Đồ án Tìm hiểu, nghiên cứu và đề xuất phương án xử lý nước rỉ rác tại bô rác tư sò

tế bào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ mạnh. Các hạt bông cặn này sẽ dần dần lớn lên do được cung cấp oxy và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Sau khi nước thải tiếp xúc với bùn hoạt tính. Các chất bẩn sẽ bị hấp phụ lên bề mặt của bùn hoạt tính. Đối với những chất hữu cơ lơ lửng không tan trong nước cũng bị hấp phụ lên bề mặt bùn hoạt tính, một phần sẽ là thức ăn cho Protozoa, giun bọ…, một phần sẽ được vi sinh vật đồng hóa. Để cung cấp oxy cho vi sinh vật hoạt động thường ta dùng thiết bị khuấy trộn bằng khí nén hoặc cơ khí. Xử lý nước thải theo quá trình bùn hoạt tính bao gồm rất nhiều hệ thống khác nhau với cách thức xây dựng khác nhau. Tuy nhiên, tất cả các công trình có cùng chung một đặc điểm là: sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng. Bùn hoạt tính được cung cấp thường là bùn tự hoại hoặc bùn hoạt tính lấy từ các nhà máy nước thải đang hoạt động. Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển. Nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank sẽ được chuyển qua bể lắng đợt 2. Ở đây bùn hoạt tính đông tụ lại và lắng xuống. Phần nước còn lại chứa ít chất ô nhiễm sẽ được thải ra nguồn tiếp nhận như sông, hồ, biển, cũng có thể nuôi cá để tạo cảnh quan… Phần bùn sẽ được tuần hoàn một phần, phần bùn còn lại sẽ được đưa đi xử lý. Bùn tuần hoàn nhằm mục đích giữ cho nồng độ bùn trong bể luôn ở mức ổn định, chỉ xả đi lượng bùn dư tương ứng với lượng tăng sinh khối. Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính có thể áp dụng trong xử lý nước rác: Bể Aerotank thông thường Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Bể Aerotank mở rộng Cấu trúc Aerotank phải thỏa mãn 03 điều kiện: Giữ được liều lượng bùn cao trong Aerotank Cho phép vi sinh phát triển liên tục ở giai đoạn “ bùn trẻ ” Bảo đảm lượng oxy cần thiết cho vi sinh ở mọi điểm của Aerotank. Như vậy quá trình XLNT bằng bùn hoạt tính bao gồm các giai đoạn sau: Khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc nước thải với bùn hoạt tính Cung cấp oxy để vi khuẩn và vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ Tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải Tái sinh bùn hoạt tính tuần hoàn và đưa chúng về bể Aerotank Nước thải Bể lắng 1 Bể Aerotank Bể lắng 2 Nguồn tiếp nhận Xử lý bùn Bùn tuần hoàn Sơ đồ 2.3. Sơ đồ hoạt động bể Aerotank Hình 2.5. Bể Aerotank Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí dạng mẻ (SBR) SBR (sequencing batch reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lý nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính , nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu. Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – hút nước thải ra; trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quá trình tạo hạt (bùn hạt hiếu khí), quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểm chất nền trong nước thải đầu vào. Nói chung, Công nghệ SBR đã chứng tỏ được là một hệ thống xử lý có hiệu quả do trong quá trình sử dụng ít tốn năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cổ xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ, ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý với hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn. Hình 2.6. Bể SBR Các giai đoạn xử lý bằng SBR Qui trình hoạt động: gồm 4 giai đoạn cơ bản: 1. Đưa nước vào bể (Filling): đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí (hình a). 