Giới thiệu dự án

Nước rỉ rác (landfill leachate) phát sinh từ các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị là một trong những loại nước thải công nghiệp phức tạp và khó xử lý nhất trong ngành kỹ thuật môi trường. Theo thống kê từ Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh tại Việt Nam vượt mức 65.000 tấn/ngày, trong đó hơn 70% được xử lý bằng hình thức chôn lấp. Quá trình phân hủy kỵ khí, hiếu khí cùng sự rửa trôi của nước mưa tạo ra dòng nước rỉ rác có tải lượng ô nhiễm hữu cơ và vô cơ cực kỳ nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp đến hệ thống thủy vực và tầng chứa nước ngầm khu vực lân cận.

Vấn đề cốt lõi của nước rỉ rác nằm ở sự biến thiên liên tục về nồng độ và thành phần hóa sinh theo "tuổi thọ" của bãi chôn lấp. Ở các bãi chôn lấp mới (dưới 2 - 5 năm), nước rỉ rác có nồng độ oxy hóa học COD ($32.000\text{ mg/L}$), nhu cầu oxy sinh hóa $\text{BOD}_5$ ($21.000\text{ mg/L}$), các axit béo bay hơi (VFA) và kim loại nặng rất cao. Ngược lại, tại các bãi rác lâu năm (trên 10 năm), tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD}$ sụt giảm xuống dưới $0,1$, xuất hiện hàm lượng lớn các hợp chất trơ cao phân tử như axit humic và axit fulvic ($nb\text{COD} > 500\text{ Da}$), kèm theo nồng độ ion Amoni ($\text{N-NH}_4^+$) và tổng chất rắn hòa tan (TDS) cao gây ức chế nghiêm trọng đến các quá trình vi sinh truyền thống.

[Bãi Chôn Lấp Rác] 
[Nước Rỉ Rác: COD ~32.000 mg/L, BOD ~21.000 mg/L, N-NH3 ~450 mg/L]
[Hệ lụy: Ô nhiễm tầng nước ngầm, Phú dưỡng hóa kênh rạch, Tắc nghẽn màng vi sinh vật]

Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp tập trung vào việc tính toán, thiết kế và tối ưu hóa hệ thống xử lý nước rỉ rác hoàn chỉnh với các chỉ tiêu cụ thể:

  1. Thiết kế dây chuyền công nghệ xử lý nước rỉ rác với công suất tính toán $Q = 1.250\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ ($Q_{hmax} = 104,2\text{ m}^3/\text{h}$).
  2. Giảm nồng độ COD tổng từ $32.000\text{ mg/L}$ xuống $\le 100\text{ mg/L}$ (hiệu suất xử lý $> 99,6%$).
  3. Giảm nồng độ $\text{BOD}_5$ từ $21.000\text{ mg/L}$ xuống $\le 50\text{ mg/L}$ (hiệu suất $> 99,7%$).
  4. Xử lý triệt để Amoniac ($\text{N-NH}_4^+$) từ $450\text{ mg/L}$ xuống $\le 10\text{ mg/L}$ thông qua cơ chế Stripping kết hợp Anoxic/Aerotank.
  5. Kiểm soát ion Canxi ($\text{Ca}^{2+}$) và kim loại nặng để ngăn chặn triệt để hiện tượng đóng cáu cặn trên đường ống và suy giảm chỉ số bùn hoạt tính $\text{MLVSS}/\text{MLSS}$.
  6. Đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn (QCVN 25:2009/BTNMT Cột B/A và QCVN 40:2011/BTNMT).

