Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực bãi chôn rác Nam Sơn, Sóc Sơn năm 2018

Luận văn đánh giá hiện trạng môi trường nước tại bãi chôn rác Nam Sơn, huyện Sóc Sơn năm 2018, phân tích tác động và đề xuất giải pháp bảo vệ.

• Tác giả: Nguyễn Văn Khoa
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Phả
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Môi Trường Nước Tại Bãi Rác Nam Sơn, Sóc Sơn Năm 2018
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài
• 2.2. Tổng quan về nước rỉ rác
• 2.3. Đặc trưng của nước rỉ rác
• 2.4. Ảnh hưởng của nước rỉ rác
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Sơ lược về nhà máy và quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác thải của BCL Nam Sơn
• 4.2. Sơ lược về bãi chôn lấp
• 4.3. Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác
• 4.4. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác
• 4.5. Số liệu thành phần của nước rò rỉ trong bãi rác
• 4.6. Kết quả phân tích mẫu nước đầu ra tại BCL rác thải Nam Sơn
• 4.7. Đánh giá chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 25:2009/ BTNMT
• 4.8. Hiệu quả xử lý
• 4.9. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rác từ BCL
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đánh giá môi trường nước

Nghiên cứu tập trung vào đánh giá môi trường nước tại bãi rác Nam Sơn, Sóc Sơn năm 2018. Mục tiêu chính là phân tích hiện trạng ô nhiễm nguồn nước do nước rỉ rác từ bãi chôn lấp. Nước rỉ rác chứa nhiều chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường để đánh giá chất lượng nước.

1.1. Hiện trạng môi trường nước

Hiện trạng môi trường nước tại bãi rác Nam Sơn cho thấy mức độ ô nhiễm cao, đặc biệt là nồng độ BOD, COD và amoniac. Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp không được xử lý đúng cách đã thấm vào nguồn nước ngầm và mặt, gây suy thoái môi trường. Các chỉ số ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn cho phép, đe dọa sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

1.2. Ô nhiễm nước tại bãi rác

Ô nhiễm nước tại bãi rác là vấn đề nghiêm trọng do nước rỉ rác chứa nhiều chất độc hại như kim loại nặng, vi khuẩn gây bệnh và các chất hữu cơ khó phân hủy. Nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ các chất ô nhiễm thay đổi theo tuổi bãi rác và điều kiện thời tiết. Việc thiếu hệ thống xử lý nước rỉ rác hiệu quả đã làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm.

II. Quản lý chất thải và bảo vệ môi trường

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý chất thải và bảo vệ môi trường nhằm giảm thiểu tác động của nước rỉ rác. Các biện pháp bao gồm cải thiện hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến và tăng cường giám sát môi trường. Việc thực hiện các giải pháp này sẽ góp phần bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

2.1. Giải pháp quản lý chất thải

Giải pháp quản lý chất thải tập trung vào việc cải thiện hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác. Nghiên cứu đề xuất sử dụng các công nghệ xử lý sinh học và hóa lý để giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm. Đồng thời, cần tăng cường giám sát và kiểm soát quá trình vận hành bãi chôn lấp để đảm bảo hiệu quả xử lý.

2.2. Bảo vệ môi trường

Bảo vệ môi trường là mục tiêu quan trọng trong nghiên cứu. Các biện pháp bao gồm nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của ô nhiễm nước, thực hiện các chương trình giáo dục môi trường và khuyến khích sử dụng các sản phẩm thân thiện với môi trường. Việc thực hiện các biện pháp này sẽ góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

III. Nghiên cứu môi trường và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu môi trường bằng cách cung cấp dữ liệu và phân tích chi tiết về hiện trạng ô nhiễm nước tại bãi rác Nam Sơn. Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, giúp các nhà quản lý và hoạch định chính sách đưa ra các quyết định phù hợp để cải thiện chất lượng môi trường.

