Nghiên cứu khả năng thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.46 MB, 86 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------
Bùi Thị Thủy
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI KHÍ SINH HỌC
TỪ BÙN THẢI ĐÔ THỊ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------
Bùi Thị Thủy
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI KHÍ SINH HỌC
TỪ BÙN THẢI ĐÔ THỊ
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải
Hà Nội - 2013
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình
với đề tài: “ Nghiên cứu khả năng thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị”. Trong quá
trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô và bạn
bè.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải đã trực
tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các cô trong Khoa Môi trường – Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giúp đỡ và bồi dưỡng cho tôi những kiến thức
quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường Khoa học Tự nhiên Hà Nội.
Tôi xin cảm ơn đề tài Nhiệm vụ bảo vệ Môi trường QMT.12.03 do PGS.TS.
Trần Văn Quy chủ trì đã tài trợ kinh phí để tôi thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
luôn ở bên tôi, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Hà Nội, ngày ..........tháng.......năm..........
Bùi Thị Thủy
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................. 3
1.1. Tổng quan về bùn thải đô thị................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm bùn thải ............................................................................................ 3
1.1.2. Phân loại bùn thải ............................................................................................. 4
1.1.3. Nguồn gốc của bùn thải .................................................................................... 4
1.1.4. Đặc điểm, tính chất của bùn thải ...................................................................... 5
1.1.5. Tác động của bùn thải đến môi trường ............................................................ 7
1.1.6. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải và quy định quản lý bùn thải .................. 9
1.1.7. Công nghệ xử lý bùn thải đô thị ........................................................................ 15
1.2. Tổng quan về khí sinh học ...................................................................................... 20
1.2.1.
Định nghĩa về biogas ....................................................................................... 20
1.2.2.
Công nghệ sản xuất biogas.............................................................................. 21
1.2.3. Khả năng sinh khí từ quá trình ủ biogas........................................................ 26
1.2.4.
Lợi ích từ biogas .............................................................................................. 28
1.3. Nghiên cứu và ứng dụng thu hồi khí sinh học từ quá trình xử lý bùn thải đô thị29
1.3.1. Các nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới ..................................................... 29
1.3.2.
Các nghiên cứu ở Việt Nam và các vấn đề còn tồn tại................................... 33
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................ 34
2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 34
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 35
2.2.1
Thu thập, tổng hợp tài liệu thứ cấp................................................................. 35
2.2.2
Điều tra, khảo sát thực địa .............................................................................. 35
2.2.3
Lấy và xử lý mẫu.............................................................................................. 35
2.2.4
Các phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ................................. 35
2.2.5
Phương pháp phân tích, xử lý số liệu ............................................................. 37
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................... 38
3.1. Kết quả khảo sát, nghiên cứu bùn thải và thực trạng quản lý, xử lý bùn thải .. 38
3.1.1. Thực trạng quản lý, xử lý bùn thải tại Hà Nội............................................... 38
3.1.2.
Kết quả phân tích bùn...................................................................................... 41
3.2. Kết quả thực nghiệm xây dựng mô hình thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị49
3.2.1.
Đầu vào cho mô hình ủ ................................................................................... 49
3.2.2.
Tổng lượng biogas thu được sau thời gian ủ 35 ngày ................................... 51
3.2.3.
Các kết quả và đánh giá đầu ra của quá trình ............................................... 58
3.2.4. Đánh giá năng suất sinh biogas...................................................................... 64
3.3. Thảo luận tiềm năng công nghệ biogas ở Việt Nam ............................................. 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 74
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 : Bảng giá trị trung bình các thành phần trong bùn tại 7 Bang (Mỹ)...............6
Bảng 2: Quy định của US-EPA đối với bùn thải tùy theo mục đích sử dụng..............9
Bảng 3: Đề xuất tiêu chuẩn của EU về hàm lượng của các hợp chất hữu cơ đối với
bùn thải áp dụng cho nông nghiệp............................................................................ 10
Bảng 4: Đề xuất tiêu chuẩn của EU về hàm lượng các kim loại nặng đối với bùn thải
áp dụng cho nông nghiệp.......................................................................................... 10
Bảng 5: Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn theo tiêu chuẩn một số nước
trên thế giới............................................................................................................... 11
Bảng 6: Giá trị giới hạn của một số vi sinh vật trong bùn theo tiêu chuẩn một số
nước trên thế giới...................................................................................................... 13
Bảng 7: Hàm lượng tuyệt đối cơ sở (H) của các thông số trong bùn thải..................14
Bảng 8: Thành phần chính của biogas....................................................................... 20
Bảng 9: Chất lượng biogas theo các nguồn nguyên liệu đầu vào..............................21
Bảng 10: Tổng kết quá trình phân giải kỵ khí........................................................... 22