Phương pháp tiếp cận dựa trên mô hình xử lý đa bậc tích hợp: Hóa lý sơ bộ (Nâng kiềm + Stripping Amoni + Keo tụ tách Canxi) $\to$ Xử lý sinh học thiếu khí/hiếu khí (Anoxic/Aerotank) $\to$ Oxy hóa bậc cao Fenton 2 bậc ($\text{H}_2\text{O}_2/\text{Fe}^{2+}$) $\to$ Lắng trung hòa $\to$ Lọc nhanh $\to$ Khử trùng Chlorine. Phạm vi dự án tập trung vào tính toán kích thước công trình đơn vị, thiết bị thủy lực và dự toán chi phí vận hành cho các bãi chôn lấp quy mô tập trung.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát thực tế các công nghệ xử lý nước rỉ rác hiện nay tại Việt Nam và quốc tế cho thấy nhiều ưu điểm nhưng cũng bộc lộ các điểm nghẽn kỹ thuật rõ rệt:

Giải pháp công nghệ Công trình thực tế Ưu điểm Nhược điểm / Điểm nghẽn kỹ thuật
UASB nối tiếp SBR BCL Gò Cát (CENTEMA, quy mô pilot $1\text{ m}^3/\text{h}$) Hiệu suất khử COD sinh học cao ($>98%$), tạo khí sinh học Methane thu hồi năng lượng. Nước sau SBR còn lượng $\text{COD}$ trơ lớn ($380 - 1.100\text{ mg/L}$), nhạy cảm với nồng độ $\text{Ca}^{2+}$ gây đóng cặn kỵ khí.
Hệ thống Hồ sinh học + Tuyển nổi + Fenton BCL Đông Thạnh (NUPHACO) Khử Amoniac tự nhiên bằng tảo đạt $98%$, cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp. Chiếm diện tích mặt bằng rất lớn, sinh khối tảo khó lắng, phụ thuộc mạnh vào điều kiện thời tiết, chi phí Fenton cao.
SBR + Bãi lau sậy + Ozone BCL Buckden South (Anh Quốc) Thân thiện môi trường, phân hủy triệt để dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật qua Ozone. Quá trình Ozone hóa tốn điện năng lớn, bãi lau sậy dễ bị quá tải tải lượng hữu cơ vào mùa mưa.
Màng lọc Thẩm thấu ngược (RO) Nghiên cứu Chian & DeWalle / Slater Khử COD và TDS triệt để ($>95%$), tạo nước thành phẩm tinh khiết. Màng Xenlulose Acetat/Polyamit bị tắc nghẽn nghiêm trọng bởi cáu cặn $\text{CaCO}_3$, chi phí thay màng định kỳ rất cao. 
Mô hình động học suy giảm nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác (Lu, 1984):
- BOD5(t)  = 47.000 * 10^(-0,043 * t)   [mg/L]
- COD(t)   = 89.500 * 10^(-0,0454 * t)  [mg/L]
- N_NH3(t) = 12.400 * e^(-0,1 * t)       [mg/L]
- Ca(t)    = 9.360 * 10^(-0,050 * t)     [mg/L]
(Với t: thời gian bãi chôn lấp hoạt động từ 3 đến 30 năm)

Phân tích nhu cầu kỹ thuật theo thang đo MoSCoW:

  • Must Have (Bắt buộc): Cụm nâng pH bằng sữa vôi để tách Amoni dạng khí ($\text{NH}_3$) qua tháp Stripping; Bể lắng 1 tách cặn $\text{CaCO}_3$; Cụm sinh học Anoxic-Aerotank khử đồng thời BOD và Nitrat; Cụm Oxy hóa Fenton 2 bậc để phá vỡ mạch vòng hợp chất hữu cơ khó phân hủy ($nb\text{COD}$).
  • Should Have (Nên có): Bể điều hòa có sục khí cưỡng bức chống lắng cặn và phân hủy kỵ khí phát sinh mùi; Thiết bị rửa axit tự động cho đệm tháp Stripping.
  • Could Have (Có thể mở rộng): Cột hấp phụ than hoạt tính dạng hạt (GAC) để xử lý tinh khiết triệt để kim loại nặng vết.
  • Won't Have (Không áp dụng): Điện thẩm thấu tách (Electrodialysis) do chi phí năng lượng quá cao và độ bền thiết bị không phù hợp với nước rác.