3.1. Giá trị nghiên cứu

Giá trị nghiên cứu của đề tài nằm ở việc cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học về hiện trạng ô nhiễm nước tại bãi rác Nam Sơn. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để đánh giá chất lượng nước, từ đó đề xuất các giải pháp hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong các dự án bảo vệ môi trường và quản lý chất thải.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu bao gồm việc cải thiện hệ thống xử lý nước rỉ rác và nâng cao hiệu quả quản lý chất thải. Các giải pháp đề xuất có thể áp dụng tại các bãi chôn lấp khác trên cả nước, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại các đô thị lớn ở Việt Nam, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày càng gia tăng, trong đó chôn lấp vẫn là phương thức xử lý chủ đạo nhưng chưa thực hiện phân loại triệt để tại nguồn. Quá trình phân hủy chất thải hữu cơ kết hợp với sự thâm nhập của nước mưa và độ ẩm nội tại của rác tạo ra nước rỉ rác (NRR) có thành phần hóa học phức tạp, nồng độ chất hữu cơ hòa tan, chất lơ lửng, hợp chất vô cơ và mầm bệnh rất cao. Nếu không được thu gom và xử lý đạt quy chuẩn trước khi xả ra môi trường, nước rỉ rác sẽ ngấm vào tầng nước ngầm, lan truyền ra hệ thống nước mặt và gây ô nhiễm đất nghiêm trọng khu vực lân cận.

Khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Sơn (huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội) tiếp nhận trung bình khoảng 4.200 tấn rác thải sinh hoạt mỗi ngày từ 12 quận và 10 huyện của thủ đô, cùng một phần rác thải công nghiệp và y tế. Lượng nước rỉ rác phát sinh tại bãi chôn lấp luôn ở mức cao và tiềm ẩn nguy cơ quá tải lưu chứa, đòi hỏi phải đánh giá liên tục hiện trạng chất lượng nước cũng như hiệu quả làm việc của hệ thống xử lý. Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Văn Khoa được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau:

1. Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại bãi chôn lấp chất thải rắn 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 Nam Sơn.
3. Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho các trạm xử lý nước rác.

Đối tượng nghiên cứu: Nước rỉ rác của bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội.

Phạm vi nghiên cứu: Trạm xử lý nước rỉ rác thuộc bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn; dữ liệu quan trắc, khảo sát và phân tích mẫu được thu thập và thực hiện trong năm 2018.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống cơ sở khoa học dựa trên lý thuyết hình thành và diễn biến tính chất nước rỉ rác theo thời gian vận hành của bãi chôn lấp:

• Quá trình phân hủy sinh học kỵ khí: Diễn ra qua 3 giai đoạn chính gồm pha axit ($BOD/COD \ge 0{,}4$), pha chuyển tiếp ($0{,}2 < BOD/COD < 0{,}4$) và pha metan ($BOD/COD \le 0{,}2$). Tuổi bãi rác càng cao thì tỷ số $BOD_5/COD$ càng giảm do lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học giảm dần, trong khi các hợp chất hữu cơ khó phân hủy và nồng độ amoniac ($NH_4^+$) tồn tại bền vững ở mức cao.
• Công nghệ xử lý nước rỉ rác: Tổng hợp các nguyên lý xử lý cơ học (song chắn, lắng cát), phương pháp hóa lý (keo tụ - tạo bông, tuyển nổi, trích ly, trao đổi ion), phương pháp hóa học (oxy hóa nâng cao Fenton, ozone hóa, điện hóa), phương pháp sinh học (bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank, bể phản ứng theo mẻ SBR, xử lý kỵ khí dòng chảy ngược UASB, hồ sinh học) và công đoạn khử trùng (Javen, Clo, UV).
• Căn cứ pháp lý: Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; các Nghị định số 21/2008/NĐ-CP, 201/2013/NĐ-CP, 18/2015/NĐ-CP, 19/2015/NĐ-CP; Thông tư số 12/2015/TT-BTNMT; Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn QCVN 25:2009/BTNMT; QCVN 08:2015/BTNMT; QCVN 09:2015/BTNMT; QCVN 40:2011/BTNMT; QCTĐHN 02:2014/BTNMT.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và đánh giá số liệu được triển khai đồng bộ qua các khâu:

