Tải bản đầy đủ

đánh giá hiệu quả của chế phẩm Sanjiban Microactive trong xử lý nước rỉ rác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
****0O0****







KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP





ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CHẾ PHẨM SANJIBAN
MICROACTIVE TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC DỰA
TRÊN MÔ HÌNH AEROTANK HOẠT ĐỘNG
GIÁN ĐOẠN TỪNG MẺ- SEQUENCING

BATCH REACTOR (SBR)







Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa : 2001 – 2005
Sinh viên thực hiện : HUỲNH THỊ MỸ PHI







Thành phố Hồ Chí Minh
-2005 -

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
****0O0****







KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP





ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CHẾ PHẨM SANJIBAN
MICROACTIVE TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC DỰA


TRÊN MÔ HÌNH AEROTANK HOẠT ĐỘNG
GIÁN ĐOẠN TỪNG MẺ- SEQUENCING
BATCH REACTOR (SBR)







Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện
TS. BÙI XUÂN AN HUỲNH THỊ MỸ PHI









Thành phố Hồ Chí Minh
-2005 -
iii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn
Cha mẹ, người sinh ra tôi, đã cho tôi tình thương bao la, nuôi tôi
lớn và dạy dỗ tôi thành người.
Anh chị tôi, họ đã cho tôi niềm tin, luôn hỗ trợ và tạo mọi điều kiện
cho tôi trong cuộc sống.
Những người thân yêu luôn bên cạnh tôi chia sẻ nỗi niềm cũng như
giúp đỡ trong những khó khăn trong cuộc sống hằng ngày.
Tôi xin chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí
Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả thầy
cô đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt
thời gian học tại trường.
TS. Bùi Xuân An đã định hướng, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong
quá trình làm khóa luận tốt nghiệp.
Thầy Lê Tấn Thanh Lâm, đã truyền đạt những kiến thức trong quá
trình làm thực tập tốt nghiệp.
Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Ban Giám đốc Trung tâm Công
Nghệ và Quản lý Tài Nguyên và Môi Trường, Đại học Nông Lâm Thành
phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi làm thực tập tốt nghiệp.
Các anh chị trong Trung tâm Công Nghệ và Quản Lý Tài
Nguyên và Môi Trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, tận tình giúp đỡ
trong suốt thời gian làm thực tập.
Các bạn bè thân thương lớp CNSH K27 đã chia sẻ những niềm vui,
nỗi buồn trong thời gian học Đại học, cũng như tận tình giúp đỡ và hỗ trợ
trong quá trình làm thực tập tốt nghiệp.
iv
TÓM TẮT
HUỲNH THỊ MỸ PHI, Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh, tháng 8/2005, “ĐÁNH
GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CHẾ PHẨM SANJIBAN MICROACTIVE
TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC DỰA TRÊN MÔ HÌNH AEROTEN HOẠT
ĐỘNG GIÁN ĐOẠN TỪNG MẺ- SBR”.
Giáo viên hướng dẫn: TS. BÙI XUÂN AN
Mục đích: đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban MicroActive đối với
nước rỉ rác dựa trên mô hình Aeroten hoạt động gián đoạn từng mẻ- Sequencing Batch
Reactor (SBR).
Đề tài được tiến hành trong 4 tháng, từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2005.
Phương pháp thí nghiệm: mô hình thí nghiệm là mô hình SBR chạy cùng lúc 4
nghiệm thức với các hàm lượng chế phẩm bổ sung khác nhau
Đối chứng: 0 ml
Nghiệm thức 1: 20 ml
Nghiệm thức 2: 100 ml
Nghiệm thức 3: 200 ml
Mô hình thí nghiệm được tiến hành trong 4 thời gian khác nhau và bùn có tính
chất khác nhau ở các đợt thí nghiệm.
Kết quả đạt được trong quá trình chạy mô hình:
Không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức có và không có bổ sung chế
phẩm, cũng như các nghiệm thức có nồng độ Sanjiban bổ sung khác nhau.
Thời lượng sục khí sau khi bổ sung chế phẩm vào thiết bị xử lý tối ưu là
70 giờ đối với BOD và 22 giờ đối với COD.
Mô hình tối ưu khi hàm lượng bùn hoạt tính hoàn toàn ổn định.
Chất lượng nước thải sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn thải ra ngoài môi
trường tiếp nhận.
v
MỤC LỤC
................................................................................................................................ Trang
Lời cảm ơn .................................................................................................................... iii
Tóm tắt ............................................................................................................................ v
