I. Tổng Quan Về Phát Sinh và Xử Lý Nước Rỉ Rác Từ Đốt Rác
Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) phát sinh từ nhiều nguồn như hộ gia đình, khu thương mại, khu công cộng và các hoạt động sản xuất. Lượng CTRSH tại Việt Nam đang gia tăng nhanh chóng, đặc biệt ở các đô thị lớn. Theo báo cáo của Tổng cục Môi trường năm 2019, lượng CTRSH phát sinh ước đạt 64658 tấn/ngày và tăng trung bình 10-16% mỗi năm. Điều này tạo ra áp lực lớn lên công tác quản lý và xử lý chất thải. Các địa phương có tốc độ đô thị hóa cao như Hà Nội, TP.HCM, Bình Dương, Đồng Nai có lượng CTRSH phát sinh lớn nhất. Chỉ số phát sinh CTRSH đô thị bình quân đầu người cao nhất ở vùng Trung du miền núi phía Bắc. Sự phát sinh và đặc tính của chất thải là yếu tố quan trọng để lựa chọn phương pháp thu gom, công nghệ xử lý và loại bỏ cuối cùng phù hợp. Các quốc gia đang đô thị hóa đối mặt với sự gia tăng dân số và thay đổi lối sống, dẫn đến lượng rác thải đô thị tăng đáng kể, gây áp lực lên các bãi chôn lấp.
1.1. Hiện Trạng Phát Sinh Chất Thải Rắn Sinh Hoạt CTRSH
CTRSH được hiểu là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sinh sống, hoạt động, kinh doanh và sản xuất của con người và động vật. Các nguồn phát sinh CTRSH bao gồm hộ gia đình, khu thương mại, dịch vụ, khu công cộng, dịch vụ vệ sinh và các hoạt động sinh hoạt của cơ sở sản xuất. Giai đoạn 2016-2020, lượng CTRSH phát sinh tiếp tục gia tăng trên phạm vi cả nước. Ước tính lượng CTRSH phát sinh ở các đô thị trên toàn quốc tăng trung bình 10 - 16 % mỗi năm.
1.2. Đặc Tính Chất Thải Rắn Sinh Hoạt CTRSH Tại Việt Nam
CTRSH của Việt Nam có đặc trưng là độ ẩm cao (dao động trong khoảng 65 - 95%), độ tro khoảng 25 - 30% (khối lượng khô), tổng hàm lượng chất rắn bay hơi (TVS) dao động trong khoảng 70 - 75% (khối lượng khô), nhiệt lượng thấp (dao động trong khoảng 900 - 1.100 Kcal/kg khối lượng ướt). Thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (thực phẩm thải) trong CTRSH của hộ gia đình chiếm tỷ lệ cao hơn các thành phần khác.
II. Nước Rỉ Rác Từ Nhà Máy Đốt Rác Sự Hình Thành Tính Chất
Quá trình đốt rác phát điện tạo ra nhiều loại chất thải, trong đó có nước rỉ rác. Nước thải từ các nhà máy điện rác thường phát sinh từ quá trình ủ rác sơ bộ trước khi đưa vào hệ thống lò đốt, do đó có nồng độ chất ô nhiễm rất cao. Nước rỉ rác nói chung và nước rỉ rác từ nhà máy điện rác nói riêng thường có hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ rất cao do sự phân hủy của rác thải trong công đoạn ủ rác. Nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng, làm giảm oxy trong nước, tạo ra các hợp chất gây mùi khó chịu và chứa các kim loại nặng độc hại. Do đó, việc xử lý nước rỉ rác là vô cùng cần thiết và quan trọng.
2.1. Sự Hình Thành Nước Rỉ Rác Từ Nhà Máy Đốt Rác
Nước thải từ các nhà máy điện – rác thường phát sinh từ quá trình ủ rác sơ bộ trước khi đưa vào hệ thống lò đốt do đó, nước thải có nồng độ chất ô nhiễm rất cao. Thông thường, nước rỉ rác nói chung và nước rỉ rác từ nhà máy điện - rác nói riêng thường có hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ rất cao do sự phân hủy của rác thải trong công đoạn ủ rác.