• Phương pháp thu thập tài liệu: Thu thập, tổng hợp các báo cáo kỹ thuật, tài liệu khí tượng - thủy văn, địa chất công trình và dữ liệu vận hành từ đơn vị quản lý bãi chôn lấp và Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường.
• Phương pháp lấy mẫu hiện trường: Thực hiện theo đúng các tiêu chuẩn TCVN 6663-1:2011, TCVN 6663-3:2008 và TCVN 5999:1995. Tiến hành lấy 6 mẫu nước rỉ rác thô đầu vào tại hố thu (từ ngày 15/07/2018 đến ngày 20/08/2018) và 6 mẫu nước rỉ rác sau xử lý tại ống xả đầu ra (từ ngày 23/08/2018 đến ngày 22/10/2018). Mẫu phân tích COD được bảo quản bằng axit $H_2SO_4$ đậm đặc đưa về $pH < 2$ và lưu giữ ở nhiệt độ thấp.
• Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:

STT	Thông số phân tích	Phương pháp tiêu chuẩn	Thiết bị phân tích
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)	TCVN 6193:1996	Máy AAS 240 - Agilent
4	Kẽm (Zn)	TCVN 6193:1996	Máy AAS 240 - Agilent
5	Tổng Crom (Cr)	TCVN 6622:1996	Máy AAS 240 - Agilent
6	Chì (Pb)	TCVN 6193:1996	Máy AAS 240 - Agilent
7	COD	Hach Method 8000	Máy quang phổ DR 3900 - Hach
8	$BOD_5$	TCVN 6494-1:2011	Tủ mát ủ mẫu $BOD_5$ FOC120E
9	Tổng Nitơ (TN)	Hach Method 10071 / TCVN 6638:2000	Bộ phá mẫu Nitơ KDN-04, Máy DR 3900 - Hach
10	Amoni ($NH_4^+$)	TCVN 6179-1:1996 / SMEWW 4500-$NH_3$	Máy quang phổ Hach DR 3900

• Phương pháp tổng hợp so sánh: Xử lý các chuỗi số liệu thực nghiệm, tính toán hiệu suất xử lý của từng thông số ô nhiễm và đối chiếu với giới hạn quy định tại QCVN 25:2009/BTNMT.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của công tác quản lý và xử lý nước rỉ rác trong bối cảnh chôn lấp rác thải tập trung tại các đô thị. Xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, phạm vi không gian tại BCL Nam Sơn năm 2018 cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp dữ liệu phục vụ quản lý môi trường nước.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết định nghĩa, phân loại môi trường theo Điều 1 Luật Bảo vệ Môi trường và các chức năng của môi trường. Đi sâu phân tích đặc trưng nguồn gốc, thành phần nước rỉ rác biến thiên theo tuổi thọ bãi rác (dẫn liệu từ nghiên cứu của Chian & DeWalle với nồng độ COD giảm từ 10.000–40.000 mg/L ở năm đầu xuống còn 400 mg/L sau 16 năm; $BOD_5$ giảm từ 7.500–28.000 mg/L xuống 80 mg/L).

Tác giả phân tích tác động tiêu cực của nước rác đến nguồn nước mặt, nước ngầm và hệ sinh thái đất; trình bày chi tiết các công nghệ xử lý cơ học, hóa lý, hóa học (đặc biệt là phản ứng oxy hóa Fenton với điều kiện $pH = 3\text{--}5$, tỷ lệ mol Fe và $H_2O_2$, thời gian phản ứng), công nghệ sinh học (hiếu khí, kỵ khí) và khử trùng. Đồng thời, chương 2 tổng thuật kinh nghiệm xử lý nước rỉ rác quốc tế (tại Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc) và trong nước (nhà máy xử lý BCL Gò Cát, mô hình sinh học bằng thực vật dầu mè, cỏ vetiver tại BCL Đông Thạnh).

