Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống lớp lót đáy Mục đích thiết kế lớp lót đáy BCL là nhằm giảm thiểu sự thấm nước rò rỉ vào lớp đất phía dưới bãi chôn lấp và nhờ đó loại trừ khả năng nhiễm bẩn nước ngầm. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm: sét, cát, sỏi, đất, màng địa chất, lưới nhựa, vải địa chất, sét địa chất tổng hợp. Thông thường lớp lót đáy sẽ bao gồm lớp đất nén chặt dưới cùng, tiếp theo là lớp chống thấm (đất sét, nhựa tổng hợp...), lớp trên cùng là lớp sỏi (lớp đặt hệ thống ống thu gom nước rỉ rác). Hệ thống lót có thể có 1 hoặc 2 lớp (hệ thống) lớp. Đối với hệ thống hai lớp lót kết hợp, lớp lót thứ nhất được dùng để thu gom nước rò rỉ, trái lại lớp lót thứ hai có tác dụng như hệ thống phát hiện sự rò rỉ và hỗ trợ cho lớp lót thứ nhất. Lớp lót bằng đất sét: Trong tất cả các dạng thiết kế, xây dựng lớp lót bằng đất sét, vấn đề quan trọng nhất cần lưu ý khi sử dụng đất sét là khuynh hướng hình thành các vét nứt khi bị khô. Để bảo đảm lớp đất sét có tác dụng theo thiết kế, lớp đất sét phải có độ dày 10,16 15,24 cm được nén thích hợp giữa các lớp kế tiếp. Chỉ nên sử dụng một loại sét khi xây dựng lớp lót. (Ths Nguyễn Xuân Cường, bài giảng quản lý và xử lý chất thải rắn,2012, trang 31) Hệ thống thu khí BCL luôn phát sinh một lượng khí trong quá trình vận hành. Các khí chính bao bồm: NH3, CH4, CO2, H2S, H2, O2, N2. Khí sinh ra từ các ô chôn lấp được thu gom qua GCS được bố trí dạng thẳng đứng hoặc nằm ngang.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BÀI BÁO CÁO: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP TP HCM2017 MỤC LỤC 3.1 GIỚI THIỆU 3.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN 3.2.1 Khái niệm 3.2.2 Quy hoạch bãi chôn lấp 3.3 CÁC QUÁ TRÌNH DIỄN RA TRONG BÃI CHÔN LẤP 3.3.1 Quá trình vật lý - Physical 3.3.2 Quá trình hóa học 3.3.3 Các trình sinh học a) Sự phân hủy hiếu khí – Aerobic decomposition b) Sự phân hủy kỵ khí – Anaerobic decomposition c) Những nhân tố môi trường – Environmental factors 3.3.4 Khối lượng riêng chất thải bãi chôn lấp sụt lún a) Khối lượng riêng – Density b) Sự sụt lún - Settlement 3.4 KỸ THUẬT CHÔN CHẤT THẢI RẮN 3.4.1 Thiết kế bãi chôn rác a Chuẩn bị tài liệu cho công việc thiết kế b Các phận thiết kế BCL 3.4.2 Kỹ thuật vận hành BCL 3.4.3 Thiết bị phục vụ bãi chôn lấp 3.4.4 Giai đoạn đóng BCL 3.5 GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ MÔT TRƯỜNG 3.5.1 Vấn đề nước rỉ rác a Khái niệm b Thành phần c Công thức dự đoán lưu lượng nước rỉ rác d Xử lý nước rỉ rác 3.5.2 Thu khí sinh học Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang a Khí từ bãi chôn lấp 28 b Thành phần tính chất khí sinh học từ bãi chôn lấp 28 c Cơ chế hình thành khí bãi thải 29 d Hệ thống thu gom khí từ bãi chôn lấp 31 3.6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 3.1 GIỚI THIỆU Hiện nay, công nghệ xử lý chất thải rắn, đặc biệt công nghệ xử lý rác nước đưa vào áp dụng cho Việt Nam phần lớn không mang lại hiệu không phù hợp với tình hình thực tế nước ta đặc thù rác thải nước ta phức tạp chưa có công tác phân loại nguồn Với tình trạng , chất thải rắn nước ta đa phần xử lý phương pháp chôn lấp Tỉ lệ rác đem chôn thành phố lớn Hà Nội, Hồ Chí Minh chiếm tới 80-90% Tại Hồ Chí Minh, ngày có khoảng 6.000 rác đem tới bãi chôn lấp, Hà Nội, bãi chôn lấp Nam Sơn hàng ngày tiếp nhận khoảng 3.000 rác Trên địa bàn nước có 17/91 bãi chôn lấp xem hợp vệ sinh Ở khu vực miền