Đặt vấn đề Các chất ô nhiễm và sản phẩm của chúng đƣợc rút ra từ pha lỏng trong quá trình xử lý nƣớc, dù bản chất nhƣ thế nào đi chăng nữa thì cuối cùng phần lớn vẫn tạp hợp dƣới dạng lơ lửng, cô dặc ít nhiều đều đƣợc mang tên gọi là “bùn”. Đặc tính chung của tất cả các loại bùn là đƣợc tạo lên bởi một chất thải càn lơ lửng. Sự lắng đọng và trầm tích lâu năm của các vật chất có trong nƣớc. Nếu nhƣ những năm trƣớc đây, giải quyết ô nhiễm do chất thải rắn, chất thải nguy hại và đặc biệt là bùn thải là thách thức đối với xã hội đặc biệt là nhà nƣớc và các cơ quan chức năng cần đề ra những biện pháp quản lý chặt chẽ về việc thu gom xử lý, cũng nhƣ phƣơng án xây dựng hợp lý các bãi đổ tập trung cho bùn thải.
Với tốc độ đô thị hóa công nghiệp hóa ngày càng cao, quỹ đất ngày càng thu hẹp, chúng ta cần phƣơng án hữu hiệu để xử lý thu hồi và tái sử dụng bùn thải. Nhƣ thành phần hữu cơ cao trong bùn là nguồn cải tạo đất rất tốt và hàm lƣợng chất vô cơ trong bùn hoàn toàn có thể sử dụng cho mục đích san lấp mặt bằng. Tƣ̀ đó giảm chi phí xử lý, tận dụng hiệu quả các thành phần có giá trị trong bùn, giảm lƣợng bùn thải chôn lấp tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên. Ngoài bùn từ hệ thống nƣớc thải sinh hoạt, bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nƣớc thải có chứa nhiều thành phần ô nhiễm và đƣợc xả thẳng vào môi trƣờng ngày càng nhiều cả về lƣợng và thành phần.
Trong các thành phần gây ô nhiễm, kim loại nặng là thành phần đƣợc quan tâm đặc biệt do khả năng tồn tại bền vững trong môi trƣờng và khả năng tích tụ sinh học cao. Để có thể nghiên cứu tái sử dụng bùn thải từ các nhà máy xử lý nƣớc thải bƣớc đầu cần phải đánh giá đƣợc chất lƣợng bùn thải. Xuất phát từ những thực tiễn đó đề tài. n 2 “Nghiên cứu đánh giá chất lượng bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải công ty xử lý nước thải Bắc Thăng Long-Vân Trì” đƣợc thực hiện.
Hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nhỏ vào việc đánh giá, xử lý và tận dụng bùn thải từ các hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt và hệ thống xử lý nƣớc thải , cũng nhƣ các loa ̣i bùn thải đô thị nói chung.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài + Tìm hiểu về nhà máy xử lý nƣớc thải Bắc Thăng Long – Vân Trì + Đánh giá về các tính chất của bùn thải sinh ra sau quá trình xử lý của hệ thống sử lý nƣớc thải nhà máy. + Đề xuất đƣợc các giả pháp xử lý bùn thải đạt hiệu quả cao nhất giảm thiểu chi phí và việc gây ô nhiễm môi trƣờng.3 Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong khoa học. + Nâng cao kiến thức , kỹ năng và rút kinh nhiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. + Vận dụng và phát huy đƣợc những kiến thức học tập vào nghiên cứu.