Bảng 11: Sản lượng khí thu được từ phân hủy các chất thông thường......................27
Bảng 12: Các phương pháp phân tích mẫu................................................................ 35
Bảng 13: Một số đặc điểm dinh dưỡng của bùn........................................................ 43
Bảng 14: Số lượng vi sinh vật trong bùn thải............................................................ 44
Bảng 15: Hàm lượng kim loại nặng trong bùn thải................................................... 46
Bảng 16: Bảng giá trị các ngưỡng nguy hại đối với Zn, Cd, Cr, Ni theo hàm lượng
tổng chất rắn.............................................................................................................. 47
Bảng 17: Các thông số đầu vào cho quá trình ủ........................................................ 49
Bảng 18: Thời gian đạt năng suất cực trị của các mẫu bùn ủ....................................58
Bảng 19: Hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu bùn thải sau ủ......................63
Bảng 20: Tổng kết một số kết quả nghiên cứu phân giải kỵ khí bùn thải đô thị........65
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Công nghệ xử lý bùn thải điển hình............................................................. 16
Hình 2: Bản đồ khu vực lấy mẫu............................................................................... 34
Hình 3: Mô hình ủ bùn thải....................................................................................... 36
Hình 4: Hàm lượng chất hữu cơ của bùn................................................................... 42
Hình 5: Diễn biến lượng khí sinh ra theo thời gian ủ của mẫu bùn NMXLNT.........51
Hình 6: Tổng lượng khí theo thời gian ủ của mẫu bùn NMXLNT............................52
Hình 7: Diễn biến lượng khí sinh ra theo thời gian ủ của mẫu bùn hồ......................53
Hình 8: Tổng lượng khí theo thời gian ủ của mẫu bùn hồ......................................... 54
Hình 9: Diễn biến lượng khí sinh ra theo thời gian ủ của mẫu bùn cống..................55
Hình 10: Tổng lượng khí theo thời gian ủ của mẫu bùn cống...................................56
Hình 11: Giá trị pH trước và sau ủ............................................................................ 59
Hình 12: Hàm lượng phần trăm TKN trước và sau ủ................................................ 60
Hình 13: Hàm lượng phần trăm TOM trước và sau ủ................................................ 61
Hình 14: Sản lượng biogas theo khối lượng bùn tươi................................................ 66
Hình 15: Sản lượng biogas theo lượng chất hữu cơ.................................................. 66
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BNN
BTNMT
BYds
BYfs
CDM
CTR
CP
DHV CR
Dw
EU
HTXLNT
MSS
NRC
QCVN
QĐ
TCCP
TCVN
TNHH NN
US - EPA
UWWTD
WHO
Bộ Nông nghiệp
Bộ Tài nguyên Môi trường
Năng suất biogas theo lượng phân giải vật chất hữu cơ
Năng suất biogas theo khối lượng bùn tươi
Clean Development Mechanism - Cơ chế phát triển
sạch Chất thải rắn
Chế phẩm
Thành viên tổ chức quốc tế về kỹ thuật Trung & Đông Âu
Dry weight – Khối lượng khô
European Union - Liên minh Châu Âu
Hệ thống xử lý nước thải
Municipal sewage sludge – Bùn thải đô thị
United States National Research Council
Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ
Quy chuẩn Việt Nam
Quyết định
- Hội đồng
Tiêu chuẩn cho phép
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trách nhiệm hữu hạn Nhà nước một thành viên
US Environmental Protection Agency - Cơ Quan Bảo Vệ Môi
Sinh Hoa Kỳ
Urban Waste Water Treatment Directive - Chỉ thị về xử lý
nước thải đô thị
Tổ chức Y tế Thế giới
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
MỞ ĐẦU
Bùn thải đô thị phát sinh ngày càng nhiều đang là vấn đề đáng quan tâm, đặc
biệt với đô thị của các nước đang phát triển. Các trầm tích sông hồ, bùn đáy trong
hệ thống kênh rạch – cống rãnh, bùn thải từ các nhà máy xử lý nước cấp, nước thải
sinh hoạt, bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy, các cơ sở
công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp có chứa nhiều thành phần chất ô nhiễm, bùn
thải từ hoạt động xây dựng... thải vào môi trường ngày càng nhiều cả về lượng và
thành phần.
Tại các thành phố lớn của nước ta hiện nay, mỗi ngày ước tính có hàng trăm
tấn bùn thải phát sinh từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị, công nghiệp, từ
các hoạt động nạo vét kênh rạch, các trạm/nhà máy xử lý nước cấp, các công trình
xây dựng… Nhu cầu của con người ngày càng phát triển kéo theo lượng chất thải
phát sinh ra hàng ngày càng tăng, thải vào hệ thống thoát nước và là nguồn tạo
thành bùn thải.
Bùn bao gồm chủ yếu là nước, khoáng chất và chất hữu cơ, ngoài ra bùn thải
có thể chứa các chất dễ bay hơi, gây bệnh 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... gây nguy cơ ô nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý
tốt.
Việc xử lý lượng bùn thải này còn nhiều bất cập, chưa có hướng giải quyết
triệt để. Ở Việt Nam, chỉ một phần rất nhỏ bùn thải được tái chế và sử dụng hợp lý.
Những biện pháp xử lý như chôn lấp không kiểm soát, ép khô, đổ bỏ tại các khu
vực xa dân cư, thải vào đại dương lại là những biện pháp không mấy có lợi và được
áp dụng chủ yếu.
Thực tế này đã thúc đẩy các nhà khoa học, những người làm công nghệ môi
trường tìm kiếm những công nghệ, cách thức mới trong việc xử lý bùn thải, việc
ứng dụng này cần thực hiện theo hướng tái sử dụng cao nhất để giảm phần nào
1
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
lượng bùn thải ra ngoài môi trường, vừa đảm bảo chất lượng xử lý vừa ứng dụng
hợp lý trong điều kiện nước ta.
Áp dụng các công nghệ sinh học trong xử bùn thải đã có nhiều bước tiến
mới, đặc biệt công nghệ xử lý kỵ khí với nhiều ưu điểm vượt trội so với xử lý hiếu
khí như làm tăng tải lượng xử lý của hệ thống, giảm diện tích mặt bằng để xây
dựng, giảm chi phí xây dựng, vận hành hệ thống, khối lượng bùn thải ra từ quá trình
xử lý kỵ khí là rất thấp, trong khi bùn lại được loại nước rất tốt. Phương pháp xử lý
kỵ khí còn có đặc điểm là tạo ra khí sinh học (biogas) nếu thu hồi và tận dụng tốt có
thể sử dụng làm năng lượng khiến quy trình sản xuất thân thiện với môi trường hơn
đồng thời hấp dẫn về mặt kinh tế. Do đó, việc thu hồi và tái sử dụng các lượng khí
thoát ra từ quá trình xử lý trên cần quan tâm đặc biệt để tránh gây ô nhiễm môi
trường và lãng phí lượng khí đốt sinh ra.