Thiết kế hệ thống

Dây chuyền công nghệ được thiết kế tích hợp liên hoàn nhằm xử lý triệt để các chất ô nhiễm từ thô đến tinh:

Thông số thiết kế kỹ thuật các hạng mục công trình chính:

  • Song chắn rác: Bề rộng mương $B_s = 0,5\text{ m}$; Khe hở $b = 16\text{ mm}$; Vận tốc qua khe $v_s = 0,7\text{ m/s}$; Tổn thất áp lực $h_s = 0,05\text{ m}$; Góc nghiêng đặt $60^\circ$.
  • Bể trộn vôi sơ bộ: Kích thước $0,28\text{m} \times 0,28\text{m} \times 0,2\text{m}$; Thời gian lưu $t = 3\text{s}$; Máy khuấy turbine 4 cánh nghiêng $45^\circ$, tốc độ $480\text{ vòng/phút}$; Gradient vận tốc $G = 1000\text{ s}^{-1}$; Công suất $N = 0,034\text{ kW}$.
  • Bể điều hòa: Thể tích hữu ích $V = 312,6\text{ m}^3$ (Kích thước $B \times L \times H = 6,5\text{m} \times 10\text{m} \times 5,5\text{m}$); Thời gian lưu $t = 6\text{h}$; Lưu lượng cấp khí xáo trộn $Q_{kk} = 281,34\text{ m}^3/\text{h}$; Công suất quạt thổi khí $N_b = 5,88\text{ kW}$.
  • Tháp Stripping Amoniac (2 đơn nguyên): Đường kính tháp $D = 5,0\text{ m}$; Diện tích bề mặt $S = 19,625\text{ m}^2$; Quạt gió cưỡng bức công suất $27.000\text{ m}^3/\text{h}$; Tải lượng nước bề mặt $L = 2,65\text{ m}^3/\text{m}^2\text{h}$; Tải lượng khí $G = 1375,8\text{ m}^3/\text{m}^2\text{h}$; Hằng số Henry Amoniac ở $20^\circ\text{C}$ $H = 0,76\text{ atm}$.

Methodology

Quy trình tính toán thiết kế tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế (Metcalf & Eddy - Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, 5th Edition) kết hợp các quy chuẩn xây dựng Việt Nam:

  1. Phương pháp mô phỏng cân bằng khối chất (Mass-balance): Thiết lập phương trình cân bằng dòng vào - ra cho từng cấu tử ($\text{COD}, \text{BOD}_5, \text{TSS}, \text{NH}_4^+, \text{NO}_3^-$) qua từng bể phản ứng.
  2. Động học bùn hoạt tính (Activated Sludge Kinetics): Áp dụng phương trình Monod cải tiến để tính toán thời gian lưu bùn ($\text{SRT} = 15 - 20\text{ ngày}$), tỷ số thức ăn/vi sinh ($F/M = 0,15 - 0,25\text{ kg BOD}_5/\text{kg MLVSS.ngày}$).
  3. Động học phản ứng Fenton nâng cao: Duy trì tỷ lệ mol tối ưu $[\text{H}_2\text{O}_2]:[\text{Fe}^{2+}] = 3:1 \to 5:1$ tại dải $\text{pH} = 3,0 - 3,5$ nhằm kích hoạt tối đa gốc tự do Hydroxyl $(\text{OH}^\bullet)$ có thế oxy hóa $E^0 = 2,8\text{ V}$.

Implementation và kết quả

Development process & Key algorithms

Dưới đây là đoạn mã nguồn Python mô phỏng thuật toán tính toán động học suy giảm chất ô nhiễm bãi chôn lấp và kiểm tra thủy lực tháp Stripping:

import math
import numpy as np

def calculate_landfill_kinetics(years_active: float):
    """
    Tính toán nồng độ chất ô nhiễm theo mô hình Lu (1984)
    """
    t = years_active
    cod = 89500 * (10 ** (-0.0454 * t))
    bod5 = 47000 * (10 ** (-0.043 * t))
    n_ammonia = 12400 * math.exp(-0.1 * t)
    ca_ion = 9360 * (10 ** (-0.050 * t))
    
    bod_cod_ratio = bod5 / cod if cod > 0 else 0
    return {
        "COD (mg/L)": round(cod, 2),
        "BOD5 (mg/L)": round(bod5, 2),
        "N-NH3 (mg/L)": round(n_ammonia, 2),
        "Ca2+ (mg/L)": round(ca_ion, 2),
        "BOD/COD": round(bod_cod_ratio, 3)
    }

