Nghiên cứu khả năng xử lý nước rỉ rác bằng bãi lọc cây sậy
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.25 MB, 102 trang )
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
..
LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển thì nhận thức của con ngƣời ngày càng tăng. Do
đó, những vấn đề bất cập của cuộc sống ngày càng đƣợc dƣ luận quan tâm và tìm
cách khắc phục. Một trong những vấn đề nóng đƣợc xã hội quan tâm hiện nay là
việc môi trƣờng ngày càng bị đe dọa bởi lƣợng rác thải sinh ra mỗi ngày một nhiều.
Thế nhƣng tại nƣớc ta nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói riêng việc phân loại
rác tại nguồn chƣa đƣợc ứng dụng thành công nên gây nhiều khó khăn cho vấn đề
xử lý và tạo ra một loại nƣớc thải độc hại có tính chất rất đặc thù là nƣớc rỉ rác.
Hiện nay, việc xử lý rác thải bằng biện pháp chôn lấp hợp vệ sinh đƣợc sử
dụng phổ biến vì tiết kiệm chi phí, dễ xây dựng và khơng địi hỏi kỹ thuật quá cao.
Tuy nhiên lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra mỗi ngày tại các BCL là một vấn đề khiến các
nhà làm mơi trƣờng phải quan tâm vì tính chất đặc biệt của nó và khả năng ảnh
hƣởng tới mơi trƣờng xung quanh. Trƣớc vấn đề này thì nhiều cơng nghệ trong và
ngoài nƣớc đang đƣợc đề ra và áp dụng xử lý. Trong đó, biện pháp xử lý nƣớc rỉ rác
bằng các biện pháp sinh học đang đƣợc quan tâm vì thân thiện với mơi trƣờng, chi
phí vận hành thấp và hiệu quả xử lý cao.
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 1
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
CHUNG
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 2
Đồ án tốt nghiệp
1.1.
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Lý do lựa chọn đề tài:
Dân số thế giới ngày càng tăng, cùng với sự tăng trƣởng kinh tế, đời sống
của ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng cao, vì thế lƣợng chất thải phát sinh ngày càng
lớn,Việt Nam hiện có khoảng 755 đơ thị, tốc độ tăng dân số và q trình đơ thị hóa
nhanh chóng đang gây sức ép về suy giảm mơi trƣờng sống do khơng kiểm sốt
đƣợc chất thải phát sinh. Xử lý rác thải đã và đang trở thành một vấn đề nóng bỏng.
Tại thành phố Hồ Chí Minh, khối lƣợng chất thải rắn sinh hoạt đã vƣợt khỏi con số
hai triệu tấn/năm, những câu chuyện về rác và những hệ lụy mơi trƣờng từ rác đang
“nóng lên” trong những năm gần đây. Theo thống kê của Viện Môi trƣờng đơ thị và
cơng nghiệp Việt Nam, bình qn mỗi năm cả nƣớc phát sinh thêm khoảng 25.000
tấn rác thải sinh hoạt, tổng lƣợng rác thải sinh hoạt phát sinh từ các đơ thị có xu
hƣớng tăng trung bình từ 10% - 16%. Trong đó, tỉ lệ thu gom rác thải tại cả đơ thị
bình qn cả nƣớc chỉ đạt khoảng 70-80%.
Một điều đáng lƣu ý khác là cả nƣớc có tới 52 bãi chơn lấp rác thải gây ơ
nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng, trong khi quỹ đất cho các bãi chôn lấp ngày càng
hạn hẹp. Khi đặt ra vấn đề cần phải xử lý rác nhƣ thế nào thì câu trả lời lại vẫn là
chơn lấp là chính. Một số dự án công nghệ xử lý, tái chế chất thải rắn hoạt động
chƣa hiệu quả và cũng thiếu nguồn nhân lực cho công tác quản lý và vận hành xử
lý, tái chế chất thải rắn dẫn tới việc ô nhiễm rác thải và có tác động tiêu cực đến
chất lƣợng sống đơ thị.
Chỉ tính riêng tại TPHCM, năm 2010 lƣợng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh
7.000 tấn/ngày, trong đó chỉ thu gom đƣợc 6.500 tấn/ngày. Thành phố có 4 bãi
chôn lấp (BCL) hợp vệ sinh đã và đang hoạt động: BCL Đông Thạnh (hiện nay chỉ
tiếp nhận xà bần), BCL Gị Cát (vừa mới đóng cửa), BCL Phƣớc Hiệp và BCL Đa
Phƣớc. Cho đến nay tổng khối lƣợng rác đã đƣợc chôn lấp tại 2 BCL Đa Phƣớc và
Phƣớc Hiệp 2 đã lên đến con số 7.900.000 tấn, trong đó Đa Phƣớc là 3.500.000 tấn,
và Phƣớc Hiệp 2 là 4.500.000 tấn. Và sự quá tải đó đã dẫn đến những hậu quả về
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 3
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
mặt môi trƣờng, nhƣ mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các BCL đã phát tán hàng
kilomét vào khu vực dân cƣ xung quanh và một vấn đề nghiêm trọng nữa là sự tồn
đọng của hàng trăm ngàn mét khối nƣớc rác tại các BCL và cùng với lƣợng nƣớc rỉ
rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500m3 tại các BCL thì nuớc rỉ rác
đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với mơi trƣờng.