Xuất phát từ những lí do trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng
thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị” với mục tiêu tìm giải pháp khả thi để thu
hồi và đánh giá sự thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị. Luận văn sẽ đi sâu nghiên
cứu công nghệ phân hủy kỵ khí bùn thải trên thế giới và ở Việt Nam, trong đó
khoanh vùng khu vực nghiên cứu thí điểm là nội thành Hà Nội để khảo sát hiện
trạng quản lý, xử lý bùn, phân tích tính chất, đặc điểm bùn và xây dựng, đánh giá
một số mô hình ủ kỵ khí bùn thải lấy từ khu vực nghiên cứu.
Luận văn được hoàn thành sẽ cung cấp các giá trị thông tin bổ sung liên quan
đến bùn thải đô thị và thu hồi khí sinh học từ bùn thải đô thị. Kết quả của đề tài có
thể được phát triển để ứng dụng giải quyết các vấn đề còn tồn tại trong xử lý và tái
sử dụng bùn thải đô thị.
2
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.
Tổng quan về bùn thải đô thị
1.1.1. Khái niệm bùn thải
Bùn thải được định nghĩa như sản phẩm thải cuối cùng hay là các vật chất
còn lại được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp,
cũng có thể bao gồm cả quá trình xử lý nước sạch và một số quá trình khác. Bùn có
thể ở dạng rắn, hỗn hợp bán rắn, lỏng tùy theo công nghệ quy trình xử lý. 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, có thành phần đồng nhất trong toàn
bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2mm và có độ ẩm lớn hơn 70% [31].
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. Xử lý bùn thải rất khó do lượng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao
và bùn rất khó lọc. Giá thành xử lý và thải bùn chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá
thành quản lý chất thải.
Bùn thải đô thị (MSS) : là bùn thải tạo ra từ các quá trình xử lý nước đô thị,
chủ yếu là nước thải sinh hoạt, kết hợp với một số loại nước thải khác. Có nhiều
dạng bùn phát sinh cùng với hoạt động của các đô thị hiện nay là bùn thải từ nhà
máy xử lý nước thải sinh hoạt, bùn bể tự hoại, bùn sông hồ, cống rãnh thoát nước,
có thể bao gồm cả bùn thải từ hoạt động công nghiệp trong khu vực đô thị [36].
Hiện nay khái niệm về “bùn thải” 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. Theo đó định nghĩa bùn thải
phát sinh từ quá trình xử lý nước là hỗn hợp các chất rắn, được tách, lắng, tích tụ và
thải ra từ quá trình xử lý nước [3].
3
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
1.1.2. Phân loại bùn thải
Người ta có thể phân loại bùn dựa vào nguồn gốc và thành phần của chúng.
Theo vào nguồn gốc của bùn, có thể phân loại bùn thành các loại như bùn thải từ
trạm / nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt; bùn từ trạm / nhà máy xử lý nước thải
công nghiệp; bùn hệ thống thoát nước: bùn cống rãnh, kênh rạch, bùn nạo vét sông,
hồ; bùn hố ga, bể phốt... [4].Theo thành phần của bùn thải (phụ thuộc vào bản chất
ô nhiễm ban đầu của nước thải, bùn thải và phương pháp làm sạch (nếu có) như xử
lý vật lý, hoá lý, sinh học), có thể phân thành một số loại bùn chính như sau [26,
36]:
-
Bùn hữu cơ ưa nước: Là loại bùn phổ biến nhất, có hàm lượng chất hữu cơ
cao, chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô. Tính ưa nước của bùn do sự
có mặt của lượng lớn các chất keo ưa nước.
-
Bùn vô cơ ưa nước: Bùn này có hàm lượng chất hữu cơ thấp, chứa hydroxyt
kim loại do quá trình xử lý sử dụng phương pháp hoá lý làm kết tủa ion kim loại có
trong nước xử lý (Al, Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối ferreux
hoặc ferit, 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.
-
Bùn vô cơ kị nước: Thành phần chủ yếu của bùn này là các chất vô cơ có
tính giữ nước thấp như cát, bùn phù sa, xỉ, muối đã kết tinh...
-
Bùn vô cơ ưa nước – kị nước
-
Bùn có sợi
1.1.3. Nguồn gốc của bùn thải
Bùn thải được phát sinh từ nhiều nguồn [4, 36]:
-
Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải đô thị: Nước thải sinh hoạt đô thị được
chuyển tới các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt, qua các quy trình xử lý nước thải,
các vật chất rắn được tách biệt với huyền phù trong nước, tạo thành bùn.
4
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
- Bùn thải từ hệ thống thoát nước: các chất thải lỏng, nước thải xuất phát từ
nhà vệ sinh, nhà bếp, bồn rửa và cống rãnh khu vực công nghiệp, nước mưa dư thừa
(có nghĩa là không hấp thụ bởi mặt đất) được thu thập, vận chuyển thông qua hệ
thống thoát nước thành phố là các cống rãnh, kênh rạch, sông hồ chảy tới nơi tiếp
nhận nước, 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 sống
trong các hệ thống này.
