Nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Việc phát triển các khu công nghiệp luôn đi kèm với yêu cầu phát triển bền vững, tức là phát triển phải song hành với giữ gìn và bảo vệ môi trường. Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống được cải thiện thì vấn đề môi trường cũng được quan tâm, đặc biệt là vấn đề rác thải và nước thải. Rác thải sinh ra từ mọi hoạt động của con người và ngày càng tăng về khối lượng. Hầu hết rác thải ở nước ta nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng đều chưa được phân loại tại nguồn, do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và xử lý, đồng thời còn sinh ra một loại nước thải đặc biệt ô nhiễm là nước rỉ rác. Những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong những năm gần đây.
Theo thống kê của Sở Tài nguyên - Môi trường thành phố Hồ Chí Minh thì với khối lượng khoảng 7.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt phát sinh mỗi ngày, phương pháp xử lý duy nhất được áp dụng ở Việt Nam nói chung và ở thành phố Hồ Chí Minh nói riêng là chôn lấp. Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh có 2 bãi chôn lấp (BCL) đang hoạt động là Đa Phước và Phước Hiệp. Tổng khối lượng rác đã được chôn lấp tại 2 BCL trên đã lên đến con số 7.900.000 tấn, trong đó Đa Phước là 3.500.000 tấn, và Phước Hiệp là 4.500.000 tấn. Quá trình tiếp nhận rác liên tục và có những thời điểm vượt xa khối lượng dự kiến trong thống kê đã dẫn đến những hậu quả về mặt môi trường, như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các BCL phát tán xa hàng kilomét vào khu vực dân cư xung quanh. Ngoài ra, một vấn đề nghiêm trọng khác là sự tồn đọng của hàng trăm ngàn mét khối nước rác tại các BCL cùng với lượng nước rỉ rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500m3 thì nuớc rỉ rác đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với môi trường bởi tính chất phức tạp và có khả năng gây ô nhiễm cao của nó.
Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm như chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu chuẩn xả thải (TCVN 7733-2007, cột B), đặc biệt là các chỉ tiêu COD, BOD, N, P, các kim loại nặng, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý rất cao, khó kiểm soát, và công suất xử lý không đạt thiết kế. Nguyên nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (nồng độ các chất hữu cơ khó/không 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 chưa phù hợp đã dẫn đến nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường thải ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lượng nước rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục tăng lên hàng ngày.
Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra công nghệ thích hợp để có thể xử lý hiệu quả lượng nước rỉ rác đang tồn đọng, cải tạo lại các hệ thống xử lý nước rỉ rác hiện hữu. Với đặc trưng của nước rác rò rỉ thường có chứa lượng lớn hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng phân huỷ sinh học, việc áp dụng đơn thuần phương pháp sinh học để xử lý loại nước này trở nên không tưởng. Do vậy, đối với nước rỉ rác việc phối hợp đồng bộ nhiều phương pháp hóa lý – hóa học – sinh học để xử lý là điều dễ hiểu. Trong số các phương pháp hóa học, phương pháp oxy hóa bậc cao đã chứng tỏ được hiệu quả và ưu điểm của nó bởi nó có khả năng khoáng hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khó hoặc không thể phân hủy sinh học với chi phí có thể chấp nhận được, lại dễ dàng thực hiện.
Dựa trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác bằng phương pháp Fenton truyền thống và Fenton cải biên” đã hình thành với mong muốn đưa ra một phương pháp xử lý đạt hiệu quả cao, dễ dàng thực hiện ở nhiệt độ thường, thời gian xử lý nhanh, hoá chất dễ tìm và chi phí vận hành không quá lớn.