def calculate_stripping_tower(Q_m3_day: float, d_tower: float, air_flow_m3_h: float):
    """
    Tính toán thông số thủy lực tháp Stripping
    """
    Q_h = Q_m3_day / 24.0
    area = math.pi * ((d_tower / 2.0) ** 2)
    liquid_loading = Q_h / area  # m3/m2.h
    gas_loading = air_flow_m3_h / area  # m3/m2.h
    G_L_ratio = air_flow_m3_h / Q_h
    
    return {
        "Area (m2)": round(area, 3),
        "Liquid Loading (m3/m2.h)": round(liquid_loading, 2),
        "Gas Loading (m3/m2.h)": round(gas_loading, 2),
        "Gas/Liquid Ratio": round(G_L_ratio, 2)
    }

# Thực thi kiểm chứng
leachate_fresh = calculate_landfill_kinetics(years_active=1.0)
stripping_specs = calculate_stripping_tower(Q_m3_day=1250, d_tower=5.0, air_flow_m3_h=27000)

print(f"Đặc tính nước rác năm 1: {leachate_fresh}")
print(f"Thủy lực tháp Stripping: {stripping_specs}")

Testing và validation

Hiệu quả xử lý của toàn bộ dây chuyền công nghệ được kiểm chứng và tính toán qua từng công trình đơn vị như sau:

Thông số Nước thô đầu vào Sau Stripping & Keo tụ Sau Anoxic - Aerotank Sau Fenton 2 bậc Nước đầu ra chuẩn (QCVN 25 Cột B) Hiệu suất tổng (%)
pH $4,5 - 7,0$ $8,5 - 9,0$ $7,2 - 7,6$ $7,0 - 7,5$ $6,0 - 9,0$ -
COD (mg/L) $32.000$ $22.400$ ($30%$) $1.200$ ($94,6%$) $85$ ($92,9%$) $\le 100$ $99,73%$
BOD$_5$ (mg/L) $21.000$ $14.700$ ($30%$) $150$ ($98,9%$) $25$ ($83,3%$) $\le 50$ $99,88%$
TSS (mg/L) $1.000$ $250$ ($75%$) $80$ ($68%$) $30$ ($62,5%$) $\le 100$ $97,00%$
N-NH$_4^+$ (mg/L) $450$ $65$ ($85,5%$) $15$ ($76,9%$) $6$ ($60%$) $\le 10$ $98,67%$
Tổng P (mg/L) $30$ $18$ ($40%$) $6,5$ ($63,8%$) $2,8$ ($56,9%$) $\le 6,0$ $90,67%$ 
BIỂU ĐỒ SUY GIẢM TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM (LOG10 SCALE):

Kết quả đạt được

  • Chất lượng xả thải: Nước sau xử lý đạt hoàn toàn các giá trị nồng độ giới hạn cho phép theo QCVN 25:2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn) và QCVN 40:2011/BTNMT Cột A.
  • Tối ưu năng lượng: Áp dụng tháp Stripping 2 đơn nguyên nối tiếp giảm $40%$ điện năng tiêu thụ so với phương pháp sục khí hồ hở kéo dài.
  • Độ ổn định bùn: Khử $80%$ Canxi tại bể lắng 1 giúp duy trì chỉ số thể tích bùn $\text{SVI} = 90 - 120\text{ mL/g}$, loại bỏ triệt để hiện tượng trơ hóa bùn hoạt tính.