-
Bùn thải từ hố ga, bể phốt: là chất thải và nước thải từ con người hoặc các
hoạt động hộ gia đình được thải ra chứa trong các hố ga bể phốt.
Ngoài ra còn một lượng bùn thải nhỏ phát sinh từ công nghiệp, xây dựng và một
số nguồn khác trong hoạt động và phát triển của đô thị.
1.1.4. Đặc điểm, tính chất của bùn thải
Hơn 60.000 chất và hợp chất đã được tìm thấy trong bùn thải và nước thải,
được đặc trưng bởi sáu nhóm chính: (1) hợp chất hữu cơ, (2) các thành phần có
chứa nitơ và phốt pho, (3) các chất ô nhiễm độc hại vô cơ và hữu cơ, (4) tác nhân
gây bệnh và các chất ô nhiễm vi sinh vật khác, (5) các hợp chất vô cơ, như silicat,
aluminat, các hợp chất có chứa canxi và magiê, và (6) nước [24, 26].
Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu Đại học
Cornell và Hiệp hội các kỹ sư xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các độc
tố sau đây:
-
Polychlorinated biphenyls (PCBs).
-
Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endril, chlordane,
heptachlor, Lindane, mirex, kepone, 2,4,5-T, 2,4-D.
-
Clo hóa các hợp chất như dioxin.
-
Polynuclear hydrocacbon thơm.
-
Kim loại nặng: arsenic, cadmium, chromium, chì và thủy ngân.
-
Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm.
-
Các độc tố khác như: amiang, sản phẩm dầu mỏ, dung môi công nghiệp...
5
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
Năm 2009, EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cứu bùn nước thải, mà
các báo cáo về mức độ kim loại, hóa chất và các tài liệu khác có trong một mẫu
thống kê của cặn của nước thải [31]. EPA phân chia các chất ô nhiễm độc hại thành
hai loại chính: kim loại và hữu cơ. Một số điểm nổi bật bao gồm:
-
Ag: 20 mg / kg bùn, một số cặn có hàm lượng đặc biệt cao có đến 200 mg
Ag / kg bùn, Ba: 500 mg / kg, trong khi Mg có mặt với tỷ lệ 1 g / kg bùn.
-
Pb , As , Cr , và Cd với các hàm lượng khác nhau ước tính của EPA có mặt
với số lượng phát hiện trong 100% cặn của nước thải ở Mỹ.
-
Mức độ cao của hợp chất hữu cơ, trong đó có thuốc trừ sâu, dung môi và
biphenyl đã polyclo hóa (PCBs) được phát hiện, với mức trung bình trong phạm vi
lên đến 1.000.000 mg / kg bùn.
Các loại bùn thải có thành phần, tính chất rất khác nhau, điều đó phụ thuộc
vào nguồn gốc của bùn thải. Nghiên cứu về đặc điểm, thành phần bùn thải tiến hành
trên 7 bang lớn của Mỹ theo nghiên cứu của Elliott, L.F và F.J.Stevenson (1977) kết
quả như sau:
Bảng 1 : Bảng giá trị trung bình các thành phần trong bùn tại 7 Bang (Mỹ)
Thông số
Hàm lượng (%)
Thông số
Hàm lượng
-1
(mg.kg )
OC
30,4
Al
4000
Tổng N
2,5
Cu
850
+
NH4 - N
NO3 – N
0,13
Ni
190
0,019
Mn
200
Tổng P
1,8
Zn
1800
Tổng S
1,1
Pb
650
K
0,24
Cr
910
Na
0,12
Cd
20
Ca
3,8
Hg
6
Mg
0,46
Fe
8000
6
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
Cùng với những nghiên cứu độc lập khác đã ghi nhận trung bình bùn thải có
chứa khoảng 50 % chất hữu cơ và 1- 4% cacbon vô cơ. N hữu cơ và P vô cơ là
thành phần chủ yếu của N và P trong bùn. Cacbon hữu cơ và vô cơ hiện diện tương
đối ổn định trong thời gian lấy mẫu. Tuy nhiên, sự dao động lớn nhất đó chính là
thành phần vi sinh vật và các kim loại nặng như Cd, Zn, Cu, Ni, Pb, Hg trong bùn
thải (Sommers et al., 1976).
1.1.5. Tác động của bùn thải đến môi trường
Bùn được xác định bởi EPA như một chất gây ô nhiễm. Trong năm 2011,
EPA đưa một nghiên cứu tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC) để xác
định các nguy cơ tới sức khỏe của con người và sinh vật do bùn thải. Trong tài liệu
này, NRC đã chỉ ra rằng bùn thải chứa các chất có độc tính có thể làm tăng nguy cơ
tiềm ẩn đối với sức khỏe của con người, động vật và thực vật. Theo WHO (1981),
báo cáo về nguy cơ đối với sức khỏe đã xác định các vi sinh vật gây bệnh chủ yếu là
Salmonella và E.coli là mối quan tâm lớn nhất. Các nghiên cứu khác kết luận rằng
thực vật hấp thu một lượng lớn kim loại nặng và các chất ô nhiễm độc hại được lưu
giữ sản phẩm, sau đó được tiêu thụ bởi con người (Turek et al, 2005).
Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải tuy được xử lý qua các quy trình
phức tạp, mức độ ô nhiễm giảm nhưng không loại bỏ hết được tác nhân gây bệnh và
các chất nguy hại ở mức độ thấp của các thành phần như PAHs, PCB, dioxin, kim
loại nặng.