70 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1773 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác bằng phương pháp Fenton truyền thống và Fenton cải biên, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Việc phát triển các khu công nghiệp luôn đi kèm với yêu cầu phát triển bền vững, tức là phát triển phải song hành với giữ gìn và bảo vệ môi trường. Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống được cải thiện thì vấn đề môi trường cũng được quan tâm, đặc biệt là vấn đề rác thải và nước thải. Rác thải sinh ra từ mọi hoạt động của con người và ngày càng tăng về khối lượng. Hầu hết rác thải ở nước ta nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng đều chưa được phân loại tại nguồn, do đó gây rất nhiều khó khăn trong quản lý và xử lý, đồng thời còn sinh ra một loại nước thải đặc biệt ô nhiễm là nước rỉ rác. Những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong những năm gần đây.
Theo thống kê của Sở Tài nguyên - Môi trường thành phố Hồ Chí Minh thì với khối lượng khoảng 7.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt phát sinh mỗi ngày, phương pháp xử lý duy nhất được áp dụng ở Việt Nam nói chung và ở thành phố Hồ Chí Minh nói riêng là chôn lấp. Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh có 2 bãi chôn lấp (BCL) đang hoạt động là Đa Phước và Phước Hiệp. Tổng khối lượng rác đã được chôn lấp tại 2 BCL trên đã lên đến con số 7.900.000 tấn, trong đó Đa Phước là 3.500.000 tấn, và Phước Hiệp là 4.500.000 tấn. Quá trình tiếp nhận rác liên tục và có những thời điểm vượt xa khối lượng dự kiến trong thống kê đã dẫn đến những hậu quả về mặt môi trường, như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các BCL phát tán xa hàng kilomét vào khu vực dân cư xung quanh. Ngoài ra, một vấn đề nghiêm trọng khác là sự tồn đọng của hàng trăm ngàn mét khối nước rác tại các BCL cùng với lượng nước rỉ rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500m3 thì nuớc rỉ rác đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với môi trường bởi tính chất phức tạp và có khả năng gây ô nhiễm cao của nó.
Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm như chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu chuẩn xả thải (TCVN 7733-2007, cột B), đặc biệt là các chỉ tiêu COD, BOD, N, P, các kim loại nặng, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý rất cao, khó kiểm soát, và công suất xử lý không đạt thiết kế. Nguyên nhân do sự thay đổi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (nồng độ các chất hữu cơ khó/không 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 chưa phù hợp đã dẫn đến nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường thải ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lượng nước rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục tăng lên hàng ngày.
Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra công nghệ thích hợp để có thể xử lý hiệu quả lượng nước rỉ rác đang tồn đọng, cải tạo lại các hệ thống xử lý nước rỉ rác hiện hữu. Với đặc trưng của nước rác rò rỉ thường có chứa lượng lớn hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng phân huỷ sinh học, việc áp dụng đơn thuần phương pháp sinh học để xử lý loại nước này trở nên không tưởng. Do vậy, đối với nước rỉ rác việc phối hợp đồng bộ nhiều phương pháp hóa lý – hóa học – sinh học để xử lý là điều dễ hiểu. Trong số các phương pháp hóa học, phương pháp oxy hóa bậc cao đã chứng tỏ được hiệu quả và ưu điểm của nó bởi nó có khả năng khoáng hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khó hoặc không thể phân hủy sinh học với chi phí có thể chấp nhận được, lại dễ dàng thực hiện.
Dựa trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác bằng phương pháp Fenton truyền thống và Fenton cải biên” đã hình thành với mong muốn đưa ra một phương pháp xử lý đạt hiệu quả cao, dễ dàng thực hiện ở nhiệt độ thường, thời gian xử lý nhanh, hoá chất dễ tìm và chi phí vận hành không quá lớn.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp oxy hóa bậc cao dùng tác nhân Fenton bằng quá trình Fenton truyền thống và cải biên.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được những mục đích trên, các nội dung nghiên cứu sau đây được thực hiện:
- Thu thập các số liệu về thành phần nước rỉ rác trên thế giới và Việt Nam.
- Thu thập và tổng hợp các kết quả nghiên cứu và vận hành thực tế các quá trình xử lý nước rỉ rác trên thế giới và Việt Nam.