Hình 1.1. Nƣớc rỉ rác tại BCL Gị Cát
Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng những phƣơng
pháp xử lý nƣớc rỉ rác đang đƣợc áp dụng tại các BCL vẫn còn bộc lộ rất nhiều
nhƣợc điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải, đặc
biệt là chỉ tiêu BOD và N, P, các kim loại nặng (QCVN 24:2003, giá trị C, cột B),
tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý rất cao, khó kiểm sốt, và cơng suất xử lý
khơng đạt thiết kế. Ngun nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần nƣớc rỉ
rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (các chất hữu cơ
khó/khơng có khả năng phân hủy sinh học tăng dần và nồng độ ammonium tăng
đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn các công nghệ xử lý chƣa phù
hợp đã dẫn đến nƣớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn mơi trƣờng thải ra sơng, rạch vẫn cịn
rất hạn chế trong khi lƣợng nƣớc rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục tăng lên.
Với hiện trạng lƣợng chất thải rắn thải ra mơi trƣờng ngày càng nhiều và
theo đó các cơng trình xử lý chúng cũng đƣợc xây dựng lên để đáp ứng nhu cầu xử
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 4
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
lý đặc biệt là các BCL, chính vì thế đặt ra vấn đề xử lý nƣớc rác rị rỉ từ các bãi
chơn lấp là xu thế đúng đắn hiện nay, mặc dù hiện nay lƣu lƣợng thải ra là chƣa lớn
nhƣng theo thời gian yêu cầu đặt ra cũng tăng nhanh, chúng ta cần có những biện
pháp thích hợp để có kinh nghiệm thực tế sớm để có thể đối phó kịp thời với những
phát sinh trong thời gian tới.
Với những lý do ở trên, việc nghiên cứu tìm ra những loại thực vật nhằm
tăng khả năng xử lý nƣớc rỉ rác, giảm tối đa lƣợng nƣớc rỉ rác xâm nhập ra bên
ngoài cũng nhƣ đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải để giảm thiểu “hiểm họa ngầm” từ nƣớc
rỉ rác đối với môi trƣờng.
1.2.
Mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải rỉ rác của bãi lọc cây sậy.
1.3.
Nội dung nghiên cứu:
Để đạt đƣợc những mục đích trên, các nội dung nghiên cứu sau đây đƣợc thực hiện:
- Thu thập các số liệu về thành phần nƣớc rỉ rác trên thế giới và Việt Nam.
- Phân tích, đánh giá các số liệu nƣớc rỉ rác trên thế giới thu thập đƣợc.
- Thu thập và tổng hợp các kết quả nghiên cứu và vận hành thực tế các quá
trình xử lý nƣớc rỉ rác tại Việt Nam.
- Xây dựng mô hình thí nghiệm và vận hành mơ hình thí nghiệm.
- Phân tích chất lƣợng nƣớc đầu vào và đầu ra của nƣớc rỉ rác.
1.4.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
Để thực hiện các nội dung nghiên cứu và mục tiêu đồ án đã đề ra, áp dụng
các phƣơng pháp nghiên cứu sau:
1.4.1. Phương pháp luận:
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 5
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Nƣớc dùng cho sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, dịch vụ sau khi đã sử dụng
đều trở thành nƣớc thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau và lại đƣợc đƣa lại
các nguồn nƣớc nếu không sử lý sẽ làm ô nhiễm môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc bị suy
giảm, cạn kiệt nguồn nƣớc sử dụng, làm ảnh hƣởng đến sinh vật và địa tầng chất.
Theo báo cáo hiện trạng môi trƣờng hằng năm của Cục bảo vệ môi trƣờng cho biết
hơn 90% nhà máy, xí nghiệp đang hoạt động hoặc một số nhà máy đƣợc xây dựng
đều khơng có hệ thống sử lý nƣớc thải.
Thông thƣờng lƣợng nƣớc rỉ rác từ các bãi rác chƣa qua xử lý mà đi thẳng ra
môi trƣờng gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt, đất, khơng khí và ảnh hƣởng
đến sinh vật, sức khoẻ con ngƣời. Lƣợng nƣớc rỉ rác đó chính là mối đe doạ nghiêm
trọng đến hệ sinh thái môi trƣờng tự nhiên. Xử lý nƣớc rỉ rác từ các bãi chôn lấp rác
hiện đang là vấn đề "nóng" tại các đơ thị lớn ở Việt Nam. Ðây là nguồn nƣớc thải
độc hại do có chứa nhiều chất độc hại hủy diệt đối với sinh vật và con ngƣời nhƣ nitơ, a-mô-ni-ắc, vi khuẩn gây bệnh đƣờng ruột, BOD... Hiện đã có nhiều cơng trình
nghiên cứu và ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác, nhƣng phần lớn các cơng trình này hiệu
quả đều không cao, không đáp ứng đƣợc yêu cầu xử lý đạt tiêu chuẩn thải với các
chỉ tiêu COD và ni-tơ tổng. Trên thực tế, việc xử lý nƣớc rỉ rác tại các bãi chơn lấp
Ðơng Thạnh, Gị Cát, Phƣớc Hiệp và Ða Phƣớc (TP. Hồ Chí Minh) gặp khơng ít
khó khăn. Nguyên nhân khó xử lý triệt để là bởi thành phần nƣớc rỉ rác luôn thay
đổi do rác đem chôn lấp không đƣợc phân loại.
