Biện pháp xử lý nước thải rỉ rác hiệu quả

Việt Nam luôn nằm trong top các quốc gia ô nhiễm nhất thế giới khi mà tốc độ ô thị hóa và mật độ dân số không ngừng tăng cao, đi đôi với chất lượng môi trường không ngừng bị suy thoái. Nguyên nhân được cho là do chúng ta không kiểm soát được các nguồn gây ô nhiễm như chất thải rắn, chất thải nhựa, và đặc biệt là nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp rác. Trong khi các công tác xử lý nước thải khu công nghiệp dần đi vào ổn định thì xử lý nước thải rỉ rác lại trở thành vấn đề đối với các nhà khoa học.

1. Nước thải rỉ rác là gì?

Nước thải rỉ rác là nước phát sinh từ các bãi chứa rác thải, loại nước thải này thường có đặc trưng mùi hôi thối, tích tụ nhiều chất độc hại, kim loại nặng, vi khuẩn, vi trùng gây bệnh,… có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao.

Khi chúng len lỏi vào đất, nguồn nước ngầm sẽ bị đe dọa, nếu chúng chảy vào kênh, rạch, sông ngoài sẽ làm môi trường và hệ sinh thái ở khu vực đó bị hủy hoại. Chính vì thế cần xử lý triệt để nguồn nước rỉ rác trước khi dẫn chúng ra ngoài môi trường.

Đặc điểm của nước thải rỉ rác

So với các loại nước thải khác, nước thải rỉ rác có sự khác biệt về lưu lượng và thành phần ô nhiễm như:

Đặc điểm về lưu lượng: Lưu lượng nước thải rỉ rác tùy thuộc vào nhiều yếu tố như tuổi thọ của bãi rác, thành phần rác, độ sâu chôn rác, điều kiện thời tiết, thủy văn của khu vực chứa bãi rác, chế độ vận hành của bãi rác, v.v...

Đặc điểm thành phần: Thông thường, đặc trưng thành phần ô nhiễm của nước thải rỉ rác thay đổi tùy vào mỗi giai đoạn của quá trình phân hủy sinh học nhưng nhìn chung nước thải tại các bãi rác chứa hầu hết các thành phần ô nhiễm như vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, các tạp chất như amoniac, sunfua, nitơ, chất độc hại như thủy ngân, kẽm, đồng, crom, chì; các muỗi vô cơ như SO₄, CO₃, Cl-, v.v...

2. Giải pháp xử lý nước thải rỉ rác

Trước đây có khá nhiều công nghệ xử lý nước thải rỉ rác như kết hợp nước rỉ rác với nước sinh hoạt, quay vòng nước rỉ rác, xử lý hóa lý hoặc xử lý bằng hồ sinh học. Ngoài ra, nhiều công nghệ xử lý nước thải được chuyển giao từ nước ngoài nhưng hầu như kết quả xử lý vẫn chưa cao vì không phù hợp với đặc điểm nước rỉ rác của Việt Nam. Hàng ngày, nước rỉ rác vẫn tiếp xúc với môi trường, làm tăng nguy cơ lây lan nhiều căn bệnh đến môi trường và sức khỏe con người.

Vừa qua, Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm (Đại học Bách khoa Hà Nội) đã xây dựng thành công hệ thống xử lý nước thải rỉ rác và đưa vào thí điểm tại một số bãi chôn lấp tuyến huyện.

Chính vì thế, dự án của Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm đã nghiên cứu và giới thiệu công nghệ xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ sinh học. Giải pháp này sử dụng chất oxy hóa mạnh là H₂O₂ để phá vỡ cấu trúc các chất khó phân hủy trong nước rỉ rác thành chất dễ phân hủy hơn. Tiếp theo đó, kích thích quá trình phân hủy chất hữu cơ để vi sinh vật hiếu khí tăng khả năng phá vỡ cấu trúc của những hợp chất này.

Điều kiện để công nghệ này đạt hiệu quả cao đó là cần loại bỏ hết lượng H₂O₂ tồn dư, giúp duy trì nồng độ oxy hóa hòa tan và hiệu quả xử lý của các vi sinh vật hiếu khí. Trong môi trường cấp khí mạnh trong môi trường lỏng với thiết bị trộn - sục khí tầng sôi mà công nghệ có thể giải quyết triệt để nước rỉ rác.

So với các thiết bị cấp khí bình thường thì sục khí phân tán trong công nghệ này có đặc tính phân tán mạnh và cạnh tranh hơn. Ưu điểm nổi trội của thiết bị trộn - sục khí đó là sự kết hợp đồng thời nhưng tách biệt 3 cánh quạt, điều này giúp làm giảm quá trình vận chuyển ly tâm 3 cấu trúc phân tử nước phía trên, khí ở khu vực giữa và nước phía dưới hoàn toàn độc lập với nhau.