2.2. Tính Chất Của Nước Rỉ Rác Từ Nhà Máy Đốt Rác
Nước ri rác chứa rất nhiều các hợp chất nito, photpho, lưu huỳnh,. khi đi vào thủy vực có điều kiện yếm khí có thể gây các mùi khó chịu. Các thành phần kim loại nặng cũng là một trong số các yếu tố gây độc cho môi trường. Tóm lại, việc xử lý nước rỉ rác là cần thiết và rất quan trọng, có ý nghĩa lớn về mặt môi trường.
2.3. Những Khó Khăn Chính Trong Xử Lý Nước Rỉ Rác
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác sao cho phù hợp với bối cảnh tại Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn khi nước rỉ rác có thành phần ô nhiễm phức tạp, hàm lượng cao. Với lợi thế là nhà máy điện rác có khả năng đốt cháy hoàn toàn các chất thải có nguồn gốc hữu cơ nên các phương pháp xử lý sinh học được ưu tiên khi bùn thải được xử lý hoàn toàn bằng phương pháp đốt.
III. Các Phương Pháp Xử Lý Nước Rỉ Rác Tổng Quan Phân Loại
Có nhiều phương pháp xử lý nước rỉ rác, bao gồm các phương pháp xử lý sơ bộ, xử lý sinh hóa và xử lý nâng cao. Các phương pháp xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm có kích thước lớn. Các phương pháp xử lý sinh hóa sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ. Các phương pháp xử lý nâng cao được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy và đạt được tiêu chuẩn xả thải. Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp phụ thuộc vào đặc tính của nước rỉ rác và yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý.
3.1. Các Phương Pháp Xử Lý Sơ Bộ Nước Rỉ Rác
Các phương pháp xử lý sơ bộ bao gồm các quá trình như lắng, lọc, keo tụ tạo bông. Mục đích của các phương pháp này là loại bỏ các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ và các chất ô nhiễm có kích thước lớn, giúp bảo vệ các công đoạn xử lý tiếp theo.
3.2. Các Phương Pháp Xử Lý Sinh Hóa Nước Rỉ Rác
Các phương pháp xử lý sinh hóa sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước rỉ rác. Các quá trình sinh học phổ biến bao gồm hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Các công trình xử lý sinh học có thể là tự nhiên (như hồ sinh học) hoặc nhân tạo (như bể Aerotank, bể UASB).
3.3. Các Phương Pháp Xử Lý Nâng Cao Nước Rỉ Rác
Các phương pháp xử lý nâng cao được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy bằng các phương pháp sinh học, như các chất hữu cơ khó phân hủy, kim loại nặng, amoni. Các công nghệ phổ biến bao gồm màng lọc RO, oxy hóa bậc cao (AOP), hấp phụ bằng than hoạt tính và trao đổi ion.
IV. Công Nghệ Xử Lý Nước Rỉ Rác Tiên Tiến Cho Nhà Máy Đốt Rác
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác phù hợp cho nhà máy đốt rác cần xem xét nhiều yếu tố như hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư và vận hành, khả năng xử lý bùn thải và yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý. Các công nghệ tiên tiến thường kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác nhau để đạt hiệu quả tối ưu. Các công nghệ sinh học như UASB, AOAO, MBR thường được ưu tiên do khả năng xử lý bùn thải bằng phương pháp đốt. Các công nghệ hóa lý như màng lọc RO, evaporator cũng được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy.
4.1. Công Nghệ Xử Lý Nước Rỉ Rác UASB AOAO MBR
Phương án xử lý nước rỉ rác UASB + AOAO + MBR được mô phỏng và là phương án phù hợp nhất. Với nước rỉ rác có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ lớn rất dễ có thể gây ra hiện tượng “sốc tải” gây hại cho hệ vi sinh vật. Vì vậy, cần nghiên cứu kĩ trước khi tiến hành xây dựng tránh các rủi ro không đáng có.
4.2. Ứng Dụng Màng Lọc RO Trong Xử Lý Nước Rỉ Rác
Màng lọc RO là một công nghệ xử lý nước tiên tiến, có khả năng loại bỏ hầu hết các chất ô nhiễm, bao gồm cả các chất hữu cơ khó phân hủy, kim loại nặng và muối. Tuy nhiên, việc sử dụng màng lọc RO có thể tạo ra lượng nước thải cô đặc cần được xử lý tiếp.
