Ảnh hưởng của môi trường hoá học lên hiệu quả phân huỷ vi sinh trong bãi chôn lấp rác thải

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<i>Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng luang ISBN: 978-604-913-01 J ^ </i>

ANH HUONG CUA MOI TRL ONG HOA HOC LEN HIEU QUA PHAN

HUY VI SLNH TRONG BAI CHON LAP RAC THAI

To Thi Hai Yen'. Tran Thi Thu Nga'. Nguyen The Dong', Trinh van Tuyen'

Kosuke Kawai', Saburo Matsui"

'Vien Cong nghe moi truong: 18 - Hoang Quoc \'iet. Cau Giay. Ha Xgi

"DH Nghien cim moi truong toan cau. DHTH Kyoto. Nhat Ban

Email: yenth59gyahoo.com

Tom tat:

<i>O cdc bdi chdn Idp rdc tritydi thdng. nude rdc sinh ra cd do suy giam chdt him </i>
<i>ca nhanh. nhimg sau dd bi chimg Igi vd cd bieu hien tdn tgi khd ben vimg trong </i>
<i>thdi gian ddi. lam anh huang nghidn trong den mdi truang. Viec tgo ra su bien </i>
<i>ddi mdi truang hda hoc (sunphat hdaj trong bdi chdn Idp dd ddy nhanh qud trinh </i>
<i>vd ca hda ddi vdi cdc thdnh phdn khd phdn huy vi sinh. Nghien cim duac khao sdt </i>
<i>a cdc md hinh ddi chimg. sdt vai dieu kien tu nhien. cd vd khdng cd sir thay ddi </i>
<i>mdi truang. khao sdt qua cdc chi sd TOC. IC. </i>

.Abstract:

<i>At the conventional landfill sites, the organic pollution concentration in the </i>
<i>leachate quickly decreased at the begining of its apparition, but Mas be seemed </i>
<i>constant for long time, that seriously affects the ambient environment. The </i>
<i>microenvironment change creation Isulphatelization) in landfill lets conditions to </i>

<i>promote, speed up the biodegradation of non-degradable organic constutuent. </i>

<i>The study investigated the control experiments modifications with natural, </i>
<i>changed-microenvironment, and monitoring TOC. IC parameters. </i>

1. M O DAU

<i>Giai qu>"et 6 nhiem moi truang do nuac r6 ri tir bai chon lap la xan de ky thuat phiic tap </i>
<i>khong chi rieng doi xoi nuoc ta. ma ca tren the giod. Do la nuac rac chira nhieu thanh phan </i>
kho phan huy sinh hgc. ga}' miii. mau 6 nhiem keo dai. chi phi xir ly ton kem. Viec nghien
cim nham khac phuc nhiing van de con ton tai tren da dugc nhieu cong trinh de cap.

<i>\'iec cham phan hu> mot so chiing loai rac trong bai chon lap rac thai sinh boat la giay xa </i>
canh la cay - loai co chira thanh phan lignin tai 15.2% trgng lugng kho [3] gay ra yeu to phat
thai khi metan rai rac keo dai noi bai chon lap la dieu khong co Igi cho kinh te \ a moi truang.

Cong trinh nghien cim cua Seog Ku Kim nam 1997. Dai hgc Kyoto ("N'hat Ban) [3]. vod mo
hinh bai chon lap rac la giay va canh la ca>-. nuoc n rac dugc tuan hoan tro lai. Ket qua cho
iha>: trong mo hinh co moi truang sunphat. lugng cacbon phan hiiy trong rac so vai a moi
<i>truong metan truyen thong xay ra Ion hem xa di \ a o nuac ri rac. ban che lugng phat thai </i>
cacbon dioxit ^ao khong khi: khi metan ciing bi ban che sinh ra. san pham o dang
hydrosunphit trong nuoc n rac xuat hien nhieu hon.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

chon lap tu nhien (moi tru6ng metan) va mo hinh bai chon idp c6 sir can thiep biin dli moi
tru6ng thanh sunphat, sir tuan hoan nuoc rac. Muc tieu ciia nghien cim nhdm khao sat sir biin
doi cac thanh phan 6 nhiem trong nuoc ri rac (ting cacbon him co TOC, ting cacbon \ o co
IC) theo thai gian tai cac mo hinh co thanh phan rac gilng nhau nhung moi truang hoa hgc
khac nhau, keo theo no la hieu irng thuan Igi cho sir hoat dgng ciia cac chiing vi sinh khac
nhau. Ngoai ra, che do tuan hoan va khong tuan hoan nuoc rac anh huong din hieu sudt phan
hiiy rac, so sanh cac ket qua nham rut ra cac ket luan vl mot phuong phap cong nghe moi

trong chon lap rac thai, vl kha nang ap dung cho thuc tl.