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

Nêu chi tiết đối tượng nghiên cứu là nước rỉ rác bãi chôn lấp Nam Sơn. Mô tả quy trình lấy mẫu hiện trường với tọa độ và thời gian lấy 6 mẫu đầu vào tại hố thu NRR (15/07/2018 đến 20/08/2018) và 6 mẫu đầu ra tại ống xả (23/08/2018 đến 22/10/2018). Liệt kê hệ thống tiêu chuẩn lấy mẫu, kỹ thuật axit hóa bảo quản mẫu bằng $H_2SO_4$ về $pH < 2$ và danh mục thiết bị, quy trình phân tích các chỉ tiêu kim loại nặng, $COD$, $BOD_5$, $TN$, $NH_4^+$.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

• Sơ lược bãi chôn lấp: BCL Nam Sơn hoạt động từ năm 1999 trên tổng diện tích 83,4 ha (giai đoạn 1) và mở rộng 36 ha (giai đoạn 2), tiếp nhận 4.200 tấn rác/ngày đêm với 450 lượt xe chuyên chở và 180 công nhân. Cấu trúc địa tầng khu vực gồm 5 lớp đất đá, độ sâu khảo sát đạt 30 m.
• Hiện trạng lưu chứa và các trạm xử lý: Tổng khối lượng nước rỉ rác đang lưu chứa tại các ô 1.3, 1.4, 1.7 và hồ sinh học là $716.000\text{ m}^3$ trên tổng dung tích thiết kế $864.000\text{ m}^3$ (dung tích còn lại là $148.000\text{ m}^3$). Khu liên hiệp có 3 trạm xử lý với tổng công suất thiết kế $4.300\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ gồm: Trạm Phú Điền ($2.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, vận hành 2014), Trạm Nam Sơn ($1.500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, xây dựng 2006 và 2009), và Trạm Minh Đức ($800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, vận hành 2013).
• Quy trình công nghệ tại trạm Nam Sơn: Trộn vôi bột nâng $pH$ lên 11,5–12 $\rightarrow$ Bể lắng cặn vôi $\rightarrow$ Tháp Stripping thổi khí thoát Nitơ $\rightarrow$ Bể chỉnh $pH$ về 7,5–8 $\rightarrow$ Cụm xử lý sinh học (SBR, UASB, Aerotank) $\rightarrow$ Tách cặn $\rightarrow$ Nhóm bể oxy hóa Fenton ($H_2SO_4$ chỉnh $pH = 2\text{--}3$, châm $FeSO_4$, $H_2O_2$) $\rightarrow$ Bể trung hòa ($NaOH$ đưa $pH = 7\text{--}7{,}5$) $\rightarrow$ Cụm keo tụ - tuyển nổi Semultech $\rightarrow$ Bể lọc cát $\rightarrow$ Lọc than hoạt tính $\rightarrow$ Khử trùng bằng Javen $\rightarrow$ Hồ điều hòa ($30.000\text{ m}^3$).
• Đánh giá chất lượng nước thô và nước sau xử lý: Nước đầu vào có nồng độ chất ô nhiễm rất cao, đặc biệt vào mùa mưa ($COD$ lên tới 5.632 mg/L, $BOD_5$ đạt 1.084,1 mg/L, Amoni đạt 154 mg/L). Sau quy trình xử lý đa bậc, tất cả các chỉ tiêu phân tích đầu ra đều đạt quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT.
• Tồn tại kỹ thuật: Thiết bị điều khiển, cảm biến pH/DO hư hỏng phải chỉnh tay; cặn vôi cuốn sang các bể sinh học làm chết bùn vi sinh; tháp Stripping bị tắc đệm phân phối khí/nước; hệ thống bơm nước rác cũ, quấn lại động cơ nhiều lần.
• Đề xuất giải pháp: Sửa chữa, tự động hóa hệ thống định lượng và sensor; tối ưu hóa lắng vôi; cải tạo đệm tháp Stripping và phục hồi vi sinh hiếu khí.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các phát hiện về thành phần nước rác, kết luận hệ thống xử lý vẫn đảm bảo quy chuẩn xả thải dù công nghệ chắp vá, đồng thời kiến nghị nâng cấp đồng bộ thiết bị điều khiển và cơ sở hạ tầng lưu chứa.