Bên cạnh những hệ thống xử lý đƣợc đầu tƣ quy mô, hiện đại, vẫn cịn những
cơng nghệ chỉ đƣợc đầu tƣ tạm thời, nên đã và đang bộc lộ nhiều bất ổn. Các cơng
trình này cho kết quả khơng ổn định do chất lƣợng nƣớc rỉ rác biến động theo mùa;
giá xử lý nƣớc rỉ rác thƣờng rất cao, trở thành gánh nặng cho ngân sách các địa
phƣơng. Mặt khác, việc chuyên chở nƣớc rỉ rác cịn gây ơ nhiễm cho các nơi xe đi
qua, chi phí chuyên chở cũng gây tốn kém lớn, chƣa kể đơi khi các xe này cịn xả
"trộm" gây ô nhiễm môi trƣờng sống của ngƣời dân.
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 6
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Trong đó việc sử dụng mơ hình bãi lọc thực vật, điển hình là bãi lọc cây sậy để
xử lý lƣợng nƣớc thải trên là một biện pháp xử lý với chi phí thấp, hiệu quả cao và
thân thiện với môi trƣờng bởi vì sậy là lồi thực vật có khả năng xử lý tốt với hiệu
suất cao trên 90% đối với tất cả các chỉ tiêu nghiên cứu là BOD5, COD, Coliform…
1.4.2. Phương pháp cụ thể
Phương pháp điều tra thực địa
Điều tra thu thập số liệu có sẵn về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã
hội. Khảo sát khu vực nghiên cứu, biết đƣợc lƣu lƣợng nƣớc rỉ rác cũng nhƣ các
thông số khác tại các BCL.
Phương pháp phân tích tổng hợp
Thu thập các tài liệu nhƣ tiêu chuẩn, các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác của
các nƣớc trên thế giới, các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác của những BCL ở Việt
Nam hiện hữu.
Tìm hiểu về thành phần tính chất của nƣớc thải và phân tích các tài liệu tìm
đƣợc.
Phân tích các thơng số pH, SS, COD, N – tổng theo phƣơng pháp chuẩn tại
phịng thí nghiệm.
Phương pháp chun gia
Tham vấn ý kiến của thầy cô hƣớng dẫn, thầy cô trong khoa và các chuyên
gia trong ngành môi trƣờng và xử lý nƣớc thải.
1.5.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rỉ rác
của BCL Phƣớc Hiệp bằng mơ hình bãi lọc cây sậy.
- Phạm vi nghiên cứu : Nƣớc rỉ rác nghiên cứu đƣợc lấy tại hồ chứa nƣớc rỉ
rác BCL Phƣớc Hiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 7
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 8
Đồ án tốt nghiệp
2.1.
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Định nghĩa nƣớc rỉ rác:
Nƣớc rỉ rác từ các bãi chơn lấp có thể đƣợc định nghĩa là chất lỏng thấm qua
các lớp chất thải rắn mang theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng
(Tchobanoglous et al., 1993).
2.1.1. Nguồn gốc phát sinh:
Trong hầu hết các bãi chơn lấp, nƣớc rị rỉ tự sinh ra do độ ẩm cao (60-70%)
của rác và do quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo thành nƣớc (H2O) và khí
cacbonic (CO2). Lƣợng nƣớc rác khơng chỉ bao gồm nƣớc tự sinh trong rác, chúng
còn bao gồm lƣợng nƣớc mƣa thấm từ trên bề mặt xuống (nhất là ở nƣớc ta nơi có
lƣợng mƣa tƣơng đối lớn), từ nƣớc ngầm ở dƣới đáy và thành ô chôn lấp nếu xử lý
chống thấm không triệt để. Trong quá trình thấm qua các tầng rác, nƣớc sẽ đem theo
các chất bẩn hịa tan hoặc lơ lửng Nƣớc có thể thấm vào theo một số cách sau đây:
-
Nƣớc sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong BCL
-
Mực nƣớc ngầm có thể dâng lên vào các ơ chơn rác
-
Nƣớc có thể rỉ vào do các cạnh (vách) của ô rác
-
Nƣớc từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ơ chơn rác
-
Nƣớc mƣa rơi xuống khu vực BCL rác trƣớc khi đƣợc phủ đất và trƣớc
khi ơ rác đóng lại.
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 9
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Tuy nhiên, nƣớc rỉ rác tại các bơ rác chủ yếu đƣợc hình thành do hai nguồn
chính là độ ẩm của rác và quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ tạo ra
nƣớc.
