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

63 trang thiennha21 13/04/2022 7320

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại khu Liên hiệp xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, Huyện Sóc Sơn,Thành phố Hà Nội", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_danh_gia_hien_trang_moi_truong_nuoc_khu_vuc_bai_ch.pdf

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN KHOA “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC RỈ RÁC KHU VỰC BÃI CHÔN RÁC THẢI NAM SƠN TẠI KHU LIÊN HIỆP XỬ LÝ RÁC THẢI NAM SƠN NĂM 2018, HUYỆN SÓC SƠN ,THÀNH PHỐ HÀ NỘI”. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi rường Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên, 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN KHOA “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC RỈ RÁC KHU VỰC BÃI CHÔN RÁC THẢI NAM SƠN TẠI KHU LIÊN HIỆP XỬ LÝ RÁC THẢI NAM SƠN NĂM 2018, HUYỆN SÓC SƠN,THÀNH PHỐ HÀ NỘI” Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K47 - KHMT Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Giáo Viên Hướng Dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, 2019
i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ quý báu của quý thầy giáo, cô giáo nhà trường, cùng bạn bè xung quanh. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Thị Phả, người đã giành nhiều thời gian chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong quá trình tôi thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Môi trường, cùng các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, những người đã truyền đạt tri thức và phương pháp học tập, tìm hiểu và nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian tôi học tập tại nơi đây. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện kỹ thuật và công nghệ Môi trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất trong quá trình tôi thực tập và cung cấp số liệu cho đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn động viên, tạo điều kiện và góp ý để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh được những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo để đề tài của tôi được hoàn thiện tốt hơn nữa. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 1 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Văn Khoa
ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Atomic Absorbtion Spectrometric - Quang phổ hấp thụ nguyên tử BCL Bãi chôn lấp BOD Biological Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài Nguyên và Môi trường COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học NRR Nước rỉ rác NT Nước thải của bãi chôn lấp NXB Nhà xuất bản QCVN Quy chuẩn Việt Nam SBR Sequencing Batch Reactor - Bể phản ứng theo mẻ SS Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng SMEW Standard Methods for the Examination of Water and W Westewater - Các phương pháp chuẩn phân tích nước và nước thải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TT Trước thải của bãi chôn lấp TDS Total Dissolved Solids - Tổng chất rắn hòa tan UASB Upflow Anaerobic Sludge Balanket - Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí
iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài 4 2.2. Tổng quan về nước rỉ rác 6 2.2.1. Đặc trưng của nước rỉ rác 6 2.2.2. Ảnh hưởng của nước rỉ rác 9 2.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước rỉ rác 10 2.3.1. Phương pháp cơ học (phương pháp vật lý) 10 2.3.2. Phương pháp hóa lý 11 2.3.3. Phương pháp hóa học 12 2.3.4. Phương pháp sinh học 14 2.3.5. Phương pháp xử lý cặn 16 2.3.6. Phương pháp khử trùng 16 2.4. Một số văn bản liên quan đến tài nguyên nước 17 2.5. Tình hình xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước 18 2.5.1. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài 18 2.5.2. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở trong nước 22
iv PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 24 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 24 3.2. Nội dung nghiên cứu 24 3.3. Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu 24 3.3.2. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường 25 3.3.3. Phương pháp tổng hợp so sánh 27 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 4.1. Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của BCL Nam Sơn 28 4.1.1. Sơ lược về bãi chôn lấp 28 4.1.2. Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác 30 4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác 37 4.2.1. Số liệu thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác. 37 4.2.2. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn 42 4.2.3. Đánh giá chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 25:2009/ BTNMT 43 4.2.4. Hiệu quả xử lý 47 4.3. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rác từ BCL 48 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1. Kết luận 52 5.2. Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1.Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi 7 Bảng 3.1: Phương pháp phân tích mẫu 27 Bảng 4.1. Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn 32 Bảng 4.2. Số liệu về thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác 38 Bảng 4.3. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn 42 Bảng 4.4 . Hiệu quả xử lý nước rỉ rác BCL rác thải Nam Sơn 47
vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Quan hệ giữa sự tang trưởng sinh khối và sự khử cơ chất 15 Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1 19 Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 20 Hình 4.1. Địa điểm xây dựng bãi rác Nam Sơn 28 Hình 4.2. Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm 30 Hình 4.3. Biểu đồ khối lượng NRR được xử lý tại BCL Nam Sơn từ năm 2006-2016 34 Hình 4.4. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2017 tại BCLNam Sơn 34 Hình 4.5. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2018 tại BCL Nam Sơn 35 Hình 4.6. Toàn cảnh nhà máy nhìn từ trên cao 36 Hình 4.7: Biểu đồ diễn biến pH đầu vào 39 Hình 4.8: Biểu đồ diễn biến COD đầu vào 40 Hình 4.9: Biểu đồ diễn biến BOD5 đầu vào 40 Hình 4.10: Biểu đồ diễn biến Nitơ đầu vào 41 Hình 4.11: Biểu đồ diễn biến Amoni đầu vào 42 Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện COD sau xử lý 43 Hình 4.13. Diễn biến nồng độ BOD5 sau xử lý 44 Hình 4.14. Diễn biến nồng độ NH4+ trong nước rỉ rác sau xử lý 45 Hình 4.15. Diễn biến nồng độ Nitơ tổng sau xử 46
1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở lên trầm trọng và phổ biến dẫn tới suy thoái môi trường đất, nước, không khí, đặc biệt là tại các đô thị lớn lượng chất thải rắn và nước thải ngày càng gia tăng. Mặc dù số lượng các nhà máy đã xây dựng trạm xử lý chất thải tăng lên trong những năm gần đây nhưng hiện trạng ô nhiễm vẫn chưa được cải thiện. Nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn hiện nay là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng xung quanh khu vực bãi chôn lấp. Nhìn chung, nước rỉ rác chứa các chất hữu cơ hoà tan và các ion vô cơ với hàm lượng cao, khó xử lý. Nếu nước rỉ rác phát thải trực tiếp vào môi trường mà không được kiểm soát chắc chắn sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tính chất nước rỉ rác thay đổi không những do nó được tạo thành bởi rất nhiều loại chất thải khác nhau mà còn thay đổi theo tuổi bãi rác và theo mùa trong năm. Hiện tại chúng ta vẫn xử lý rác thải bằng phương pháp chôn lấp và chưa áp dụng phân loại rác thải nguồn nên thành phần của nước rỉ rác rất phức tạp. Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước rỉ rác có thể biến động rất lớn, tùy thuộc vào tuổi bãi chôn lấp, thời gian lấy mẫu - mùa mưa hay mùa khô. Vì vậy, việc khảo sát các đặc trưng của nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp có thể cung cấp những thông tin quan trọng làm cơ sở để chọn lựa công nghệ xử lý phù hợp Tuy nhiên, kéo theo đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, không đạt tiêu chuẩn gây ra nhiều bất cập làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh và cuộc sống con người.
2 Đặc biệt, hầu hết nước rỉ rác tại bãi chôn lấp đều phát thải trực tiếp vào môi trường, khuếch tán mầm bệnh gây tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người, việc ô nhiễm môi trường từ nước rỉ rác của các bãi chôn lấp tập trung trở thành vấn đề nóng hàng chục năm nay. Nước rỉ rác được tạo ra trong giai đoạn axit của bãi chôn lấp ổn định. Trong giai đoạn này pH của nước rỉ rác tạo ra giảm do đó huy động nhiều kim loại nặng. Thành phần của nước rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính của chất thải, thiết kế và vận hành bãi rác, các đặc tính và thành phần cụ thể của các chất thải được chôn lấp. Tại nhiều quốc gia đang phát triển việc quản lý kém các bãi rác là mối nguy cơ chính đối với ô nhiễm nước ngầm cũng như nước mặt. Do lắp đặt không đúng các hệ thống lớp lót và thu gom nước rỉ rác, nước rỉ rác lan truyền vào nước ngầm hoặc các nguồn nước mặt gần đó, làm suy thoái chất lượng nước. Để kiểm soát nguy cơ ô nhiễm của nước rỉ rác hầu như tất cả các nước đã ban hành các quy định, nhưng các biện pháp khắc phục được đề xuất theo thời hạn là rất khó thực hiện và không hiệu quả về chi phí. Do đó, để ngăn chặn sự lãng phí năng lượng và tiền bạc việc xác định các khu vực dễ bị ảnh hưởng bởi bãi chôn lấp là cần thiết và phải được tiến hành ngay. Các nhà khoa học và các nhà quản lý môi trường đã quan tâm đến việc xử lý nước rỉ rác. Đã có một số công nghệ xử lý nước rỉ rác được áp dụng như: hệ thống mương xử lý nước rỉ rác (kết hợp nước rỉ rác với nước thải sinh hoạt, quay vòng tuần hoàn nước rỉ rác và hồ xử lý), công nghệ sinh học (xử lý hiếu kí, kị khí) và xử lý bằng các quá trình vật lý, hoá học (oxi hoá, kết tủa, + hấp phụ, công nghệ màng và loại bỏ NH4 ). Nhìn chung, nước rỉ rác thường được xử lý bằng phương pháp sinh học để loại bỏ các chất hữu cơ. Công nghệ sinh học được sử dụng để xử lý nước thải thường có hiệu quả cao. Tuy nhiên, một hệ thống xử lý sinh học riêng lẻ thường không có hiệu quả cao trong xử lý nước rỉ rác vì nó có thành phần phức tạp và chứa các chất ô nhiễm khó
3 phân huỷ sinh học xuất phát từ vấn đề trên và được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa cũng như giáo viên hướng dấn TS. Trần Thị Phả, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài. “Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại khu Liên hiệp xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, Huyện Sóc Sơn,Thành phố Hà Nội”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại địa điểm nghiên cứu cụ thể: BCL rác thải Nam Sơn. - Đánh giá thực tế về tính chất của nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp và hiện trạng hoạt động của các trạm xử lý nước rác hiện có trên khu vực bãi chôn lấp rác thải tại Nam Sơn- Hà Nội. - Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho các trạm xử lý nước rỉ rác. 1.3. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Là nguồn dữ liệu phục vụ cho các nghiên cứu sau này. - Vận dụng được những kiến thức về môi trường nước, cải tạo phục hồi môi trường đã học và được áp dụng vào trong thực tế. Ý nghĩa trong thực tiễn: - Tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo khu liên hiệp trước hoạt động sản xuất đến môi trường. Từ đó có hoạt động tích cực trong việc xử lý nước thải. - Cảnh báo nguy cơ gây ô nhiễm suy thoái môi trường nước do nước thải gây ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người dân khu vực quanh khu liên hiệp.
