Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước rỉ rác bằng mô hình snap với giá thể acrylic pile farbics

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------

PHẠM VĂN SUNG

MSHV: 10250531

KHĨA: 2010

CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC RỈ
RÁC BẰNG MƠ HÌNH SNAP VỚI GIÁ THỂ
ACRYLIC PILE FABRICS

TP.HCM - 07/2012


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: ............................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: ..................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: ..................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
Tp.HCM ngày. . . . . tháng . . . . . năm . . . . .
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. ..............................................................
2. ..............................................................
3. ..............................................................
4. ..............................................................
5. ..............................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

Bộ mơn quản lý chuyên ngành


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 29 tháng 08 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên Học viên: PHẠM VĂN SUNG

MSHV: 10250531

Ngày, tháng, năm sinh: 11/03/1987

Nơi sinh: Thừa Thiên – Huế

Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường
I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC RỈ RÁC
BẰNG MƠ HÌNH SNAP VỚI GIÁ THỂ ACRYLIC PILE FABRICS
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Xây dựng mơ hình SNAP (Single-stage Nitrogen removal using Anammox and
Partial nitritation) với nguồn nước thải nhân tạo mô phỏng nước rỉ rác.
Xác định ảnh hưởng của tải trọng nitơ đến hiệu quả xử lý nitơ của quá trình SNAP
với các tải trọng thí nghiệm tăng dần: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 kg N-NH4/m3/ngày.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

Ngày 29 / 08 / 2011

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

Ngày 04 / 07 / 2012

V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

TS. NGUYỄN TẤN PHONG
PGS.TS. LÊ THỊ HỒNG TRÂN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN BỘ MÔN
QL. CHUYÊN NGÀNH

TS. NGUYỄN TẤN PHONG
PGS.TS. LÊ THỊ HỒNG TRÂN
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Tấn Phong, giảng
viên Khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM, đã tận tình hướng
dẫn và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô giáo làm việc tại Khoa Môi
Trường - Trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM. Trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu tại trường, các Thầy, Cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến
thức chuyên ngành quý báu giúp tác giả hồn thành chương trình đào tạo và Luận
văn thạc sĩ.
Xin chân thành cảm ơn tập thể các anh chị nhân viên Phịng thí nghiệm, Khoa
Mơi Trường - Trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM, đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ
tác giả trong nghiên cứu và phân tích thử nghiệm.
Tác giả xin thể hiện lịng biết ơn đến cha mẹ, anh em trong gia đình đã động
viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn; cảm ơn các anh chị, các bạn lớp cao học
Công nghệ Môi Trường K2009, K2010, các bạn sinh viên đã giúp đỡ, đồng hành
cùng tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Đồng thời, tác giả xin cảm ơn Tổ chức JICA, Nhật Bản, đã hỗ trợ kinh phí cho
nghiên cứu này.

Trân trọng cảm ơn!
Tp. HCM, ngày 04 tháng 07 năm 2012

Phạm Văn Sung

i


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

TĨM TẮT
Cơng nghệ truyền thống loại bỏ nitơ dựa trên sự kết hợp hai quá trình sinh học
nitrat hóa – khử nitrat, cơng nghệ này bọc lộ rõ nhược điểm đó là hiệu quả khơng ổn
định và chi phí vận hành cao (cần bổ sung cơ chất cho quá trình và tiêu thụ nhiều
năng lượng). Chính vì vậy việc nghiên cứu cơng nghệ xử lý mới có hiệu quả cao,
chi phí thấp để xử lý hàm lượng nitơ trong nước thải là một yêu cầu cấp thiết. Và
trong những năm gần đây, quá trình xử lý nitơ mới đã được nghiên cứu đó là q
trình SNAP (Single-stage Nitrogen removal using Anammox and Partial nitritation).
Công nghệ SNAP dựa trên sự tồn tại đồng thời của các vi khuẩn oxy hóa
ammonium (AOB) và Anammox trong một bể phản ứng sử dụng giá thể sinh học.
Với những ưu điểm như chi phí vận hành thấp, hiệu quả ổn định, lượng bùn thải
sinh ra ít, SNAP hiện đang là một lựa chọn công nghệ khả thi cho việc xử lý nguồn
nước thải có nồng độ ammonium cao.
Đề tài “Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước rỉ rác bằng mô hình SNAP với giá thể
Acrylic Pile Fabrics” được thực hiện nhằm đánh giá tính khả thi và khả năng xử lý
nitơ ammonium trong nước rỉ rác sau khi đã xử lý hữu cơ.
Nghiên cứu được thực hiện dựa trên nguồn nước thải nhân tạo đã qua xử lý hữu
cơ với các tải trọng nitơ (NLR) lần lượt là 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1 kg-N/m3/ngày tương

ứng với nồng độ nitơ ammonium đầu vào khoảng 85, 170, 255, 400 và 500 mgNNH4/l. Các yếu tố vận hành được kiểm soát gồm pH (7,5 – 8,0), DO (0,5 – 2,5
mgO2/l), HRT (10h – 12h). Đồng thời, các chỉ tiêu nitơ được đánh giá gồm: NNH4+, N-NO2-, N-NO3- và nitơ tổng.
Kết quả cho thấy, hiệu quả loại bỏ tổng nitơ trong nước thải đạt hiệu suất cao
nhất ở tải trọng 0,4 kg-N/m3/ngày (khoảng 170 mgN-NH4/l) lên đến 71,17%, với
hiệu suất chuyển hóa nitơ ammonium đạt 80,43%. Sự ổn định về hiệu suất chuyển
hóa và xử lý nitơ cũng dần đạt được ở các tải trọng nitơ sau.

