Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa và gia tăng dân số tại các đô thị lớn ở Việt Nam dẫn đến khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày càng tăng. Phần lớn chất thải rắn hiện nay vẫn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp tập trung khi chưa qua phân loại triệt để tại nguồn. Một trong những hệ lụy môi trường nghiêm trọng nhất từ hoạt động này là sự phát sinh nước rỉ rác (NRR) — loại nước thải đậm đặc chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ hòa tan, hợp chất nitơ vô cơ (đặc biệt là amoni) và các kim loại nặng khó phân hủy. Tính chất của nước rỉ rác biến động phức tạp theo thành phần chất thải, điều kiện khí tượng thủy văn và tuổi của bãi chôn lấp.

Khu Liên hiệp Xử lý Chất thải Nam Sơn (huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội) là bãi chôn lấp rác thải tập trung lớn nhất của thủ đô, tiếp nhận phần lớn rác thải sinh hoạt từ các quận, huyện nội ngoại thành và cả chất thải công nghiệp, y tế. Do áp lực tiếp nhận khối lượng rác vượt công suất thiết kế cùng tác động của khí hậu nhiệt đới mưa nhiều, lượng nước rỉ rác phát sinh và tồn đọng tại các ô chôn lấp và hồ chứa đạt mức rất lớn, tiềm ẩn nguy cơ gây suy thoái môi trường nước mặt, nước ngầm và ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh. Trước thực trạng đó, đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường nước rỉ rác khu vực bãi chôn rác thải Nam Sơn tại Khu Liên hiệp Xử lý rác thải Nam Sơn năm 2018, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội" được thực hiện nhằm cung cấp bức tranh thực nghiệm về chất lượng nước rỉ rác và hiệu quả của hệ thống xử lý tại chỗ.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại địa điểm nghiên cứu cụ thể: Bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn.
  2. Đánh giá thực tế về tính chất của nước rỉ rác từ hoạt động chôn lấp và hiện trạng hoạt động của các trạm xử lý nước rác hiện có trên khu vực bãi chôn lấp rác thải tại Nam Sơn - Hà Nội.
  3. Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho các trạm xử lý nước rỉ rác.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nước rỉ rác phát sinh từ hoạt động chôn lấp chất thải rắn tại Khu Liên hiệp Xử lý rác thải Nam Sơn, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước rỉ rác và hệ thống hồ lưu chứa, ô chôn lấp tại Bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn.
  • Phạm vi thời gian: Đợt khảo sát, thu thập dữ liệu và quan trắc lấy mẫu thực nghiệm được tiến hành trong năm 2018 (tập trung từ tháng 7/2018 đến tháng 10/2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng lý luận dựa trên các quy luật sinh hóa và động học phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp kỵ khí, đồng thời đối chiếu với hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường hiện hành của Việt Nam.

Khung lý thuyết và phân loại giai đoạn phân hủy: Nước rỉ rác hình thành do nước mưa thấm qua khối chất thải kết hợp với lượng nước ép từ các lỗ rỗng của rác dưới tác dụng dầm nén và quá trình phân hủy sinh hóa chất hữu cơ. Quá trình phân hủy kỵ khí trong bãi chôn lấp trải qua 3 giai đoạn kế tiếp nhau, được nhận diện thông qua tỷ số $BOD_5/COD$:

  • Pha axit ($BOD_5/COD \ge 0,4$): Đặc trưng cho bãi rác trẻ (< 2 năm), hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học rất cao, giá trị COD dao động từ 3.000 - 40.000 mg/l, pH thấp làm tăng khả năng hòa tan các ion kim loại nặng.
  • Pha chuyển tiếp ($0,2 < BOD_5/COD < 0,4$): Giai đoạn trung gian giữa quá trình tạo axit và tạo metan.
  • Pha metan ($BOD_5/COD \le 0,2$): Đặc trưng cho bãi rác già (> 10 năm), các chất hữu cơ dễ phân hủy đã cạn kiệt, COD giảm xuống 100 - 500 mg/l nhưng tỷ lệ chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (axit humic, fulvic) chiếm ưu thế, nồng độ amoniac duy trì ở mức cao và bền vững (thường trên 2.000 mg/l).

Cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng: Khóa luận căn cứ trên các văn bản quy phạm pháp luật gồm: Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Nghị định số 21/2008/NĐ-CP, Nghị định số 201/2013/NĐ-CP, Nghị định số 18/2015/NĐ-CP, Nghị định số 19/2015/NĐ-CP, Nghị định số 149/2004/NĐ-CP, Nghị định số 67/2003/NĐ-CP và Nghị định số 25/2013/NĐ-CP; Thông tư số 12/2015/TT-BTNMT; Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT. Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật đối chiếu bao gồm:

  • Quy chuẩn so sánh trực tiếp chất lượng nước thải: QCVN 25:2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn), kết hợp tham chiếu QCTĐHN 02:2014/BTNMT.
  • Các quy chuẩn môi trường liên quan: QCVN 08:2015/BTNMT (nước mặt), QCVN 09:2015/BTNMT (nước ngầm), QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp), QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT.
  • Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 7957:2008, TCXD 51:2008, TCVN 5945-2005, TCVN 5942-1995, TCVN 5944-1995.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích:

  1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, tổng hợp các báo cáo vận hành, hồ sơ địa chất, thủy văn tại Bãi chôn lấp Nam Sơn do Công ty TNHH MTV Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) và Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường cung cấp.
  2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản ngoài hiện trường: Tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia:
    • TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006): Hướng dẫn lập chương trình và kỹ thuật lấy mẫu;
    • TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003): Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu;
    • TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992): Hướng dẫn lấy mẫu nước thải.
    • Kỹ thuật bảo quản: Mẫu phân tích COD được cố định bằng axit $H_2SO_4$ đậm đặc đưa về $pH < 2$; các mẫu được bảo quản lạnh trong thùng đá chuyên dụng trước khi chuyển về phòng thí nghiệm.
    • Số lượng mẫu: 06 mẫu nước rỉ rác đầu vào (ký hiệu TT.01 đến TT.06 lấy từ ngày 15/07/2018 đến 20/08/2018 tại hố thu gom) và 06 mẫu nước rỉ rác đầu ra sau xử lý (ký hiệu NT.01 đến NT.06 lấy từ ngày 23/08/2018 đến 22/10/2018 tại họng xả thoát nước).
  3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:
STT Thông số phân tích Phương pháp tiêu chuẩn Thiết bị phân tích sử dụng
1 Cadimi (Cd) TCVN 6193:1996 Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 240 (Agilent)
2 Asen (As) TCVN 6626:2000 Máy AAS 240 (Agilent)
3 Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Chì (Pb) TCVN 6193:1996 Máy AAS 240 (Agilent)
4 Tổng Crom (Cr) TCVN 6622:1996 Máy AAS 240 (Agilent)
5 Nhu cầu oxy hóa học (COD) Hach Method 8000 Máy quang phổ DR 3900 (Hach)
6 Nhu cầu oxy sinh hóa ($BOD_5$) TCVN 6494-1:2011 Tủ ủ mát $BOD_5$ FOC120E
7 Tổng Nitơ (TN) TCVN 6638:2000 / Hach Method 10071 Bộ phá mẫu KDN-04, máy quang phổ DR 3900
8 Amoni ($NH_4^+$) TCVN 6179-1:1996 / SMEWW 4500-$NH_3$ Máy quang phổ DR 3900 (Hach)
  1. Phương pháp tổng hợp và so sánh: Phân tích thống kê, so sánh chuỗi số liệu thực nghiệm với ngưỡng giới hạn quy định tại Cột B - QCVN 25:2009/BTNMT để đánh giá hiệu suất của hệ thống xử lý.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sức ép ô nhiễm môi trường do chất thải rắn đô thị và nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp tập trung ở Việt Nam nói chung và bãi rác Nam Sơn nói riêng. Nêu rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, đối tượng, phạm vi và ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu quan trắc, cảnh báo nguy cơ suy thoái tài nguyên nước và nâng cao hiệu quả quản trị môi trường.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