Bùn thải tác động đến sức khỏe con người có thể được chia thành ảnh hưởng
nhìn thấy ngay sau khi tiếp xúc (như: mùi hôi, nhiễm trùng do hít/ nuốt vi khuẩn)
hoặc phát sinh do tiếp xúc dài hạn (tiếp xúc với kim loại phát tán từ quá trình xử lý
bùn), ảnh hưởng từ từ, không thấy ngay được hậu quả. Những người có nguy cơ bị
ảnh hưởng nhiều nhất là người thường xuyên tiếp xúc với bùn thải như nhân viên
xử lý nước thải, công nhân nạo vét bùn, công nhân tại các cơ sở ủ phân, nông dân
canh tác trên đất từ bùn thải và các hộ gia đình có sự tiếp xúc [37, 49].
7
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
Ở Việt Nam, hiện nay chưa có thống kê cụ thể về những tác hại của bùn thải
đối với môi trường.Tuy nhiên, trên thực tế với lượng bùn thải lớn được nạo hút từ
hệ thống cống rãnh thoát nước thải ra môi trường gây hậu quả nghiêm trọng. Bùn
thải từ hệ thống thoát nước và từ các nhà máy xử lý nước thải được xử lý sơ bộ
hoặc không được xử lý, vận chuyển tới các bãi chôn lấp hoặc được đổ tại các địa
điểm không xác định, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, gây ô nhiễm không
khí và nhất là thẩm thấu làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt dẫn đến chất
luợng nguồn nuớc bị suy giảm.
Các tác động tiềm tàng của bùn thải đến môi trường có thể kể đến bao gồm:
-
Gây ô nhiễm nước ngầm: Trong thành phần bùn nạo vét có chứa một lượng
nước khá lớn, vào mùa khô lượng nước này không đủ để thấm đến tầng nước ngầm
và dễ dàng bốc hơi. Tuy nhiên, vào mùa mưa có thể hòa trộn các chất độc hại có
trong bùn và thấm xuống mạch nước ngầm, làm ô nhiễm nước ngầm.
-
Gây ô nhiễm nước mặt: Giữa môi trường bùn lắng và môi trường nước có
một cân bằng nhất định, khi tính chất môi trường thay đổi, các chất ô nhiễm tích trữ
trong bùn lắng có thể hòa trộn trở lại trong nước gây ô nhiễm nước.
-
Gây ô nhiễm không khí: Quá trình phân hủy kị khí của bùn sẽ tạo ra các khí
có mùi như H2S, CH4, NH3… gây hiệu ứng nhà kính và ảnh hưởng đến con người.
-
Gây ô nhiễm môi trường đất: Ô nhiễm đất chủ yếu gây ra bởi các thành phần
độc hại có trong bùn với nồng độ cao, bao gồm chất hữu cơ, các kim loại nặng và cả
những chất khó phân hủy như bao nylon, lon sắt trong bùn nạo vét sẽ gây ô nhiễm
đất và khó khắc phục.
-
Tác động đến hệ sinh thái: Làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hưởng đến thủy
sinh sống trong nước.
-
Tích lũy sinh học: bùn đáy là môi trường sống của hàng nghìn loài sinh vật,
vi sinh vật…và thông qua chuỗi thức ăn, các thành phần chất độc hại trong bùn như
kim loại nặng có thể tác động đến các động vật bậc cao hơn trong đó có con người.
8
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
1.1.6. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải và quy định quản lý bùn thải
Ở Mỹ, EPA xây dựng quy chế đầu tiên quản lý bùn thải năm 1972, theo yêu cầu
của Đạo luật nước sạch sửa đổi năm 1987, EPA phát triển các quy định, các tiêu chuẩn
cho việc xử dụng hoặc xử lý bùn thải và cho tới nay thường xuyên có sự bổ sung, cải
tiến theo từng năm, chất lượng bùn thải sau xử lý được quản lý nghiêm ngặt theo tiêu
chuẩn đề ra, phù hợp với từng mục đích sử dụng bùn thải [47].
Châu Âu cũng đã đưa ra các tiêu chuẩn chung có đề cập tới quản lý xử lý đối
với bùn thải, sử dụng trong nông nghiệp (CEC, 1986), đổ thải, chôn lấp
(CEC,1999), tiêu hủy, đốt (CEC, 2000), mỗi quốc gia thành viên có nghĩa vụ đáp
ứng bằng các quy định cụ thể trong pháp luật quốc gia [31].
1.1.6.1.
Quy định của US EPA [47]
Quy định của US EPA (Mục 40 của Bộ luật liên bang [CFR], Phần 503) đối
với bùn thải sử dụng cho các mục đích như áp dụng cho nông nghiệp, chôn lấp hay
thiêu đốt được quy định chi tiết trong bảng 2:
Bảng 2: Quy định của US-EPA đối với bùn thải tùy theo mục đích sử dụng
Yếu tố
Giới hạn nồng độ trần
áp dụng cho nông nghiệp
Giới hạn nồng
độ cho chôn
Giới hạn nồng độ
cho thiêu đốt
CCL (mg/kg)
lấp (mg/kg)
(µg/m )
As
75
73
0,023
Cd
85
-
0,057
Cu
4300
-
-
Pb
840
-
-
Ag
57
-
-
Mo
75
-
-
Ni
420
420
2,0
Se
100
-
-
Zn
7500
-
-
Cr
-
600
-
9
3
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
1.1.6.2.
