Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải rỉ rác của bãi rác công suất 1250 m3/ngày

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Mục lục

Danh mục bảng

1
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

GIỚI THIỆU CHUNG
1. Đăt vấn đề
Nước rị rỉ từ bãi chơn lấp (hay cịn gọi là nước rác) đang là vấn đề nhức
nhối trong xã hội về mặt mơi trường và mỹ quan. Nước rị rỉ có nồng độ chất ơ
nhiễm cao, có mùi chua nồng, có khả năng gây ơ nhiễm nguồn nước mặt, nước
ngầm ơ nhiễm đất. Khi khơng được tích trữ và xử lý tốt, một lượng lớn tràn ra
ngoài vào mùa mưa sẽ gây ô nhiễm cho các khu vực xung quang, ảnh hưởng
đến cộng đồng dân cư gần bãi chôn lấp. Đây là vấn đề nan giải của các bãi rác
khơng có trạm xử lý nước rị rỉ hiện nay.
Do thành phần phức tạp và khả năng gây ô nhiễm cao, nước rò rỉ từ bãi rác
đòi hỏi một dây chuyền công nghệ xử lý kết hợp, bao gồm nhiều khâu xử lý
như xử lý sơ bộ, xử lý bậc 2, xử lý bậc 3 để đạt tiêu chuẩn thải. Thành phần và
lưu lượng nước rò rỉ biến động theo mùa và theo thời gian chôn lấp nên dây
chuyền công nghệ xử lý nước rò rỉ cũng sẽ thay đổi đối với các loại nước thải
có thời gian chơn lấp khác nhau.
Chương I :TỔNG QUAN VỀ NƯỚC RÒ RỈ
1.1 Tổng quan về nước thải
1.1.1 Ô nhiễm nước

2
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Nước đóng vai trị quan trọng trong nhiều quá trình diễn ra trong tự
nhiên và cuộc sống của con người. Trong công nghiệp, người ta sử dụng nước
làm nguyên liệu, năng lượng, dung môi, chất tải nhiệt và vận chuyển nguyên
vật liệu…
Do tác động của các hoạt động sống, nước bị nhiễm bẩn bởi các chất khác
nhau và bị giảm chất lượng. Chất lượng nước thay đổi theo các khuynh hướng
sau:
•

Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi các acid sunfuric và acid nitrit từ

•

khí quyển, tăng hàm lượng sunfat (SO42-) và nitrit (NO3-) trong nước.
Tăng nồng độ các ion Ca2+, Mg2+, Si4+ trong nước ngầm và nước sơng do
q trình rửa trơi, hòa tan các cặn cacbonat và các quặng khác dưới tác động

•

của mưa acid.
Tăng hàm lượng các kim loại nặng như Pb2+… và các ion như phosphate,

•

nitrate, nitrit.. trong nước tự nhiên.
Tăng hàm lượng muối trong nước trên bề mặt và nước ngầm do sự xâm nhập
của nước thải, từ khí quyển và rửa trơi một phần chất thải rắn (ví dụ, hàm
lượng muối trong nước của nhiều sơng hàng năm tăng 30 – 50 mg/L, từ 1000

•

tân chất thải thành phố có đến 8 tấn muối xâm nhập vào nước ngầm)
Tăng hàm lượng các hợp chất hữu cơ trong nước, đặc biệt là các chất bền sinh
học (chất hoạt động bề mặt, chất sát trùng, sản phẩm phân dã của chúng với các

•

chất độc hại, gây ung thu, đột biến gen khác)
Giảm hàm lượng oxy trong nước tự nhiên do các q trình oxy hóa và chất kỵ

•

nước.
Giảm độ trong suốt của nước (trong nước bẩn, các virut và vi khuẩn phát triển

•

nhanh và trở thành nhân tố kích thích mầm bệnh)
Nước tự nhiên bị nhiễm các đồng vị phóng xạ của nguyên tố hóa học.
1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm nước

3
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Nước thải là nước sinh ra từ quá trình sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua
vùng đất ơ nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia
thành nước thải sinh hoạt, nước chảy tràn và nước thải công nghiệp.
Nước thải sinh hoạt: là lượng nước thải ra do quá trình sinh hoạt thường
nhật. Thông thường, thành phần của nước thải sinh hoạt gồm khoảng 58% chất
hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là có
hàm lượng các chất hữu cơ không bền sinh học (như carbonhydrat, protein,
mỡ) cao; chất dinh dưỡng (photphat, nitơ); vi trùng, chất rắn và mùi.
Nước chảy tràn: được hình thành do mưa và chảy ra từ đồng ruộng.
Chúng bị ô nhiễm bởi các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. Nước mưa chảy qua
khu vực dân cư, khu sản suất cơng nghiệp, cuốn theo chất răn, dầu mỡ, hóa
chất và vi trùng… Còn nước chảy tràn từ đồng ruộng mang theo chất răn, thuốc
sát trùng và phân bón…
Nước thải cơng nghiệp: xuất hiện khi khai thác và chế biễn các ngun
•

liệu hữu cơ và vơ cơ. Trong các q trình cơng nghệ các nguồn thải là:
Nước hình thành do phản ứng hóa học (chúng bị ơ nhiễm bởi tất cả các chất và

•

sản phẩm phản ứng)
Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, được tách

•
•
•

•
•

ra trong q trình chế biến.
Nước rửa ngun liệu, sản phẩm, thiết bị
Dung dịch nước cái
Nước chiết, nước hấp thụ
Nước làm nguội.
Các nước khác như: nước bơm chân khơng, từ thiết bị ngưng tụ hịa trộn, hệ
thống thu hồi tro ướt, nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc…
1.2 Tổng quan về nước rỉ rác
1.2.1 Sự hình thành nước rò rỉ
Nước rò rỉ từ bãi rác (nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo
các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp. Trong giai đoạn

