Nghiên cứu ứng dụng mô hình đất ngập nước nhân tạo xử lý nước rỉ rác của bãi rác phước hiệp

BỘ CƠNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH

HỒ VĨNH KHƢƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH
ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO XỬ LÝ
NƢỚC RỈ RÁC CỦA BÃI RÁC PHƢỚC HIỆP

Chuyên ngành

: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Mã chuyên ngành : 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018


Cơng trình đƣợc hồn thành tại Trƣờng Đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh.
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Hùng Anh
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Ngƣời phản iện 1: .......................................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Ngƣời phản iện 2: .......................................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận v n thạc s đƣợc ảo vệ tại Hội đồng chấm ảo vệ Luận v n thạc s Trƣờng
Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày . . . . . tháng . . . . n m . . . . .
Thành phần Hội đồng đánh giá luận v n thạc s gồm:
1. .......................................................................................................................................

2. .......................................................................................................................................
3. .......................................................................................................................................
4. .......................................................................................................................................
5. .......................................................................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

VIỆN TRƢỞNG VIỆN KHCN&QLMT


BỘ CƠNG THƢƠNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: HỒ VĨNH KHƢƠNG

MSHV: 14143181

Ngày, tháng, n m sinh: 08/09/1989

Nơi sinh: Bình Dƣơng

Chun ngành: Kỹ thuật mơi trƣờng

Mã số: 60520320

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo xử lý nƣớc
rỉ rác của ãi rác Phƣớc Hiệp.
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tổng quan nƣớc rỉ rác, tổng quan về đất ngập nƣớc, đất ngập nƣớc nhân tạo, các
nghiên cứu và các mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo;
- Lắp đặt mơ hình đất ngập nƣớc nhân tạo, tìm kiếm giống cây và trồng thích nghi
các giống cây thủy sinh trên mơ hình;
- Vận chuyển, lấy mẫu, phân tích và đánh giá thành phần và tính chất nƣớc rỉ rác
tại ãi rác Phƣớc Hiệp;
- Khảo sát các thông số kỹ thuật của mô hình đất ngập nƣớc: khả n ng thốt hơi
nƣớc, thời gian lƣu, tải trọng thủy lực;
- Đánh giá khả n ng sống sót và xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ
tiêu ô nhiễm của 4 loại thực vật: vetiver, sậy, cỏ nến và cỏ voi khi t ng dần nồng
độ ô nhiễm nƣớc thải đầu vào;
- Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm COD, BOD5, Nitơ tổng, Amonia,
Nitrat, Photpho tổng, Sắt, TSS, Ecoli, TVSVHK của mơ hình kết nối 4 ậc thực
vật thủy sinh theo thứ tự phù hợp và so sánh với tiêu chuẩn xả thải của nƣớc rỉ
rác hiện hành của Việt Nam.
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: theo QĐ số 1904/QĐ-ĐHCN ngày 08/09/2016.


III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/03/2017
IV. NGƢỜI HƢỚNG DẪN: PGS.TS. Lê Hùng Anh
TP. HCM, ngày
NGƢỜI HƢỚNG DẪN

tháng

năm 201

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS. Lê Hùng Anh
VIỆN TRƢỞNG VIỆN KHCN & QLMT


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận v n này, em xin tỏ lòng iết ơn sâu sắc đến Thầy Lê Hùng Anh,
đã tận tình hƣớng dẫn em trong suốt quá trình làm luận v n tốt nghiệp.
Em cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong Viện Khoa học Công nghệ và
Quản lý Môi trƣờng, Trƣờng Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận
tình chỉ ảo và truyền đạt kiến thức cho em trong 2 n m học tập vừa qua.
Em cũng xin chân thành cảm ơn q Thầy, Cơ quản lý phịng thí nghiệm của Viện
tại Trƣờng đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho
nhóm sinh viên làm đề tài có đủ thời gian và cơ sở vật chất, thiết ị máy móc để
hồn thành trọn vẹn các thí nghiệm của nhóm.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình của em sinh viên Nguyễn Chiến Thắng đã
tạo điều kiện thuận lợi cho phép nhóm thực hiện đề tài có đƣợc vị trí đẹp để lắp đặt
mơ hình thí nghiệm tại khu đất của gia đình.
Anh xin gửi lời cảm ơn đến nhóm sinh viên làm luận v n, đồ án gồm: Nguyễn
Chiến Thắng, Nguyễn Thị Kim Ngọc, Lê Thị Kiều Oanh, Võ Nhật Trƣờng đã hỗ trợ
trong quá trình tìm kiếm và cấy trồng các loại giống thực vật thủy sinh, quá trình
vận chuyển nƣớc thải từ ãi rác Phƣớc Hiệp, thiết kế và lắp đặt đƣờng ống nƣớc và
đƣờng điện cho mơ hình. Cũng nhƣ sự tận tình luân phiên theo dõi liên tục của các
thành viên trong q trình thí nghiệm trên mơ hình và phân tích các chỉ tiêu ơ nhiễm
trong phịng thí nghiệm tại Trƣờng đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh.

Em cũng thầm iết ơn sự ủng hộ gia đình, ạn è – những ngƣời thân yêu luôn là
chỗ dựa vững chắc cho em.
Cuối cùng, em xin kính chúc quý Thầy, Cơ và gia đình dồi dào sức khỏe và thành
công trong sự nghiệp cao quý.