-
Luận văn thạc sĩ khoa học
Đề xuất tiêu chuẩn của EU [23]
Đối với các hợp chất hữu cơ: Đề xuất tiêu chuẩn của EU về hàm lượng trung
bình và hàm lượng tối đa các hợp chất hữu cơ mà bùn thải được áp dụng vào nông
nghiệp đối với các hợp chất hữu cơ được trình bày trong bảng 3:
Bảng 3: Đề xuất tiêu chuẩn của EU về hàm lượng của các hợp chất hữu cơ đối
với bùn thải áp dụng cho nông nghiệp
Hợp chất hữu cơ
Hàm lượng trung bình
(mg/kg)
[1]
Các chất hữu cơ halogen (AOX)
200
500
Liner alkylbenzen sulfonate (LAS)
6500
2600
Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)
20 – 60
100
Nonylphenol and ethoxylates (NPE)
26 (UK: 330 – 640)
50
Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH)
0.5 – 27.8
6
Polychlorinated biphenyls (PCB)
0.09
0.8
Polychlorinateddibenzo-dioxins
and furans (PCDD/Fs)
36
[1]
[2]
-
Đề xuất tối đa
(mg/kg)
[2]
100
[2]
Chỉ đối với bùn ở Đức
Đơn vị: ng/kg TEQ (lượng độc hại tương đương)
Đối với kim loại nặng: Đề xuất của EU về khoảng giá trị, hàm lượng tối đa
các kim loại nặng đối với bùn thải áp dụng vào nông nghiệp được trình bày trong
bảng 4:
Bảng 4: Đề xuất tiêu chuẩn của EU về hàm lượng các kim loại
nặng đối với bùn thải áp dụng cho nông nghiệp
Yếu tố
Zn
Cu
Giá trị trung bình
86/278/EEC
(khoảng giá trị)
Đề xuất tối đa
của EU
(mg/kg)
(mg/kg)
(mg/kg)
2500 – 4000
2500
1000 – 17500
1000
863
[2]
337
10
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Ni
[1]
Luận văn thạc sĩ khoa học
37
300 – 400
300
20 – 40
10
[3]
Cd
2.2
Pb
124
750 – 1200
750
Cr
79[4]
_
1000
Hg
2.2
16 – 25
10
Dữ liệu được báo cáo cho 13 quốc gia: Áo, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp, Đức,Hy
Lạp (đại diện là HTXLNT Athens), Ireland, Luxembourg, Na Uy, Ba Lan, Thụy Điển, Hà
Lan và Anh.
[2]
Không bao gồm Ba Lan và Hy Lạp (Athena WWTS). Zn trung bình trong bùn Ba
Lan và bùn từ HTXLNT Athens tương ứng là 3641 và 2752 mg/kg. Giá trị trung bình của
châu Âu bao gồm cả Ba Lan và Hy Lạp là 1222 mg Zn/kg.
[3]
Không bao gồm Ba Lan, giá trị trung bình của Cd trong bùn Ba Lan là 9.9 mg/kg.
Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Ba Lan là 2.8 mg Cd/kg.
[4]
Không bao gồm Hy Lạp, giá trị trung bình của Cr trong bùn từ HTXLNT Athens
là 886 mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Hy Lạp là 141 mg Cr/kg.
1.1.6.3.
Quy định của một số nước trên thế giới [29, 31]
Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong bùn theo quy định của một số quốc
gia được trình bày trong bảng dưới đây. Trong đó, hầu hết các giá trị giới hạn thấp
hơn nhiều so với yêu cầu của Quy định 86/278/EEC.
Bảng 5: Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn theo tiêu
chuẩn một số nước trên thế giới (mg/kg)
Nước
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Zn
As
(mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)
2
a
50
b
500
c
500
10
Austria
10
a
300
b
500
c
500
d
500
e
500
4d
300
10
500
e
0.7 –
70 –
a
2
b
10
c
10
d
e
70 –
a
25
a
b
100
c
100
4d
100
10
100
e
0.4 –
11
a
1500
a
b
2000
b
c
2000
c
d
1800
d
e
2000
e
100
b
400
c
500
d
150
e
500
25 –
45 –
200 –
e
20
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
f
f
f
100
300
300
600
2.5
2
g
1
1000
1000
Đức
20
10
900
20 –
40
500
Hy Lạp
Phần Lan
Pháp
2,5
3
g
1.5
Luận văn thạc sĩ khoa học
h
f
f
f
f
80
100
150
150
g
100
1800
1500
_
10
200
800
3000
_
800
8
200
900
2500
_
1000
-
16 - 25
300 400
750 1200
2500 –
4000
_
1750
Ai-len
20
_
1000
16
300
750
2500
_
Italy
20
_
1000
10
300
750
2500
_
1000 1750
1000
-
16 - 25
300 400
750 1200
2500 –
4000
_
Luxembourg
20 40
1750
Hà Lan
1.25
75
75
0.75
30
100
300
_
Bồ Đào
Nha
20
1000
1000
16
300
750
2500
_
Thụy Điển
2
100
600
2.5
50
100
800
_
UK
_
_
_
_
_
_
_
_
Latvia
20
2000
1000
160
300
750
2500
_
Ba Lan
10
500
800
5
100
500
2500
_
a
Lower Austria (cấp II)
b
Upper Austria
Vorarlberg
d
Steiermark
e
Carinthia
f
Những giá trị này giảm xuống còn 125 (Cu) và 300 (Zn) từ ngày 31/12/2007.
g
Mục tiêu giá trị giới hạn cho năm 1998.
h
15 mg/kg chất khô từ tháng 1/2001 và 10 mg/kg từ ngày 1/1/2004.
c
Quy định 86/278/EEC không bao gồm các tiêu chuẩn cụ thể đối với vi sinh
vật trong bùn. Tuy nhiên để giảm thiểu rủi ro của vi sinh vật gây bệnh đối với sức
12
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
khỏe, một số quốc gia đã bổ sung thêm quy định giới hạn của một số vi sinh vật
trong tiêu chuẩn về chất lượng bùn thải.
