Nghiên cứu xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN GVHD: ThS. NGUYEÃN THÒ THANH PHÖÔÏNG SVTH : NGUYEÃN PHAÏM KHÖÔNG DUY MSSV: 90100445 BOÄ MOÂN KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNGGVHD: ThS. NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG SVTH : NGUYỄN PHẠM KHƯƠNG DUY MSSV: 90100445 BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH, 12/2005 TP. HOÀ CHÍ MINH, 01/2006 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành nhiệm vụ luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ và động viên của mọi người. TôiEm xin gởi lòng biết ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Văn Phước và Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng đã hướng dẫn tận tình và tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho tôi em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách Khoa – Tp. HCM đã cho tôiem những kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường. Xin cảám ơn các ý kiến đóng góp cho luận văn của các Anh Chị khóa trên. Xin cảm ơn sự quan tâm và giúp đỡ ân cần của Bạn bè. Cảm ơn hai em Bùi Đức Nguyện và Nguyễn Đăng Quân đã trợ giúp tôi hoàn thành các thí nghiệm. Cuối cùng, xin gởi lòng kính yêu vô hạn đến Ba, Mẹ và Gia đình đã luôn quan tâm và động viên tôicon trong suốt thời gian qua. TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2005 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG BIỂU vi DANH SÁCH HÌNH vii PHẦN LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT ix TÓM TẮT LUẬN VĂN x GIỚI THIỆU CHUNG 1 1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3 CHƯƠNG MỘT TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN 4 1.1 TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI 4 1.1.1 Khái niệm 4 1.1.2 Nguồn gốc CTR 5 1.1.3 Thành phần của CTRSH 6 1.2. HIỆN TRẠNG VỀ HỆ THỐNG THU GOM, TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN RÁC TP. HCM 8 1.2.1 Phương thức thu gom, vận chuyển rác tại TP. HCM 8 1.2.2 Cơ cấu, thành phần hệ thống trung chuyển 10 1.3 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN 12 1.3.1 Ô nhiễm nước thải 12 1.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn 13 1.3.3 Ô nhiễm khí thải 13 1.3.4 Tiếng ồn 14 1.4 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC RÁC 14 1.5 KẾT LUẬN 17 CHƯƠNG HAI TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC 18 2.1 XỬ LÝ CƠ HỌC, HOÁ LÝ VÀ HÓA HỌC 25 2.1.1 Tách khí 25 2.1.2 Tuyển nổi 26 2.1.3 Điều hòa và trung hòa 26 2.1.4 Lắng 26 2.1.5 Lọc 27 2.1.6 Keo tụ, tạo bông và kết tủa 27 2.1.7 Oxy hóa 28 2.1.8 Thẩm thấu ngược 29 2.1.9 Hấp phụ 31 2.1.10 Trao đổi ion 32 2.2 XỬ LÝ SINH HỌC 32 2.2.1 Phương pháp xử lý sinh học kị khí 33 2.2.2 Phương pháp sinh học hiếu khí 40 2.2.3 Quá trình kị khí/thiếu khí (Anaerobic/Anoxic) 46 2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC MỚI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 47 2.3.1 Trong nước 47 2.3.2 Ngoài nước 48 CHƯONG BA MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 51 3.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC 52 3.2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 52 3.2.2 Công nghệ xử lý nước rác trạm trung chuyển 53 3.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 62 3.3.1 Mô hình lọc kị khí 62 3.3.2 Mô hình bùn hoạt tính 65 3.3.4 Thí nghiệm oxy hóa khử 67 CHƯƠNG BỐN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 68 4.1 MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ NHẤT 68 4.1.1 Hiệu quả xử lý COD 68 4.1.2 Hiệu quả quá trình ammon hóa 74 4.2 MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH 76 4.3 MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ HAI 79 4.3.1 Giai đoạn không bổ sung CHC 79 4.3.2 Giai đoạn có bổ sung CHC 83 4.4 KẾT QUẢ KIỂM CHỨNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC TRÊN NHỮNG ĐIỀU KIỆN LỰA CHỌN 88 4.4.1 Hiệu quả xử lý COD 89 4.4.2 Hiệu quả khử Nitơ 90 4.5 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 93 4.5.1 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK1 93 4.5.2 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK2 96 4.5.3 Tính toán thông số động học mô hình bùn hoạt tính 98 4.6 XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ (COD) 101 4.6.1 Phương án 1 101 4.6.2 Phương án 2 102 4.7 KHÁI TOÁN CHI PHÍ XỬ LÝ 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 1. KẾT LUẬN 108 2. KIẾN NGHỊ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khối lượng CTRSH TP. HCM trong giai đoạn 2005 - 2013 7 Bảng 1.2 Thành phần CTRSH tại các trạm trung chuyển 7 Bảng 1.3 Thành phần, tính chất nước ép rác trạm trung chuyển 12B Quang Trung, Gò Vấp 15 Bảng 1.4 Thành phần, tính chất nước rác tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp tại các thời gian khác nhau 16 Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước rác 19 Bảng 2.2 Một số kết quả xử lý nước rác sử dụng RO 30 Bảng 2.3 Một số kết quả xử lý nước rác bằng phương pháp sinh học kị khí 39 Bảng 2.4 Các thông số động học của quá trình xử lý nước rác bằng bùn hoạt tính 44 Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần và tính chất nước rác ban đầu 51 Bảng 3.2 Tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước rác 53 Bảng 3.3 Các phản ứng oxy hóa khử trong quá trình phân hủy kị khí các aminoacids 56 Bảng 3.4 Thế oxy hóa của một số chất oxy hóa 60 Bảng 3.5 Năng lực oxy hóa tương đối của một số chất 61 Bảng 4.1 Các phản ứng sinh hóa với cơ chất sinh metan và độ kiềm 71 Bảng 4.2 Tốc độ khử nitrat khi sử dụng methanol và acid acetic làm nguồn CHC 87 Bảng 4.3 Biến thiên pH và COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian 95 Bảng 4.4 Biến thiên hàm lượng cơ chất của mô hình LSHKK2 theo thời gian 96 Bảng 4.5 Biến thiên hàm lượng cơ chất trong mô hình bùn hoạt tính 99 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm xử lý nước rác bằng mô hình lọc sinh học hiếu khí 102 Bảng 4.7 Sự thay đổi độ màu khi thay đổi hàm lượng hóa chất 103 Bảng 4.8 Sự thay đổi nồng độ COD khi thay đổi hàm lượng hóa chất 103 Bảng 4.9 Sự thay đổi độ màu khi thay đổi hàm lượng hóa chất 105 Bảng 4.10 Sự thay đổi nồng độ COD khi thay đổi hàm lượng hóa chất 105 Bảng 4.11 Khái toán chi phí xử lý nước ép rác 107 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Hệ thống quản lý CTR 5 Hình 1.2 Sơ đồ thu gom, trung chuyển và vận chuyển rác đô thị TP.HCM 9 Hình 2.1 Công nghệ xử lý nước rác BCL Gò Cát và Tam Tân (CENTEMA) 47 Hình 2.2 Công nghệ xử lý nước rác BCL Gò Cát theo thiết kế Vermeer 48 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 (USEPA) 49 Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 (USEPA) 49 Hình 3.1 Phương pháp nghiên cứu xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển 54 Hình 3.2 Mô hình lọc sinh học kị khí 1 64 Hình 4.1 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h. 68 Hình 4.2 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h. 69 Hình 4.3 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK1 69 Hình 4.4 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và TKN trong mô hình LSHKK1 74 Hình 4.5 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h 74 Hình 4.6 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h 75 Hình 4.7 Biến thiên hàm lượng N-NH3 theo thời gian trong mô hình BHT 76 Hình 4.8 Biến thiên hàm lượng N-NH3, N-NO2, N-NO3 theo thời gian trong mô hình BHT 77 Hình 4.9 Biến thiên hàm lượng COD theo thời gian trong mô hình BHT 77 Hình 4.10 Biến thiên pH theo thời gian trong mô hình BHT 77 Hình 4.11 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 80 Hình 4.12 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 80 Hình 4.13 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 80 Hình 4.14 Sự tương quan giữa tỷ lệ COD/NOx và hiệu suất khử N-NOx của mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 81 Hình 4.15 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 84 Hình 4.16 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 84 Hình 4.17 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 84 Hình 4.18 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 85 Hình 4.19 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 85 Hình 4.20 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 85 Hình 4.21 Sự tương quan giữa tỷ lệ COD/NOx và hiệu suất khử N-NOx của mô hình LSHKK2 có bổ sung CHC 86 Hình 4.22 Biến thiên hàm lượng COD qua các mô hình 89 Hình 4.23 Biến thiên pH qua các mô hình 89 Hình 4.24 Biến thiên hàm lượng Nitơ tổng qua các mô hình 90 Hình 4.25 Biến thiên hàm lượng N-NOx qua các mô hình 91 Hình 4.26 Biến thiên hàm lượng N-NH3 qua các mô hình 91 Hình 4.27 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian 95 Hình 4.28 Biến thiên hàm lượng N-NOx của mô hình LSHKK2 theo thời gian 97 Hình 4.29 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và N-NOx của mô hình BHT theo thời gian 100 Hình 4.30 Đồ thị biễu diễn quan hệ x - y 100 Hình 4.31 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình lọc sinh học hiếu khí 102 Hình 4.32 Biến thiên độ màu Pt – Co theo liều lượng hóa chất 103 Hình 4.33 Biến thiên hàm lượng COD theo liều lượng hóa chất 104 Hình 4.34 Biến thiên độ màu Pt – Co theo liều lượng hóa chất 106 Hình 4.35 Biến thiên hàm lượng COD theo liều lượng hóa chất 106 PHẦN LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT BCL Bãi chôn lấp BHT Bùn hoạt tính BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biological oxygen demand) CENTEMA Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường CHCBNCHC Cacbon hữu cơ CITENCO Công ty Môi trường Đô thị TP. HCM COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxygen demand) CTR Chất thảài rắn CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt HRT Thời gian lưu nước (Hydraulic retention time) LSHKK1 Lọc sinh học kị khí 1 LSHKK2 Lọc sinh học kị khí 2 MLSS Chất rắn lơ lửng hỗn dịch (Mixed liqour suspended solids) MLVSS Chất rắn lơ lửng hỗn dịch bay hơi (Mixed liqour volatile suspended solids) RO Thẩm thấu ngược (Reverse osmosis) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TKN Tổng nitơ Kjeldhal (Total Kjeldhal nitrogen) TP. HCM Thành phố Hồ Chí Minh TSS Tổng chất rắng lơ lửng (Total suspended solids) U.S. EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (U.S Envirmental Protection Agenncyey) UASB Bể kị khí dòng chảy ngược (Uplow anaerobic slugde blanket) VITTEP Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường VSS Tổng chất rắn bay hơi (Volatile suspended solids) TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay ở TP. HCM, số lượng các trạm trung chuyển rác, các trạm ép rác kín ngày càng tăng nhằm giảm số lượng các điểm tập kết, trung chuyển rác chưa hợp vệ sinh. Tuy nhiên, tại các trạm trung chuyển rác, vấn đề ô nhiễm do nước ép rác gây ra vẫn chưa được giải quyết triệt để. Phần lớn nước ép rác hiện nay được thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước của thành phố dẫn đến các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là các ô nhiễm thứ cấp… Vấn đề xử lý nước ép rác tại các trạm trung chuyển đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường là một vấn đề rất cấp bách. Vấn đề đặt ra khi xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển là khử COD và Nitơ với hàm lượng rất cao. Ngoài ra các yếu tố cần xem xét khi xử lý nước ép rác là pH thấp, hàm lượng SS cao. Thực hiện nghiên cứu xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển số 350B Trần Bình Trọng, Phường 1, Quận 10, TP. HCM trong điều kiện phòng thí nghiệm, luận văn đã đạt được các kết quả sau: Đề xuất được một công nghệ xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển có hiệu quả cao, ổn định. Hiệu quả xử lý COD đạt 98 - 99,9%, hiệu quả khử Nitơ đạt 89 – 93%. Nước sau xử lý đạt COD < 100 mg/ l, Nitơ tổng < 60mg/l, đạt tiêu chuẩn thải TCVN 5945-1995 loại B. Tuy thành phần và tính chất nước rác luôn biến động nhưng hệ thống hoạt động ổn định, ít bị sốc tải. Chưa phát hiện các ảnh hưởng bởi yếu tố Canxi đến hoạt động của các mô hình trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm. GIỚI THIỆU CHUNG 1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống dần được cải thiện, nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng thì lượng rác sinh ra ngày càng lớn, đặc biệt là rác sinh hoạt. Ước tính có khoảng 5.500 tấn rác sinh hoạt được thải ra mỗi ngày ở TP. HCM, dự đoán vào năm 2010, lượng rác sẽ gia tăng lên tới 7.600 tấn/ngày. Lượng rác sinh hoạt gia tăng dẫn