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài - Khái niệm về môi trường "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên" (Theo Ðiều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại: - Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người. Ðó là ánh sáng mặt trời, núi sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước Môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cấy, chăn nuôi, cung cấp cho con người các loại tài nguyên khoáng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, làm cho cuộc sống con người thêm phong phú. - Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người. Ðó là những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định ở các cấp khác nhau như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội các nước, quốc gia, tỉnh, huyện, cơ quan, làng xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, các tổ chức tôn giáo, tổ chức đoàn thể, Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác. - Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong
5 cuộc sống, như ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất, nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà chỉ bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con người. Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với thầy giáo, bạn bè, nội quy của trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm, vườn trường, tổ chức xã hội như Ðoàn, Ðội với các điều lệ hay gia đình, họ tộc, làng xóm với những quy định không thành văn, chỉ truyền miệng nhưng vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính các cấp với luật pháp, nghị định, thông tư, quy định. Tóm lại, môi trường là tất cả những gì có xung quanh ta, cho ta cơ sở để sống và phát triển. Môi trường có các chức năng cơ bản sau: - Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật. - Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người. - Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình. - Môi trường là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất. - Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người. Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của
6 các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước mới. Việc khai thác quá mức không gian và các dạng tài nguyên thiên nhiên có thể làm cho chất lượng không gian sống mất đi khả năng tự phục hồi. 2.2. Tổng quan về nước rỉ rác 2.2.1. Đặc trưng của nước rỉ rác * Nguồn gốc phát sinh nước rỉ rác Nước rò rỉ từ bãi rác là nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp (BCL). Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước. Độ giữ nước của chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không phát sinh ra dòng thấm hướng xuống, dưới tác dụng của trọng lực. Trong giai đoạn hoạt động của BCL, nước rỉ rác hình thành chủ yếu do nước mưa và nước “ép” ra từ các lỗ rỗng của chất thải do các thiết bị dầm nén. Sự phân hủy chất hữu cơ trong rác cũng phát sinh nước rò rỉ nhưng với lượng rất nhỏ. (Nguyễn Thị Thục Quyên, 2007). Điều kiện khí hậu thuỷ văn, địa hình, địa chất của bãi rác, nhất là khí hậu, lượng mưa ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh ra. Tốc độ phát sinh nước rỉ rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khác nhau của bãi rác. Trong suốt những năm đầu tiên, phần lớn lượng nước mưa thâm nhập vào được hấp thụ và tích trữ trong các khe hở và lỗ rỗng của chất thải chôn lấp * Thành phần và của nước rỉ rác tính chất Thành phần nước rỉ rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi BCL, loại rác, khí hậu. Mặc khác, độ dày, độ nén và nguyên liệu phủ trên cùng cũng tác động lên thành phần nước rác. Thành phần nước rỉ rác được phân loại theo tính chất bãi chôn lấp đang hoạt động và bãi chôn lấp đã ngưng hoạt động. Bảng 1.1 biểu diễn sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rác theo thời gian, từ ngày bãi ngưng hoạt động.
7 Bảng 2.1. Sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi Giá trị Thành phần Đơn vị 1 năm 5 năm 16 năm Ph 5.2-6.4 6.3 - COD mg/l 10000-40000 3000 400 BOD5 mg/l 7500-28000 4000 80 TDS mgNaCl/l 10000-14000 6790 1200 TSS mg/l 100-700 - - Độ kiềm mgCaCO3/l 800-4000 5810 2250 Độ cứng mg/l 3500-5000 2200 540 P-tổng mg/l 25-35 12 8 N-NH3 mg/l 56-482 - - N-NO3 mg/l 0.2-0.8 0.5 1.6 Cl- mg/l 600-800 5330 70 2- SO4 mg/l 400-650 2 2 Ca2+ mg/l 900-1700 308 109 Na+ mg/l 450-500 810 34 K+ mg/l 295-310 610 39 Fe-tổng mg/l 210-325 6.3 0.6 Mg2+ mg/l 160-250 450 90 Mn-tổng mg/l 75-125 0.06 0.06 Cu2+ mg/l - <0.5 <0.5 Zn2+ mg/l 10-30 0.4 0.1 (Nguồn : Chian DeWalle, 1996-1997) Sự thay đổi về thành phần và tính chất nước rò rỉ theo thời gian sẽ dẫn đến sự khác nhau trong việc lựa chọn công nghệ và thông số thiết kế. Kết quả khảo sát các trạm xử lý nước rò rỉ cho thấy hầu hết các trạm có hiệu quả xử lý
8 thấp hoặc ban đầu cao, sau đó thấp dần là do công tác khảo sát sự thay đổi thành phần nước rỉ rác không được thực hiện một cách kỹ càng. Hàm lượng chất hữu cơ nước rỉ rác của bãi rác mới chưa phủ đầy (khoảng 08 tháng tuổi) có thể lên đến 716000 mg/l. Hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ giảm dần theo tuổi bãi rác. Tương tự, tỷ số BOD:COD cũng giảm dần theo thời gian. Mức độ giảm này cho thấy chất hữu cơ dễ oxy hoá sinh hoá giảm nhanh, trong khi đó hàm lượng chất không phân huỷ sinh học gia tăng theo tuổi bãi rác. Đặc tính chung của tất cả các loại nước rác: + Thành phần các chất ô nhiễm hữu cơ: đặc trưng ở tải lượng ô nhiễm theo COD và BOD5 rất cao. Trong thành phần chất ô nhiễm hữu cơ, bao giờ cũng chứa thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học và phần chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những bãi rác thời gian chôn lấp không lâu dưới 2 năm, nước rỉ rác có trị số COD rất cao (3000- 40.000mg/l), đồng thời tỷ số BOD5/COD lớn hơn 0,6 tức là trong nước rác chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Ngược lại ở các bãi chôn lấp có thời gian lâu (> 10 năm) nước rác có trị số COD tương đối thấp (100 -500mg/l), đồng thời tỷ số BOD/COD cũng thấp (< 0,3), tức là trong nước rác chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). + Thành phần các chất ô nhiễm vô cơ: chủ yếu là amoniac (NH3) nằm + dưới dạng ion amoni (NH4 ) trong nước rỉ rác, thành phần này được tạo ra do sự phân hủy (thủy phân và lên men) thành phần protein xác động thực vật trong rác thải. Đặc tính quan trọng của thành phần amoniac trong nước thải là chúng có hàm lượng rất cao, đến trên 2000mg/l và lại rất bền vững, không bị biến đổi theo thời gian, thành phần vô cơ khó xử lý nhất trong nước rỉ rác. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). + Thành phần các chất độc hại: vi trùng, vi khuẩn, mầm bệnh, virus các loại và một số kim loại nặng.
9 Trong một bãi chôn lấp rác trẻ hay già, quá trình phân hủy sinh học đều xảy ra trong điều kiện yếm khí qua 3 giai đoạn kế tiếp nhau trong toàn bộ khối rác bị chôn lấp: giai đoạn tạo axit (pha axit), giai đoạn metan (pha metan) và giai đoạn trung gian (pha chuyển tiếp từ pha axit sang pha metan). Tùy theo thời gian chôn lấp rác mà ưu thế của từng giai đoạn sẽ thay đổi. Thời gian chôn lấp càng lâu, tuổi bãi rác càng già, pha metan sẽ chiếm ưu thế. Ngược lại, tuổi bãi rác chôn lấp càng trẻ, pha axit chiếm phần chủ yếu. (Lê Trang Mỹ Dung, 2007). Có thể căn cứ vào tỷ số BOD/COD trong các giới hạn để phân biệt các giai đoạn xảy ra trong bãi chôn lấp rác: - Pha axit: BOD/COD ≥ 0,4 - Pha chuyển tiếp: 0,4 > BOD/COD >0,2 - Pha metan: BOD/COD ≤0,2 2.2.2. Ảnh hưởng của nước rỉ rác Nước rỉ rác chứa rất nhiều chất độc hại như khí nitơ, nồng độ mmoniac, kim loại nặng, vi khuẩn gây bệnh đường ruột, BOD . . . Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật thường được xác định qua nhu cầu oxy sinh hóa BOD. Nồng độ BOD tỷ lệ với hàm lượng ô nhiễm hữu cơ, đồng thời cũng được sử dụng để đánh giá tải lượng và hiệu quả sinh học của một hệ thống nước thải. Ô nhiễm hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Sự cạn kiệt oxy hòa tan sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh. Chất lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan do làm tăng độ đục nguồn nước và gây bồi lắng nguồn nước tiếp nhận. Đối với tầng nước ngầm, quá trình ngấm của nước rò rỉ từ các bãi rác
10 có khả năng làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước ngầm như: NH4, NO3, PO4, đặc biệt là NO2, có độc tính cao đối với con người và động vật sử dụng nguồn nước đó. (Huỳnh Thị Mỹ Phi, 2005). Ảnh hưởng của nước rò rỉ từ bãi rác đến môi trường đất đặc biệt nghiêm trọng, mang tính chất lâu dài và rất khó khắc phục nếu nó được thấm theo mạch ngang. Nếu ngâm nước rỉ rác lâu và các tầng chứa nước của bãi rác thi công không tốt, chắc chắn sẽ ngấm vào đất, lan rộng ra các khu vực, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái và con người. Đa số tại các khu xử lý rác hiện nay, rác vẫn chủ yếu chôn lấp theo dạng truyền thống, chỉ một lượng nhỏ nước rỉ rác được xử lý, còn nhiều hạng mục quan trọng chưa hoàn thiện, làm mất vệ sinh, gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước. Hiện nay tỷ lệ người dân, nhất là trẻ em dưới 10 tuổi mắc bệnh đường hô hấp có xu hướng tăng. Các chuyên gia về môi trường cảnh báo, nếu bãi rác này hoạt động hết công suất và nhà đầu tư không khẩn trương có biện pháp xử lý triệt để thì khó tránh khỏi ô nhiễm mùi hôi, ô nhiễm nguồn nước từ các bãi rác này. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do nước rỉ rác tồn đọng nay chưa được xử lý là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước ở các khu vực lân cận bãi chôn lấp. 2.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước rỉ rác 2.3.1. Phương pháp cơ học (phương pháp vật lý) Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý nước rỉ hay còn gọi là quá trình xử lý sơ bộ hay là quá trình tiền xử lý, quá trình này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan có trong nước bao gồm các tạp chất vô cơ và hữu cơ có trong nước. Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như
11 lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất hóa lý và nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. Nó là một bước đệm nhằm đảm bảo tính an toàn cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý tiếp theo của hệ thống xử lý nước rỉ. (Lâm Minh Triết, 2004). 2.3.2. Phương pháp hóa lý Cơ sở của phương pháp hóa lý là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và các hóa chất thêm vào. Các phương pháp hóa lý thường được sử dụng là ôxy hóa và trung hoà. Đi đôi với các phương pháp này còn kèm theo các quá trình kết tủa và nhiều hiện tượng khác. Nói chung bản chất của quá trình xử lý nước rỉ bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bỏ các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước rỉ. Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm: * Bể keo tụ, tạo bông Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lững và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (0,1- 10µm). Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khung hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. * Bể tuyển nổi Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan, khó lắng. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng
12 được áp dụng trong quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện. Các chất lơ lững như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3mm. (Lâm Minh Triết, 2004) * Trích ly Trích ly là phương pháp tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng dung môi nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hòa tan chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước. Ngoài ra còn có các phương pháp khác như: Chưng bay hơi là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay lên theo hơi nước. Trao đổi ion là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit) các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion. Phương pháp trao đổi ion cho phép thu được những chất quí trong nước thải và cho hiệu suất xử lý khá cao. Tinh thể hóa là phương pháp loại bỏ các chất bẩn khỏi nước ở trạng thái tinh thể. Ngoài các phương pháp hóa lý kể trên, để xử lý - khử các chất bẩn trong nước rỉ rác người ta còn dùng các phương pháp như: khử phóng xạ, khử khí, khử mùi, khử muối trong nước. 2.3.3. Phương pháp hóa học Phương pháp này thường được dùng để thu hồi các chất quí hoặc để khử các chất độc hoặc các chất ảnh hưởng xấu đối với giai đoạn xử lý sinh hóa sau này .
