Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại khu Liên hiệp xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, Huyện Sóc Sơn, Thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại địa điểm nghiên cứu cụ thể: BCL rác thải Nam Sơn. Đánh giá thực tế về tính chất của nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp và hiện trạng hoạt động của các trạm xử lý nước rác hiện có trên khu vực bãi chôn lấp rác thải tại Nam Sơn- Hà Nội. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại khu Liên hiệp xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, Huyện Sóc Sơn, Thành phố Hà Nội

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN KHOA “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC RỈ RÁC KHU VỰC BÃI CHÔN RÁC THẢI NAM SƠN TẠI KHU LIÊN HIỆP XỬ LÝ RÁC THẢI NAM SƠN NĂM 2018, HUYỆN SÓC SƠN ,THÀNH PHỐ HÀ NỘI”. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi rường Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên, 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN KHOA “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC RỈ RÁC KHU VỰC BÃI CHÔN RÁC THẢI NAM SƠN TẠI KHU LIÊN HIỆP XỬ LÝ RÁC THẢI NAM SƠN NĂM 2018, HUYỆN SÓC SƠN,THÀNH PHỐ HÀ NỘI” Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K47 - KHMT Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Giáo Viên Hướng Dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, 2019
i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ quý báu của quý thầy giáo, cô giáo nhà trường, cùng bạn bè xung quanh. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Thị Phả, người đã giành nhiều thời gian chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong quá trình tôi thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Môi trường, cùng các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, những người đã truyền đạt tri thức và phương pháp học tập, tìm hiểu và nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian tôi học tập tại nơi đây. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện kỹ thuật và công nghệ Môi trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất trong quá trình tôi thực tập và cung cấp số liệu cho đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn động viên, tạo điều kiện và góp ý để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh được những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo để đề tài của tôi được hoàn thiện tốt hơn nữa. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 1 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Văn Khoa
ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Atomic Absorbtion Spectrometric - Quang phổ hấp thụ nguyên tử BCL Bãi chôn lấp BOD Biological Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài Nguyên và Môi trường COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học NRR Nước rỉ rác NT Nước thải của bãi chôn lấp NXB Nhà xuất bản QCVN Quy chuẩn Việt Nam SBR Sequencing Batch Reactor - Bể phản ứng theo mẻ SS Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng SMEW Standard Methods for the Examination of Water and W Westewater - Các phương pháp chuẩn phân tích nước và nước thải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TT Trước thải của bãi chôn lấp TDS Total Dissolved Solids - Tổng chất rắn hòa tan UASB Upflow Anaerobic Sludge Balanket - Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí
iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ v DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ vi PHẦN 1: MỞ ĐẦU.......................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài ......................................................... 4 2.2. Tổng quan về nước rỉ rác ........................................................................... 6 2.2.1. Đặc trưng của nước rỉ rác ........................................................................ 6 2.2.2. Ảnh hưởng của nước rỉ rác...................................................................... 9 2.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước rỉ rác.................................... 10 2.3.1. Phương pháp cơ học (phương pháp vật lý) ........................................... 10 2.3.2. Phương pháp hóa lý............................................................................... 11 2.3.3. Phương pháp hóa học ............................................................................ 12 2.3.4. Phương pháp sinh học ........................................................................... 14 2.3.5. Phương pháp xử lý cặn .......................................................................... 16 2.3.6. Phương pháp khử trùng ......................................................................... 16 2.4. Một số văn bản liên quan đến tài nguyên nước ....................................... 17 2.5. Tình hình xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước ..................................... 18 2.5.1. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài ............................................. 18 2.5.2. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở trong nước .............................................. 22