  • Cơ sở khoa học về nước rỉ rác: Làm rõ bản chất, nguồn gốc phát sinh, sự thay đổi thành phần hóa - lý theo thời gian chôn lấp và các tác động tiêu cực đến môi trường đất, nước ngầm, nước mặt và hệ sinh thái thủy sinh. Tổng hợp bảng biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo tuổi thọ bãi rác từ nghiên cứu của Chian & DeWalle:
Thông số Đơn vị Bãi rác 1 năm Bãi rác 5 năm Bãi rác 16 năm
pH - 5,3 7,0 7,5
COD mg/l 10.000 - 40.000 3.000 400
$BOD_5$ mg/l 7.500 - 28.000 4.000 80
TDS mg NaCl/l 10.000 - 14.000 6.790 1.200
TSS mg/l 100 - 700 - -
Độ kiềm $mg CaCO_3/l$ 800 - 4.000 5.810 2.250
Độ cứng mg/l 3.500 - 5.000 2.200 540
P-tổng mg/l 25 - 35 12 8
$N-NH_3$ mg/l 56 - 482 - -
$Cl^-$ mg/l 600 - 800 5.330 70
$SO_4^{2-}$ mg/l 400 - 650 2 2
$Ca^{2+}$ mg/l 900 - 1.700 308 109
$Fe$ tổng mg/l 210 - 325 6,6 -
  • Tổng quan các kỹ thuật xử lý nước rỉ rác: Phân tích nguyên lý, ưu nhược điểm của các phương pháp: cơ học (lọc, lắng); hóa lý (keo tụ tạo bông, tuyển nổi, trích ly, trao đổi ion, chưng cất); hóa học (oxy hóa nâng cao Fenton, Ozone, điện hóa); sinh học (quá trình bùn hoạt tính hiếu khí, bể UASB, bể phản ứng theo mẻ SBR, hồ sinh học); xử lý bùn cặn và các giải pháp khử trùng (Clo, Javen, Ozone, tia cực tím UV).
  • Tổng quan kinh nghiệm trong và ngoài nước: Khảo sát công nghệ xử lý tại Mỹ (kết hợp sinh học, hóa lý bậc cao và lọc màng), Nhật Bản (công nghệ TSK khử Canxi, vi sinh đĩa quay, thẩm thấu ngược RO), Hàn Quốc (công nghệ sinh học dòng cải tiến MLE kết hợp RO). Tại Việt Nam, tổng kết mô hình xử lý 4 bậc tại bãi rác Gò Cát (UASB - Bùn hoạt tính hiếu khí ASP - Keo tụ lắng lọc - Vi lọc/Nano) và mô hình đất ngập nước nhân tạo dùng thực vật (cỏ vetiver, cỏ voi, cỏ signal, dầu mè) tại bãi rác Đông Thạnh (TP. Hồ Chí Minh).

Phần 3: Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Xác định cụ thể đối tượng, phạm vi không gian, thời gian và nội dung nghiên cứu. Mô tả chi tiết quy trình lấy mẫu hiện trường tại 6 thời điểm nước đầu vào (hố thu) và 6 thời điểm nước đầu ra (cống xả), phương pháp cố định hóa học mẫu nước, danh mục tiêu chuẩn phân tích và các thiết bị đo quang phổ, máy hấp thụ nguyên tử trong phòng thí nghiệm.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