- Phân tích chất lượng nước rỉ rác sau bể xử lý sinh học hiếu khí của BCL Phước Hiệp hiện nay.
- Xác định điều kiện tối ưu xử lý nước rỉ rác theo phương pháp Fenton truyền thống và Fenton cải biên.
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp thành phố Hồ Chí Minh, lấy sau bể Aeroten.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp điều tra thực địa
Khảo sát khu vực nghiên cứu (BCL Phước Hiệp).
Phương pháp phân tích tổng hợp
Thu thập các tài liệu như tiêu chuẩn, các phương pháp xử lý nước rỉ rác của các nước trên thế giới, các phương pháp xử lý nước rỉ rác của những BCL ở Việt Nam.
Tìm hiểu về thành phần tính chất của nước rỉ rác.
Phương pháp chuyên gia
Tham vấn ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các chuyên gia trong ngành môi trường và xử lý nước thải.
Phương pháp thực nghiệm
+ Phân tích các thông số đầu vào của nước rỉ rác.
+ Dùng phương pháp Fenton để xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác.
6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
VI.1 Ý nghĩa khoa học
Bổ sung thêm dữ liệu vào các bài giảng đề cập đến ứng dụng của quá trình Fenton truyền thống và cải biên.
VI.2 Ý nghĩa thực tiễn
Giúp xử lý nước rỉ rác đạt hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường nước.
Hình thành một phương pháp xử lý phù hợp với nước rỉ rác và đạt hiệu quả kinh tế.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN
1.1 THÀNH PHẦN NƯỚC RỈ RÁC
1.1.1 Thành phần nước rỉ rác trên thế giới
Nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp có thể được 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). Trong hầu hết các bãi chôn lấp nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài, như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình phân hủy các chất thải. Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số.
Mặc dù mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lấp khác nhau, nhưng nhìn chung thành phần nước rỉ rác chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính như sau:
- Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ trọng chất thải;
- Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp;
- Thời gian vận hành bãi chôn lấp;
- Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí;
- Điều kiện quản lý chất thải.
Các yếu tố trên ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính nước rỉ rác, đặc biệt là thời gian vận hành bãi chôn lấp, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất nước rỉ rác chẳng hạn như nước rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc. Thành phần đặc trưng của nước rỉ rác ở một số nước trên thế giới được trình bày cụ thể trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2.
Bảng 1.1 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới
Thành Phần
Đơn Vị
Colombia(ii)
Canada(ii)
Đức (iv)
Pereira (5 năm vận hành)
Clover Bar (Vận hành từ năm 1975)
BCL CTR đô thị
pH
-
7.2 – 8.3
8.3
-
COD
mgO2/l
4350 – 65000
1090
2500
BOD
mgO2/l
1560 – 48000
39
230
NH4
mg/L
200 – 3800
455
1100
TKN
mg/L
-
-
920
Chất rắn tổng cộng
mg/L
7990 – 89100
-
-
Chất rắn lơ lửng
mg/L
190 – 27800
-
-
Tổng chất rắn hoà tan
mg /L
7800 – 61300
-
-
Tổng phosphate (PO4)
mg/L
2 – 35
-
-
Độ kiềm tổng
mgCaCO3/L
3050 – 8540
4030
-
Ca
mg/L
-
-
200
Mg
mg/L
-
-
150
Na
mg/L
-
-
1150
Nguồn: (i): Lee & Jone, 1993
(ii): Diego Paredes, 2003
(iii): F. Wang et al., 2004
(iv): KRUSE, 1994
Bảng 1.2 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á
Thành Phần
Đơn Vị
Thái Lan
Hàn Quốc
BCL pathumthani
Sukdowop NRR 1 năm
Sukdowop NRR 12 năm
pH
-
7.8 – 8.7
5.8
8.2
Độ dẫn điện
µS/cm
19400 – 23900
COD
mgO2/L
4119 – 4480
12500
2000
BOD5
mgO2/L
750 – 850
7000
500
SS
mg/L
141 – 410
400
20
IS
mg/L
10588 – 14373
-
-
N-NH3
mg/L
1764 – 2128
200
1800
N-Org
mg/L
300 – 600
-
-
Phospho tổng
mg/L
25 – 34
-
-
Cl-
mg/L
3200 – 3700
4500
4500
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
-
-
Độ kiềm
mgCaCO3/L
-
2000
10000
VFA
mg/L
56 – 2518
-
-
( Nguồn: Kwanrutai Nakwan, 2002)
Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi chôn lấp khác nhau ở mỗi khu vực nhưng nước rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD, BOD5 cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgO2/L) đối với nước rỉ rác mới. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong khi giá trị pH của nước rỉ rác tăng theo thời gian, thì hầu hết nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác lại giảm dần, ngoại trừ NH3 trung bình khoảng 1800mg/L. Nồng độ các kim loại hầu như rất thấp, ngoại trừ sắt.