ii


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

ABSTRACT
Traditional technology for nitrogen removal bases on a combination of two
biological processes nitrification - denitrification, this technology clearly showed
weakness that is unstable efficiency and high-cost operation (need to supply the
substrate for process and high energy consumption). Therefore, the study of new
treatment technology with high efficiency, low cost to treat nitrogen in wastewater
is a critical requirement. And in recent years, the new process has been studied for
nitrogen removal which is the SNAP process (Single-stage Nitrogen removal using
Anammox and Partial nitritation). SNAP technology is based on the simultaneous
existence of ammonium oxidizing bacteria (AOB) and Anammox in a reaction tank
using biomass carrier. With the advantages such as low operating cost, stable
performance, less the amount of sludge generated, SNAP is a feasible technology
option for the disposal of wastewater with high ammonium concentrations.
Project "Studies on nitrogen removal from landfill leachate by Single-Stage
Using Anammox and Partial Nitritation (SNAP) with Acrylic Pile Fabrics as
biomass carrier” was conducted to evaluate the feasibility and ability to ammonium

nitrogen removal in the landfill leachate after organic treatment.
The study was carried out based on the synthesis wastewater after organic
treatment with the nitrogen loading rates (NLR), respectively, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1
kg-N/m3/day correlative with influence ammonium nitrogen about 85, 170, 255,
400, 500 mgN-NH4/l, respectively. Operational factors were controlled such as pH
(7.5 - 8.0), DO (0.5 - 2.5 mgO2/l), HRT (10h - 12h). Also, the evaluation criteria of
nitrogen include: N-NH4+, N-NO2-, N-NO3- and total nitrogen.
The results showed that total nitrogen removal efficiency in wastewater reached
the highest performance in load 0.4 kg-N/m3/day (about 170 mgN-NH4/l) up to
71.17%, the efficiency of conversion of ammonium nitrogen reached 80.43%. The
stability of nitrogen conversion and removal performance was gradually achieved in
the next nitrogen loading rates.

iii


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

MỤC LỤC
Lời cảm ơn ................................................................................................................... i
Tóm tắt ........................................................................................................................ii
Abstract ..................................................................................................................... iii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh mục từ viết tắt ................................................................................................ viii
Danh mục bảng .......................................................................................................... ix
Danh mục hình ........................................................................................................... xi
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................. 3
1.3. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................... 3
1.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 3
1.5. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 3
1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................. 4
1.7. Tính mới của đề tài............................................................................................... 4
Chương II. TỔNG QUAN ........................................................................................ 5
2.1. Tổng quan về nước rỉ rác ..................................................................................... 5
2.1.1. Nguồn gốc hình thành nước rỉ rác ..................................................................... 5
2.1.2. Thành phần nước rỉ rác ..................................................................................... 6
2.1.3. Ô nhiễm môi trường do nước rỉ rác .................................................................. 9
2.1.4. Các chỉ tiêu chính cần được xử lý đối với nước rỉ rác ...................................... 9
2.1.5. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác ................................................................. 10
2.1.5.1. Tuần hoàn nước rỉ rác .................................................................................. 10
2.1.5.2. Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chất
thải rắn ....................................................................................................................... 10
2.1.5.3. Ứng dụng các q trình hóa lý để xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chất thải
rắn .............................................................................................................................. 11

iv


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

2.1.5.4. Ứng dụng các quá trình hóa học để xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chất
thải rắn ....................................................................................................................... 12
2.1.6. Xử lý nitơ trong nước rỉ rác ............................................................................ 14
2.2. Tổng quan về phương pháp sinh học xử lý nitơ................................................. 15

2.2.1 Quá trình nitrat hoá - khử nitrat (nitrification - denitrification) ....................... 15
2.2.1.1. Quá trình nitrat hóa ...................................................................................... 15
2.2.1.2. Q trình khử nitrat hóa ............................................................................... 17
2.2.2. Quá trình Anammox ........................................................................................ 19
2.2.2.1. Sự phát hiện phản ứng Anammox ................................................................ 20
2.2.2.2. Phương trình phản ứng Anammox ............................................................... 21
2.2.2.3. Các đặc điểm của vi khuẩn Anammox......................................................... 21
2.2.2.4. Đặc điểm sinh trưởng và các yếu tố ảnh hưởng đến vi khuẩn Anmmox ..... 25
2.2.2.5. Ưu nhược điểm trong ứng dụng quá trình Anammox .................................. 27
2.2.3. Quá trình nitrit hóa .......................................................................................... 28
2.2.4. Các cơng nghệ ứng dụng q trình nitrit hóa và Anammox ........................... 31
2.2.4.1. Q trình OLAND........................................................................................ 31
2.2.4.2. Quá trình SHARON – Anammox ................................................................ 32
2.2.4.3. Quá trình CANON ....................................................................................... 34
2.2.4.4. Quá trình SNAP ........................................................................................... 34
2.2.4.5. Một số nghiên cứu ứng dụng liên quan đến quá trình SNAP ...................... 37
CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 39
3.1. Điều kiện thí nghiệm .......................................................................................... 39
3.2. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 40
3.3. Mơ hình nghiên cứu ........................................................................................... 40
3.3.1. Sơ đồ nguyên lý............................................................................................... 40
3.3.1.1. Quy trình hoạt động của mơ hình ................................................................. 41
3.3.1.2. Điều kiện vận hành mơ hình ........................................................................ 42
3.3.2. Chi tiết cấu tạo mơ hình .................................................................................. 43
3.3.3. Giá thể sinh học dùng trong mơ hình nghiên cứu ........................................... 44