2. PHl/OTVG PHAP NGHIEN ClTU

2.1. Mo hinh thuc nghiem

Rac thai sinh boat do thi bao gom cac thanh phdn chu ylu voi trgng lugng tuong img [1] dugc
mo phong. Cac thanh phan rac (trir rac thai hiru co) dugc chudn bj sdn vai do dm tir nhien trong
nha CO mai che (khong bi nuoc mua hay bdt ki loai nuac nao bay thiic an nao lam not), rac thai
hiiu CO idy tir thanh phan rac thai thuc phdm, rac thai vuon sau khi phan loai rac thai hg gia dinh
ciia mot so khu dan cu trong thanh pho, rac nay co do dm tu nhien cua chinh no, khong bi not boi
nuoc mua.

Mo binh thi nghiem la 5 thiit bi phan ung (sau day dugc ggi va ki bieu la Rl, R2, R3. R4.
R5) CO cau tao hinh tru diing, c6 dung tich 110 lit dugc chi tao bdng thep khong ri SUS 304,
CO son phu epoxy o mat trong, dugc lam kin khi va dugc kilm nghiem o ap sudt +20mmH2O,
gioang kin nuoc va kin khi bang cao su bin trong moi truong axit, mo phong cac mo hinh ciia
bai chon lap rac hgp ve sinh.

Trong cac thiet bi, moi truong phan hiiy vi sinh la yem khi, tai thoi dilm d6ng ndp co dua
vao mot lugng phan biin be phot la 50g cho moi kg rac. Rac trong cac thiit bi dugc luoi voi
lugng nuoc dam bao toi thieu 2 kg/ngay, mo phong theo lugng mua trung binh hang nam ciia
khu vuc Ha Noi la 2000inm [2], tire khoang 2 lit nuac moi ngay; nuoc ri rac chay ra tii' moi
thiet bi dugc tuoi lai toan bg cho thiet bi do (trir Rl), voi tru6ng hgp thiit bi c6 lugng nuac ri
rac nh6 ban 2 kg/ngay thi nuoc tu nhien (6 day diing nuac cap tai v6i nuoc sinh boat) dugc
them vao cho dii lugng 2 kg truoc khi tuoi vao thiet bi. Nuoc ri rac dugc din tir day thiit bi
dua vao be sinh hgc bieu khi co kem theo co cau gia da giup cho viec dilu chinh do cao ciia
miic nuoc can duy tri trong thiet bi la 1/3 do cao ciia khoi rac. B I sinh hgc hilu khi la binh
chiia nuoc ri rac phuc vu cho tuan hoan deu co kich thuac hinh hgc giong nhau, dung tich
ngan sue khi la 4,51it voi DO~6.5-7,4mg/lit, thai gian luu trung binh la 10 gio, lgc sinh hgc

ngap nuoc bang plastic, co dien tich be mat rieng ~200m2/m3. Ngoai nhirng dilm chung nhu
tren, cac thiet bi thi nghiem mang mot so dieu kien rieng nhu a bang 1.

<i>Bdng 1: Dieu kien ciia cdc md hinh thi nghiem </i>

<i>Md hinh thi nghiem </i>

Rl

R2

R3

R4

R5

<i>Tudn hodn nude rdc </i>

Khong

Co

Co

Co

Co

<i>Xic ly sinh hoc hieu khi </i>

Khong

Co

Khong

Co

Co

<i>Them SO/' </i>

Khong

Khong

Khong

Ngay thir 33

Ngay thir 152

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng luang </i> ISBN: 978-604-913-013-7

<i><b>2.2. Phuang phdp phdn tich </b></i>

Cac chi tieu trong nuoc ri rac dugc khao sat la: do 6 xy hoa khir ORP; do pH; tong cacbon

hiru CO TOC, ting cacbon v6 co IC. Phuong phap phan tich dugc ap dung the hien a bang 2.