Khả năng phân hủy sinh học của nước 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 được biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong thời gian đầu tỷ lệ này có thể lên đến 80%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0.4 chứng tỏ các chất hữu cơ trong nước rỉ rác có khả năng phân hủy sinh học, còn đối với các bãi chôn lấp cũ tỷ lệ này thường rất thấp nằm trong khoảng 0.05 – 0.2; tỷ lệ thấp như vậy do nước rỉ rác cũ chứa các hợp chất lignin, axít humic và axít fulvic là những chất khó phân hủy sinh học.
1.1.2 Thành phần nước rỉ rác Việt Nam
Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh có 2 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang hoạt động là BCL Đa Phước và Phước Hiệp. Mặc dù các BCL đều có thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng công suất của các hệ thống này hầu như không xử lý hết lượng nước rỉ rác phát sinh ra hằng ngày tại BCL, do đó phần lớn các hồ chứa nước rỉ rác ở các BCL hiện nay đều trong tình trạng đầy ứ và việc tiếp nhận nước rỉ rác thêm nữa là điều rất khó khăn. Thậm chí còn có trường hợp phải sử dụng xe bồn để chở nước rỉ rác sang nơi khác xử lý hoặc có nơi phải xây dựng thêm hồ chứa để giải quyết một cách tạm thời tình trạng ứ đọng nước rỉ rác. Ngoài ra, việc vận hành BCL chưa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của BCL, và các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước rỉ rác bị nghẹt, …) còn khiến cho thành phần nước rỉ rác thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả xử lý nước rỉ rác.
Nước rỉ rác phát sinh từ hoạt động của BCL là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trường. Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, nước rỉ rác có thể ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nước mặt vì nồng độ các chất ô nhiễm có trong đó rất cao và lưu lượng đáng kể. Cũng như nhiều loại nước 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 nước rỉ rác phát sinh từ các bãi chôn lấp là một trong những thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng qui trình vận hành thích hợp. Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại thành phố Hồ Chí Minh được trình bày trong Bảng 1.3
Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác của một số BCL tại Thành phố Hồ Chí Minh
CHỈ TIÊU
ĐƠN VỊ
Gò Cát