i


TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ứng dụng mơ hình pilot đất ngập nƣớc dạng chảy ngầm theo chiều
ngang để xử lý nƣớc rỉ rác tại ãi rác Phƣớc Hiệp. Trong nghiên cứu này, tiến hành
khảo sát thông số kỹ thuật gồm: khả n ng thoát hơi nƣớc của thực vật thủy sinh,
thời gian lƣu tối ƣu, tải trọng thủy lực tối ƣu, khả n ng chịu đựng ở ngƣỡng ô nhiễm
tới hạn của từng thực vật thủy sinh và hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm của mơ
hình đất ngập nƣớc 4 ậc thủy sinh: cỏ nến, vetiver, sậy và cỏ voi.
Bãi rác Phƣớc Hiệp đã qua 15 n m vận hành và đang trong giai đoạn đóng ãi nên
có thành phần nƣớc rác cũ các chỉ tiêu ô nhiễm đều ở ngƣỡng thấp. Tỉ lệ
BOD5/COD = (0,34 – 0,37) rất thấp, tỉ lệ thành phần hữu cơ khó phân hủy chiếm
đáng kể. Tỉ lệ N-NH4+/Ntot = (0,85 – 0,87) khá cao, thành phần nitơ hữu cơ đã phân
hủy và chuyển hóa phần lớn thành dạng N-NH4+. Tại hàm lƣợng đầu vào COD 120
mg/l (tƣơng ứng tỉ lệ pha lỗng 1:10), mơ hình cây cỏ nến đạt tốc độ thoát hơi nƣớc
nhanh nhất sau 11 ngày. Thời gian lƣu tối ƣu là 7 ngày, hiệu suất xử lý trung bình
các chỉ tiêu COD, BOD5, Nitơ tổng và N-NH4+ đạt hiệu quả rất cao lần lƣợt
87,49%, 86,75%, 82,39% và 92,32%. Tải trọng thủy lực phù hợp để hệ thống đạt
hiệu suất xử lý cao tại mức nƣớc 10 cm, tƣơng đƣơng công suất xử lý thực tế là 257
m3/ha.ngày. Khả n ng chịu đựng ngƣỡng ô nhiễm tới hạn của các thực vật thủy sinh
đƣợc sắp xếp theo thứ tự giảm dần: cây cỏ nến, cây vetiver, cây sậy và cây cỏ voi
tƣơng ứng lần lƣợt các hàm lƣợng COD đầu vào 1.020 mg/l, 800 mg/l, 566 mg/l,
360 mg/l (ứng với các tỉ lệ pha loãng 1:0,25; 1:0,5; 1:1 và 1:2). Tại tỉ lệ pha loãng ở
ngƣỡng chịu đựng trên, tải trọng ô nhiễm đã xử lý đạt giá trị cao nhất lần lƣợt đạt

170,64 kgCOD/ha.ngày, 51,65 kgBOD5/ha.ngày, 56,13kgN-NH4+/ha.ngày, 67,06
kgN-tot/ ha.ngày, 5,33 kg P-tot/ ha.ngày, 0,51kgFe-tot/ ha.ngày, 102,5 kgTSS/ ha.ngày.
Tại tỉ lệ pha lỗng 1:0,25, mơ hình xử lý đất ngập nƣớc 4 ậc có hiệu quả xử lý khả
quan nhƣ sau: chỉ tiêu BOD5 2mg/l, N-NH4+ 2mg/l và COD 69mg/l đạt QCVN
25:2009/BTNMT. Chỉ tiêu TSS, Photpho tổng, sắt tổng, E.coli lần lƣợt 68 mg/l, 2,3
mg/l, KPH, 51 Cfu/ml đạt QCVN 40:2011/BTNMT. Riêng chỉ tiêu Nitơ tổng
63mg/l chƣa đạt yêu cầu xả thải.
Từ khóa: đất ngập nƣớc nhân tạo, cơ chế loại ỏ ô nhiễm, nƣớc rỉ rác, hệ sinh thái
của đất ngập nƣớc, hiệu suất xử lý.
ii


ASBTRACT
Study on the treatment of Phuoc Hiep landfill leachate by pilot-scale of Sub-Surface
Horizontal Flow Constructed Wetlands. In this study, technical parameters were
investigated including: evapotranspiration, optimum retention time, optimum
hydraulic load, ability to live at the critical contaminant levels each aquatic plant
and the efficiency of treating polluted components of pilot-scale of connected –
four tanks Sub-Surface Horizontal Flow Constructed Wetlands: Vetiveria
zizanioides, Phragmites australis, Typha orientalis and Pennisetum purpureum.
Phuoc Hiep landfill has existed for 15 years and is now closed, so the old leachate
contains pollutants is low. The ratio of BOD5/COD = (0.34 - 0.37) is very low, the
hard decomposed organic compound is significant. The ratio of N-NH4+/ Ntot =
(0.85 - 0.87) is quite high, a significant part of organic nitrogen has decomposed
and converted to N-NH4+ form. At the COD input of 120 mg/l (corresponding
dilution ratio 1:10), the tank of Typha orientalis
achieved the fastest
evapotranspiration rate after 11 days. Optimal retention time is 7 days, average
efficiency of COD, BOD5, Nitrogen total and N-NH4+ is 87.49%, 86.75%, 82.39%
and 92,32%, respectively. Hydraulic load suitable to the system to achieve high

treatment efficiency at flood level of 10 cm, corresponding to actual treatment
capacity is 257 m3/ ha.ngày. Ability to live at the critical contaminant levels each
aquatic plant is ranked in descending order: Typha orientalis, Vetiveria zizanioides,
Phragmites australis and Pennisetum purpureum, respectively, COD input levels of
1.020 mg / l, 800 mg / l, 566 mg / l, 360 mg / l (corresponding to dilution ratios of
1: 0.25; 1: 0.5; : 1 and 1: 2). The highest value of treated pollutants is 170.64
kgCOD / ha.day, 51.65 kgBOD5 / ha.day, 56.13 kgN-NH4+ / ha.day, 67.06 kgN-tot /
ha day, 5.33 kg P-tot / ha.day, 0.51kgFe-tot / ha.day, 102.5 kgTSS / ha.day. At the
dilution ratio of 1: 0.25, the pilot-scale of connected – four tanks sub-surface
horizontal flow constructed wetlands achieved the some positive results: BOD5 2
mg/l, N-NH4+ 2 mg/l and COD 69 mg/l achieved QCVN25:2009/BTNMT.
Respectively, TSS, P-tot, Fe-tot, E.Coli were 68 mg/l, 2.3 mg/l, KPH and 51 Cfu/ml
achieved QCVN 40:2011/BTNMT. However, N-tot 63mg/l is higher than the
emission standard.
Key word: constructed wetland, pollution removal mechanism, landfill leachate,
ecosystem of wetland, effective treatment.