2. Giai đoạn phản ứng (reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrit hóa, nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ. Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này (hình b). 3. Giai đoạn lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng họat động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ. 4.Giai đoạn xả nước ra (Draw): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra. 5. Giai đoạn thải bỏ bùn: Trong giai đoạn này bùn lắng được tháo ra. Ngoài 5 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thực ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo (pha này có thể bỏ qua). Sơ đồ 2.4. Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR Ưu điểm Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng. Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị mà không cần phải tháo nước cạn bể. Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí, hệ thống thổi khí. Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn. Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor, cánh khuấy… hoạt động gián đoạn) Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao. Có khả năng nâng cấp hệ thống Nhược điểm Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau. Công suất xử lý thấp (do hoạt động theo mẻ) Người vận hành phải có kỹ thuật cao Mương oxy hóa Mương oxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn, làm việc theo chế độ làm thoáng kéo dài, hỗn hợp bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương. Hình 2.7 . Mương oxy hóa Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt đã được dùng để xử lý nước thải hơn 100 năm. Bể lọc nhỏ giọt đầu tiên xuất hiện ở Anh năm 1893, hiện nay được sử dụng ở hầu khắp các nước với các trạm xử lý công suất nhỏ. Ở nước ta bể lọc sinh học nhỏ giọt đã được xây dựng tại nhà máy cơ khí Hà Nội, xí nghiệp chế biến thuốc thú y Hà Tây, bệnh viện đa khoa Gia Lâm v.v... Sơ đồ 2.5. Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt Ở phương pháp này, dòng nước được chảy ngược từ trên xuống qua tầng vật liệu lọc. Lọc sinh học nhỏ giọt gồm một bể tròn hay chữ nhật có chứa lớp vật liệu lọc (đá, ống nhựa, nhựa miếng…), nước thải được tưới liên tục hay gián đoạn từ một ống phân phối thích hợp đặt trên bể. Khi nước thải vào liên tục và đi qua lớp vật liệu lọc, lớp màng vi sinh vật tiếp xúc với nước thải và phát triển trên vật liệu lọc nên nước thải được làm sạch. Nước thải được phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu lọc (hoạt động như giá bám cho vi khuẩn: đá, ống nhựa, nhựa miếng…) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia. Lượng không khí cần thiết cho quá trình được cấp vào nhờ quá trình thông gió tự nhiên qua bề mặt hở phía trên và hệ thống thu nước phía dưới của bể lọc. Ngày nay người ta thường sử dụng chu trình lọc 2 pha bao gồm 2 bể lọc nối tiếp nhau. Sơ đồ 2.6. Chu trình lọc 2 pha Phân loại bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học nhỏ giọt chia ra bể lọc vận tốc chậm, bể lọc vận tốc trung bình và nhanh, bể lọc cao tốc, bể lọc thô (xử lý nước thải sơ bộ trước giai đoạn xử lý thứ cấp), bể lọc hai pha. Bể lọc vận tốc chậm: Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải chứa lượng nitrat cao. Tuy nhiên cần phải lưu ý đến vấn đề mùi hôi và sự phát triển của ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường dùng