4
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

hoạt động của bãi chôn lấp, nước rỉ rác hình thành chủ yếu do nước mua và
nước “ép” ra từ các lỗ rỗng của chất thải do các thiết bị đầm nén.
Quá trình tạo thành nước rò rỉ bắt đầu khi bãi rác đạt đến khả năng giữ
nước hay khi nó bị bão hịa nước. Khả năng giữ nước (FC – Field Capacity)
của chất thải rắn là tổng lượng nước có thể lưu lại trong bãi rác dưới tác dụng
của trọng lực. FC của chất thải rắn là yếu tố rất quan trọng trong việc xác định
sự hình thành nước rị rỉ. FC thay đổi tùy thuộc vào trạng thái bị nén của rác và
việc phân hủy chất thải trong bãi chôn lấp. Cả rác và lớp phủ đều có khả năng
giữ nước trước sức hút của trọng lực. FC có thể tính theo cơng thức sau:

FC
Trong đó:
•
•

FC: Khả năng giữ ước (tỷ lệ giữ nước và trọng lượng khô của chất thải rắn).
W: Khối lượng vượt tải (overburden weight) được tính tại chính giữa chiều cao
ơ chơn lấp, pound.
Các nguồn chính tạo ra nước rị rỉ bao gồm nước từ phía trên bãi chơn
lấp, độ ẩm của rác, nước từ vật liệu phủ, nước từ bùn nếu việc chôn bùn được
cho phép. Việc mất đo của nước được tích trữ trong bãi rác bao gồm nước tiêu
thụ trong các phản ứng hình thành khí bãi rác, hơi nước bão hịa bốc hơi theo
khí và nước thốt ra từ đáy bãi chơn lấp (nước rị rỉ).
Điều kiện khí tượng, thủy văn, địa hình, địa chất của bãi rác, nhất là khí
hậu, lượng mưa ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh ra. Tốc độ phát
sinh của nước rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khác nhau của bãi
rác. Trong suốt những năm đầu tiền, phần lớn lượng nước mưa thâm nhập vào
được hấp thụ và tích trữ trong các khe hở và lỗ rỗng của chất thải chôn lấp.
Lưu lượng nước rò rỉ sẽ tăng lên dần trong suốt thời gian hoạt động và giảm
dần khi đóng cửa bãi chơn lấp do lớp phủ cuối cùng và lớp thực vật được trông
lên trên mặt… giữ nước làm giảm lượng nước thấm vào.
5

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1.2.2 Thành phần và tính chất của nước rò rỉ
Thành phần nước rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc bào tuổi của bãi chôn

lấp. loại rác, khí hậu. Mặt khác, độ dày, độ nén và lớp nguyên liệu phủ trên
cùng cũng tác động lên thành phần nước rác.
Thành phần và tính chất nước rị rỉ cịn phụ thuộc bào các phản ứng lý, hóa,
sinh ra trong bãi chơn lấp. Các q trình sinh hóa xảy ra trong bãi chôn lấp chủ
yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từ chất thải rắn
làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng.
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải trong bãi chơn lấp được
chia thành các nhóm chủ yếu sau:
•
•
•


Các vi sinh vật ưu ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 0 – 20oC
Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 20 – 40oC
Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạng 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 ban đầu: Chỉ sau một thời gian ngắn
từ khi chất thải rắn được chơn lấp thì các q trình phân hủy hiếu khí sẽ diễn
ra, bởi vì trong bãi rác cịn có một lượng khơng khí nhất định nào đó được giữ
lại. Giai đoạn này có thể kéo dài 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 kỵ 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 bước (thủy phân, lên
men axir 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 nước rò rỉ

6
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

sẽ giảm xuống do sự hình thành của các loại axit hữu cơ và ảnh hưởng của
nồng độ CO2 tăng lên trong bãi rác.
Giai đoạn III – giai đoạn lên men axit: Các vi sinh vật trong giai đoạn II
được kích hoạt do việc tăng nồng độ các axit hữu cơ và lượng H2 ít hơn. Bước
đầu tiên trong quá trình 3 bước 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 gian thích hợp cho vi sinh vật sử dụng. Tiếp theo là quá
trình lên men axit. Trong bước này xảy ra q trình chuyển hóa các chất hình
thành ở bước trên thành các chất trung gian phan tử lượng thấp hơn như là axit
acetic và nồng độ nhỏ axit fulvic và các axit hữu cơ khác. Khí cacbonic được
tạo ra nhiều nhất trong giai đoạn này, một lượng nhỏ H2S cũng được hình
thành.
Giá tri pH của nước rò rỉ giảm xuống nhỏ hơn 5 so với 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 tăng lên đáng kể trong suốt giai đoạn
III do sự hòa tan các axit hữu cơ vào nước rò rỉ. Do pH thấp, nên một số chất
vô cơ chủ yếu là các kim loại nặng sẽ được hòa tan trong giai đoạn này. Nếu
nước rị rỉ khơng được tuần hồn thì nhiều thành phần dinh dưỡng cơ bản cũng
bị loại bỏ theo nước rác ra khỏi bãi chôn lấp.
Giai đoạn IV – giai đoạn lên men metan: Trong giai đoạn này nhóm vi
sinh vật thứ hai chịu trách nhiệm chuyển hóa axit acetic và khí hydro hình
thành từ giai đoạn. trước hình thành CH4, CO2 sẽ chiễm ưu thế. Đây là nhóm
vi sinh vật kị khí nghiêm ngặt, được gọi là vi khuẩn metan. Trong giai đoạn
này, sự hình thành metan và các axit hữu cơ và H2 bị chuyển hóa thành metan