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và đƣợc sự hƣớng dẫn
khoa học của PGS.TS. Lê Hùng Anh. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài
này là trung thực và chƣa cơng ố dƣới ất kỳ hình thức nào trƣớc đây. Những số liệu
trong các ảng iểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá đƣợc chính tác giả
thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong luận v n còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng nhƣ số liệu của
các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có ất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội
dung luận v n của mình. Trƣờng Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM không liên quan

đến những vi phạm tác quyền, ản quyền do tơi gây ra trong q trình thực hiện (nếu
có).
Tp.Hồ Chí Minh, tháng
Học viên

Hồ Vĩnh Khƣơng

iv

năm 201


MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... xii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ xv
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................... 3
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3
4. Nội dung nghiên cứu................................................................................................... 3
5. Ý ngh a của đề tài ....................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU ................................ 5

1.1 Tổng quan về nƣớc rỉ rác........................................................................................ 5
1.1.1 Khái niệm nƣớc rỉ rác: ....................................................................................... 5
1.1.2 Nguồn gốc, thành phần, tính chất của nƣớc rỉ rác: ............................................ 5

1.1.2.1 Thành phần nƣớc rỉ rác trên thế giới ..................................................... 10
1.1.2.2 Tổng quan về thành phần nƣớc rỉ rác ở Việt Nam ................................ 17
1.1.3 Phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác ........................................................................ 18
1.2 Tổng quan về đất ngập nƣớc ................................................................................ 22
1.2.1 Khái niệm về đất ngập nƣớc và đất ngập nƣớc nhân tạo ................................. 22
1.2.2 Phân loại đất ngập nƣớc nhân tạo .................................................................... 24
1.2.2.1 Hệ thống đất ngập nƣớc có dịng chảy tự do (FWS)............................. 25
1.2.2.2 Hệ thống đất ngập nƣớc có dịng chảy ngầm (SSF) .............................. 26
1.2.3 Cơ chế xử lý ô nhiễm của hệ đất nhập nƣớc .................................................... 27
1.2.3.1 Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ có khả n ng phân hủy sinh học ................. 28
1.2.3.2 Cơ chế loại bỏ chất rắn lơ lửng .............................................................. 29
1.2.3.3 Cơ chế loại bỏ chất dinh dƣỡng ............................................................. 29
1.2.3.4 Cơ chế loại bỏ kim loại .......................................................................... 30

v


1.2.4 Tóm tắt hiệu quả xử lý của đất ngập nƣớc nhân tạo ........................................ 31
1.2.5 Các mơ hình đất ngập nƣớc nhân tạo đang đƣợc ứng dụng ........................... 33
1.2.5.1 Một số nghiên cứu về bãi lọc trồng cây trên thế giới ........................... 33
1.2.5.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam về bãi lọc trồng cây xử lý nƣớc thải ......... 36
1.3 Khu vực nghiên cứu ............................................................................................. 40
CHƢƠNG 2

MƠ HÌNH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 42

2.1 Vật liệu nghiên cứu .............................................................................................. 42
2.2 Mơ hình đất ngập nƣớc ......................................................................................... 46
2.3 Bố trí thí nghiệm................................................................................................... 47
2.3.1 Tiền thí nghiệm ................................................................................................ 47

2.3.2 Chuẩn bị mơ hình thí nghiệm và trồng thích nghi 4 loại thực vật ................... 47
2.3.3 Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải đầu vào ãi rác Phƣớc Hiệp, khảo sát khả
n ng thốt hơi nƣớc và thời gian lƣu nƣớc của mơ hình A cho 04 loại thực vật thủy
sinh .......................................................................................................................... 48
2.3.4 Khảo sát tải trọng thủy lực của mơ hình đất ngập nƣớc cho 04 loại thực vật
thủy sinh. ................................................................................................................... 48
2.3.5 Đánh giá khả n ng sống sót và xu hƣớng biến động hiệu suất xử lý các chỉ tiêu
ô nhiễm của 04 loại thực vật thủy sinh khi t ng dần nồng độ ô nhiễm nƣớc thải đầu
vào .......................................................................................................................... 49
2.3.6 Đánh giá hiệu quả xử lý của mơ hình B: kết nối 4 bậc xử lý theo thứ tự sắp xếp
phù hợp cho các loại thực vật thủy sinh. .................................................................. 51
2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 51
2.4.1 Phƣơng pháp lấy mẫu....................................................................................... 51
2.4.2 Phƣơng pháp thu thập thông tin ....................................................................... 51
2.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu trên mơ hình thí nghiệm .......................................... 52
2.4.4 Phƣơng pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu .............................................. 52
2.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu................................................................................ 53
CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN........................................................... 54

3.1 Đánh giá chất lƣợng nƣớc rỉ rác tại ãi rác Phƣớc Hiệp ...................................... 54
3.2 Khảo sát thời gian lƣu của mơ hình A cho 04 loại thực vật thủy sinh ................. 55
3.2.1 Đánh giá khả n ng thốt hơi nƣớc của mơ hình A cho 04 loại thực vật thủy
sinh .......................................................................................................................... 56

vi


3.2.2 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm của 04 loại thực vật thủy sinh . 60