13 Cơ sở của các phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình lý hóa diễn ra giữa chất bẩn với hóa chất cho vào trong nước. Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hóa - khử, các phản ứng tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng phân hủy chất độc hại. Các phương pháp hóa học là oxy hóa, trung hòa và keo tụ (hay còn gọi là keo tụ tạo bông). Thông thường đi đôi với trung hòa có kèm theo quá trình keo tụ và nhiều hiện tượng vật lý khác. (Trần Mạnh Trí, 2007) * Phương pháp ozone hóa Đó là phương pháp xử lý có chứa các chất bẩn hữu cơ dạng hòa tan và keo bằng ozon. Đặc tính của ozon là có khả năng oxy hóa rất cao, dể dàng nhường oxy nguyên tử hoạt tính cho các tạp chất hữu cơ. So với phương pháp sinh học, kỹ thuật oxy hóa khử cũng được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong nhiều trường hợp. (Trần Mạnh Trí, 2007) * Phương pháp Fenton - Theo số liệu thống kê của một nước trên thế giới, so với các phương pháp oxy hóa bậc cao khác (UV/ H2O2, O3/UV, UV/xúc tác ) thì phương pháp oxy hóa Fenton có chi phí xử lý thấp hơn cả. Đồng thời, nước rác có màu đen nên việc sử dụng hệ oxy hóa UV cũng không hiệu quả vì cản trở các tia UV. H2O2 được chọn làm tác chất oxy hóa trong công nghệ đang nghiên cứu bởi nó có nhiều ưu điểm như: là chất oxy hóa mạnh, hiệu quả, dễ tìm, dễ sử dụng, linh hoạt, sản phẩm phản ứng không độc hại. 2 H2O2 -> 2H2O + O2 (2.11) Quá trình oxy hóa bằng phản ứng Fenton đòi hỏi điều chỉnh pH nước thải khoảng 3-5, thêm xúc tác sắt (dạng dung dịch FeSO4), thêm từ từ H2O2 . Nếu pH quá cao, sắt kết tủa hydroxit (Fe(OH)3) và nó sẽ phân hủy H2O2 thành oxy. (Trần Mạnh Trí, 2007)
14 * Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Fenton: - Ảnh hưởng của nồng độ sắt: Liều lượng sắt cũng có thể diễn tả dưới dạng liều lượng H2O2 . Khoảng điển hình là 1 phần Fe trên 1-10 phần H2O2. - Ảnh hưởng của dạng sắt: Đối với hầu hết các ứng dụng, muối Fe2+ hay Fe3+ đều có thể dùng xúc tác phản ứng. các nghiên cứu cho thấy sắt II được ưa chuộng hơn. Mặt khác, muối sắt chloride hay sulfat đều có thể được sử dụng. - Ảnh hưởng của nồng độ H2O2: Khi liều lượng H2O2 bắt đầu tăng dần, sự khử COD có thể xảy ra với ít hoặc không có sự thay đổi độc tính cho đến khi đạt một ngưỡng mà trên ngưỡng đó, việc thêm H2O2 sẽ làm giảm nhanh chóng độc tính nước thải. - Ảnh hưởng của nhiệt độ: Tốc độ phản ứng Fenton tăng cùng với sự gia tăng nhiệt độ, nhất là khi nhiệt độ nhỏ hơn 200C. - Ảnh hưởng của pH: pH tối ưu của phản ứng Fenton trong khoảng 3-6 (4-4,5:tốt). - Ảnh hưởng của thời gian phản ứng: Đối với sự oxy hóa phenol đơn giản (<250 mg/l), thời gian phản ứng điển hình là 30-60 phút. Đối với các dòng thải phức tạp hoặc đậm đặc hơn, phản ứng có thể mất vài giờ. * Phương pháp điện hóa học Thực chất của phương pháp này là phá hủy các tạp chất độc hại trong nước rỉ rác hoặc trong dung dịch bằng oxy điện hóa trên điện cực anôt; hoặc cũng có thể phục hồi các chất quí (như đồng, sắt, ) rồi đưa về dùng lại trong sản xuất .Thông thường hai nhiệm vụ phân hủy chất độc hại và thu hồi chất quí được giải quyết đồng thời. 2.3.4. Phương pháp sinh học Bản chất của quá trình xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp sinh học là sử dụng khả năng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ hòa tan được các vi sinh vật sử dụng làm nguồn thức ăn cho sự tăng trưởng của
15 chúng. Trong quá trình tăng trưởng các vi sinh vật chuyển hoá chất ô nhiễm này thành dioxide cacbon, nước và các tế bào mới (sinh khối bùn). Các chất ô nhiễm được loại bỏ thông qua công trình lắng để tách bùn ra khỏi nước rỉ. Trong trường hợp một bình chứa được đổ đầy một hỗn hợp của nước rỉ rác và một lượng vi sinh vật đã thích nghi (bùn hoạt tính), các vi sinh vật sẽ bắt đầu chuyển hoá các chất ô nhiễm hữu cơ (cơ chất). Sự phân huỷ cơ chất bởi vi sinh vật sẽ làm giảm nồng độ chất ô nhiễm theo thời gian, đồng thời làm tăng khối lượng tế bào. Quá trình chuyển hoá cơ chất và tăng trưởng sinh khối được minh họa bằng đường cong tăng trưởng. Hình 2.1. Quan hệ giữa sự tang trưởng sinh khối và sự khử cơ chất (Nguồn: Lê Trang Mỹ Dung,2007) Phần thấp hơn của đường cong gọi là pha tăng trưởng logarit: trong pha này sự tăng trưởng của tế bào cực đại do nguồn thức ăn đầy đủ. Do quá trình tăng trưởng tiếp tục nên nguồn thức ăn cạn dần và pha tăng trưởng suy giảm xảy ra. Tiếp theo sự thiếu hụt nguồn thức ăn, các tế bào vi khuẩn bắt đầu chết và được sử dụng bởi những vi sinh vật còn lại. Pha này gọi là pha hô hấp nội sinh hoặc pha tự oxy hoá và kết quả là khối lượng sinh khối giảm. Trong một số trường hợp, có thể tồn tại một pha phía trước pha tăng trưởng logarit, đây là giai
16 đoạn mà vi sinh vật thích nghi với nguồn thức ăn mới và môi trường mới. Các công trình sinh học có thể chia thành hai nhóm:  Công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên.  Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc.  Cánh đồng tưới nông nghiệp.  Hồ sinh học (kỵ khí, hiếu khí).  Công trình xử lý nhân tạo.  Bể lọc sinh học (biôphin, nhỏ giọt, cao tải).  Bể aeroten.  Bể lắng II và bể nén bùn. 2.3.5. Phương pháp xử lý cặn Các phương pháp xử lý cặn:  Bể tự hoại  Bể lắng hai vỏ  Bể mêtan  Sân phơi bùn  Xử lý cặn bằng phương pháp nhiệt. 2.3.6. Phương pháp khử trùng Nước sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn có thể chứa khoảng 105-106 vi khuẩn trong 1 ml nước. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước rỉ rác sau xử lý sinh học không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại của chúng. Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất lớn. Do vậy, cần phải có biện pháp khử trùng nước rỉ trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Các phương pháp khử trùng nước rỉ rác phổ biến hiện nay là:  Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo.  Dùng hypoclorit canxi dạng bột Ca(ClO)2 hoà tan trong thùng dung
17 dịch 3-5% rồi định lượng vào bể khử trùng.  Dùng hypoclorit natri; nước javen (NaClO).  Dùng ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon tạo ra. Phương pháp này phỉ cần chi phí khá cao.  Dùng tia UV do đèn thủy ngân áp lực thấp sinh ra. Phương pháp này cũng cần phải lưu ý về tính kinh tế của nó. (Lâm Vĩnh Sơn, 2003) 2.4. Một số văn bản liên quan đến tài nguyên nước - Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua và ban hành ngày 23 tháng 06 năm 2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày ngày 01 tháng 01 năm 2015; - Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội khóa XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/6/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2013; - Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ về việc “Sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường”; - Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành Luật Tài nguyên nước; - Nghị định số 18/2015/NĐ-CP Quy định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường; - Nghị định số 149/2004/NĐ-CP Quy định việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả thải vào nguồn nước; - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14 tháng 02 năm 2015 của chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật Bảo vệ Môi trường;
18 - Nghị định số 67/2003/NĐ-CP ngày 13/06/2003 của Chính phủ về việc thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải và Nghị định số 25/2013/NĐ-CP ngày 29 tháng 03 năm 2013 quy định về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT về việc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường; - Thông tư số 12/2015/TT-BTNM ngày 31/03/2015 của Bộ tài nguyên và Môi trường về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường; - QCVN 08:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt; - QCVN 09:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm; - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; - QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống; - QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt; - TCVN 7957:2008: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải; - TCXD 51:2008: Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước - mạng lưới và công trình bên ngoài do Bộ Xây dựng ban hành năm 2008; - TCVN 5945-2005: Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải; - TCVN 5942-1995: Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước mặt; - TCVN 5944-1995: Chất lượng nước - Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm. 2.5. Tình hình xử lý nước rỉ rác trong và ngoài nước 2.5.1. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài  * Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác ở nước ngoài  Hệ thống xử lý nước rác của hai BCL rác sinh hoạt ở Mỹ.
19  Hệ thống xử lý ở BCL 1: Công nghệ xử lý bao gồm kết tủa hdroxyde, xử lý sinh học (tháp sinh học kị khí và hiếu khí) và cuối cùng xử lý bằng lọc nhiều lớp. Sơ đồ công nghệ thể hiện ở hình 1.3. Xử lý sinh học được sử dụng ở đây chủ yếu để khử N-ammonia (99%) và COD (91%). Hàm lượng COD và N-ammonia còn lại trước khi xả ra sông là 159 mg COD/l và 1,2 mg N-ammonia/l. Các hàm lượng chất hữu cơ độc và kim loại nặng giảm đáng kể. Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 1  Hệ thống xử lý ở BCL 2: Hệ thống gồm bể keo tụ vôi, sinh học từng mẻ (SBR), lọc cát, cột than hoạt tính và tiếp xúc chlorine. Sơ đồ công nghệ thể hiện ở hình 1.4. COD đầu ra vẫn khoảng 160 - 250 mg/l. Kết quả trên cho thấy với công nghệ xử lý bậc cao (sau xử lý sinh học) như trên (lọc, than hoạt tính) để đạt COD <100 mg/l là không thể.