đến lượng nước rỉ rácnước rác sinh ra ngày càng nhiều. Ô nhiễm bởi nước rác từ lâu đã là vấn đề nan giải, được sự quan tâm của toàn xã hội. Tại TP HCM, hàng loạt nghiên cứu, áp dụng nhiều công nghệ xử lý khác nhau đã được triển khai, với mục tiêu cuối cùng là xác định phương án xử lý nước rác thích hợp đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải, không gây nguy hại đến sinh thái môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Bên cạnh vấn đề ô nhiễm nước rác sinh ra từ các bãi chôn lấp, nước rác phát sinh tại trạm trung chuyển cũng là một vấn đề đang được quan tâm rất nhiều bởi mức độ gây ô nhiễm cao: COD rất cao lên đến 75.000 mg/l, pH lại rất thấp dao động khoảng 4.3 – 5.4, SS lên đến 3.500 mg/l, hàm lượng Nitơ cũng rất cao dao động từ 1.500 – 2.300 mg/l. Nước có mùi hôi, chua nồng. Ô nhiễm bởi nước rác đang là vấn đề bức xúc, cần được giải quyết ngay cấp thiết tại các trạm trung chuyển. Hiện nay, phần lớn nước rác tại các trạm trung chuyển đều thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung của thành phố, gây tác hại trực tiếp đến môi trường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm cho các nguồn tiếp nhận. Tại một số trạm trung chuyển, nước rác được chuyên chở đến các bãi chôn lấp, với tổng chi phí vận chuyển và xử lý khá cao. Trước thực trạng trên, việc nghiên cứu tìm ra công nghệ thích hợp xử lý nước rác tại trạm trung chuyển là hết sức cần thiết. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Luận văn tập trung vào haicác mục tiêu chính: Nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp sinh học để xử lý nước rác tại trạm trung chuyển. Xác định công nghệ phù hợp xử lý nước rác trạm trung chuyển nhằm góp phần giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do nước rác gây ra. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nước ép rác tại trạm trung chuyển rác, số 350B Trần Bình Trọng, Phường 1, Quận 10, TP. HCM. Đề tài chỉ mới nghiên cứu trên các mô hình tĩnh. 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, nội dung nghiên cứu cần thực hiện bao gồm các mục sau: Khảo sát hiện trạng hoạt động và chất lượng môi trường của các trạm trung chuyển ở TP. HCM. Tổng quan các công nghệ xử lý nước rỉ rác. Phân tích, đánh giá nhằm tìm ra phương án xử lý phù hợp. Xác định thành phần và tính chất nước rác ở đầu vào và sau qua từng mô hình xử lý, từ đó định hướng cho quá trình nghiên cứu tiếp theo. Nghiên cứu công nghệ xử lý nước rác trạm trung chuyển: Nghiên cứu hiệu quả xử lý lọc sinh học kị khí nhằm tìm ra tải trọng thích hợp cho quá trình khử COD và chuyển hóa nitơ hữu cơ sang nitơ ammonia cho quá trình nitrat hóa tiếp sau. Nghiên cứu hiệu quả khử ammonia của quá trình bùn hoạt tính. Nghiên cứu hiệu khử nitrat của quá trình lọc sinh học kị khí. Nghiên cứu quá trình xử lý hóa học nhằm xử lý triệt để hàm lượng chất hữu cơ để đạt tiêu chuẩn thải loại B. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a. Phương pháp phân tích Các chỉ tiêu được phân tích theo Standard Methods for the Examination of Wastewater (APHA, 1985, 1992). Việc phân tích các chỉ tiêu trước và sau mỗi mô hình xử lý nhằm đánh giá hiệu quả xử lý, từ đó định hướng các quá trình xử lý tiếp theo. b. Phương pháp điều tra và tổng hợp Tổng hợp các kết quả điều tra và phân tích thực tế về thành phần và tính chất nước rác tại trạm trung chuyển, từ đó đề ra giải pháp xử lý và tiến hành nghiên cứu trên mô hình. Tìm hiểu các công nghệ xử lý nước rác đã được áp dụng thành công, các nghiên cứu về xử lý nước rác đã được thực hiện. Từ đó kế thừa, tìm ra các giải pháp thích hợp, hạn chế các sai lầm cũng như các trở ngại có thể gặp phải trong quá trình nghiên cứu. c. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình Áp dụng phương pháp mô hình hoá nhằm xây dựng mô hình và khảo sát thực nghiệm trên mô hình. Tính toán các thông số động học. Sử dụng các mô hình thí nghiệm để nghiên cứu khả năng xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển. d. Phương pháp xử lý số liệu Tổng hợp, đo đạt, tính toán các số liệu nghiên cứu. Thể hiện, thống kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ. Phân tích, đánh giá, nhận xét các thông số thực nghiệm. Xử lý số liệu, báo cáo. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Đề xuất được công nghệ xử lý phù hợp, đạt hiệu quả cao, ổn định cho nước ép rác tại trạm trung chuyển. Giải quyết vấn đề ô nhiễm do nước rác gây ra. CHƯƠNG MỘT TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠTRÁC THẢảIĐÔ THỊ 1.1.1 Thành phần của chất thải rắn đô thị, cụ thể là chất thải rắn sinh hoạt là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước ép rác tại các trạm trung chuyển. Do đó, cần có những hiểu biết về nguồn gốc, thành phần, tốc độ phát sinh và vấn đề quản lý chất thải rắn đô thị để có thể dự đoán thành phần và tính chất của nước rác trạm trung chuyển. 1.1.1 Chất thải rắn và quản lý chất thải rắn đô thị 1.1.1.1 Khái niệm Rác thải rthu gom trong khu vực đô thị được gọi là chất thải rắnCTR đô thịi. Chất thải rắn đô thị là vật chất mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị mà không đòi hỏi được bồi thường cho sự vứt bỏ đó và chúng được xã hội nhìn nhận như là một thứ mà thành phố có trách nhiệm thu dọn.[4] Thành phần của chất thải rắn đô thị, cụ thể là chất thải rắn sinh hoạt là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước ép rác tại các trạm trung chuyển. Do đó, cần có những hiểu biết về nguồn gốc, thành phần, tốc độ phát sinh và vấn đề quản lý chất thải rắn đô thị để có thể dự đoán thành phần và tính chất của nước rác trạm trung chuyển. Quản lý chất thải rắn (CTR) có thể định nghĩa là việc kiểm soát sự hình thành, thu gom, vận chuyển, lưu trữ, tái sử dụng, tái sinh và đổ bỏ CTR sao cho vẫn đảm bảo tốt nhất về sức khỏe cộng đồng, hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, mỹ quan và các vấn đề môi trường khác. Một cách tổng quát, các hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý CTR được minh họa ở hình 2.1. Việc quản lý CTR ở đô thị phải đảm bảo các yêu cầu sau: Phải thu gom và vận chuyển hết chất thải. Thu gom, xử lý có hiệu quả với chi phí nhỏ nhất. Đảm bảo sức khỏe của người lao động trực tiếp tham gia việc xử lý chất thải. Ứng dụng các tiến bộ khoa học và kỹ thuật nhằm thu gom, xử lý hiệu quả hơn. Đào tạo đội ngũ cán bộ có đầy đủ kiến thức và kinh nghiệm trong vấn đề quản lý CTR.