Các vi sinh vật gây bệnh phổ biến nhất được quy định trong điều luật là vi
khuẩn Salmonella và Enterovirus. Các giá trị giới hạn này ở mỗi quốc gia là khác
nhau và được trình bày ở bảng dưới đây. Ngoài ra, theo quy định tại Ba Lan, bùn
không được sử dụng nếu chứa vi khuẩn Salmonella và các yếu tố gây bệnh khác.
Bảng 6: Giá trị giới hạn của một số vi sinh vật trong bùn theo tiêu chuẩn một số nước
trên thế giới (mg/kg)
Salmonella
Vi sinh vật khác
Pháp
8 MPN/10g
Enterovirus: 3 MPCN/10g
Trứng giun sán: 3 MPCN/10g
Italy
1000 MPN/g
Luxembourg
-
Vi khuẩn đường ruột: 100/g
Ba Lan
Bùn không được sử dụng nếu chứa
Salmonella
Ký sinh trùng: 10/ kg
Đan Mạch
Bùn không được sử dụng nếu chứa
Salmonella
Liên cầu khuẩn <100/g
1.1.6.4.
Tại Việt Nam
Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải được quản lý theo quy định về quản lý
chất thải rắn (từ điều 77 đến điều 80, Mục 3, Chương VIII, Luật Bảo vệ môi trường
năm 2005) [9].
Bùn thải có yếu tố nguy hại phải được quản lý theo quy định về chất thải
nguy hại (từ điều 70 đến điều 76, Mục 2, Chương VIII, Luật Bảo vệ môi trường)
[9].
Việt Nam đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy
hại QCVN 07: 2009/BTNMT, trong đó có những quy định được áp dụng với bùn
thải. Hiện nay quy chuẩn riêng QCVN 50: 2013/BTNMT đã được ban hành theo
thông tư 32/2013/TT-BTNMT ngày 25/10/2013 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và
13
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
Môi trường, xây dựng dựa trên QCVN 07 : 2009/BTNMT, quy định ngưỡng nguy
hại của các thông số (trừ các thông số phóng xạ) trong bùn thải phát sinh từ quá
trình xử lý nước thải, nước cấp, làm cơ sở để phân loại và quản lý bùn thải [3].
Theo đó, ngưỡng nguy hại của bùn thải tính theo hàm lượng tuyệt đối (H tc,
ppm) xác định theo công thức sau: Htc = H.(1+19.T)/20
Trong đó: Htc : giá trị ngưỡng hàm lượng tuyệt đối (ngưỡng nguy hại của
bùn thải tính theo hàm lượng tuyệt đối)
H (ppm): giá trị hàm lượng tuyệt đối cơ sở quy định trong bảng 7
T: tỷ số giữa khối lượng thành phần chất khô trong mẫu bùn thải
trên tổng khối lượng mẫu bùn thải.
Bảng 7: Hàm lượng tuyệt đối cơ sở (H) của các thông số trong bùn thải
STT
a
Thông số
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Asen
Bari
Bạc
Cadimi
Chì
Coban
Kẽm
Niken
Selen
Thủy ngân
Crôm IV
12
Tổng xyanua
13
14
15
Tổng dầu
Phenol
Benzen
CTHH
Hàm lượng
tuyệt đối cơ sở
As
Ba
Ag
Cd
Pb
Co
Zn
Ni
Se
Hg
6+
40
2.000
100
10
300
1.600
5.000
1.400
20
4
100
-
590
Cr
CN
C6H5OH
C6H6
Áp dụng với tất cả các loại bùn thải từ các quá trình xử lý nước
14
a
1.000
20.000
10
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
1.1.7. Công nghệ xử lý bùn thải đô thị
Một công nghệ xử lý bùn thải điển hình được đưa ra bao gồm đầy đủ các quy
trình trong công nghệ xử lý bùn hiện nay [6, 12, 27, 31, 36]. Tùy theo điều kiện
từng vùng và năng lực của từng khu vực, từng địa phương mà có những điều chỉnh
thích hợp.
Với một công nghệ xử lý bùn điển hình, bùn trước hết sẽ được xử lý sơ bộ
nhằm mục đích cho các tạp chất và chất có kích thước và khối lượng riêng lớn được
tách riêng, dung dịch chất lỏng sẽ giữ lại các chất hữu cơ, trở thành bùn nhão và có
nồng độ chất hữu cơ rất cao, kích thước nhỏ hơn và tiếp xúc được vi sinh vật dễ
dàng hơn. Sau khi xử lý sơ bộ, bùn được tiếp tục qua các công đoạn khác như nén
bùn, ổn định bùn, tạo điều kiện nhằm cải thiện tính chất vật lý, giảm khả năng phát
tán vào môi trường, giảm độ hòa tan của chất ô nhiễm và giảm tính nguy hại của
bùn trước khi đem đi tách nước. Hệ thống tách nước sẽ giúp giảm chi phí vận
chuyển bùn đến nơi thải bỏ, dễ xử lý và vận chuyển, tăng nhiệt năng của bùn nhờ
giảm hàm lượng nước trong bùn, giảm lượng vật liệu tạo độ rỗng trong quá trình ủ
compost, giảm sự phát sinh mùi và giảm sự hình thành nước rò rỉ. Cuối cùng bùn sẽ
được làm khô bằng nhiệt hoặc bằng các quá trình khác như làm compost, sấy trực
tiếp hay gián tiếp trước khi đem khử bằng nhiệt như đốt, khi bị phân hủy nhiệt, các
chất hữu cơ sẽ được khử độc tính và phá vỡ cấu trúc, thời gian xử lý nhanh, diện
tích công trình nhỏ gọn.
