MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU Hiện nay, việc thu gom vận chuyển, và xử lý CTR đô thị đang là vấn đề nan giải đối với nhiều địa phương trong cả nước. Với khối lượng phát sinh lớn nhưng tỷ lệ thu gom còn hạn chế, CTR sinh ra không được thu gom và xử lý triệt để là nguồn gây ô nhiễm cả 3 môi trường đất, nước, không khí. Tại các bãi đổ rác, nước rò rỉ và khí thải bãi rác là mối đe dọa đối với nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực. Khối lượng CTR của các khu đô thị ngày càng gia tăng nhanh chóng theo tốc độ gia tăng dân số và sự phát triển kinh tế - xã hội.
Lượng CTR nếu không được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lường trước đựơc. Trước năm 1990, phương pháp chôn lấp tỏ ra có hiệu quả đối với việc xử lý CTR về nhiều mặt, nhất là về kinh tế (rẻ tiền) và quy trình vận hành đơn giản. Tuy nhiên trong những năm gần đây, các BCL bộc lộ rất nhiều nhược điểm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và quá trình vận hành, ổn định, an toàn của các BCL. Đặt biệt khi khối lượng CTR tăng lên quá một mức nào đó thường là mức chịu đựng của môi trường , nhiều sự cố môi trường sẽ xảy ra như: mùi hôi thối, ảnh hưởng trên phạm vi rộng lớn của BCL, ruồi muỗi, các loại côn trùng và đặt biệt là sự cố tràn bờ nước rò rỉ, có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao.
Nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm và đất. Do có nồng độ các chất ô nhiễm cao nên khi thải ra ngoài môi trường hoặc xử lý không đạt tiêu chuẩn qui định sẽ gây ra phản ứng mạnh mẽ với cộng đồng dân cư sống gần BCL. Đây là vấn đề cấp thiết hiện nay đối với các cơ quan quản lý môi trường. Một số công nghệ xử lý nước rỉ rác do nhiều công ty trong và ngoài nước đã được áp dụng nhưng hiệu quả xử lý chưa đạt yêu cầu hoặc hoạt động thời gian thì - 2- hiệu quả giảm xuống.
Do trong nước rỉ rác có hàm lượng các chất ô nhiễm cao lại thay đổi theo thời gian và theo tuổi bãi rác nên vấn đề lựa chọn công nghệ để xử lý là vô cùng khó khăn và phức tạp. Với xu thế phát triển của thời đại, con người tìm về với thiên nhiên, trong đó có cả các giải pháp bảo vệ môi trường – “dùng tự nhiên để giải quyết vấn đề tự nhiên”. Giải pháp sử dụng thực vật thủy sinh (bèo cái, bèo lục bình, cỏ vetiver) trong những năm gần đây được các nhà khoa học đánh giá cao, ứng dụng có hiệu quả trong công tác bảo vệ môi trường. Đặc biệt là cỏ Vetiver có tiềm năng rất lớn.
Trên thế giới, một số nước đã áp dụng thành công cỏ Vetiver để xử lý nước rỉ rác. Ở Việt Nam những ứng dụng này còn khá mới mẽ, cỏ Vetiver dung để xử lý nước rỉ rác chỉ dừng lại ở các công trình nghiên cứu còn trong áp dụng thực tế thì chưa đáng kể, một phần là do sự khác biệt ở tính chất nước rỉ rác Việt Nam (chúng ta phân loại tại nguồn chưa tốt nên thành phần nước rỉ rất phức tạp). Để nghiên cứu khả năng xử lý nước rỉ rác của thực vật thủy sinh, góp phần tìm lời giải cho bài toán kinh tế và giải pháp thân thiện với môi trường trong việc xử lý nước rỉ rác, tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Tóc Tiên thuộc huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bằng phương pháp hấp thụ bởi thực vật thủy sinh.2 TÍNH CẤP THIẾT Trong những năm gần đây, nhiều ngành công nghiệp đã có những bước phát triển không ngừng, đóng góp to lớn vào sự phát triển của nền kinh tế cả nước nói chung và tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nói riêng. Nhưng bên cạnh đó, quá trình hoạt động các ngành công nghiệp sản xuất cũng phát sinh một lượng chất thải khổng lồ.
Lượng chất thải này nếu không được xử lý một cách đúng đắn sẽ gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe của con người. Công ty TNHH KBEC VINA, 100% vốn Hàn Quốc, là một thành viên của tập đoàn KBEC, đã đầu tư xây dựng BCL hợp vệ sinh tổng công suất 8.7 triệu tấn, trong 38.1 ha (4 giai đoạn), công suất giai đoạn 1 là 1.3 triệu tấn, công suất xử lý - 3- theo ngày tương đương 2000 tấn/ngày tại Xã Tóc Tiên, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Tuy nhiên, để công nghệ xử lý nước rỉ rác của nhà máy mang tính chất thân thiện với môi trường, ứng dụng các vật liệu xử lý có sẵn là các thủy sinh thực vật bản địa như bèo cái, bèo lục bình, cỏ vetiver vừa có khả năng xử lý nước rỉ rác tốt vừa tiết kiệm chi phí xử lý và tận dụng tối đa hiện trạng tại BCL nhằm áp dụng cho Trạm xử lý nước rỉ rác ở các giai đoạn còn lại trong tương lai. Đồng thời nghiên cứu sâu thêm khả năng xử lý của thực vật thủy sinh đối với nước rỉ rác làm cơ sở lý thuyết cho việc nghiên cứu chung của ngành.