3.3 Khảo sát tải trọng thủy lực của mơ hình đất ngập nƣớc cho 04 loại thực vật thủy
sinh .............................................................................................................................. 62
3.4 Đánh giá khả n ng sống sót và xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ
tiêu ô nhiễm của mô hình A cho 04 loại thực vật thủy sinh khi t ng dần nồng độ ô
nhiễm nƣớc thải đầu vào ............................................................................................... 67
3.4.1 Đánh giá khả n ng sống sót của thực vật theo mơ hình A cho 04 loại thực vật
thủy sinh khi t ng dần nồng độ ô nhiễm nƣớc thải đầu vào ..................................... 75
3.4.2 Đánh giá xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ tiêu ơ nhiễm của mơ
hình A cho 04 loại thực vật thủy sinh khi t ng dần nồng độ ô nhiễm nƣớc thải đầu
vào .......................................................................................................................... 79
3.4.2.1 Đánh giá xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ tiêu COD và
BOD5 .................................................................................................................. 79
3.4.2.2 Đánh giá xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ tiêu N-NH4+,
N-NO3- và Ntot .................................................................................................... 80
3.4.2.3 Đánh giá xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ tiêu E.coli và
TVSVHK............................................................................................................ 82
3.4.2.4 Đánh giá xu hƣớng iến động của hiệu suất xử lý các chỉ tiêu Fe tot , TSS
và Ptot .................................................................................................................. 85
3.4.2.5 Đánh giá diễn iến chỉ tiêu pH cho các mơ hình thực vật thủy sinh .... 87
3.4.3 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật thủy
sinh tại “ngƣỡng sống sót” ........................................................................................ 90
3.4.3.1 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật
thủy sinh tại “ngƣỡng sống sót”của chỉ tiêu COD và BOD5 ............................. 94
3.4.3.2 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật
thủy sinh tại “ngƣỡng sống sót”của chỉ tiêu amonia và nitơ tổng ..................... 95
3.4.3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật
thủy sinh tại “ngƣỡng sống sót”của chỉ tiêu photpho tổng ................................ 96
3.4.3.4 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật
thủy sinh tại “ngƣỡng sống sót”của chỉ tiêu sắt tổng ......................................... 97
3.4.3.5 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình A cho 04 loại thực vật

thủy sinh tại “ngƣỡng sống sót”của chỉ tiêu TSS .............................................. 97
3.5 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình đất ngập nƣớc gồm kết nối 4
bậc xử lý liên tiếp theo thứ tự sắp xếp phù hợp cho các loại thực vật thủy sinh. ......... 98

vii


3.5.1 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình đất ngập nƣớc theo mơ hình
B cho các chỉ tiêu COD, BOD5, Nitơ tổng, Amonia và TSS ................................. 100
3.5.3 Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ hình đất ngập nƣớc theo mơ hình
B cho các chỉ tiêu E.coli và TVSVHK ................................................................... 106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH ..................................................................................... 108
1. Kết luận ................................................................................................................... 108
2. Kiến nghị ................................................................................................................. 108
TÀI LIỆU KHAM KHẢO .......................................................................................... 109
LÝ L CH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN ........................................................... 114

viii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sơ đồ phân loại của hệ thống đất ngập nƣớc ...................................................24
Hình 1.2 Mơ hình của đất ngập nƣớc có dịng chảy tự do với thảm thực vật nổi. ..........25
Hình 1.3 Mơ hình của đất ngập nƣớc nhân tạo có dịng chảy ngầm nằm ngang ............26
Hình 1.4 Các con đƣờng chính giải phóng và tích lũy chất ơ nhiễm trong hệ đất ngập
nƣớc ...............................................................................................................28
Hình 2.1 Mẫu nƣớc rỉ rác (trái) và mẫu nƣớc sạch đối chứng (phải) .............................42
Hình 2.2 Cây cỏ voi ........................................................................................................42
Hình 2.3 Cây vetiver .......................................................................................................43
Hình 2.4 Cây sậy .............................................................................................................44

Hình 2.5 Cây cỏ nến ........................................................................................................45
Hình 2.6 Mơ hình A – mơ hình 1 bậc 1m2 (0.85 m x 1.22 m) ........................................46
Hình 2.7 Mơ hình B – mơ hình 4 bậc, mỗi bậc 1m2 (0.85 m x 1.22 m) .........................46
Hình 2.8 Bố trí các lớp vật liệu trong thùng nhựa và quy ƣớc các mốc cao độ mực
nƣớc bên trong mơ hình .................................................................................48
Hình 3.1 Mơ hình ngày thứ 29 (a) cây vetiver, (b) cây sậy, (c) cây cỏ nến, (d) cây cỏ
voi ..................................................................................................................56
Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn độ giảm (cm) mức nƣớc thải theo ngày ..............................58
Hình 3.3 Rể của (a) cây vetiver, (b) cây sậy, (c) cây cỏ nến, (d) cây cỏ voi ..................59
Hình 3.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý các chỉ tiêu tại các mốc thời điểm khác nhau ............62
Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý chỉ tiêu COD và BOD5 tại các mức tải
trọng thủy lực khác nhau ...............................................................................65
Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý chỉ tiêu Nitơ tổng và Amonia tại các mức
tải trọng thủy lực khác nhau ..........................................................................66

ix


Hình 3.7 Mơ hình ngày thứ 75, theo thứ tự từ trái sang phải cây vetiver, cây sậy, cây
cỏ nến, cây cỏ voi .........................................................................................67
Hình 3.8 Mơ hình ngày thứ 96, theo thứ tự từ trái sang phải cây vetiver, cây sậy, cây
cỏ nến, cây cỏ voi .........................................................................................77
Hình 3.9 Thực vật có dấu hiệu sốc tải tại các ngƣỡng chịu đựng (a) cây cỏ nến, (b) cây
vetiver, (c) cây sậy, (d) cây cỏ voi. ................................................................78
Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suất xử lý chỉ tiêu COD và BOD5 khi t ng dần tỉ lệ pha lỗng 79
Hình 3.11 Biểu đồ hiệu suất xử lý chỉ tiêu N-NH4+, N-NO3- và Ntot khi t ng dần tỉ lệ
pha lỗng ........................................................................................................80
Hình 3.12 Biểu đồ hiệu suất xử lý chỉ tiêu Ecoli và TVSVHK ......................................82
Hình 3.13 Biểu đồ số lƣợng E.coli đầu vào và đầu ra của từng thực vật........................83
Hình 3.14 Biểu đồ số lƣợng tổng vi sinh vật hiếu khí đầu vào và đầu ra của từng thực