Bắc, bãi rác Nam Sơn (Hà Nội), Đá Mài – Tân Cương (Thái Nguyên), Tràng Cát (Hải Phòng) bãi chôn lấp hợp vệ sinh Trong đó, thống kê cho thấy hầu hết đô thị tỉnh miền Trung Tây Nguyên có khu vực chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt, nhiên có đô thị đầu tư bãi chôn lấp hợp vệ sinh chiếm 27,78%, lại 13 đô thị sử dụng bãi chôn lấp hở, không hợp vệ sinh chiếm 72,22% điểm nóng ô nhiễm môi trường đô thị Chôn lấp hình thức cô lập rác thải lòng đất, bao phủ bề mặt lớp đất để ngăn cản trình trao đổi không khí chất thải với môi trường bên Phương pháp chôn lấp thường áp dụng cho đối tượng chất thải rắn rác thải đô thị không sử dụng để tái chế, tro xỉ lò đốt, chất thải công nghiệp Phương pháp chôn lấp thường áp dụng để chôn lấp chất thải nguy hại, chất thải phóng xạ bãi chôn lấp có thiết kế đặc biệt cho rác thải nguy hại Chôn lấp hợp vệ sinh phương pháp kiểm soát phân huỷ chất rắn chúng chôn nén phủ lấp bề mặt Chất thải rắn bãi chôn lấp bị tan rữa nhờ trình phân huỷ sinh học bên để tạo sản phẩm cuối chất giàu dinh dưỡng axit hữu cơ, nitơ, hợp chất amon số khí CO2, CH4 Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang Theo TCVN 6696-2000, bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh khu vực quy hoạch, thiết kế, xây dựng để chôn lấp chất thải phát sinh từ hoạt động khu dân cư, đô thị khu công nghiệp Một bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải đạt yêu cầu sau: • Rác bãi phải đầm, nén • Hằng ngày rác phải che phủ ( đất loại vật liệu khác) để tránh không bị môi trường bên ảnh hưởng • Kiểm soát ngăn ngừa tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng môi trường (chẳng hạn mùi, làm nguồn nước cấp bị ô nhiễm ) Tuy nhiên ưu điểm phương pháp chôn lấp chất thải rắn xử lý lượng lớn khối lượng chất thải với chi phí đầu tư ban đầu thấp chi phí xử lí nhỏ có nhược điểm lớn chiếm nhiều diện tích đất, thời gian phân hủy chậm, gây ô nhiễm mùi cho khu vực xử lý Ví dụ trình phân hủy chất hữu gây mùi, côn trùng gây bệnh (ruồi, muỗi), gây vụ cháy, nổ, ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng tới giao thông rơi vãi rác thải vận chuyển, đặc biệt lượng nước rò rỉ từ rác thải Lượng nước xâm nhập vào môi trường gây tác động xấu đến môi trường xung quanh (đất, nước) 3.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN 3.2.1 Khái niệm Tất định nghĩa “bãi chôn lấp hợp vệ sinh (sanitary landfill) nói tách riêng rác khỏi môi trường rác không độc hại thông qua trình sinh học , hóa học, vật lý tự nhiên.Sự khác chủ yếu định nghĩa khác mức độ phương pháp sử dụng để tách riêng rác thải, yêu cầu quan trắc đóng cửa bãi chôn lấp bảo dưỡng bãi rác sau thời gian hoạt động chôn lấp Ở nước công nghiệp mức độ cách ly yêu cầu hoàn toàn so với nước phát triển Và dĩ nhiên, nước phát triển muốn tách riêng rác thải hoàn toàn cần biện pháp phức tạp tốn Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang Để trở thành bãi chôn lấp hợp vệ sinh, bãi rác phải thỏa mãn điều kiện tổng quát sau: • Rác bãi phải đầm nén • Hằng ngày rác phải che phủ( đất vật liệu khác) để tránh không bị môi trường bên ảnh hưởng • Kiểm soát ngăn ngừa tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng môi trường( chẳng hạn mùi , làm nguồn nước cấp bị ô nhiễm…) Tuy nhiên, nước phát triển ,nếu đòi hỏi bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải thoã mãn hết yêu cầu chi tiết không thực tế mặt kĩ thụât kinh tế Bởi vậy, mục tiêu ngắn hạn đáp