Mục lục .......................................................................................................................... vi
Danh sách các bảng ....................................................................................................... ix
Danh sách các hình ......................................................................................................... x
Danh sách các chữ viết tắt ............................................................................................. xi
Phần I. Giới thiệu ......................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Mục đích, mục tiêu .................................................................................................. 1
1.3. hạn chế của đề tài .................................................................................................... 1
1.4. Yêu cầu .................................................................................................................... 2
Phần II. Tổng quan tài liệu ......................................................................................... 3
2.1. Tổng quan về thành phần và tính chất nước rỉ rác .................................................. 3
2.1.1. Đặc tính nước rác ................................................................................................. 3
2.1.2. Quá trình hình thành nước rác .............................................................................. 3
2.1.3. Thành phần và tính chất nước rác ........................................................................ 4
2.1.4. Tác động của nước rác .......................................................................................... 6
2.1.4.1. Tác động của chất hữu cơ .................................................................................. 6
2.1.4.2. Tác động của các chất lơ lửng ........................................................................... 7
2.1.4.3. Tác động lên môi trường đất ............................................................................. 7
2.2. Tổng quan về các quá trình xử lý nước ................................................................... 7
2.2.1. Các phương pháp xử lý nước .............................................................................. 7
2.2.1.1. Xử lý sơ bộ để không thải, tuần hoàn nước rác ................................................. 7
2.2.1.2. Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị ............................................ 8
2.2.1.3. Xử lý để xả ra nguồn tiếp nhận ......................................................................... 8
2.2.2. Nguyên tắc chung về xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ................... 10
2.2.3. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí11
2.2.3.1. Nguyên tắc ....................................................................................................... 11
2.2.3.2. Phương pháp xử lý bằng bùn hoạt tính ............................................................ 14
vi
2.2.3.3. Phân loại các loại hệ thống xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính theo thủy động
học trong hệ thống ........................................................................................................ 15
2.2.4. Aeroten hoạt động gián đoạn tứng mẻ - Sequencing Batch Reactor (SBR) ...... 15
2.2.4.1. Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................... 15
2.2.4.2. Các giai đoạn trong một bể .............................................................................. 15
2.3. Tổng quan về ứng dụng của chế phẩm Sanjiban, sản phẩm của công nghệ sinh học
trong xử lý nước rác ..................................................................................................... 17
2.3.1. Sự phát triển cần thiết của các biện pháp sinh học trong xử lý nước rác. .......... 17
2.3.2. Các đặc tính và ứng dụng của Sanjiban MicroActive trong xử lý môi trường .. 17
2.3.3. Các loại sản phẩm dùng trong xử lý nước thải ................................................... 18
2.3.4. Sản phẩm Sanjiban MicroActive 8000 Chem Bio- Treat................................... 18
2.3.4.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 18
2.3.4.2. MicroActive - 8000 hoạt động kiểu xử lý sinh hóa ......................................... 18
2.3.4.3. Đặc tính sản phẩm ........................................................................................... 19
