Đặt vấn đề Trong các loại hình chất thải đô thị, bùn thải đô thị là một loại hình chất thải đặc thù phát sinh chủ yếu từ các hoạt động xử lý nước thải và nạo vét hệ thống thoát nước đô thị. Quá trình hình thành bùn thải có thể tích lũy nhiều chất ô nhiễm nguy hiểm, bùn thải đô thị có thể chứa tới hơn 300 các hợp chất hữu cơ khác nhau. Các hợp chất vô cơ và các vi sinh vật gây bệnh cũng tồn tại đa dạng trong bùn thải đô thị. Đặc biệt sự tồn tại của kim loại nặng cũng như các chất ô nhiễm hữu cơ trong bùn thải đã làm hạn chế khả năng tái chế bùn thải và sử dụng sản phẩm tái chế cho mục đích nông nghiệp cũng như tiềm ẩn khả năng gây ô nhiễm môi trường.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì tình trạng quy hoạch các khu đô thị chưa gắn với vấn đề xử lý chất thải, nước thải nên ô nhiễm môi trường ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu đô thị đang ở mức báo động. Việc giải quyết ô nhiễm do chất thải rắn, chất thải nguy hại và đặc biệt là bùn thải đang là thách thức lớn đối với xã hội. Thành phố Thái Nguyên là đô thị loại I trực thuộc tỉnh Thái Nguyên và là một trong những thành phố có tốc độ đô thị hóa cao, là nơi đông dân cư, tập trung nhiều trường đại học… Kết quả điều tra dân số năm 2013 dân số thành phố Thái Nguyên là hơn 374.500 người, dân cư phân bố với mật độ khá cao khoảng 1.260 người/km2 [6]. Theo đánh giá mới nhất của tỉnh Thái Nguyên, hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường trên địa bàn ngày càng gia tăng và khó kiểm soát, tính chất vi phạm pháp luật về bảo vệ môi trường ngày càng phức tạp, nhiều "điểm nóng" về ô nhiễm môi trường còn tồn tại, gây bức xúc trong dư luận.
Qua n 2 thống kê sơ bộ, hiện mỗi ngày toàn tỉnh thải ra trên 400 tấn chất thải sinh hoạt nhưng số chất thải thu gom, xử lý mới đạt khoảng 36%, riêng lượng chất thải y tế được thu gom, xử lý hợp vệ sinh cũng chỉ đạt gần 50%[14]. Vì vậy vấn đề rác thải và bùn thải đô thị là một trong số những vấn đề rất đáng quan tâm. Bùn thải ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, gây ô nhiễm không khí và nhất là thẩm thấu làm ô nhiễm mực nước ngầm, nước mặt dẫn đến chất lượng nguồn nước bị suy giảm. Hiện nay trên địa bàn thành phố nguồn nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt hầu như được đổ trực tiếp xuống các kênh rạch của thành phố, phần lớn các kênh rạch đều bị bùn lắng rất nhanh, hầu hết đều có màu đen và hôi thối gây ảnh hưởng đến cuộc sống và môi trường.
Quản lý tốt quá trình phát sinh bùn thải đô thị là một trong những giải pháp hữu hiệu cho công tác bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp góp phần hướng tới các mục tiêu phát triển bền vững của đất nước. Vì những lý do trên đề tài: “Đánh giá thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” được thực hiện. Mục đích, yêu cầu của đề tài 1. Mục đích - Đánh giá các nguồn phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
- Tìm hiểu tính chất của các loại bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên. - Đề xuất giải pháp nhằm quản lý bùn thải đô thị tại thành phố Thái Nguyên. Yêu cầu - Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác. - Đánh giá được thực trạng phát sinh bùn thải đô thị trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
n 3 - Đề xuất giải pháp phải khả thi phù hợp với điều kiện thực tế. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Vận dụng và phát huy kiến thức đã học tập và nghiên cứu. - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này.
- Là báo cáo tốt nghiệp cho sinh viên. - Là cơ sở, tài liệu cho các nghiên cứu khoa học về sau. Ý nghĩa trong thực tiễn - Thông qua đề tài này giúp cho cộng đồng nhận thấy rõ những hậu quả vô cùng nghiêm trọng khi môi trường bị ô nhiễm từ bùn thải đô thị. Để từ đó bản thân mỗi cá nhân, tổ chức trong cộng đồng tự xây dựng cho mình ý thức bảo vệ môi trường.