2.1.2. Tổng quan về thành phần nước rỉ rác trên thế giới:
Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chơn lấp khác nhau, nhƣng
nhìn chung rác đƣợc chôn trong bãi chôn lấp chịu hàng loạt các biến đổi lý, hóa,
sinh cùng lúc xảy ra. Khi nƣớc chảy qua sẽ mang theo các chất hóa học đã đƣợc
phân hủy từ rác. Thành phần chất ô nhiễm trong nƣớc rò rỉ phụ thuộc vào nhiều yếu
tố nhƣ: thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chôn lấp, khí hậu, các mùa trong
năm, chiều sâu bãi chơn lấp, độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ trên cùng,
tốc độ di chuyển của nƣớc trong bãi rác, độ pha loãng với nƣớc mặt và nƣớc ngầm,
sự có mặt của các chất ức chế, các chất dinh dƣỡng đa lƣợng và vi lƣợng, việc thiết
kế và hoạt động của bãi rác, việc chôn lấp chất thải rắn, chất thải độc hại, bùn từ
trạm xử lý nƣớc thải. Ta sẽ lần lƣợc xét qua các yếu tố chính ảnh hƣởng đến thành
phần và tính chất nƣớc rị rỉ.
2.1.2.1.
Thời gian chơn lấp:
Tính chất nƣớc rị rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp. Nhiều nghiên cứu cho
thấy rằng nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc rị rỉ là một hàm theo thời gian.
Theo thời gian nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc rác giảm dần. Thành phần của
nƣớc rò rỉ thay đổi tùy thuộc vào các giai đoạn khác nhau của quá trình phân hủy
sinh học đang diễn ra. Sau giai đoạn hiếu khí ngắn (một vài tuần hoặc kéo dài đến
vài tháng), thì giai đoạn phân hủy yếm khí tạo ra axit xảy ra và cuối cùng là q
trình tạo ra khí metan. Trong giai đoạn axit, các hợp chất đơn giản đƣợc hình thành
nhƣ các axit dễ bay hơi, amino axit và một phần fulvic với nồng độ nhỏ. Trong giai
đọan này, khi rác mới đƣợc chơn hoặc có thể kéo dài vài năm, nƣớc rị rỉ có những
đặc điểm sau:
-
Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao.
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 10
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
-
pH nghiêng về tính axit.
-
BOD cao.
-
Tỷ lệ BOD/COD cao.
-
Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao.
-
Vi sinh vật có số lƣợng lớn.
-
Nồng độ các chất vơ cơ hịa tan và kim loại nặng cao.
Khi rác đƣợc chơn càng lâu, q trình metan hóa xảy ra. Khi đó chất thải rắn
trong bãi chơn lấp đƣợc ổn định dần, nồng độ ô nhiễm cũng giảm dần theo thời
gian. Giai đoạn tạo thành khí metan có thể kéo dài đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa.
Đặc điểm nƣớc thải ở giai đoạn này:
-
Nồng độ các axid béo dễ bay hơi thấp.
-
pH trung tính hoặc kiềm.
-
BOD thấp.
-
Tỷ lệ BOD/COD thấp.
-
Nồng độ NH4+ thấp.
-
Vi sinh vật có số lƣợng nhỏ.
-
Nồng độ các chất vơ cơ hịa tan và kim loại nặng thấp.
Theo thời gian chơn lấp đất thì các chất hữu cơ trong nƣớc rị rỉ cũng có sự
thay đổi. Ban đầu, khi mới chơn lấp, nƣớc rị rỉ chủ yếu axit béo bay hơi. Các axit
thƣờng là acetic, propionic, butyric. Tiếp theo đó là axit fulvic với nhiều cacboxyl
và nhân vòng thơm. Cả axit béo bay hơi và axit fulvic làm cho pH của nƣớc rác
nghiên về tính axit. Rác chơn lấp lâu thì thành phần chất hữu cơ trong nƣớc rị rỉ có
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 11
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
sự biến đổi thể hiện ở sự giảm xuống của các axit béo bay hơi và sự tăng lên của
axit fulvic và humic. Khi bãi rác đã đóng cửa trong thời gian dài thì hầu nhƣ nƣớc
rị rỉ chỉ chứa một phần rất nhỏ các chất hữu cơ, mà thƣờng là chất hữu cơ khó phân
hủy sinh học.