Phần III. Phƣơng pháp và vật liệu thí nghiệm ........................................................ 20
3.1 .Thời gian và địa điểm ............................................................................................ 20
3.2 . Vật liệu thí nghiệm ................................................................................................ 20
3.3 .Mô hình nghiên cứu ............................................................................................... 21
3.3.1. Mô hình khuyến cáo của nhà sản xuất chế phẩm ............................................... 21
3.3.2. Mô hình thí nghiêm ............................................................................................ 22
3.3.3. Các yêu cầu trong quá trình chạy mô hình ......................................................... 22
3.4 .Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................ 23
3.4.1. Thí nghiệm với bùn hoạt tính chưa ổn định ....................................................... 23
3.4.1.1. Vật liệu ............................................................................................................ 23
3.4.1.2. Phương pháp .................................................................................................... 23
3.4.1.3. Các mô hình ..................................................................................................... 23
3.4.2. Thí nghiệm với bùn hoạt tính ổn định ................................................................ 24
3.4.2.1. Vật liệu ............................................................................................................ 24
3.4.2.2. Phương pháp .................................................................................................... 24
3.4.2.3. Các mô hình ..................................................................................................... 25
3.5. Phương pháp phân tích mẫu .................................................................................. 25
3.6. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................... 26
vii
Phần IV. Kết quả và thảo luận .................................................................................. 27
4.1 . Kết quả các đợt thí nghiệm ................................................................................... 27
4.1.1. Mô hình với bùn hoạt tính chưa ổn định ............................................................ 27
4.1.1.1. Mô hình A ........................................................................................................ 27
4.1.1.2. Mô hình B ........................................................................................................ 28
4.1.1.3. Thảo luận chung với mô hình chạy bùn chưa ổn định .................................... 29
4.1.2. Mô hình với bùn hoạt tính ổn đinh ..................................................................... 30
4.1.2.1. Mô hình C ........................................................................................................ 30
4.1.2.2. Mô hình D ........................................................................................................ 31
4.1.2.3. Thảo luận về mô hình với bùn hoạt tính ổn định ............................................ 33
4.2 .Nhận xét chung về các kết quả thu được từ các đợt thí nghiệm ............................ 34
4.2.1. Hàm lượng COD, BOD đầu vào ........................................................................ 34
4.2.2. Hàm lượng chế phẩm bổ sung ............................................................................ 34
4.2.3. Thời lượng sục khí sau khi cho chế phẩm vào mô hình xử lý. .......................... 34
Phần V. Thảo luận và đề nghị ................................................................................... 35
Phần VI. Tài liệu tham khảo ..................................................................................... 36
Phụ lục ........................................................................................................................ 37
viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thành phần và tính chất nước rác điển hình ................................................ 6
Bảng 2.2. Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải ..................... 9
Bảng 3.1. Hàm lượng chế phẩm bổ sung cho các nghiệm thức tương ứng ................. 24