v


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

3.3.4. Sinh khối SNAP .............................................................................................. 45
3.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 46
3.4.1. Lấy mẫu ........................................................................................................... 46
3.4.2. Thiết bị và phương pháp phân tích.................................................................. 46
3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 49
3.5. Nội dung thí nghiệm........................................................................................... 49
3.5.1. Giai đoạn khởi động mơ hình .......................................................................... 49
3.5.2. Giai đoạn khảo sát chính ................................................................................. 49
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 51
4.1. Giai đoạn khởi động mơ hình ............................................................................. 51
4.2. Giai đoạn khảo sát chính .................................................................................... 52
4.2.1. Các thông số vận hành .................................................................................... 52
4.2.1.1. Nồng độ oxy hòa tan - DO ........................................................................... 54
4.2.1.2. Giá trị nhiệt độ ............................................................................................. 55
4.2.1.3. Giá trị pH...................................................................................................... 56
4.2.1.4. Quan hệ giữa pH, nhiệt độ, TAN và FA (free ammonia) qua các tải trọng
nghiên cứu ................................................................................................................. 57
4.2.2. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ và hiệu suất loại bỏ tổng nitơ ......................... 61
4.2.2.1. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ ..................................................................... 61
4.2.2.2. Hiệu suất loại bỏ tổng nitơ – TN .................................................................. 64
4.2.2.3. Quan hệ giữa hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ và hiệu suất loại bỏ tổng nitơ 68
4.2.3. Nồng độ N-NO2- và nồng độ N-NO3- đầu ra ................................................... 70
4.2.3.1. Nồng độ N-NO2- đầu ra ................................................................................ 70
4.2.3.2. Nồng độ N-NO3- đầu ra ................................................................................ 75
4.2.4. Quan hệ giữa nồng độ N-NO2-, N-NO3- đầu ra với hiệu suất chuyển hóa và
loại bỏ nitơ ................................................................................................................ 79
4.2.5. Kết quả phân tích lượng bùn sau q trình nghiên cứu .................................. 81

CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 85
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 85

vi


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

5.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 86
Danh mục cơng trình nghiên cứu khoa học đã cơng bố ............................................ 87
Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 88
Lý lịch trích ngang .................................................................................................... 94
Phần phụ lục .............................................................................................................. 95
Phụ lục I. Số liệu phân tích ....................................................................................... 95
Phụ lục II. Thơng số kỹ thuật các thiết bị của mơ hình SNAP ................................. 98
Phụ lục III. Một số hình ảnh trong q trình phân tích ............................................. 99

vii


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Anammox Anaerobic ammonium oxidation
AOB

Ammonia-oxidizing bacteria

BCL

Bãi chôn lấp

BOD

Biochemical oxygen demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

COD

Chemical oxygen demand (Nhu cầu oxy hóa học)

CTR

Chất thải rắn

DO

Dissolved oxygen (Oxy hòa tan)

HRT

Hydraulic retention time

MBBR

Moving bed biofilm reactor

MLSS

Mixed liquor susbended solids

MLVSS

Mixed liquor volatile suspended solids

NLR

Nitrogen loading rate (Tải trọng nitơ)

NOB

Nitrite-oxidizing bacteria (Vi khuẩn oxy hóa nitrit)

RBC

Rotating biological contactor

SBR

Sequencing batch reactor

SNAP

Single-stage nitrogen removal using anammox and partial nitritation

SS

Suspended solid (chất rắn lơ lửng)

TN

Total nitrogen (tổng nitơ)

VSS

Volatile suspended solids (Các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi)

viii


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần nước rỉ rác theo P.Economopoulos, 1993 ............................... 6
Bảng 2.2. Các loại hình bãi chơn lấp .......................................................................... 7
Bảng 2.3. Thành phần nước rỉ rác BCL Gị Cát và BCL Đơng Thạnh ....................... 8
Bảng 2.4. So sánh các phương pháp xử lý nước rỉ rác .............................................. 13
Bảng 2.5. Các loài vi khuẩn Anammox đã được phát hiện ....................................... 22
Bảng 2.6. Điều kiện hoạt động thích hợp của q trình nitrit hóa bán phần và
Anammox .................................................................................................................. 37
Bảng 3.1. Tính chất nước thải nhân tạo .................................................................... 40
Bảng 3.2. Chi tiết kích thước mơ hình thực nghiệm ................................................. 43
Bảng 3.3. Các thơng số kỹ thuật của giá thể Acrylic Pile Fabrics ............................ 44
Bảng 3.4. Thiết bị và phương pháp phân tích ........................................................... 46
Bảng 3.5. Các tải trọng nghiên cứu ........................................................................... 49

Bảng 4.1. Giá trị trung bình các thơng số vận hành trong bể phản ứng SNAP qua
các tải trọng .............................................................................................................. 53
Bảng 4.2. Giá trị trung bình FA và các thơng số vận hành trong bể phản ứng SNAP
qua các tải trọng ....................................................................................................... 59
Bảng 4.3. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ trung bình trong giai đoạn ổn định của mỗi
tải trọng nghiên cứu................................................................................................... 63
Bảng 4.4. Hiệu suất loại bỏ tổng nitơ trung bình trong giai đoạn ổn định của mỗi tải
trọng nghiên cứu........................................................................................................ 66
Bảng 4.5. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ và hiệu suất loại bỏ tổng nitơ trung bình
trong giai đoạn ổn định của mỗi tải trọng nghiên cứu .............................................. 68
Bảng 4.6. Nồng độ N-NO2- và phần trăm N-NO2- trung bình đầu ra trong giai đoạn
ổn định của mỗi tải trọng nghiên cứu........................................................................ 73
Bảng 4.7. Nồng độ N-NO3- và phần trăm N-NO3- trung bình đầu ra trong giai đoạn
ổn định của mỗi tải trọng nghiên cứu........................................................................ 77
Bảng 4.8. Nồng độ N-NO2-, N-NO3- trung bình đầu ra qua các tải trọng nghiên cứu 80