Phước Hiệp
Đông Thạnh
Thời gian lấy mẫu
NRR mới 2,3,4/2002
NRR cũ 8/2006
NRR mới 1,4/2003
NRR cũ 4/03 –8/06
NRR mới 2,4/2002
NRR cũ 8,11/2003
pH
-
4.8 – 6.2
7.5 – 8.0
5.6 – 6.5
7.3 – 8.3
6.0 – 7.5
8.0 – 8.2
TDS
mg/L
7300 –12200
9800 – 16100
18260 – 20700
6500 – 8470
10950 – 15800
9100 – 11100
Độ cứng tổng
mgCaCO3/L
5833 – 9667
590
5733 – 8100
-
1533 – 8400
1520 – 1860
Ca2+
mg/L
1670 – 2740
40 – 165
2031 – 2191
110 – 6570
1122 – 11840
100 – 190
SS
mg/L
1760 – 4310
90 – 4000
790 – 6700
-
1280 – 3270
169 – 240
VSS
mg/L
1120 – 3190
-
-
-
-
-
COD
mgO2/L
39614 – 59750
2950 – 7000
24000 – 57300
1510 – 4520
38533 – 65333
916 – 1702
BOD
mgO2/L
30000 – 48000
1010 – 1430
18000 – 48500
240 – 2.120
33570 – 56250
235 – 735
VFA
mg/L
21878 – 25182
-
16777
-
-
-
N-NH3
mg/L
297 – 790
1360 – 1720
760 – 1550
1590 – 2190
1245 – 1765
520 - 785
N-hữu cơ
mg/L
336 – 678
-
252 – 400
110 – 159
202 – 319
-
SO4
mg/L
1600 – 2340
-
2300 – 2560
-
-
30 – 45
Humic
mg/L
-
297 – 359
250 – 350
767 – 1150
-
275 – 375
Lignin
mg/L
-
52 – 86
-
74.7
-
36.2 – 52.6
Dầu Khoáng
mg/L
-
-
-
-
10 – 16.5
H2S
mg/L
106
-
4.0
-
-
-
Phenol
mg/L
-
-
-
-
-
0.32 – 0.60
Phospho tổng
mg/L
55 – 90
14 – 55
5 – 30
7 – 20
14 – 42
11 - 18
Tetrachlorethylen
mg/L
-
-
KPH
KPH
KPH
KPH
Trichlorethylen
mg/L
-
KPH
KPH
KPH
KPH
KPH
Mg2+
mg/L
404 – 687
119
-
-
259 – 265
373
Fe tổng
mg/L
204 – 208
13.0
-
-
-
64 – 120
Al
mg/L
0.04 – 0.50
-
-
-
0.23 – 0.26
-
Zn
mg/L
93.0 – 202.1
KPH
0.25
-
-
0.3 – 0.48
Cr Tổng
mg/L
0.04 – 0.05
KPH
KPH
-
KPH
0 – 0.05
Cu
mg/L
3.50 - 4.00
0.22
0.25
-
0.85 – 3.00
0.1 – 0.14
Pb
mg/L
0.32 – 1.90
0.076
0.258
-
14 – 21
0.006 – 0.05
Cd
mg/L
0.02 -0.10
KPH
0.008
-
0 – 0.03
0.002 – 0.008
Mn
mg/L
14.50 - 32.17
0.204
33.75
-
4.22 – 11.33
0.66 – 0.73
Ni
mg/L
2.21 – 8.02
0.458
0.762
-
0.63 – 184
0.65 -0.1
Hg
mg/L
-
-
0.01
-
-
0.01 – 0.04
As
mg/L
-
-
-
-
-
0.010 – 0.022
Sn
mg/L
-
-
KPH
-
-
2.2 – 2.5
(Nguồn: CENTENMA, 2002)
Số liệu phân tích thành phần nước rỉ rác cho thấy nước rỉ rác mới tại 3 BCL đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD cao có thể lên đến trên 50000 mO2/L, tỉ lệ BOD5/COD cao trong khoảng 0.5 – 0.9; nồng độ NH3 không cao và giá trị pH thấp. Tuy nhiên, chỉ sau một thời gian ngắn vận hành nồng độ COD, BOD giảm rất đáng kể, tỉ lệ BOD5/COD thấp, nồng độ NH4+ tăng lên đáng kể và giá trị pH tăng.
