Ðề xuất giải pháp xử lý nước rác phù hợp với điều kiện Việt Nam

15/09/2015

     Nước rác hay nước rỉ rác là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp (BCL). Nước rác có mặt tích cực và tiêu cực cho hoạt động của BCL. Nước cần cho một số quá trình hóa học và sinh học diễn ra khi phân hủy rác hữu cơ. Tuy nhiên, nước có thể làm xói mòn đất và thấm trong tầng nước ngầm hay chảy vào nguồn nước mặt, gây ô nhiễm nguồn nước.      Nước rác được hình thành trong quá trình chôn lấp vận hành bãi rác với nhiều nguồn khác nhau như: Nước sinh ra do quá trình sinh hóa phân hủy các chất hữu cơ; Mực nước ngầm có thể dâng lên và rỉ qua các vách của ô chôn rác; Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm vào rác; Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp rác trước khi phủ đất và trước khi ô rác đóng lại; Nước mưa rơi xuống khu vực BCL sau khi ô rác đầy.      1. Công nghệ xử lý nước rác (XLNR) trên thế giới      Hiện nay, trên thế giới đang áp dụng 2 công nghệ XLNR, đó là: Công nghệ, kỹ thuật vật lý, cơ lý và hóa học áp dụng các quy trình điều hòa, tuyển nổi, lọc cát truyền thống, lọc màng (hình 1) bao gồm: Sử dụng màng vi lọc, (MF), tới cỡ hạt 0,1 µm, siêu lọc (UF: lọc tới cỡ hạt 0,01 µm) để lọc nước rác, sau đó cho nước rác đã được xử lý thẩm thấu ngược (RO), cuối cùng xử lý lọc nano (NF), trung hòa, keo tụ kết tủa, trao đổi iôn, ôxy hóa nâng cao bằng ôzôn, fentôn, hấp phụ các thành phần còn lại của nước rác. Mỗi loại hình công nghệ, đều có ưu nhược điểm nhất định về các khía cạnh xây dựng, lắp đặt và vận hành nên trong quá trình nghiên cứu khả thi và dự án đầu tư cụ thể, người thiết kế phải so sánh về vốn đầu tư và chi phí vận hành để lựa cho công nghệ phù hợp.      Công nghệ, kỹ thuật sinh học áp dụng quy trình kỵ khí UASB, AF, hiếu khí anoxic, hiếu khí (AAO, AO) để xử lý rác, sau đó đưa lượng nước rác qua bể phản ứng màng sinh học chuyển động (MBBR), bể phản ứng màng sinh học theo mẻ (SBBR) để lọc, cuối cùng nước rác được đưa vào hồ sinh học hoặc với bãi lọc ngầm trồng cây (hình 2).      2. Thành phần tính chất nước rác và công nghệ áp dụng XLNR tại Việt Nam      2.1. Kết quả nghiên cứu thành phần, tính chất nước rác ở Việt Nam      Từ những năm 1990 - 1995, vấn đề xử lý ô nhiễm nước rác đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Điển hình là những nghiên cứu của Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, trường Đại học Xây dựng (CEFTIA); Viện Công nghệ Môi trường - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam… Kết quả nghiên cứu cho thấy, thành phần nước rác hữu cơ (BOD, COD) và Nitơ (T-N, NH3) rất cao ở các BCL rác Mễ Trì, Thành Công, Thủ Lệ (Hà Nội) và bãi rác Đông Thạnh (TP. HCM) (bảng 1); Khu xử lý chất thải thị trấn Quất Lâm huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định (bảng 2).   