Bảng 3.2. Hàm lượng chế phẩm bổ sung cho các nghiệm thức tương ứng ................. 25
Bảng 4.1. Kết quả mô hình thí nghiệm A ..................................................................... 27
Bảng 4.2. Kết quả mô hình thí nghiệm B ..................................................................... 28
Bảng 4.3. Kết quả mô hình thí nghiệm C ..................................................................... 30
Bảng 4.4. Kết quả mô hình thí nghiệm D .................................................................... 31
ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Mô hình cân bằng lưu lượng .......................................................................... 3
Hình 2.2. Sơ đồ chuyển hoá vất chất hữu cơ trong tự nhiên ........................................ 11
Hình 2.3. Sơ đồ tổng quát chuyển hóa chất bẩn trong công trình xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí ........................................................... 12
Hình 2.4. Sơ đồ cân bằng BOD trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học hiếu khí .................................................................................................................. 13
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính ................... 14
Hình 2.6. Các giai đoạn hoạt động của Aeroten gián đoạn .......................................... 16
Hình 3.1. Mô hình khuyến cáo được dùng với chế phẩm Sanjiban ............................. 21
Hình 3.2. Mô hình dùng cho thí nghiệm ...................................................................... 22
Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình B ............................... 28
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình C ............................... 30
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 22 giờ ............. 32
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 70 giờ ............. 32
x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD: Biochemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hóa
COD: Chemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy hóa học
SBR: Sequencing Batch Reactor- bể sục khí hoạt động từng mẻ
EM: effective microorganism, vi sinh vật hữu hiệu
PV: Sanjiban culture concentrate microbial probiotic- chế phẩm
sinh học vi sinh được cô đặc, dạng lỏng, được thu nhận từ quá trình lên men.
Sanjiban MicroActive là chế phẩm sinh học dạng lỏng, được
chiết xuất từ quá trình lên men vi sinh phức tạp.
1
PHẦN I. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Cùng với sự gia tăng dân số trên thế giới hiện nay, rác thải sinh hoạt ngày càng
gia tăng, gây ra ô nhiễm trầm trọng đến các môi trường sống. Do đó, xử lý rác thải là
việc cần làm nhất hiện nay. Tuy nhiên, song song với vấn đề xử lý rác là vấn đề xử lý
nước rò rỉ từ bãi rác hay còn được gọi là nước rỉ rác.
Hiện nay, lượng nước rác rỉ ra hằng ngày tại các bãi chôn lấp rất lớn khoảng
1.000 m
3
, chưa kể đến lượng nước rác còn tồn đọng trong nhiều năm qua tại các bãi
vẫn chưa được xử lý. Với lượng nước rỉ rác lớn như vậy đã gây khó khăn cho việc xử
lý cũng như gây ô nhiễm môi trường xung quanh khu vực bãi chôn lấp, đặc biệt là gây
ô nhiễm nguồn nước ngầm. Do vậy, vấn đề xử lý nước rỉ rác đang là vấn đề cần được
quan tâm nhất.
Từ nhiều năm nay, một số công nghệ xử lý nước thải đã được dùng trong xử lý
nước rỉ rác nhưng kết quả sau xử lý vẫn chưa đạt theo mong muốn. Để đáp ứng phần
nào trong xử lý nước rỉ rác, công nghệ sinh học phát triển đã góp phần đưa ra thị
trường những sản phẩm mang tính chất sinh học (probiotic), những chế phẩm có khả
năng xử lý môi trường. Các loại chế phẩm này cũng đang được ứng dụng khá nhiều
như: EM, Zymplex… để có thể nâng cao hiệu quả xử lý và đạt được kết quả theo
mong muốn.
Sanjiban là một sản phẩm mới của Trans Asia International- Ấn Độ, có những
khả năng xử lý nước rỉ rác [9]. Để đánh giá được hiệu quả xử lý của chế phẩm, chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu:
“Đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban MicroActive trong xử lý
nước rỉ rác dựa trên mô hình Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ- Sequencing
Batch Reactor (SBR).”
1.2. Mục đích
Đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban MicroActive trong xử lý nước rỉ
rác trên mô hình Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ- SBR.