vật...................................................................................................................84
Hình 3.15 Biểu đồ hiệu suất xử lý chỉ tiêu sắt tổng, TSS, photpho tổng ........................85
Hình 3.16 Biểu đồ biểu diễn biến thiên giá trị pH ..........................................................88
Hình 3.17 Biểu đồ biểu diễn tỉ lệ NH4+/NO3-..................................................................89
Hình 3.18 Biểu đồ tải trọng ô nhiễm chỉ tiêu COD và BOD5 theo mơ hình A tại
ngƣỡng sống sót của từng loại thực vật .........................................................94
Hình 3.19 Biểu đồ tải trọng ơ nhiễm chỉ tiêu N-NH4+ và Nitơ tổng theo mơ hình A tại
ngƣỡng sống sót của từng loại thực vật .........................................................95
Hình 3.20 Biểu đồ tải trọng ô nhiễm chỉ tiêu Photpho tổng theo mơ hình A tại ngƣỡng
sống sót của từng loại thực vật ......................................................................96
Hình 3.21 Biểu đồ tải trọng ơ nhiễm chỉ tiêu sắt tổng theo mơ hình A tại ngƣỡng sống
sót của từng loại thực vật ...............................................................................97
Hình 3.22 Biểu đồ tải trọng ơ nhiễm chỉ tiêu TSS theo mơ hình A tại ngƣỡng sống sót
của từng loại thực vật.....................................................................................98

x


Hình 3.23 Biểu đồ hàm lƣợng chỉ tiêu COD, BOD5, NT, N-NH4+, TSS qua 04 bậc xử
lý ................................................................................................................. 101
Hình 3.24 Biểu đồ tải trọng xử lý của chỉ tiêu COD, BOD5, NT, N-NH4+, TSS qua 4
bậc xử lý...................................................................................................... 102
Hình 3.25 Biểu đồ hàm lƣợng chỉ tiêu Photpho tổng và sắt tổng qua 4 bậc xử lý ...... 105
Hình 3.26 Mơ hình ngày thứ 194, (a) vetiver, (b) cây sậy, (c) cây cỏ nến, (d) cây cỏ
voi .............................................................................................................. 107

xi


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng phân loại nƣớc rỉ rác ................................................................................8
Bảng 1.2 Nồng độ trong hệ thống xử lý nƣớc thải rỉ rác của các bãi chôn lấp mới và
lâu n m ............................................................................................................9
Bảng 1.3 Thành phần nƣớc rỉ rác của bãi rác tại các nƣớc châu Âu...............................11
Bảng 1.4 Thành phần nƣớc rỉ rác của bãi rác tại các nƣớc Châu Phi .............................13
Bảng 1.5 Thành phần nƣớc rỉ rác của bãi rác Châu Mỹ và Châu Úc (New Zealand) ....14
Bảng 1.6 Thành phần nƣớc rỉ rác của một số quốc gia ở châu Á ...................................16
Bảng 1.7 Thành phần nƣớc rỉ rác của một số BCL tại Việt Nam ...................................18
Bảng 1.8 Các quy trình xử lý sinh học, vật lý và hóa học ..............................................20
Bảng 1.9 Tổng quan về các cơ chế loại bỏ chất ơ nhiễm ................................................27
Bảng 1.10 Bảng tóm tắt những nghiên cứu đất ngập nƣớc nhân tạo trên các loại nƣớc
thải khác nhau ................................................................................................31
Bảng 1.11 Bảng tóm tắt nghiên cứu đất ngập nƣớc nhân tạo đối với nƣớc rỉ rác ..........32
Bảng 2.1 Bảng kế hoạch dự kiến sẽ tiến hành t ng dần các tỉ lệ pha loãng ...................49
Bảng 2.2 Bảng kế hoạch lấy mẫu các chỉ tiêu ô nhiễm của thí nghiệm 3a .....................50
Bảng 2.3 Bảng kế hoạch lấy mẫu các chỉ tiêu ơ nhiễm của thí nghiệm 4.......................51
Bảng 2.4 Phƣơng pháp phân tích mẫu ............................................................................52
Bảng 3.1 Bảng phân tích các chỉ tiêu đầu vào của nƣớc rác tại ãi rác Phƣớc Hiệp ......54
Bảng 3.2 Bảng đánh giá khả n ng thốt hơi nƣớc của từng mơ hình cho 4 loại cây ......57
Bảng 3.3 Bảng kết quả hàm lƣợng các chỉ tiêu tại các mốc thời điểm khác nhau ..........60
Bảng 3.4 Bảng hiệu suất xử lý các chỉ tiêu .....................................................................61
Bảng 3.5 Bảng kết quả hàm lƣợng các chỉ tiêu tại các mức tải trọng thủy lực khác nhau .
......................................................................................................................63

xii


Bảng 3.6 Bảng hiệu suất xử lý các chỉ tiêu tại các mức tải trọng thủy lực khác nhau ...64
Bảng 3.7 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu vào các chỉ tiêu .....................................69
Bảng 3.8 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây vetiver .....................69

Bảng 3.9 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây sậy ...........................70
Bảng 3.10 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây cỏ nến ....................70
Bảng 3.11 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây cỏ voi.....................71
Bảng 3.12 Bảng số liệu hiệu suất xử lý các chỉ tiêu cây vetiver .....................................71
Bảng 3.13 Bảng số liệu hiệu suất xử lý các chỉ tiêu cây sậy ..........................................72
Bảng 3.14 Bảng số liệu hiệu suất xử lý các chỉ tiêu cây cỏ nến .....................................72
Bảng 3.15 Bảng số liệu hiệu suất xử lý các chỉ tiêu cây cỏ voi ......................................73
Bảng 3.16 Bảng số liệu hiệu suất đối chứng Hđc (%) .....................................................73
Bảng 3.17 Bảng số liệu hiệu suất thực cây vetiver (Hthực % = H% - ∑Hđc%) ...............75
Bảng 3.18 Bảng số liệu hiệu suất thực cây sậy (Hthực % = H% - ∑Hđc%) ....................76
Bảng 3.19 Bảng số liệu hiệu suất thực cây cỏ nến (Hthực % = H% - ∑Hđc%) ..............76
Bảng 3.20 Bảng số liệu hiệu suất thực cây cỏ voi (Hthực % = H% - ∑Hđc%) ...............77
Bảng 3.21 Bảng giá trị pH của các thực vật thủy sinh tại các tỉ lệ pha loãng khác nhau87
Bảng 3.22 Bảng tỉ lệ NH4+/NO3- các thực vật thủy sinh tại các tỉ lệ pha loãng khác
nhau................................................................................................................88
Bảng 3.23 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây vetiver ...................90
Bảng 3.24 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây sậy .........................90
Bảng 3.25 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây cỏ nến ....................90
Bảng 3.26 Bảng số liệu kết quả hàm lƣợng đầu ra các chỉ tiêu cây cỏ voi.....................91
Bảng 3.27 Bảng số liệu hiệu suất xử lý của cây vetiver .................................................91
Bảng 3.28 Bảng số liệu hiệu suất xử lý của cây sậy .......................................................91

