loại này thông thường lớn
hơn 5g/cm3[7].
KLN gây độc hại với môi trường và cơ thể sinh vật khi hàm lượng của chúng
vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Trong danh sách các chất thải độc hại thì chì, thủy
ngân, asen (thạch tín) và cadimi đứng hàng thứ nhất, nhì, ba và sáu theo xếp loại
dược tính của Hoa Kỳ [5].
9
2.2.1. Nguồn phát sinh KLN trong bùn thải
Kim loại nặng được coi là tác nhân gây ô nhiễm điển hình nhất đại diện cho
nhóm tác nhân ô nhiễm có nguồn gốc vô cơ trong bùn thải đô thị. KLN được sử
dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như mạ, dệt nhuộm, sơn, thuộc da,...v.v.
KLN trong nước thải sinh hoạt thường có nguồn gốc từ chất giặt tẩy, phân hay sự
hòa tan từ hệ thống đường ống cấp nước sinh hoạt và thoát nước thải. Theo hệ
thống thoát nước, KLN sẽ vận chuyển và tích tụ lại trong bùn thải tại mạng lưới
thoát nước hay trong bùn thải tại các trạm XLNT [4]
Tại các đô thị, việc quản lý nguồn nước thải công nghiệp còn thiếu chặt chẽ,
một lượng lớn nước thải sản xuất chưa được xử lý hoặc xử lý chưa triệt để sẽ được
thải chung vào hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị là nguyên nhân phát sinh
KLN với hàm lượng cao trong bùn thải. Theo nghiên cứu tổng hợp của tác giả
Soermea và cs (2002) [13], nguồn phát sinh Cu trong nước thải sinh hoạt lớn nhất
thông qua hệ thống vòi, van được làm bằng kim loại Cu trong ngành nước. Nguồn
phát thải Zn lớn nhất xuất phát từ hoạt động rửa xe, Zn cũng bị rửa trôi từ đường
ống cấp nước, thoát nước sử dụng ống kẽm và từ các mái nhà lợp tôn tráng kẽm.
Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải đô thị có thành phần phức tạp bao gồm:
Các hợp chất hữu cơ;
Các chất dinh dưỡng (N, P, K,...);
Các loại VSV;
Các KLN (As, Cd, Cr, Pb, Hg,...);
Một số loại nguyên tố vi lượng (Cu, Zn, Ni,...);
Các nhóm chất khác.
2.2.2. Các dạng tồn tại của kim loại nặng
Theo Tessier và các cộng sự [14], KLN trong bùn được chia thành 5 dạng chính:
Dạng trao đổi: KLN trong dạng này liên kết với bùn bằng lực hấp phụ yếu
trên các hạt. Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ hoặc
giải hấp của các kim loại này dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề
mặt tiếp xúc của nước và bùn (trầm tích).
10
Dạng liên kết với cacbonate: Các kim loại liên kết với cacbonat rất dễ bị ảnh
hưởng với sự thay đổi pH, khi pH giảm thì kim loại tồn tại ở dạng này sẽ bị giải phóng.
Dạng liên kết với Fe - Mn oxit: Ở dạng này kim loại được hấp thụ trên bề
mặt của Fe -Mn oxit hydroxit và không bền vững trong điều kiện khử, bời vì trong
điều kiện trạng thái oxi hóa khử của sắt và manga sẽ bị thay đổi, dẫn đến các kim
loại trong bùn (trầm tích) sẽ được giải phóng vào pha nước.
Dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ: Các kim loại ở dạng liên kết hữu cơ
sẽ không bền vững trong điều kiện oxi hóa, khi bị oxi hóa các chất hữu cơ sẽ phân
hủy và các kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước.
Dạng cặn dư: Phần này chứa các muối khoáng tồn tại trong tự nhiên có thể giữ
các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng, do vậy khi kim loại tồn tại trong phân
đoạn này sẽ không thể hòa tan vào trong nước trong các điều kiện nêu trên.
Trong 5 dạng trên, mức độ dễ hòa tan và cột nước xếp theo thứ tự từ các
dạng sau: Trao đổi→ Liên kết với cacbonate → Liên kết với Fe - Mn oxit→ Liên
kết với chất hữu cơ → Cặn dư.