2
1.3. Hạn chế của đề tài
Quy trình công nghệ xử lý nước rác phải là sự kết hợp các công nghệ xử lý khác
nhau: xử lý hóa học, xử lý hóa lý, xử lý sinh học. Do thời gian thực hiện có hạn và
mục đích chính của đề tài là đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm nên đề tài chỉ nêu
ra một khâu nhỏ trong công nghệ xử lý nước rác và không đi sâu nghiên cứu hết các
quy trình xử lý nước rác hiện nay.
1.4. Yêu cầu
Xác định hàm lượng chế phẩm tối ưu
Kiểm tra sự ổn định của mô hình xử lý
Xác định hiệu quả xử lý thông qua các chỉ tiêu của nước thải:
 COD
 BOD
 pH
3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về thành phần và tính chất nƣớc rỉ rác
2.1.1 Đặc tính của nƣớc rác
Nước rỉ rác là nước rò rỉ từ bãi rác, có mùi hôi nồng nặc, màu đen đậm. Các kết
quả phân tích trước đây cho thấy nước rỉ rác bị ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh, chất
rắn lơ lửng, nitơ và phospho rất nặng, môi trường nước có dấu hiệu chứa kim loại nặng
nhưng chưa ở mức ô nhiễm.
Nước rác là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô
nhiễm ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp. Nước
rác được hình thành khi độ ẩm của nước 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 sinh ra
dòng thấm, hướng xuống dưới tác dụng của của trọng lực) [6].
2.1.2 Quá trình hình thành nƣớc rác
Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp. Nó có thể thấm vào rác
theo một số con đường sau (hình 2.1):
Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp.
Nước rò rỉ thoát ra
ngoài
Ống thoát nước rò rỉ
Nước chảy tràn bề mặt
Rãnh thoát nước
Lượng nước trong rác và lớp
đất phủ bề mặt
Nước mưa
Nước chảy tràn bề mặt
Bốc hơi
Nước mạch ngầm
thấm vào
Hình 2.1. Mô hình cân bằng lưu lượng nước
cho 1 bãi rác