Kết quả phân tích cũng cho thấy sự khác biệt giữa thành phần nước rỉ rác tại hai BCL Đa Phước và Phước Hiệp, sau hơn 5 năm vận hành BCL Đa Phước nồng độ COD trong nước rỉ rác vẫn còn khá cao, trung bình dao động trong khoảng 20000 – 25000mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD dao động trong khoảng 0.45 – 0.50; với nồng độ NH3 cao nhất lên đến > 2000mg/l, giá trị pH lớn hơn 7.3. Trong khi đó BCL Phước Hiệp hoàn toàn khác biệt, chỉ sau gần một năm vận hành nồng độ COD giảm còn rất thấp trung bình dao động trong khoảng 2000 – 3000 mgO2/L, cao nhất đạt đến 6000 mgO2/L, tỉ lệ BOD5/COD thấp dao động trong khoảng 0.15 – 0.30, nồng độ NH3 tăng lên trên 1000mg/L theo thời gian vận hành và giá trị pH lớn 8.0. Giải thích sự khác biệt số liệu giữa hai BCL là do qui trình vận hành của mỗi BCL và hệ thống thu gom nước rỉ rác ở BCL Phước Hiệp và BCL Đa Phước cũng khác nhau nên dẫn đến thành phần các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác ở 2 BCL cũng khác nhau.
Nhìn chung thành phần nước rỉ rác mới của BCL ở Việt Nam cũng tương tự như trên thế giới, hàm lượng chất hữu cơ cao trong giai đoạn đầu (COD: 45000 mgO2/L, BOD: 30000 mgO2/L) và giảm dần theo thời gian vận hành của BCL, các hợp chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tích lũy và tăng dần theo thời gian vận hành. Khi thời gian vận hành BCL càng lâu hàm lượng amonium càng cao. Giá trị pH của nước rỉ rác cũ cao hơn hơn nước rỉ rác mới.
1.1.3 Tính chất nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp
BCL Phước Hiệp bao gồm 4 ô chôn lấp và rác được chôn lấp theo phương pháp cuốn chiếu. Mỗi ô chôn lấp có một hố thu nước rỉ rác và từ đây nước rỉ rác được bơm vào các hồ chứa nước rỉ rác trước khi được xử lý. Để theo dõi sự thay đổi thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp mẫu nước rỉ rác được lấy tại ô chôn lấp số 2 trong những khoảng thời gian xác định trong suốt quá trình vận hành của BCL.
Thời điểm bắt đầu vận hành BCL Phước Hiệp từ tháng 1 năm 2003. Sau 4 tháng vận hành BCL, nồng độ COD trong nước rỉ rác từ trên 50000mgO2/l bắt đầu giảm xuống còn 10654 mgO2/L, theo số liệu ghi nhận từ nhiều năm thì nồng độ COD của nước rỉ rác từ tháng 8 đến tháng 1 của năm 2004 dao động từ 1346 – 2408 mgO2/l. Trong thời gian từ tháng 04 năm 2006 đến tháng 08 năm 2006 có một số điểm có nồng độ COD vượt quá 5000mgO2/L, giá trị này xuất hiện phụ thuộc vào chu kỳ đổ rác của BCL, cụ thể như khi rác được đổ trên ô chôn rác số 2 thì nước rỉ rác phát sinh trong thời gian này của ô số 2 có nồng độ COD tăng lên từ 4000 đến 5000mg O2/L, và khi rác được đổ sang các ô chôn rác khác thì nồng độ COD của nước rỉ rác trong ô số 2 lại giảm xuống trung bình khoảng 2000 mgO2/L. Bên cạnh đó sự thay đổi thành phần nước rỉ rác theo mùa cũng được khảo sát, thành phần nước rỉ rác biến thiên theo mùa được trình bày trong Bảng 1.4.