  • Hiện trạng kỹ thuật Bãi chôn lấp Nam Sơn: Bãi đi vào hoạt động từ năm 1999 với diện tích ban đầu 83,4 ha, mở rộng giai đoạn 2 thêm 36 ha (tổng diện tích gần 85 ha). Công suất thiết kế đạt 3.500 tấn rác/ngày, khối lượng tiếp nhận thực tế năm 2018 lên tới 4.200 tấn/ngày đêm từ 12 quận và 10 huyện của Hà Nội, với khoảng 450 lượt xe vận chuyển mỗi ngày và đội ngũ 180 công nhân.
  • Hiện trạng lưu chứa nước rác tại các hồ và ô chôn lấp:
STT Vị trí ô chôn lấp / Hồ chứa Cao độ (m) Khối lượng chứa thực tế ($m^3$) Khả năng lưu chứa tối đa ($m^3$) Dung tích còn chứa được ($m^3$)
1 Ô 1,3 +13,48 147.000 182.000 35.000
2 Ô 1,4 +12,59 171.000 240.000 69.000
3 Ô 1,7 +14,20 193.000 216.000 23.000
4 Hồ sinh học +14,71 205.000 226.000 21.000
Tổng cộng 716.000 864.000 148.000
  • Hệ thống thu gom và công suất các trạm xử lý: Nước rỉ rác được thu gom qua mạng lưới ống nhựa HDPE D200 đục lỗ đặt tại đáy ô chôn lấp và 10 trạm bơm giếng BTCT D1500mm, dẫn về các ô chứa và hồ sinh học. Khu liên hiệp có 3 trạm xử lý nước rác với công suất cam kết:
    • Trạm Phú Điền: 2.000 $m^3$/ngày đêm (vận hành từ năm 2014);
    • Trạm Nam Sơn (URENCO): 1.500 $m^3$/ngày đêm (vận hành qua 2 giai đoạn 2006 và 2009);
    • Trạm Minh Đức: 800 $m^3$/ngày đêm (vận hành từ năm 2013). Tuy nhiên, công suất vận hành thực tế của cả 3 trạm đều thấp hơn nhiều so với thiết kế.
  • Quy trình công nghệ trạm xử lý Nam Sơn: Nước rỉ rác $\rightarrow$ Bể sục vôi (nâng pH lên 11,5 - 12) $\rightarrow$ Bể lắng cặn vôi $\rightarrow$ Bể điều chỉnh pH / Bể đệm $\rightarrow$ Tháp Stripping (thổi khí tách Amoni/Nitơ) $\rightarrow$ Bể điều chỉnh pH (về 7,5 - 8) $\rightarrow$ Cụm xử lý sinh học (UASB, Aerotank, SBR tùy đơn nguyên) $\rightarrow$ Bể lắng/Selector tách cặn $\rightarrow$ Nhóm bể oxy hóa Fenton ($H_2SO_4$ chỉnh pH 2 - 3, $FeSO_4$, $H_2O_2$) $\rightarrow$ Bể trung hòa (NaOH đưa pH về 7 - 7,5) $\rightarrow$ Thiết bị keo tụ - tuyển nổi Semultech $\rightarrow$ Bể lọc cát $\rightarrow$ Bể lọc than hoạt tính $\rightarrow$ Bể khử trùng bằng Javen $\rightarrow$ Xả ra hồ điều hòa dung tích 30.000 $m^3$.
  • Đánh giá chất lượng nước đầu vào và đầu ra: Nước đầu vào có tải lượng ô nhiễm hữu cơ và nitơ rất cao, đặc biệt tăng đột biến vào các đợt mưa lớn (mẫu TT.04 đến TT.06). Sau khi qua dây chuyền công nghệ đa bậc, nước đầu ra đạt quy chuẩn xả thải QCVN 25:2009/BTNMT.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả quan trắc về tính chất nước rỉ rác bãi rác Nam Sơn và hiệu quả công nghệ; đề xuất các nhóm giải pháp khắc phục tồn tại về mặt thiết bị, vận hành hóa chất và kiểm soát dòng thấm nhằm duy trì ổn định chất lượng xả thải.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả phân tích thực nghiệm chất lượng nước rỉ rác

Khóa luận cung cấp chuỗi số liệu quan trắc thực nghiệm chi tiết về nồng độ các thông số ô nhiễm chính của nước rỉ rác trước và sau hệ thống xử lý tại Bãi chôn lấp Nam Sơn năm 2018, đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 25:2009/BTNMT (Cột B):