---

Kết quả và đóng góp

Số liệu chất lượng nước rỉ rác thô đầu vào

Kết quả phân tích 6 mẫu nước rỉ rác đầu vào tại hố thu (năm 2018) thể hiện sự ô nhiễm hữu cơ và vô cơ nghiêm trọng, có sự gia tăng mạnh vào thời điểm mưa nhiều (các mẫu từ TT.04 đến TT.06):

Chỉ tiêu	Mẫu TT.01	Mẫu TT.02	Mẫu TT.03	Mẫu TT.04	Mẫu TT.05	Mẫu TT.06	QCVN 25:2009/BTNMT (Cột B)
pH	8,6	8,8	8,3	8,2	8,9	9,1	5 – 9
COD (mg/L)	1.096,0	985,5	1.108,0	4.928,0	5.632,0	5.130,0	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
Amoni (mg/L)	59,6	50,8	65,5	143,0	149,6	154,0	25

Tỷ số $BOD_5/COD$ trong nước thô luôn nhỏ hơn 0,3 phản ánh bãi chôn lấp Nam Sơn đã bước vào giai đoạn chuyển tiếp sang pha metan, pha metan chiếm ưu thế, chứa lượng lớn các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học tự nhiên.

Số liệu chất lượng nước rỉ rác đầu ra sau xử lý

Qua hệ thống dây chuyền liên hoàn từ kiềm hóa, Stripping, sinh học, Fenton đến lọc cát, hấp phụ than hoạt tính và khử trùng, nước thải đầu ra đạt các ngưỡng cho phép của QCVN 25:2009/BTNMT:

Chỉ tiêu	Mẫu NT.07	Mẫu NT.08	Mẫu NT.09	Mẫu NT.10	Mẫu NT.11	Mẫu NT.12	QCVN 25:2009/BTNMT (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

Giải pháp tác giả đề xuất

1. Khắc phục hệ thống điều khiển tự động: Thay thế toàn bộ các sensor đo pH, oxy hòa tan (DO), sửa chữa bơm định lượng hóa chất nhằm chấm dứt tình trạng căn chỉnh thủ công gây sai lệch thông số vận hành.
2. Cải tiến công đoạn hòa tách và lắng vôi: Nâng cao hiệu suất lắng cặn vôi sơ bộ để ngăn chặn triệt để hiện tượng vôi thừa tràn sang tháp Stripping và các bể sinh học.
3. Bảo trì, phục hồi tháp Stripping và hệ bể sinh học: Vệ sinh thay thế đệm tháp phân phối khí - nước bị tắc nghẽn, sục rửa hệ thống cấp khí bể Aerotank/SBR bị bục vỡ, tiến hành nuôi cấy lại bùn hoạt tính thích nghi.
4. Thay thế đồng bộ hệ thống bơm vận chuyển: Thay thế các cụm máy bơm cũ đã quấn lại động cơ nhiều lần để duy trì lưu lượng thiết kế liên tục.

Đóng góp của khóa luận

Khóa luận đã cập nhật được chuỗi số liệu quan trắc thực tế đầy đủ về tính chất nước rỉ rác thô và chất lượng nước sau xử lý tại BCL Nam Sơn năm 2018. Công trình đã chỉ rõ được những điểm nghẽn kỹ thuật thực tế trong quá trình vận hành dây chuyền xử lý nước rỉ rác quy mô công nghiệp khi chuyển giao qua nhiều giai đoạn đầu tư.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Phạm vi khảo sát tập trung chủ yếu vào công nghệ của Trạm xử lý nước rác Nam Sơn (URENCO), chưa đánh giá so sánh sâu thông số động học của hai trạm còn lại trong bãi là Phú Điền và Minh Đức. Các đợt lấy mẫu tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa (từ tháng 7 đến tháng 10 năm 2018), chưa có chuỗi số liệu quan trắc trải dài qua mùa khô để phân tích tương quan biến thiên theo chu kỳ năm trọn vẹn.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa liều lượng tác chất Fenton ($Fe^{2+}/H_2O_2$) và nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng lọc (vi lọc, lọc nano, thẩm thấu ngược RO) hoặc xử lý bổ sung bằng bãi lọc sinh học ngập nước trồng thực vật sau công đoạn hóa lý.

