Công nghệ xử lý bùn thải hệ thống thoát nước đô thị

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC<br /> VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> công nghệ Xử Lý bùn thải<br /> hệ thống thoát nước đô thị<br /> Trần Đức Hạ1<br /> <br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Bùn thải hệ thống thoát nước đô thị có khối lượng lớn và thành phần phức tạp, dễ gây ô nhiễm môi trường<br /> trong quá trình vận chuyển và chôn lấp, đồng thời cũng là nguồn tài nguyên có thể tái sử dụng được. Kết quả<br /> nghiên cứu của đề tài MT13-09 đã đề xuất một số công nghệ xử lý và tái sử dụng phù hợp cho các loại bùn thải<br /> thu gom từ mạng lưới đường cống và công trình thoát nước đô thị.<br /> Từ khóa: Bùn thải, thoát nước đô thị, công nghệ xử lý.<br /> <br /> <br /> <br /> 1. Giới thiệu chung trong đó có vi khuẩn gây bệnh. Tuy nhiên, do quy<br /> Ở Việt Nam, đến cuối năm 2014, có 774 đô thị trình vận hành không đảm bảo, tần suất hút bùn bể<br /> với hầu hết hệ thống thoát nước (HTTN) là hệ tự hoại kéo dài từ 4,4 năm/lần (TP. Hồ Chí Minh,<br /> thống chung cho nước thải sinh hoạt, nước thải sản TP. Hải Phòng...) đến 6,2 năm/lần (TP. Hà Nội và<br /> xuất và nước mưa. Trên HTTN đô thị hình thành 3 các TP khác) nên phần lớn bùn hình thành trong<br /> loại bùn thải với số lượng lớn, phụ thuộc vào hình bể tự hoại được phân hủy trong công trình hoặc trôi<br /> thức thoát nước thải và đặc điểm HTTN, bao gồm: theo nước thải ra mạng lưới thoát nước TP.<br /> Bùn bể tự hoại, bùn mạng lưới thoát nước (bùn thải Trong quá trình XLNT, một lượng lớn bùn thải<br /> cống thoát nước và kênh hồ thoát nước) và bùn thải được hình thành và tách ra từ các quá trình lắng sơ<br /> các nhà máy xử lý nước thải (XLNT). Theo nguồn cấp và lắng thứ cấp. Các loại bùn thải này có hàm<br /> gốc phát sinh và vị trí hình thành, bùn thải được lượng hữu cơ cao (khoảng 70% tổng lượng chất rắn)<br /> phân loại theo Hình 1. và tỷ lệ các chất dinh dưỡng N,P lớn. Tuy nhiên, đến<br /> Bùn bể tự hoại có nguồn gốc từ chất thải sinh nay trên 800 đô thị mới có 20 nhà máy XLNT đi vào<br /> hoạt của con người với hàm lượng hữu cơ cao (trên hoạt động với lượng nước thải xử lý gần 500.000<br /> 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật m3/ngày, khoảng 10% lượng nước thải đô thị.<br /> Bùn thải trên mạng lưới đường cống, kênh<br /> mương hồ thoát nước có nguồn gốc từ nước thải<br /> sinh hoạt, công nghiệp... từ nước mưa cuốn trôi<br /> các chất ô nhiễm trên bề mặt đô thị, từ nước tưới<br /> cây, rửa đường... và sinh khối chết trong kênh, hồ.<br /> Vì vậy, loại bùn thải này có khối lượng lớn, thành<br /> phần phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm HTTN,<br /> điều kiện khí hậu thời tiết, tình trạng vệ sinh đô<br /> thị và chế độ quản lý vận hành các cống, sông,<br /> mương, hồ thoát nước và nhiều yếu tố khác. Với<br /> tổng chiều dài hệ thống cống TP. Hồ Chí Minh là<br /> 9.804.750 m, lượng bùn cống rãnh và sông mương<br /> thoát nước được nạo vét hàng năm khoảng 400.000<br /> m3. Bùn thải thoát nước và bùn bể tự hoại khu vực<br /> nội thành Hải Phòng được Công ty Thoát nước Hải<br /> Phòng nạo vét và vận chuyển đưa về bãi chôn lấp và<br /> xử lý bùn Tràng Cát với khối lượng khoảng 33.000<br /> ▲Hình 1. Sự hình thành bùn thải trên HTTN đô thị - 35.000 tấn/năm. Lượng bùn nạo vét từ các cống<br /> <br /> Viện Nghiên cứu Cấp thoát nước và Môi trường<br /> 1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên đề số I, tháng 3 năm 2016 25<br /> và mương thoát nước vận chuyển về bãi đổ bùn ở nước bề mặt, L/người/ngày.