ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM VIỆN KTNĐ&BVMT _ BÁO CÁO TỔNG HỢP Đề tài: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ KHẢ THI ĐỂ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC HIỆN HỮU TẠI BÃI CHƠN LẤP GỊ CÁT TRÊN CƠ SỞ ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ CỦA CÁC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU DO SỞ KHCN TP HCM CHỦ TRÌ GIAI ĐOẠN 2000 – 2007 (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày13/12/2007) CƠ QUAN CHỦ TRÌ VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI TS Trần Minh Chí TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 12/2007 Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA MỞ ĐẦU Chương CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác giới 1.1.1 Bãi chôn lấp Buckden South Anh 1.1.2 Hệ thống xử lý nước rỉ rác hai BCL rác sinh hoạt Mỹ 1.1.3 Công nghệ xử lý nước rác Đức 1.1.4 Công nghệ xử lý nước rác Hàn Quốc 1.1.5 Công nghệ xử lý nước rác Nhật 1.2 Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác nước 10 1.2.1 Bãi chôn lấp Đông Thạnh – Tp.HCM 10 1.2.2 Bãi chôn lấp Nam Sơn – Nam Sơn 12 1.2.3 HTXL NRR BCL Trảng Dài - TP Biên Hòa - tỉnh Đồng Nai 14 Chương HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TẠI BCL GÒ CÁT 19 2.1 Giới thiệu thơng tin BCL Gị Cát 19 2.2 HTXL NRR hữu BCL Gò Cát 19 2.3 Trục trặc kỹ thuật nguyên nhân 22 2.4 Các giải pháp tiến hành Ưu điểm hạn chế 23 Chương TỔNG QUAN CÁC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU GIAI ĐOẠN 2000 – 2007 24 3.1 Các đề tài nghiên cứu giai đoạn 2000 – 2005 24 3.2 Các cơng trình xử lý nước rỉ rác 26 3.3 Các đề tài nghiên cứu giai đoạn 2006 – 2007 27 3.3.1 Nghiên cứu áp dụng công nghệ oxi hóa nâng cao (AOPs) 28 3.3.2 Nghiên cứu xử lý chế phẩm vi sinh giá thể diatomit 31 3.3.3 Nghiên cứu xử lý công nghệ kết hợp sinh học hoá học 35 3.3.4 Nghiên cứu áp dụng công nghệ anammox 42 3.3.4.1 Nguồn gốc ammonium nươc thải 42 3.3.4.2 Độc tính ammonium 43 3.3.4.3 Các tiêu chuẩn môi trường hợp chất chứa nitơ 44 3.3.4.4 Các phương pháp xử lý nước thải giàu ammonium truyền thống 45 3.3.4.5 Xử lý Ammonium phương pháp sinh học truyền thống 45 3.3.4.6 Các kỹ thuật xử lý ammonium công nghệ sinh học nước thải 50 Chương THẢO LUẬN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG TIÊU CHÍ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO HTXL NRR BCL GÒ CÁT 53 4.1 Đánh giá chung 53 4.2 Xây dựng tiêu chí lựa chọn 55 Chương MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN KHẮC PHỤC 56 5.1 Phương án quay vòng NRR 56 5.2 Phương án áp dụng cơng nghệ hóa học AOPs 58 5.3 Phương án áp dụng cơng nghệ thổi khí (air stripping) 60 5.4 Phương án áp dụng công nghệ ANAMMOX 61 5.5 Phương án kết hợp Trickling filter Air stripping với hậu xử lý trình Fenton 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 A Kết luận 64 B Kiến nghị 65 Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AOPs AS BCL BOD CENTEMA COD FBR FBBR HTR LFG KHCNMT KTNĐ&BVMT NRR SBR SS TSS TOC TF TKN UAF UASB VFAs VOL VSS VITTEP q trình ơxy hố tiên tiến bùn hoạt tính bãi chơn lấp nhu cầu oxy sinh hố Trung tâm Cơng nghệ Quản lý Mơi trường nhu cầu oxy hoá học thiết bị đệm