ứng đến mức tối đa yêu cầu quan trọng điều kiện kinh tế tài cho phép Mục tiêu dài hạn thoả mãn hết tất yêu cầu cụ thể thiết kế điều kiện vận hành Chỉ đến bãi chôn lấp thoả mãn hết yêu cầu cụ thể thì, lợi ích bãi chôn lấp hợp vệ sinh thấy rõ Trong yêu cầu quan trọng ngăn chặn tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng môi trường Những vấn đề thiết kế hoạt động vận hành bãi chôn lấp hợp vệ sinh thể thông qua tác động bên bãi chôn lấp qua việc đáp ứng yêu cầu minh hoạ hình 3-1 Hình 3-1 Schematic diagram of basic aspects of a sanitary landfill Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 3.2.2 Quy hoạch bãi chôn lấp Trong chương này, quy hoạch tập hợp thông tin loại , khối lượng, tỷ lệ phát sinh , tính chất chất thải cho phép chôn lấp bãi chôn lấp.Thu thập thông tin điều kiện tiên có sở thiết kế phát triển bãi chôn lấp cách có hiệu có hiệu lực.Ví dụ có kiến thức thành phần rác thải dự kiến chôn lấp bãi chôn lấp, giúp nhận thức khả thực việc tái sinh tái sử dụng số thành phần rác thải định.Thật nên lưu ý giả thiết đặt giải pháp giảm bớt lượng rác thải tái chế rác thải lựa chọn ưa thích , chôn lấp thực biện pháp vừa nêu không thực chôn lấp dự kiến giải pháp dành để chôn lấp chất thải lại sau thu hồi, tái sinh tái chế 3.3 CÁC QUÁ TRÌNH DIỄN RA TRONG BÃI CHÔN LẤP Các trình vật lý ,hóa học sinh học nói đến phần Trong trình, trình sinh học có lẽ quan trọng Tuy nhiên trình sinh học lại chịu ảnh hưởng lớn trình vật lý hoá học Trong phần cuối phần bàn thêm số hệ loại trình 3.3.1 Quá trình vật lý - Physical Nói chung, phản ứng quan trọng bãi chôn lấp thường thuộc dạng sau: nén ép (compaction hay compression), phân rã (dissolution), bám hút bề mặt (sorption) Bởi tượng sụt lún (settlement) kèm với nén ép, nên hai tượng thường nói chung với Tương tự, tượng phân rã di chuyển đến nơi khác có liên quan chặt chẽ nhau, mối quan hệ chúng không mức độ tượng nén ép sụt lún Nói chung tất thành phần bãi chôn lấp bị chi phối tượng nói Nén ép tượng diễn liên tục bắt đầu phương tiện đầm nén, giảm kích thước phần tử, tiếp tục sau rác nằm bãi chôn lấp Rác tiếp tục bị nén tải trọng rác trọng lượng lớp đất che phủ Đầm nén đất Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang hạt nhỏ khác phần có tác dụng cố kết ép co đất làm giảm hệ số rỗng (Kehew 1998) Kết cuối tượng nén ép sụt lún bãi chôn lấp hoàn thành Hiện tượng sụt lún tượng sụt lún vật lý, xảy bên cạnh tượng sụt lún khác bị gây loại phản ứng khác (ví dụ mát khối lượng phản ứng hoá học sinh học Lượng nước xâm nhập vào bãi chôn lấp đóng vai trò quan trọng phản ứng vật lý Nước môi trường để phân rã chất hoà tan nước giúp vận chuyển chất không phản ứng Những chất không phản ứng bao gồm hạt vô sinh hữu sinh Kích thước hạt thay đổi từ kích thước siêu hiển vi chất keo đến có tiết diện vài milimét Trong bãi chôn lấp tiêu biểu, chất thải rắn với đa dạng thành phần kích thước hạt tạo điều kiện cho phép trình bám hút bề mặt diễn quy mô rộng, bám hút bề mặt hay gọi trình hấp phụ hiểu gắn phân tử lên bề mặt Là tượng vật lý, bám hút bề mặt trình quan trọng giữ cố định lại chất hữu vô có khả gây tác động có hại thoát môi trường bên Trong đó, giữ vai trò lớn giúp ngăn chặn nguồn gây bệnh (viruses) mầm bệnh (pathogens) số chất hoá học Tuy nhiên, hấp phụ có số hạn chế định, hạn chế vấn đề lưu giữ chất bị hấp phụ Có vài nhân tố làm thay đổi thời gian lưu giữ chất hấp phụ Ví dụ trình phân huỷ sinh học hoá học xảy