- Ý nghĩa trong thực tiễn. + Kết quả chuyên đề sẽ góp phần nâng cao nhận thức, hiểu biết về bùn thải và nhận thức về việc bảo vệ môi trƣờng. + Xác định đƣợc các tính chất và thành phần của bùn thải tại nhà máy xử lý nƣớc thải Bắc Thăng Long. + Đƣa ra các giải pháp xử lý , tái sử dụng bùn thải một các hiệu quả nhằm bảo vệ môi trƣờng.
n 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2.1 Khái niệm bùn thải và phân loại a. Khái niệm Bùn thải là hợp chất rắn và nƣớc có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể tích có kích thƣớc hạt thƣờng nhỏ hơn 2mm và có hàm lƣợng nƣớc (độ ẩm) lớn hơn 70%. Có nhiều dạng bùn phát sinh với hoạt động của các đô thị hiện nay là bùn thải từ các nhà máy xử lý nƣớc thải sinh hoạt, bùn sông hồ, cống rãnh thoát nƣớc thải từ các hoạt động công nghiệp.
Hiện nay, khái niệm về bùn thải vẫn chƣa đƣợc xác định trong các văn bản pháp luật của Việt Nam. EPA định nghĩa bùn thải nhƣ sản phẩm thải cuối cùng đƣợc tạo ra từ quá trình xử lý nƣớc thải dân dụng và nƣớc thải công nghiệp từ nhà máy xử lý nƣớc thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi khi cũng đƣợc sử dụng nhƣ một thuật ngữ chung cho chất rắn đƣợc tách khỏi chất huyền phù trong nƣớc, hỗn hợp chất này thƣờng chứa một lƣợng đáng kể nƣớc giữa các khoảng chống của các hạt rắn. Các quá trình xử lý nƣớc thải dẫn đến việc tách các chất ô nhiễm và chuyển chúng sang các pha có thể tích nhỏ hơn(bùn).
Nhƣ vậy sau quá trình xử lý và làm sạch nƣớc thải, nƣớc sạch có thể đƣợc tái sử dụng còn bùn tạo thành sẽ đƣợc thải đi. Việc xử lý và thải bùn rất khó do lƣợng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất khó lọc. Giá thành xử lý và thải bùn chiếm khoảng 25% - 50% tổng giá thành quản lý chất thải. Bùn hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt đô thị là dƣ lƣợng chất lỏng, đặc hay dạng sệt đƣợc tao ra do quá trình vận chuyển và chuyển hóa nƣớc thải trong các cống rãnh thoát nƣớc, là hỗn hợp các chất hữu cơ và vô cơ bao gồm tất cả n 4 các loại bùn thu nhận từ đƣờng ống thoát nƣớc đô thị đƣợc xem nhƣ sản phẩm phụ cần xử lý trong quá trình này.
Bùn bao gồm chủ yếu là nƣớc, khoáng chất và chất hữu cơ. Bùn thải có thể chứa các chất dễ bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn, kim loại nặng, các ion vô cơ cùng các hóa chất độc hại từ chất thải công nghiệp, hóa chất gia dụng và thuốc trừ sâu. Lƣợng bùn thải tăng theo mức độ tăng của dân số và tăng trƣởng sản xuất. Số lƣợng bùn thải thƣơng rất lớn và gây ô nhiễm cho môi trƣờng nếu không đƣợc xử lý tốt.
Phân loại Ngƣời ta phân loại bùn dựa vào nguồn gốc và thành phần của chúng. Thành phần này cũng đồng thời cũng phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của nƣớc và phƣơng pháp làm sạch: xử lý vật lý, hóa lý, sinh học. - Bùn hữu cơ ƣa nƣớc: đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm khô bùn là do có sự có mặt của phần lớn các chất keo ƣa nƣớc. Ngƣời xếp trong loại này tất cả các bùn thải xử lý sinh học nƣớc thải, hàm lƣợng chất thải bay hơi có thể đạt tới 90% toàn bộ chất khô ( nƣớc thải của công nghiệp thực phẩm hóa hữu cơ).