ix


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

Bảng 4.9. Kết quả phân tích lượng bùn đáy và bùn bám trên giá thể ....................... 82

x


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Cơ chế chuyển hóa ammonium ở vi khuẩn Nitrosomonas europaea ........ 16
Hình 2.2. Cơ chế chuyển hóa của vi khuẩn khử nitrat .............................................. 18
Hình 2.3. Vịng tuần hồn nitơ và q trình Anammox ........................................... 20
Hình 2.4. Cấu trúc tế bào vi khuẩn Anammox.......................................................... 24
Hình 2.5. Tế bào Anammox và cơ chế sinh hóa ....................................................... 24
Hình 2.6. Thời gian lưu nhỏ nhất của Nitrosomonas và Nitrobacter theo hàm số của
nhiệt độ ..................................................................................................................... 29
Hình 2.7. Đồ thị Anthonisen về sự ức chế quá trình nitrat hóa bởi FA và FNA ...... 30
Hình 2.8. Sơ đồ kết hợp quá trình SHARON - Anammox ....................................... 33
Hình 2.9. Mơ tả q trình SNAP ............................................................................... 35
Hình 2.10. Cấu trúc bông bùn trên lớp vật liệu của quá trình SNAP ....................... 35
Hình 2.11. Các phản ứng chính diễn ra trong lớp biofilm ........................................ 36
Hình 3.1. Biểu đồ nhiệt độ Thành phố Hồ Chí Minh................................................ 39
Hình 3.2. Sơ đồ ngun lý mơ hình thực nghiệm SNAP .......................................... 41
Hình 3.3. Mơ hình SNAP thực tế ban đầu ............................................................... 42
Hình 3.4. Mơ hình SNAP sau khi chạy nước thải ..................................................... 43
Hình 3.5. Cấu trúc giá thể Arcylic Pile Fabrics ........................................................ 44
Hình 3.6. Giá đỡ vật liệu dính bám ........................................................................... 45
Hình 3.7. Bùn Anammox (a) và bùn hoạt tính (b) sử dụng ...................................... 46
Hình 3.8. Sơ đồ quy trình xác định MLSS và MLVSS............................................. 48
Hình 4.1. Sự dính bám của sinh khối SNAP (bùn Anammox, bùn hoạt tính) lên giá
thể ở giai đoạn khởi động .......................................................................................... 52
Hình 4.2. Giá trị các thơng số vận hành trong bể phản ứng SNAP qua các tải trọng53
Hình 4.3. Nồng độ DO trung bình trong bể phản ứng SNAP qua các tải trọng nghiên
cứu ............................................................................................................................. 54
Hình 4.4. Nhiệt độ trung bình trong bể phản ứng SNAP qua các tải trọng nghiên
cứu ............................................................................................................................. 55

xi


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

Hình 4.5. Giá trị pH trung bình trong bể phản ứng SNAP qua các tải trọng nghiên
cứu ............................................................................................................................. 57
Hình 4.6. Tương quan giữa pH, nhiệt độ và FA trong bể SNAP qua các tải trọng
nghiên cứu ................................................................................................................ 58
Hình 4.7. Tương quan giữa pH, nhiệt độ và FA trung bình trong bể SNAP qua các
tải trọng nghiên cứu .................................................................................................. 60
Hình 4.8. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ và hiệu suất loại bỏ tổng nitơ .................. 61
Hình 4.9. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ trung bình trong giai đoạn ổn định của mỗi
tải trọng nghiên cứu .................................................................................................. 64
Hình 4.10. Hiệu suất loại bỏ tổng nitơ trung bình trong giai đoạn ổn định của mỗi
tải trọng nghiên cứu .................................................................................................. 67
Hình 4.11. Hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ và hiệu quả loại bỏ tổng nitơ trung bình
trong giai đoạn ổn định của mỗi tải trọng nghiên cứu ............................................. 69
Hình 4.12. Nồng độ N-NO2- đầu ra qua các tải trọng nghiên cứu ........................... 71
Hình 4.13. Nồng độ và phần trăm N-NO2- trung bình đầu ra trong giai đoạn ổn định
của mỗi tải trọng nghiên cứu .................................................................................... 74
Hình 4.14. Nồng độ N-NO3- đầu ra qua các tải trọng nghiên cứu ........................... 75
Hình 4.15. Nồng độ N-NO3- và phần trăm N-NO3- trung bình đầu ra trong giai đoạn
ổn định của mỗi tải trọng nghiên cứu ....................................................................... 78
Hình 4.16. Quan hệ giữa nồng độ N-NO2-, N-NO3- đầu ra với hiệu suất chuyển hóa
và loại bỏ nitơ ........................................................................................................... 79
Hình 4.17. Nồng độ N-NO2-, N-NO3- trung bình đầu ra qua các tải trọng nghiên cứu 81