và cacbonic nên pH của nước rò rỉ tăng lên đáng kể trong khoảng từ 6.8 – 8.0.
Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng và độ dẫn điện của nước rò rỉ giảm
xuống trong giai đoạn này.
7
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Giai đoạn V – giai đoạn ổn định: giai đoạn ổn định xảy ra khi các vật
liệu hữu cơ dễ phân hủy sinh học đã được chuyển hóa thành CH4, CO2 trong
giai đoạn IV. Nước sẽ tiếp tục di chuyển trong bãi chôn lấp làm các chất có khả
ngăng phân hủy sinh học trước đó chưa được phân hủy sẽ tiếp tục được chuyển
hóa. Tốc độ phát sinh khí trong giai đoạn này giảm đáng kể, khí sinh ra chủ yếu
là CH4 và CO2. Trong giai đoạn ổn định. nước rò rỉ chủ yếu axit humic và axit
fulvic rất khó cho q trình phân hủy sinh học diễn ra tiếp nữa. Tuy nhiễn, khi
bãi chôn lấp càng lâu năm thì hàm lượng axit humic và fulvic cũng giảm
xuống.
Từ hình 1.1 có thể thấy rằng nước rị rỉ từ các bãi rác mới chơn lấp chất
thải rắn có pH thấp, BOD5 và VFA cao, hàm lượng kim loại nặng cao, tương
ứng với gian đoạn I, II, III và một phần giai đoạn IV của bãi chôn lấp..

Hình 1.1 Quá trình phân hủy sinh học trong bãi chôn lấp
Khi đã chôn lấp trong một thời gian dài thì các chất hữu cơ trong bãi
chơn lấp đã chuyển sang giai đoạn metan, khi đó thành phần ơ nhiễm trong
nước rò rỉ cũng giảm xuống đáng kể. Khi pH tăng lên sẽ làm giảm nồng độ các
chất vô cơ, đặc biệt kim loại nặng có trong nước rị rỉ

8
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Khi nước thấm qua chất thải rắn đang phân hủy được chơn trong bái rác,
thì các thành phần hóa học và sinh học đã được phân hủy sẽ hịa vào nước làm
tăng nồng độ ơ nhiễm của nước và tạo thành nước rò rỉ.
Việc tổng hợp và đặc trung thành phần nước rác là rất khí vì nhiều yếu tố
khác nhau tác động lên sự hình thành nước rị rỉ. Nên tính chất của nó chỉ có
thể xác định trong một khoảng giá trị nhất định và được cho trong bảng 1.1
Bảng 1.1 thống kê các chỉ tiêu của nước rò rỉ trong nhiều năm. Một điều
có thể thấy rõ là các thành phần ơ nhiễm trong nước rị rỉ bãi rác mới chơn lấp
đều cao, đặc biệt ô nhiễm hữu cơ rất cao (COD, BOD5 cao).
Nồng độ chất ơ nhiễm trong nước rị rỉ của bãi rác mới chôn lấp cao hơn
rất nhiều so với bãi rác chơn lấp lâu năm. Bởi vì trong bãi chôn lấp lâu năm,
chấy thải rắn đã được ổn định do các phản ứng sinh hóa diễn ra trong thời gian
dài, các chất hữu cơ đã được phân hủy hầu như hồn tồn, các chất vơ cơ đã bị
cuỗn trôi đi. Trong bãi chôn lấp mới, thông thường pH thấp, các thành phần
khác như BOD5, COD, chất dinh dưỡng, kim loại nặng, TDS có hàm lượng rất
cao. Khi các q trình sinh học trong bãi chơn lấp đã chuyển sang giai đoạn
metan hóa thì pH sẽ cao hơn (6.8 – 8.0), đồng thời BOD5, COD, TDS và nồng
độ các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) thấp đi. Hàm lượng kim loại nặng giảm
xuống bởi vì khi pH tăng thì hầu hết các kim loại ở trạng thái kém hòa tan.
Bảng 1.1 Thành phần và tính chất nước rác của bãi chôn lấp mới và lâu năm
Giá trị, mg/L
Bãi mới (dưới 2 năm)

Thành phần

Khoảng

Trung bình

Bãi lâu năm
(Trên 10
năm)

BOD5

2.000-55.000

10.000

100-200

TOC

1.500-20.000

6.000

80-160

9
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

COD

3.000-90.000

18.000

100-500

Chất rắn hòa tan

10.000-55.000

10.000

1.200

200-2.000

500

100-400

Nitơ hữu cơ

10-800

200

80-120

Amoniac

10-800

200

20-40

Nitrat

5-40

25

5-10

Tổng lượng photpho

5-100

30

5-10

Othophotpho

4-80

20

4-8

Độ kiềm theo CaCO3

1.000-20.900

3.000

200-1.000

pH

4,5-7,5

6

6,6-9

Độ cứng theo CaCO3

300- 25.000

3.500

200-500

Canxi

50-7.200

1.000

100-400

Magie

50-1.500

250

50-200

Clorua

200-5.000

500

100-400

Sunphat

50-1.825

300

20-50

Tổng sắt

50-5.000

60

20-200

Tổng chất rắn lơ
lửng

Nguồn:IntergratedSo
liW

7

aste Management)
Khả năng phân hủy của nước rác thay đổi theo thời gian. Khả năng phân

hủy sinh học có thể xét thơng qua tỷ lệ BOD5/COD. Khi mới chôn lấp tỷ lệ
này thường khoảng 0.5 hoặc lớn hơn. Khi tỷ lệ BOD5/COD trong khoảng 0.4 0.6 hoặc lớn hơn thì chất hữu cơ trong nước rị rỉ dễ phân hủy sinh học. Trong
các bãi rác lâu năm, tỷ lệ BOD 5/COD rất thấp, khoảng 0.005 - 0.2. KHi đó
nước rị rỉ chứa nhiều axit humic và fulvic có khả năng phân hủy sinh học thấp.

10
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Khi thành phần và tính chất nước rị rỉ thay đổi theo thời gian thì việc
thiết kế hệ thống xử lỹ cũng rất phức tạp. Chẳng hạn như, hệ thống xử lý nước
rác cho bãi chôn lấp mới sẽ khác so với hệ thống xử lý các bãi rác lâu năm.