Bảng 2.1: Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc rỉ rác theo tuổi
Giá trị
Thành phần
Đơn vị
pH
1 năm
5 năm
16 năm
5.2 – 6.4
6.3
-
COD
mg/l
10000 - 40000
3000
400
BOD5
mg/l
7500 - 28000
4000
80
TDS
mgNaCl/l
10000 – 14000
6790
1200
TSS
mg/l
100 – 700
-
-
Độ kiềm
mgCaCO3/l
800 – 4000
5810
2250
Độ cứng
mg/l
3500 - 5000
2200
540
P- tổng
mg/l
25 – 35
12
8
N-NH3
mg/l
56 – 482
-
-
N-NO3
mg/l
0.2 – 0.8
0.5
1.6
Cl-
mg/l
600 – 800
5330
70
SO42-
mg/l
400 – 650
2
2
Ca2+
mg/l
900 – 1700
308
109
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 12
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Na+
mg/l
450 – 500
810
34
K+
mg/l
295 – 310
610
39
Fe- tổng
mg/l
210 – 325
6.3
0.6
Mg2+
mg/l
160 – 250
450
90
Mn- tổng
mg/l
75 – 125
0.06
0.06
Cu2+
mg/l
-
<0.5
<0.5
Zn2+
mg/l
10 – 30
0.4
0.1
2.1.2.2.
Thành phần và các biện pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn:
Rõ ràng thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính
chất nƣớc rị rỉ. Khi các phản ứng trong bãi chơn lấp diễn ra thì chất thải rắn sẽ bị
phân hủy. Do đó, chất thải rắn có những đặc tính gì thì nƣớc rị rỉ cũng có các đặc
tính tƣơng tự. Chẳng hạn nhƣ chất thải có chứa nhiều chất độc hại thì nƣớc rác cũng
chứa nhiều thành phần độc hại. Các biện pháp xử lý hoặc chế biến chất thải rắn
cũng có những tác động đến tính chất nƣớc rác. Chẳng hạn nhƣ, các bãi rác có rác
khơng đƣợc nghiền nhỏ. Bởi vì, khi rác đƣợc cắt nhỏ thì tốc độ phân hủy tăng lên
đáng kể so với khi không nghiền nhỏ rác. Tuy nhiên, sau một thời gian dài thì tổng
lƣợng chất ơ nhiễm bị trơi ra từ chất thải rắn là nhƣ nhau bất kể là rác có đƣợc xử lý
sơ bộ hay không.
2.1.2.3.
Chiều sâu bãi chôn lấp:
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng bãi chơn lấp có chiều sâu chơn lấp càng lớn
thì nồng độ chất ơ nhiễm càng cao so với các bãi chôn lấp khác trong cùng điều kiện
về lƣợng mƣa và quá trình thấm. Bãi rác càng sâu thì cần nhiều nƣớc để đạt trạng
thái bão hòa, cần nhiều thời gian để phân hủy. Do vậy, bãi chơn lấp càng sâu thì
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 13
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
thời gian tiếp xúc giữa nƣớc và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách di chuyển của nƣớc
sẽ tăng. Từ đó q trình phân hủy sẽ xảy ra hoàn toàn hơn nên nƣớc rị rỉ chứa một
hàm lƣợng lớn các chất ơ nhiễm.
2.1.2.4.
Các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi:
Độ dày và khả năng chống thấm của vật liệu phủ có vai trị rất quan trọng
trong ngăn ngừa nƣớc thấm vào bãi chôn lấp làm tăng nhanh thời gian tạo nƣớc rò rỉ
cũng nhƣ tăng lƣu lƣợng và pha lỗng các chất ơ nhiễm từ rác vào trong nƣớc. Khi
quá trình thấm xảy ra nhanh thì nƣớc rị rỉ sẽ có lƣu lƣợng lớn và nồng độ các chất ơ
nhiễm nhỏ. Q trình bay hơi làm cô đặc nƣớc rác và tăng nồng độ ơ nhiễm. Nhìn
chung các q trình thấm, chảy tràn, bay hơi diễn ra rất phức tạp và phụ thuộc vào
các điều kiện thời tiết, địa hình, vật liệu phủ, thực vật phủ.
2.1.2.5.
Độ ẩm rác và nhiệt độ:
Độ ẩm thích hợp các phản ứng sinh học xảy ra tốt. Khi bãi chơn lấp đạt trạng
thái bão hịa thì độ ẩm trong rác là không thay đổi nhiều. Độ ẩm là một trong những
yếu tố quyết định thời gian nƣớc rò rỉ đƣợc hình thành là nhanh hay chậm sau khi
rác đƣợc chơn lấp. Độ ẩm trong rác cao thì nƣớc rị rỉ sẽ hình thành nhanh hơn.
Nhiệt độ có ảnh hƣởng rất nhiều đến tính chất nƣớc rị rỉ. Khi nhiệt độ mơi
trƣờng cao thì q trình bay hơi sẽ xảy ra tốt hơn là giảm lƣu lƣợng nƣớc rác. Đồng
thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp
càng diễn ra nhanh hơn làm cho nƣớc rị rỉ có nồng độ ô nhiễm cao hơn.
2.1.2.6.
Ảnh hưởng từ bùn cống rãnh và chất thải độc hại:
Việc chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt với bùn cống rãnh và bùn của trạm xử lý
nƣớc thải sinh hoạt có ảnh hƣởng lớn đến tính chất nƣớc rò rỉ. Bùn sẽ làm tăng độ
ẩm của rác và do đó tăng khả năng tạo thành nƣớc rò rỉ. Đồng thời chất dinh dƣỡng
và vi sinh vật từ bùn đƣợc chôn lấp sẽ làm tăng khả năng phân hủy và ổn định chất
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 14
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
thải rắn. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, việc chôn lấp chất thải rắn cùng với bùn
làm hoạt tính metan tăng lên, nƣớc rị rỉ có pH thấp và BOD5 cao hơn.