---

Giá trị tham khảo

• Đối tượng hưởng lợi: Sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Đô thị và Quản lý Tài nguyên - Môi trường; các kỹ sư vận hành trạm xử lý chất thải rắn đô thị.
• Giá trị thực tiễn:
  • Tài liệu tham khảo hữu ích về quy trình lấy mẫu hiện trường nước rỉ rác theo các tiêu chuẩn TCVN và quy trình phân tích thông số nước thải trên máy quang phổ Hach DR 3900 và máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Agilent 240.
  • Cung cấp số liệu gốc về nồng độ tải lượng ô nhiễm ($COD$, $BOD_5$, $TN$, $NH_4^+$) của bãi chôn lấp quy mô lớn nhất miền Bắc trong giai đoạn chuyển đổi pha phân hủy kỵ khí.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khối lượng tiếp nhận rác và lượng nước rỉ rác lưu chứa tại BCL Nam Sơn tại thời điểm nghiên cứu là bao nhiêu?
BCL Nam Sơn tiếp nhận thực tế khoảng 4.200 tấn rác/ngày đêm (vượt công suất thiết kế 3.500 tấn/ngày). Tại thời điểm năm 2018, tổng khối lượng nước rỉ rác đang lưu chứa tại các ô 1.3, 1.4, 1.7 và hồ sinh học là $716.000\text{ m}^3$ trên tổng dung tích lưu chứa tối đa $864.000\text{ m}^3$.

2. Tỷ số $BOD_5/COD$ của nước rỉ rác đầu vào tại BCL Nam Sơn phản ánh điều gì về pha phân hủy sinh học?
Kết quả phân tích cho thấy tỷ số $BOD_5/COD$ của nước rỉ rác đầu vào luôn nhỏ hơn 0,3 (vào mùa mưa $COD$ đạt 4.928–5.632 mg/L trong khi $BOD_5$ đạt 946,3–1.084,1 mg/L). Điều này phản ánh bãi chôn lấp đang ở giai đoạn chuyển tiếp sang pha metan (pha metan chiếm ưu thế), nồng độ các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học gia tăng, gây khó khăn cho việc xử lý sinh học đơn thuần.

3. Quy trình công nghệ oxy hóa nâng cao Fenton tại trạm xử lý Nam Sơn diễn ra như thế nào?
Nước thải sau công đoạn sinh học được đưa vào nhóm bể oxy hóa, tại đây được châm axit $H_2SO_4$ để hạ $pH$ xuống 2–3, tiếp tục bổ sung dung dịch xúc tác sắt ($FeSO_4$) và chất oxy hóa $H_2O_2$ rồi khuấy trộn đều để phá hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Sau đó, nước chuyển sang bể trung hòa, châm $NaOH$ để nâng $pH$ về mức 7–7,5 trước khi đưa qua thiết bị keo tụ - tuyển nổi Semultech.

4. Chất lượng nước rỉ rác sau xử lý tại BCL Nam Sơn có đáp ứng tiêu chuẩn xả thải không?
Có. Tất cả 6 mẫu nước sau xử lý (NT.07 đến NT.12) đều đạt quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT (Cột B): $pH$ dao động từ 8,0–8,8; $COD$ đạt 25–200 mg/L (chuẩn $\le 400\text{ mg/L}$); $BOD_5$ đạt 13–96 mg/L (chuẩn $\le 100\text{ mg/L}$); Tổng Nitơ đạt 20–55 mg/L (chuẩn $\le 60\text{ mg/L}$); và Amoni đạt 2,9–17,4 mg/L (chuẩn $\le 25\text{ mg/L}$).