20 Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống xử lý của bãi chôn lấp 2 Hệ thống xử lý nước rác là tổ hợp các đơn vị công nghệ khác nhau của các phương pháp vi sinh, hóa học, hóa lý, cơ học. Tuy nhiên, ở các nước tiên tiến với trình độ kỹ thuật cao, thiết bị hiện đại, luôn cải tiến, nâng cao và hoàn thiện các hệ thống đang hoạt động cũng như các hệ thống mới xây dựng, nét đặc thù riêng về công nghệ xử lý là phổ biến. * Tại Mỹ: Các nhà công nghệ đã áp dụng các giải pháp công nghệ khác nhau như: Hòa trộn lẫn nước rác với nguồn nước thải sinh hoạt được thực hiện khá phổ biến ở vùng tây bắc nước Mỹ tại các bãi rác: St.Johnson (Oregon), Cedar (Washington), Cathcart Snobomish County (Washington), Kent Highland (Kent Washington). Sử dụng vào mục đích tưới tiêu khi nước rác được xử lý sơ bộ theo tiêu chuẩn “Standard for leachate spray irrigation managent” October 28, 1992, được thực hiện phổ biến ở Oregon tại các bãi rác: Coffin Sutte (corvallis Oregon). Riverbend (Yamhill County). Xử lý nước rác tại chỗ và xả vào nguồn nước mặt được thực hiện bằng cách phối hợp các công nghệ thích hợp nhằm đạt tiêu chuẩn thải do National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) qui định và các tiêu chuẩn đặc thù khác của
21 vùng (ví dụ phải sử dụng thêm công nghệ màng để tách loại phức chất nickel tại một số bãi rác ở miền tây nước Mỹ). (Văn Hữu Tập, 2012) * Tại Nhật Bản: Công nghệ xử lý nước rác của Nhật Bản có đặc thù riêng so với các nước tiên tiến khác. Đặc thù ô nhiễm nước rác trên quyết định công nghệ xử lý nước rác của các hãng: - Công nghệ xử lý nước rác của hãng Tsukishima Kikai (TSK): công nghệ tách ion canxi; công nghệ xử lý vi sinh sử dụng các thiết bị: tiếp xúc sinh học, đĩa quay sinh học, tấm sục khí; tách loại muối: sử dụng kỹ thuật thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tích; kỹ thuật ngưng tụ và kết tủa (bốc hơi 19 chân không, kết tinh thu hồi muối, ly tâm, sấy bốc hơi). (Văn Hữu Tập, 2012) * Tại Hàn Quốc: Ở các bãi rác sinh hoạt có khoảng 50 điểm dùng cách xử lý sinh học trước rồi sau đó dẫn về trạm xử lý chung; 92 điểm đưa thẳng nước rác về trạm xử lý chung; 102 điểm tự xử lý hoàn toàn rồi cho thoát ra ngoài. Kể từ khi ban hành quy định cho tiêu chuẩn Nitơ Amoni năm 1999 và sau đó năm 2001 thì phần lớn các trạm xử lý nước rác từ bãi rác sinh hoạt đã được bổ sung hoặc lắp đặt mới các thiết bị xử lý Nitơ, trong đó, phần lớn công nghệ xử lý nitơ vận hành theo kiểu MLE (Modified Ludzack-Ettinger); cũng có hơn 10 bãi rác nhỏ dùng phương pháp RO sau công nghệ sinh học. Ở nước ngoài, vấn đề xử lý nước rỉ rác đã được đề cập nghiên cứu trong rất nhiều công trình công bố trên các tạp trí hoặc các hội nghị khoa học [F.Wang, Daniel W.Smith, and M. Gamal El-Din (2003)]. Các công trình nghiên cứu đều đạt kết quả tốt, chất lượng nước sau xử lý đạt tất cả các yêu cầu xả thải trực tiếp ra môi trường. Thời gian gần đây ngoài việc dựa vào các quá trình phân hủy sinh học và xử lý hóa lý, tất cả đều đã được dựa vào các quá trình phân hủy hóa học, chủ yếu là các quá trình phân hủy hóa học oxi hóa nâng cao (Advanced Oxidation
22 Processes - AOPs) như ozon [Wu J.J., C.C. Wu, H.W. Ma, C.C. Chang (2004).], Peroxon [R. Stegmann, K.U.Heyer, R. Cossu (2005)], Fenton [J. L. De Morais, P.P. Zamora (2005)]. (Văn Hữu Tập, 2012) 2.5.2. Tình hình xử lý nước rỉ rác ở trong nước * Công nghệ xử lý nước rác tại Bãi chôn lấp CTR Gò cát (TP Hồ Chí Minh): Tại đây, nước rác được xử lý qua 4 bậc: (1) bậc 1: xử lý sơ bộ để loại bỏ canxi kết hợp xử lý sinh học kỵ khí bằng bể xử lý kỵ khí với dòng chảy ngược qua đệm bùn (bể phản ứng UASB). Ngăn trộn nhận nước thô và nước tuần hoàn từ bể UASB. Từ đây nước thải được đưa qua tháp khử canxi; (2) bậc 2: xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính (ASP) kết hợp với quá trình Nitrat hoá và khử Nitrate để giảm thiểu BOD và COD và Nitơ tổng; (3) bậc 3: xử lý hoá lý bằng keo tụ - tạo bông - kết tủa - lắng và lọc cát; (4) bậc 4; xử lý bằng vi lọc và lọc nano. Nước rác sau xử lý hoàn toàn đạt tiêu chuẩn môi trường xả ra môi trường tiếp nhận. * Phương pháp xử lý nước rỉ rác tại BCL cũ bằng các loại cây thực vật như dầu mè, cỏ vetiver, cỏ voi và cỏ signal được TS Ngô Hoàng Văn (Hội Nước và Môi trường nước - Liên hiệp các hội khoa học -kỹ thuật TP Hồ Chí Minh) nghiên cứu thành công, áp dụng thí điểm để xử lý nước rác BCL Đông Thạnh TP Hồ Chí Minh. Đây là phương pháp xử lý sinh học, trong môi trường tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nguồn nước rỉ rác đậm đặc có nồng độ các chất ô nhiễm cao sau khi được pha loãng với tỷ lệ 10%, bộ rễ một số cây thực vật như dầu mè, cỏ vetiver, cỏ voi và cỏ signal có khả năng đồng hoá và hấp thụ các chất gây ô nhiễm và phát triển trong điều kiện tự nhiên. Theo đánh giá của các chuyên gia, có thể áp dụng kết nghiên cứu này, nhân rộng mô hình để xử lý nước rác tại các bãi chôn lấp cũ.
23 Thực trạng xử lý nước rác ở Việt Nam cho thấy, ở Việt Nam đã có một số nhà máy xử lý nước rác có hệ thống xử lý được đầu tư quy mô công nghiệp, hiện đại để xử lý nước rác tươi, đáp ứng yêu cầu xử lý nước rác, bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, để xử lý nước rỉ rác đạt hiệu quả, ngoài yếu tố công nghệ xử lý cần đặc biệt quan tâm đến lưu lượng và nồng độ của nước rác khi có mưa và không mưa. Công nghệ xử lý nước rác bằng cây thực vật tại các bãi chôn lấp cũ- công nghệ sinh học xử lý nước rác trong điều kiện tự nhiên. Công nghệ sinh học: xử lý 18 hiếu khí nước rác tuần hoàn là công nghệ mới, thân thiện với môi trường. Mô hình này cần được nhân rộng để xử lý nước rác tại các BCL cũ, đang gây ô nhiễm môi trường ở nước ta. (Cù Huy Đấu, 2010).
24 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu - Nước rỉ rác của BCL rác thải của bãi chôn lấp rác thải Nan Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội. 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu - Trạm xử lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp rác thải Nan Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội. 3.2. Nội dung nghiên cứu - Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của BCL Nam Sơn. - Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác tại BCL Nam Sơn. - Đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác. 3.3. Phương pháp nghiên cứu 3.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu nghiên cứu sẵn có trong nước và quốc tế về nước rỉ rác và công nghệ xử lý nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp CTR đô thị để đánh giá tổng quan, xây dựng cơ sở lý luận và đánh giá tình hình thực tế. - Kế thừa những kết quả số liệu của những nghiên cứu đã có các báo cáo dự án, các chương trình có liên quan.
25 3.3.2. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường  Phương pháp lấy mẫu hiện trường Điểm Tọa độ điểm lấy mẫu STT Ghi chú lấy mẫu Vĩ độ Kinh độ Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 2360 550 586 495 1 TT.01 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (ngày 15/7/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 2 2359 877 585 980 TT.02 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (ngày 22/07/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 3 2 359 816 586 444 TT.03 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (Ngày 30/07/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 4 2359 877 585 980 TT.04 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (ngày06 /08/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 5 2 360 852 586 469 TT.05 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (ngày 13/08/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác trước xử lý. 6 2 360 550 586 495 TT.06 Lấy tại hố thu nước rỉ rác (Ngày 20/08/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 7 2359 877 585 980 NT.01 Lấy ống xả nước đầu ra (ngày 23/08/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 8 2360 550 586 495 NT.02 Lấy ống xả nước đầu ra (ngày 10/09/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 9 2 359 816 586 444 NT.03 Lấy ống xả nước đầu ra(Ngày 14/09/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 10 2 360 852 586 469 NT.04 Lấy ống xả nước đầu ra (ngày 22/09/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 11 2 360 852 586 469 NT.05 Lấy ống xả nước đầu ra (ngày 11/10/2018) Mẫu Đánh giá chất lượng nước rỉ rác sau xử lý. 12 2 360 852 586 469 NT.06 Lấy ống xả nước đầu ra (Ngày 22/10/2018) - Khảo sát về hiện trạng nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp CTR và trong quá trình xử lý, trực tiếp lấy mẫu điển hình để phân tích.
26 Việc lấy mẫu nước thải tuân thủ chặt chẽ theo yêu cầu của các quy định sau: - TCVN 6663-1:2011- Chất lượng nước. Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu - TCVN 6663-3:2008-Chất lượng nước. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu; - TCVN 5999: 1995- Chất lượng nước. Hướng dẫn lấy mẫu nước thải. Trước khi đi hiện trường lấy mẫu nước, nhân viên lấy mẫu cần chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ lấy và bảo quản mẫu cần thiết. Đảm bảo tất cả các dụng cụ đều được vệ sinh sạch sẽ.  Quy trình súc rửa này cần thực hiện như sau (rửa bằng chất tẩy rửa): - Rửa bình chứa và nắp đậy với dung dịch tẩy rửa loãng và nước. - Súc kỹ bằng nước vòi; - Súc lại nhiều lần với lượng nước thích hợp; - Xả đổ bỏ hết nước và đậy nắp lại. - Khi tới gần thời điểm lấy mẫu bổ sung đá lạnh vào thùng bảo quản mẫu.  Quá trình lấy mẫu được thực hiện theo các bước sau: . Tráng dụng cụ lấy mẫu (từ 2-3 lần) bằng chính nguồn nước cần lấy. . Tiến hành lấy lượng mẫu phù hợp. . Sử dụng ngay nước cần lấy để tráng các chai đựng mẫu (2-3 lần). . Rót mẫu vào từng chai đảm bảo lượng mẫu trong mỗi chai tràn đầy (trừ trường hợp lấy mẫu để phân tích chỉ tiêu vi sinh vật hay dầu mỡ). . Đậy kín nắp chai Trong trường hợp cần axit hóa để bảo quản mẫu (áp dụng khi phân tích chỉ tiêu COD) tiến hành như sau: . Rót mẫu vào gần đầy chai, dùng giấy đo pH kiểm tra nhanh mẫu nước. . Dùng pipet nhỏ từ từ dung dịch axit H2SO4 đậm đặc  Trường hợp pH mẫu nước từ 3-5 nhỏ từ 1-2 giọt.  Trường hợp pH mẫu nước từ 5-9 nhỏ từ 3-6 giọt.