<i>Bdng 2: Cdc chi tieu phdn tich </i>

<i>TT </i>
1
2

3
4
<i>Chi tieu </i>
ORP
pH
TOC
IC

<i>Phuang phdp / Thiet bi </i>

ORP-pH meter YSI - 5000

ORP-pH meter YSI - 5000

Standard Methods 5310 B; TOC Analyzer Shimadzu 4100

Standard Methods 5310 B; TOC Analyzer Shimadzu 4100

<b>3. KET QUA VA THAO LUAN </b>

<b>3.1. Thanh phan TOC, IC trong nuoc rac </b>

Bieu do hinh Iva 2 bieu dien sir bien thien ciia TOC va IC. Su biin dli thanh phdn TOC

trong cac mo hinh co the chia ra may giai doan chinh sau:

TOC
350
300
250
^200

150
100
50
0
TOC

<b>vA^ </b>

W-. i- i

/ • f 0

<i>• i \ </i>

'•V, \ i

<b>4\ 1 </b>

<i>V^ 'K ^ o. </i> <b>i </b>

\ •\v-.^:-<>^..

<b>1 ^ t .t ... </b>

_vlTrrrt^..

-150 200 250

- • — R l

100 200 300 400 500

<b>R 2 — 4 — R 3 - 0 - R 4 • • - • - • - R 5 Thcyi g i a n , ngay </b> <b>- « — m • • • • • • • R2 </b>

300 350
T h o i gian, ngSy
- - 4 - - R3 — c

400 450

<b>• • • - R5 </b>
500

<i>Hinh 1: Su bien ddi TOC theo thdi gian ciia nude ri rdc trong cdc thiit bi thi nghiem </i>

IC

1400
1200
_ 1000

I" 800

o 600
400
200
0
<b>e </b>
<b>/ • </b>
<b>tf </b>
<b>/ </b>
<b>/</b> <b>^ </b>
<b>8 </b>

<b>-</b>

<b>t*^-*</b>

<b>^</b>

<b>i</b>

<b>^</b>

<b>l </b>

<b>n - . & - - 0 - ' ' </b>

<b>^ . . • • • 4 </b>

<b>-t'+^nT </b>

<i><b>*-\ </b></i>
<b>1 </b>

<i><b>'. \ </b></i>

<b>• • ' ^ i </b>

<i>Hinh 2: Su biin ddi IC theo thdi </i>

<i>gian ciia nude ri rdc trong cdc </i>

<i>thiet bi thi nghiem </i>

100 200 300 400 500

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b></b>

-I-Thai ky hinh thanh va giam nhanh: tir khi bat dau qua trinh thuc nghiem chon lap den
ngay thir 67;

Thai ky tien on dinh (tir ngay thii 67 den 88) va on dinh a mirc thap (bat dau nga\- thir
88 keo dai den ngay thir 186) voi gia tri 320-530 giam dan den 258-341 nig/1. rieng Rl
-100 mg/1. Thai ky nay c6 su bien doi moi truang trong R4 va R5 nen keo theo sir khac
biet ve TOC a hai mo hinh do nhu sau:

Tai R4: moi tru6ng sunphat c6 tir ngay thir 33, nhung den ngay thii 95 thi gia tri TOC
moi CO chieu huong tang va tang lien tuc, dat gia tri cao nhat 978 mg/1 o ngay thir 186
va bat dau giam.

+ Tai R5: mac dii dang tren xu huong giam dan, nhung vod moi truong sunphat bat dau c6
tir ngay thir 152, khi TOC 6 gia tri 252 mg/1, thi den ngay 186, TOC tang nlianli len 341
mg/1.

- Thai ky giam nhanh: Tir ngay 186 den 246 o tat ca cac mo hinh, TOC giam xuong den
gia tri thap 5-25 mg/1, tire giam - 9 3 % a R1,R2,R3; a R4, R5 giam tai gia tri 67 va 110
mg/1 tire 81 % va 89 % tuong img.