Hình 4.18. Bùn đáy trong bể SNAP sau khi kết thúc vận hành ............................... 82
Hình 4.19. Bùn bám trên giá thể sau khi kết thúc vận hành .................................... 83
Hình 4.20. Bùn SNAP sau khi kết thúc vận hành .................................................... 83
Hình 4.21. Bùn SNAP quan sát dưới kính hiển vi sau khi kết thúc vận hành ......... 84

xii


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong khoảng thời gian trước đây, hầu hết các công trình xử lý nước thải ở Việt
Nam đều tập trung chủ yếu đến việc xử lý các chỉ tiêu SS, BOD, COD,
Coliforms,… và chỉ một phần nhỏ nitơ được loại bỏ trong các cơng trình này. Việc
xả thải các nguồn nước thải có nồng độ dinh dưỡng cao (nồng độ N, P cao) vào các
thủy vực tiếp nhận nguồn nước thải làm cho hiện tượng phú dưỡng hóa tại các khu
vực này diễn ra ngày càng nhanh chóng và trầm trọng. Hậu quả của việc phú dưỡng
hóa là sự kích thích tăng trưởng các lồi rong tảo, gây phá vỡ các chuỗi thức ăn
trong hệ sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái các thủy vực có hiện tượng phú dưỡng,
gây ô nhiễm nước và làm bồi cạn các thủy vực. Vì vậy hiện nay, các nhà quản lý
mơi trường ngày càng quan tâm đến chất lượng các nguồn nước xả thải ra mơi
trường đặc biệt là sự kiểm sốt q trình phú dưỡng hóa trên nguồn tiếp nhận nước
thải, vì vậy thêm hai chỉ tiêu được mọi người quan tâm xử lý khá nhiều đó là nồng
độ N, P trong nước thải.
Thực tế hiện nay, chất lượng nước đầu ra trong các cơng trình xử lý nước thải
hầu như không ổn định đặc biệt là hàm lượng nitơ. Công nghệ hiện tại cho việc xử

lý nitơ dựa trên sự kết hợp hai q trình sinh học nitrat hóa – khử nitrat truyền
thống, công nghệ này bộc lộ rõ nhược điểm đó là hiệu quả khơng ổn định và chi phí
vận hành cao (cần bổ sung cơ chất cho quá trình và tiêu thụ nhiều năng lượng).
Chính vì vậy việc nghiên cứu cơng nghệ xử lý mới có hiệu quả cao, chi phí thấp để
xử lý hàm lượng nitơ trong nước thải là một yêu cầu cấp thiết ở những thập niên
cuối của thế kỷ 20.
Năm 1995, các nhà khoa học đã khám phá ra một quá trình sinh học với sự
chuyển hóa nitơ mới chưa từng biết đến trước đó cả về lý thuyết lẫn thực nghiệm,
đó là phản ứng oxy hóa kỵ khí Ammonium (Anaerobic ammonium oxidation, viết
tắt là Anammox) [31]. Trong phản ứng này ammonium được oxy hóa bởi nitrit
1


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

trong điều kiện kỵ khí, không cần cung cấp chất hữu cơ để tạo thành nitơ phân tử.
Sự phát triển quá trình Anammox đã mở ra hướng phát triển kỹ thuật xử lý nitơ
mới, đặc biệt có ý nghĩa đối với nước thải có hàm lượng nitơ cao và chất hữu cơ
thấp. Phản ứng Anammox [40]:
NH4+ + 1,32NO2- + 0,066HCO3- + 0,13H+  1,02N2 + 0,26NO3- +
0,066CH2O0,5N0,15 + 2,03H2O
Trong vòng hai thập niên vừa qua đã bùng nổ các nghiên cứu có liên quan đến
quá trình Anammox và ứng dụng của nó. Trên thực tế, nghiên cứu ứng dụng quá
trình Anammox trong xử lý nước thải giàu ammonium chỉ được tiến hành một cách
mạnh mẽ từ năm 2004 đến nay. Còn trong giai đoạn từ 1994 đến 2004, phần lớn tập
trung vào nghiên cứu cơ bản nhằm định hướng cho triển khai ứng dụng. Quá trình
Anammox đã được ứng dụng thành cơng đối với cả nước thải sinh hoạt lẫn nước
thải công nghiệp thuộc da ở Hà Lan, Đức, Áo [20]. Tuy nhiên, Việt Nam có rất ít

ứng dụng q trình Anammox để xử lý nitơ với nồng độ cao trong nước thải.
Quá trình xử lý nitơ dựa trên cơ sở kết hợp nitrit hóa – Anammox có nhiều ưu
điểm hơn q trình nitrat hóa – khử nitrat, làm giảm đáng kể chi phí xử lý. Mặt
khác, do q trình nitrit hóa và Anammox là các q trình chuyển hóa sinh học
được thực hiện bởi các nhóm vi khuẩn tự dưỡng có các đặc điểm sinh trưởng khác
nhau nên vấn đề then chốt là cần nghiên cứu các kỹ thuật phản ứng nhằm kiểm soát
một cách tốt nhất hiệu suất của 2 quá trình chuyển hóa.
Các q trình ứng dụng khử nitơ đã được nghiên cứu trước đó là SHARON –
Anammox (Single reactor system for High activity Ammonia Removal Over Nitrite
- Anaerobic ammonium oxidation); CANON (Completely Autotrophic N-removal
Over

Nitrite);

OLAND

(Oxygen

Limitted

Autotrophic

Nitrification

–

Denitrification). Và trong giai đoạn gần đây, quá trình xử lý nitơ mới đã được
nghiên cứu đó là quá trình SNAP (Single-stage Nitrogen removal using Anammox
and Partial nitritation).
Quá trình SNAP đang dần chứng tỏ tính hiệu quả trong việc xử lý nước thải có

nồng độ ammonium cao, vì vậy đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu xử lý nitơ trong