Như vậy, KLN tồn tại trong bùn thải chủ yếu dưới các dạng như: KLN liên kết
với hợp chất hữu cơ, cacbonat kim loại nặng, KLN liên kết với FeMnOx, KLN ở dạng
hòa tan vào nước và KLN ở dạng cặn rắn còn lại. Do tính chất vật lý và hóa học khác
nhau của các KLN mà tỷ lệ thành phần các dạng tồn tại của KLN trong bùn thải có sự
khác biệt. Theo Võ Hoàng Nhâm (1994) [5] Zn là kim loại có khả năng tạo phức tốt
nhất với các phối từ hữu cơ nên dạng liên kết các hợp chất hữu cơ chiếm ưu thế. Cr tồn
tại phần lớn ở dạng cặn, tiếp đến là dạng liên kết với hữu cơ, cacbonat kim loại nặng và
dạng có khả năng chuyển vào pha nước chiếm tỷ lệ nhỏ nhất khoảng 1%. Cu tồn tại
chủ yếu dưới dạng sunfua, cacbonat, liên kết với hợp chất hữu cơ và lượng nhỏ nhất là
có khả năng chuyển vào pha nước. Dạng Pb cacbonat chiếm tỷ lệ cao nhất, tiếp theo là
dạng liên kết hữu cơ, sun phua và dạng có khả năng chuyển vào pha nước chiếm tỷ lệ
nhỏ nhất (Võ Hoàng Nhâm, 1994).
Do sự tồn tại của các KLN trong bùn thải là khác nhau nên khả năng gây độc
của chúng đối với môi trường là khác nhau. KLN tồn tại với nồng độ cao trong bùn
11
thải không những gây độc với hệ sinh thái thủy sinh, hạn chế khả năng tái sử dụng
mà còn tác động đến sức khỏe con người nếu bùn thải không được xử lý đúng cách.
Tính độc của mỗi KLN đối với cơ thể con người thể hiện đặc điểm riêng biệt của
từng KLN. Cd dạng hơi và dạng các hợp chất của Cd rất độc đối với con người. Khi
đi vào cơ thể, Cd tích tụ chủ yếu ở gan và thận, gây ung thư, giòn xương và suy
thận (Jan và cs, 2007) [10]. Cr ở dạng hợp chất Cr (VI) rất độc với cơ thể người. Cu
ở dạng ion Cu2+ gây độc khá mạnh đối với thực vật và vi khuẩn. Mặc dù Cu là
nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể nhưng khi nhiễm độc Cu mãn tính gây ra
các triệu chứng như: dị ứng, tổn thương gan và khó thở. Zn là kim loại mang đầy đủ
tính chất của một kim loại hoạt động mạnh. Một phần nhỏ Zn là thành phần vi
lượng quan trọng đối với cơ thể người. Tuy nhiên với hàm lượng Zn cao có thể gây
độc, kích ứng màng nhầy và gây sốt thận (Jan và cs, 2007).
Như vậy, KLN tồn tại trong bùn thải với một số dạng hợp chất nhất định. Tỷ
lệ thành phần các dạng KLN phục thuộc vào đặc tính của mỗi một KLN, đặc trưng
nguồn nước thải và sự quản lý nguồn nước thải, bùn thải tại mỗi khu vực. Ở một
lượng nhỏ, KLN là thành phần vi lượng không thể thiếu đối với thực vật, động vật
và con người. Tuy nhiên, phơi nhiễm KLN ở hàm lượng cao gây ra những tác hại
lớn đối với sức khỏe con người. Bởi vậy, KLN là yếu tố cần được xem xét thận
trọng trong quá trình xử lý tái sử dụng bùn thải.