 Hình 1.1 Hệ thống quản lý CTR 1.1.1.2 Nguồn gốc CTR Nguồn gốc, thành phần và tốc độ phát sinh của CTR là cơ sở quan trọng để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất chương trình quản lý CTR. CTR đô thị phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau: Từ khu dân cư (chất thải sinh hoạt). Từ các khu thương mại. Từ các cơ quan, bệnh viện, trường học… Từ các công trình xây dựng. Từ các dịch vụ công cộng. Từ các nhà máy xử lý. Từ các nhà máy công nghiệp. Từ các hoạt động nông nghiệp. CTR có thể phân loại theo các cách sau: Theo vị trí hình thành: rác trong nhà, ngoài nhà, trên đường phố… Theo thành phần vật lý và hóa học: phân biệt dựa trên thành phân vô cơ, hữu cơ, kim loại, phi kim, da, giẻ vụn, cao su, chất dẻo, gỗ… Theo bản chất nguồn tạo thành: CTRSH: là chất thải liên quan đến hoạt động của con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, trung tâm thương mại… CTR công nghiệp: các phế thải từ nguyên liệu trong quá trình sản xuất, phế thải trong các quá trình sản xuất bao bì, hóa chất… CTR từ nông nghiệp: chất thải và mẫu thừa từ các hoạt động nông nghiệp như trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng… CTR từ xây dựng: là các phế thải như đất đá, bê tông, gạch, xà bần… Theo mức độ nguy hại: CTR nguy hại: gồm các hóa chất dễ gây cháy nổ, độc hại, chất phóng xạ, chất oxy hóa… Chất thải y tế nguy hại: các loại bông băng, nẹp dùng trong khám bệnh, gạc, các mô bị cắt, các chất thải phóng xạ… Chất thải không nguy hại: là những loại chất thải không chứa các chất và các hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thành phần. Trong CTRĐT thì chất thải không độc hại chiếm tỷ lệ lớn nhất. CTR tập trung về các trạm trung chuyển chủ yếu là CTR sinh hoạt (CTRSH). 1.1.1.3 Thành phần của CTRSH Ở Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải tùy thuộc vào từng loại đô thị và dao động từ 0,35 kg/người.ngày đến 0,80 kg/người.ngày. Thành phần của CTRSH cũng rất đa dạng và thay đổi đáng kể tùy thuộc vào các mùa trong năm, điều kiện khí hậu, kinh tế và nhiều yếu tố khác như tập quán, tái sinh CTR, việc thu nhặt phế liệu… Thành phần CTR là yếu tố rất quan trọng trong việc dự đoán đặc tính của nước rác tại các trạm trung chuyển. Do đó, cần có những quan tâm cần thiết trong việc dự đoán sự thay đổi thành phần CTR. Các số liệu nghiên cứu và thống kê cho thấy lượng CTR được thải ra tại TP. HCM khoảng 4000tấn/ngày, bình quân khoảng 0,5 – 1,2kg/người.ngày (CENTEMA, 2000). Tốc độ xả CTR tăng theo từng năm khoảng 15 – 20%. Bảng 1.1: Khối lượng CTRSH TP. HCM trong giai đoạn 2005 - 2013 Năm  Khối lượng CTRSH    tấn/năm  tấn/ngày   2005  2.160.351  5.919   2006  2.307.096  6.321   2008  2.460.803  6.742   2009  2.617.024  7.170   2010  2.778.015  7.611   2011  2.929.944  8.027   2012  3.081.873  8.443   2013  3.233.801  8.860   (Nguồn: CITENCO, 2004) Thành phần CTRSH tại trạm trung chuyển của TP. HCM được như sau: Bảng 1.2: Thành phần CTRSH tại các trạm trung chuyển Thành phần  % Khối lượng  Độ ẩm (%)  Độ tro (%)   Thực phẩm Nylon Cao su mềm Cao su cứng Gỗ Mốp xốp Giấy Thủy tinh Kim loại Da Xà bần Sành sứ Carton Da Lon đồ hộp Pin Bông gòn Tre, rơm rạ, lá cây Vỏ sò, xương động vật Bã sơn Thừng đựng sơn Mica  72,0-94,0 1,6-9,6,4 0,5-5,8 0,0-13,0 0,0-4,5 0,0-1,6 0,0-5,8 KĐK-1,2 KĐK-5,5 0,0-5,6 0,0-0,5 0,0-1,9 0,0-5,5 0,0-0,8 0,0-6,5 0,0-4,3 0,0-1,0 0,0 0,0-0,9 0,0 0,0-3,0 0,0-KĐK 0,0-KĐK  58,7-85,2 11,6-60,5 2,5-8,8 1,6-41,9 2,3-5,3 3,1-4,2 2,7-16,2 3,2-40,9 10,1-55,6 - - 0,8 - 8,0-9,2 20,1-66,7 - - - 10,0 - - - -  3,4-12,3 0,0 0,0 7,0-7,5 - - - 2,4-2,6 4,7-9,1 - - - - - 12,5-13,0 - - - - - - - -   Độ tro (% trọng lượng khô); KĐK: không đáng kể khi % theo khối lượng ướt < 0,5%. (Nguồn: VITTEP, 2003) Từ số liệu thống kê ở trên ta thấy, CTRSH tại TP. HCM có chứa một phần rất lớn là thực phẩm (65 – 95%), độ ẩm 70 – 85%. Các thành phần hữu cơ dễ bị phân hủy chiếm phần lớn, cho nên nước rỉép rác tại các trạm trung chuyển có hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ phân hủy sinh học. 1.2. HIỆN TRẠNG VỀ HỆ THỐNG THU GOM, TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN RÁC TP. HCM 1.2.1 Phương thức thu gom, vận chuyển rác tại TP. HCM Thu gom chất thải là quá trình thu nhặt rác thải từ các nhà dân, các công sở hay từ những điểm thu gom, chất chúng lên xe và chở đến địa điểm xử lý, chuyển tiếp, trung chuyển hay chôn lấp. Hệ thống thu gom và vận chuyển của TP. HCM bao gồm các đội vận chuyển của Công ty Môi trường Đô thị TP. HCM; các công ty, xí nghiệp, công trình đô thị của 22 quận, huyện; hợp tác xã vận tải công nông; hệ thống thu gom CTR tư nhân và một số dịch vụ thu mua các loại rác tái chế. Rác từ nguồn phát sinh sẽ được thu gom vận chuyển đến một trong những thành phần của hệ thống trung chuyển là điểm hẹn, bô rác và các trạm trung chuyển. Từ điểm hẹn, bô rác, CTR sẽ được vận chuyển thẳng đến khu xử lý hoặc qua các trạm trung chuyển, sau đó được đưa về các bãi chôn lấp của thành phố. Qui trình này được thể hiện như hình 1.2. CTR tại TP.HCM được chia thành 4 loại chính là: rác sinh hoạt, rác xây dựng, rác cơ sở y tế và rác công nghiệp. Mỗi loại rác có một qui trình thu gom, vận chuyển đặc trưng. Hình 1.2: Sơ đồ thu gom, trung chuyển và vận chuyển rác đô thị TP.HCM Rác sinh hoạt Rác sinh hoạt được thu gom sơ cấp từ hộ dân ra các bô rác, điểm hẹn, bãi chuyển tiếp… do lực lượng dân lập và các đơn vị quận huyện thực hiện. Thường quá trình thu gom sơ cấp ở TP. HCM được thực hiện bằng những xe chở nhỏ, xe hai bánh kéo bằng tay để thu gom rác và chở đến các bãi chứa chung hay những điểm chuyển tiếp. Trong quá trình thu gom thứ cấp, rác sinh hoạt được chở từ các bô rác và điểm hẹn đến trạm trung chuyển hay vận chuyển đi bãi chôn lấp để xử lý. Rác sinh hoạt sau quá trình thu gom sẽ được vận chuyển về 2 khu xử lý là Tam Tân – Củ Chi và Gò Cát – Hóc Môn để chôn lấp. Theo thống kê khối lượng rác về 2 địa điểm trên xấp xỉ 5.000tấn/ngày. Rác sinh hoạt hầu hết được thu gom vận chuyển với tần suất 1 lần/ngày. Đối với tuyến vận chuyển rác sinh hoạt đến các khu xử lý, xe