2


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

nước rỉ rác bằng mô hình SNAP với giá thể Acrylic Pile Fabrics” mang lại ý
nghĩa thiết thực.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Phát triển quá trình sinh trưởng bám dính dựa vào sự kết hợp của phản ứng nitrit
hóa bán phần và phản ứng Anammox trong một bể phản ứng (SNAP - Single-stage
Nitrogen removal using Anammox and Partial nitritation) để loại bỏ nitơ từ nước
thải tổng hợp mô phỏng nước rỉ rác đã qua xử lý hữu cơ với hàm lượng ammonium
cao sử dụng loại vật liệu mang Acrylic Pile Fabrics trong điều kiện tại Việt Nam.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Mơ hình thí nghiệm cơng nghệ SNAP với giá thể Acrylic Pile Fabrics (NET Co.
Ltd., Nhật Bản).
- Nước thải tổng hợp mô phỏng nước rỉ rác đã qua xử lý hữu cơ (BOD 5, COD)
với nồng độ N-NH4+ cao.
1.4. Nội dung nghiên cứu
- Thiết kế và lắp đặt mơ hình thí nghiệm SNAP.
- Ngun tắc cơ bản của quá trình SNAP và phương pháp vận hành.
- Tạo điều kiện thích hợp thúc đẩy nhóm vi khuẩn AOB và Anammox phát triển
tốt giúp quá trình SNAP diễn ra hiệu quả.
- Xác định ảnh hưởng của tải trọng nitơ đến hiệu quả xử lý của quá trình SNAP
với vật liệu mang Acrylic Pile Fabrics.
1.5. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tổng quan tài liệu: Tổng hợp, nghiên cứu, tham khảo các tài liệu
trong và ngồi nước có liên quan đến đề tài để lựa chọn các thông số kiểm sốt
thích hợp và từ đó xây dựng một mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm hồn chỉnh.
- Phương pháp thực nghiệm mơ hình, nghiên cứu trên mơ hình.

3


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

- Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu.
- Phương pháp tính tốn và xử lý số liệu.
1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Về mặt khoa học, kết quả nghiên cứu của mơ hình là cơ sở lý thuyết để đánh
giá khả năng thích nghi, sinh trưởng và phát triển của nhóm vi khuẩn nitrit hóa và
Anammox trong cùng một bể phản ứng với môi trường nước thải nhân tạo, tạo cơ
sở cho các nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố, thành phần ảnh hưởng đến hiệu quả
xử lý nitơ nhằm tạo tiền đề cho việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ SNAP để loại
bỏ nitơ trong các loại nước thải khác nhau.
- Về mặt thực tiễn, kết quả của đề tài cũng là cơ sở để triển khai nghiên cứu ứng
dụng rộng rãi quá trình SNAP trong xử lý nước thải có nồng độ ammonium rất cao
từ một số lĩnh vực chăn nuôi, công nghiệp như: Nước thải từ lò mổ, nước thải từ chế
biến nước tương, nước rỉ rác, các xí nghiệp chế biến thủy sản, chăn nuôi heo, nhà
máy chế biến tinh bột sắn, thực phẩm và một số ngành nghề khác,…
1.7. Tính mới của đề tài
Nghiên cứu quá trình SNAP để xử lý nước thải nhân tạo chứa nitơ amonium
nồng độ cao đã được thực hiện khá nhiều trên thế giới. Tuy nhiên, việc nghiên cứu
tại Việt Nam chưa nhiều và còn hạn chế. Do vậy, đề tài này góp phần tạo thêm cơ

sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

4


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
Trong những hệ thống xử lý nước thải đô thị hiện nay (thường là những hệ thống
bùn hoạt tính), việc loại bỏ nitơ được thực hiện trong suốt quá trình loại bỏ những
thành phần hữu cơ. Tuy nhiên, những hệ thống đặc biệt cần đạt hiệu quả loại bỏ nitơ
từ nguồn nước thải giàu ammonium.
Cơng nghệ nitrat hóa – khử nitrat truyền thống đã được áp dụng trong một
khoảng thời gian dài trước đây nhưng công nghệ này bộc lộ rõ nhược điểm như hiệu
quả khơng ổn định và chi phí vận hành cao (cần bổ sung cơ chất cho quá trình và
tiêu thụ nhiều năng lượng).
Trong những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu cơng nghệ mới xử lý nitơ có
hiệu quả cao, chi phí thấp dựa trên sự kết hợp của q trình nitrit hóa bán phần
(partial nitritration) và q trình Anammox để xử lý hàm lượng nitơ ammonium
trong nước thải.
Dựa vào sự kết hợp này, đề tài tiến hành nghiên cứu hiệu quả xử lý nitơ trong
nước rỉ rác bằng mơ hình SNAP với giá thể Acrylic Pile Fabrics, đây là sự kết hợp
hai q trình nitrit hóa bán phần và Anammox trong một bể phản ứng với mục tiêu
tiết kiệm chi phí xây dựng, chi phí vận hành so với hệ thống nitrat hóa – khử nitrat
truyền thống.
2.1. Tổng quan về nước rỉ rác
2.1.1. Nguồn gốc hình thành nước rỉ rác

Nước rỉ rác là sản phẩm của quá trình phân hủy chất thải bởi q trình lý, hóa và
sinh học diễn tra trong lịng bãi chơn lấp. Nước rác là loại nước chứa nhiều chất ơ
nhiễm hịa tan từ quá trình phân hủy rác và lắng xuống dưới đáy ô chôn lấp [3].
Lượng nước rác được hình thành trong bãi chơn lấp chủ yếu do các q trình sau:
- Nước thoát ra từ độ ẩm rác
- Nước từ phân hủy sinh học các chất hữu cơ