2.2.3. Ảnh hưởng của KLN đến khả năng tái chế bùn thải
Bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải đô thị chứa một lượng cao các chất dinh
dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng của thực vật như nitơ, photpho và các chất hữu
cơ. Khi được bón lên đất, bùn có thể làm tăng độ phì nhiêu của đất, làm đất tơi xốp
và duy trì độ ẩm cho đất. Tuy nhiên, trong bùn còn chứa những thành phần nguy
hiểm và độc hại, đặc biệt là KLN. Khi sử dụng bùn thải cho mục đích nông nghiệp
với một diện tích đất lớn và trong thời gian dài, KLN có thể tích lũy ở trong đất và
ảnh hưởng đến động vật và thực vật, qua đó đe dọa đến sức khỏe của con người
thông qua chuỗi thức ăn. Các KLN không tự phân hủy sinh học và chúng tích lũy
trong môi trường nên đây là một hạn chế lớn đến việc tái sử dụng bùn thải. Vì vậy,
12
cần loại bỏ KLN trước khi tái chế bùn thải cho mục đích nông nghiệp hoặc các mục
đích khác [10].
Tính độc của Đồng (Cu) [5]
Đối với cây trồng: Đồng có một lượng bé trong thực vật và động vật, cần
thiết cho quá trình tổng hợp hemoglobin và photpholit. Theo kết quả nghiên cứu của
nhiều công trình cho thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây
trồng. Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy
Cu có liên quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây. Trong cây thiếu chất Cu thì
quá trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ
tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp trong
nước trái cây.
Đối với con người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Cu của con người có thể là
do: uống nước thông qua hệ thống ống dẫn nước bằng Cu, ăn thực phẩm có chứa
lượng Cu cao như Chocolate, nho, nấm, tôm…, bơi trong các hồ bơi có sử dụng
thuốc diệt tảo (Algaecides) có chứa Cu để làm vệ sinh hồ, uống bia hay rượu đế mà
cả hai được lọc với Cu sulfides. Đây là một chất độc đối với động vật: Đối với
người 1g/1kg thể trọng đã gây tử vong, từ 60 - 100mg/1kg gây buồn nôn. Cu ảnh
hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ do sự thiếu hụt cũng như dư thừa. Cu thiết yếu
cho việc sử dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu do thiếu hụt Fe ở trẻ em đôi khi cũng
được kết hợp với sự thiếu hụt Cu.
Tính độc của Cadimi (Cd) [5]
Đối với cây trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hướng tích luỹ Cd
khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu dài được tích luỹ một số lượng
Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua được tìm thấy tích luỹ Cd khoảng
70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng trọt giống nhau. Trong các cây, Cd
tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận khác ở các loài yến mạch, đậu nành,
cỏ, hạt bắp, cà chua, nhưng các loài này sẽ không phát triển được khi tích luỹ Cd ở rễ
cây. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt, cây thuốc lá, khoai tây, Cd được chứa nhiều
nhất trong lá. Trong cây đậu nành, 2% Cd được tích luỹ hiện diện trong lá và 8% ở
13
các chồi. Cd trong mô cây thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết
sự tích luỹ chất Cd trong cơ thể con người.
Đối với con người: Cd trong môi trường thường không độc hại nhiều nhưng
nguy hại chính đối với sức khoẻ con người từ Cd là sự tích tụ mãn tính của nó ở
trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập trung ở trong thận lên
trên 200mg/kg trọng lượng tươi. Thức ăn là con đường chính mà Cd đi vào cơ thể,
nhưng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm KLN, những người hút thuốc lá có
thể thấm vào cơ thể lượng Cd dư thừa từ 20 - 35 µgCd/ngày.
Cd đã được tìm thấy trong protein mà thường ở trong các khối của cơ thể và
những protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp và các loại
thực vật khác. Cd là một KLN có hại, vào cơ thể qua thực phẩm và nước uống, Cd
dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó. Khi xâm nhập vào cơ thể Cd
sẽ phá huỷ thận. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng
xương, nứt xương, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở
nên khó khăn. Những tổn thương về xương làm cho người bị nhiễm độc đau đớn ở
vùng xương chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi
cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với chất độc này.