iv PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 24 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 24 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 24 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 24 3.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24 3.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 24 3.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu........................................................... 24 3.3.2. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường....... 25 3.3.3. Phương pháp tổng hợp so sánh ............................................................. 27 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................... 28 4.1. Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của BCL Nam Sơn ................................................................................................. 28 4.1.1. Sơ lược về bãi chôn lấp ......................................................................... 28 4.1.2. Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác .................................................. 30 4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác ......................................................... 37 4.2.1. Số liệu thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác. ................................... 37 4.2.2. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn ........... 42 4.2.3. Đánh giá chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 25:2009/ BTNMT 43 4.2.4. Hiệu quả xử lý ....................................................................................... 47 4.3. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rác từ BCL ....................................................................................................... 48 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 52 5.1. Kết luận .................................................................................................... 52 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 54
v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1.Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi ....... 7 Bảng 3.1: Phương pháp phân tích mẫu ........................................................... 27 Bảng 4.1. Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn ........................................................................ 32 Bảng 4.2. Số liệu về thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác ......................... 38 Bảng 4.3. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn ..... 42 Bảng 4.4 . Hiệu quả xử lý nước rỉ rác BCL rác thải Nam Sơn ....................... 47
vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Quan hệ giữa sự tang trưởng sinh khối và sự khử cơ chất.............. 15 Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 ......................................... 19 Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 ......................................... 20 Hình 4.1. Địa điểm xây dựng bãi rác Nam Sơn .............................................. 28 Hình 4.2. Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm .................................................... 30 Hình 4.3. Biểu đồ khối lượng NRR được xử lý tại BCL Nam Sơn từ năm 2006-2016 ........................................................................................ 34 Hình 4.4. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2017 tại BCLNam Sơn ......... 34 Hình 4.5. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2018 tại BCL Nam Sơn ........ 35 Hình 4.6. Toàn cảnh nhà máy nhìn từ trên cao ............................................... 36 Hình 4.7: Biểu đồ diễn biến pH đầu vào ......................................................... 39 Hình 4.8: Biểu đồ diễn biến COD đầu vào ..................................................... 40 Hình 4.9: Biểu đồ diễn biến BOD5 đầu vào .................................................... 40 Hình 4.10: Biểu đồ diễn biến Nitơ đầu vào .................................................... 41 Hình 4.11: Biểu đồ diễn biến Amoni đầu vào ................................................ 42 Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện COD sau xử lý ................................................... 43 Hình 4.13. Diễn biến nồng độ BOD5 sau xử lý............................................... 44 Hình 4.14. Diễn biến nồng độ NH4+ trong nước rỉ rác sau xử lý .................... 45 Hình 4.15. Diễn biến nồng độ Nitơ tổng sau xử ............................................. 46
1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở lên trầm trọng và phổ biến dẫn tới suy thoái môi trường đất, nước, không khí, đặc biệt là tại các đô thị lớn lượng chất thải rắn và nước thải ngày càng gia tăng. Mặc dù số lượng các nhà máy đã xây dựng trạm xử lý chất thải tăng lên trong những năm gần đây nhưng hiện trạng ô nhiễm vẫn chưa được cải thiện. Nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn hiện nay là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng xung quanh khu vực bãi chôn lấp. Nhìn chung, nước rỉ rác chứa các chất hữu cơ hoà tan và các ion vô cơ với hàm lượng cao, khó xử lý. Nếu nước rỉ rác phát thải trực tiếp vào môi trường mà không được kiểm soát chắc chắn sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tính chất nước rỉ rác thay đổi không những do nó được tạo thành bởi rất nhiều loại chất thải khác nhau mà còn thay đổi theo tuổi bãi rác và theo mùa trong năm. Hiện tại chúng ta vẫn xử lý rác thải bằng phương pháp chôn lấp và chưa áp dụng phân loại rác thải nguồn nên thành phần của nước rỉ rác rất phức tạp. Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước rỉ rác có thể biến động rất lớn, tùy thuộc vào tuổi bãi chôn lấp, thời gian lấy mẫu - mùa mưa hay mùa khô. Vì vậy, việc khảo sát các đặc trưng của nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp có thể cung cấp những thông tin quan trọng làm cơ sở để chọn lựa công nghệ xử lý phù hợp Tuy nhiên, kéo theo đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, không đạt tiêu chuẩn gây ra nhiều bất cập làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh và cuộc sống con người.