hoạt động vào đúng giờ qui định (từ 18h đến 6h); tuyến về các bô rác, trạm trung chuyển hay trạm ép rác kín thì xe vận chuyển hoạt động cả ban ngày để lấy hết rác từ các điểm phát sinh sớm nhằm bảo đảm vệ sinh môi trường đô thị. Rác xây dựng Rác xây dựng sẽ được thu gom và vận chuyển đến điểm hẹn quy định hoặc trạm trung chuyển. Từ đây, rác xây dựng sẽ được đưa đến bãi rác Đông Thạnh (khối lượng ước tính khoảng 1.000tấn/ngày). Rác y tế Hiện nay, công đoạn phân loại, thu chứa rác tạm tại các cơ sở y tế do Ngành Y tế thực hiện; còn công đoạn thu gom, vận chuyển và tiêu hủy do Công ty Môi Trường Đô Thị đảm trách. Chất thải tại các cơ sở y tế được phân loại thành 2 phần như sau: Rác sinh hoạt: được lưu chứa trong thùng 240 lít màu xanh; sau đó được xe cơ giới của Công ty Môi Trường Đô Thị đưa đến trạm trung chuyển hoặc khu xử lý rác sinh hoạt. Rác y tế, bệnh phẩm: được lưu chứa trong thùng 240 lít màu cam rồi chuyển sang xe chuyên dùng đưa đến lò đốt rác y tế Bình Hưng Hòa để tiêu hủy. Rác công nghiệp Với hơn 800 nhà máy lớn, 15.000 cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, 30 cụm công nghiệp, hơn 9000 nhà máy đang hoạt động trong 11 khu công nghiệp, 3 khu chế xuất và một khu công nghệ cao, TP.Hồ Chí Minh mỗi ngày thải ra khoảng 1000 -1200 tấn CTR công nghiệp, trong đó 120 – 150 tấn chất thải nguy hại. Hiện nay TP. HCM chưa kiểm soát cũng như chưa có hệ thống thu gom vận chuyển và xử lý cho loại rác này. Việc thu gom vận chuyển do các cơ sở tự giải quyết theo 2 hướng: Loại không thể tái chế (rác thải sinh hoạt và rác thải từ sản xuất): được cơ sở thu gom và ký hợp đồng với các đơn vị vệ sinh môi trường để có biện pháp xử lý thích hợp nhưng thường là đổ chung với rác sinh hoạt. Loại có thể tái chế, tái sử dụng: được phân loại và bán cho các cơ sở sản xuất nhằm tái chế. 1.2.2 Cơ cấu, thành phần hệ thống trung chuyển Các trạm chuyển tiếp được sử dụng để tối ưu hóa năng suất lao động của đội thu gom và đội xe. Vị trí của các trạm trung chuyển phải phù hợp việc đảm bảo môi trường. Các trạm chuyển tiếp còn có thể giảm lượng rác thải đưa đến bãi chôn lấp chung của thành phố nhờ việc thu gom các vật liệu có khả năng tái chế ngay tại chỗ bởi những người bới rác không chính thức và có tổ chức. Trạm chuyển tiếp được đặt tại gần khu vực thu gom. Từ đây rác được chất lên những xe tải lớn hơn để chuyển một cách kinh tế và hợp vệ sinh đến bãi rác xa hơn. Các mục tiêu của các trạm chuyển tiếp bao gồm: Đón tiếp các xe thu gom rác thải một cách có trật tự; Xử lý các rác thải thành từng khối; Chuyển từng khối sang hệ thống vận chuyển hoạt động như một bộ phận trung gian giữa hệ thống vận chuyển và các xe thu gom rác thải; Giảm thiểu sự lộn xộn và tác động của các hoạt động thu gom CTR đến môi trường. Hệ thống trung chuyển hiện nay của TP. HCM gồm có các thành phần như sau: Bô rác: Là các khu đất trống được xây tường bao làm nơi lưu chứa rác tạm thời, thường không có mái che, không được xây dựng kiên cố và không được xử lý các vấn đề liên quan đến môi trường . Hiện nay, toàn thành phố có khoảng 39 bô rác trong đó nội thành có 4 bô, ngoại thành 35 bô. Điểm hẹn: Là vị trí tập kết các xe tay chở rác để chuyển sang xe cơ giới được thống nhất giữa địa phương sở tại, lực lượng thu gom rác bằng phương tiện thô sơ và các đơn vị thu gom, vận chuyển cơ giới chuyên dùng. Trong tương lai, các điểm hẹn nằm trong thành phố cần phải được giảm dần, thay thế bằng các trạm trung chuyển với công nghệ tốt hơn. Trạm trung chuyển Là công trình được sử dụng để tiếp nhận rác từ các xe thu gom có tải trọng nhỏ để chuyển sang xe có tải trọng lớn vận chuyển đến khu xử lý. Trạm được xây dựng kiên cố, có nền bêtông cứng, mái che và có hệ thống xử lý mùi, bụi… Tuỳ vào mỗi loại rác mà có các trạm trung chuyển tiếp nhận khác nhau: Đối với rác sinh hoạt Có 2 trạm trung chuyển rác chính nhận rác từ các xe ép rác nhỏ, xe tải nhỏ, xe đẩy tay (rác thu gom ở địa bàn xung quanh trạm). Ở các trạm trung chuyển này, rác được các xe xúc đưa lên xe tải ben để chở đến bãi xử lý. Trạm trung chuyển 12B Quang Trung, Gò Vấp. Trạm trung chuyển Vận chuyển số 2 (345/2 Lạc Long Quân, Quận 11) Đối với rác xây dựng Có 3 trạm trung chuyển: Trạm trung chuyển Vận chuyển số 3 (150 Lê Đại Hành, Quận 11) Trạm trung chuyển container (42– 44 Võ Thị Sáu, Quận 1) Trạm trung chuyển 75 Bà Hom Các trạm trung chuyển nêu trên đều được trang bị cân để xác định khối lượng rác thu gom mang đến. Các trạm ép rác kín: Là loại trạm trung chuyển sử dụng phương tiện nạp rác là container kín có thể tích từ 15-25 m3 (hệ thống ép vận hành thuỷ lực). Thùng ép rác kín khi được nạp đầy sẽ được cẩu nâng lên xe có trang bị cơ cấu hooklift. Trong thời gian vừa qua CITENCO đã thí điểm xây dựng 4 trạm ép rác kín để thay thế các bô rác cũ và các điểm hẹn quanh vùng, khắc phục việc mất vệ sinh tại các điểm này và tăng cường hiệu quả của phương tiện vận chuyển. Các trạm đó là: Trạm ép rác kín Phan Văn Trị, Quận Bình Thạnh Trạm ép rác kín Lô A cư xá Thanh Đa, Phường 27, Quận Bình Thạnh Trạm ép rác kín 350B Trần Bình Trọng, Phường 1, Quận 10 Trạm ép rác kín 12 Quang Trung, Quận Gò Vấp 1.3 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN 1.3.1 Ô nhiễm nước thải Nước thải từ một trạm trung chuyển bao gồm: - Nước rỉ từ rác, từ các quá trình vệ sinh, làm sạch thiết bị, sàn nhà… - Nước thải sinh hoạt. Ô nhiễm nước thải tại các trạm trung chuyển hiện là vấn đề nan giải cần tìm ra giải pháp khắc phục và được quan tâm của xã hội. Nước rỉ ép rác tại các trạm trung chuyển có thành phần phức tạp, khả năng gây ô nhiễm cao. Nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ rất cao, có màu vàng đục, mùi chua nồng. Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn khi hiện nay phần lớn nước rác từ các trạm trung chuyển đều được thải trực tiếp vào các hệ thống thoát nước của thành phố mà không hề qua một giai đoạn xử lý nào. Khi nước thải thấm vào các nguồn nước mặt, nước ngầm, làm thiếu hụt oxy gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân, hệ sinh vật thủy sinh và các tác động môi trường khác. Chưa kể trong nước rác chứa các loại vi sinh vật gây bệnh, chất độc hại, kim loại nặng... 1.