nơi diễn tượng bám hút bề mặt Hấp thụ (absorption) tượng vật lý khác xảy bãi chôn lấp Nó quan trọng trình hấp thụ giữ lại chất ô nhiễm hoà tan cách giữ nước, chất vận chuyển chất ô nhiễm hạt lơ lửng khỏi bãi chôn lấp Qúa trình hấp thụ trình chất lấy thông qua tượng mao dẫn Khả hấp thụ rác thải đô thị bãi chôn lấp phần lớn hàm lượng cenllulose có chúng Tuy nhiên, cần phải hiểu rằng, trừ bãi chôn lấp xây dựng Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang bãi đất khô cằn, tất bãi chôn lấp cuối tất chất hấp thụ chất khác bãi chôn lấp trở nên bão hoà Như vậy, hấp thụ xem cách trì hoãn tạm thời không mong muốn chất ô nhiễm thoát bên 3.3.2 Quá trình hóa học Ôxi hoá hai dạng phản ứng hoá học chủ yếu bãi chôn lấp Dĩ nhiên, mức độ phản ứng ôxi hoá hạn chế, phản ứng phụ thuộc vào diện ôxi giữ lại bãi chôn lấp xây dựng vận hành bãi chôn lấp Trong trình ôxi hoá, kim loại sắt thành phần có khả bị ảnh hưởng nhiều Dạng phản ứng hoá học thứ hai chủ yếu bao gồm phản ứng xảy có mặt acid hữu cacbon dioxide (CO ) hoà tan nước, tổng hợp từ trình sinh học Phản ứng với acid hữu cacbon dioxide hoà tan thường phản ứng kim loại hợp chất kim loại với acid Sản phẩm phản ứng phần lớn ion kim loại muối tồn nước rò rĩ bãi Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 10 (thuốc bảo vệ thực vật, PCBs,…) Khi chôn lấp thời gian dài chất hữu bãi chôn lấp chuyển sang giai đoạn metan, thành phần ô nhiễm nước rò rỉ giảm xuống đáng kể Khi pH tăng lên (6.6 – 9) làm giảm nồng độ chất vô cơ, đặc biệt kim loại nặng có nước rò rỉ Bảng thể nồng độ thành phần nước rỉ rác bãi chôn lấp (2 năm) bãi chôn lấp lâu năm (10 năm) c Công thức dự đoán lưu lượng nước rỉ rác Khối lượng nước rác tính theo phương trình sau: Q = M(W1 – W2) + [P(1 -R) – E] x S Trong đó: Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 24 Q : lưu lượng nước rác rò rỉ sinh bãi rác (m3/ngày); M : khối lượng rác trung bình ngày (t/ngày); W1 : độ ẩm rác trước nén (%); W2: độ ẩm rác sau nén (%); P : lượng mưa ngày tháng lín (mm/ngày) R : hệ số thoát nước bề mặt E : lượng nước bốc lấy mm/ngày (thường 5-6 mm/ngày); S: diện tích bãi rác (đang vận hành) d Xử lý nước rỉ rác - Gồm bước: Bước 1: Xử lý sơ bộ: Bao gồm hồ chứa nước rác tươi, máy tách rác bể trộn vôi, bể điều hòa,bể lắng cặn vôi Nước thải thu gom làm thoáng sơ bộ, tách rác đồng thời ổn định nước thải đầu vào khử kim loại nước rác Bước 2: Tháp Stripping hai bậc: Dùng để xử lý N-NH3 nước thải Các thiết bị tháp hoạt động dừng tự động theo hoạt động bơm cấp nước thải lên Bước 3: Bể khử Canxi + bể tiền xử lý hóa lý: Dùng để xử lý lắng cặn Canxi nước rỉ rác Bể khử canxi bố trí hệ thống châm hóa chất bể tiền xử lý hóa lý nhằm tăng cường trình xử lý sinh học Bước 4: Bể phản ứng sinh học Seletor + MBBR: Dùng oxy hóa COD,BOD đồng thời với trình nitrification denitrification Bể lắp đặt hệ thống phân phối khí đáy bể để dung cấp khí dạng bọt mịn Khí cấp gián đoạn thông qua van điều khiển Bước 5: Bể xử lý hóa lý: Sử dụng chất keo tụ để xử lý chất lơ lửng nước rỉ rác xử lý phần độ màu Bước 6: Bể oxy hóa fenton hai cấp liên tiếp: Sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa chất mang màu chất ô nhiễm khó phân hủy, sử dụng cấp liên tiếp nhằm làm tăng hiệu suất trình oxy hóa Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 25 Bước 7: Bể lọc khử trùng: Xử lý thành phần cặn lơ lửng nước rác hệ thống bể lọc cát, sử dụng hóa chất NAClO để khử trùng nước thải Bước 8: Hệ thống xử lý bùn: Bùn dư từ công đoạn xử lý bơm đến bể chứa nén bùn Bùn từ bể chứa hút thu gom vận chuyển vào ô chôn rác bãi Thuyết minh chi tiết công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác: Nước thải rỉ rác từ bãi chôn lấp rác thải gom tập trung lại hồ chứa nước Hồ chứa nước bố trí hệ thống sục khí nhằm điều hòa lưu lượng, chất lượng nước thải góp phần xử lý chất có khả phân hủy sinh học Từ đó, nước thải bơm lên song chắn rác tinh, nhằm giữ lại chất rắn có kích thước lớn, đảm bảo hiệu cho công trình phía sau Nước qua SCR chảy vào bể trộn vôi Nước thải rỉ rác bể thêm vôi vào đầu bể cánh khuấy hệ thống sục khí khuấy đều, nâng pH nước thải lên Sau qua bể trộn vôi, nước thải tiếp tục chảy vào bể điều hòa Bể điều hòa trang bị hệ thống khí nhằm điều hòa chất lượng, lưu lượng nước thải Từ bể điều hòa, nước thải bơm qua bể lắng vôi cặn, để lắng, tách cặn vôi cho vào đầu bể, trước bơm lên tháp Stripping để xử lý nitơ Cặn vôi tách ra, lắng đáy bể, dẫn thẳng tới bể nén bùn Có tháp stripping khử Nitơ nối tiếp Nước thải từ bể lắng cặn vôi, bơm vào tháp Stripping từ xuống Trong nước thải có chứa nhiều NH3 NH3 khí không bền, vậy, tồn cân NH3 NH4+ Trong điều kiện pH cao, ta cho vôi vào đầu công đoạn, cân dịch chuyển phía NH3 Lượng khí NH3 nhiều Khi bơm từ xuống, NH3 bị khí từ thổi lên đẩy lên thoát Nước thải sau qua tháp Stripping số chảy vào hố thu tiếp tục bơm lên tháp stripping số để tiếp tục khử Nitơ, đảm bảo hiệu xử lý nitơ Sau qua tháp stripping, nước thải chảy vào bề khử canxi, dòng nước thải thêm H 2SO4 trước Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 26 chảy vào bể nhằm keo tụ chất bẩn, kết tủa ion Ca 2+, giảm pH xuống, đảm bảo hiệu cho công trình xử lý sinh học Nước sau bể khử canxi bơm vào hệ thống SBR Hệ thống SBR gồm cụm bể: cụm bể Selector cụm bể C – tech Nước dẫn vào bể Selector trước sau qua bể C – tech Ở bể C – tech, khí sục vào liên tục với cường độ cao tạo trình sinh học hiếu khí Sau đó, nước thải chảy qua bể C – tech Ở bể C-tech, trình xử lý xảy ba giai đoạn: điền đầy + sục khí, lắng, rút nước Bùn phần thu vào bể chứa bùn, phần tuần hoàn vào bể Selector, phần lại giữ bể C - tech Quá trình cấp khí diễn thời gian đầu chu kỳ, nhằm cung cấp đủ lượng oxy cần thiết cho trình Sau thời gian sục khí vừa đủ, ngừng cấp không khí vào bể C-Tech để lắng, thời gian diễn mãnh liệt trình khử Nitơ Cuối chu kỳ xử lý, nước hút qua bể trung gian thiết bị Decantor Nước bể trung gian tiếp tục bơm vào bể xử lý hóa lý Bể xử lý hóa lý gồm ngăn đóng vai trò cụm thiết bị Keo tụ + Tạo + Lắng Tại ngăn đầu bể xử hóa lý đóng vai trò ngăn keo tụ, hóa chất cho vào dung dịch phèn FeCl 340%và H2SO412% Ngăn tạo bổ sung polymer(0.1%) nhằm lôi kéo cặn lại với tạo thành cặn có kích thước to dễ lắng trước chảy sang ngăn thứ ngăn lắng Quá trình keo tụ, pH tối ưu khoảng 4-5 Bùn thu ống trung tâm đưa vào bể chứa bùn Nước sau lắng oxy hóa Fenton bậc, H 2O2 Fe2+ châm vào bể Đây phương pháp hóa lý nhằm xử lý hợp chất hữu khó phân hủy, mà công trình xử lý sơ sinh học xử lý Các chất hữu khó phân hủy bị oxy hóa thành chất CO2 nước, pH tối ưu bể 2.5-4 Nước tiếp tục qua bể nâng pH đến khoảng -8 Sữa vôi 5% châm vào hố tập trung trung trước lên bể lắng thứ cấp Khi lên bể lắng thứ cấp NaClO 10% Polyme 0.1% châm vào Bùn tạo oxy hóa Fenton lắng Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 27 xả bể chứa bùn Nước tiếp tục dẫn qua bể lọc cát để lọc chất bẩn lại Đặc