2 Đặc biệt, hầu hết nước rỉ rác tại bãi chôn lấp đều phát thải trực tiếp vào môi trường, khuếch tán mầm bệnh gây tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người, việc ô nhiễm môi trường từ nước rỉ rác của các bãi chôn lấp tập trung trở thành vấn đề nóng hàng chục năm nay. Nước rỉ rác được tạo ra trong giai đoạn axit của bãi chôn lấp ổn định. Trong giai đoạn này pH của nước rỉ rác tạo ra giảm do đó huy động nhiều kim loại nặng. Thành phần của nước rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính của chất thải, thiết kế và vận hành bãi rác, các đặc tính và thành phần cụ thể của các chất thải được chôn lấp. Tại nhiều quốc gia đang phát triển việc quản lý kém các bãi rác là mối nguy cơ chính đối với ô nhiễm nước ngầm cũng như nước mặt. Do lắp đặt không đúng các hệ thống lớp lót và thu gom nước rỉ rác, nước rỉ rác lan truyền vào nước ngầm hoặc các nguồn nước mặt gần đó, làm suy thoái chất lượng nước. Để kiểm soát nguy cơ ô nhiễm của nước rỉ rác hầu như tất cả các nước đã ban hành các quy định, nhưng các biện pháp khắc phục được đề xuất theo thời hạn là rất khó thực hiện và không hiệu quả về chi phí. Do đó, để ngăn chặn sự lãng phí năng lượng và tiền bạc việc xác định các khu vực dễ bị ảnh hưởng bởi bãi chôn lấp là cần thiết và phải được tiến hành ngay. Các nhà khoa học và các nhà quản lý môi trường đã quan tâm đến việc xử lý nước rỉ rác. Đã có một số công nghệ xử lý nước rỉ rác được áp dụng như: hệ thống mương xử lý nước rỉ rác (kết hợp nước rỉ rác với nước thải sinh hoạt, quay vòng tuần hoàn nước rỉ rác và hồ xử lý), công nghệ sinh học (xử lý hiếu kí, kị khí) và xử lý bằng các quá trình vật lý, hoá học (oxi hoá, kết tủa, hấp phụ, công nghệ màng và loại bỏ NH4+). Nhìn chung, nước rỉ rác thường được xử lý bằng phương pháp sinh học để loại bỏ các chất hữu cơ. Công nghệ sinh học được sử dụng để xử lý nước thải thường có hiệu quả cao. Tuy nhiên, một hệ thống xử lý sinh học riêng lẻ thường không có hiệu quả cao trong xử lý nước rỉ rác vì nó có thành phần phức tạp và chứa các chất ô nhiễm khó
3 phân huỷ sinh học xuất phát từ vấn đề trên và được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa cũng như giáo viên hướng dấn TS. Trần Thị Phả, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài. “Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại khu Liên hiệp xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, Huyện Sóc Sơn,Thành phố Hà Nội”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại địa điểm nghiên cứu cụ thể: BCL rác thải Nam Sơn. - Đánh giá thực tế về tính chất của nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp và hiện trạng hoạt động của các trạm xử lý nước rác hiện có trên khu vực bãi chôn lấp rác thải tại Nam Sơn- Hà Nội. - Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho các trạm xử lý nước rỉ rác. 1.3. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Là nguồn dữ liệu phục vụ cho các nghiên cứu sau này. - Vận dụng được những kiến thức về môi trường nước, cải tạo phục hồi môi trường đã học và được áp dụng vào trong thực tế. Ý nghĩa trong thực tiễn: - Tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo khu liên hiệp trước hoạt động sản xuất đến môi trường. Từ đó có hoạt động tích cực trong việc xử lý nước thải. - Cảnh báo nguy cơ gây ô nhiễm suy thoái môi trường nước do nước thải gây ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người dân khu vực quanh khu liên hiệp.
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài - Khái niệm về môi trường "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên" (Theo Ðiều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại: - Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người. Ðó là ánh sáng mặt trời, núi sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước... Môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cấy, chăn nuôi, cung cấp cho con người các loại tài nguyên khoáng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, làm cho cuộc sống con người thêm phong phú. - Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người. Ðó là những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định... ở các cấp khác nhau như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội các nước, quốc gia, tỉnh, huyện, cơ quan, làng xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, các tổ chức tôn giáo, tổ chức đoàn thể,... Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác. - Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong
5 cuộc sống, như ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo... Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất, nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội... Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà chỉ bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con người. Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với thầy giáo, bạn bè, nội quy của trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm, vườn trường, tổ chức xã hội như Ðoàn, Ðội với các điều lệ hay gia đình, họ tộc, làng xóm với những quy định không thành văn, chỉ truyền miệng nhưng vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính các cấp với luật pháp, nghị định, thông tư, quy định. Tóm lại, môi trường là tất cả những gì có xung quanh ta, cho ta cơ sở để sống và phát triển. Môi trường có các chức năng cơ bản sau: - Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật. - Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người. - Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình. - Môi trường là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất. - Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người. Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của
6 các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước mới. Việc khai thác quá mức không gian và các dạng tài nguyên thiên nhiên có thể làm cho chất lượng không gian sống mất đi khả năng tự phục hồi. 2.2. Tổng quan về nước rỉ rác 2.2.1. Đặc trưng của nước rỉ rác * Nguồn gốc phát sinh nước rỉ rác Nước rò rỉ từ bãi rác là nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp (BCL). Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước. Độ giữ nước của chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không phát sinh ra dòng thấm hướng xuống, dưới tác dụng của trọng lực. Trong giai đoạn hoạt động của BCL, nước rỉ rác hình thành chủ yếu do nước mưa và nước “ép” ra từ các lỗ rỗng của chất thải do các thiết bị dầm nén. Sự phân hủy chất hữu cơ trong rác cũng phát sinh nước rò rỉ nhưng với lượng rất nhỏ. (Nguyễn Thị Thục Quyên, 2007). Điều kiện khí hậu thuỷ 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 nước rỉ rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khác nhau của bãi rác. Trong suốt những năm đầu tiên, 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 * Thành phần và của nước rỉ rác tính chất Thành phần nước rỉ rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi BCL, loại rác, khí hậu. Mặc khác, độ dày, độ nén và nguyên liệu phủ trên cùng cũng tác động lên thành phần nước rác. Thành phần nước rỉ rác được phân loại theo tính chất bãi chôn lấp đang hoạt động và bãi chôn lấp đã ngưng hoạt động. Bảng 1.1 biểu diễn sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rác theo thời gian, từ ngày bãi ngưng hoạt động.