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn Ô nhiễm CTR cũng là một vấn đề đáng được quan tâm tại các trạm trung chuyển. Các loại CTR phát sinh, gây ô nhiễm môi trường bên ngoài trong quá trình hoạt động tại các trạm trung chuyển gồm có: CTR rơi vãi trong quá trình chuyên chở, thu gom rác từ các hộ gia đình. Nguyên nhân chủ yếu là do các phương tiện thu gom rác từ các hộ gia của thành phố hiện nay còn rất thô sơ. Phương tiện thu gom rác hiện nay chủ yếu là các loại xe đẩy, xe ba gác… CTR do bị cuốn trôi theo nước từ các hoạt động vệ sinh, rửa xe, sàn nhà… dễ gây tắc cống, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho các nguồn tiếp nhận. 1.3.3 Ô nhiễm khí thải Ô nhiễm do hoạt động giao thông và vận chuyển rác Với phương pháp thu gom và vận chuyển rác hiện nay của thành phố còn tồn tại nhiều xe chứa rác hở, rác không được nén chặt dễ bị gió cuốn bay ra khỏi xe trong quá trình trung chuyển hay tập kết dù có trang bị các lưới bọc rác. Mùi hôi của rác phát tán, gây ô nhiễm cho khu vực mà xe chở rác đi qua. Đặc biệt rác thải chứa nhiều vi trùng gây bệnh tạo điều kiện cho các dịch bệnh lây lan. Ngoài ra các phương tiện vận chuyển rác có nhiều loại xe cũ thường vận hành quá tải, tạo ra nhiều khói bụi và tiếng ồn. Ô nhiễm mùi và không khí trong trạm trung chuyển Rác sinh hoạt do chứa nhiều thành phần hữu cơ nên quá trình phân hủy và sinh mùi rất nhanh. Thời gian phân hủy và sinh mùi của rác bắt đầu sau 24 giờ sau khi thải. Trong khi đó, rác từ khi thải bỏ ở các nhà hộ dân đến khi được thu gom và vận chuyển rác đến trạm trung chuyển trung bình khoảng 2 ngày (tính từ thời điểm thải rác). Do đó có mùi phát sinh trong trạm trung chuyển rác. Đây là một quá trình sinh học diễn ra bởi một hỗn hợp các vi sinh vật có trong rác thải như vi khuẩn, nấm… làm chuyển hóa photpho, tinh bột, xenluloza… có trong rác thải. Các phản ứng sinh học xảy ra tạo ra các sản phẩm khí như ammonia, cacbonic, hydro, sulfua lưu huỳnh, metan, mercaptan CH3SH, CH3(CH)2SH… và các sinh khối hữu cơ gây nên mùi hôi thối. Ví dụ, trong điều kiện kị khí (thường xảy ra trong các máy ép rác kín), sulfat có thể bị khử thành sulfit (S2-), sau đó sulfit kết hợp với hydro tạo thành H2S. Quá trình này có thể biểu diễn theo các phương trình sau: 2CH3CHOHCOOH + SO42+ ( 2CH3COOH + S2- + H2O + CO2 Lactat Sulfat Acetat Sulfit 4H2 + SO4 ( S2- + 4H2O S2- + 2H+ ( H2S Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khi bị khử sẽ tạo thành những hợp chất có mùi hôi như methyl mercaptan và aminobutyric acid CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH ( CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH Methionine Methyl mercaptan Aminobutyric Methyl mercaptan có thể bị thủy phân tạo thành methylalcohol và hydro sulfide CH3SH + H2O ( CH3OH + H2S Mùi hôi thối, chua nồng còn sinh ra từ sự lên men các chất hữu cơ có trong nước thải từ các hố thu gom. Ngoài vấn đề mùi hôi thối, các loại sinh vật có cánh như ruồi, muỗi, nhặng và các loài gặm nhấm khác như chuột, gián, rết… có trong rác là nguồn lây lan bệnh truyền nhiễm. 1.3.4 Tiếng ồn Tiếng ồn phát sinh trong quá trình hoạt động của trạm trung chuyển nhìn chung khá cao, phát sinh từ những nguồn sau: Tiềng ồn do các phương tiện giao thông vận chuyển rác. Tiềng ồn do các thiết bị vận hành trong trạm trung chuyển như máy ép, thiết bị nâng cẩu… Tiếng ồn ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân vận hành và dân cư quanh khu vực trạm trung chuyển. 1.4 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC RÁC Nước rác tại các trạm trung chuyển hình thành chủ yếu do quá trình nén ép thể tích khối rác bằng cơ học. Nước ép rác thường có những đặc điểm sau: Có mùi chua nồng và màu vàng đục; Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao; Có nồng độ BOD cao, tỉ số BOD/COD cao (trong khoảng 0,8 – 0,9); Nồng độ nitơ ammonia và nitơ hữu cơ cao; pH nghiêng về tính axit ( pH trong khoảng 4.0 – 5.6); Nồng độ SS, Calci, kim loại nặng (chủ yếu là sắt) hoà tan cao; Vi sinh vật có số lượng lớn. Bảng 1.3: Thành phần, tính chất nước ép thải rác trạm trung chuyển 12B Quang Trung, Gò Vấp STT  Thành phần  Tính chất   1  pH  4.0 – 5.7   2  Độ kiềm, mg CaCO3/l  0 – 3500   3  Độ axit  7000 - 9000   4  COD, mg O2/l  19000 – 40000   5  BOD, mg O2/l  15500 - 32000   6  VFA, meq/l  350 - 400   7  TSS, mg/l  6500 - 14500   8  VSS, mg/l  3000 - 8500   9  N-org, mg/l  1200 - 2400   10  N-NH3, mg/l  110 – 550   11  N-NO3, mg/l  10 – 60   12  Tổng P, mg/l  46 - 100   13  Độ cứng  1800 - 3800   14  Ca2+  700 - 1600   15  Mg2+  1100 - 2200   16  Fetc  200 - 300   (Nguồn: Khoa Môi trường, Trường ĐH Bách Khoa, TP. HCM) Thành phần và tính chất nước ép rác tại các trạm trung chuyển có thể được xem như gần giống với nước rỉ rácnước rác tại các bãi rác mới. Thành phần và tính chất nước rác tại 2 BCL mới của TP. HCM là BCL Gò Cát và BCL Phước Hiệp tại các thời gian khác nhau được trình bày ở bảng 1.4. Bảng 1.4: Thành phần, tính chất nước rác tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp tại các thời gian khác nhau   BCL Gò Cát  BCL Phước Hiệp     Thời gian lấy mẫu   Chỉ tiêu  Đơn vị  1/7/03  1/11/03  1/8/04  1/3/03  1/11/03  1/8/04   pH  -  8,5  8,1  8,1  5,8  7,6  7,5   SS  mg/l  732  692  2.450  -  1.520  240   TDS  mg/l  10.520  4.624  7.396  20.400  12.500  15.800   COD  mg/l  3.700  3.600  4.500  38.000  3.200  5.670   BOD  mg/l  2.600  950  1.920  10.000  900  2.100   TKN  mg/l  1.700  3.200  1.300  1.670  1.200  1.700   NH4-N  mg/l  1.685  2.900  1.250  950  1.350  1.370   PO4-P  mg/l  13  49  24  56  11  7   SO4  mg/l  10  70  65  3.500  30  18   Ca  mg/l  300  400  106  3.600  83  195   Mg  mg/l  153  54  51  1.080  140  120   K  mg/l  698  540  -  -  273  -   Na  mg/l  -  2.000  -  -  200  -   Zn  mg/l  0,07  0,03  0,15  0,51  0,07  0,10   Tổng Fe  mg/l  0,4  4,5  2,8  -  3,2  6,7   Mn  mg/l  0,3  0,3  0,9  11,30  1,20  2,13   Cd  mg/l  <0,01  <0,01  <0,01  <0,01  <0,01  0,01   Ni  mg/l  0,03  0,03  0,02  <0,01  <0,01  <0,01   Cr  mg/l  0,05  0,05  0,07  <0,01  0,11  <0,01   Hg  mg/l  <0,2  <0,2  KPH  <0,2  <0,2  0,05   As  mg/l  0,08  0,08  0,056  0,01  -  KPH   Pb  mg/l  <0,01  <0,01  0,9  0,06  0,05  0,01   (Nguồn: VITTEP, 2004) Nhận xét: Thành phần và tính chất của nước rác biến động rất lớn theo thời