biệt loại bỏ phần Fe dư có nước trình Fenton để lại Nước tự chảy qua bể khử trùng sau chảy vào hồ hoàn thiện Sau khử trùng chất lượng nước đạt QCVN25:2009/BTNMT, loại A thải hồ tiếp nhận Qua thực tiễn vận hành số công trình thiết kế, công nghệ kiểm chứng xử lý hiệu cao việc xử lý nước thải rỉ rác khó xử lý, ưu điểm công nghệ xử lý triệt để lượng Nitơ nồng độ cao nước thải, chất lượng nước thải đầu ổn định, đạt chất lượng xả thải môi trường xung quanh Các công trình hoạt động ổn định, vận hành dễ dàng, quy trình tự động hóa cao, điều khiển linh hoạt nhiều thông số vận hành SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC (theo công ty tư vấn môi trường Nguồn Sóng Xanh) Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 28 Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 29 3.5.2 Thu khí sinh học a Khí từ bãi chôn lấp - Khí bãi chôn lấp (thường gọi khí “biogas” hay khí sinh học) nhiều sản phẩm sinh từ trình phân hủy sinh học thành phần hữu chất thải bãi chôn lấp b Thành phần tính chất khí sinh học từ bãi chôn lấp - Quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu BCL tạo thành lượng lớn khí sinh vật carbonic CO2, methane CH4, ammonia NH3, hydrogen sulfide H2S, chất hữu bay hơi,… Nếu không thu gom để xử lý tái sử dụng lượng, loại khí gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường không khí, đặc biệt khí CO2 CH4 gây ảnh hưởng đến khí hậu “Hiệu ứng nhà kính” Bảng Tỷ lệ thành phần khí chủ yếu sinh từ BCL (ThS PHẠM THỊ ANH, Trường Đại học Dân lập Văn Lang) Thành phần %(Thể tích khô) CH4 45 – 60 CO2 40 – 60 N2 2–5 O2 0,1 – 1,0 Mercaptans, hợp chất chứa lưu hùynh,… – 1,0 NH3 0,1 – 1,0 H2 – 0,2 CO – 0,2 Các khí khác 0,01 – 0,6 Tính chất Giá trị Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 30 Nhiệt độ (0F) 100 – 120 Tỷ trọng 1,02 – 1,06 Trọng lượng riêng 1,04 (so với khí hydro) Nguồn: Tchobanoglous, et al., 1993 c Cơ chế hình thành khí bãi thải Giai đoạn I: phân huỷ hiếu khí Giai đoạn kéo dài từ vài ngày vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân huỷ Trong giai đoạn thành phần hữu phân huỷ điều kiện hiếu khí lượng không khí bị giữ lại bãi rác trình chôn lấp Nguồn vi sinh vật chủ yếu thực trình phân huỷ chất thải có đất làm vật liệu bao phủ ngày, có thành phần hữu rác từ rác thu gom Giai đoạn II: Giai đoạn phân huỷ kỵ khí Khi ôxy rác bị cạn kiệt phân huỷ chuyển sang dạng phân huỷ kỵ khí Khi bãi rác bắt đầu chuyển sang phân huỷ kỵ khí nitrate sulfate (những chất nhận điện tử phản ứng chuyển hoá sinh học) thường bị khử thành khí nitrogen N2 H2S Khi oxi hoá khử giảm, cộng đồng vi khuẩn thực trình thuỷ phân chuyển hoá hợp chất cao phân tử (lipid, polysacchrides, proteins, nucleic acids) enzyme trung gian thành hợp chất đơn giản thích hợp cho vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng hợp chất đơn giản nguồn lượng carbon cho tế bào chúng Trong giai đoạn II pH nước rò rỉ giảm xuống hình thành acid hữu ảnh hưởng tăng nồng độ CO2 bãi rác Giai đoạn III: Lên men acid Trong bước xảy biến đổi hợp chất hình thành bước thành chất trung gian phân tử thấp acid axêtic CO2 khí chủ yếu hình thành giai đoạn III Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 31 này, lượng nhỏ H2, H2S hình thành Vi sinh vật hoạt động giai đoạn chủ yếu tuỳ tiện hiếu khí pH nước rò rỉ giảm xuống đến giá trị < có mặt acid hữu CO2 bãi rác BOD5, COD độ dẫn điện tăng lên đáng kể suốt giai đoạn III hoà tan acid hữu vào nước rò rỉ Do pH nước rò rỉ thấp nên số thành phần vô cơ, chủ yếu kim loại nặng hoà tan giai đoạn III Giai đoạn IV: Lên men Methanen (CH4) Trong giai đoạn vi sinh vật hoạt động mạnh giai đoạn vi sinh vật kỵ khí gọi vi khuẩn methane Trong giai đoạn này, hình thành methane acid diễn đồng thời hình thành acid giảm đáng kể Do acid hydrogen bị chuyển hoá thành CH4 CO2 nên pH nước rò rỉ bãi rác tăng lên để đạt giá trị trung bình hoá từ 6,8 đến Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng độ dẫn điện nước rò rỉ giảm xuống Giai đoạn V: Giai đoạn ổn định Giai đoạn ổn định xảy sau vật liệu hữu dễ phân huỷ sinh học chuyển hoá thành CH4 CO2 giai đoạn IV Một nhóm vi khuẩn hiếu khí bắt đầu có mặt oxy hoá mêtan thành CO2 Trong suốt giai đoạn ổn định, nước rò rỉ thường chứa acid humic acid fulvic khó cho trình sinh học diễn tiếp Các giai đoạn xảy theo khoảng thời gian khác tuỳ thuộc vào phân bố thành phần chất hữu bãi chôn lấp, vào lượng chất dinh dưỡng, đổ ẩm rác thải, độ ẩm khu vực chôn lấp mức độ ép rác Nếu không đủ ẩm, tốc độ sinh khí bãi chôn lấp giảm Sự gia tăng mật độ chôn lấp rác làm giảm khả thấm ướt chất thải bãi chôn lấp dẫn đến giảm tốc độ chuyển hoá sinh hoá sinh học sinh khí Để giảm thiểu ô nhiễm khí sinh từ trình phân huỷ phân chất hữu cần có biện pháp thu gom xử lý cách hiệu Khí tạo bãi chôn lấp phân hủy yếm khí vi khuẩn Trong bãi rác quản lý cách khí thu gom sử dụng Mục đích sử dụng dao động từ đốt đơn giản cho việc sử dụng khí bãi rác vào sản xuất điện Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 32 giám sát khí bãi rác cảnh báo nhanh xuất gia tăng khí đến mức độ độc hại Ở số nước, phục hồi khí bãi rác mở rộng; Hoa Kỳ, ví dụ, 850 bãi rác có hệ thống thu hồi khí hoạt động bãi rác d Hệ thống thu gom khí từ bãi chôn lấp Cấu trúc ống thu gom khí Mô hình thu gom khí từ bãi chôn lấp để phát điện Khí thải từ bãi rác thu gom giếng thu đặt thẳng đứng, cách Khoảng cách giếng thu 50m đặt so le hai hàng với Trong giếng thu đặt ống HDPE Φ90 đục lỗ Φ20, xung quanh đỗ sỏi 3-5mm Tại bãi chôn lấp bố Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 33 trí hàng giếng thu cách 50m Ống thu gom ngang HDPE Φ150 thu gom khí từ giếng hàng, sau thu ống thu Φ400 Khí gas từ ống thu bơm trạm xử lý: Sẽ đốt đầu đốt (Nếu trạm phát điện từ khí gas) Ống nối với đầu đốt có gắn thiết bị chống lửa cháy ngược lại Vị trí đầu đốt đặt vị trí đảm bảo an toàn cho môi trường xung quanh Khí thải sau đốt phát tán vào môi trường Sẽ dùng để chiết xuất gas Metan (CH4) làm nhiên liệu chạy máy phát điện Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 34 3.6 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 3.6.1 Nguyên vật liệu dụng cụ a) Nguyên vật liệu - Thùng xốp có chiều dài 1m, rộng 0.6m, cao 0.7m - van chiều thu khí - khóa 21 (1 khóa thu khí, khóa thu nước, khóa đo nhiệt độ) - Túi nilon thu khí b) Dụng cụ - Ống đong 1000ml, ống đong 100ml - Nhiệt kế - Cân 100kg 3.6.2 Bố trí thí nghiệm a) Mô hình Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 35 b) Phương pháp lấy mẫu rác - Lần 1: 60kg rác, vị trí bãi rác khu chế xuất Linh Trung, thời gian 07g00 ngày 21/03/2017 Lần 2: 30kg rác, vị trí khu nhà trọ Bờ Hồ, thời gian 10g00 ngày 21/03/2017 - Lần 3: 30kg rác, vị trí chợ Lê Văn Chí, thời gian 11g00 ngày 21/03/2017 Tổng 120kg, sau nhóm phân loại, loại bỏ túi nilon, thủy tinh… Còn lại 100kg rác Sau nén thủ công, nhóm cho 100kg vừa vào thùng xốp c) Thu nước rỉ rác & khí - Thu