<br /> Yên Sở và Kiêu Kị (TP. Hà Nội) khoảng 160.000 - Wnt- lượng bùn thải trong nước thải, L/người/ngày.<br /> 180.000 tấn/năm. Đây là lượng bùn lớn, dễ gây ô Bùn thải HTTN không tập trung, phân bố không<br /> nhiễm môi trường trong quá trình vận chuyển và đều trên HTTN từ các tuyến cống đến sông hồ khó<br /> chôn lấp, đồng thời cũng là nguồn tài nguyên có thể thu gom và thành phần phức tạp. Bùn cống thoát<br /> thu hồi được. Mặt khác, các bãi đổ bùn cần diện tích nước có tỷ lệ cấp hạt cát cao hơn bùn mương và ao<br /> lớn, khó khăn cho các đô thị hiện nay. hồ. Thành phần cơ giới của các loại bùn thải HTTN<br /> Đặc điểm của các loại bùn thải đô thị phụ thuộc được thể hiện trong Bảng 1.<br /> vào sự hình thành và tích tụ trên HTTN cũng như Thành phần bùn thải thay đổi theo chiều dài<br /> tình trạng hoạt động của đô thị. Tuy nhiên, do đặc tuyến cống, thời gian mùa mưa và cường độ trận<br /> điểm HTTN các đô thị Việt Nam nên số lượng các mưa. Về mùa khô, cống thoát nước tiếp nhận các<br /> nhà máy XLNT đô thị còn hạn chế, các loại bùn thải loại nước thải và nước rửa đường; bùn thải tập trung<br /> thu gom được chủ yếu là bùn bể tự hoại và bùn nạo chủ yếu vào đầu tuyến cống với độ ẩm không lớn và<br /> vét cống rãnh và mương hồ. tỷ lệ vô cơ cao. Đầu mùa mưa, lượng bùn thải trong<br /> Một trong những nội dung nghiên cứu của cống thoát nước tăng. Trong mùa mưa, bùn thải có<br /> nhiệm vụ khoa học công nghệ về BVMT của Bộ hàm lượng hữu cơ cao và tập trung nhiều trên kênh<br /> Xây dựng “Điều tra khảo sát, đề xuất phương án và mương và ao hồ đô thị. Thành phần hữu cơ và dinh<br /> công nghệ thích hợp xử lý bùn thải từ HTTN đô thị dưỡng của các loại phân bùn từ các hệ thống cống,<br /> (mã số: MT13-09)” là đề xuất công nghệ xử lý và mương, ao hồ có đặc điểm nêu trong Bảng 2.<br /> tái sử dụng phù hợp cho các loại bùn thải thu gom Thành phần và tính chất hóa học bùn thải chủ<br /> từ mạng lưới đường cống và công trình thoát nước yếu phụ thuộc vào nguồn gốc nước thải. Các tính<br /> đô thị. chất hóa học biểu thị sự có mặt của các hợp chất<br /> 2. Đặc điểm số lượng, thành phần và tính chất hóa học trong bùn và khả năng tái sử dụng bùn.<br /> bùn thải HTTN đô thị. Bùn thải nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu<br /> Theo TCVN 7957:2008, trong nước thải sinh cơ và dinh dưỡng cao, nồng độ kim loại nặng và các<br /> hoạt, hàm lượng chất rắn không hòa tan từ 60 - 65 chất độc hại thấp dễ sử dụng làm phân bón. Đối với<br /> g/người/ngày với thành phần hữu cơ 60 - 65%. Phần HTTN các khu vực công nghiệp, trong bùn thải có<br /> lớn lượng bùn thải này được giữ lại trong các bể thể tồn tại kim loại nặng nên khó xử lý và sử dụng.<br /> tự hoại (40 - 50%) và trên đường cống thoát nước. Các số liệu về hàm lượng chất dinh dưỡng, kim loại<br /> Nước thải từ các xí nghiệp công nghiệp và cơ sở nặng bùn thải cống và kênh mương thoát nước một<br /> dịch vụ chứa lượng lớn chất rắn không hòa tan, có số đô thị được trình bày trong Bảng 3.<br /> thể lắng đọng và tích tụ trên mạng lưới thoát nước So với các các quy định của QCVN 03:2008/<br /> và công trình xử lý nước thải. Số lượng và thành BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kim loại<br /> phần bùn thải nước thải sản xuất phụ thuộc vào các nặng trong đất, phần lớn thành phần kim loại nặng<br /> yếu tố như: Loại hình sản xuất của các cơ sở công<br /> Bảng 1. Thành phần cơ giới của các loại bùn thải<br /> nghiệp, đặc điểm công nghệ sản xuất, thành phần<br /> nguyên vật liệu sản xuất và sản phẩm, đặc điểm Thành phần các cấp hạt (%)<br /> TT Mẫu >0,2 0,2-0,02 0,02-0,002