là đá sỏi, xỉ. Bể lọc vận tốc trung bình và nhanh: Lưu lượng nạp chất hữu cơ cao hơn, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại bể lọc và nạp liên tục, việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi hôi và sự phát triển của ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc là đá sỏi, plastic. Bể lọc cao tốc: Lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao, khác với bể lọc vận tốc nhanh ở điểm có chiều sâu cột lọc sâu hơn do nguyên liệu lọc làm bằng plastic, do đó nhẹ hơn so với đá sỏi. Bể lọc thô: Lưu lương nạp chất hữu cơ lớn hơn 1,6 kg/m3.d, lưu lượng nước thải là 187m3/m2.d bể lọc thô dùng để xử lý sơ bộ nước thải trước giai đoạn xử lý thứ cấp. Bể lọc hai pha: Thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao và cần nitrat hóa đạm trong nước thải. Giữa 2 bể lọc thường có bể lắng để loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất. Bể lọc thứ nhất dùng để khử BOD của các hợp chất chứa carbon, bể thứ hai chủ yếu cho quá trình nitrat hóa. Đĩa tiếp xúc sinh học (RBC) Dùng để khử BOD của các hợp chất carbon kết hợp với nitrat hóa nước thải, 5% dùng để nitrat hóa nước thải sau quá trình xử lý thứ cấp. Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystyren hoặc polyvinylclorua (PVC) lắp trên một trục. Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần và quay chậm. Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa. Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy. Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hiếu khí. RBC cho phép kết hợp khử nitơ và phospho trong nước thải để tránh xảy ra hiện tượng phú dưỡng hóa các nguồn tiếp nhận nước thải cũng như khi có yêu cầu xử lý cao để tái sử dụng nguồn nước thải; Trong công trình xử lý nước thải RBC nằm ở giai đoạn xử lý sinh học tức là sau bể lắng I. Cách sắp xếp các đĩa tiếp xúc sinh học: Người ta dùng các vách ngăn để chia bể xử lý thành nhiều ngăn, mỗi ngăn có một đĩa sinh học hoạt động độc lập, hoặc sử dụng nhiều bể chứa các đĩa sinh học nối tiếp nhau. Người ta thường sử dụng các hệ thống xử lý từ ba giai đoạn đĩa sinh học trở lên, việc sử dụng nhiều giai đoạn đĩa sinh học nhằm nitrat hóa nước thải.  Hình 2.8. Đĩa sinh học RBC Phương pháp kỵ khí Bể UASB Nguyên lý hoạt động Nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt. Khí sinh ra trong điều kiện kỵ khí (chủ yếu là methane và CO2 sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể. Tại đây, quá trình tách pha khí – lỏng – rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha. Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5 – 10 %. Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống. Nước thải theo màng tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo. Sơ đồ 2.7. Sơ đồ cấu tạo bể UASB Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên Hồ sinh học hiếu khí Hồ sinh vật hiếu khí đơn giản nhất là các hồ bằng đất dùng để xử lý nước thải bằng các quá trình tự nhiên dưới tác dụng của cả vi sinh vật và tảo. Hồ hiếu khí chứa vi sinh vật và tảo ở dạng lơ lửng, và điều kiện hiếu khí chiếm ưu thế suốt độ sâu hồ. Có hai loại hồ hiếu khí cơ bản: Hồ hiếu khí tự nhiên: Oxy từ không khí dễ dàng khuếch tán ở mặt thoáng và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển, tiến hành quang hợp thải ra oxy. Để đảm bảo ánh sáng qua nước thì chiều sâu hồ phải nhỏ, vì vậy diện tích hồ phải lớn. Hồ có sục khí: Nguồn oxy trong nước là do khuấy trộn cơ học hoặc khí nén. Trong thực tế, xây dựng ngăn hồ sục khí với trang bị bộ sục khí hiện đại sẽ cho hiệu quả xử lý cao. Hồ sinh học tùy tiện Đây là loại hồ rất phổ biến trong thực tế, kết hợp 2 quá trình song song: phân hủy yếm khí cặn lắng dưới đáy và phân hủy hiếu khí chất hữu cơ hòa tan. Đặc điểm của hồ tùy nghi xét theo chiều sâu có 3 vùng : lớp trên là cùng hiếu khí, lớp giữa là vùng tùy tiện, và phía dưới là vùng kỵ khí. Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước nhờ khuếch tán qua mặt thoáng và nhờ tảo quang hợp dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Nồng độ oxy hòa tan vào ban ngày cao hơn ban đêm. Sơ đồ 2.8. Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện Hồ sinh học kỵ khí Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2,CH4…Hồ kỵ khí thường sâu, ít hoặc không có điều kiện tiếp xúc với không khí, sử dụng oxi hở các hợp chất như CH4, H2S…để oxy hóa các chất hữu cơ thành acid hữu cơ, các loại rượu…và nước. 2.3.2. Xử lý sơ bộ để không thải, tuần hoàn nước 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 rác nhỏ. Mặc khác, nó chỉ làm giảm hàm lượng COD, BOD nhưng với những chất vô cơ thì tăng 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. 2.3.3. Xử lý sơ bộ nước rác 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 đã xử lý sơ bộ vào hệ thống cống rãnh, nhập chung với nước thải đô thị để đưa về trạm xử lý, bùn sau khi 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 có sự đầu tư vốn và kỹ thuật nên rất tốn kém trong việc xây dựng hệ thống. 2.4. Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác tại ở Việt Nam 2.4.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác tại Bô rác Đào Trí, Quận 7 công suất 10 m3/ngày.đêm Esol NaOH PAC Polyme Nước tuấn hoàn Hố thu gom bùn Nước thải sàn trung chuyển SCR Hố gom kết hợp bể lắng Bể keo tụ Bể oxy hóa nâng cao Bể lắng keo tụ Bể trung gian Bể chứa nước sau xử lý Nguồn tiếp nhận H2SO4 Máy sục ozon 10g/h H2O2 Bể lắng oxy hóa NaOH PAC Bể lọc áp lực Chú thích: Hóa chất Nước thải Bùn thải Không khí Nước tuần hoàn Sơ đồ 2.9. Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác trạm trung chuyển Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nước thải Bô rác được thu gom qua hố ga trong khu vực nhà chứa, nước chảy qua SCR. Tại SCR giữ lại rác và các tạp chất vô cơ có kích thước lớn hơn khoảng 5 mm ( bao nilong, giấy, vải vụn, giấy, sợi…). Mục đích bảo vệ bơm và nâng cao hiệu quả xử lý công đoạn tiếp theo. Sau đó, nước tiếp tục qua song chắn rác tinh nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước từ 2 – 5 mm. Sau khi đi qua SCR nước thải đưa tự chảy đến bể thu gom kết hợp bể lắng . Tại đây nước thải được thu gom chung và điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ. Ngoài ra bể này có nhiệm vụ như bể lắng ngang giúp tách cặn lơ lửng có khả năng lắng. Cặn sau khi lắng đưa vể cuối bể lắng và được bơm bề bể nén bùn định kỳ. Nước thải tiếp tục được bơm vào bể phản ứng keo tụ tại ngăn hòa trộn, nước thải được cung cấp hóa chất keo tụ bao: NaOH 30%, chất trợ keo tụ Anion polymer 3% , chất keo tụ PAC 5%. Tại đây, phèn PAC thủy phân hình thành hydroxyt mang điện tích dương trung hòa hấp thụ các ion, chất hữu cơ,.. hình thành bông cặn. Trong quá trình thủy phân phèn ion H+ tăng lên đồng thời pH trong bể giảm NaOH cung cấp nhằm trung hòa ion H+, tăng hydroxyt, giúp quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao. Chất trợ keo tụ Anion