Hình 1. Cấu hình màng và modul lọc các loại Membrane system bay Kubota= Hệ thống màng do Kubota chế tạo Flat-sheet membranes=Các tấm màng lọc Membranes rack = Hộp đặt các tấm màng (nhìn bên ngoài)   Hình 2. Sơ đồ thu gom, XLNR bằng công nghệ thấm lọc tại BCL TP. Vancouver, Canađa   Bảng 1. Thành phần tính chất nước rác BCL Nam Sơn và Đông Thạnh TP. HCM Thành phần Đơn vị BCL Nam Sơn* BCL Đông Thạnh** pH   5,3 - 8,3 6,16 COD mg/l 3 000 - 45 000 54 557 BOD mg/l 2 000 - 30 000 42 478 TSS mg/l 200 - 1 000 1 560 VSS mg/l 326 1 180 EC /TDS ms/cm/ mg/l 17,43/ - - / 18 640 NH4+ mg/l 10,32 - NO2- / N- NO2- mg/l 12/ - / 0,024 NO3- / N- NO3- mg/l 0,148/ - / 1,15 Cl- mg/l - 4 300 SO43- mg/l - 1 216 PO43- mg/l - 39,130 PTC mg/l 43,35 - Độ cứng tổng cộng mgCaCO3/l - 8 400 Độ cứng canxi mgCaCO3/l - 6 200 As mg/l - 0,18 Cd mg/l Vết 0,02 Cr mg/l Vết 4,1 Cu mg/l - 0,2 Pb mg/l 1x10­-4 1,05 Hg mg/l - 0,0011 Ni mg/l Vết 0,05 Zn mg/l - 1,7 Tổng Coliform MPN/100ml 150X 104    Nguồn :    * Hướng dẫn vận hành trạm XLNR Nam Sơn              ** CENTEMA 5-2000 Bảng 2. Thành phần nước rác tại Khu xử lý chất thải thị trấn Quất Lâm, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Min Max 1 pH - 7,2 8,2 2 Độ dẫn ms/cm 5,05 11,3 3 Độ kiềm mgHCO3-/L 384 689 4 TDS mg/L 3617 7153 5 SO­4-2 mg/L 127,9 441 6 NH4+ mgNH4+/L 13,5 197 7 NO3- mgNO3-/L 0,4 3,4 8 CODCr (KL) mgO2/L 221 2382 9 CODCr mgO2/L 117 1304 10 TSS mg/L 18 155 11 N tổng mg/L 17,9 236 12 P tổng mgP/L <0,1 7,8 13 BOD5 mgO2/L 46 513 14 Độ màu Pt-Co - 178 712 15 BOD5/COD - 0,048 0,368        Qua kết quả nghiên cứu trên, các chuyên gia đã đưa ra các đánh giá cụ thể như sau: Hiện nước ta chủ yếu áp dụng phương pháp chôn lấp rác, làm compost, đốt hay tạo viên đốt thu hồi năng lượng… tuy nhiên các phương pháp này đều chưa xử lý được nước rác. Do đó, mức độ ô nhiễm của nước rác ở các đô thị Việt Nam cao và phức tạp.      Những đô thị không phân loại và thu hồi những vật liệu có thể tái chế, tái sử dụng, nhất là những chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học mà đưa đi chôn lấp toàn bộ sẽ làm lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, không khí.      Ngoài ra, việc vận hành BCL, kể cả BCL hợp vệ sinh nhưng thực hiện không đúng quy cách cộng với điều kiện thời tiết khí hậu của Việt Nam đã ảnh hưởng rất lớn đối với thành phần tính chất nước rác, gây nhiều khó khăn cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp để XLNR.      2.2. Một số công nghệ XLNR đã được áp dụng tại Việt Nam      Hiện các trạm XLNR ở Việt Nam chủ yếu áp dụng mô hình hóa học, hóa lý, sinh học (CEEN) của Công ty Minh Đức, với quy trình khép kín, nước rác sẽ được đưa vào hồ sinh học sau đó bơm qua hệ thống xử lý hiếu khí bằng bể aêrôten với bùn hoạt tính, kết hợp thiếu khí (anôxic) và thổi khí loại bỏ NH3, sau