27  Trường hợp pH mẫu nước từ 9 trở lên nhỏ từ 6-13 giọt. . Lắc nhẹ dung dịch trong chai, kiểm tra lại pH của mẫu, nếu nhỏ hơn 2 đạt yêu cầu, trường hợp pH lớn hơn 2 tiếp tục nhỏ thêm axit. (Cần thận trong khi thao tác với dung dịch axit). Ghi đầy đủ các thông tin nhận dạng mẫu lên chai. Trên chai chứa mẫu phải ghi các thông tin sau: Tên mẫu, số chai.  Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: Các chỉ tiêu phân tích, trang thiết bị phục vụ phân tích các mẫu NRR lấy về từ hiện trường được trình bày cụ thể dưới bảng sau: Bảng 3.1: Phương pháp phân tích mẫu STT Thông số Phương pháp Thiết bị phân tích 1 Cd TCVN 6193:1996 2 As TCVN 6626:2000 3 Cu TCVN 6193:1996 Máy AAS 240 - Agilent 4 Zn TCVN 6193:1996 5 Tổng Cr TCVN 6622:1996 6 Pb TCVN 6193:1996 7 COD Hach method 8000 Máy quang phổ DR 3900-Hach 8 BOD5 TCVN 6494-1:2011 Tủ mát BOD5 FOC120E Máy quang phổ DR 3900-Hach Hach method 10071 9 Tổng N Bộ máy phá mẫu tổng Nito TCVN 6638:2000 KDN-04 TCVN 6179-1:1996 + Máy quang phổ HACH DR 10 NH4 SMEWW4500- 3900 NH3.F:2012 3.3.3. Phương pháp tổng hợp so sánh Tổng hợp số liệu thu thập, so sánh với các Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25:2009/BTNMT, QCTĐHN 02:2014/BTNMT để đưa ra kết luận về hiện trạng chất lượng nước rỉ rác khu vực bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn.
28 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của BCL Nam Sơn 4.1.1. Sơ lược về bãi chôn lấp Bãi chôn lấp chất thải rắn (BCL) Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội nằm cách trung tâm Hà Nội khoảng 45km về phía Bắc, cách sân bay Nội Bài 15 km về phía Đông Bắc, cách đường quốc lộ 3A (đi Thái Nguyên, Bắc Cạn) khoảng 3km về phía Tây và cách sông Công khoảng 2 km về phía Đông. Hình 4.1. Địa điểm xây dựng bãi rác Nam Sơn BCL Nam Sơn hoạt động từ năm 1999 với diện tích hoạt động 83,4ha. - Hoạt động gồm 2 giai đoạn: + GĐ 1: Vận hành từ 1999 + GĐ 2: Mở rộng 36 ha. - Công suất thiết kế: 3500 tấn rác/ngày. - Trạm cân điện tử 60 tấn. - Số công nhân: 180 người.
29 - Khối lượng rác tiếp nhận 4200 tấn rác/ngày. - Số lượt xe chở rác: 450. Rác thải chủ yếu được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Rác thải đem chôn lấp đã được phân loại sơ bộ chủ yếu là rác thải vô cơ. Các thành phần hữu cơ còn xót lại như xác động thực vật, thức ăn thừa, cành lá cây chưa được phân loại chiếm phần nhỏ trong lượng rác đem đi chôn lấp. Đây chính là thành phần gây ô nhiễm trong nước rỉ rác, do các chất hữu cơ bị phân huỷ. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới mưa nhiều của nước ta, việc chôn lấp kị khí có nhược điểm là tạo ra một lượng nước rỉ rác rất lớn. Tuy nhiên, lượng rác hữu cơ chiếm thành phần nhỏ nên nồng độ ô nhiễm không cao bằng các bãi chôn lấp rác thải không được. BCL Nam Sơn được xây dựng với nhiệm vụ chính là tiếp nhận, xử lý chất thải rắn sinh hoạt của thành phố Hà Nội và của một số huyện của các tỉnh lân cận xung quanh thành phố Hà Nội, vận chuyển về bãi và xử lý nước rỉ rác theo đúng quy trình công nghệ đảm bảo vệ sinh môi trường. Bãi rác Nam Sơn hiện nay có tên là Công ty TNHH một thành viên môi trường độ thị Hà Nội - Chi nhánh Nam Sơn. Bãi rác Nam Sơn được thành lập từ năm 1999 và đi vào hoạt động với tổng diện tích gần 85 ha, công suất xử lý 4.200 tấn rác/ngày đêm, hoạt động 24/24h thu gom rác từ 27 đơn vị thu gom, vận chuyển rác tại 12 quận (Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Tây Hồ, Cầu Giấy, Nam Từ Liêm, Bắc Từ Liêm, Long Biên, Hà Đông) và 10 huyện (Hoài Đức, Thanh Trì, Gia Lâm, Mê Linh, Đông Anh, Sóc Sơn, Chương Mỹ) Ngoài ra, mỗi ngày Nam Sơn còn tiếp nhận hàng chục tấn rác thải công nghiệp, rác thải nguy hại như vải vụn, nhựa, dầu thải, chất thải y tế, phải sử dụng lò đốt loại nhỏ để hóa rắn trước khi chôn lấp.
30 4.1.2. Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác Công nghệ xử lý hiện đang được áp dụng tại nhà máy như sau: VôibộtVôi bột NướcthảiN Bể sục vôi Lắng cặn vôi Stripping Công trình sinh Lắng Selector học Fenton Lắng Khử trùng bằng clo Hình 4.2. Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm - Hai hệ được sử dụng chung phần chỉnh pH bằng vôi. Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi tại đây nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy gắp vôi và được sục khí để trộn đều để nâng pH lên mức 11,5-12. - Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể: + Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 2 + Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 1. - Tại tháp Stripping, cùng với quá trình thổi khí để loại bỏ nito trong nước. - Nước sau khi loại bỏ một phần nito sẽ được đưa về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn. - Tiếp theo chuyển sang cụm công trình sinh học gồm có bể SBR, UASB và Aeroten (tùy theo trạm). Sau quá trình sinh học, nước sẽ được tách cặn và đưa vào thiết bị keo tụ tuyển nổi.
31 - Sau công trình sinh học, nước được xử lý tại nhóm bể xử lý oxy hóa tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2- 3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể chảy sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5. - Nước sau trung hòa được bơm lên thiết bị keo tụ & tuyển nổi Semultech. Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát. - Cuối cùng nước được lọc than hoạt tính và khử trùng bằng Javen.  Các tồn tại chính hiện tại của nhà máy là: Hệ điều khiển: Các hạng mục trong hệ điều khiển như sensor pH, DO, bộ điều khiển, bơm định lượng đã xuống cấp hư hỏng dẫn đến việc vận hành không chính xác theo yêu cầu thiết kế nên cần kiểm tra, sửa chữa và thay mới. Việc vận hành bằng tay sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến sự chính xác của hệ thống. Pha vôi:Hệ thống đầu vào dùng vôi có hàm lượng cặn lớn, thêm vào đó công đoạn lắng hoạt động không hiệu quả dẫn đến cặn vôi đi theo dòng nước thải vào các giai đoạn xử lý tiếp theo và làm giảm hiệu quả xử lý của các giai đoạn này. Stripping:hệ thống phân phối nước và đệm đã bị hư hỏng và tắc nghẽn nên hiệu suất xử lý Nitơ không đạt được theo thiết kế ban đầu dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm đi vào giai đoạn tiếp theo là quá cao so với yêu cầu vận hành. Aerotank và SBR: do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các giai đoạn xử lý trước không đạt cộng thêm lượng cặn vôi lớn dẫn đến hệ bể aerotank và SBR hoạt động không hiệu quả.Vi sinh hiếu khí có dấu hiệu chết, hệ thống phân phối khí không đều và không hiệu quả do đã bị bục. Các hệ thống bơm nước thải: hiện đang hoạt động kém hiệu quả, đã được quấn lại động cơ nhiều lần. Trạm Nam Sơn được xây dựng và nâng cấp, sửa chữa qua nhiều giai đoạn khác nhau, vì vậy công nghệ xử lý chắp vá, thiếu đồng bộ.Ví dụ, như
32 một phần được xử lý bằng UASB, một phần xử lý bằng SBR, vì vậy người vận hành gặp nhiều khó khăn trong việc quản lý chất lượng nước đầu ra sau hệ thống xử lý. 4.1.3. Hiện trạng bãi xử lý rác thải Nam Sơn Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn như sau: Bảng 4.1. Hiện trạng mực nước rác đang lưu chứa tại hồ chứa và các ô chôn lấp tại BCL Nam Sơn Cao độ Khối lượng Khả năng Dung tích còn TT Ô chôn lấp chứa (m3) Lưu chứa chứa được 1 Ô 1,3 +13,48 147,000 182,000 35,000 2 Ô 1,4 +12,59 171,000 240,000 69,000 3 Ô 1,7 +14,2 193,000 216,000 23,000 4 Hồ sinh học +14,71 205,000 226,000 21,000 Tổng cộng 716,000 864,000 148,000 (Báo cáo của Nam sơn) * Công tác xử lý nước rỉ rác Hệ thống thu gom: Toàn bộ đáy các ô chôn lấp đều được lắp đặt các đường ống HDPE D200 đục lỗ đặt trong rãnh trên đó rải lớp đá để thu gom nước rác đưa về các giếng thu gom tập trung có đặt các máy bơm nước rác lên đường đống gom chảy về hồ chứa và các trạm xử lý. Mỗi ô chôn lấp được bố trí các hố nhỏ 3-4m2 để đặt máy bơm nước rác về trạm xử lý nước rác và các ô chứa. Các ô chôn lấp đã hợp nhất 4, 5, 6, 7 và 8 nên phương án thu gom nước rỉ rác phát sinh tại ô hợp nhất này như sau: + Trên mỗi ô chôn lấp được xây dựng 2 trạm bơm. Tổng cộng có 10 trạm bơm nước rỉ rác.
33 + Trạm bơm sử dụng ống BTCT D=1500mm. + Ống dưới cùng được bịt kín đáy không cho rác làm ảnh hưởng đến máy bơm. Từ ống thú 2 trở lên được đục lỗ để thu nước rác. Kích thước lỗ D=30mm. các lỗ nằm ở đỉnh tam giác đều có cạnh a=250mm. + Vị trí các trạm bơm nước rác được đặt tại các mái dốc của mỗi ô chôn lấp; cách đáy ô lấp 0,5m và cách mép đường vận hành 18,0m. Cao độ đáy trạm bơm dao động từ 5,8m-7,6m. Cao độ đỉnh của trạm bơm là 21,0m (ống BTCT trên cùng lắp cho trạm bơm cao hơn cao độ rác tại đó 1m). + Sử dụng các bơm nước rác có các thông số kỹ thuật sau: Q = 4,5l/s; H = 20m; N = 2,2-2,9Kw. Ốn đầy bằng thép D50mm. Từ các giếng bơm, nước rác sẽ được bơm lên hệ thống mương có kích thước BxH = 300mm x 400mm dẫn về hồ sinh học. Nước rỉ rác phát sinh từ ô hợp nhất được thu về các ô chứa nước rác hiện tại ô 10, ô 9, hồ sinh học của giai đoạn 1; ô 1.3, 1.4, 1.7, 1.8 của giai đoạn 2. Nước thải sau đó được bơm về các trạm xử lý nước rác Minh Đức, Phú Điền và Nam Sơn. Hồ điều hòa có sức chứa nước đã xử lý dung tích 30.000 m3, tại hồ này nước tiếp tục được làm sạch tự nhiên và chất lượng nước được kiểm tra trước khi thải ra môi trường. Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn hiện tại đang có 3 trạm xử lý nước rác hoạt động với công suất theo cam kết cụ thể như sau: - Trạm Phú Điền (Do công ty Cổ phần Đầu tư xây dựng và thương mại Phú Điền xây dựng): 2000 m3/ngày đêm; đi vào vận hành từ năm 2014. - Trạm Nam Sơn (Do công ty URENCO xây dựng): 1500 m3/ngày đêm; qua trình đi vào vận hành chia làm 02 giai đoạn: năm 2006 và năm 2009. - Trạm Minh Đức (Do công ty cổ phần khoáng sản Minh Đức xây dựng): 800m3/ngày đêm; đi vào hoạt động từ năm 2013.