nước rỉ rác ống đong 1000ml - Thu khí phương pháp choáng chỗ chất lỏng 3.6.3 Kết thí nghiệm Ngày Thể tích khí Thể tích nước Khối lượng Lần thùng rác Nhiệt độ (ml) (ml) 25/03/2017 1250 2000 97.5 350C 28/03/2017 600 2350 94.5 350C 31/03/2017 100 1050 93 340C 03/04/2017 150 800 92 340C 06/04/2017 62 560 91 330C 09/04/2017 40 500 90.5 330C 12/04/2017 37 250 90 320C 15/04/2017 25 10 90 300C 19/04/2017 20 40 89.5 310C 22/04/2017 10 10 50 88.5 310C Từ bảng số liệu ta thấy giai đoạn đầu lượng nước rỉ rác khí sinh nhiều, sau lượng nước rỉ rác lượng khí giảm dần Sau 37 ngày tổng lượng khí sinh 2294ml, tổng lượng nước rỉ rác 7610ml Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 36 3.6.4 Thảo luận - Thể tích thùng xốp: 1m x 0.6m x 0.7m = 0.42m3 0 10 - Khối lượng riêng rác: = 238 kg/m 0.423 Theo lý thuyết, phạm vi khối lượng riêng thông thường chất thải sau vừa đầm nén xong khoảng 475-712 kg/m 3, nhóm dụng cụ đầm nén nên không đạt khối lượng riêng mong muốn ảnh hưởng đến trình phân hủy chất thải (không nén kĩ khoảng rỗng phần tử rác lớn, chứa nhiều oxi hơn, xảy trình hiếu khí nhiều hơn) Cũng theo lý thuyết trình bày, “Những nhân tố ảnh hưởng đến phân hủy bãi chôn lấp thông thường độ ẩm, nhiệt độ, hàm lượng chất dinh dưỡng cho vi khuẩn tiêu thụ độ bền chất thải trước công vi khuẩn Nếu độ ẩm 55% - 60% thấp hơn, trở thành yếu tố hạn chế phân hủy bãi chôn lấp, hoạt động vi khuẩn ức chế tăng dần độ ẩm rơi xuống thấp mức 55% Trên thực tế, hoạt động vi sinh vật dừng hẳn 12% Vì hiểu trình phân hủy diễn chậm bãi chôn lấp Hoạt động đa số vi khuẩn tăng nhiệt độ tăng 40 độ C Đối với loại vi khuẩn giới hạn nhiệt độ chí khoảng từ 55-65 độ C Bởi nhiệt độ vùng nhiệt đới thuận lợi hơn, trình phân hủy chất thải diễn khu vực nói nhanh mức độ cao hơn” Do dụng cụ đo độ ẩm nên nhóm không kiểm soát yếu tố này, nhóm lấy nước rỉ rác liên tục nên độ ẩm mô hình tương đối thấp ức chế hoạt động vi sinh vật Nhiệt độ mô hình dao động từ khoảng 31-350C thấp 400C nên ức chế hoạt động vi sinh vật Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 37 3.6.5 Kiến nghị - Không nên làm mô hình thùng xốp bị thấm nước không nén chặt Nên tạo thành mô hình chôn thực tế để kiểm tra độ sụt lún điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) phù hợp 3.7 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ths Nguyễn Xuân Cường (2012), giảng quản lý xử lý chất thải rắn PGS TS Nguyễn Văn Phước (2008), Quản lý xử lý Chất Thải rắn, NXB xây dựng, Hà Nội Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2006), Luật Bảo vệ môi trường 2005, NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái (2011), Quản lý chất thải rắn, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội TS Cù Huy Đấu (2009), Quản lý chất thải rắn đô thị, NXB Xây dựng, Hà Nội Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 38 ... thuật xử lý chất thải rắn – Chương Trang 15 3.4 KỸ THUẬT CHÔN CHẤT THẢI RẮN 3.4.1 Thiết kế bãi chôn rác Không phương pháp chôn lấp hoàn hảo cho tất địa điểm bãi chôn lấp không thiết có phương pháp. .. lấp chất thải nguy hại, chất thải phóng xạ bãi chôn lấp có thiết kế đặc biệt cho rác thải nguy hại Chôn lấp hợp vệ sinh phương pháp kiểm soát phân huỷ chất rắn chúng chôn nén phủ lấp bề mặt Chất. .. bên Phương pháp chôn lấp thường áp dụng cho đối tượng chất thải rắn rác thải đô thị không sử dụng để tái chế, tro xỉ lò đốt, chất thải công nghiệp Phương pháp chôn lấp thường áp dụng để chôn lấp