Đồng thời, viêc phân tích tính chất nước rị rỉ cũng rất phức tạp bởi nước rị rỉ
có thể là hỗn hợp của của nước ở các thời điểm khác nhau. Từ đó, việc tìm ra
cơng nghệ xử lý thích hợp cũng gặp nhiều khó khăn, địi hỏi phải nghiên cứu
thực tế mới có thể tìm ra cơng nghệ xử lý hiệu quả.


Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rị rỉ
Rác được chôn trong bãi chôn lấp chịu hàng loạt các biến đổi lý, hóa,
sinh học cùng xảy ra một lúc. Khi nước chảy qua sẽ mang theo các chất hóa
học đã được phân hủy từ rác. Thành phần chất ô nhiễm trong nước rò rỉ phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chơn
lấp, khí hậu, các mùa trong năm, chiều sâu bãi chôn lấp, độ nén, loại và độ dày
của nguyên liệu phủ trên cùng, tốc độ di chuyển của nước trong bái rác, độ pha
lỗng vói nước mặt và nước ngầm, sự có mặt của các chất ức chế, chất dinh
dưỡng đa lượng và vi lượng, việc thiết kế và hoạt động của bãi rác, việc chôn
lấp chất thải rắn, chất thải độc hại, bùn từ trạm xử lý nước thải... Ta sẽ lần lượt
xét qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước rị rỉ:

a.

Thời gian chơn lấp
Tính chất nước rị rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp. Nhiều nghiên cứu
cho thấy rằng nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước rị rỉ là một hàm theo thời
gian. Theo thời gian nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước rác giảm dần.Thành
phần củanước rị rỉ thay đổi tùy thuộc vào cấc giai đoạn khác nhau của quá
trình phần hủy sinh học đang diễn ra. Sau giai đoạn hiều khí ngắn (một vài tuần
hoặc kéo dài một vài tháng), thì giai đoạn phân hủy yếm khí tạo ra axit xảy ra
và cuối cùng là quá trình tạo ra khí metan. Trong giai đoạn axit, các hợp chấy
đơn gian được hình thành như các axit dễ bay hơi, amino axit và một phần
11

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

fulvic với nồng độ nhỏ. Trong giai đoạn này, khi rác mới được chôn hoặc có
thể kéo dài vài năm, nước rị rỉ cũng có những đặc điểm sau:
•
•
•
•
•
•
•

Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao.
pH nghiêng về tính axit.
BOD cao.
Tỷ lên BOD/COD cao.
Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao.
Vi sinh vật có số lượng lớn.
Nồng độ các chất vơ cơ hịa tan và kim loại nặng cao.
Khi rác được chôn càng lâu, q trình metan hóa xảy ra. Khi đó, chất
thải rắn trong bãi chôn lấp được ổn định dần, nồng độ ô nhiễm cũng giảm dần
theo thời gian. Giai đoạn tạo khí metan có thể kéo dài đến 100 năm hoặc lâu
hơn nữa. Đặc điểm nước thải ở giai đoạn này:

•
•

•
•
•
•
•

Nồng độ các axit béo dễ bay ơi thấp.
pH trung tính hoặc kiềm.
BOD thấp.
Tỷ lên BOD/COD thấp.
Nồng độ NH4+ thấp.
Vi sinh vật có số lượng nhỏ.
Nồng độ các chất vơ cơ hòa tan và kim loại nặng thấp.
Theo thời gian chơn lấp đất thì các chất hữu cơ trong nước rị rỉ cũng có
sự thay đổi. Ban đầu, khi mới chơn lấp, nước rị rỉ chủ yếu axit béo bay hơi.
Các axit thường là acetic, propionic, butyric. Tiếp theo đó là axit fulvic làm cho
pH của nước rác nghiêng về tính axit. Rác chơn lấp lâu thì thành phần chất hữu
cơ trong nước rị rỉ có 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 của trong
thời gian dài thì hầu như nước rò rỉ chỉ chứa một phần rất nhỏ các chất hữu cơ,
mà thường là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.
Nghiên cứu của Lu (1984) về mối quan hệ thời gian chôn lấp và các
thành phần của nước rị rỉ đã đưa ra các phương trình tương quan giữa thời gian
12

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

và sự sụt giảm của COD, BOD5, TOC, độ kiềm, canxi, kali, natri, sulphat và
clorua…trong nước tác tại nhiều bãi chôn lấp. Trong các nghiên cứu này, hầu
hết các trường hợp cho bãi chôn lấp hoạt động trên 3 năm và thấp hơn 30 năm
(xem bảng sau).
Bảng 1.2 Phương trình tốc độ phân hủy và hệ số
Phương trình

Đơn vị

Hệ số, k

BOD5 = 47.000 x10"kt

mg/l

0,043

COD = 89.500 x 10-kt

mg/l

0,0454

TOC = 1.600 x 10-kt

mg/l

0.040

TVS = 24.000e-kt

mg/l

0,185

TDS = 16.000e-kt

mg/l

0,075

Nitơ hữu cơ = 130e-kt

mg/l

0,185

N- Amoniac =

mg/l

0,1

12.000e-kt
Độ kiềm = 1.400e-kt

mg/l CaCO3

0,04

Ca = 9.360 x10-kt

mg/l

0,050

Na = 1.805 x 10-kt

mg/l

0,038

Cl- = 4.200 x 10-kt

mg/l

0,050

K+ = 3.800 x 10-kt

mg/l

0,095

(Nguồn: Lu, 1984)
Như vậy, các q trình phân hủy sinh hóa trong bãi chơn lấp có ảnh
hưởng rất lớn đến thành phần và tính chất nước rị rỉ. Theo thời gian, các q
trình phân hủy trong bãi. chơn lấp sẽ có những biến đổi giai đoạn này sang giai
đoạn khác làm thay đổi tính chất nước rò rỉ.
13

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b.