4
Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác.
Nguồn nước mặt thấm vào qua các cạnh của ô rác.
Nước từ các khu vực khác chảy qua, có thể thấm xuống ô chôn rác.
Nước mưa thấm trên bề mặt khu vực chôn lấp
Lượng nước có sẵn trong bãi rác là nhỏ nhất so với các nguồn khác. Nước từ
những khu vực khác chảy qua bãi chôn lấp cần phải thu gom bằng hệ thống thoát
nước. Hệ thống thoát nước không chỉ bảo vệ những khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói
mòn trong thời gian hoạt động mà còn tiêu thoát lượng nước thừa ngấm vào ô rác và
tạo ra nước rác. Đối với nước mưa, không có cách nào để ngăn chặn không cho chúng
chảy vào ô rác, nhưng có thể hạn chế được lượng nước mưa ngấm vào ô rác bằng cách
trồng lại thảm thực vật sau khi bãi rác đã đóng lại. Nước rỉ rác thường tích đọng lại ở
đáy của bãi rác.
2.1.3 Thành phần và tính chất của nƣớc rỉ rác
Thành phần của nước rỉ rác thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
nhau: thành phần rác, tuổi bãi rác, chế độ vận hành của bãi rác, chiều cao chôn lấp,
thời tiết, điều kiện thủy văn khu vực, hoạt động hóa học, sinh học, độ ẩm, nhiệt độ,
pH, mức độ ổn định…
Do đó việc tổng hợp và đặc trưng hóa thành phần trong nước rác là rất khó. Để
biết rõ hơn về sự biến thiên của các thành phần nước rác cần tìm hiểu quy trình phân
hủy chất thải rắn ở ô chôn lấp. Quá trình này diễn ra 3 giai đoạn và quá trình phân hủy
chất hữu cơ xảy ra trong giai đoạn 2 và 3.
 Giai đoạn 1- giai đoạn ổn định: Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra nhanh
chóng, khoảng một vài tuần hoặc lâu hơn. Khi khí oxy có sẵn trong bãi rác được
sử dụng hết (trừ những vùng gần bề mặt) thì pha phân hủy hiếu khí sẽ ngưng, tạo
ra một lượng CO
2
, H
2
đáng kể (có thể lên đến 20% thể tích) đặc biệt ở các khu
chôn lấp khô ráo.
 Giai đoạn 2- giai đoạn acid: Các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện thủy phân và lên
men cellulose, các chất có thể phân hủy tạo ra các hợp chất hữu cơ đơn giản, hòa
tan: acid béo bay hơi (acid béo làm tăng giá trị của BOD
5
) và ammonia.
Giai đoạn này có thể kéo dài sau một vài năm, nước rác ở giai đoạn này có
BOD cao (thường hơn 10.000 mg/l), tỷ số BOD/ COD lớn hơn 0,7 cho thấy thành
5
phần chất hữu cơ hòa tan chiếm tỷ lệ cao và dễ phân hủy sinh học. pH = 5 – 6,
đậm đặc, hôi, nồng độ ammonia cao (khoảng 1.000 mg/l) với đặc tính hóa học
này giúp hòa tan các thành phần khác trong rác, làm tăng nồng độ các kim loại:
Fe, Mn, Zn, Ca, Mg có trong nước rác. Khí sinh ra chủ yếu là CO
2
, mùi và H
2
ít
hơn.
 Giai đoạn 3- giai đoạn lên men methane: Sự phát triển chậm của vi khuẩn
methane dần dần trở nên chiếm ưu thế và bắt đầu phân hủy những chất hữu cơ
đơn giản tạo ra các hỗn hợp khí CO
2
và CH
4
tạo ra nguồn khí của bãi rác.
Vi khuẩn lên men methane tăng trong điều kiện kỵ khí. Trong giai đoạn này
nước rỉ rác được tạo ra khá ổn định, hoạt động sinh học được xem là hiệu quả
nhất. Nước có giá trị BOD tương đối thấp, tỷ số BOD/COD thấp nhưng ammonia
vẫn tiếp tục sinh ra bởi quá trình lên men acid theo bậc và có nồng độ rất cao.
Ngoài ra còn có 2 giai đoạn phụ:
 Giai đoạn chuyển tiếp: có thể xảy ra trong nhiều năm, và cũng có thể không
ngừng trong một vài thập niên. Oxy cạn dần và điều kiện kỵ khí bắt đầu tăng.
Nitrate và sulfate đóng vai trò là những chất nhận electron trong các phản ứng
chuyển hóa sinh học, thường bị khử đến khí N
2
, H
2
S. pH giảm do sự hiện diện
của các acid hữu cơ và ảnh hưởng của sự tăng nồng độ CO
2
và bãi rác.
 Giai đoạn chín mùi: Xuất hiện khi các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học dễ
chuyển thành CH
4
và CO
2
. Lúc này tốc độ sinh khí giảm đáng kể do phần lớn các
chất dinh dưỡng đã dùng hết qua các pha trước và chất nền còn lại có khả năng
phân hủy sinh học khá chậm. Suốt pha này, nước rác chứa chất hữu cơ trơ như:
acid humic, acid fulvic là các chất rất khó xử lý sinh học.
Ở những bãi rác mới, nước rác thường có pH thấp, nồng độ BOD, COD và kim
loại nặng cao. Còn ở những bãi rác lâu năm pH = 6,5 – 7,5, nồng độ các chất ô nhiễm
thấp hơn đáng kể, nồng độ kim loại nặng giảm do phần lớn kim loại nặng tan trong pH
trung tính.
Do đó khả năng phân hủy sinh học của nước rác thay đổi theo thời gian, thể hiện
thông qua tỷ số BOD/COD. Ban đầu tỷ số này ở khoảng trên 0,5, tỷ số 0,4 – 0,6 cho
thấy chất hữu cơ trong nước rác đã sẵn sàng để phân hủy sinh học. Ở những bãi chôn
lấp lâu năm có amoniac cao, nồng độ lớn hơn 1.000 mg/l. Tỷ số BOD/COD thấp
6
(trong khoảng 0,05 – 0,2) do trong nước rác chứa các acid humic và acid fulvic, rất
khó phân hủy sinh học [2].
Thành phần của nước rỉ rác có thể được biểu diễn tổng quan ở bảng 2.1
Bảng 2.1. Thành phần và tính chất nước rác
Thành phần Đơn vị Bãi mới dưới hai năm Bãi lâu năm
trên 10 năm
Khoảng Trung bình
BOD
5