Bảng 1.4 Thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp biến thiên theo mùa (mẫu lấy tại hố thu ô số 2, mẫu lấy từ tháng 12/2008 đến tháng 12/2009)
STT
Chỉ tiêu
Đơn vị
Mùa mưa (tháng 6 đến tháng 11)
Mùa nắng (tháng 12 đến tháng 5)
1
pH
-
7.9 – 8.08
7.9 – 8.19
2
TDS
g/l
8.00 – 9.24
12.1 – 14.5
3
COD
mgO2/L
5105 – 31950
6621 – 59750
4
BOD5
mgO2/L
3340 – 25120
5150 – 48000
5
N-NH3
mg/L
2189 – 2520
2058 – 2660
6
Phospho tổng
mg/L
17 – 25
31 – 37
(Nguồn: Công ty Môi trường đô thị TP. Hồ Chí Minh)
Kết quả trên cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm vào mùa mưa và mùa nắng không khác nhau nhiều vì trong quy trình vận hành BCL thì sau khi qua cầu cân, rác sẽ được đổ tại sàn trung chuyển, công trường sẽ điều tiết và vận chuyển rác vào ô chôn rác đã được lót đáy bằng tấm nhựa HDPE. Tại các ô chôn lấp, rác sẽ được san phẳng bằng xe ủi và được đầm nén kỹ. Khi chiều dày lớp rác đạt đến chiều cao 2.2m thì sẽ phủ lớp đất lên trên bề mặt rác, cuối cùng là phủ một lớp nhựa PE để hạn chế mùi hôi và tránh nước mưa xâm nhập vào. Vì vậy mà thành phần nước rỉ rác của BCL Phước Hiệp giữa mùa mưa và mùa nắng tại thời điểm lấy mẫu không khác nhau nhiều.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC
1.2.1 Phương pháp xử lý cơ học
Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi là: song/ lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hoà, khuấy trộn, bể lắng, bể tuyển nổi. Mỗi công trình được áp dụng đối với từng nhiệm vụ cụ thể.
Ưu điểm:
+ Đơn giản, dễ sử dụng và quản lý
+ Rẻ, các thiết bị dễ kiếm
+ Hiệu quả xử lý sơ bộ nước thải tốt
Nhược điểm:
+ Chỉ hiệu quả đối với các chất không tan
+ Không tạo được kết tủa đối với các chất lơ lửng.
Phương pháp xử lý hóa – lý
Phương pháp này dùng để tách các chất hữu cơ, các tạp chất bằng cách cho hóa chất vào nước thải để xử lý. Các quá trình hóa lý diễn ra giữa các chất bẩn với hóa chất cho thêm vào. Các công trình xử lý hóa – lý thường được sử dụng là: hấp phụ, keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion, tách bằng màng.
Ưu điểm:
+ Tạo được kết tủa với các chất lơ lửng
+ Loại bỏ được các tạp chất nhẹ hơn nước.
+ Đơn giản, dễ sử dụng.
Nhược điểm:
+ Chí phí hóa chất cao (đối với một số trường hợp).
+ Không hiệu quả với các chất hòa tan.
Phương pháp xử lý sinh học
Nguyên lý của phương pháp này là dựa vào hoạt động sống của các loài vi sinh vật sử dụng các chất có trong nước thải như Photpho, nitơ và các nguyên tố vi lượng làm nguồn dinh dưỡng để phân huỷ các phân tử của các chất hữu cơ có mạch cabon dài thành các phân tử đơn giản hơn và sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O (hiếu khí); CH4 và CO2 (kị khí). Qúa trình xử lý sinh học có thể được thực hiện trong 2 điều kiện hiếu khí hoặc kị khí.
Ưu điểm:
+ Hiệu quả cao, ổn định về tính sinh học
+ Nguồn nguyên liệu dễ kiếm, hầu như là có sẵn trong tự nhiên
+ Thân thiện với môi trường
+ Chi phí xử lý thấp
+ Ít tốn điện năng và hoá chất
+ Thường không gây ra chất ô nhiễm thứ cấp
Nhược điểm:
+ Thời gian xử lý lâu và phải hoạt động liên tục,chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ánh sáng, pH, DO, hàm lượng các chất dinh dưỡng, các chất độc hại khác.
+ Chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thời tiết, do đó việc vận hành và quản lý khó, hầu như chỉ sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc 2, 3