Từ đó xác định tốc độ, khả năng tăng sinh khối tối ưu của thực vật thủy sinh dùng làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. Vì những lý do nêu trên nên việc nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Tóc Tiên thuộc huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bằng phương pháp hấp thụ bởi thực vật thủy sinh là rất cần thiết.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác định khả năng xử lý nước rỉ rác của một số thực vật thủy sinh như bèo cái, cỏ vetiver, bèo lục bình trên qui mô pilot để tìm ra được loại thực vật nào có hiệu suất xử lý cao hơn, thích hợp ứng dụng. Từ đó đề xuất thay thế một phần công nghệ xử lý nước rỉ rác cho Trạm xử lý nước rỉ rác hiện hữu và áp dụng vào các Trạm xử lý nước rỉ rác trong tương lai. Đồng thời xác định được sinh khối tối ưu của các thực vật thủy sinh trên và có dinh dưỡng phù hợp làm nguyên liệu cho làm phân bón, phân compost hay sản xuất thức ăn.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng nghiên cứu: - Nước rỉ rác đầu vào và đầu ra bể UASB của Trạm xử lý nước rỉ rác hiện hữu tại BCL Tóc Tiên.
- Các thực vật thủy sinh như: 1/ Cỏ Vetiver, 2/ Bèo Lục Bình, 3/ Bèo Cái. - 4- - Sinh khối và dinh dưỡng tối ưu của thực vật thủy sinh sau khi xử lý nước rỉ rác phù hợp làm nguyên liệu cho làm phân bón, phân compost hay sản xuất thức ăn. - Kiểm tra giới hạn các chỉ tiêu: pH, BOD5, COD, SS, tổng N. Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu trên qui mô pilot và trong khuôn khổ, hình thức ứng dụng trong một BCL Tóc Tiên thuộc huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
- Đề tài chỉ nghiên cứu một số thực vật thủy sinh cụ thể.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu thành công sẽ góp phần làm sáng tỏ thêm việc sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý nước rỉ rác và khả năng thu sinh khối, dinh dưỡng tối ưu của chúng. Có thể coi đây là một phương pháp xử lý hài hòa giữa lợi ích kinh tế và phù hợp với điều kiện nước ta, đặc biệt tại BCL Tóc Tiên thuộc huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và là một phương án công nghệ tiềm năng để xử lý nước rỉ rác cho các giai đoạn còn lại trong tương lai của BCL Tóc Tiên nhằm giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường sống và giảm gánh nặng về tài chính cho doanh nghiệp trong việc xử lý nước rỉ rác trong giai đoạn khủng hoảng kinh tế toàn cầu.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Phương pháp luận: Thực vật thủy sinh trong quá trình xử lý nước rỉ rác sẽ sử dụng các chất hữu cơ trong nước rỉ rác tích tụ một lượng chất hữu cơ như C, N, P và tăng sinh khối. Để quá trình xử lý đạt hiệu quả tốt nhất thì sinh khối thực vật chỉ ở mức cố định nên thực vật cần được loại bớt. Thực vật bị loại bớt là nguồn nguyên liệu dồi dào chất dinh dưỡng cho quá trình ủ phân compost, làm phân bón hay sản xuất thức ăn.
Do đó cần phải xác định sinh khối và dinh dưỡng tối ưu của thực vật thủy sinh.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể - Phương pháp thu thập thông tin, các quy trình công nghệ trên thực tế để chọn lọc so sánh, từ đó rút ra ý tưởng cho riêng mình. - Phương pháp khảo sát, lấy mẫu, đo đạc và quan trắc: khảo sát hiện trạng BCL và Trạm xử lý nước rỉ rác hiện hữu từ đó lựa chọn vị trí lấy mẫu đầu vào của các NT ở mô hình TN như sau: mẫu đầu vào của các NT ở mô hình TN là nước rỉ rác đầu vào và đầu ra của bể UASB tại Trạm xử lý nước rỉ rác hiện hữu. Đầu vào của NT là trung bình của 3 kết quả phân tích của 3 mẫu được lấy lặp lại 3 lần trong cùng một ngày tại cùng một vị trí. Trong quá trình thực hiện mô hình TN, tần suất lấy mẫu ở các NT để phân tích là 2 tuần/lần.
Xác định sinh khối, khả năng phát triển và lấy mẫu kiểm tra hàm lượng chất hữu cơ (C, N, P) của thực vật thủy sinh sau khi xử lý nước rỉ rác đạt kết quả khả thi. - Phương pháp bố trí TN dạng pilot, thùng nhựa cùng loại nước rỉ rác ban đầu, chạy thử trong điều kiện TN. Mỗi NT được lặp lại 3 lần và mẫu đối chứng để kiểm tra. - Phương pháp phân tích các chỉ tiêu của nước rỉ rác và thực vật thủy sinh: Đối với nước rỉ rác (pH, BOD5, COD, SS, tổng N), đối với thực vật thủy sinh (C, N, P).
+ PH: phương pháp TCVN 6492:2011 + BOD5 (20oC): phương pháp TCVN 6001-1:2008 + COD: phương pháp SMEWW 5210C:2005 + SS: phương pháp TCVN 6625:2000 + N-TỔNG: phương pháp Ref.