COD
Nitơ hữu cơ
Ammonia
Nitrate
Phospho tổng
Độ kiềm
pH
Canxi
Clorua
Tổng Fe
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

mg/l
mg/l
mg/l
2.000-30.000
3.000-60.000
10-800
10-800
5-40
5-100
1.000-10.000
4,5-7,5
50-1.500
200-3.000
50-1.200
10.000
18.000
200
200
25
30
3.000
6
250
500
60
100-200
100-500
80-120
20-40
5-10
5-10
200-1.000
6,6-7,5
50-200
100-400
20-200
Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993 [6]
Mức độ ô nhiễm của nước rò rỉ là rất cao, được thể hiện qua hàm lượng các chất
hữu cơ trong nước rò rỉ, đặc biệt cao ở giai đoạn đầu của bãi rác. Sau một thời gian
hàm lượng này giảm xuống và chỉ còn các chất không phân hủy sinh học được tồn tại
lại. Tốc độ ổn định của chất lượng nước rò rỉ ở bãi chôn lấp ở dạng bán hiếu khí hoặc
hiếu khí nhanh hơn ở các dạng khác và nồng độ các chất bẩn giảm xuống sớm hơn.
2.1.4. Tác động của nƣớc rỉ rác
2.1.4.1. Tác động của các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật thường được xác định gián tiếp qua
thông số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), thể hiện lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật
phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ có trong nước thải. Như vậy, nồng độ BOD tỷ lệ với
hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ, đồng thời cũng được sử dụng để đánh giá tải lượng và
hiệu quả sinh học của một hệ thống xử lý nước thải.
7
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.
2.1.4.2. Tác động của các chất lơ lửng
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 mặt tiếp nhận.
Đối với các tầng nước ngầm, quá trình ngấm của nước rò rỉ từ các bãi rác có khả
năng làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước ngầm như: NH
4
, NO
3
,
PO
4
... đặc biệt là NO
2
, có độc tính cao đối với con người và động vật sử dụng nguồn
nước đó.
2.1.4.3. Tác động lên môi trường đất
Quá trình lưu giữ trong đất và ngấm qua những lớp đất bề mặt của nước rò rỉ từ
bãi rác làm cho sự tăng trưởng và quá trình hoạt động của vi khuẩn trong đất kém đi,
làm thuyên giảm quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành những chất dinh dưỡng cho
cây trồng, trực tiếp làm giảm năng suất canh tác và gián tiếp làm cho đất bị thoái hóa,
bạc màu.
Ảnh hưởng của nước rò rỉ từ bãi rác đến đất đai sẽ rất nghiêm trọng, mang tính
chất lâu dài và rất khó khắc phục nếu nó được thấm theo mạch ngang. Chính vì vậy, để
hạn chế và ngăn ngừa khả năng ô nhiễm đất, người ta áp dụng các biện pháp an toàn
trong công tác chôn lấp rác, chủ yếu là bằng cách xây các đê chắn bằng bê tông để
ngăn chặn khả năng thấm theo chiều ngang của nước rò rỉ, đồng thời phải lắp đặt hệ
thống thu gom và xử lý nước rò rỉ này.
2.2 Tổng quan về các quá trình xử lý nƣớc
2.2.1 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc
Hiện nay trên thế giới có 3 khuynh hướng xử lý nước rác:
Xử lý sơ bộ nước rác để tuần hoàn, tái sử dụng trong nông nghiệp.
Xử lý sơ bộ nước rác để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị.
Xử lý nước rác đến đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên.
8
2.2.1.1. Xử lý sơ bộ để không thải, tuần hoàn nước rác
Phương pháp tuần hoàn nước rác làm gia tăng tốc độ ổn định bãi rác, giảm thời
gian lên men chất hữu cơ và sinh khí. Đây là phương pháp đơn giản, chi phí thấp
nhưng chỉ dùng được khi khối lượng nước rác nhỏ. Mặc khác, nó chỉ làm giảm hàm
lượng BOD, COD nhưng với những chất vô cơ thì tăng lên rõ rệt, và làm tăng sự tích
lũy các chất hữu cơ khó phân hủy. Ngoài ra, nó còn tạo mùi và có khả năng gây ô