34 Tuy nhiên, công suất thực tế của cả 3 nhà máy đều thấp hơn so với công suất thiết kế. Công suất thực tế của cả 3 nhà máy xử lý NRR của BCL Nam Sơn giai đoạn 2006-2016 được thể hiện dưới biểu đồ sau: Hình 4.3. Biểu đồ khối lượng NRR được xử lý tại BCL Nam Sơn từ năm 2006-2016 (Báo cáo của Nam sơn) Dưới đây là các biểu đồ thể hiện cụ thể công suất xử lý thực tế của các trạm xử lý NRR tại BCL Nam Sơn năm 2017 tới tháng 9 năm 2018: 70,000 60,000 50,000 40,000 Nam Sơn Minh Đức 30,000 Phú điền 20,000 10,000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hình 4.4. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2017 tại BCLNam Sơn (Báo cáo của Nam sơn)
35 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 Nam Sơn 20,000 Minh Đức Phú điền 15,000 10,000 5,000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hình 4.5. Biểu đồ khối lượng xử lý NRR năm 2018 tại BCL Nam Sơn (Báo cáo của Nam sơn) Khu vực xây dựng nằm trong vùng khí hậu Bắc Bộ với đặc điểm là khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng và ẩm có hai mùa phân biệt là mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa trùng với mùa gió Đông Nam kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. Mùa khô trùng với mùa gió Đông Bắc, kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau: - Nhiệt độ: nhiệt độ trung bình khoảng 23,60C; trung bình tháng thấp nhất 16.30C (tháng1) và trung bình tháng cao nhất 29.30C (tháng7). - Mưa: lượng mưa trung bình năm là 1.568,3mm lượng mưa trung bình tháng đạt 294,1mm (tháng 8) và trung bình tháng thấp nhất là 20,1mm (tháng 7). - Gió: gió trong khu vực tương đối ổn định cả về hướng và tộc độ. Hướng gió chính là Đông Bắc và Đông Nam. Gió Đông Bắc thường xuất hiện vào tháng 10 đến tháng 3 năm sau với tần suất 12%. Gió Đông Nam xuất hiện nhiều nhất từ tháng 1 đến tháng 9 với tần suất 30%.
36 Hình 4.6. Toàn cảnh nhà máy nhìn từ trên cao (Nguồn: internet) Khu đất dự án có địa hình tương đối bằng phẳng, ở phía Bắc, phía Đông, phía Nam đều tiếp giáp đường bê tông hiện trạng. Hướng dốc từ phía Nam xuống phía Bắc. Căn cứ vào tài liệu thu thập được trong quá trình khảo sát địa chất công trình ngoài thực địa, kết hợp với các kết quả thí nghiệm trong phòng có thể phân chia cấu trú địa tầng của khu vực khảo sát thành 5 lớp từ trên xuống dưới như sau: Lớp 1. Đất lấp: Sét pha, lẫn tạp chất, Lớp này gặp cả hai hố khoan với bề dày dao động từ 0,2 m (BH-01 ) ÷ 0,4 m (BH-02 ). Thành phần chủ yếu của lớp bao gồm: sét pha lẫn tạp chất, Do thành phần và trạng thái không đồng nhất nên không lấy mẫu thí nghiệm.
37 Lớp 2. Đất sét pha, màu xám nâu, xám vàng, đôi chỗ lẫn sạn, sỏi, trạng thái nửa cứng. Lớp này gặp ở cả hai hố khoan. Độ sâu mặt lớp biến đổi từ 0,2 m (BH-01) ÷ 0,4 m (BH-02). Độ sâu đáy lớp biến đổi từ 2,8 m (BH-02) ÷ 3,5 m (BH-01). Bề dày lớp biến đổi từ 2,4 m (BH-02) ÷ 3,3 m (BH-01). Lớp 3. Đất sét pha, màu xám nâu, xám vàng, lẫn sạn, sỏi, trạng thái cứng. Lớp này gặp ở cả 2 hố khoan. Độ sâu mặt lớp biến đổi từ 2,8m (BH-02) ÷ 3,5m (BH-01). Độ sâu đáy lớp biến đổi từ 4,5m (BH-02) ÷ 7,6m (BH-01). Bề dày lớp biến đổi từ 1,7m (BH-02) ÷ 4,1m (BH-01). Lớp 4. Đá sét bột kết, màu xám nâu - xám xanh, RQD = 10-20% Lớp này gặp ở cả 2 hố khoan. Độ sâu mặt lớp biến đổi từ 4,5m (BH-02) ÷ 7,6m (BH-01). Độ sâu đáy lớp biến đổi từ 14,0m (BH-02) ÷ 16,5m (BH-01). Bề dày lớp biến đổi từ 6,4m (BH-01) ÷ 12,0m (BH-02). Lớp 5. Đá sét bột kết, màu xám nâu - xám xanh, RQD = 0-5% Lớp này gặp ở cả 2 hố khoan. Độ sâu mặt lớp biến đổi từ 14,0m (BH-01) ÷ 16,5m (BH-02). Độ sâu đáy lớp và bề dày lớp chưa xác định do cả 2 hố khoan kết thúc ở độ sâu 30,0m vẫn thuộc lớp này. Trong quá trình khảo sát đã khoan sâu nhất vào lớp này 16,0m (BH-01). 4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác 4.2.1. Số liệu thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác. Nhìn chung, mức độ ô nhiễm của nước rò rỉ từ bãi rác là cao. Điều này có thể thấy thông qua hàm lượng các chất hữu cơ trong nước rò rỉ cao trong giai đoạn đầu của bãi chôn lấp, tuy nhiên rác thải đã qua xử lý sơ bộ nên
38 thành phần hữu cơ còn lại ít. Vì vậy nước rỉ rác cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi cho thải ra môi rường nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến môi trường nước và hệ thuỷ sinh của khu vực bãi chôn lấp. Chất lượng nước rò rỉ thường quyết định bởi thành phần của rác, song đồng thời cũng có một số yếu tố khác ảnh hưởng đến nó như dạng bãi rác, phương thức chôn lấp, kích thước bãi rác, thời gian chôn rác vv Nồng độ thành phần trong nước rò rỉ của bãi rác được thống kê và mô tả trong bảng 4.2. Bảng 4.2. Số liệu về thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu QCVN25:20 Chỉ tiêu TT.01 TT.02 TT.03 TT.04 TT.05 TT.06 09/BTNMT pH 8,6 8,8 8,3 8,2 8,9 9,1 9 COD 1096 985,5 1108 4928 5632 5130 400 BOD5 267,5 235 293 1053,5 946,3 1084,1 100 N tổng 69,8 74,3 76,5 187 207 201,9 60 Amonia 59,6 50,8 65,5 143 149,6 154 25 (Nguồn: Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường) Kết quả cho thấy nước rỉ rác của bãi chôn lấp tại bãi rác Nam Sơn hiện nay có các chỉ số ô nhiễm cao. Nồng độ COD cao, tỷ lệ BOD5 /COD luôn nhỏ hơn 0,3. Bãi chôn lấp tại bãi rác Nam Sơn đang trong giai đoạn chuyển tiếp từ pha axit sang pha metan, trong đó pha metan chiếm ưu thế, chứng tỏ các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học hoặc không có khả năng phân huỷ tự nhiên sẽ tăng và gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Qua bảng 4.2 cho thấy tất cả các chỉ tiêu đem phân tích đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nồng độ ô nhiễm các chất phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có sự chênh lệch rất lớn giữa hai mùa trong năm. Vào mùa khô lượng mưa ít nước rỉ rác phát sinh rất ít do lượng mưa nhỏ một phần chỉ chảy trên bề mặt bãi chôn lấp và một phần nhỏ thấm dần trong ô chôn rác, nước rác
39 phát sinh có nồng độ các chất ô nhiễm không cao bằng mùa mưa. Vào mùa mưa lượng nước rác phát sinh nhiều do lượng mưa lớn. Nước mưa thấp sâu vào ô chôn lấp, các chất thải của bãi chôn lấp không còn đủ sức chứa nước sẽ bị thấm ra ngoài, mưa càng nhiều lượng nước thấm ra càng lớn cuốn theo các chất ô nhiễm bị phân huỷ trong lòng chất thải của bãi chôn lấp. Bên cạnh đó, vào đầu mùa mưa độ ẩm trong ô chôn rác thích hợp cho vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ trong rác nhanh hơn vào mùa khô. Do đó, nồng độ ô nhiễm nước rỉ rác vào đầu mùa mưa thường lớn hơn mùa khô và lượng nước rác phát sinh nhiều hơn. Mùa mưa kéo dài làm cho nước rỉ rác ở mương và hố thu rác bị pha loãng rất nhiều, nồng độ các chất ô nhiễm sẽ giảm dần, đến mùa khô nồng độ ô nhiễm sẽ thấp hơn. Hình 4.7: Biểu đồ diễn biến pH đầu vào Nhìn chung pH của nước rỉ rác đầu vào tương đối đạt chuẩn so quy chuẩn của bộ tài nguyên môi trường chỉ duy nhất có mẫu nước thải số 6 là pH vượt ngưỡng so mới 9 theo quy chuẩn của bộ tài nguyên môi trường. Nguyên nhân để xảy ra tình trạng trên là do đây là bãi rác tập trung có rất nhiều loại rác thải dẫn đến khó kiểm soát đươc pH của nước rỉ rác.
40 Hình 4.8: Biểu đồ diễn biến COD đầu vào Qua hình 4.8 cho thấy BOD đầu vào của nước rỉ rác vượt xa so mới chuẩn cho phép nhất là ở mẫu nước thải số 4,5,6 cao hơn 24 lần so với chuẩn của nước rỉ rác, với nước rỉ rác hàm lượng cao việc xử lý sẽ khó khăn cho việc sử dụng công nghệ, đó là bài toán cũng như thách thức của việc cải tiến công nghệ. Hình 4.9: Biểu đồ diễn biến BOD5 đầu vào
41 Cũng giống như COD đầu vào BOD5 cũng vượt chuẩn rất là cao điều này cho ta thấy các chất hữu cơ phân hủy rất cao ở mẫu nước thải số 4,5,6 đó là nguyên nhân gây ra hiện tượng BOD5 tăng cao. Ngoài ra có thể lý giải cho sự tăng cao này còn là do lượng mưa ở thời điểm này có thể cao hơn so với thời điểm khác dẫn đến có nhiều nước rỉ rác hơn so với thời điểm khác trong năm. Hình 4.10: Biểu đồ diễn biến Nitơ đầu vào Biểu đồ ni tơ cho thấy các kết quả rất chi là chênh lệch nó đạt gần mới chuẩn ở những mẫu nước thải đầu nhưng lại tăng cao về sau ở những mẫu nước rỉ rác về sau, nguyên nhân đã được giải thích giống như ở các chỉ số ở trên đó là do mưa nhiều và lượng rác thải ở thời điểm này có thể nhiều hơn so với thời điểm khác trong năm.