đó đưa vào hồ ổn định và xả ra ngoài. Có thể kể đến 2 trạm XLNR điển hình là:      Trạm XLNR tại BCL Gò Cát (TP. HCM) được các chuyên gia Hà Lan phối hợp cùng Việt Nam xây dựng, với công nghệ hiện đại và tiên tiến, chi phí xây dựng khoảng hơn 1 tiệu USD vào năm 2003. Công nghệ xử lý bao gồm: Bể thu Ô Trạm bơm Ô UASB kết hợp loại bỏ canxi Ô Xử lý hiếu khí bằng bể aêrôten với bùn hoạt tính Ô Lắng Ô Hồ sinh học. Nhìn chung chất lượng sau xử lý đạt tương đối tốt (bảng 3).   Bảng 3. Chất lượng nước qua từng công trình của trạm xử lý Gò Cát Thông số Sau hồ tiếp nhận Sau UASB Sau SBR Hồ sinh học PH 5,8 - 6,8 7,5 - 7,7 7,5 - 7,9 7,2 - 7,8 COD 2,650 - 6,850 1.810 - 2,230 550 - 780 56 - 71 Tổng N 225 - 586 152 - 356 88 - 165 12 - 22 Tổng P 33 - 42 19 - 23 12 - 19 0,5 - 0,6        Trạm XLNR tại BCL Kiêu Kỵ (Gia Lâm-Hà Nội): Dự án do Xí nghiệp Môi trường Đô thị, huyện Gia Lâm làm chủ đầu tư, đang trong giai đoạn vận hành thử công trình XLNR công suất 150 m3/ngày. Nước rác được xử lý sau đó đưa ra hồ sinh học hai bậc, với làm thoáng nhân tạo, trong hồ có trồng bèo lục bình (bèo tây). Kế quả cho thấy, hiệu quả xử lý tốt. Chỉ tiêu COD của nước đầu ra dưới 100 mg/l.      3. Đề xuất giải pháp XLNR phù hợp với điều kiện Việt Nam      Một là, Việt Nam cần khảo sát, nghiên cứu đánh giá sự hình thành nước rác trong điều kiện cụ thể từng địa phương, vùng miền; Dự đoán, tính toán cụ thể khối lượng hình thành nước rác và đặc điểm, mức độ ô nhiễm hay nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác.      Hai là, xác định và lựa chọn nguồn tiếp nhận nước rác sau xử lý (xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận; Xả ra mạng lưới thoát nước thải và xử lý chung với nước thải sinh hoạt đô thị). Việc lựa chọn này phải phù hợp với điều kiện của địa phương.   Hình 3. Trạm XLNR tại BCL Kiêu Kỵ        Ba là, nên áp dụng các loại hình công nghệ phù hợp, thân thiện với môi trường như: Công nghệ tuyển nổi, lắng; công nghệ lọc (lọc cát truyền thống, lọc màng theo modul, vi lọc, lọc nano); công nghệ keo tụ, ôxy hóa nâng cao; công nghệ hiếu khí, kỵ khí hay kỵ khí - hiếu khí kết hợp, các loại hình như UASB, lọc kỵ khí, SBR, hồ sinh học các loại…; Sử dụng EM và các loại hóa chất thông dụng để XLNR; Sử dụng công nghệ lọc hấp phụ, RO và các loại hình công nghệ, kỹ thuật khác... Đối với các bãi chôn lấp nhỏ, lượng nước rác tạo thành không nhiều thì hồ sinh học có làm thoáng nhân tạo kết hợp trồng thực vật là phù hợp. Đối với các khu liên hợp và BCL lớn, đòi hỏi công nghệ XLNR rất phức tạp bao gồm công nghệ sinh học kỵ khí kết hợp hiếu khí cùng với xử lý hóa học, vật lý và cuối cùng là hồ sinh học.   GS. TS.Trần Hiếu Nhuệ Viện Kỹ thuật nước và Công nghệ Môi trường (IWEET) ThS. Lương Ngọc Khánh Cục Hạ tầng Kỹ thuật - Bộ Xây dựng Nguồn: Tạp chí Môi trường, số 8/2014