polymer giúp tăng cường quá trình keo tụ hình thành bông cặn lớn. Giúp quá trình keo tụ diễn ra nhanh và triệt để hơn Tại ngăn phản ứng có bố trí máy khuấy trộn nhắm duy trùy bông cặn ở trạng thái lơ lửng. Từ đó tăng hiệu quả keo tụ của bể, giảm lượng hóa chất cần sử dụng. Nước thải đưa vào ống trung tâm của lắng keo tụ. Bể được thiết kế để nước thải đi từ đáy bể lên trên, khi đó các bông keo tụ từ bể keo tụ tạo bông có kích thước lớn và nặng hơn sẽ di chuyển xuống đáy bể. Nước trong chảy ra khỏi máng răng cưa đi vào hệ thống bể oxi hóa. Sau keo tụ hàm lượng chất ô nhiễm có trong nước thải giảm 70 – 80%. Sau một thời gian lượng bùn dưới đáy đầy ngăn chứa bùn. Bùn sẽ được bơm về bể chứa bùn và sau đó được thu gom vận chuyển đến nơi xử lý bùn. Nước thải sau khi keo tụ loại bỏ được các chất rắn lơ lửng khó lắng, các phức chất. Những thành phần còn lại trong nước thải là những hợp chất hữu cơ hòa tan khó phân hủy sinh học, chất độc hại… Bể oxy hóa cung cấp hóa chất bao gồm: chất oxy hóa H2O2 30%, H2SO4 nồng độ 2N nhằm giảm pH khoảng 3 – 4 tạo môi trường oxi hóa, PAC 5% giúp xúc tác phản ứng, Ozon được sục liên tục vào nước thải, phản ứng Fenton trong bể oxy hóa xảy ra. Phản ứng Fenton dựa trên khả năng oxy hóa của H2O2, gốc *OH tự do, và H2O*. Fe2+ + H2O2 ® Fe3+ + OH- + *OH và Fe3+ + H2O2 ® Fe2+ + HO2* + H+ Khi đó sinh ra gốc Hydroxyt, và oxi nguyên tử lý những chất có tính oxy hóa cao giúp phân hủy các chất hữu cơ làm giảm COD, BOD trong nước thải. Nước thải sau bể oxy hóa sẽ giảm hàm lượng chất hữu cơ, độ màu, mùi. Hiệu quả xử lý bể oxy hóa đạt 70 – 80%. Thời gian phản ứng trong bể oxi hóa 2h, sau đó qua bể lắng đứng. Nước thải sau khi qua bể oxi hóa có pH thấp, vì vậy trên đường ống nước thải dẫn qua bể lắng đứng ta châm NaOH để trung hòa nước thải pH = 7- 8 nhằm đạt yêu cầu nước thải đầu ra. Bể lắng có tác dụng lắng các cặn được tạo ra từ bể oxi hóa. Nước trong được thu qua máng răng cưa và được đưa đến bể trung gian. Cột lọc áp lực gồm: cột thứ nhất dùng để tách các chất lơ lửng còn lại từ bể lắng oxy hóa, cột thứ 2 chứa các chất hấp phụ, giúp khử triệt để màu, mùi nước thải đồng thời hấp phụ các kim loại nặng để nước đầu ra đạt theo QCVN 25- 2009/BTNMT (cột A). Bùn sinh ra từ các bể lắng và bể thu gom được đưa về bể chứa bùn thải. Tại đây bùn được nén lại dưới tác dụng của trọng lực, còn nước trong sẽ được chảy tràn về hố thu gom. Khi bùn đầy bể chứa, tiến hành xúc bùn và vận chuyển đến bãi chôn lấp. 2.4.2. Hệ thống xử lý nước rỉ rác tại Khu Liên Hợp Xử Lý Chất Thải Rắn Đa Phước Công suất xử lý 1.000 m3/ngày. Bảng 2.6. Thành phần tính chất nước rỉ rác trước và sau xử lý Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Nguồn loại B, TVCN 5945 – 2005 pH 5,6 – 6,5 5,5 – 9 BOD5 mgO2/l 39.000 – 48.462 50 COD mgO2/l 50.574 – 57.325 80 SS mg/l 790 – 6.690 100 Nitơ tổng mg/l 977 – 1.800 30 Photpho tổng mg/l 5,2 – 29,3 6 N-NH3 mg/l 582 – 1.547 10 Tổng sắt mg/l 300 – 362 5 Độ cứng tổng mgCaCO3/l 5.733 – 8.100 Sunfat mg/l 2,21 – 8,02 0,2 Canxi mg/l 2.031 – 2.191 Cu mg/l 0,35 – 3,25 2 Pb mg/l 0,258 – 0,310 0,5 Ni mg/l 1,766 – 3,678 0,5 [Nguồn: CÔNG TY TNHH MTV VINA] Nước rò rỉ Trạm bơm nước rò rỉ Sông Cần Giuộc Bể điều hòa Máy ép bùn Bể hiếu khí (SBR) Cụm xử lý hóa khí Bể lọc (MBR) Bể kị khí Bể chứa bùn Bể chứa bùn Máy ép bùn Xử lý Chôn lấp Sơ đồ 2.10. Sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác Thuyết minh sơ đồ công nghệ Công nghệ xử lý nước