42 Hình 4.11: Biểu đồ diễn biến Amoni đầu vào Từ biểu đồ trên ta có nhận xét như sau , ở mẫu nước rỉ rác số 1 đến 3 thì nồng độ amoni chỉ cao gấp 3 lần so với chuẩn cho phép , nhưng đến mẫu nước rỉ rác số 4,5,6 nó lại tăng lên gấp 8 lần so với chuẩn.Nguyên nhân ở đây đã được giải thích như những chỉ số ở các hình trên , đó là do thời tiết , do khối lượng rác thải cập vào bãi xử lý không đồng đều. 4.2.2. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn Bảng 4.3. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn Chỉ Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu QCVN 25:2009/ tiêu NT.07 NT.08 NT.09 NT.10 NT.11 NT.12 BTNMT pH 8,0 8,8 8,6 8,2 8,4 8,2 - COD 195 89 114 182 200 25 400 BOD5 90 45 58 90 96 13 100 TN 55 39 20 51 52 32 60 + NH4 2,9 16,4 11,9 14,5 10,5 17,4 25 (Nguồn: Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường)
43 Nhận xét: Qua bảng 4.3, ta có thể thấy chất lượng nước rỉ rác đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn đã nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 25:2009/BTNMT. Tuy nhiên các chỉ tiêu COD,BOD5 , Tổng nito vẫn còn tương đối cao và sát với ngưỡng quy chuẩn cho phép.Cụ thể như sau :COD + giao động từ 25-200mg/l, BOD5 giao động từ 13-96 mg/l, tổng nito và NH4 nằm trong giới hạn của quy chuẩn cho phép. 4.2.3. Đánh giá chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 25:2009/ BTNMT  Nồng độ COD Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện COD sau xử lý Qua kết quả trên cho thấy, 5/6 mẫu nước rỉ rác sau xử lý đạt quy chuẩn 25:2009/BTNMT, tuy nhiên các mẫu nước thải NT07, NT10, NT11 vẫn có nồng độ COD tương đối cao, nằm sát mức giới hạn cho phép của quy chuẩn. Diễn biến chất lượng nước đầu ra có sự biến động giữa các mùa trong năm. Vào mùa khô chất lượng nước tương đối ổn định, đến đầu mùa mưa nồng độ chất ô nhiễm tăng nên chất lượng nước đầu ra cũng biến động theo chiều hướng tăng. Tuy nhiên, mẫu nước xả ra môi trường đa số có nồng độ COD đạt tiêu chuẩn xả thải.
44  Nồng độ BOD5 Hình 4.13. Diễn biến nồng độ BOD5 sau xử lý Ta thấy, 100% mẫu nước sau xử lý đều có nồng độ BOD5 đạt quy chuẩn xả thải ra môi trường. Diễn biến chất lượng nước rỉ rác đầu ra có sự biến động theo mùa, có nồng độ tăng dần từ mùa khô chuyển sang đầu mùa mưa và xu hướng giảm dần khi mùa mưa kéo dài. Nồng độ BOD5 thấp nhất là 13 mg/l và cao nhất vào đầu mùa mưa là 96 mg/l. Tất cả các mẫu đầu ra sau xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí và keo tụ tạo bông đều nằm trong tiêu chuẩn cho phép QCVN25:2009/BTNMT trước khi thải ra môi trường tiếp nhận.
45 +  Nồng độ NH4 Hình 4.14. Diễn biến nồng độ NH4+ trong nước rỉ rác sau xử lý So sánh với QCVN 25:2009/BTNMT, ta thấy 5/6 mẫu nước sau xử lý vào mùa khô đều nằm trong tiêu chuẩn cho phép xả thải và một mẫu nước đầu mùa mưa có nồng độ vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1.15 lần. Như vậy, trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn được chuyển sang dạng nitrit và nitrat nhờ hệ vi sinh trong nước thải (vi khuẩn + nitrosomonas và nitrobacteria). Nồng độ NH4 sau xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường tiếp nhận.
46  Nồng độ Nitơ 70 60 50 40 Nitơ 30 QCVV25:2009BTNMT 20 10 0 NT7 NT8 NT9 NT10 NT11 NT12 Hình 4.15. Diễn biến nồng độ Nitơ tổng sau xử Tổng nito tơ thể hiện trong hình 4.15 chúng ta thấy ở mẫu lấy nước thải đầu ra số 7 tổng nitơ vẫn còn cao ở mức gần với chuẩn so với quy chuẩn của BTNMT nhưng sau đó giảm sâu 20 mg/l ở mẫu nước thải đầu ra số 8 và số 9 trước khi lại tăng lại gần chuẩn ở mẫu số 10 và 11 sau đó lại giảm xuống 32 mg/l ở mẫu nước thải cuối cùng. Qua những dữ liệu trên ta thấy tổng nito thay đổi không đồng nhất giữa các mẫu nước thải có một vài nguyên nhân để giải thích cho sự việc này có thể lượng rác thải tập kết khồng đồng đều dẫn đến khi quá nhiều rác thì hệ thống xử lý nước rỉ rác của nhà máy xử lý cho ra vẫn còn cao.
47 4.2.4. Hiệu quả xử lý Bảng 4.4 . Hiệu quả xử lý nước rỉ rác BCL rác thải Nam Sơn Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Chỉ Mẫu NT.07 NT.08 NT.10 NT.11 NT.12 tiêu NT.09(%) (%) (%) (%) (%) (%) COD 82,20 90,96 89,71 96,30 96,44 99,51 BOD5 66,35 80,85 80,20 91,45 89,85 98,80 TN 21,20 47,51 73,85 72,72 74,87 84,15 + NH4 95,13 67,71 81,83 89,86 92,98 88,70 Qua kết quả cho thấy, hiệu suất xử lý của phương pháp sinh học hiếu khí kết hợp keo tụ hoá lý cho kết quả cao đối với xử lý nước rỉ rác có nồng độ + ô nhiễm COD, BOD và NH4 . Tuy nhiên, hiệu suất xử lý nồng độ nitơ tổng trong nước rỉ rác chưa đạt hiệu quả cao. Tất cả các mẫu nước rỉ rác sau xử lý đem phân tích hầu hết đều đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 25:2009/BTNMT.Hiệu quả xử lý COD > 82% , hiệu quả xử lý BOD5 >66%, hiệu quả xử lý Nito tổng > 21% và hiệu quả xử + lý NH4 > 67%. Tuy nhiên, chỉ tiêu về nồng độ nitơ tổng có trong nước thải chưa đạt hiệu quả cao, đặc biệt ở mẫu NT.07 và NT.08 lần lượt là : 21,20% và 47,51%. Vì vậy, trước khi xả thải ra môi trường tiếp nhận cần phải có phương pháp xử lý thích hợp để giảm nồng độ nitơ tổng trong nước rỉ rác. Nếu không được xử lý thích hợp nồng độ nitơ sẽ là chất gây ô nhiễm và gây hại hệ sinh vật nước. Trạm xử lý nước rỉ rác của đơn vị từ khi đi vào hoạt động đã góp phần bảo vệ môi trường xung quanh khu vực bãi chôn lấp: + Thu gom được toàn bộ nước rác phát sinh và xử lý đảm bảo yêu cầu môi trường trước khi xả thải ra môi trường tiếp nhận.
48 + Khắc phục hiện tượng nước rỉ rác làm ô nhiễm môi trường ở khu vực lân cận Bãi chôn lấp rác và vùng hạ lưu của các kênh - rạch chảy qua. + Bổ sung hoàn thiện công nghệ xử lý rác bằng phương pháp chôn lấp. + Tăng doanh thu cho đơn vị trên cơ sở khối lượng công việc thực hiện. 4.3. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rác từ BCL Phương án đưa ra không tập trung vào việc nâng công suất của trạm mà cải tạo nhằm nâng cao hiệu quả xử lý thông qua việc thống nhất công nghệ và cách vận hành trong toàn bộ hệ thống. Vì thế nhóm nghiên cứu đưa ra hướng cải tạo theo nguyên tắc tận dụng tối đa các hạng mục công trình xử lý hiện trạng và hạn chế xây dựng mới các hạng mục công trình xử lý để phù hợp quy hoạch mặt bằng. Các hạng mục công trình hiện trạng được đánh giá một cách kỹ lưỡng để phục vụ quá trình cải tạo cũng như thay thế các thiết bị do quá trình vận hành lâu ngày đã xuống cấp và hỏng hóc hiện hoạt động không hiệu quả.Thiết kế xây dựng, bố trí các công trình mới phải phù hợp quy hoạch mặt bằng trạm xử lý, trong quá trình xây dựng không làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của các công trình còn lại.Sơ đồ hệ thống sau cải tạo được thể hiện cụ thể dưới đây: Tóm lại, qua phương án cải tạo hệ thống được trình bày bằng sơ đồ ở trên thì NRR sau khi được bơm từ hồ điều hòa trạm sẽ trải qua những bước xử lý chính sau: Bước 1: Công tác bơm nước và pha vôi cấp nước đầu vào - NRR từ hồ sinh học được bơm hút bằng máy bơm và đẩy qua song chắn rác ở bể tách rác để loại bỏ rác có kích thước lớn.Sau đó, nước rác được dẫn vào hệ thống sục vôi và lắng liên hợp. Tại đây, nước được bổ sung sữa vôi và được sục khí đều bằng máy thổi khí. - Sữa vôi được pha tại bể pha sữa vôi bằng vôi cục và nước rác sục khí, được bơm sang bể sục vôi bằng bơm theo điều khiển pH. - Tại ngăn sục khí 2 hỗn hợp nước + vôi tiếp tục được khuấy trộn hạn
49 chế bằng máy thổi khí để tăng cường khả năng hoà tan đồng thời lưu giữ cặn bùn bằng dòng chảy zic - zắc tạo thuận lợi cho việc vệ sinh bể định kỳ các ngăn bể. - Nước sau bể sục vôi được bơm lên bể lắng I (đá, cặn và vôi chưa tan hết) và tràn sang bể trung gian. - Nước rác đã được điều chỉnh pH (đạt pH trong khoảng 11,5-12.5) sau khi qua bể trung gian sẽ được bơm chìm đặt trong lòng bể bơm lên các bể kế tiếp thu nước cho công đoạn xử lý tại tháp Stripping. - Lưu lượng nước thải được đo van đo lưu lượng tự động, để từ đó điều khiển lại bơm nước thải để vận hành theo đúng lưu lượng yêu cầu và có đầu đo pH để kịp thời hiệu chỉnh công nghệ. - Công tác xử lý bùn cặn vôi: + Bùn cặn vôi tại bể pha sữa vôi được công nhân vận hành cào xúc về bể bùn vôi. + Bùn lắng sau bể lắng I được bơm hút hoặc xả tay định kỳ về bể chứa bùn vôi. Sau đó được bơm hút bằng máy hút bùn lên mang đi chôn lấp. Bước 2: Loại bỏ (N- NH3) bằng hệ thống Stripping - Nước thải sau khi đã được nâng pH (pH = 12), để lượng N - NH4 chuyển thành N- NH3 nước thải sẽ được xử lý bằng tháp Stripping trước khi được cho qua bể Aerotank. - Nước thải trong bể sẽ được bơm tự động bơm lên tháp Stripping theo mức nước đo được trong bể. Các thiết bị của tháp Stripping hoạt động hoặc dừng tự động theo sự hoạt động hoặc dừng của bơm cấp nước từ bể thu nước. - Nhà máy XLNR được lắp đặt 04 tháp Stripping (giữ nguyên theo 02 hệ ban đầu) hoạt động theo nguyên tắc nối tiếp: Nước thải sau Tháp Stripping 1 của hệ 1 sẽ được thu vào bể thu nước rồi được bơm tiếp lên Tháp Stripping 2 của hệ 1 (quá trình tương tự như đối với Tháp Stripping của hệ thứ 2).