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 nước 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 nước rị riri
cũng có các đặc tính tương tự. Chẳng hạn nhưm chất thải có chứa nhiều chất
độc hại thì nước 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 nước rác. Chẳng hạn như, các bãi rác có rác khơng được nghiền
nhỏ. Bởi vì, khi rác được 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 lượng chất
ơ nhiễm bị trơi ra từ chất thải rắn là như nhau bất kể là rác có được xử lý sơ bộ
hay khơng.

c.

Chiều sâu bãi chôn lấp
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng bãi chôn lấp có chiều sâu chơn lấp càng lớn
thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với bãi tác chôn lấp khác trong cùng điều
kiện về lượng mưa và quá trình thấm. Bãi rác càng sâu thì cần nhiều nước để
đạt trạng thái bão hòa, cần nhiều thời gian để phân hủy. Do vậy, bãi chơn lấp
càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách di
chuyển của nước sẽ tăng. Từ đó q trình phân hủy sẽ xảy ra hồn tồn hơn
nên nước rị rỉ chứa một hàm lượng lớn chất ơ nhiễm.

d.

Các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi
Độ dày và khả năng chống thấm của vật liệu phủ có vai trò rất quan trọng
trong ngăn ngừa nước thấm vào bãi chơn lấp làm tăng thời gian tạo nước rị rỉ
cũng như tăng lưu lượng và pha lỗng các chất ơ nhiễm từ rác vào trong nước.
Khi quá trình thấm xảy ra nhanh thì nước rị rỉ sẽ có lưu lượng lớn và nồng độ
các chất ơ nhiễm nhỏ. Q trình bay hơi làm cô đặc nước rác và tăng nồng độ ô

14
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

nhiễm. Nhìn chung các quá 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…
e.

Độ ẩm rác và nhiệt độ
Độ ẩm thích hợp các phản ứng sinh học xảy ra tốt. Khi bãi chôn lấp đạt trạng
thái bão hịa, đạt tới khả năng giữ nước FC, thì độ ẩm trong rác là không thay
đổi nhiều. Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rị rỉ
được hình thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chơn lấp. Độ ẩm trong rác
cao thì nước rị rỉ sẽ hình thành nhanh hơn.
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất nước rị rỉ. Khi nhiệt độ mơi
trường cao thfi q trình bay hơi sẽ xảy ra tốt hơn là giảm lưu lượng nước 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 nước rị rỉ có nồng độ ô nhiễm cao
hơn.

f.

Ảnh hưởng từ bùn cống rãnh và chất thải độc hại
Việc chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt với bùn cống ránh và bùn của trạm xử
lý nước thải sinh hoạt có ảnh hưởng lớn đến tính chất nước rò rỉ. Bùn sẽ làm
tăng độ ẩm của rác và do đó khả năng tại thành nước rị rỉ. Đồng thời chất dinh
dưỡng và vi sinh vật từ bùn được chôn lấp sẽ làm tăng khả năng phân hủy và
ổn định chất thải rắn. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, việc chôn lấp chất thải
rắn cùng với bùn làm hoạt tính metan tăng lên, nước rị rỉ có pH thấp và BOD5
cao hơn.
Việc chôn lấp chất thải rắn đô thị với các chất thải độc hại làm ảnh hưởng
đến các quá trình phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp do các chất ức chế
như kim loại nặng, các chất độc với vi sinh vật… Đồng thời, theo thời gian các
chất độc hại sẽ bị phân hủy và theo nước rị rỉ thốt ra ngồi ảnh hưởng đến
mơi trường cũng như các cơng trình sinh học xử lý nước rác.
Chương II TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC RÒ RỈ
15

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 Các phương pháp xử lý nước rò rỉ
Phương pháp xử lý nước rò rỉ gồm có xử lý sinh học, cơ học, hóa học hoặc
liên kết các phương pháp này, xử lý cùng với nước thải sinh hoạt. Để xử lý
nước rị rỉ thì nên sử dụng phương pháp cơ học kết hợp xử lý sinh học và hóa
học bởi vì q trình cơ học có chi phí thấp và thích hợp với sự thay dổi thành
phần tính chất của nước rị rỉ. Tuy nhiên, nước rị rỉ từ bãi chơn lấp thường có

thành phần chât hữu cơ cao, do đó việc sử dụng các quá trình xử lý sinh học sẽ
mang lại hiệu quả cao hơn. Q trình xử lý hóa lý thích hợp đối với xử lý nước
rị rỉ của bãi chơn lấp lâu năm.


Các phương pháp xử lý nước rò rỉ được cho trong bảng sau

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước rò rỉ
Phương pháp xử lý

Đặc điểm

PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
Điều hòa

Điều hòa lưu lượng và nồng độ trên dòng thải và
ngồi dịng thải

Chắn rác

Các loại mảnh vụn, rác được loại bỏ bằng song
chắn, lưới chắn rác

Lắng

Chất lơ lửng và bông cặn được loại bỏ do trọng
lực

Tuyển nổi

Các hạt nhỏ được tụ lại và đưa lên khỏi mặt nước
nhờ các bọt khí và loại khỏi mặt nước nhờ cánh gạt.

Khử khí

Khuấy trộn, sục các bọt khí nhỏ được sử dụng.
Nước và khơng khí tiếp xúc với nhau trong các
dịng xốy trộn trong tháp khử khí. Amoniac, VOC là
một số khí khác được loại bỏ khỏi nước rỉ.

16
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Lọc

SS và độ đục loại bỏ

Q trình màng

Đây là q trình khử khống. các chất rắn hòa
tan được loại bỏ bằng phân tách màng. Quá trình siêu
lọc (Ultrafihtion), thẩm thấu ngược (RO) và điện

Bay hơi

thẩm thấu tách (Electrodialysis) hay được sử dụng.
Bay hơi nước rò rỉ. Phụ thuộc vào nhiệt độ, gió

độ ẩm và mưa.

PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC VÀ HĨA LÝ
Keo tụ, tạo bơng

Hệ keo tụ bị mất ổn định do sự phân tán nhanh
của hóa chất keo tụ. Chất hữu cơ, SS, photphate, một
số kim loại và độ đục bị loại bỏ khỏi nước. Các loại
muối nhôm, sắt và polymer hay được sử dụng làm

Kết tủa

hóa chất keo tụ.
Giảm độ hịa tan bằng các phản ứng hóa học. Độ
cứng, photphat và nhiều kim loại nặng được loại ra

Oxy hóa

khỏi nước rị rỉ.
Các chấy oxy hóa như ozone, H2O2, Clo, Kali
permanganate... được sử dụng để oxy hóa các chất
hữu cơ, H2S, sắt và một số kim loại khác. Amonia và
cianua chỉ bị oxy hóa bởi các hợp chất oxy hóa

Phản ứng khử

mạnh.
Kim loại được khử thành các dạng kết tủa và
chuyển thành dạng ít độc hơn (ví dụ: Crom). Các
chất oxy hóa cũng bị khử (q trình loại do clo dư

trong nước). Các hóa chất khử hay sử dụng: SO 2,
17

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

NaHSO3, FeSO4.

Trao đổi ion

Dùng để khử các ion vơ cơ có trong nước rị rỉ

Hấp thụ bằng

Dùng để khử COD, BOD còn lại, các chất độc và

cacbon hoạt tính

các chất hữu cơ khó phân hủy. Một số kim loại cũng
được hấp thụ. Cacbon thường được sử dụng dưới
dạng bột và dạng hạt

PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Hiếu khí

Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn khi

có O2. Bùn được tuần hồn. Sản phẩm cuối là CO2
a. Sinh trưởng lơ lửng
Bùn hoạt tính

Trong q trình bùn hoạt tính chất hữu cơ và vi
sinh được sục khí. Bùn hoạt tính lắng xuống và được
tuần hồn về bể phản ứng. Các q trình bùn hoạt
tính bao gồm: dịng chảy đều, khuấy trộn hồn chỉnh,
nạp nước vào bể theo cấp, làm thống kéo dài, q

Nitrat hóa

trình ổn định tiếp xúc...
Amoniac được oxy hóa thành nitrat. Q trình
khử BOD có thể thực hiện trong cùng một bể hay

Hồ sục khí

trong bể riêng biệt.
Thời gian lưu nước trong hồ có thể vài ngày. Khí
được sục để tăng cường q trình oxy hóa chất hữu
18

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

cơ.
SBR

Các quá trình tương tự bùn hoạt tính, Tuy nhiên,
việc ổn địn chất hữu cơ lắng và tách nước sạch sau
xử lý chỉ xảy ra trong một bể.

b. Sinh trưởng dính
bám
Bể lọc sinh học

Nước được đưa vào bể có các vật liệu tiếp xúc.
Bể lọc sinh học gồm có các loại: tải trọng thấp, tải
trọng cao, lọc hai bậc. Các vi sinh vật sống và phát
triển trên bề mặt vật liệu tiếp xúc, hấp thụ và oxy hóa
các chất hữu cơ. Cung cấp khơng khí và tuần hoàn

Bể tiếp xúc sinh học

nước là rất cần theiest trong q trình hoạt động.
Gồm các đĩa trịn bằng vật liệu tổng hợp đặt sát

quay (RBC)

gần nhau. Các đía quay này một phần ngập trong
nước.

Kị khí
a. Sinh trưởng bám dính
Sinh trưởng lơ lửng

Nước thải được trộn với sinh khối vi sinh vật.

Nước thải trong bể phản ứng thường được khuấy
trộn và đưa đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh

Q trình kị khí cổ

học kị khí xảy ra.
Chất thải nồng độ cao hoặc bùn được ổn định

điển
Quá trình tiếp xúc

trong bể phản ứng
Chất thải được phân hủy trong bể kỵ khí khuấy
trộn hồn chỉnh. Bùn được lắng tại bể lắng và tuần

UASB

hoàn trở lại bể phản ứng.
Nước thải được đưa vào bể từ đáy bể. Bùn trong
bể dưới sức nặng của nước và khí biogas từ q trình
phân hủy sinh học tạo thành lớp bùn lơ lửng, xáo
19

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

trộn liên tục. Vi sinh vật kỵ khí có điều kiện rất tốt để
hấp thụ và chuyển đổi chất hữu cơ thành khí metan

và cacbonic. Bùn được tác và tự tuần hoàn lại bể
UASB bằng cách sử dụng thiết bị tách rắn - lỏng khí.
Khử nitrat

Nitrit và nitrat bị khử thành khí nitơ trong mơi
trường thiếu khí. Cần phải có một số chất hữu cơ làm
nguồn cung cấp cacbon như methanol, acid acetic,

Hệ thống kết hợp

đường...
Photpho và nitơ được loại bỏ trong hệ thống này.

các q trình kị khí,

Nitơ được loại trong q trình thiếu khí. Photpho

thiếu khí và hiếu khí

được giải phóng nhờ các q trình kị khí và thiếu
khí. Việc sử dụng photpho, ổn định chất hữu cơ và
nitrat hóa amonia được thực hiện ở bể phản ứng hiếu

khí.
b. Sinh trưởng dính bám
Bể lọc khí

Nước thải được đưa từ phía trên xuống qua các
vật liệu tiếp xúc trong mơi trường kị khí. Có thể xử
lý nước thải có nồng độ trung bình với thời gian lưu

EBR và FBR

nước ngắn.
Bể gồm các vật liệu tiếp xúc như cát, than, sỏi.
Nước và dịng tuần hồn được bơm từ đáy bể đi lên
sao cho duy trì vật liệu tiếp xúc ở trạng thái trưởng
nở hoặc giả lỏng. Thích hợp với khi xử lý nước thải
có nồng độ cao vì nồng độ sinh khối được duy trì
trong bể khá lớn. Tuy nhiên, thời gian satart - up
tương đối lâu.