5. Những sự cố và tồn tại kỹ thuật chính đang xảy ra tại trạm xử lý nước rỉ rác Nam Sơn là gì?
Hệ thống điều khiển tự động bị xuống cấp (sensor đo pH, DO hỏng khiến phải vận hành bằng tay); cặn vôi không lắng hết trôi sang các công đoạn sau; tháp Stripping bị tắc hệ thống đệm và phân phối nước; vi sinh trong bể Aerotank/SBR bị suy giảm, hệ thống phân phối khí bị bục; các bơm nước thải cũ đã quấn lại động cơ nhiều lần làm giảm lưu lượng vận hành.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Văn Khoa đã đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước rỉ rác và quy trình xử lý tại Bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn trong năm 2018. Kết quả thực nghiệm khẳng định nước rỉ rác thô có mức độ ô nhiễm hữu cơ và amoni rất cao, mang đặc trưng điển hình của bãi chôn lấp ở pha phân hủy metan. Mặc dù hệ thống xử lý đa bậc (kết hợp Stripping, xử lý sinh học, oxy hóa Fenton và lọc khử trùng) vẫn đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt QCVN 25:2009/BTNMT, trạm xử lý cần sớm được bảo dưỡng, thay mới các thiết bị điều khiển tự động và xử lý dứt điểm tình trạng tắc nghẽn cặn vôi để duy trì vận hành ổn định.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở lên trầm trọng và phổ biến dẫn tới suy thoái môi trường đất, nước, không khí, đặc biệt là tại các đô thị lớn lượng chất thải rắn và nước thải ngày càng gia tăng. Mặc dù số lượng các nhà máy đã xây dựng trạm xử lý chất thải tăng lên trong những năm gần đây nhưng hiện trạng ô nhiễm vẫn chưa được cải thiện. Nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn hiện nay là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng xung quanh khu vực bãi chôn lấp.

Nhìn chung, nước rỉ rác chứa các chất hữu cơ hoà tan và các ion vô cơ với hàm lượng cao, khó xử lý. Nếu nước rỉ rác phát thải trực tiếp vào môi trường mà không được kiểm soát chắc chắn sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tính chất nước rỉ rác thay đổi không những do nó được tạo thành bởi rất nhiều loại chất thải khác nhau mà còn thay đổi theo tuổi bãi rác và theo mùa trong năm. Hiện tại chúng ta vẫn xử lý rác thải bằng phương pháp chôn lấp và chưa áp dụng phân loại rác thải nguồn nên thành phần của nước rỉ rác rất phức tạp.

Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước rỉ rác có thể biến động rất lớn, tùy thuộc vào tuổi bãi chôn lấp, thời gian lấy mẫu - mùa mưa hay mùa khô. Vì vậy, việc khảo sát các đặc trưng của nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp có thể cung cấp những thông tin quan trọng làm cơ sở để chọn lựa công nghệ xử lý phù hợp Tuy nhiên, kéo theo đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, không đạt tiêu chuẩn gây ra nhiều bất cập làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh và cuộc sống con người. h 2 Đặc biệt, hầu hết nước rỉ rác tại bãi chôn lấp đều phát thải trực tiếp vào môi trường, khuếch tán mầm bệnh gây tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người, việc ô nhiễm môi trường từ nước rỉ rác của các bãi chôn lấp tập trung trở thành vấn đề nóng hàng chục năm nay. Nước rỉ rác được tạo ra trong giai đoạn axit của bãi chôn lấp ổn định.

Trong giai đoạn này pH của nước rỉ rác tạo ra giảm do đó huy động nhiều kim loại nặng. Thành phần của nước rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính của chất thải, thiết kế và vận hành bãi rác, các đặc tính và thành phần cụ thể của các chất thải được chôn lấp. Tại nhiều quốc gia đang phát triển việc quản lý kém các bãi rác là mối nguy cơ chính đối với ô nhiễm nước ngầm cũng như nước mặt. Do lắp đặt không đúng các hệ thống lớp lót và thu gom nước rỉ rác, nước rỉ rác lan truyền vào nước ngầm hoặc các nguồn nước mặt gần đó, làm suy thoái chất lượng nước.