xiii


Bảng 3.29 Bảng số liệu hiệu suất xử lý của cây cỏ nến ..................................................92
Bảng 3.30 Bảng số liệu hiệu suất xử lý của cây cỏ voi...................................................92
Bảng 3.31 Bảng số liệu hiệu suất thực của cây vetiver (H thực % = H% - ∑Hđc%) ....92
Bảng 3.32 Bảng số liệu hiệu suất thực của cây sậy (H thực % = H% - ∑Hđc%) ..........93
Bảng 3.33 Bảng số liệu hiệu suất thực của cây cỏ nến (H thực % = H% - ∑Hđc%) ....93

Bảng 3.34 Bảng số liệu hiệu suất thực của cây cỏ voi (H thực % = H% - ∑Hđc%) .....93
Bảng 3.35 Bảng số liệu các chỉ tiêu phân tích qua 4 bậc xử lý.................................... 100
Bảng 3.36 Nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của bãi
chôn lấp chất thải rắn theo QCVN 25:2009/BTNMT ................................ 103
Bảng 3.37 Nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công
nghiệp theo QCVN 40:2011/BTNMT. ....................................................... 104
Bảng 3.38 Bảng số liệu chỉ tiêu E.coli và TVSVHK qua 4 bậc xử lý ......................... 106

xiv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BCL

Bãi chôn lấp

Biomass

Sinh khối thực vật

BOD

Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT

Bộ tài nguyên và mơi trƣờng

COD

Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

CTR

Chất thải rắn

DO

Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan trong nƣớc

ĐBSCL

Đồng ằng sơng Cửu Long

ĐNN

Đất ngập nƣớc

E.coli

Escherichia coli

Fetot

Sắt tổng

FWS

Dịng chảy tự do

Hđc1

Hiệu suất mơ hình đối chứng 1

Hđc2

Hiệu suất mơ hình đối chứng 2

Hthực

Hiệu suất xử lý thực

IESE

Viện khoa học và kỹ thuật môi trƣờng

KPH

Không phát hiện

N-NH4+

Amonia

N-NO3-

Nitrat

NRR

Nƣớc rỉ rác

Ntot

Nitơ tổng

Ptot

Photpho tổng

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SSF

Dòng chảy ngầm

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TKN

Tổng nitơ Kjeldahl

TSS

Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng

TVSVHK

Tổng vi sinh vật hiếu khí

XLNR

Xử lý nƣớc rác

xv


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay ở Việt Nam, xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) đô thị chủ yếu
vẫn là chôn lấp. Trên địa àn các thành phố lớn của Việt Nam nhƣ: Hà Nội và
TP. Hồ Chí Minh tỷ lệ CTRSH đơ thị đem chôn lấp chiếm tới 80-90%; Cụ thể
trên địa àn TP. Hà Nội, tỷ lệ CTRSH đô thị đem chôn lấp 73-81%, sản xuất
phân Compost <7% và tái chế 12-20% (URENCO Hà Nội 2006). Trên địa àn
cả nƣớc chỉ có 17/91 ãi chơn lấp đƣợc xem là hợp vệ sinh thì vấn đề xử lý
cũng là vấn đề cần quan tâm. Tại TP. Hồ Chí Minh, ngồi 2 ãi rác Đơng
Thạnh và Gị Cát đã đóng cửa và ngừng tiếp nhận rác từ n m 2008, hiện có 3
khu liên hiệp xử lý CTR là khu xử lý CTR Tây Bắc (Củ Chi), khu xử lý CTR
Thủ Thừa (Long An). Tại các cơ sở này, công nghệ xử lý rác cho đến nay chủ
yếu vẫn là chôn lấp hợp vệ sinh; vấn đề xử lý nƣớc rác vẫn đang là vấn đề ức
xúc.
Hiện nay, trên địa àn cả nƣớc có một số ít các ãi chơn lấp (BCL) có trạm xử
lý nƣớc rác đƣợc đầu tƣ xây dựng với công nghệ hiện đại nhƣ Trạm XLNR tại
BCL Gò Cát (TP. HCM) đƣợc các chuyên gia Hà Lan phối hợp cùng Việt Nam
xây dựng, với công nghệ hiện đại và tiên tiến, chi phí xây dựng khoảng hơn 1
triệu USD vào n m 2003. N m 2005, trạm XLNR tại BCL Đa Phƣớc, giai đoạn

1 sử dụng công nghệ lọc thẩm thấu ngƣợc kép có cơng suất xử lý 280 m 3 /ngày
đƣợc ứng dụng công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác từ Mỹ. N m 2009, Trạm XLNR tại
BCL Nam Bình Dƣơng đƣợc đầu tƣ với công nghệ xử lý hiện đại khi lựa chọn
cơng nghệ SFC của Áo, chi phí xây dựng khoảng 28 tỷ đồng đáp ứng các tiêu
chuẩn xả thải của Việt Nam. Đi đôi với việc đảm ảo hiệu quả xử lý các chỉ
tiêu ô nhiễm nƣớc rỉ rác đạt yêu cầu, trở ngại về chi phí đầu tƣ các trạm XLNR
hiện đại là rào cản lớn của đa số các tỉnh có nguồn ngân sách hạn hẹp. Do đó
đây là ài tốn nan giải cho các cấp chính quyền tại đa cố các địa phƣơng giữa