- Bùn vô cơ ƣa nƣớc: các bùn này chứa hydroxyt tạo thành của phƣơng pháp hóa lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nƣớc xử lý ( Al, Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ ( muối ferreux hoặc muối ferit, muối nhôm). - Bùn chứa dầu: nó đặc trƣng bằng việc trong các chất thải có mặt của một lƣợng dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất ( hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ các phần tử ƣa nƣớc. một phần bùn sinh học cũng có thể có mặt trong trƣờng hợp sử lý cuối cùng của bùn hoặt tính( ví dụ: xử lý nƣớc thải của nhà máy lọc dầu).
n 5 - Bùn vô cơ kị nƣớc: các bùn này đƣợc đặc trƣng bằng một tỷ lệ trội hơn các đặc biết có hàm lƣợng giữa nƣớc nhỏ( cát, bùn phù xa, xỉ, vẩy rèn, muối đã kết tinh) - Bùn vô cơ ƣa nƣớc kị nƣớc: Các bùn này chủ yếu bao gồm chất kị nƣớc chứa vừa đủ chất ƣa nƣớc để cho ảnh hƣởng bất lợi của chất này đến việc làm khô bùn chiếm ƣu thế hơn. Các chất ƣa nƣớc thƣờng là các hydroxyt kim loại ( chất kết tụ). - Bùn có sợi: nói chung loại bùn này rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi bùn làm cho các sợi chuyển sang dạng ƣa nƣớc do sự có mặt của các hydroxyt hay bùn sinh học.2 Nguồn gốc, đặc điểm và các tính chất của bùn thải a. Nguồn gốc Nƣớc thải sinh hoạt là kết quả của việc thu thập nƣớc thải từ các khu dân cƣ, có thể bao gồm cả cơ sở thƣơng mại, công nghiệp ( đặc biệt đối với các quốc gia có sự phát triển của hệ thống hạ tầng thấp).
Các chất thải lỏng xuất phát từ nhà vệ sinh, nhà bếp, bồn rửa mặt, cống rãnh khu công nghiệp… đƣợc vận chuyển thông qua hệ thống thoát nƣớc thành phố tới nhà máy xử lý nƣớc thải. Nƣớc mƣa dƣ thừa ( có nghĩa là không hấp thụ bởi mặt đất) đƣợc thu thập trong cỗng rãnh thoát nƣớc và thêm vào nƣớc thải đã đƣợc thu thập. Nƣớc thải sinh hoạt đô thị thông qua các mạng lƣới cống thoát nƣớc đƣợc chuyển tới các nhà máy xử lý nƣớc thải sinh hoạt và các hệ thống sông thoát nƣớc thành phố. Bùn sinh ra từ quá trình này là kết quả của các vật chất đƣợc mang lắng đọng trong các hệ thống cống thoát và hoạt động của các vi sinh vật sống trong các hệ thống này, biến chúng thành bùn.
Bùn này thƣờng bị ô nhiễm với nhiều hợp chất hữu cơ vô và vô cơ độc hại, tùy thuộc vào các nguồn thải đầu vào, do nồng độ của các vật liệu trong chất rắn còn lại là kết n 6 quả của quá trình xử lý nƣớc thải. Bùn thải phải đƣợc xử lý một cách an toàn và hiệu quả để tránh ô nhiễm sinh học và hóa học cho môi trƣờng.000 độc chất và chất độc hóa học đã đƣợc tìm thấy trong bùn thải và nƣớc thải. Stephen Lester ( CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu đại học Cornell và Hiệp hội các kỹ sƣ xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các độc tố sau đây. Clo thuốc trừ sâu bao gồm DTT, dieldrin, aldrin, endril, chlordance, heptachlor, Lindance, miex, kepone, 2,4,5-T, 2,4-D.
Clo hóa các hợp chất nhƣ dioxin. Polynuclear hydrocacbon thơ,. Kim loại nặng: arsenic, cacdmium, chromium, chì và thủy ngân. Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm.
Các độc tố khác bao gồm: amiang, sản phẩm dầu mỏ và các dung môi công nghiệp. EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cứu bùn nƣớc thải và các báo cáo về mức đô ̣ kim loại, hóa chất và các tài liệu khác có trong một mẫu thống kê cặn nƣớc thải một số điểm nổi bật gồm.