7 Bảng 2.1. Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi Giá trị Thành phần Đơn vị 1 năm 5 năm 16 năm Ph 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 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 -
8 thấp hoặc ban đầu cao, sau đó thấp dần là do công tác khảo sát sự thay đổi thành phần nước rỉ rác không được thực hiện một cách kỹ càng. Hàm lượng chất hữu cơ nước rỉ rác của bãi rác mới chưa phủ đầy (khoảng 08 tháng tuổi) có thể lên đến 716000 mg/l. Hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ giảm dần theo tuổi bãi rác. Tương tự, tỷ số BOD:COD cũng giảm dần theo thời gian. Mức độ giảm này cho thấy chất hữu cơ dễ oxy hoá sinh hoá giảm nhanh, trong khi đó hàm lượng chất không phân huỷ sinh học gia tăng theo tuổi bãi rác. Đặc tính chung của tất cả các loại nước rác: + Thành phần các chất ô nhiễm hữu cơ: đặc trưng ở tải lượng ô nhiễm theo COD và BOD5 rất cao. Trong thành phần chất ô nhiễm hữu cơ, bao giờ cũng chứa thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học và phần chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những bãi rác thời gian chôn lấp không lâu dưới 2 năm, nước rỉ rác có trị số COD rất cao (3000- 40.000mg/l), đồng thời tỷ số BOD5/COD lớn hơn 0,6 tức là trong nước rác chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Ngược lại ở các bãi chôn lấp có thời gian lâu (> 10 năm) nước rác có trị số COD tương đối thấp (100 -500mg/l), đồng thời tỷ số BOD/COD cũng thấp (< 0,3), tức là trong nước rác chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). + Thành phần các chất ô nhiễm vô cơ: chủ yếu là amoniac (NH3) nằm dưới dạng ion amoni (NH4+) trong nước rỉ rác, thành phần này được tạo ra do sự phân hủy (thủy phân và lên men) thành phần protein xác động thực vật trong rác thải. Đặc tính quan trọng của thành phần amoniac trong nước thải là chúng có hàm lượng rất cao, đến trên 2000mg/l và lại rất bền vững, không bị biến đổi theo thời gian, thành phần vô cơ khó xử lý nhất trong nước rỉ rác. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). + Thành phần các chất độc hại: vi trùng, vi khuẩn, mầm bệnh, virus các loại và một số kim loại nặng.