1


sự chọn lựa quyết định đầu tƣ dự án cải thiện môi trƣờng hay các đầu tƣ cho
các hạng mục quan trọng khác nhƣ cơ sở hạ tầng, giáo dục, y tế, xã hội …
Bên cạnh chi phí đầu tƣ rất lớn từ các công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác hiện đại, để
vận hành cơng nghệ trên địi hỏi các chi phí hóa chất xử lý rất cao, nhân viên
vận hành phải có trình độ chun mơn, chi phí ảo trì ảo dƣỡng nhiều. Từ các
chi phí thành phần đƣợc nêu trên dẫn đến tổng chi phí xử lý cho 1 m 3 nƣớc rỉ
rác hiện nay dao động từ 35.000 – 250.000 VNĐ/m3 tùy thuộc vào loại công
nghệ. Với tổng chi phí xử lý trung ình cao đã đặt ra ài tốn tìm ra cơng nghệ
mới có khả n ng xử lý nƣớc rỉ rác với chi phí xử lý hợp lý và có khả n ng ứng
dụng rộng rãi tại nhiều nơi trên cả nƣớc.
Một thực trạng mà các trạm XLNR hiện đại gặp phải sau thời gian dài hoạt
động từ 10 – 20 n m có dấu hiệu xuống cấp, tuổi thọ trung ình của các máy
móc, cơng trình ngắn. Do đó cơng tác ảo trì máy móc và cải tạo, nâng cấp các
cơng trình phải thƣờng xuyên đã gián tiếp làm chi phí xử lý ngày càng t ng
cao hơn so với thời điểm mới đƣa vào hoạt động.
Mặc khác, đa số nguồn kinh phí chi trả cho công tác xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc
trích ra một phần từ phí thu gom và xử lý rác từ các hộ gia đình trong địa àn
thu gom. Sau thời gian hoạt động, ãi chôn lấp sẽ đầy và đóng cửa, nguồn kinh

phí chi trả cho cơng tác xử lý nƣớc rỉ rác sẽ khơng cịn. Thời điểm này, đa số
các trạm XLNR (doanh nghiệp nhà nƣớc) sẽ nhận chi phí hỗ trợ từ ngân sách
của địa phƣơng thông thƣờng trong khoảng thời gian 5 n m để xử lý triệt để
phần nƣớc rỉ còn lại. Tuy nhiên, một thực trạng là nƣớc rỉ rác sẽ phát sinh liên
tục trên 10 n m sẽ trực tiếp tạo gánh nặng cho ngân sách địa phƣơng khi phải
chi cho công tác xử lý môi trƣờng lâu dài.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, việc tìm kiếm một giải pháp vừa xử lý nƣớc rỉ
rác hiệu quả, chi phí xử lý hợp lý, thân thiện với môi trƣờng, khả n ng ứng
dụng thực tiễn cao đang là mối quan tâm hàng đầu của các chuyên gia trong
l nh vực xử lý nƣớc thải trên thế giới và Việt Nam. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu

2


ứng dụng mơ hình đất ngập nước nhân tạo xử lý nước rỉ rác của bãi rác
Phước Hiệp” đƣợc đề nghị nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phát triển mơ hình đất ngập nƣớc nhân tạo xử lý nƣớc rỉ rác tại bãi rác Phƣớc
Hiệp nhằm giảm chi phí xử lý và đem lại giải pháp thân thiện với môi trƣờng.
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài:
- Nƣớc thải rỉ rác
- Mơ hình đất ngập nƣớc
Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
- Không gian: Tại số 487, ấp 7, xã Tân Thạnh Đông, huyện Củ Chi, thành phố Hồ
Chí Minh.
- Thực vật thủy sinh : cây sậy, cỏ vetiver, cỏ voi, cây cỏ nến (cỏ nến).
- Thời gian: từ 01/11/2016 đến 15/08/2017
- Quy mô: pilot
4. Nội dung nghiên cứu

- Nội dung 1: Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải đầu vào, khảo sát khả n ng thoát hơi
nƣớc và thời gian lƣu nƣớc tối ƣu của mơ hình đất ngập nƣớc cho 04 loại thực
vật thủy sinh.
- Nội dung 2: Khảo sát tải trọng thủy lực tối ƣu của mơ hình đất ngập nƣớc cho 04
loại thực vật thủy sinh.
- Nội dung 3: Đánh giá khả n ng thích nghi và hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mơ
hình đất ngập nƣớc 1 bậc cho 04 loại thực vật thủy sinh.
- Nội dung 4: Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của mô hình đất ngập nƣớc 4
bậc liên tiếp gồm cây sậy, cỏ vetiver, cỏ voi, cỏ nến nhằm để nâng cao hiệu quả

3


xử lý.
5. Ý nghĩa của đề tài
- Tính thực tiễn:
Thử nghiệm qui mô pilot với công suất lớn hơn qui mơ phịng thí nghiệm sẽ
đánh giá một cách xác thực về hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm của nƣớc rỉ
rác bằng công nghệ đất ngập nƣớc với độ tin cậy cao. Qua đó, có cách nhìn nhận
về các yếu tố khách quan do ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu nhƣ ánh sáng,
nhiệt độ, độ ẩm, mƣa, mùi, sâu ệnh ... Đề xuất thiết kế mơ hình đất ngập nƣớc
xử lý nƣớc rỉ rác bằng phƣơng pháp đất ngập nƣớc. Từ đó đƣa ra qui trình vận
hành hợp lý, tần suất kiểm sốt của mơ hình đất ngập nƣớc ra ứng dụng thực tế.
- Khía cạnh mơi trƣờng:
Giải pháp xử lý nƣớc rỉ rác bằng phƣơng pháp đất ngập nƣớc đƣợc xem là một
giải pháp “Xanh” vì khơng sử dụng hóa chất, tiêu tốn ít n ng lƣợng (chủ yếu
điện n ng), giảm phát thải CO2 trong quá trình xử lý, sinh khối sinh ra trong quá
trình sinh trƣởng của thực vật xử lý nƣớc rỉ rác có thể tận dụng làm phân bón
hữu cơ. Đồng thời, đóng góp một phần giảm thiểu ơ nhiễm đảm bảo nƣớc đầu ra
đạt quy chuẩn xả thải.