Để kiểm soát nguy cơ ô nhiễm của nước rỉ rác hầu như tất cả các nước đã ban hành các quy định, nhưng các biện pháp khắc phục được đề xuất theo thời hạn là rất khó thực hiện và không hiệu quả về chi phí. Do đó, để ngăn chặn sự lãng phí năng lượng và tiền bạc việc xác định các khu vực dễ bị ảnh hưởng bởi bãi chôn lấp là cần thiết và phải được tiến hành ngay. Các nhà khoa học và các nhà quản lý môi trường đã quan tâm đến việc xử lý nước rỉ rác. Đã có một số công nghệ xử lý nước rỉ rác được áp dụng như: hệ thống mương xử lý nước rỉ rác (kết hợp nước rỉ rác với nước thải sinh hoạt, quay vòng tuần hoàn nước rỉ rác và hồ xử lý), công nghệ sinh học (xử lý hiếu kí, kị khí) và xử lý bằng các quá trình vật lý, hoá học (oxi hoá, kết tủa, hấp phụ, công nghệ màng và loại bỏ NH4+).

Nhìn chung, nước rỉ rác thường được xử lý bằng phương pháp sinh học để loại bỏ các chất hữu cơ. Công nghệ sinh học được sử dụng để xử lý nước thải thường có hiệu quả cao. Tuy nhiên, một hệ thống xử lý sinh học riêng lẻ thường không có hiệu quả cao trong xử lý nước rỉ rác vì nó có thành phần phức tạp và chứa các chất ô nhiễm khó h 3 phân huỷ sinh học xuất phát từ vấn đề trên và được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa cũng như giáo viên hướng dấn TS. Trần Thị Phả, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài.

“Đánh giá hiện trạng môi trường nước 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”. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu, phân tích thành phần chất thải rắn và hoạt động chôn lấp tại địa điểm nghiên cứu cụ thể: BCL rác thải Nam Sơn. - 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. - Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác cho các trạm xử lý nước rỉ rác.

Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Là nguồn dữ liệu phục vụ cho các nghiên cứu sau này. - Vận dụng được những kiến thức về môi trường nước, cải tạo phục hồi môi trường đã học và được áp dụng vào trong thực tế. Ý nghĩa trong thực tiễn: - Tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo khu liên hiệp trước hoạt động sản xuất đến môi trường. Từ đó có hoạt động tích cực trong việc xử lý nước thải.

- Cảnh báo nguy cơ gây ô nhiễm suy thoái môi trường nước do nước thải gây ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, bảo vệ sức khoẻ của người dân khu vực quanh khu liên hiệp. h 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học và pháp lý của đề tài - Khái niệm về môi trường "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên" (Theo Ðiều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại: - Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người.

Ðó là ánh sáng mặt trời, núi sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước. Môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cấy, chăn nuôi, cung cấp cho con người các loại tài nguyên khoáng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, làm cho cuộc sống con người thêm phong phú. - Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người. Ðó là những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định.

ở các cấp khác nhau như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội các nước, quốc gia, tỉnh, huyện, cơ quan, làng xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, các tổ chức tôn giáo, tổ chức đoàn thể,. Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác. - Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong h 5 cuộc sống, như ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo. Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất, nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội.

Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà chỉ bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con người. Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với thầy giáo, bạn bè, nội quy của trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm, vườn trường, tổ chức xã hội như Ðoàn, Ðội với các điều lệ hay gia đình, họ tộc, làng xóm với những quy định không thành văn, chỉ truyền miệng nhưng vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính các cấp với luật pháp, nghị định, thông tư, quy định. Tóm lại, môi trường là tất cả những gì có xung quanh ta, cho ta cơ sở để sống và phát triển. Môi trường có các chức năng cơ bản sau: - Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật.

- Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người. - Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình. - Môi trường là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất. - Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người.

Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của h 6 các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước mới. Việc khai thác quá mức không gian và các dạng tài nguyên thiên nhiên có thể làm cho chất lượng không gian sống mất đi khả năng tự phục hồi. Tổng quan về nước rỉ rác 2.

Đặc trưng của nước rỉ rác * Nguồn gốc phát sinh nước rỉ rác Nước rò rỉ từ bãi rác là nước bẩn thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp (BCL). Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước. Độ giữ nước của chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không phát sinh ra dòng thấm hướng xuống, dưới tác dụng của trọng lực.