- Thoi ky giam cham den bet (tir ngay 246 - 452, den 480): a ngay thu- 452, TOC giam
den 12 mg/1 a R4, R5, c6n 6 cac mo hinh khac gia tri nay thap ban, co khi dat toi < 1
mg/1; toi ngay 480, gia tri TOC o R4,R5 chi c6n 0,6, rieng a R1,R2,R3 thi gia tri nay
lai tang len ban mot chut den 1-2 mg/1.

Khao sat thanh phan IC o cac thiet bi thi nghiem, thay co sir bien doi theo cac moc thoi
gian nhu sau:

- Thai ky tang nhanh:

+ CJ Rl: IC tang bat dau tir ngay dau tien den ngay thir 67, dat den gia tri cue dai
(-194mg/l);

<i>+ 0 R2, R3, R5, tic do tang IC Ion hon, keo dai thai gian hon, dat den gia tri cue dai </i>
(~400mg/l) o ngay thir 74;

+ C) R4: IC tang nhanh tiep tuc ngay ca sau ngay thir 74, va tang den tan cuoi ky thi
nghiem a ngay thir 452, dat cue dai 1300 mg/1;

- Thai ky I n dinh a mirc cao roi giam kha nhanh, on dinli 6 mirc thap:

+ 6 R l : IC In dinh vai ngay roi giam dan, sau do on dinh bat dau tir ngay thir 88 6 mirc
thdp 125 mg/1 den sat cuoi ky thi nghiem;

+ C) R2, R3. R5: IC sau ngay thir 74 thi di vao on dinh trong khoang 20 ngay, nhung
sau do lai bdt ddu giam ddn vao ngay thir 123 vai toe do gan nhu toe do tang trong
giai doan ddu. din gia tri 200-287 mg/1 6 ngay thir 186 roi on dinh va tang rat cham a
miic thdp din culi ky thi nghiem; rieng doi voi R5, din ngay thir 214 thi tang tro lai
kha nhanh, dat muc cue dai 600 mg/1 6 ngay thii 452;

<i>Binh luan: </i>

<i>- Trong giai doan ddu (bdt ddu din ngay thir 67-88). TOC giam nhanh ciing luc IC tang </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<i>Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng luang </i> _{ISBN: 978-604-913-013-7}

<b>+ </b>

<b>+ </b>

Trong giai doan tiep theo (tir ngay thii 88 din culi ky thi nghiem):

0 Rl, R2, R3, TOC on dinh a miic thap, tuy nhien R2, R3 a cac miic do cao ban chiit

it do CO yeu to tuan hoan nuoc ri rac. ciing luc do IC giam nhanh va duy tri o mirc

thap, tu'c trong nuoc ri rac luong cacbon hiiu co sinh ra rdt cham hoac hdu nhu khons

sinh ra tiep, nhung tinh trang nay lai keo dai den tan sau ngay thii 480;

6 R5. TOC tang tir ngay thii 152 thi tre ban mot chiit, vao ngay thir 186, IC bdt ddu

tang nhanh. Trong khi TOC giam ddn thi IC tang ddn ciing liic din culi ky thi

nghiem, tire lugng cacbon hiru co trong nuac ri rac sinh ra lan hon va keo dai do tac

dyng cua moi tru6ng sunphat, va cimg voi no la lugng cacbon nay cung bi v6 ca hoa

lien sau do, ket thiic kha dirt dilm a ngay thir 480;

0 R4, TOC tang tra lai ngay tir ngay thii 95 sau khi co moi truang sunphat 62 ngay,

va vi le do ma IC tang lien tuc cho din tan culi ky thi nghiem, dat cac gia tri cue dai

deu Ion hon a cac R khac, tire cacbon hiru co trong nuoc ri rac dugc sinh ra lien tuc

manh liet hon va cung bi v6 co hoa khong ngimg, cho din hit a ngay thir 480.