Việc chơn lấp chất thải rắn đô thị với các chất thải độc hại làm ảnh hƣởng đến
các quá trình phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp do các chất ức chế nhƣ kim
loại nặng, các chất độc đối với vi sinh vật… Đồng thời, theo thời gian các chất độc
hại sẽ bị phân hủy và theo nƣớc rò rỉ và khí thốt ra ngồi ảnh hƣởng đến mơi
trƣờng cũng nhƣ các cơng trình sinh học xử lý nƣớc rác.
Thành phần đặc trƣng của nƣớc rỉ rác ở một số nƣớc trên thế giới đƣợc trình
bày cụ thể trong Bảng 2.2, Bảng 2.3 và Bảng 2.4.
Bảng 2.2: Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới:
Columbia(i)
Cannada(ii)
Đơn Vị
(5 năm vận hành)
(iii)
Clover Bar
BCL
(Vận hành từ
CTR đô
năm 1975)
thị
Pereira
Thành Phần
Đức
-
7,2 – 8,3
8,3
-
COD
mgO2/l
4.350 – 65.000
1.090
2.500
BOD
mgO2/l
1.560 – 48.000
39
230
NH4
200 – 3.800
455
1.100
TKN
-
-
920
7.990 – 89.100
-
-
pH
Chất rắn tổng cộng
mg/L
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 15
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Chất rắn lơ lửng
mg/L
190 – 27.800
-
-
mg /L
7.800 – 61.300
-
-
mg/L
2 – 35
-
-
mgCaCO3/L
3.050 – 8.540
4.030
-
Ca
mg/L
-
-
200
Mg
mg/L
-
-
150
Na
mg/L
-
-
1.150
Tổng chất rắn hoà
tan
Tổng
phosphat(PO4)
Độ kiềm tổng
Nguồn: (i): Lee & Jone, 1993; (ii): Diego Paredes, 2003
(iii): F. Wang et al., 2004; (iv): KRUSE, 1994.
Bảng 2.3: Thành phần nƣớc rỉ rác tại Thái Lan
Thái Lan
BCL phitsanulock NRR cũ (ii)
Thành
Phần
pH
Độ dẫn
điện
BCL khon-
BCL Saen-
Kaen NRR
Suk NRR cũ
mới (i)
(i)
-
7,45
7,23 – 7,63
µS/cm
15.170
-
Đơn Vị
Mùa Khơ
Mùa Mƣa
7,8 – 9
25.000- 26.500
9.700 –
20.500
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 16
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
1.009 –
COD
mgO2/L
13.240
1.075 – 1417
2.800 – 3.303
BOD5
mgO2/L
9.170
145 – 533
600 – 700
100 – 850
SS
mg/L
3.440
227 – 587
880 – 1.385
340 – 555
TS
mg/L
-
-
11.390 – 13.490
N-NH3
mg/L
1.400
-
1.883 – 2.049
28 – 1.857
N-NO3
mg/L
0,14
-
-
-
N-Org
mg/L
-
-
79 – 117
33 – 70
mg/L
-
-
1.967 – 2.166
75 – 1.918
mg/L
62,9
-
23,1 – 59,2
5,3 – 15,8
Cl-
mg/L
5.889
-
Zn
mg/L
< 0,02
-
Cd
mg/L
0,12
-
Pd
mg/L
O,09
-
0,066 – 0,121
Cu
mg/L
0,07
-
0,003 – 0,043
Cr
mg/L
0,02
-
0,004 – 0,336
As
µg/L
0,05
-
Nitơ
tổng
Phospho
tổng
3.550
7.900 –
11.595
0,035 – 1,120
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 17
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Mn
µg/L
1,42
-
Fe
µg/L
26,38
-
Mg
µg/L
0,08
-
Ni
µg/L
0,11
-
Sr
µg/L
378
-
Na
µg/L
0,17
-
Al
µg/L
2
-
Si
µg/L
0,05
-
Fecal
µg/L
colifrom
VFA
MPN/100
Ml
mg/L
-
0.55
50 – 357
-
Nguồn: (i): Chuleemus Boonthai Iwai and Thammared Chuasavath, 2002;
Mitree Siribunjongsak and Thares Srisatit, 2004.