4.3. Ứng Dụng Công Nghệ Evaporator Trong Xử Lý Nước Rỉ Rác
Công nghệ evaporator (cô đặc) được sử dụng để giảm thể tích nước rỉ rác, giúp giảm chi phí xử lý và thu hồi các chất có giá trị. Tuy nhiên, công nghệ này đòi hỏi năng lượng lớn và cần có hệ thống xử lý khí thải hiệu quả.
V. Mô Hình Hóa Quá Trình Xử Lý Nước Rỉ Rác Công Cụ Hữu Ích
Mô hình hóa quá trình xử lý nước thải là một công cụ hữu ích để đánh giá và lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp. Các phần mềm mô phỏng như DenikaPlus và Biowin cho phép mô phỏng các quá trình sinh học và hóa lý, giúp dự đoán hiệu quả xử lý và tối ưu hóa các thông số vận hành. Việc sử dụng mô hình hóa giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí trong quá trình xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước rỉ rác.
5.1. Giới Thiệu Về Phần Mềm Mô Phỏng DenikaPlus
Chương trình DENIKAPlus được sử dụng để mô phỏng các quá trình xử lý nước thải sinh học, đặc biệt là quá trình loại bỏ nitơ. Phần mềm này cho phép người dùng thiết lập các thông số đầu vào và dự đoán hiệu quả xử lý của các công trình xử lý khác nhau.
5.2. Ứng Dụng Phần Mềm Biowin Trong Xử Lý Nước Rỉ Rác
Chương trình Biowin là một phần mềm mô phỏng quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính. Phần mềm này cho phép mô phỏng các quá trình sinh học phức tạp và đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố vận hành đến hiệu quả xử lý.
5.3. Các Loại Mô Hình Công Nghệ Sinh Học Ứng Dụng
Các loại mô hình công nghệ sinh học ứng dụng trong xử lý nước rác bằng phần mềm DenikaPlus và Biowin. Phân tích một số công nghệ sinh học xử lý nước rỉ rác tiềm năng dựa trên mô hình DenikaPlus. Ứng dụng mô hình Biowin để nghiên cứu đánh giá lựa chọn công nghệ sinh học xử lý nước rác.
VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Công Nghệ Xử Lý Nước Rỉ Rác
Việc xử lý nước rỉ rác từ nhà máy đốt rác là một vấn đề cấp thiết, đòi hỏi các giải pháp công nghệ hiệu quả và bền vững. Các công nghệ tiên tiến như UASB + AOAO + MBR, màng lọc RO và evaporator có tiềm năng lớn trong việc xử lý nước rỉ rác đạt tiêu chuẩn xả thải. Việc ứng dụng mô hình hóa giúp tối ưu hóa quá trình xử lý và giảm thiểu chi phí. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ xử lý nước rỉ rác thân thiện với môi trường và có khả năng thu hồi tài nguyên.
6.1. Đánh Giá Hiệu Quả Các Phương Pháp Xử Lý Nước Rỉ Rác
Cần đánh giá hiệu quả của các phương pháp xử lý nước rỉ rác dựa trên các tiêu chí như hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm, chi phí đầu tư và vận hành, khả năng xử lý bùn thải và tác động môi trường.
6.2. Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Công Nghệ Xử Lý Nước Rỉ Rác
Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ xử lý nước rỉ rác tiên tiến, thân thiện với môi trường và có khả năng thu hồi tài nguyên. Các hướng nghiên cứu tiềm năng bao gồm sử dụng vật liệu hấp phụ mới, phát triển các quá trình oxy hóa bậc cao hiệu quả và ứng dụng công nghệ sinh học tiên tiến.
6.3. Quản Lý Nước Rỉ Rác Hiệu Quả và Bền Vững
Quản lý nước rỉ rác hiệu quả và bền vững đòi hỏi sự phối hợp giữa các nhà quản lý, nhà khoa học và doanh nghiệp. Cần có các chính sách khuyến khích sử dụng công nghệ xử lý tiên tiến, kiểm soát chặt chẽ quá trình xả thải và tăng cường tái sử dụng nước.