5


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

- Nước gia nhập từ bên ngoài vào là nước mưa thấm từ trên xuống qua lớp phủ
bề mặt
- Nước ngầm thấm qua đáy/thân ô chôn lấp vào bên trong nơi chứa rác
Lượng nước rỉ rác hình thành chủ yếu từ nước mưa (thấm và chảy tràn) chiếm
trên 70% và từ độ ẩm của rác chiếm dưới 30%.
Lượng nước rỉ rác tại thành phố Hồ Chí Minh vào khoảng 1 – 1,2 triệu m3/năm.
Các thành phố khác như Hải Phịng, Đà Nẵng, Quảng Ninh có lưu lượng nước rỉ rác
bằng 10 – 15% thành phố Hồ Chí Minh [1].
Lượng nước rỉ rác sinh ra phụ thuộc vào:
- Điều kiện tự nhiên khu vực chôn lấp (lượng mưa, bốc hơi, nước ngầm,…)
- Độ ẩm chất thải chôn lấp
- Kỹ thuật xử lý đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nước mặt
2.1.2. Thành phần nước rỉ rác
Theo P. Economopoulos, nước rỉ rác có thành phần như bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thành phần nước rỉ rác theo P.Economopoulos, 1993
Thành phần

Đơn vị

BOD5

Nồng độ

mg/L

Dao động
2000 – 30000

Trung bình
10000

TOC

mg/L

1500 – 20000

6000

COD

mg/L

3000 – 45000

18000

SS

mg/L

200 – 1000

500

Org-N

mg/L

10 – 600

200

N-NH3

mg/L

10 -800

200

-

mg/L

5 – 40

25

mg/L

1 – 70

30

mg/L

1 – 50

20

mgCaCO3/L

1000 – 10000

3000

5,3 – 8,3

6,0

N-NO3

Phosphat tổng
P-PO4

3-

Độ kiềm
pH
Độ cứng

mg/L

300 – 10000

3500

Ca

mgCaCO3/L

200 – 3000

1000

Mg

mg/L

50 – 1500

250

6

Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

mg/L

200 – 2000

300

Na

mg/L

200 – 2000

500

-

mg/L

100 – 3000

500

2-

mg/L

100 – 1500

300

mg/L

50 - 600

60

K
Cl

SO4

Fe tổng

Nguồn: Hướng dẫn kỹ thuật kiểm kê nguồn thải của Tổ chức Y tế thế giới, 1993.
P.economopoulos.
Thành phần nước rỉ rác phụ thuộc rất lớn vào tuổi ô chôn lấp, đối với bãi mới
chôn lấp thì thành phần các chất ơ nhiễm trong nước rỉ rác thường cao hơn nhiều so
với bãi chôn lấp lâu năm. Chirstensen và Mortensen đã tổng kết đặc điểm thành
phần nước rác tại bãi chôn lấp theo thời gian vận hành (bảng 2.2).
Bảng 2.2. Các loại hình bãi chơn lấp

Thơng
số

Đơn vị

Độ dẫn

mS/m

TSS

mg/L

VSS

mg/L

3000

8000

TOC

mg/L

3000

15000

COD

mgO2/L

5000

BOD

mgO2/L

4000

-

Cl

SO4

2-

Bãi rác trung
bình

Bãi rác mới
Yếu

Mạnh

500

3000

Yếu

Yếu

Mạnh

250

1500

1000

2000

150

750

30000

1000

5000

20000

200

1000

10

30

5

10

500

1000
50

2500

-

mg/L
mgS/L

Mạnh

Bãi rác lâu năm

3000

400

Tổng N
AmoniN
Tổng P

mgN/L

500

1500

mgN/L

200

1200

mgP/L

5

100

Na

mg/L

500

2000

Ca

mg/L

500

1500

80

200

Fe

mg/L

200

1000

20

100

Cd

ug/L

10

7

100

Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

Cr

ug/L

20

1000

Cu

ug/L

10

1000

Ni

ug/L

50

2000

Pb

ug/L

20

1000

Zn

mg/L

0,1

10

Phenol

mg/L

0,5

5

Dầu/mỡ

mg/L

2

20

Nguồn: Chirstensen, 1982 và Mortensen, 1993.
Như vậy, cùng với thời gian thì tỷ số BOD/COD giảm đi và hàm lượng BOD chỉ
chiếm khoảng 20% so với COD. Tỷ lệ BOD/COD thấp cho thấy nước rỉ rác chứa
các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Đáng lưu ý là hàm lượng nitơ cao,
trong đó 90% tồn tại dưới dạng NH3.
Thực tế kiểm tra các chỉ tiêu ô nhiễm của nước rỉ rác từ BCL Gị Cát (thuộc loại
bãi mới) và BCL Đơng Thạnh (bãi rác cũ) của thành phố Hồ Chí Minh được trình
bày trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Thành phần nước rỉ rác BCL Gị Cát và BCL Đơng Thạnh [4]
Thành phần

BCL Gị Cát

BCL Đông Thạnh

pH

4,8 – 6,2

7,8 – 8,4

Độ kiềm, mgCaCO3/l

1200 – 4500

2000 – 8000

COD, mg/l

39614 – 59750

1080 – 4000

BOD5, mg/l

2000 – 20000

100 – 200

N tổng, mg/l

336 - 2500

450 - 1450

+

297 – 2350

400 – 1360

-

5 – 8,5

1 – 3,2

N-NH4 , mg/l
N-NO3 , mg/l

Nguồn: Khoa môi trường - Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM.
Tỉ lệ BOD/COD của BCL Gị Cát cao, do đó có thể áp dụng biện pháp sinh học
để xử lý. Hàm lượng BOD cao thích hợp cho việc sử dụng kết hợp q trình kỵ khí
và hiếu khí để loại bỏ phần lớn chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Trong khi đó
BOD/COD của BCL Đơng Thạnh rất thấp (0,15 – 0,25) thể hiện khả năng phân hủy
sinh học kém.
8