9 Trong một bãi chôn lấp rác trẻ hay già, quá trình phân hủy sinh học đều xảy ra trong điều kiện yếm khí qua 3 giai đoạn kế tiếp nhau trong toàn bộ khối rác bị chôn lấp: giai đoạn tạo axit (pha axit), giai đoạn metan (pha metan) và giai đoạn trung gian (pha chuyển tiếp từ pha axit sang pha metan). Tùy theo thời gian chôn lấp rác mà ưu thế của từng giai đoạn sẽ thay đổi. Thời gian chôn lấp càng lâu, tuổi bãi rác càng già, pha metan sẽ chiếm ưu thế. Ngược lại, tuổi bãi rác chôn lấp càng trẻ, pha axit chiếm phần chủ yếu. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). Có thể căn cứ vào tỷ số BOD/COD trong các giới hạn để phân biệt các giai đoạn xảy ra trong bãi chôn lấp rác: - Pha axit: BOD/COD ≥ 0,4 - Pha chuyển tiếp: 0,4 > BOD/COD >0,2 - Pha metan: BOD/COD ≤0,2 2.2.2. Ảnh hưởng của nước rỉ rác Nước rỉ rác chứa rất nhiều chất độc hại như khí nitơ, nồng độ mmoniac, kim loại nặng, vi khuẩn gây bệnh đường ruột, BOD . . . Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật thường được xác định qua nhu cầu oxy sinh hóa BOD. Nồng độ BOD tỷ lệ với hàm lượng ô nhiễm hữu cơ, đồng thời cũng được sử dụng để đánh giá tải lượng và hiệu quả sinh học của một hệ thống nước thải. Ô nhiễm hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Sự cạn kiệt oxy hòa tan sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh. Chất lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan do làm tăng độ đục nguồn nước và gây bồi lắng nguồn nước tiếp nhận. Đối với tầng nước ngầm, quá trình ngấm của nước rò rỉ từ các bãi rác
10 có khả năng làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước ngầm như: NH4, NO3, PO4,...đặc biệt là NO2, có độc tính cao đối với con người và động vật sử dụng nguồn nước đó. (Huỳnh Thị Mỹ Phi, 2005). Ảnh hưởng của nước rò rỉ từ bãi rác đến môi trường đất đặc biệt nghiêm trọng, mang tính chất lâu dài và rất khó khắc phục nếu nó được thấm theo mạch ngang. Nếu ngâm nước rỉ rác lâu và các tầng chứa nước của bãi rác thi công không tốt, chắc chắn sẽ ngấm vào đất, lan rộng ra các khu vực, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái và con người. Đa số tại các khu xử lý rác hiện nay, rác vẫn chủ yếu chôn lấp theo dạng truyền thống, chỉ một lượng nhỏ nước rỉ rác được xử lý, còn nhiều hạng mục quan trọng chưa hoàn thiện, làm mất vệ sinh, gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước. Hiện nay tỷ lệ người dân, nhất là trẻ em dưới 10 tuổi mắc bệnh đường hô hấp có xu hướng tăng. Các chuyên gia về môi trường cảnh báo, nếu bãi rác này hoạt động hết công suất và nhà đầu tư không khẩn trương có biện pháp xử lý triệt để thì khó tránh khỏi ô nhiễm mùi hôi, ô nhiễm nguồn nước từ các bãi rác này. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do nước rỉ rác tồn đọng nay chưa được xử lý là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước ở các khu vực lân cận bãi chôn lấp. 2.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước rỉ rác 2.3.1. Phương pháp cơ học (phương pháp vật lý) Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý nước rỉ hay còn gọi là quá trình xử lý sơ bộ hay là quá trình tiền xử lý, quá trình này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan có trong nước bao gồm các tạp chất vô cơ và hữu cơ có trong nước. Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như
11 lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất hóa lý và nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. Nó là một bước đệm nhằm đảm bảo tính an toàn cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý tiếp theo của hệ thống xử lý nước rỉ. (Lâm Minh Triết, 2004). 2.3.2. Phương pháp hóa lý Cơ sở của phương pháp hóa lý là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và các hóa chất thêm vào. Các phương pháp hóa lý thường được sử dụng là ôxy hóa và trung hoà. Đi đôi với các phương pháp này còn kèm theo các quá trình kết tủa và nhiều hiện tượng khác. Nói chung bản chất của quá trình xử lý nước rỉ bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bỏ các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước rỉ. Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm: * Bể keo tụ, tạo bông Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lững và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (0,1- 10µm). Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khung hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. * Bể tuyển nổi Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan, khó lắng. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng
12 được áp dụng trong quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện. Các chất lơ lững như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3mm. (Lâm Minh Triết, 2004) * Trích ly Trích ly là phương pháp tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng dung môi nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hòa tan chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước. Ngoài ra còn có các phương pháp khác như:  Chưng bay hơi là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay lên theo hơi nước.  Trao đổi ion là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit) các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion. Phương pháp trao đổi ion cho phép thu được những chất quí trong nước thải và cho hiệu suất xử lý khá cao.  Tinh thể hóa là phương pháp loại bỏ các chất bẩn khỏi nước ở trạng thái tinh thể. Ngoài các phương pháp hóa lý kể trên, để xử lý - khử các chất bẩn trong nước rỉ rác người ta còn dùng các phương pháp như: khử phóng xạ, khử khí, khử mùi, khử muối trong nước. 2.3.3. Phương pháp hóa học Phương pháp này thường được dùng để thu hồi các chất quí hoặc để khử các chất độc hoặc các chất ảnh hưởng xấu đối với giai đoạn xử lý sinh hóa sau này .