- Khía cạnh kinh tế:
Với phƣơng án xử lý nƣớc rỉ rác bằng công nghệ đất ngập nƣớc sẽ có chi phí
đầu tƣ thấp, giảm đƣợc chi phí xử lý gồm chi phí vận hành và bảo trì rẻ hơn so
với các các phƣơng pháp xử lý truyền thống. Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ổn định
và bền vững theo thời gian dài sau nhiều n m ãi rác đóng cửa .
- Tính khoa học:
Đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu của từng loại cây để tìm ra cách bố trí tối ƣu
cho các bậc xử lý để đạt hiệu quả xử lý các chỉ tiêu cao nhất.

4


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về nƣớc rỉ rác
1.1.1 Khái niệm nước rỉ rác
Nƣớc thải từ các bãi chơn lấp có thể định ngh a là các chất lỏng thấm qua các lớp
chất thải rắn mang theo các chất hòa tan hoặc lơ lửng [1]. Do đƣợc sinh ra từ rác
thải, loại nƣớc thải này rất độc hại, chứa nhiều chất ơ nhiễm nhƣ khí nitơ, amoniac,
kim loại nặng, các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, BOD5, COD hàm lƣợng cao…có
khả n ng gây ơ nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. Nếu thấm vào đất, sẽ gây ô nhiễm
trầm trọng nguồn nƣớc ngầm, nếu chảy vào kênh, nó sẽ hủy hoại mơi trƣờng thủy
sinh ở khu vực đó. Vì vậy, rất cần thiết phải xử lý triệt để nƣớc thải rỉ rác trƣớc khi
thải ra môi trƣờng.
1.1.2 Nguồn gốc, thành phần, tính chất của nước rỉ rác
Thành phần nƣớc rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi của bãi chơn lấp, loại
rác, khí hậu. Mặt khác, độ dày, độ nén và lớp nguyên liệu phủ trên cùng cũng tác
động lên thành phần nƣớc rác…Song nƣớc rỉ rác gồm 2 thành phần chính đó là các

hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ. Các chất hữu cơ : Axit humic, axit funlvic,
các loại hợp chất hữu cơ có nguồn gốc nhân tạo… Các chất vô cơ : Là các hợp chất
của Nitơ, Photpho, lƣu huỳnh…
Thành phần và tính chất nƣớc rị rỉ cịn phụ thuộc vào các phản ứng lý, hóa, sinh
xảy ra trong BCL. Các q trình sinh hóa xảy ra trong BCL chủ yếu do hoạt động
của các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từ chất thải rắn làm nguồn dinh dƣỡng
cho hoạt động sống của chúng.
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải trong bãi chơn lấp đƣợc chia
thành các nhóm chủ yếu sau:
- Các vi sinh vật ƣa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 0-20oC
- Các vi sinh vật ƣa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 20-40oC

5


- Các vi sinh vật ƣa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ 40-70oC
Sự phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp bao gồm các giai đoạn sau:
- Giai đoạn I – Giai đoạn thích nghi an đầu: chỉ sau một thời gian ngắn từ khi
chất thải rắn đƣợc chơn lấp thì các q trình phân hủy hiếu khí sẽ diễn ra, bởi vì
trong bãi rác cịn có một lƣợng khơng khí nhất định nào đó đƣợc giữ lại.
Giai đoạn này có thể kéo một vài ngày cho đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ
phân hủy, nguồn vi sinh vật gồm có các loại vi sinh hiếu khí và kị khí.
- Giai đoạn II – Giai đoạn chuyển tiếp: oxy bị cạn kiệt dần và sự phân hủy chuyển
sang giai đoạn kị khí. Khi đó, nitrat và sulphat là chất nhận điện tử cho các phản
ứng chuyển hóa sinh học và chuyển thành khí nitơ và hydro sulfit. Khi thế oxy
hóa giảm, cộng đồng vi khuẩn chịu trách nhiệm phân hủy chất hữu cơ trong rác
thải thành CH4, CO2 sẽ bắt đầu quá trình 3 ƣớc (thủy phân, lên men axit và lên
men metan) chuyển hóa chất hữu cơ thành axit hữu cơ và các sản phẩm trung
gian khác (giai đoạn III). Trong giai đoạn II, pH của nƣớc rị rỉ sẽ giảm xuống
do sự hình thành của các loại axit hữu cơ và ảnh hƣởng của nồng độ CO2 t ng

lên trong bãi rác.
- Giai đoạn III – giai đoạn lên men axit: các vi sinh vật trong giai đoạn II đƣợc
kích hoạt do việc t ng nồng độ các axit hữu cơ và lƣợng H2 ít hơn. Bƣớc
đầu tiên trong quá trình 3 ƣớc liên quan đến sự chuyển hóa các enzym trung
gian (sự thủy phân) của các hợp chất cao phân tử (lipit, polysacarit, protein)
thành các chất đơn giản thích hợp cho vi sinh vật sử dụng. Tiếp theo là quá trình
lên men axit. Trong ƣớc này xảy ra q trình chuyển hóa các chất hình thành ở
ƣớc trên thành các chất trung gian phân tử lƣợng thấp hơn nhƣ là axit acetic và
nồng độ nhỏ axit fulvic, các axit hữu cơ khác. Khí cac onic đƣợc tạo ra nhiều
nhất trong giai đoạn này, một lƣợng nhỏ H2S cũng đƣợc hình thành. Giá trị pH
của nƣớc rò rỉ giảm xuống nhỏ hơn 5 do sự có mặt của các axit hữu cơ và khí
CO2 có trong bãi rác. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học
(COD) và độ dẫn điện t ng lên đáng kể trong suốt giai đoạn III do sự hòa tan các

6