Tính độc của Kẽm (Zn)
Kẽm còn có một lượng đáng kể trong thực vật và động vật. Kẽm có trong
enzim cacbahiđrazơ là chất xúc tác quá trình phân hủy của hiđroocacbonat ở trong
máu và do đó đảm bảo tốc độ cần thiết của quá trình hô hấp và trao đổi khí. Kẽm còn
có trong insulin là hocmon có vai trò điều chỉnh độ đường ở trong máu [2].
Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích tụ trong
đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn trong cây quá
nhiều gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể người và góp phần
phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt là môi trường đất [5].
Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các chứng
bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn thường tích tụ
chủ yếu là trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố vi lượng trong cơ
14
thể, khoảng 2g Zn được thận lọc mỗi ngày. Trong máu, 2/3 Zn được kết nối với
Albumin và hầu hết các phần còn lại được tạo phức chất với λ - macroglobin. Zn
còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm, sự
sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu
chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số
triệu chứng khác.
Tính độc của Chì (Pb) [5]
Đối với thực vật: Theo nghiên cứu của Pallavi Sharma và cộng sự, mặc dù
Pb không phải là một yếu tố cần thiết đối với thực vật nhưng Pb lại được dễ dàng
hấp thu và tích lũy trong các bộ phận khác nhau của cây. Sự hấp thu Pb của thực vật
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ pH, đặc tính của đất, khả năng trao đổi cation
trong đất, cũng như các thông số lý hóa học khác và loài thực vật. Khi lượng Pb dư
thừa trong đất vượt quá ngưỡng chịu đựng của cây sẽ gây ra một số triệu chứng ngộ
độc đối với thực vật như phát triển còi cọc, lá úa vàng, ức chế quá trình quang hợp,
rối loạn trao đổi dinh dưỡng khoáng và cân bằng nước.
Đối với con người: Chì có độc tính cao đối với con người và động vật; nó xâm
nhập vào cơ thể sống chủ yếu qua con đường tiêu hóa, hô hấp... Khi xâm nhập được
vào cơ thể sống Pb tác động đến tủy xương và quá trình hình thành huyết cầu tố, thay
thế canxi trong xương. Khả năng loại bỏ Pb ra khỏi cơ thể rất chậm, chủ yếu qua
đường nước tiểu. Sau khi xâm nhập, Pb tích tụ trong cơ thể đến một ngưỡng nào đó
mới gây độc. Nồng độ Pb trong nước uống ở khoảng 0,042 - 1,000mg/L sẽ xuất hiện
triệu chứng ngộ độc ở người. Con người bị phơi nhiễm Pb trong thời gian dài có thể
bị giảm trí nhớ; xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu
máu; mắc các bệnh về máu, thận, tiêu hóa...
Tính độc của Crom (Cr)
Crom tồn tại trong nước với 2 dạng: Cr (III) và Cr (VI). Cr (III) không độc
nhưng Cr (VI) độc đối với động, thực vật và con người. Sự hấp thụ Cr vào cơ thể
con người tùy thuộc vào trạng thái oxi hóa của nó. Con đường xâm nhập Cr vào cơ
thể người chủ yếu qua đường thức ăn. Khi xâm nhập vào cơ thể, nó liên kết với các
15
nhóm -SH trong enzym và làm mất hoạt tính của enzym gây ra một số bệnh đối với
con người. Nhiễm độc Cr có thể gây ung thư phổi, ung thư gan, loét da, viêm da
tiếp xúc, viêm thận, tiêu hóa kém, gây độc cho hệ thần kinh...
Bùn thải được sử dụng cho nông nghiệp theo hai cách: sử dụng trực tiếp làm
phân bón hoặc áp dụng một số kỹ thuật nâng cao chất lượng bùn thải trước khi sử
dụng cho nông nghiệp. Ngày nay, việc sử dụng bùn thải trực tiếp như là phân bón
cho cây trồng đã bị hạn chế do một số quy định, tiêu chuẩn về việc loại bỏ các độc
tố và sử dụng cho nông nghiệp được áp dụng ở một vài nơi trên thế giới . Do đó,
việc áp dụng các kỹ thuật nâng cao giá trị bùn thải tạo ra các sản phẩm có ích cho
nông nghiệp đang được coi trọng.