Đĩa sinh học quay

Các đĩa tròn được gắn vào trục trung tâm và
20

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

quay trong khi chìm hồn toàn trong nước. Màng vi
sinh vật phát triển trong điều kiện kị khí và ổn định
Khử nitrat

chất hữu cơ.
Q trình sinh trưởng dính bám trong mơi trường
kị khí và có mặt của nguồn cung cấp cacbon, khử

Sinh trưởng lơ lửng

nitrit và nitrat thành khí nitơ.
Kết hợp q trình sinh trưởng lơ lửng và dính

và dính bám kết hợp
Hồ xử lý hiếu khí -

bám để ổn định chất hữu cơ.
Hồ xử lý dạng này thường là những hồ tự nhiên

kị khí

hoặc nhân tạo và được lắp đặt lớp lót chống thấm.
Quá trình sinh học xảy ra trong hồ có thể là kị khí,

Xử lý đất (Land

tùy tiện hoặc hiếu khí.
Tận dụng thực vật, đặc tính của đất và các hiện

treatment)

tượng tự nhiên khác để xử lý nước rò rỉ bằng việc kết

Tuần hồn nước

hợp các q trình hóa lý - hóa 0 sinh cùng xảy ra.
Nước rị rỉ có nồng độ cao được tuần hồn về bãi

rác.
Việc lựa chọn cơng nghệ xử lý căn cứ rất nhiều vào lượng ô nhiễm cần
loại bỏ để đạt được tiêu chuẩn thải. Thông thường, cơng nghệ xử lý tùy thuộc
chủ yếu vào đặc tính của nước rò rỉ. Đồng thời, các điều kiện vị trí địa lý và tự
nhiên của bãi chơn lấp cũng có vai trị nhất định trong việc đưa ra quyết định
lựa chọn cơng nghệ xử lý. Đặc tính của nước rác thường có đặc trưng bởi các
chỉ tiêu như COD, BOD5, TDS. SO42-, kim loại nặng, Ca2+ và một số chỉ tiêu
khác. Chú ý rắng nước rị rỉ có hàm lượng chất rắn hòa tan lớn và kim loại
nặng nên có thể ức chế q trình xử lý sinh học. Đồng thời, xử lý sinh học chỉ
loại được một phần nhỏ các chất rắn hịa tan. Khi nước rác có COD cao thì có
thể dùng phương pháp xử lý sinh học kỵ khí bởi vì xử lý hiếu khí rất tốn kém.
Sunphat với nồng độ cao có thể làm ảnh hưởng đến q trình xử lý kỵ khí, mùi
hình thành do sunphat do bị khử thành sunfit cũng có thể hạn chế việc sử dụng
21
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

cơng trình kỵ khí khi xử lý nước rác. Độc tính của kim loại nặng cũng là một
vấn đề cần quan tâm trong việc ứng dụng các quá trình sinh học. Canxi gây ra
các hiện tượng kết tủa, đóng cáu cặn làm giảm hoạt tính của bùn hoạt tính
trong các cơng trình xử lý sinh học lồm tắc nghẽn đường đống dẫn nước, từ
đó làm giảm đáng kể đến hiệu quả xử lý.
Lựa chon kích thước thiết bị hay lưu lượng cần xử lý tùy thuộc vào vị trí,
kích cỡ của từng bãi chơn lấp và thời gian hữu ích của cơng trình.
Sau đây ta sẽ tìm hiểu chi tiết về từng quá trình xử lý sinh học đã và đang
được áp dụng để xử lý nước rị rỉ từ bãi chơn lấp.
2.1.1 Xử lý cơ học, hóa lý và hóa học
a. Khử khí

Phương pháp khử khí (air tripping) được sử dụng để loại bỏ các loại
chất bay hơi khi VOC và amonia. Quá trình khử khí là cần thiết trong xử lý
nước rác vì nó làm tăng oxy hịa tan trong nước rác, loiaj bỏ VOC, giảm hàm
lượng amoniac trong nước rác. QUá trình này yêu cầu cần có sự hiệu chỉnh pH
để các loại chất dễ bay hơi dễ dàng thoát ra khỏi nước trong các thiết bị làm
thoáng. Đồng thời nhiệt độ cũng có ảnh hướng đến hiệu suất của q trình.
Hiệu quả khử VOC đạt đến hơn 90%. Trở ngại chĩnh của q trình trao
đơi và khử khí là sự đóng cáu cặn canxi cacbonat trong tháp tiếp xúc khủ khí.
b. Bay hơi
Bay hơi là biện pháp đơn gian nhất để giảm lưu lượng và cô dặc nước
rác ở các nước có khí hậu nóng khơ. Nước rác được chứa trong các hồ được lắp
đặt lớp lót. Q trình bay hơi diễn ra trên bề mặt nước phụ thuộc vào nhiệt độ,
vận tốc gió và độ ẩm khơng khí. Bay hơi nước rò rỉ được tiến hành trong các
tháng mùa hè khi nhiệt độ cao và ít có mưa. Nước rị rỉ cũng có thể được phun
lên bề mặt bãi chơn lấp và để bay hơi tự nhiên. Việc sục khí có thể cần thiết để
kiểm sốt mùi.
22
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

c. Tuyển nổi
Phương pháp này sử dụng để tách tạp chất phân tán lơ lửng không tan,
các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm. Trong một số trường hợp, quá trình này cũng
được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt (quá trình
tách bọt hay làm đặc bọt). Quá trình thực hiên bằng cách sục bọt khí nhỏ
(thường là khơng khí) vào pha lỏng. Các bọt khí kết dính với các hạt, kéo
chúng cùng nổi lên bề mặt và sau đó lớp váng này được thu gom nhờ thiết bị
vớt bọt. Phương pháp tuyển nổi có nhiều ưu điểm như: cấu tạo thiết bị đơn