nhiễm nguồn nước ngầm vì khả năng thấm của nó.
2.2.1.2 Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị
Hiện nay, việc kết hợp giữa xử lý nước rác và nước thải đô thị đang được quan
tâm khá nhiều. Người ta dẫn nước rác sau khi xử lý sơ bộ vào hệ thống cống rãnh,
nhập chung với nước thải đô thị để đưa về trạm xử lý, bùn sau xử lý được chuyển trở
lại bãi rác. Đây là một phương pháp thích hợp, nhưng phải có hệ thống cống rãnh và
trạm xử lý nước thải đô thị, cần phải có sự đầu tư vốn và kỹ thuật, nên rất tốn kém
trong việc xây dựng hệ thống.
2.2.1.3. Xử lý để xả ra nguồn tiếp nhận
Hiện nay, hầu hết các công nghệ xử lý nước thải đều được áp dụng cho xử lý
nước rác. Đó là sự kết hợp của các quá trình sinh học, hóa lý, hóa học để xử lý nước
thải đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn tiếp nhận.
a. Các quá trình sinh học: chủ yếu dùng để khử BOD trong nước rác, gồm các
phương pháp:
 Xử lý hiếu khí
 Xử lý kỵ khí
 Xử lý kỵ khí gồm các hệ thống: hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc giãn nở,
công nghệ đệm bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB)… Đây là quá trình xử lý
dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong hệ thống nhờ quá trình lên
men kỵ khí.
 Xử lý hiếu khí bao gồm các quá trình bùn hoạt tính, hồ ổn định có sục khí, bể
tiếp xúc sinh học, cánh đồng tưới tự nhiên… Quá trình này dựa trên sự oxy hóa
các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy hòa tan. Nếu oxy được cung cấp bằng
các thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí
nhân tạo. Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hòa tan trong nước nhờ các yếu
9
tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên.
Các công trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc
hoạt động của bùn hoạt tính.
Các hệ thống xử lý thường chiếm một diện tích khá lớn, tốn kém năng lượng
trong vận hành hệ thống. Phương pháp này chỉ thích hợp khi nước rác đã qua giai
đoạn xử lý chính, nồng độ các chất ô nhiễm đã được làm giảm xuống đáng kể.
Để lựa chọn được phương pháp xử lý sinh học hợp lý cần phải biết hàm lượng
chất hữu cơ (hàm lượng COD và BOD) có trong nước thải. Các phương pháp lên
men kỵ khí thường phù hợp với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Đối với
nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp và tồn tại chủ yếu dưới dạng chất keo
và hòa tan, thì cho chúng tiếp xúc với màng sinh vật là hợp lý. Sơ đồ chọn lựa
các phương pháp xử lý sinh học nước thải được nêu trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải
Hàm lượng BOD của
nước thải
Chất hữu cơ
không hòa tan
Chất hữu cơ
dạng keo
Chất hữu cơ
hòa tan
Cao
(BOD
5
>500 mg/l)
Xử lý sinh học bằng kỵ khí
Trung bình
(BOD
5
= 300-500 mg/l)
Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính
Thấp
(BOD
5
<300 mg/l)
Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính
Xử lý sinh học bằng màng sinh vật
Nguồn: Trần Đức Hạ, 2002 [5].
Quá trình sinh học có thể áp dụng để xử lý nước rác từ những bãi chôn lấp
đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao, nhưng nó không khả thi đối
với nước rác có hàm lượng chất ô nhiễm quá phức tạp hay có tỉ số BOD/COD
thấp (thường nhỏ hơn 0,5).
b. Quá trình hóa lý
 Tạo bông- lắng tụ: là phương pháp khử các chất ô nhiễm dạng keo bằng cách
sử dụng chất đông tụ để trung hòa diện tích các hạt keo, nhằm liên kết chúng lại
với nhau, tạo nên các bông cặn lớn có thể lắng trọng lực. Chất đông tụ thường
dùng là muối nhôm, sắt hoặc các hỗn hợp của chúng.

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×