gian. Ở giai đoạn đầu, quá trình axit hóa chiếm ưu thế, dẫn đến pH thấp, tính hòa tan cao, kết quả các chỉ số hàm lượng COD, BOD, Ca2+, SO42+, các ion kim loại nặng đều cao. Trong các thời gian sau, khoảng 6 – 12 tháng, khi quá trình metan hóa cân bằng với quá trình axit hóa, các thông số nêu trên đều có xu hướng biến thiên ngược lại: pH và NH4-N tăng, còn COD, BOD Ca2+, SO42+, và các ion kim loại nặng giảm đi rõ rệt. 1.5 KẾT LUẬN Cùng với sự tăng dân số, mức sống của người dân thì lượng rác đô sinh hoạt tăng lên, lượng nước rỉ rác vì thế mà cũng ngày một tăng. Số lượng các trạm trung chuyển rác, các trạm ép rác kín ngày càng tăng nhằm giảm số lượng các điểm tập kết, trung chuyển rác chưa hợp vệ sinh hiện nay ở TP. HCM. Tuy nhiên, tại các trạm trung chuyển rác, vấn đề ô nhiễm do nước ép rác gây ra vẫn chưa được giải quyết triệt để, gây nhiều bức xúc cho người dân, thành phố. Nước ép rác từ các trạm trung chuyển có nồng độ ô nhiễm rất cao, nếu vẫn tiếp tục được thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước của thành phố như hiện nay sẽ dẫn đến các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là các ô nhiễm thứ cấp… Như vậy, xử lý nước ép rác tại các trạm trung chuyển đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường là một vấn đề rất cấp bách. CHƯƠNG HAI TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC Do bản chất phức tạp và cường độ ô nhiễm cao của nước rác, để xử lý đối tượng này nhằm đạt tiêu chuẩn môi trường cần triển khai công nghệ có hiệu quả cao, chi phí vận hành tương đối thấp, không tốn nhiều mặt bằng, hạn chế tối đa các tác động tiêu cực tới sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường. Hiện tại, do chưa có tiêu chuẩn môi trường nước dành riêng cho nước rác nên các công trình xử lý nước rác phải áp dụng tiêu chuẩn dành chung cho các ngành công nghiệp. Hệ thống tiêu chuẩn xử lý nước thải đầu tiên ở Việt Nam TCVN 5945 – 1995 phân biệt ba mức độ giá trị A, B, C, theo thứ tự giảm dần, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý. Bộ tiêu chuẩn TCVN 6980 – 2001 đến TCVN 6987 – 2001 đã xem xét chi tiết đến lưu lượng nước thải, lưu lượng nguồn tiếp nhận và đặc điểm nguồn tiếp nhận (sông, hồ, biển ven bờ…). Hệ thống tiêu chuẩn mới đã có nhiều bổ sung, nhưng vẫn áp dụng một số tiêu chuẩn của TCVN 5945 – 1995, chẳng hạn các tiêu chuẩn về kim loại nặng. Hiện nay nước ta chưa ban hành tiêu chuẩn nước thải cho từng ngành. Nhìn chung, với các công nghệ xử lý nước rác hiện nay ở Việt Nam, nước rác đầu ra tương đối đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn loại B theo TCVN 5945-1995. Do bản chất phức tạp và cường độ ô nhiễm cao của nước rỉ rác, để xử lý đối tượng này nhằm đạt tiêu chuẩn môi trường cần triển khai công nghệ có hiệu quả cao, chi phí vận hành tương đối thấp, không tốn nhiều mặt bằng, hạn chế tối đa các tác động tiêu cực tới sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường. 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC Các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước rác tại trạm trung chuyển gồm có xử lý sinh học, cơ học, hóa học, hóa lý hoặc liên kết các phương pháp này, xử lý cùng với nước thải sinh hoạt phát sinh tại trạm. Do nước rỉ rác từép rác tại trạm trung chuyển có thành phần chất hữu cơ phân hủy sinh học cao, dễ phân hủy sinh học nên các quá trình xử lý sinh học sẽ mang lại hiệu quả cao hơn, đặc biệt là hiệu quả về kinh tế. Quá trình xử lý hóa học, hóa lý thích hợp đối với xử lý bậc cao, khi xử lý sinh học không còn đạt hiệu quả. Ngoài ra, nên sử dụng phương pháp cơ học kết hợp xử lý sinh học và hóa học trong xử lý nước rỉ rác bởi vì quá trình cơ học có chi phí thấp và thích hợp với sự thay đổi thành phần tính chất của nước rỉ rác. Các phương pháp xử lý nước rỉ rác được trình bày ở bảng 2.1. Bảng 2.1: Các phương pháp xử lý nước rỉ rác Phương pháp xử lý  Đặc điểm   I. Phương pháp cơ học   Điều hòa  Điều hòa lưu lượng và nồng độ trên dòng thải và ngoài dòng thải.   Chắn rác  Các loại mảnh vụn, rác được loại bỏ bằng song chắn, lưới chắn rác.   Lắng  Chất lơ lửng và bông cặn được loại bỏ do trọng lực.   Tuyển nổi  Các hạt nhỏ được tụ lại và đưa lên khỏi mặt nước nhờ các bọt khí và loại khỏi mặt nước nhờ cánh gạt. Khuấy trộn, sục các bọt khí nhỏ được sử dụng.   Khử khí  Nước và không khí tiếp xúc với nhau trong các dòng xoáy trộn trong tháp khử khí. Amoniac, VOC và một số khí khác được loại bỏ khỏi nước rỉ rác.   Lọc  SS và độ đục được loại bỏ.   Quá trình màng  Đây là quá trình khử khoáng. Các chất rắn hòa tan được loại bỏ bằng phân tách màng. Quá trình siêu lọc (Ultrafiltrtion), thẩm thấu ngược (RO) và điện thẩm tách (Electrodialysis) hay được sử dụng.   Bay hơi  Bay hơi nước rỉ rác. Phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gió, độ ẩm và mưa.   Bảng 2.1: (tiếp theo) Phương pháp xử lý  Đặc điểm   II. Phương pháp hóa học và hóa lý   Keo tụ, tạo bông  Hệ keo bị mất ổn định do sự phân tán nhanh của hóa chất keo tụ. Chất hữu cơ, SS, photphat, một số kim loại và độ đục bị loại bỏ khỏi nước. Các loại muối nhôm, sắt và polymer hay được sử dụng làm hóa chất keo tụ.   Kết tủa  Giảm độ hòa tan bằng các phản ứng hóa học. Độ cứng, photphat và nhiều kim loại nặng được loại ra khỏi nước rỉ rác.   Oxy hóa  Các chất oxy hóa như ozon, H2O2, clo, kali permanganate… được sử dụng để oxy hóa các chất hữu cơ, H2S, sắt và một số kim loại khác. Amoniac và cianua chỉ bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh.   Phản ứng khử  Kim loại được khử thành các dạng kết tủa và chuyển thành dạng ít độc hơn (ví dụ: Crom). Các chất oxy hóa cũng bị khử (quá trình loại do clo dư trong nước). Các hóa chất khử hay sử dụng: SO2, NaHSO3, FeSO4.   Trao đổi ion  Dùng để khử các ion vô cơ có trong nước rỉ rác.   Hấp thụ bằng cacbon hoạt tính.  Dùng để khử COD, BOD còn lại, các chất độc và các chất hữu cơ khó phân hủy. Một số kim loại cũng được hấp thụ. Cacbon thường được sử dụng dưới dạng bột và dạng hạt.   Bảng 2.1: (tiếp theo) Phương pháp xử lý  Đặc điểm   III. Phương pháp sinh học   Hiếu khí  Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn khi có O2. Bùn được tuần hoàn. Sản phẩm cuối cùng là CO2.   1.Sinh trưởng lơ lửng  Nước thải được hòa trộn với bùn hoạt tính lơ lửng trong bể hiếu khí.   - Bùn hoạt tính  Trong quá trình hoạt tính chất hữu cơ và vi sinh được sục khí. Bùn hoạt tính lắng xuống và được tuần hoàn về bể phản ứng. Các quá trình bùn hoạt tính bao gồm: dòng chảy đều, khuấy trộn hoàn chỉnh, nạp nước vào bể theo cấp, làm thoáng kéo dài, quá trình ổn định tiếp xúc…   - Nitrat hóa  Amoniac được oxy hóa thành nitrat. Quá trình khử BOD có thể thực hiện trong cùng một bể hay trong bể riêng biệt.   - Hồ sục khí  Thời gian lưu nước trong hồ có thể vài ngày. Khí được sục để tăng cường quá trình oxy hóa chất hữu cơ.   - SBR  Các quá trình tương tự bùn hoạt tính. Tuy nhiên, việc ổn định chất hữu cơ lắng và tách nước sạch sau xử lý chỉ xảy ra trong một bể.   Bảng 2.1: (tiếp theo) Phương pháp xử lý  Đặc điểm   2.Sinh trưởng dính bám  Vi sinh vật sinh trưởng dính bám trên các bề mặt vật liệu đệm.   - Bể lọc sinh học (Tricling Filter)  Nước được đưa vào bể có các vật liệu tiếp xúc…Bể lọc sinh học gồm có các loại: tải trọng thấp, tải trọng cao, lọc hai bậc…Các vi sinh vật sống và phát triển trên bể mặt vật liệu tiếp xúc, hấp thụ và oxy hóa các chất hữu cơ. Cung cấp không khí và tuần hoàn nước là rất cần thiết trong quá trình hoạt động.   -Bể tiếp xúc sinh học quay (RBC)  Gồm các đĩa tròn bằng vật liệu tổng hợp đặt sát gần nhau. Các đĩa quay này một phần ngập trong nước.   Kị khí  Vi sinh vật sinh trưởng trong điều kiện không có O2. Các chất hữu cơ được hòa tan và ổn định. Sản phẩm cuối cùng là khí CO2, CH4 và các hợp chất hữu cơ khác.   1. Sinh trưởng lơ lửng  Nước thải được trộn với sinh khối vi sinh vật. Nước thải trong bể phản ứng thường được khuấy trộn và đưa đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh học kị khí xảy ra.   - Quá trình kị khí cổ điển (conventional)  Chất thải nồng độ cao hoặc bùn được ổn định trong bể phản ứng.   - Quá trình tiếp xúc  Chất thải được phân hủy trong bể kị khí khuấy trộn hoàn chỉnh. Bùn được lắng tại bể lắng và tuần hoàn trở lại bể phản ứng   Bảng 2.1: (tiếp theo) Phương pháp xử lý  Đặc điểm   - UASB  Nước thải được đưa vào bể từ đáy. Bùn trong bể dưới lực nặng của nước và khí biogas từ quá trình phân hủy sinh học tạo thành lớp bùn lơ lửng, xáo trộn liên tục. Vi sinh vật kị khí có điểu kiện rất tốt để hấp thụ và chuyển đổi chất hữu cơ thành khí metan và cacbonic. Bùn được tách và tự tuần hoàn lại bể UASB bằng cách sử dụng thiết bị tách rắn - lỏng – khí.   - Khử nitrat  Nitrit và nitrat bị khử thành khí nitơ trong môi trường thiếu khí. Cần phải có một số chất hữu cơ làm nguồn cung cấp cacbon như metanol, acit acetic, đường…   - Hệ thống kết hợp các quá trình kị khí, thiếu khí và hiếu khí  Photpho và nitơ được loại bỏ trong hệ thống này. Nitơ được loại trong quá trình thiếu khí. Photpho được giải phóng nhờ các quá trình kị khí và thiếu khí. Việc sử dụng photpho, ổn định chất hữu cơ và nitrat hóa ammoniac được thực hiện trong bể phản ứng hiếu khí.   2.Sinh trưởng dính bám  Lớp màng vi sinh phát triển trên bề mặt vật liệu đệm. Cơ chất được tiêu thụ trong lớp màng.   - Bể lọc khí  Nước thải được đưa từ phía trên xuống qua các vật liệu tiếp xúc trong môi trường kị khí. Có thể xử lý nước thải có nồng độ trung bình với thời gian lưu nước ngắn.   - EBR và FBR  Bể gồm các vật liệu tiếp xúc như các, than, sỏi. Nước và dòng tuần hoàn được bơm từ đáy bể đi lên sao cho duy trì vật liệu tiếp xúc ở trạng thái trương nở hoặc giả lỏng. Thích hợp với khi xử lý nước thải có nồng độ cao vì nồng độ sinh khối được duy trì trong bể khá lớn. Tuy nhiên, thời gian satart-up tương đối lâu.   (còn tiếp)Bảng 2.1: (tiếp theo) Phương pháp xử lý  Đặc điểm   - Đĩa sinh học quay  Các đĩa tròn được gắn vào trục trung tâm và quay trong khi chìm hoàn toàn trong nước. Màng vi sinh vật phát triển trong điều kiện kị khí và ổn định chất hữu cơ.   - Khử nitrat  Quá trình sinh trưởng dính bám trong môi trường kị khí và có mặt của nguồn cung cấp cacbon, khử nitrit và nitrat thành khí nitơ.   3. Sinh trường lơ lửng và dính bám kết hợp.  Kết hợp quá trình sinh trưởng lơ lửng và dính bám để ổn định chất hữu cơ.   Hồ xử lý hiếu khí-kị khí  Hồ xử lý dạng này thường là những hồ tự nhiên hoặc nhân tạo và được lắp đặt lớp lót chống thấm. Quá trình sinh học xảy ra trong hồ có thể là kị khí, tùy tiện hoặc hiếu khí.   Xử lý đất (land treatment)  Tận dụng thực vật, đặc tính của đất và các hiện tượng tự nhiên khác để xử lý nước rỉ rác bằng việc kết hợp các quá trình lý – hóa – sinh cùng xảy ra.   Tuần hoàn nước  Nước rỉ rácNước rác có nồng độ cao được tuần hoàn về bãi rác.   Các phương pháp xử lý được trình bày trong bảng 2.1 đều có thể áp dụng để xử lý các loại nước rỉ rác.Việc lựa chọn công nghệ xử lý cho nước ép rác tại các trạm trung chuyển căn cứ rất nhiều vào đặc tính của nước rác, vào các điều kiện vị trí địa lý và thời gian hữu ích của công trình. Diện tích cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cũng có vai trò nhất định trong việc quyết định lựa chọn công nghệ xử lý. Diện tích xây dựng tại các trạm trung chuyển thường bị hạn chế nên các phương pháp xử lý sinh học tự nhiên như hồ sinh học, xử lý bằng đất… không thể áp dụng được. Các công trình được sử dụng để xử lý nước ép rác tại trạm trung chuyển thường là các công trình nhân tạo, với khối tích không lớn. Đặc tính của nước rác thường đặc trưng bởi các chỉ tiêu như pH, COD, BOD5, TDS, SO42-, kim loại nặng, Ca2+ và một số chỉ tiêu khác. Chú ý rằng nước rỉ rác có hàm lượng chất rắn hòa tan lớn và kim loại nặng nên có thể ức chế quá trình xử lý sinh học. Đồng thời, xử lý sinh học chỉ loại được một phần nhỏ các chất rắn hòa tan. Khi nước rác có COD cao thì có thể dùng phương pháp xử lý sinh học kị khí bởi vì xử lý hiếu khí rất tốn kém. Sulfat, với nồng độ cao có thể làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý kị khí, mùi hình thành do sulfat do bị khử thành sulfit cũng có thể hạn chế việc sử dụng công trình kị khí khi xử lý nước rác. Độc tính của kim loại nặng cũng là một vấn đề cần quan tâm trong việc ứng dụng các quá trình sinh học. Canxi gây ra các hiện tượng kết tủa, đóng cáu cặn là giảm hoạt tính của bùn, hoạt tính trong các công trình xử lý sinh học, làm tắc nghẽn đường ống dẫn nước, từ đó làm giảm đáng kể đến hiệu quả xử lý.