2.3. Các phương pháp xử lý bùn thải
2.3.1. Xử lý bằng thiêu đốt
Phương pháp thiêu đốt là phương pháp khá phổ biến trên thế giới hiện nay để
xử lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là chất thải rắn độc hại và bùn thải công
nghiệp. Đây là phương pháp xử lý triệt để nhất so với các phương pháp khác.
Thiêu đốt là giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong
không khí, các thành phần rác độc hại được chuyển hóa thành khí và các thành phần
không cháy được (tro, xỉ).
Ưu điểm của phương pháp thiêu đốt là xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của
chất thải rắn, giảm tối đa thể tích chất rắn cho khâu xử lý cuối cùng là đóng rắn
hoặc tái sử dụng tro xỉ. Tuy nhiên giá thành đầu tư, chi phí tiêu hao năng lượng cao
và chi phí xử lý cao hơn.
2.3.2. Xử lý bằng phương pháp chôn lấp
Chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất trong xử lý chất thải rắn.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp tiêu hủy sinh học có kiểm soát các thông
số chất lượng môi trường (mùi, không khí, nước rỉ rác) trong quá trình phân hủy.
Ưu điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư và xử lý cho chôn lấp không
lớn. Bùn thải từ các ngành điện tử cũng có thể chôn lấp cùng với bùn thải phát sinh
từ các ngành khác.
16
Nhược điểm của phương pháp này là những bãi chôn lấp chiếm diện tích lớn,
thời gian phân hủy chậm và gây ô nhiễm cho các vùng xung quanh.
Hiện nay, ở Việt Nam, các bãi chôn lấp bùn thường là bãi chôn lấp hở, gây ô
nhiễm môi trường và mất mỹ quan.
2.3.3. Xử lý bằng phương pháp ủ sinh học
Ủ sinh học là quá trình ổn định sinh học các chất hữu cơ để thành các chất
thải mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: ủ yếm khí và ủ hiếu khí (thổi
khí cưỡng bức). Việc ủ chất thải với thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ có thể
phân hủy được. Đối với nguồn bùn chưa tập trung thì có thể áp dụng phương pháp
này, do lượng chất hữu cơ chứa nhiều trong bùn. Tuy nhiên đối với bùn thải công
nghiệp nói riêng chứa nhiều kim loại nặng là không phù hợp.
- Phân hủy yếm khí:
Đây là phương pháp ổn định bùn thải và có thể làm giảm thể tích, ổn định tính
chất bùn thải. Phương pháp này cũng có khả năng làm giảm lượng sinh vật gây bệnh
trong bùn thải. Quá trình phân hủy các chất trong hệ thống phân hủy yếm khí có thể
được chia ra làm nhiều bước. Quá trình phân hủy yếm khí bùn thải diễn ra trong thời
gian dài và tổng nhiệt độ tương đối ổn định, thông thường ở 350C trong thời gian 20
ngày để cho kết quả về khử khuẩn và tạo ra lượng metan tối ưu. Công nghệ phân hủy
yếm khí có thể tận thu được lượng lớn khí metan, tuy nhiên thời gian dài đòi hỏi lắp
đặt, xây dựng hệ thống bể xử lý lớn, chất thải của hệ thống này vẫn đòi hỏi công nghệ
xử lý phù hợp như chôn lấp, hóa rắn hoặc tái sử dụng làm phân bón.
- Phân hủy hiếu khí:
Quá trình phân hủy diễn ra nhờ các vi sinh vật hiếu khí tham gia phân hủy chất
hữu cơ và sinh ra nhiệt. Nhiệt độ của hệ phân hủy có thể lên đến 700C. Thông thường,
đối với xử lý hiếu khí nhiệt độ bùn thải có thể đạt đến 50-650C sau 5-6 ngày, do vậy
những vi khuẩn gây bệnh sẽ bị tiêu diệt. Chi phí vận hành cho xử lý hiếu khí có thể
cao gấp 5-10 lân so với hệ thống phân hủy kỵ khí nhưng thời gian được rút ngắn hơn.
Cũng tương tự như công nghệ phân hủy kỵ khí, chất thải sau quá trình phân hủy hiếu