Bảng 2.4: Thành phần nƣớc rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á
Thái Lan
Thành Phần
Đơn Vị
pH
Độ dẫn điện
µS/cm
Hàn Quốc
BCL
Sukdowop
Sukdowop
pathumthani(ii)
NRR 1 năm
NRR 12 năm
7,8 – 8,7
5,8
8,2
19.400 –
23.900
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 18
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
COD
mgO2/L
4.119 – 4.480
12.500
2.000
BOD5
mgO2/L
750 – 850
7.000
500
SS
mg/L
141 – 410
400
20
IS
mg/L
-
-
N-NH3
mg/L
1.764 – 2.128
200
1.800
N-Org
mg/L
300 – 600
-
-
mg/L
25 – 34
-
-
Cl-
mg/L
3.200 – 3.700
4.500
4.500
Zn
mg/L
0,873 – 1,267
-
-
Cd
mg/L
-
-
Pd
mg/L
0,09 – 0,330
-
-
Cu
mg/L
0,1 – 0,157
-
-
Cr
mg/L
0,495 – 0,657
-
-
mgCaCO3/L
-
2.000
10.000
mg/L
56 – 2.518
-
-
Phospho
tổng
Độ kiềm
VFA
10.588 –
14.373
Nguồn: (ii): Kwanrutai Nakwan, 2002.
Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác nhau ở mỗi khu vực
nhƣng nƣớc rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD,
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 19
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO2/L) đối với nƣớc rỉ rác mới và nồng
độ COD, BOD thấp đối với BCL cũ. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong
khi giá trị pH của nƣớc rỉ rác tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô
nhiễm trong nƣớc rỉ rác giảm dần theo thời gian, ngoại trừ nồng độ NH3 trong nƣớc
rỉ rác cũ rất cao (nồng độ trung bình khoảng 1.800mg/L). Nồng độ các kim loại hầu
nhƣ rất thấp, ngoại trừ nồng độ sắt.
Khả năng phân hủy sinh học của nƣớc rỉ rác thay đổi theo thời gian, dễ phân
hủy trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn
hoạt động ổn định. Sự thay đổi này có thể đƣợc biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong
thời gian đầy tỷ lệ này có thể lên đến 80-90%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0,4
chứng tỏ các chất hữu cơ trong nƣớc rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học cịn đối với các
bãi chơn lấp cũ, tỷ lệ này thƣờng rất thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2, tỷ lệ thấp
nhƣ vậy do nƣớc rỉ rác cũ chứa lignin, axít humic và axít fulvic là những chất khó
phân hủy sinh học.
2.2.
Tổng quan về thành phần nƣớc rỉ rác Việt Nam:
Hiện nay, Việt Nam có 3 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang hoạt
động là: BCL Nam Sơn (ở phía Bắc, với tổng diện tích 83,3ha), Phƣớc Hiệp số 2
(22,8ha) và BCL Gò Cát (ở phía Nam). Mặc dù các BCL đều có thiết kế hệ thống
xử lý nƣớc rỉ rác, hầu hết các BLC đã nhận rác nhƣng hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác
vẫn chƣa xây dựng, đây chính là một trong những nguyên nhân gây tồn đọng nƣớc
rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trƣờng. Công suất xử lý của các hệ thống xử lý nƣớc rỉ
rác này hầu nhƣ không xử lý hết lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh ra hằng ngày tại BCL,
do đó hầu hết các hồ chứa nƣớc rỉ rác ở các BCL hiện nay đều trong tình trạng đầy
và không thể tiếp nhận nƣớc rỉ rác thêm nữa. Thậm chí cịn có trƣờng hợp phải sử
dụng xe bồn để chở nƣớc rỉ rác sang nơi khác xử lý (BCL Gị Cát) hoặc có nơi phải
xây dựng thêm hồ chứa nƣớc rỉ rác để giải quyết tình hình ứ đọng nƣớc rỉ rác nhƣ
hiện tại BCL là công trình tƣơng đối mới với Việt Nam.
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 20
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
Nƣớc rò rỉ thƣờng tích đọng lại ở đáy của bãi rác. Với nồng độ chất hữu cơ
cao (COD = 2.000 - 30.000 mg/l; BOD = 1.200 - 25.000 mg/l) và chứa nhiều chất
độc hại, nƣớc rị rỉ có khả năng gây ơ nhiễm cả ba mơi trƣờng nƣớc, đất và khơng
khí, đặc biệt là gây ô nhiễm đến nguồn nƣớc ngầm.