giản, vốn đầu tư và chi phí năng lượng vận hành thấp, có độ lựa chọn tách các
tạp chất, tốc độ quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng; nhược điểm là các
lỗ mao quan hay bị bẩn tắc.
d. Điều hòa lưu lượng và nồng độ - Trung hịa
Lưu lượng và tính chất nước rác thay đổi liên tục, do đó hệ thống xử lý
nước rác cần có cơng trình điều hịa nhằm đảm bảo việc cung cấp nước liên tục
với lưu lượng và nồng độ ổn định cho hệ thống xử lý. Nhờ đó, các cơng trình
xử lý phía sau mới hoạt động ổn định và hiệu quả. Bể điều hòa thường gắn các
thiết bị sục khí để kiểm sốt mùi và cặn lắng.
Nước rác mới thường có pH thấp, để có thể xử lý ở các cơng trình sinh
học thì cần phải tăng pH nước rác bằng các sử dụng các hóa chất như NaOH,
KOH. Nên hạn chế việc sử dụng Ca(OH)2 vì làm tăng nồng độ ion canxi trong
nước, ảnh hưởng đến các cơng trình sinh học, đặc biệt q trình kỵ khí do đóng
cặn CaCO3.
Khi xử lý nước rác bằng phương pháp hóa lý cũng cần phải hiệu chỉnh
pH về giá trị tối ưu để các phản ứng xảy ra với hiệu quả cao nhất.
g.

Lọc

23
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Lọc là quá trình xử lý bậc ba thường được áp dụng trong xử lý nước rác
nhằm làm giảm chất rắn lơ lửng đặc biệt trong xử lý nước rác ở trạm trung
chuyển ép rác kín. Lọc cũng rất cần thiết trong việc tiền xử lý trước khi đưa
nước vào các cơng trình xử lý bậc cao như siêu lọc, thẩm thấu ngược, trao đổi

ion, hấp phụ than hoạt tính… Các chất lơ lửng nhỏ, mịn, các chất vi hữu cơ
(micro – organic matter) bị khử loại qua quá trình học cát (cơ học) hay hấp phụ
(lý hóa).
Q trình lọc diễn ra khi cho dịng nước được qua lớp vật liệu lọc. Vật
liệu lọc thường sử dụng là cát. Hoạt động của thiết bị lọc có thể dưới tác dụng
của trọng lực hoặc lọc áp lực. Vấn đề này hay gặp phải trong xử lý nước rác ép
là SS lớn nên dễ tawtcs lọc làm tăng tổn thất áp lực và được khắc phục bằng
cách định kỳ rửa vật liệu lọc.
h.

Thẩm thấu ngược
Thẩm thấu ngược được ứng dụng để loại bỏ các chất vô cơ hịa tan (khử
khống). Đây là q trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới áp suất cao
(trêm 100 atm). Màng lọc cho các phân tử dung môi đi qua và giữ lại các hạt
(phân tử, ion bị hydrat hóa) có kích thước khơng lớn hơn phân tử dung mơi.
Hiệu quả của q trình phụ thuộc vào tính chất màng lọc. Phương pháp này có
ưu điểm là: tiêu hao năng lượng ít, có thể tiến hành ở nhiệt độ thường, kết cấu
đơn giản. Hơn nữa, quá trình hoạt động dưới áp suất cao nên cần có vật liệu
đặc biệt làm kín thiết bị. Thẩm thấu ngược thường chỉ được dùng ở giai đoạn
cuối của quá trình xử lý (sau khi đã qua xử lý sinh học hoặc đã tách loại các
chất lơ lửng).
Nhiều dạng màng bán thấm được sử dụng, nhưng loại màng xenlulose
acetat và polyamit (nylon) được sử dụng rộng rãi nhất. Thơng thường thì thẩm
thấu ngược hay sử dụng cho các cơng trình xử lý nước cấp, khi áp dụng cho xử
lý nước rác thì có nhiều trở ngại nhưu việc đóng cáu cặn và khẳ năng sử dụng
24

GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

bị hạn chế, thời gian sử dụng rất ngắn. Hiện nay, trên thế giới đã và đang chế
tạo nhiều loại màng bán thấm dạng ống có thể sử dụng để xử lý nước rác. Các
loại màng bán thấm này có thời gian sử dụng lâu, chống được hiện tượng đóng
cáu cặn trong màng, thiết bị chế tạo theo module rất thuận lợi khi tính chất và
lưu lượng nước rác thay đổi.
Trong tất cả các phương pháp được áp dụng để xử lý nước rác rò rỉ,
thẩm thấu ngược là phương pháp khử COD hiệu quả nhất. Tuy nhiên, một số
axits béo có thể thẩm thấu qua màng làm giảm hiệu quả xử lý. Bên cạnh việc
xử lý các chất hữu cơ, các chất rắn hòa tan cũng được loại bỏ với hiệu suất rất
cao. Tuy nhiên, trong hầu hết các nghiên cứu sử dụng thẩm thấu ngược để xử
lý nước rò rỉ đều cho rằng việc đóng cáu cặn ảnh hưởng rất xấu đến màng bán
thấm, và từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý và làm tăng trở lực của hệ thống.
Màng bán thấm cũng rất nhạy cảm với pH.
Slater (1983) nghiên cứu việc kết hợp thẩm thấu ngược với các quá trình
xử lý khác để xử lý nước rò rỉ. Giai đoạn tiền xử lý bao gồm việc loại bỏ dầu
thô, keo tụ bằng vôi, recacbonat và điều chỉnh pH. Lưu lượng nước rị rỉ vào
thiết bị RO là 180 lít/m2.ngày. Hiệu quả xử lý TDS, COD, TOC lần lượt là
98%, 68%, 59%. Sau đó nghiên cứu được tiếp tục với việc sử dụng các quá
trình keo tụ, recacbonat, lắng, xử lý sinh học, lọc trước khi cho qua thẩm thấu
ngược. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý COD, TDS và TOC tăng lên đáng kể.
Kết quả nghiên cứu của Chian và DeWall (1977) dùng thiết bị RO để xử
lý nước rò rỉ được cho bảng 2.2

25
GVHD: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG THẢO