Đặc biệt, thiết bị khai thác có khả năng vận chuyển khí lớn của quạt ly tâm cho phép điều chỉnh được lượng không khí sục vào môi trường lỏng. Đây là đặc tính không thực hiện được khi sử dụng thiết bị khuấy trộn tua bin rỗng. Thiết bị này kích thích quá trình lên men hiếu khí, có thể ứng dụng trực tiếp trong xử lý nước thải, xử lý nước hồ hay xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản. 

Ngoài ra, chúng có thể ứng dụng để trộn và phân tán 2 pha khí và lỏng hoặc linh động giữa 2 pha với nhau nhằm cải thiện hiệu quả quy trình trích ly các phân tử nước khi chuyển từ pha này sang pha khác.

Như vậy, với phát minh tiên tiến này, vô cùng thân thiện với môi trường, thiết bị trộn - sục đã giải quyết và tháo gỡ những vướng mắc trong việc xử lý môi trường nói chung và nước thải rỉ rác nói riêng ở Việt Nam. Đó là cách tốt nhất để tạo ra môi trường hiếu khí đối với hệ thống xử lý sinh học nước rỉ rác giúp kiểm soát và giảm ô nhiễm tại nhiều bãi chôn lấp rác thải sinh hoạt ở gần các khu dân cư.

3. Sơ đồ công nghệ và quy trình xử lý nước thải rỉ rác

Quy trình xử lý nước thải rỉ rác được tiến hành qua nhiều giai đoạn như sau:

Xử lý cơ học (xử lý sơ bộ)

Nước thải được thu gom và được làm thoáng, xử lý sơ bộ như tách rác, sau đó qua bể trộn vôi, bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và khử một phần kim loại trong nước. Sau đó nước thải được dẫn qua bể lắng cặn vôi để khuấy trộn nhằm tăng phản ứng giữa vô và nước thải, lúc này pH được nâng lên 9 - 10 trước khi được dẫn sang bể điều hòa. 

Tháp stripping hai bậc, khử Canxi

Nước sau khi lắng cặn vôi sẽ chảy đến bể điều chỉnh độ pH 1 rồi bơm lên tháp Stripping 1, tự chảy về bể điều chỉnh độ pH2 trước khi được bơm lên để loại bỏ N-NH₃ tại tháp Stripping 2. Nướcthải rỉ rác sau quá trình xử lý sơ bộ có độ pH thấp nên  được bổ sung thêm NaOH để duy trì giá trị pH = 7-7.5 là điều kiện thuận lợi cho xử lý sinh học kỵ khí.

Sau đó, nước thải từ tháp Stripping 2 di chuyển sang bể khử Canxi nhằm loại bỏ ion Ca₂⁺ trước khi bước vào các bể xử lý sinh học. Ở đây, nước thải được pha trộn hóa chất trên đường ống, ion Ca₂⁺ sẽ hình thành kết tủa trắng, còn phần nước thải sẽ theo máng thu đi qua bể xử lý sinh học.

Cụm bể xử lý sinh học

Bể xử lý sinh học thiếu khí Anoxic kết hợp với bể xử lý hiếu khí Aerotank để khử BOD, nitrat hóa, khử NH^₄+, khử NO^3- thành N₂. Tại bể hiếu khí Aerotank, máy thổi khí hoạt động liên tục nên không khí được cấp liên tục vào bể, đồng thời, vi sinh bổ sung định kỳ vào bể. Chúng phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm thành H₂O và CO₂.

Bể lắng

Sau khi được xử lý sinh học, nước thải chảy qua bể lắng, phần bùn được lắng xuống đáy, nước thải chảy vào máng thu.

Xử lý bằng phương pháp Fenton

Nước sau khi lắng được xử lý màu, mùi và các chất ô nhiễm còn sót lại trong nước thải mà các quá trình xử lý trước đó chưa xử lý hết nhờ vào quá trình oxy hóa nâng cao. Các hóa chất Fe2+, H2O2 được châm vào bể và xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, trong quá trình này, pH tối ưu là trong khoảng 2,5 - 4.

Khử trùng nước thải

Sau đó nước thải được khử trùng bằng hóa chất để tiêu diệt các vi khuẩn để đảm bảo an toàn cho nguồn tiếp nhận.

Xử lý bùn

Sau cùng, bùn từ hệ thống sẽ được dẫn về bể xử lý bùn và được ép để làm giảm bớt trọng lượng trước khi được đem đơn vị chuyên xử lý đi thu gom, chôn lấp.

Tìm hiểu thêm: phương pháp xử lý nước thải lò hơi

5. Tài liệu tham khảo

Trong bài viết này, chúng tôi sử dụng các nguồn tài liện tham khảo sau:

1. Tài liệu Bộ phận công nghệ Công ty môi trường Hợp Nhất;

2. Tổng hợp Internet.