cố định thiết bị sinh học đệm cố định thời gian lưu thủy lực khí bãi rác Khoa học – Cơng nghệ – Môi trường Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường nước rỉ rác thiết bị mẻ luân phiên chất rắn lơ lửng tổng chất rắn lơ lửng tổng carbon hữu (hệ thống) lọc nhỏ giọt tổng nitơ Kjeldahl (hệ thống) lọc kỵ khí dịng hướng lên (hệ thống) đệm bùn kỵ khí dịng hướng lên (các) axit béo bay tải trọng hữu thể tích chất rắn lơ lửng (có thể bay hơi) Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Minh Chí Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA TS Trần Minh Chí GS TS Ngơ Kế Sương TS Trần Ứng Long TS Nguyễn Phước Dân ThS Nguyễn Thị Phương Loan ThS Ngô Văn Thanh Huy CN Nguyễn Thị Kim Yến Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Minh Chí Viện KTNĐ&BVMT Hội LHKHKT TP HCM Trung tâm ECO, TECAPRO Khoa Môi trường, ĐHBK TPHCM CENTEMA Viện KTNĐ&BVMT Viện KTNĐ&BVMT Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với tốc độ đô thị hóa phát triển kinh tế, tổng lượng rác thải sinh hoạt phát sinh địa bàn TP HCM tăng theo rõ rệt, tính lượng rác xà bần lên đến khoảng 7.000 tấn/ngày Hiện tất lượng rác thu gom tiến hành xử lý chôn lấp ba bãi chôn lấp sau: Bãi chôn lấp Phước Hiệp: công suất tiếp nhận 3.000 tấn/ngày Bãi chơn lấp Gị Cát: cơng suất tiếp nhận 3.000 tấn/ngày (đã có định dừng tiếp nhận từ 1/8/2007) Bãi chơn lấp Đơng Thạnh: đóng cửa tiếp nhận rác xà bần công suất 1.000 tấn/ngày BCL Gị Cát tọa lạc quận Bình Tân, có tổng diện tích 25 ha, khu vực chơn lấp rác theo mơ hình chơn lấp hợp vệ sinh rộng 17,5 công ty VERMEER (Hà lan) thiết kế BCL Gị Cát thi cơng từ năm 2003, với HTXL nước rỉ rác (NRR) có cơng suất thiết kế 400 m3 /ngày đêm Tuy nhiên nhiều trục trặc kỹ thuật nhà máy xử lý khoảng từ 20-50 m3 NRR/ngày Do khối lượng nước rỉ rác tồn đọng ngày nhiều, có lúc lượng NRR tồn đọng đến 60.000 m3 Một phần cơng nghệ chưa thất phù hợp, phần BCL Gò Cát sau nhiều năm sử dụng trở nên tải, tiếp nhận triệu rác/năm, vượt xa công suất thiết kế (3,5 triệu tấn/năm) Trước tình hình này, Cơng ty Mơi trường Đơ thị tăng cường phun xịt chế phẩm EM xử lý mùi thay tồn bạt phủ nhựa HDPE để ngăn nước mưa Có lúc, Cơng ty dùng xe bồn vận chuyển khoảng 800 m3 nước rỉ rác từ bãi rác Gò Cát bãi rác Đông Thạnh để xử lý Nhận thức tầm quan trọng công tác nghiên cứu công nghệ môi trường nói chung cơng nghệ xử lý NRR nói riêng nhằm kiểm sốt nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cộng đồng, phục vụ mục tiêu phát triển bền vững Đồng thời bước xây dựng công nghệ nước đủ mạnh để giải vấn đề môi trường thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa, thời gian từ 2000 tới Sở KHCN TPHCM cho thực nhiều đề tài nghiên cứu công nghệ xử lý NRR kể quy mô PTN quy mô pilot, với đối tượng NRR non NRR già BCL khác Đặc biệt giai đoạn từ cuối 2006 đến 2007, Sở đầu tư cho 04 đề tài nghiên cứu quy mơ pilot nhằm tìm cơng nghệ khả thi để hồn thiện HTXL NRR hữu BCL Gị Cát Báo cáo thực khuôn khổ nhiệm vụ nghiên cứu có tên là: Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Minh Chí Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 “Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo hệ thống xử lý nước rỉ rác hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết đề tài nghiên cứu Sở KHCN TP HCM chủ trì giai đoạn 2000 - 2007” Mục tiêu báo cáo tổng hợp phân tích kết đề tài nghiên cứu xử lý nước rỉ rác BCL Gị Cát quy mơ pilot, chủ yếu cơng trình nghiên cứu thực thời gian cuối 2006 đến 2007 GS Trần Mạnh Trí PGS Nguyễn Văn Phước KS Nguyễn Việt Thu số cơng trình khác, sở nêu bật ưu điểm dây chuyền nhằm đề xuất một/một số phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gị Cát, TP Hồ Chí Minh làm sở lập dự án đầu tư cho giai đọan Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Minh Chí Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 Chương CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác giới 1.1.1 Bãi chôn lấp Buckden South Anh Bãi chôn lấp Buckden South miền Đông nước Anh nằm vùng chịu ảnh hưởng thuỷ triều sông Great Ouse Hệ thống xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp gồm hai bể SBR hoạt động song song nhằm khử BOD nitrate hoá Nước sau xử lý sinh học tiếp tục xử lý bổ sung bãi lau sậy (reed constructed wetland) có diện tích 2000 m2 oxy hoá mạnh ozone nhằm phá vỡ dư lượng thuốc bảo vệ thực vật thành chất hữu phân tử nhỏ Các chất hữu phân huỷ sinh học bãi sậy thứ (500 m2) trước xả vào sông Ouse Nước rỉ rác Bể SBR Bãi sậy Hồ chứa Oxy hóa ozone Nguồn tiếp nhận Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp Buckden South Kết hoạt động năm cho thấy nước rỉ rác sau xử lý có hàm lượng COD (350 mg/l) vượt giới hạn cho phép (200 mg/l), thật không ảnh hưởng đến cá hồi sống sông Ouse Điều cho thấy chất hữu lại sau xử lý chủ yếu sản phẩm vô hại thuỷ sinh, axit fulvic axit humic 1.1.2 Hệ thống xử lý nước rỉ rác hai BCL rác sinh hoạt Mỹ dd keo tuï dd NaOH Nước rỉ rác Bể gom Bể điều hòa kết hợp tách amonia Nước tách bùn Thải bỏ/chôn lấp Máy ép bùn Polymer vôi Bể trộn Bể tạo Bể lắng Nước tách bùn Bể lưu bùn Bể nén bùn dd H3PO4 dd HCl Nguồn tiếp nhaän Khử trùng Hấp phụ than hoạt tính Bể lọc Bể SBR Bể trung hồ Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống xử lý bãi chôn lấp (USEPA) Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Minh Chí Báo cáo tổng hợp: Đề xuất phương án công nghệ khả thi để cải tạo HTXL NRR hữu BCL Gò Cát sở áp dụng kết ĐTNC Sở KHCN Tp HCM chủ trì giai đoạn 2000-2007 dd H3PO4 Vơi dd NaOH Nước rỉ rác Bể gom Bể điều hòa Polymer Bể trộn Bể tạo dd HCl Bể lắng Bể trung hoà Nước tách bùn Bể nén bùn Máy ép bùn Thải bỏ/chôn lấp dd FeCl3 Polymer Bể lắng Bể lọc dd HCl Bể tạo Bể trộn Tháp lọc hiếu khí Tháp lọc kỵ khí Gia nhiệt Nguồn tiếp nhận Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý bãi chôn lấp (USEPA) Công nghệ xử lý BCL bao gồm kết tủa hydroxyde, xử lý sinh học (tháp sinh học kị khí hiếu khí) cuối xử lý lọc nhiều lớp Xử lý sinh học sử dụng chủ yếu để khử N-ammonia (99%) COD (91%) Hàm lượng COD N-ammonia lại trước xả sông 159 mgCOD/l 1,2 mgN-ammonia/l Các hàm lượng chất hữu độc kim loại nặng giảm đáng kể Hệ thống xử lý BCL gồm bể keo tụ vôi, sinh học mẻ (SBR), lọc cát, cột than hoạt tính tiếp xúc chlorine Sơ đồ cơng nghệ thể hình 1.3 COD đầu khoảng 160-250 mg/l Kết cho thấy với công nghệ xử lý bậc cao (sau xử lý sinh học) (lọc, than hoạt tính) để đạt COD