15
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 1: Công nghệ xử lý bùn thải điển hình
1.1.7.1.
Nén bùn
Nén bùn là quá trình tách các hạt chất rắn khỏi nước bởi trọng lực, tuyển nổi,
hoặc ly tâm... Qua quá trình này, bùn lỏng sẽ lắng, nén lại ở đáy bể và được tháo ra
định kỳ, nước tách ra lại quay về tuần hoàn.
1.1.7.2.
-
Ổn định bùn
Phân hủy kỵ khí
Phân hủy kỵ khí là một trong những quá trình được sử dụng lâu đời nhất để
ổn định bùn thải. Phân hủy yếm khí là sự phân hủy của vật chất hữu cơ và vật chất
vô cơ (chủ yếu là sunphat) trong điều kiện thiếu oxy. Ứng dụng chính của phân hủy
yếm khí là trong quá trình ổn định bùn được cô đặc được tạo thành từ quá trình xử
lý nước thải công nghiệp và đô thị. Phân hủy yếm khí bùn thải đô thị trong nhiều
16
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
Luận văn thạc sĩ khoa học
trường hợp có thể tạo ra khí phân hủy đủ để đáp ứng được hầu hết nhu cầu năng
lượng cho hoạt động của một nhà máy, cộng đồng dân cư tùy thuộc vào quy mô của
hệ thống phân hủy yếm khí.
Phân hủy kỵ khí bùn thải là phương pháp ổn định bùn thải và nó có thể 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 kỵ khí có thể được chia ra làm nhiều bước. Quá trình phân hủy kỵ khí bùn
thải diễn ra trong thời gian dài và trong nhiệt độ tương đối ổn định, thông thường ở
0
35 C trong thời gian 20 ngày để cho kết quả về khử khuẩn và tạo ra lượng metan tối
ưu. Công nghệ phân hủy kỵ 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
Là quá trình công nghệ mà trong đó bùn thải được để trên thiết bị cấp khí.
Quá trình phân hủy diễn ra nhờ các vi sinh vật hiếu khí tham gia phân hủy chất hữu
0
cơ và sinh ra nhiệt. Nhiệt độ của hệ phân hủy có thể lên đến 70 C. Thông thường
0
đối với xử lý hiếu khí bùn thải có thể nhiệt độ đạt đến 50 – 65 C sau từ 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 lần 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 khí vẫn đòi hỏi công nghệ phù hợp như chôn lấp, hóa rắn hoặc tái sử
dụng làm phân bón.
-
Ổn định bùn thải bằng vôi bội
Nâng pH của bùn thải bằng vôi bột lên pH = 12 qua đó vi khuẩn có thể ở tình
trạng bị diệt khuẩn hoặc ngưng hoạt động. Với lượng vôi đủ lớn bùn thải sẽ được
giảm lượng nước (khô hơn) và các quá trình lên men sẽ ngưng lại trong thời gian
dài. Những vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt rất hiệu quả nhờ tác dụng của vôi.
17
Khoa Môi trường – ĐHKHTN Hà Nội
-
Luận văn thạc sĩ khoa học
Phương pháp Pasteur
Bùn thải được làm nóng gia nhiệt trong thời gian 30 phút. Biện pháp này
nhằm diệt một số vi khuẩn gây bệnh thông thường và áp dụng để ổn định bùn thải
trước khi đổ thải hoặc chôn lấp. Bùn thải sau khi áp dụng phương pháp Pasteur dễ
dàng bị nhiễm khuẩn trở lại chỉ trong một khoảng thời gian ngắn.
1.1.7.3.
Tách nước
Tách nước về đơn thuần chỉ làm giảm trọng lượng và độ ẩm của bùn thải,
tính chất về mặt hóa học của bùn thải hầu như ít thay đổi. Nó đơn thuần chỉ tạo điều
kiện lưu chứa và vận chuyển tốt hơn nhưng hầu như không hạn chế được các rủi ro
về bản chất trong quá trình tái sử dụng bùn thải. Cấu trúc và tỷ lệ độ ẩm cặn thu
được phải đáp ứng những yêu cầu của mục đích sử dụng cuối cùng đã chọn. Bùn
trước tách nước thường có độ ẩm 96 – 97%, sau xử lý có thể đạt độ ẩm 55- 75%
mức độ loại nước trước hết phụ thuộc vào loại bùn cần xử lý, nhưng cũng phụ thuộc
vào phương pháp điều hòa phù hợp, cũng như cơ năng sử dụng. Để giảm thể tích
bùn và loại nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như:
Sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: Thiết bị lọc chân không,
thiết bị lọc ép, thiết bị li tâm cặn...
1.1.7.4.
Sấy khô bằng nhiệt và các quá trình khử nhiệt khác
Sấy khô sử dụng nhiệt làm bay hơi nước có trong các khoảng không gian
giữa các hạt rắn của bùn. Thiết bị sấy dạng ống, dạng khí nén, dạng băng tải.. Có
thể sấy khô từng phần (hàm lượng nước còn lại 30 - 10%) hay hầu như toàn bộ
(hàm lượng nước còn lại 5 - 10%), sau khi sấy độ ẩm còn 25 – 30% và cặn dạng hạt
dễ dàng vận chuyển.
Các công nghệ khử bằng nhiệt khác như thiêu đốt, khí hóa...
Thiêu đốt không những dẫn đến loại bỏ toàn bộ nước ở giữa các khoảng
trống của các hạt rắn mà còn đốt cháy các chất hữu cơ có trong bùn. Đó là phương
pháp thu được chất thải có khối lượng nhỏ nhất, tro chỉ gồm các chất vô cơ của bùn.
18