50 Bước 3: Xử lý sinh học - Cụm bể sinh học Aerotank có mục đích là để xử lý COD, BOD đồng thời với quá trình Nitrification -Denitrification. - Hệ thống bể Aerotank gồm có 2 bể điều chỉnh pH, 2 bể đệm, 4 bể aeroten và 2 bể lắng thứ cấp. - Bể điều chỉnh pH nhằm mục đích đảm bảo pH về mức 7-8 trước khi vào bể xử lý sinh học Aerotank. - Việc thiết kế bể đệm nhằm đảm bảo ổn định vi sinh vật sau xử lý loại N-NH3, đồng thời bổ sung thêm các chất dinh dưỡng như Phospho và nguồn Carbon (rỉ đường). Bùn sinh học sẽ được hồi lưu trực tiếp về bể này.Hệ thống sục khí sẽ cung cấp ôxy cho quá trình ôxy hoá tại bể đệm. - Quá trình hiếu khí tại bể đệm sẽ đảm bảo cho sự phát triển các vi sinh vật có ích cho quá trình phản ứng tiếp theo. Nước thải và bùn sinh học đã được cấp khí sẽ tiếp tục chảy sang bể Aerotank thuộc loại bể khử nitơ đơn. Bước 4: Xử lý hoá lý (Bể semultech). Nước thải sau khi qua xử lý sinh học sẽ đi qua các bể phản ứng và được bơm lên thiết bị Selmultech. Tại đây, hoá chất sẽ được tự động bổ sung vào để kết tủa hết các chất ô nhiễm không tan tạo thành bùn nhẹ. Sau đó tại ngăn lắng tấm nghiêng bùn được lắng xuống đáy, nước trong chảy qua máng tràn. Nước ra khỏi máng tràn về bể lọc cát. Bùn lắng được xả về bể chứa bùn, hoá sinh học thành phần COD dễ phần huỷ sinh học. Tại bước này, cặn lơ lửng SS và một phần COD/ BOD sẽ được loại bỏ Bước 5: Xử lý cấp 3 (lắng, lọc và ozone) Nước thải đã qua xử lý tại các bước trên được dẫn đến các công đoạn xử lý cuối cùng, lần lượt theo thứ tự: - Bể lọc cát: loại bỏ cặn lơ lửng (SS). - Tháp lọc than hoạt tính: Hấp thụ các chất ô nhiễm. - Hệ xử lý ozone: phân hủy các chất ô nhiễm cuối cùng còn lại trong nước thải.
51 - Khi đó xảy ra hai trường hợp: + Nước thải đã đạt tiêu chuẩn: Nước thải sẽ tự chảy tràn qua bể hoặc được bơm đến Hồ ổn định chứa nước sau xử lý (tại hồ ổn định luôn được cấp khí bằng hệ thống thổi khí) trước khi xả ra môi trường tiếp nhận theo quy định. + Nước thải chưa đạt tiêu chuẩn: Nước thải sẽ được dẫn bơm tuần hoàn trở lại công đoạn tương ứng để xử lý Bậc 2. Bước 6: Công tác xử lý bùn: Bùn từ quá trình xử lý hoá lý, sinh học kỵ khí và sinh học hiếu khí/ thiếu khí (SBR) được bơm về bể chứa bùn số 2. Bùn từ bể chứa bùn sẽ được xe bồn hút thu gom và vận chuyển lên khu xử lý bùn tại khu liên hiệp XLCT Nam Sơn. * Giải pháp quản lý Bãi chôn lấp CTR tại bãi rác Nam Sơn có thời gian hoạt động khá lâu nên thành phần nước rỉ rác phức tạp và có sự biến đổi theo thời gian và theo mùa. Vì vậy, cần có sự quản lý chặt chẽ trong việc vận hành bãi chôn lấp, kiểm soát rác đầu vào và quy trình chôn lấp đúng kỹ thuật: Sau mỗi tầng rác phải được lấp đất và che phủ kín hạn chế tối đa sự xâm nhập nước mưa vào rác khi vận hành, chôn lấp rác nhằm hạn chế nước rỉ rác phát sinh. Cần thiết kế 2 hệ thống thoát nước riêng: hệ thống thu gom và thoát nước mưa; hệ thống thu gom và xử lý rác, kể cả lượng nước mưa thấm qua bãi rác bị nhiễm bẩn. Để giải quyết triệt để vấn đề nước rỉ rác thì ngoài việc đưa ra công nghệ, thiết bị phù hợp thì nên có những giải pháp đồng bộ, vì nước rỉ rác là sản phẩm không mong đợi của công nghệ chôn lấp rác tạo ra, do đó cần thiết: Gấp rút triển khai phân loại rác từ nguồn một cách triệt để, nâng công suất chế biến rác tại nhà máy. Đưa các loại rác hữu cơ dễ phân hủy để làm phân bón, Các loại rác trơ có thể đem đốt để thu hồi dầu DO.
52 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận 1. Lượng nước rỉ rác sinh ra phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí tượng thuỷ văn, địa hình, địa chất của bãi rác, diện tích bề mặt bãi, nhất là khí hậu và lượng mưa. Tốc độ phát sinh nước rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khác nhau của bãi rác. Tại BCL bãi rác Nam Sơn lượng nước rác thay đổi theo mùa từ 13m3 - 180m3/ngày. 2. Kết quả phân tích thành phần nước rỉ rác cho thấy nước rỉ rác của bãi chôn lấp tại bãi rác Nam Sơn hiện nay có các chỉ số ô nhiễm cao, 100% các chỉ tiêu đem phân tích đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Nồng độ COD cao nhất vào đầu mùa mưa 5632mg/l và thấp nhất vào cuối mùa khô (985.5mg/l), tỷ lệ BOD5 /COD luôn nhỏ hơn 0,3 chứng tỏ các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học hoặc không có khả năng phân huỷ tự nhiên sẽ tăng và 4 gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Nồng độ NH + và nitơ tổng cao vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1.15 -3.45 lần. Nước rỉ rác nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn nước và gây độc cho hệ sinh thái tự nhiên.Hầu hết các mẫu nước thải sau xử lý đều đạt quy chuẩn xả thải. Tuy nhiên, tất cả các mẫu nước đầu ra đều có nồng độ nitơ tổng, NH4 đều nằm sát ngưỡng quy chuẩn cho phép. Vì vậy, cần có các biện pháp xử lý thích hợp để khắc phục tình trạng trên trước khi nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận. 3. Dựa trên cơ sở kết quả phân tích và điều kiện thực tế tại đơn vị xử lý nước rỉ rác. Do đó, để khắc phục tình trạng nồng độ nitơ tổng trong nước thải đầu ra chưa đạt quy chuẩn xả thải để phải bố trí bể thiếu khí tuỳ tiện sau bể aerotank trước khi vào công trình xử lý tiếp theo.
53 5.2. Kiến nghị Hiện tại, lượng nước rác tồn đọng chưa được xử lý là rất lớn và ngày càng tăng do rác thải liên tục được đổ vào; trong khi đó, cả ba trạm xử lý nước rác tại Khu liên hợp xử lý CTR Nam Sơn đều vận hành kém hiệu quả. Vì vậy, nhu cầu nâng cấp và cải tạo hệ thống khu xử lý nước rác là vô cùng cần thiết. Đề nghị các cơ quan, tổ chức có liên quan cùng phối hợp thống nhất các phương án, công việc cụ thể để dự án sớm được thi công và đưa vào hoạt động ổn định.
54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Báo cáo đánh giá tác động môi trường (1998), Về xây dựng khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội. 2. Báo cáo quan trắc môi trường định kì (2017), của Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn. 3. Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Dự án hợp nhất 9 ô khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Sơn. 4. Nguyễn Thị Ngọc Bích, Đặng Xuân Hiển (2013), Nghiên cứu so sánh khả năng xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp oxy hóa bằng 03 và Oxy hóa tiên tiến, Tạp chí Quản lý rừng và Môi trường, Số 4-2013, tr. 15-20. 5. Đề án Bảo vệ môi trường chi tiết nhà máy xử lý nước rác Nam Sơn (công ty URENCO). 6. Nguyễn Hồng Khánh, Lê Văn Cát, Tạ Đăng Toàn, Phạm Tuấn Linh (2009), Môi trường bãi chôn lấp chất thải và Kỹ thuật xử lý nước rác, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. 7. Kế hoạch quản lý, vận hành bãi Nam Sơn quý IV năm 2017 và năm 2018 tại khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, URENCO. 8. Kế hoạch quản lý, vận hành bãi Nam Sơn giai đoạn 2018 - 2020 tại khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Hà Nội, URENCO 9. Kế hoạch thực hiện các hạng mục không thường xuyên năm 2018 của Khu liên hợp xử lý chất thải thải Nam Sơn, URENCO. 10. Ngô Trà Mai (2016), Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp rác Đình Lập, Lạng Sơn, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Tập 32, Số 1, Tr. 28-35. 11. Nguyễn Thị Phương (2015), Đánh giá hiện trạng quản lý môi trường tại bãi rác Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
55 12. Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường (2007), “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý COD khó phân hủy sinh học trong nước rác bằng phản ứng fenton”, Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ. 13. Nguyễn Văn Phước (2010), Quản lý và xử lý chất thải rắn, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 14. Văn Hữu Tập (2015), Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp Ozon hóa, Luận văn Tiến sỹ, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lân khoa học và công nghệ Việt Nam. 15. Vũ Đức Toàn (2012), Đánh giá ảnh hưởng của Bãi chôn lấp rác Xuân Sơn, Hà Nội đến môi trường nước và Đề xuất giải pháp, Tạp chí khoa học thủy lợi và môi trường, Số 39(12/2012), tr. 28 - 33. 16. Tô Thị Hải Yến, Trịnh Văn Tuyên (2010), Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy vi sinh rác và nước rỉ rác bằng thay đổi chế độ vận hành và môi trường hóa học trong bãi chôn lấp, Kỷ yếu Hội nghị môi trường toàn quốc (Lần thứ III), Hà Nội, tr. 245-251.