- Đề tài là cơ sở để giúp các nhà quản lý có các giải pháp tối ưu nhất cho công tác bảo vệ môi trường. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về bùn thải đô thị 2. Định nghĩa về bùn thải đô thị Bùn thải có thể được định nghĩa như sau: Bùn thải là một hỗn hợp lỏng rắn chứa các thành phần: nước chiếm 95% - 98% trọng lượng ẩm và một phần các chất hữu cơ, vô cơ và rất nhiều loại vi sinh vật, đặc tính của bùn phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng mà nó được tách ra.
Bùn có thể ở dạng rắn, bán rắn, lỏng tùy theo công nghệ xử lý. Hỗn hợp chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn, có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2 mm và có độ ẩm 70 - 95 %. EPA định nghĩa bùn thải như một sản phẩm cuối cùng được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp từ nhà máy xử lý nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi khi cũng được sử dụng chung cho chất rắn được tách biệt với huyền phù trong nước, hỗn hợp vật chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn [12].
Phân loại bùn thải đô thị * Theo nguồn gốc bùn thải bao gồm các loại sau: - Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt/đô thị, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt/đô thị. - Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm/nhà máy xử lý nước thải công nghiệp. - Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước cấp. - Bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh rạch định kì.
- Bùn thải từ bể tự hoại (hầm cầu). n 5 - Bùn thải từ các công trường xây dựng. - Các loại bùn khác [2]. * Theo tính chất của nguồn phát sinh bùn: Bùn thải được chia thành bùn thải dễ phân hủy sinh học và bùn thải khó phân hủy sinh học.
- Bùn thải dễ phân huỷ sinh học được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học (còn gọi là bùn sinh học) hay từ nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Bùn dễ phân hủy sinh học cũng được chia thành 2 loại: không nguy hại và nguy hại. + Bùn thải không nguy hại được tạo ra từ quá trình xử lý nước ở các nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm, nước thải sinh hoạt. Bùn này có hàm lượng chất hữu cơ cao, ít độc và thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật.
Vì vậy có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng, hoặc sử dụng làm nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật, tạo ra nguồn nhiên liệu, năng lượng có giá trị. + Bùn thải nguy hại được tạo ra từ hệ thống nước thải bệnh viện, các khu nghiên cứu… đối với loại bùn này phải xử lý nghiêm ngặt bằng phương pháp thiêu đốt trước khi chôn, tuyệt đối không được tận dụng cho mục đích nông nghiệp. - Bùn thải khó phân hủy là bùn thải có chứa nhiều hợp chất khó phân hủy hay các chất độc. Bùn thải khó phân hủy sinh học được chia thành 2 nhóm: nhóm có khả năng xử lý thường và nhóm không thể xử lý được.
+ Bùn thải có khả năng xử lý thường áp dụng phương pháp thu hồi một số chất sau đó thiêu đốt, đóng rắn để tạo thành sản phẩm mới phục vụ con người. + Bùn thải không thể xử lý được là các loại bùn có chứa chất phóng xạ và các chất độc dễ phát tán trong môi trường và phải xử lý bằng phương pháp đóng rắn và chôn lấp theo quy định [12]. n 6 * Phân loại theo đặc tính - Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, có hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô (nước thải của công nghiệp thực phẩm, hóa hữu cơ). Do sự có mặt của phần lớn các chất keo ưa nước nên khó khăn cho việc làm khô bùn.
- Bùn vô cơ ưa nước: Các loại bùn này chứa hydroxit kim loại tạo thành từ phương pháp lý hóa bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước xử lý (Al, Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối sắt, muối nhôm). - Bùn chứa dầu: Trong bùn có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, khoáng chất (hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ trong các phần tử bùn ưa nước (nước thải của nhà máy lọc dầu). - Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội hơn các chất đặc biệt có giữ hàm lượng nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối đã kết tinh).
- Bùn vô cơ ưa - kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị nước chứa vừa đủ chất ưa nước để gây ảnh hưởng bất lợi đến việc làm khô bùn. Các chất ưa nước thường là hydroxyt kim loại [12]. Nguồn phát sinh bùn thải đô thị - Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm (chung cư hoặc cụm dân cư)/nhà máy xử lý (tập trung) nước thải sinh hoạt, bao gồm: Bùn nạo vét cống rãnh, bùn nạo vét kênh rạch, bùn sinh học từ các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. - Bùn thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bao gồm mạng lưới thoát nước và trạm (nhà máy)/nhà máy xử lý (khu công nghiệp) nước thải công nghiệp, bao gồm: + Bùn từ hoạt động nạo vét các cống thoát nước thải công nghiệp trong khu công nghiệp, cụm công nghiệp.
n 7 + Bùn thải từ các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp có nhiễm chất thải nguy hại. - Bùn thải từ hoạt động nạo vét định kì kênh rạch thành phố. - Bùn thải từ bể tự hoại (bùn hầm cầu).