Đang tải... (xem toàn văn)
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
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. NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG SVTH : NGUYỄN PHẠM KHƯƠNG DUY MSSV: 90100445 BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH, 12/2005 LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành nhiệm vụ luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ và động viên của mọi người. Tôi 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 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 tôi những kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường. Xin cảm ơn 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 tôi trong suốt thời gian qua. TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2005 ii iii MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iv DANH SÁCH BẢNG BIỂU vii DANH SÁCH HÌNH viii PHẦN LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT x TÓM TẮT LUẬN VĂN .xi 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 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ÉP RÁC TẠI TRẠM TRUNG CHUYỂN 4 1.1 TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI 4 1.1.1 4 Khái niệm 4 17 .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 12 1.3.3 Ô nhiễm khí thải 13 1.3.4 Tiếng ồn .14 1.4 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC RÁC 14 iv 1.5 KẾT LUẬN .17 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RÁC 18 18 .18 24 .19 2.1 XỬ LÝ CƠ HỌC, HỐ LÝ VÀ HĨA HỌC .25 2.1.1 Tách khí .25 49 .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 bơng và kết tủa 27 2.1.7 Oxy hóa .28 2.1.8 Thẩm thấu ngược 29 2.1.9 Hấp phụ 30 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 Q trình kị khí/thiếu khí (Anaerobic/Anoxic) 46 2.3 MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RÁC MỚI TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 47 2.3.1 Trong nước .47 2.3.2 Ngồi nước .48 MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 67 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .67 83 .67 3.2 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC ÉP RÁC 68 3.2.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lý .68 3.2.2 Cơng nghệ xử lý nước rác trạm trung chuyển 69 3.3 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU .78 3.3.2 Mơ hình bùn hoạt tính .81 3.3.4 Thí nghiệm oxy hóa khử .82 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN .67 4.1 MƠ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ NHẤT 67 4.1.1 Hiệu quả xử lý COD 67 v 110 .67 4.1.2 Hiệu quả quá trình ammon hóa .73 4.2 MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH 75 4.3 MÔ HÌNH LỌC SINH HỌC KỊ KHÍ THỨ HAI 78 4.3.1 Giai đoạn không bổ sung CHC .78 4.3.2 Giai đoạn có bổ sung CHC 82 4.4 KẾT QUẢ KIỂM CHỨNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RÁC TRÊN NHỮNG ĐIỀU KIỆN LỰA CHỌN 87 4.4.1 Hiệu quả xử lý COD 88 4.4.2 Hiệu quả khử Nitơ .89 4.5 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC .92 4.5.1 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK1 .92 4.5.2 Tính toán thông số động học mô hình LSHKK2 .95 4.5.3 Tính toán thông số động học mô hình bùn hoạt tính .97 4.6 XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ (COD) .100 4.6.1 Phương án 1 100 4.6.2 Phương án 2 .101 4.7 KHÁI TOÁN CHI PHÍ XỬ LÝ .106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .111 1. KẾT LUẬN .111 2. KIẾN NGHỊ 111 111 .111 TÀI LIỆU THAM KHẢO .112 PHỤ LỤC vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU 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 43 Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần và tính chất nước rác ban đầu .67 Bảng 3.2 Tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước rác 69 Bảng 3.3 Các phản ứng oxy hóa khử trong quá trình phân hủy kị khí các aminoacids .72 Bảng 3.4 Thế oxy hóa của một số chất oxy hóa .76 Bảng 3.5 Năng lực oxy hóa tương đối của một số chất 76 Bảng 4.1 Các phản ứng sinh hóa với cơ chất sinh metan và độ kiềm .70 Bảng 4.2 Tốc độ khử nitrat khi sử dụng methanol và acid acetic làm nguồn CHC 86 Bảng 4.3 Biến thiên pH và COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian 94 Bảng 4.4 Biến thiên hàm lượng cơ chất của mô hình LSHKK2 theo thời gian .95 Bảng 4.5 Biến thiên hàm lượng cơ chất trong mô hình bùn hoạt tính 98 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm xử lý nước rác bằng mô hình lọc sinh học hiếu khí 101 Bảng 4.7 Sự thay đổi độ màu khi thay đổi hàm lượng hóa chất 101 Bảng 4.8 Sự thay đổi nồng độ COD khi thay đổi hàm lượng hóa chất .102 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 vii DANH SÁCH HÌNH 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 .70 Hình 3.2 Mô hình lọc sinh học kị khí 1 80 Hình 4.1 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h .67 Hình 4.2 Biến thiên hàm lượng COD và hiệu quả xử lý trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h .68 Hình 4.3 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK1 .68 Hình 4.4 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và TKN trong mô hình LSHKK1 73 Hình 4.5 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 24h 73 Hình 4.6 Biến thiên hàm lượng N-NH3 trong mô hình LSHKK1 với HRT = 48h 74 Hình 4.7 Biến thiên hàm lượng N-NH3 theo thời gian trong mô hình BHT 75 Hình 4.8 Biến thiên hàm lượng N-NH3, N-NO2, N-NO3 theo thời gian trong mô hình BHT .76 Hình 4.9 Biến thiên hàm lượng COD theo thời gian trong mô hình BHT 76 Hình 4.10 Biến thiên pH theo thời gian trong mô hình BHT .76 Hình 4.11 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 79 Hình 4.12 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC 79 Hình 4.13 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi không bổ sung CHC .79 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 80 Hình 4.15 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 83 Hình 4.16 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol 83 Hình 4.17 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung methanol .83 Hình 4.18 Biến thiên hàm lượng N-NOx trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic .84 Hình 4.19 Biến thiên hàm lượng COD trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 84 Hình 4.20 Biến thiên pH trong mô hình LSHKK2 khi bổ sung acid acetic 84 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 .85 Hình 4.22 Biến thiên hàm lượng COD qua các mô hình .88 Hình 4.23 Biến thiên pH qua các mô hình .88 viii Hình 4.24 Biến thiên hàm lượng Nitơ tổng qua các mô hình 89 Hình 4.25 Biến thiên hàm lượng N-NOx qua các mô hình 90 Hình 4.26 Biến thiên hàm lượng N-NH3 qua các mô hình 90 Hình 4.27 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình LSHKK1 theo thời gian .94 Hình 4.28 Biến thiên hàm lượng N-NOx của mô hình LSHKK2 theo thời gian .96 Hình 4.29 Biến thiên hàm lượng N-NH3 và N-NOx của mô hình BHT theo thời gian .99 Hình 4.30 Đồ thị biễu diễn quan hệ x - y .99 Hình 4.31 Biến thiên hàm lượng COD của mô hình lọc sinh học hiếu khí 101 Hình 4.32 Biến thiên độ màu Pt – Co theo liều lượng hóa chất 102 Hình 4.33 Biến thiên hàm lượng COD theo liều lượng hóa chất .103 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 ix PHẦN LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT 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 CHC Cacbon hữu cơ CITENCO Công ty Môi trường Đô thị TP. HCM COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxygen demand) CTR Chất thải 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 Agency) 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) x [...]... 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... 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 hai 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... 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: 11 Chương 1: Tổng quan về nước ép rác tại trạm trung chuyển Trạm trung chuyển Vận chuyển số 3 (150... 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 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 ép rác tại trạm trung chuyển có thành phần chất... chất lượng môi trường của các trạm trung chuyển ở TP HCM • Tổng quan các công nghệ xử lý nước 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... bãi rác Tuần hoàn nước 24 Chương 2: Tổng quan các phương pháp xử lý nước rác Các phương pháp xử lý được trình bày trong bảng 2.1 đều có thể áp dụng để xử lý các loại nước 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. .. và tính chất nước ép rác tại các trạm trung chuyển có thể được xem như gần giống với nước 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 15 Chương 1: Tổng quan về nước ép rác tại trạm trung chuyển Bảng 1.4 Thành phần, tính chất nước rác tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp tại các thời... 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 2 Giới thiệu chung • 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 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. .. 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 ép rác tại các trạm trung chuyển có thành phần phức tạp,... rác đô sinh hoạt tăng lên, lượng nước 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 . trạm trung chuyển .............................................................7 Bảng 1.3 Thành phần, tính chất nước ép rác trạm trung chuyển 12B Quang Trung, . 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