Nhƣ thế, nƣớc rác với hàm lƣợng chất hữu cơ cao và các chất ô nhiễm khác
sẽ là một nguồn ô nhiễm tiềm năng và là nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng. Do hàm
lƣợng chất hữu cơ cao, q trình kị khí thƣờng xảy ra trong các bãi rác, gây mùi hôi
thối nặng nề và là nơi nhiều loài sinh vật gây bệnh cũng nhƣ các loại động vật mang
bệnh phát triển nhƣ chuột, bọ, gián, ruồi, muỗi... Bên cạnh đó các bãi rác quản lý
không hợp lý sẽ làm mất mỹ quan của thành phố và khu vực. Cũng nhƣ nhiều loại
nƣớc thải khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO4,...) và tính chất
(khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí,...) của nƣớc rỉ rác phát sinh từ các bãi
chôn lấp là một trong những thông số quan trọng dùng để xác định cơng nghệ xử lý,
tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lƣợng hoá
chất tối ƣu và xây dựng qui trình vận hành thích hợp. Thành phần nƣớc thải rỉ rác
một số bãi rác ở thành phố Hồ Chí Minh đƣợc trình bày ở bảng 2.5
Bảng 2.5. Thành phần nƣớc rỉ rác của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Tơ Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 21
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
KẾT QUẢ
CHỈ
TIÊU
Phƣớc Hiệp
Gò Cát
ĐƠN
NRR
VỊ
mới
NRR cũ
gian lấy
2,3,4/20
8/2006
mẫu
02
Thời
pH
-
TDS
mg/L
Độ
mgCa
cứng
CO3/
tổng
L
Ca2+
mg/L
SS
mg/L
VSS
mg/L
COD
NRR cũ
mới
4/03-
1,4/2003
8/06
NRR
2,4/2002
4,8 – 6,2 7,5 – 8,0 5,6 – 6,5 7,3 – 8,3 6,0 – 7,5
NRR
8,11/20
03
8,0 –
8,2
7.300 –
9.800 –
18.260 –
6.500 –
10.950 –
9.100 –
12.200
16.100
20.700
8.470
15.800
11.100
1.533 –
1.520 –
8.400
1.860
5833 –
9.667
1.670 –
2.740
590
40 – 165
5.733 –
8.100
-
2.031 –
110 –
1.122 –
100 –
2.191
6570
1.1840
190
1.280 –
169 –
3.270
240
1.760 –
90 –
790 –
4.310
4.000
6.700
-
-
-
-
-
2.950 –
24.000 –
1.510 –
38.533 –
916 –
7.000
57.300
4.520
65.333
1.702
1.120 –
3.190
mgO2 39.614 –
/L
NRR
Đông Thạnh
59.750
-
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 22
Đồ án tốt nghiệp
BOD
mgO2 30.000 –
/L
VFA
mg/L
N-NH3
mg/L
NOrganic
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
mg/L
1.010 –
18.000 –
240 –
33.570 –
235 –
1.430
48.500
2.120
56.250
735
-
16.777
-
-
-
297 –
1.360 –
760 –
1.590 –
1.245 –
520 -
790
1.720
1.550
2.190
1.765
785
252 –
110 –
202 –
400
159
319
-
-
48.000
21.878 –
25.182
336 –
678
1.600 –
SO4
mg/L
Humic
mg/L
-
Lignin
mg/L
-
Dầu
-
-
2.340
2.300 –
2.560
297 –
250 –
767 –
359
350
1.150
52 – 86
-
74,7
-
-
-
-
-
mg/L
-
H2 S
mg/L
106
-
4.0
-
-
Phenol
mg/L
-
-
-
-
-
Khoáng
-
-
30 – 45
275 –
375
36,2 –
52,6
10 –
16,5
-
0,32 –
0,60
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 23
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
KẾT QUẢ
CHỈ
Phƣớc Hiệp
Gò Cát
TIÊU
ĐƠN
NRR
NRR cũ
Đông Thạnh
NRR
mới
NRR cũ
NRR mới
gian lấy
2,3,4/2
8/2006
1,4/2003
mẫu
002
14 – 55
5 – 30
7 – 20
14 – 42
11 - 18
Thời
Phosph
o tổng
VỊ
mg/L
55 –
90
4/038/06
NRR
2,4/2002
8,11/200
3
Tetrachl
orethyle
mg/L
-
-
KPH
KPH
KPH
KPH
mg /L
-
KPH
KPH
KPH
KPH
KPH
297 –
1.360 –
582 –
369 –
1.602 –
520 –
790
1.720
1547
391
2.570
1.970
n
Trichlor
ethylen
N-NH3
NOgranic
mg/L
mg/L
Mg2+
mg/L
Fe tổng
mg/L
336 –
678
404 –
687
204 –
208
-
252 – 408 34 – 159
119
-
-
13,0
-
-
202 –
319
259 –
265
-
-
373
64 – 120
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 24
Đồ án tốt nghiệp
Al
mg/L
Zn
mg/L
Cr Tổng
mg/L
Cu
mg/L
Pb
mg/L
Cd
mg/L
Mn
mg/L
Ni
mg/L
Hg
mg/L
As
Sn
GVHD: Th.S. Lâm Vĩnh Sơn
0,04 –
0,23 –
-
-
-
KPH
0,25
-
-
KPH
KPH
-
KPH
0,22
0,25
-
0,076
0,258
-
KPH
0,008
-
0,204
33,75
-
0,458
0,762
-
-
-
0,01
-
-
mg/L
-
-
-
-
-
mg/L
-
-
KPH
-
-
0,50
93,0 –
202,1
0,04 –
0,05
3,50 4,00
0,32 –
1,90
0,02 0,10
14,50 32,17
2,21 –
8,02
0,26
0,3 –
0,48
0,00 –
0,05
0,85 –
0,1 –
3,00
0,14
14 – 21
0,006 –
0,05
0,00 –
0,002 –
0,03
0,008
4,22 –
0,66 –
11,33
0,73
0,63 –
0,65 -
184
0,1
0,01 –
0,04
0,010 –
0,022
2,20 –
2,50
SVTH: Tô Thị Quang Oanh
MSSV: 0851110169
Page 25