<b>3.2. The oxy hoa-khir (ORP) </b>

Theo [3], phan ung xay ra trong qua trinh phan buy vi sinh yim khi rac thai hiru co se la:

C'-H3(C'-H2)2C'-OOH + 2H'"20 ^ 2C^-H3C'"OOH + 2H°2 (1)

(Butiric axit) (Axetic axit)

Axetie axit C^HsC^^OOH + 2H2O ^ C*-H4 + (HG^^Os)" (2)

Trong moi tru6fng sunphat yIm khi:

<b>+ </b>

CH3(CH2)2COOH

(Butiric axit)

1/2(S'"04)

_{^ 2 C^HsC^'OOH + l/2(HS'-) + 1/2H^ (3)}

(Axetic axit)

Axetic axit C^-H3C'"00H + (S'^"04)'- ^ 2(HG'"03)-+ (HS^T (4)

Phan img oxy boa - khu noi phan tir (1, 2), dac tnmg cho cac thiit bi khong co moi truang

sunphat (Rl, R2, R3, R5), bat dau tir ngay thir 60 tro di (hinh 3), thi oxy boa - khir luon co gia

tri duong (a Rl), tiic luon la phan ung oxy boa axit axetic thanh metan (phan img 2) nhung

cu6ng do kha yeu (ORP= 0-^20 mV), o R2, R3, R5 thi oxy boa - khir luon co gia tri am tire

khu hgp^chat huu co phiic tap xuong thanh bun co dan gian (phan img 1) da chilm uu thi,

nhung van voi cuong do chua cao. Tru6ng hgp R4 co sir khac biet ro ret voi ORP=

-20--100-mV, phan ling khii hgp chat hiiu co phirc tap xuIng thanh hiru co don gian (phan irng 3) va

khu axit axetic thanh acid cacbonhydric (phan img 4) da chilm uu thi vuot troi xay ra ngay

cang manh het tinh den ngay thii 186, voi cuong do lan ban hdn so vol phan img (1 2) Dilu

do giai thich cho gia tri TOC va IC cao o R4 or ciing mot thai dilm khao sat vai cac tliilt bi thi

nghiem khac.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>4. KET LUAN </b>

Viec tuan hoan nuoc rac tao kha nang oxy hoa-khir manh hon cho moi truong phan hii}' \ i
sinh cac chat bun co trong rac a the ran va v6 co hoa chat bun co a the long.

Moi tru6ng sunphat bieu bien vai tr6 tich cue trong phan buy thanh phan chat hiin co o the
ran trong rac vao the 16ng trong nuoc ri rac, v6 co hoa thanh phan hiiu co a the long the hien
qua viec tao kha nang oxy hoa-khii- manh hon cho qua trinh phan buy rac bang vi sinh. Bang
each do ma tang kha nang thoi rira ciia dong rac va kha nang xir ly thanh phan him co kho
phan hiiy vi sinh trong nuoc ri rac.

Moi truong sunphat chi thuc su phat huy tac dung tir ngay thir 95 ciia chu trinh chon lap
rac, mac dii moi truong ay da dugc tao ra tir ngay thir 33 ciia chu trinli nay.

<b>TAI LIEU THAM KHAO </b>

<i>1. World Bank, Ministry of Environment and Natural Resources, "Waste-Econ Project. 2004. </i>

<i>Vietnam Environment Monitor 2004. Solid Waste ". </i>

<i>2. Tong cue thong ke Ha Noi 2006. "Nien gidm thdng ke 2005 " </i>

<i>3. Seog Ku Kim, Doctoral tesis, Biodegradation of Lignocellulosic material under </i>

<i>Sulfidogenic andMethanogenic Environments in Landfills", Japan, 1997. </i>

<i>4. A.Hatakka et all, "Biodegradation of lignin in a compost environment: a review", </i>

Bioresource Technology 72 (2000) 169-183 Elsevier

<i>5. William K H Hogland, "Treatment of landfill leachate with reverse osmosis in Southern </i>
<i>Sweden", Waste Management and Recorery Lund University, Sweden. International </i>

Congress: Waste Management - in crisis Sep. 1996, South Africa.

<i>6. Remy GOURDON, "Qudn ly vd xic ly chdt thdi rdn. Ndng cao gid tri chdt thai hang </i>
<i>phuang phdp sinh hoc vd cdc vdn de d nhieng nai bi d nhiem ", INSA de Lyon-Compus de </i>

</div>

<!--links-->
<a href=''> yenth59gyahoo.com </a>