rỉ rác gồm hai giai đoạn: (1) xử lý sinh học, (2) xử lý hóa lý. Từ bể chứa, nước rỉ rác sẽ được bơm vào bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm có trong nước rỉ rác. Quá trình oxy hóa tự nhiên xảy ra trong bể điều hòa sẽ làm giảm một phần BOD5 và COD trong nước thải ban đầu. Từ bể điều hòa nước rỉ rác sẽ được bơm lên cụm xử lý sinh học. Tại đây xảy ra các quá trình loại bỏ hầu hết các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cũng như các quá trình chuyển hóa Nitơ. Cụm xử lý sinh học gồm các công trình xử lý kỵ khí, hiếu khí kết hợp với lọc màng. Thiết bị sử dụng là bể kỵ khí, bùn hoạt tính hiếu khí dạng mẻ (SBR), bể lọc màng. Nước rỉ rác sau khi xử lý sinh học sẽ được bơm vào hệ thống xử lý hóa lý, bắt đầu tại bể phản ứng (khuấy trộn). Quá trình keo tụ tại đây nhờ tác nhân keo tụ là phèn sắt (FeCl3) với pH tối ưu trong khoảng 3,5 – 4,5. Axit sunfuric (H2SO4) được sử dụng để hiệu chỉnh pH của hỗn hợp nước thải và phèn đạt giá trị pH tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông xảy ra. Sau khi được khuấy trộn trong bể phản ứng (hoàn tất quá trình keo tụ) hỗn hợp nước được dẫn sang bể tạo bông kết hợp lắng. Quá trình hình thành bông cặn xảy ra tại đây. Sau khi lắng tách bông cặn, nước thải tiếp tục được dẫn sang bể phản ứng với vôi. Trong giai đoạn keo tụ tạo bông bằng phèn sắt, hiệu quả xử lý COD đạt từ 60 – 70%. Trong giai đoạn kết tủa vôi, hiệu quả xử lý COD đạt từ 10 – 20%. Sau khi lắng tách kết tủa, nước thải được dẫn sang bể trung hòa để hiệu chỉnh pH của nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận đạt pH từ 6 – 9. Bùn kết tủa tại bể lắng được xả bỏ theo chu kỳ nhất định trong quá trình vận hành. Tất cả bùn sinh ra từ quá trình xử lý nước rỉ rác sẽ được thu gom vào bể và được tách nước bằng máy ép bùn dạng khung bản. Với quy trình này nước rỉ rác sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải nguồn loại B của TCVN 5945 – 2005 , và nguồn tiếp nhận là Sông Cần Giuộc. 2.4.3. Hệ thống xử lý nước rỉ rác tại Bãi Chôn Lấp Gò Cát Bãi chôn lấp Gò Cát đi vào hoạt động năm 2002. tại bãi rác Gò Cát có 02 hệ thống xử lý nước rác hoạt động đồng thời với công suất 400 m3/ngày: Hệ thống xử lý do CENTEMA thiết kế và lắp đặt: Trung tâm Công Nghệ Môi Trường (CENTEMA, 2002) đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác Gò Cát có hàm lượng COD 50.000 – 60.000 mg/l bằng phương pháp sinh học UASB nối tiếp sinh học hiếu khí bùn hoạt tính từng mẻ (SBR). Kết quả cho thấy hiệu quả khử COD rất cao sau hai tháng vận hành (trên 98%). Tuy nhiên hàm lượng COD không phân hủy còn lại sau xử lý hiếu khí dao động trong khoảng 380 – 1.100 mg/l. Hệ thống bao gồm hồ tiếp nhận nước rác 25.000 m3, bể UASB nối tiếp bể sinh học từng mử (SBR) và xả vào hồ sinh học trước khi ra kênh Đen. Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý nước rác khoảng 02 tỷ đồng Việt Nam và giá thành chi phí cho xử lý 1 m3 nước rác khoảng 20.000 đồng Việt Nam. Sơ đồ 2.11. Công nghệ xử lý nước rác BCL Gò Cát và Tam Tân CENTEMA CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3.1. Khảo sát hiện trạng nước rỉ rác tại Bô rác Tư Sò 3.1.1. Hiện trạng nước rỉ rác tại Bô rác Tư Sò Nước ép rác tại Bô rác Tư Sò có thành phần phức tạp, khả năng gây ô nhiễm cao. Nước rỉ rác có đặc điểm sau đây: Mùi: hôi nồng nặc; Màu sắc: Màu vàng đục; Nồng độ BOD cao, tỉ số BOD/COD cao (trong khoảng 0,7 -0,9); Nồng độ nitơ Amonia và Nitơ hữu cơ cao; Nồng độ SS trong nước thải cao; Số lượng vi sinh vật gây bệnh cao. 3.1.2. Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải Qua quá trình khảo sát và thực tế tại Bô rác Tư Sò, nhận thấy nước thải tại bô rác vẫn chưa được thu gom và xử lý triệt để. Vì vậy việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tại Bô rác là vô cùng cần thiết. Việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tại bô rác sẽ giúp giải quyết được các vấn đề: Giảm ô nhiễm môi trường do nước rỉ rác gây ra; Bảo vệ nguồn nước sông, cũng như nguồn nước ngầm của khu vực không bị ô nhiễm bởi nước thải; Giảm mùi hôi phát sinh từ nước rỉ rác; Giảm lượng ruồi, muỗi phát sinh tại khu vực Bô rác; Hệ thống xử lý nước thải phải được đầu tư và xây dựng một cách khoa học và nghiêm túc. Do các công ty môi trường có kinh nghiệm đảm trách để xử lý triệt để các chất ô nhiễm và đảm bảo đầu ra đạt theo QCVN 25:2009/BTNMT 3.1.3. Lưu lượng nước rỉ rác Lưu lượng nước thải của nước thải rỉ rác thay đổi liên tục theo mùa thời điểm ép rác và nguồn gốc rác được thu gom. Lượng nước thải sinh ra trạm trung chuyển bao gồm: Nước rỉ rác, nước thải rửa sàn trung chuyển. Để xây dựng hệ thống xử lý nước thải bô rác Tư Sò, lưu lượng nước thải tính toán như sau: Nước rỉ rác: Trong đó: Qrác: Khối lượng rác thu gom, 80 tấn/ngày qrác: Nước rỉ rác sinh ra trong một tấn rác : Chọn 0.03 m3/tấn rác (theo quy trình bơm hút nước rỉ rác ban hành kèm theo quyết định 245/QĐ-TNMT của Sở Tài Nguyên Môi Trường TPHCM ngày 30/09/2004. Hệ số đã bao gồm tính toán cho cả những ngày mùa mưa). Nước thải rửa sàn trung chuyển: Trong đó: t: thời gian rửa sàn trung chuyển 1h qrửa: lưu lượng nước rửa sàn 0,8 m3/h Tổng lưu lượng nước thải trạm trung chuyển: Lưu lượng nước thải tính toán thiết kế xử lý: , chọn tính toán thiết kế 4 m3/ngày. 3.2. Đề xuất phương pháp xử lý nước rỉ rác tại bô rác Tư Sò 3.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế Chọn lựa công nghệ dựa trên hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị để đảm bảo công suất và hiệu quả xử lý. Theo đó, chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn nước thải QCVN 25 – 2009/BTNMT, (cột B1). Bảng 3.1. Kết quả phân tích chỉ tiêu nước thải tại Bô Rác Tư Sò STT Chỉ tiêu Kết quả 1 COD (mgO2/l) 1000 - 3000 2 pH 4,7 3 Hàm lượng cặn không tan (mg/l) 2400 4 BOD5 2000 - 4000 5 Tổng Nitơ 600 - 850 6 Amoni tính theo Nitơ (mg/l) 300 - 400 7 Hàm lượng phospho tổng số (mg/l) 44,2 [Nguồn: CÔNG TY TNHH MTV VINA] Bảng 3.2. Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25 – 2009/BTNMT cột B1 STT Chỉ tiêu Nồng độ QCVN 25 – 2009/BTNMT 1 COD mg/l 400 2 BOD5 (200C) mg/l 100 3 Tổng Nitơ mg/l 60 4 Amoni theo Nitơ mg/l 25 3.2.2. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý và tiến hành thí nghiệm Nước thải trạm trung chuyển có nồng độ chất ô nhiễm cao, pH thấp, nhu cầu oxy sinh hóa BOD và nhu cầu oxy hóa học COD cao, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, các chất độc hại khó phân hủy sinh học. Hơn nữa, chất lượng nước biến động rất khác nhau tùy theo thời gian. Lưu lượng nước thải ra hằng ngày tương đối nhỏ. Vì vậy áp dụng phương pháp oxy hóa nâng cao (quá trình oxy hóa nâng cao Fenton) để đạt được hiệu quả chất lượng nước QCVN 25 – 2009/BTNMT. Sau đây em xin trình bày kết quả quá trình thí nghiệm và các yếu tố ảnh đến quả trình oxy hóa nâng cao Fenton thông qua kết quả phân tích chỉ tiêu COD đầu ra để chứng minh hiệu quả của phương pháp oxy