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

2.1.3. Ơ nhiễm mơi trường do nước rỉ rác
Trong điều kiện bình thường, nước rỉ rác thường tích đọng lại ở đáy của bãi rác.
Nước sinh ra do độ ẩm cao (60-70%) của rác và do quá trình phân hủy các chất hữu
cơ cũng tạo thành H2O. Trong quá trình thấm qua tầng đất đá, nước rỉ rác với hàm
lượng chất hữu cơ cao và có thể chứa các chất độc hại (kim loại nặng) sẽ làm ô
nhiễm nguồn nước ngầm. Nước rỉ rác là lượng nước thấm qua chất thải và đem theo
các chất bẩn hòa tan hoặc lơ lửng. Tại hầu hết các bãi rác, lượng nước rỉ rác là
lượng sinh ra trong q trình phân hủy các chất thải đơ thị và lượng nước ngầm qua
rác từ nhiều nguồn như nước mưa, nước ngầm. Do ngấm qua rác, nước rỉ rác chứa
rất nhiều chất vơ cơ và hữu cơ hồ tan.
Thành phần tạp chất trong nước rỉ rác rất đa dạng: Chất hữu cơ khơng tan, dạng
keo có kích thước nhỏ (cỡ 1m – 10-4cm) như các mảnh vụn hữu cơ, vi khuẩn (đang
sống hoặc đã chết), các chất hữu cơ có phân tử lượng lớn như axit humic, fulvic,
lignin từ vài vạn đến vài triệu đơn vị (Dalton). Các chất thải hữu cơ dạng khơng tan
hoặc có phân tử lượng cao sẽ tiếp tục được phân hủy (đặc biệt là xác vi sinh vật)
trong môi trường nước tiếp nhận, hoặc gây đục, gây màu hạn chế sự phát triển của
các loại thủy thực vật và thủy động vật sống trong nước.

Thành phần chất hữu cơ tan trong nước rỉ rác rất phong phú với các tỉ lệ nồng độ
rất khác nhau: Các chất hữu cơ khá thông dụng (COD, BOD) lượng lớn với nồng độ
từ vài chục tới vài chục ngàn mg/l, đến các chất hữu cơ vi lượng (dưới g/l, phần tỉ)
có tác hại rất lớn đến mơi trường, đặc biệt đối với các loài thủy sinh như khả năng
gây chết, gây đột biến gen, làm rối loạn chức năng tế bào.
Ngồi ra, do q trình sinh hố xảy ra trong nước rỉ rác chủ yếu là quá trình phân
hủy kỵ khí, nên các khí sinh ra có thể bao gồm NH3, CO2, CO, H2S, CH4 gây mùi
hơi khó chịu đến các khu vực lân cận, thậm chí gây ngộ độc.
2.1.4. Các chỉ tiêu chính cần được xử lý đối với nước rỉ rác
Hàm lượng chất hữu cơ (biểu diễn bằng chỉ tiêu COD) rất cao, có thể đạt từ vài
nghìn đến vài chục nghìn mg/l (cho nước “mới”) hoặc vài trăm tới khoảng 2000
mg/l (cho nước “cũ”) [3].

9


Luận văn thạc sĩ

Phạm Văn Sung

Nước rỉ rác có màu tối và mùi rác rất đặc trưng dễ gây phản ứng của dân cư xung
quanh cần phải được xử lý.
Để lâu ngày trong một ơ chơn lấp có diện tích lớn, lượng khống chất có thể tăng
rất cao. Ví dụ, tại Nam Sơn, Hà Nội (2001) hàm lượng chất khoáng được xác định
vào khoảng 8000 – 30000 mg/l tại ô chôn lấp số 3 [3].
Hàm lượng các hợp chất nitơ cao tại các hồ lưu giữ nước rỉ rác, kể cả hệ hồ sinh
học. Đây là chỉ tiêu khó xử lý, tốn kém, nếu thải sẽ gây phú dưỡng đối với nguồn
tiếp nhận. Ví dụ, tại Nam Sơn, Hà Nội (2001) tổng nitơ Kjendahl TKN = 250 – 300
mg/l [3].
2.1.5. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác [5]

2.1.5.1. Tuần hoàn nước rỉ rác
Nước rỉ rác nguyên chất được bơm tuần hồn trở lại bãi chơn lấp chất thải rắn để
cung cấp thêm độ ẩm cho quá trình phân hủy bên trong bãi chôn lấp, đồng thời các
chất hữu cơ, BOD, COD có trong nước rỉ rác sẽ được giữ lại trong bãi chôn lấp để
làm chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển, góp phần làm sạch nước rỉ rác.
2.1.5.2. Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp
chất thải rắn
a. Xử lý hiếu khí
Các cơng trình thường sử dụng là bể aeroten, hồ ổn định có sục khí, đĩa lọc sinh
học, bể lọc sinh học, cánh đồng tưới tự nhiên,… Tuy nhiên các cơng trình xử lý
thường chiếm diện tích lớn. Hơn nữa, nước rỉ rác có hàm lượng ô nhiễm rất cao nên
xử lý hiếu khí sẽ rất tốn kém. Phương pháp này chỉ thích hợp ở giai đoạn cuối cùng
khi nước rỉ rác đã qua các giai đoạn xử lý chính.
b. Xử lý kỵ khí
Hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở, cơng nghệ đệm bùn kỵ khí dịng
chảy ngược (UASB). So với xử lý hiếu khí, xử lý kị khí nước rỉ rác cho thấy tính
khả thi cao hơn và có nhiều ưu điểm vượt trội:
- Chi phí đầu tư vận hành thấp, lượng hóa chất cần bổ sung ít, khơng địi hỏi cấp
khí, đỡ tốn năng lượng mà cịn có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từ biogas

10