Bảng tổng hợp chất lượng nước rỉ rác đầu vào (hố thu gom):

Thông số Đơn vị Mẫu TT.01 Mẫu TT.02 Mẫu TT.03 Mẫu TT.04 Mẫu TT.05 Mẫu TT.06 QCVN 25:2009 (Cột B)
pH - 8,6 8,8 8,3 8,2 8,9 9,1 5 - 9
COD mg/l 1.096 985,5 1.108 4.928 5.632 5.130 400
$BOD_5$ mg/l 267,5 235,0 293,0 1.053,5 946,3 1.084,1 100
Tổng Nitơ mg/l 69,8 74,3 76,5 187,0 207,0 201,9 60
$NH_4^+$ mg/l 59,6 50,8 65,5 143,0 149,6 154,0 25

Nhận xét về nước đầu vào:

  • Tỷ lệ $BOD_5/COD$ trong tất cả các mẫu đầu vào đều duy trì ở mức dưới 0,3 (dao động từ 0,16 đến 0,26). Điều này khẳng định bãi chôn lấp Nam Sơn năm 2018 đang nằm trong giai đoạn chuyển tiếp sang pha metan, trong đó pha metan chiếm ưu thế, chứa tỷ lệ lớn các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học tự nhiên.
  • Nồng độ các chất ô nhiễm tăng vọt ở các mẫu TT.04, TT.05, TT.06 (thời điểm tháng 8/2018 - mùa mưa cao điểm với lượng mưa trung bình tháng đạt 294,1 mm). COD đầu vào ở các mẫu này vượt tiêu chuẩn cho phép từ 12 đến 14 lần; $BOD_5$ vượt 9 - 10 lần; Amoni vượt khoảng 6 lần.

Bảng tổng hợp chất lượng nước rỉ rác đầu ra sau xử lý:

Thông số Đơn vị Mẫu NT.01 Mẫu NT.02 Mẫu NT.03 Mẫu NT.04 Mẫu NT.05 Mẫu NT.06 QCVN 25:2009 (Cột B)
pH - 8,0 8,8 8,6 8,2 8,4 8,2 5 - 9
COD mg/l 195 89 114 182 200 25 400
$BOD_5$ mg/l 90 45 58 90 96 13 100
Tổng Nitơ mg/l 55 39 20 51 52 32 60
$NH_4^+$ mg/l 2,9 16,4 11,9 14,5 10,5 17,4 25

Đánh giá hiệu quả xử lý: Hệ thống xử lý đa bậc đã loại bỏ hiệu quả phần lớn các chất ô nhiễm. Chất lượng nước đầu ra ở cả 6 đợt quan trắc đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 25:2009/BTNMT: COD dao động từ 25 - 200 mg/l (< 400 mg/l); $BOD_5$ dao động từ 13 - 96 mg/l (< 100 mg/l); Tổng Nitơ đạt từ 20 - 55 mg/l (< 60 mg/l); Amoni đạt từ 2,9 - 17,4 mg/l (< 25 mg/l).

2. Nhận diện các tồn tại kỹ thuật tại trạm xử lý

Tác giả đã chỉ ra các điểm nghẽn kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và tính ổn định của hệ thống:

  • Hệ thống đo kiểm và điều khiển tự động: Các đầu dò cảm biến pH, DO và bơm định lượng hóa chất đã xuống cấp, hư hỏng, dẫn đến việc chuyển sang vận hành thủ công bằng tay, gây sai số lớn trong liều lượng hóa chất châm vào.
  • Hệ thống pha vôi và lắng vôi: Quá trình châm vôi bột sinh ra lượng cặn lắng rất lớn; bể lắng cặn vôi hoạt động kém hiệu quả làm cặn vôi cuốn theo dòng chảy sang các công trình phía sau gây đóng cặn và giảm hiệu suất.
  • Tháp Stripping: Giàn phân phối nước và lớp vật liệu đệm bên trong tháp bị bám cặn vôi và tắc nghẽn, làm suy giảm đáng kể hiệu suất tách Amoni/Nitơ trước khi nước sang bể sinh học.
  • Cụm công trình sinh học (Aerotank, SBR): Do nước thải từ công đoạn tiền xử lý còn nồng độ ô nhiễm cao kèm lượng cặn vôi lớn khiến bùn hoạt tính vi sinh hiếu khí bị sốc tải và có dấu hiệu chết; hệ thống đĩa phân phối khí dưới đáy bể bị bục vỡ, phân phối khí không đồng đều.
  • Thiết bị cơ điện: Các máy bơm chìm nước thải hoạt động trong môi trường ăn mòn cao, hư hỏng và phải quấn lại động cơ nhiều lần; công nghệ trạm mang tính chắp vá qua nhiều thời kỳ mở rộng (kết hợp phân đoạn UASB và SBR) gây khó khăn cho công tác vận hành thống nhất.

3. Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Thay thế, hiệu chuẩn định kỳ hệ thống cảm biến pH, DO và tự động hóa bơm định lượng hóa chất.
  • Cải tạo công đoạn lắng vôi sơ bộ; định kỳ súc rửa, bảo dưỡng vật liệu đệm và vòi phun tháp Stripping để chống tắc cặn.
  • Sửa chữa hệ thống phân phối khí dưới đáy bể sinh học, bổ sung và cấy lại chủng vi sinh hoạt tính thích nghi để nâng cao hiệu suất xử lý $BOD_5$ và Nitơ.
  • Tăng cường kiểm soát phân loại rác đầu vào và che phủ bạt chống thấm nước mưa trên các ô chôn lấp nhằm giảm tải lượng nước rỉ rác phát sinh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu: Khóa luận tập trung lấy mẫu quan trắc trong mùa mưa năm 2018 (từ tháng 7 đến tháng 10/2018) với 6 đợt lấy mẫu; chuỗi số liệu chưa bao quát trọn vẹn diễn biến chất lượng nước rỉ rác xuyên suốt mùa khô. Bên cạnh đó, các thông số kim loại nặng và vi sinh vật dù được nêu phương pháp trong phần quy trình nhưng chưa được trình bày thành bảng kết quả chi tiết cho nước thải đầu ra.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quan trắc theo chu kỳ liên tục nhiều năm để đánh giá chính xác tác động của biến đổi thời tiết giữa hai mùa mưa - khô; nghiên cứu sâu về động học quá trình oxy hóa nâng cao Fenton kết hợp màng lọc nano/RO nhằm tối ưu hóa chi phí hóa chất và nâng cao chất lượng nước xả thải đạt Cột A.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên cao học các ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường trong việc tiếp cận phương pháp luận khảo sát, quan trắc hiện trường và phân tích mẫu nước rỉ rác theo hệ thống tiêu chuẩn TCVN và Standard Methods (SMEWW).
  • Cán bộ kỹ thuật và đơn vị quản lý vận hành tại các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị, đặc biệt trong việc tham khảo sơ đồ dây chuyền công nghệ phối hợp Vôi kiềm hóa - Tháp Stripping - Xử lý sinh học - Oxy hóa Fenton - Tuyển nổi - Lọc than hoạt tính - Khử trùng, cùng các bài học kinh nghiệm xử lý sự cố đóng cặn vôi và bục khí bể sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ số $BOD_5/COD$ của nước rỉ rác đầu vào tại Bãi rác Nam Sơn năm 2018 cho biết điều gì về trạng thái bãi chôn lấp? Tỷ số $BOD_5/COD$ trong tất cả các mẫu nước đầu vào đều dưới 0,3 (dao động từ 0,16 đến 0,26). Căn cứ theo cơ sở lý thuyết phân hủy kỵ khí, tỷ số này chứng minh bãi chôn lấp Nam Sơn năm 2018 đang nằm trong giai đoạn chuyển tiếp sang pha metan, trong đó pha metan chiếm ưu thế. Trạng thái này cho thấy các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học đã giảm mạnh, trong khi các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học hoặc không có khả năng phân hủy tự nhiên chiếm tỷ trọng lớn.

2. Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại trạm Nam Sơn gồm các công đoạn chính nào? Dây chuyền công nghệ gồm chuỗi liên hoàn: Bể sục vôi (nâng pH lên 11,5 - 12) $\rightarrow$ Bể lắng cặn vôi $\rightarrow$ Bể điều chỉnh pH/Bể đệm $\rightarrow$ Tháp Stripping thổi khí tách Amoni $\rightarrow$ Chỉnh pH về 7,5 - 8 $\rightarrow$ Xử lý sinh học (UASB, Aerotank, SBR) $\rightarrow$ Bể lắng tách cặn $\rightarrow$ Bể oxy hóa bậc cao Fenton ($H_2SO_4$, $FeSO_4$, $H_2O_2$) $\rightarrow$ Bể trung hòa NaOH $\rightarrow$ Tuyển nổi Semultech $\rightarrow$ Bể lọc cát $\rightarrow$ Bể lọc than hoạt tính $\rightarrow$ Khử trùng bằng Javen trước khi xả ra hồ điều hòa.

3. Hiện trạng thể tích nước rác lưu chứa tại các ô chôn lấp và hồ chứa của Bãi rác Nam Sơn năm 2018 như thế nào? Tổng khối lượng nước rác đang lưu chứa thực tế tại thời điểm khảo sát là 716.000 $m^3$ trên tổng dung tích lưu chứa tối đa là 864.000 $m^3$, dung tích khả dụng còn lại chỉ còn 148.000 $m^3$. Trong đó, Ô 1,3 chứa 147.000 $m^3$ (còn 35.000 $m^3$); Ô 1,4 chứa 171.000 $m^3$ (còn 69.000 $m^3$); Ô 1,7 chứa 193.000 $m^3$ (còn 23.000 $m^3$) và Hồ sinh học chứa 205.000 $m^3$ (còn 21.000 $m^3$).

4. Vì sao nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác đầu vào tăng cao đột biến ở các mẫu TT.04, TT.05 và TT.06? Các mẫu TT.04, TT.05, TT.06 được lấy vào tháng 8/2018, trùng với giai đoạn cao điểm mùa mưa ở miền Bắc với lượng mưa trung bình tháng đạt 294,1 mm. Lượng nước mưa lớn ngấm sâu vào các tầng rác, vượt quá khả năng giữ nước của chất thải, cuốn theo lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ và muối khoáng phân hủy trong lòng bãi rác ra các hố thu gom; đồng thời độ ẩm cao tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ nhanh hơn.

5. Những nguyên nhân chính khiến công đoạn xử lý sinh học (Aerotank, SBR) tại trạm Nam Sơn hoạt động kém hiệu quả là gì? Nguyên nhân gồm: (1) Nước thải sau tháp Stripping vẫn còn hàm lượng cặn vôi lớn và nồng độ ô nhiễm vượt tải thiết kế do các công đoạn trước hoạt động kém; (2) Lượng cặn vôi đi vào làm ức chế và làm chết vi sinh hiếu khí trong bể; (3) Hệ thống đĩa phân phối khí dưới đáy bể bị bục vỡ, khiến oxy hòa tan phân phối không đều.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Khoa đã phản ánh chi tiết hiện trạng ô nhiễm nước rỉ rác và năng lực xử lý thực tế tại Bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn năm 2018. Kết quả nghiên cứu khẳng định bãi chôn lấp đang ở pha phân hủy metan với nước rỉ rác có nồng độ COD, Amoni rất cao và biến động mạnh theo lượng mưa. Mặc dù hệ thống xử lý đa bậc đã giúp các thông số đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT, trạm xử lý vẫn bộc lộ nhiều điểm nghẽn kỹ thuật về đóng cặn vôi, tắc đệm stripping và suy giảm vi sinh cần được nâng cấp đồng bộ.