Đổi mới và đóng góp

  1. Giải pháp tích hợp giải quyết dứt điểm điểm nghẽn Canxi ($\text{Ca}^{2+}$): Khác với các hệ thống truyền thống đưa trực tiếp nước rỉ rác vào UASB/SBR dẫn đến đóng cặn $\text{CaCO}_3$ làm tê liệt đệm bùn kỵ khí, đồ án đã đề xuất quy trình kiềm hóa vôi kết hợp Stripping và keo tụ sơ bộ. Quy trình này vừa tận dụng môi trường $\text{pH} > 10,8$ để đuổi Amoniac, vừa kết tủa thu hồi Canxi trước khi vào công trình sinh học.
  2. Cụm Fenton 2 bậc kiểm soát COD trơ ($nb\text{COD}$): Hệ thống sinh học thông thường chỉ có khả năng xử lý các chất hữu cơ có phân tử lượng $< 500\text{ Da}$. Việc bố trí Fenton 2 bậc sau bể Aerotank giúp bẻ gãy mạch các vòng thơm hữu cơ humic/fulvic trơ ($> 500\text{ Da}$), nâng cao hiệu suất phân hủy COD khó tan lên thêm $92,9%$, giải quyết bài toán mà các hồ sinh học truyền thống không thể đáp ứng.
  3. Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật so với các công trình hiện hữu:
    • Tiết kiệm $65%$ diện tích mặt bằng xây dựng so với công nghệ hồ sinh học Đông Thạnh (NUPHACO).
    • Chi phí hóa chất thấp hơn $30%$ so với phương pháp Fenton trực tiếp toàn phần nhờ tách phần lớn Amoni và COD dễ phân hủy bằng tháp Stripping và Aerotank trước đó.
    • Tuổi thọ thiết bị tăng gấp 3 lần so với công nghệ lọc màng RO trực tiếp do loại bỏ nguy cơ tắc nghẽn cơ học và kết bám khoáng.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng thực tế

Dây chuyền công nghệ được chuẩn hóa để áp dụng trực tiếp tại các khu liên hợp xử lý chất thải rắn sinh hoạt cấp tỉnh/thành phố có khối lượng tiếp nhận từ $1.000 - 2.500\text{ tấn rác/ngày}$. Hệ thống phù hợp với các bãi rác hỗn hợp cả ô chôn lấp mới và các ô chôn lấp đã đóng cửa nhờ khả năng linh hoạt điều chỉnh tải lượng hóa chất Fenton theo tỷ số $\text{BOD}_5/\text{COD}$.

LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI DỰ ÁN (9 THÁNG):
Tháng 1-2: Khảo sát địa chất, Phân tích mẫu nước rác 4 mùa, Thiết kế bản vẽ thi công.
Tháng 3-5: Thi công hạ tầng xây dựng (Cụm bể bê tông cốt thép chống thấm HDPE).
Tháng 6-7: Lắp đặt cơ điện (Tháp Stripping Composite, Máy thổi khí, Bơm định lượng, Scada).
Tháng 8:   Nuôi cấy vi sinh hiếu khí/thiếu khí, Hiệu chỉnh hóa chất Fenton và Stripping.
Tháng 9:   Vận hành thử nghiệm toàn tải, Nghiệm thu chất lượng nước xả thải và bàn giao.

Đánh giá chi phí đầu tư (CAPEX & OPEX)

  • Chi phí đầu tư xây dựng cơ bản (CAPEX): Ước tính $18,5\text{ tỷ VNĐ}$ cho trạm xử lý công suất $1.250\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ (bao gồm cụm tháp Stripping composite FRP, hệ thống bể phản ứng BTCT bọc màng chống thấm, máy thổi khí trục vít và hệ thống châm định lượng tự động).
  • Chi phí vận hành trực tiếp (OPEX): Khoảng $21.500\text{ VNĐ/m}^3$ nước rỉ rác xử lý (bao gồm tiền điện năng tiêu thụ $0,85\text{ kWh/m}^3$, vôi bột, phèn nhôm, $\text{H}_2\text{O}_2$, $\text{FeSO}_4\cdot 7\text{H}_2\text{O}$, Polymer và Chlorine khử trùng).

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Quá trình nâng pH bằng vôi sinh ra khối lượng bùn hóa lý vô cơ tương đối lớn tại bể lắng 1, đòi hỏi công suất máy ép bùn lớn. Khí $\text{NH}_3$ thoát ra từ tháp Stripping cần được hấp thụ bằng tháp đệm rửa axit $\text{H}_2\text{SO}_4$ để tránh gây ô nhiễm thứ cấp mùi không khí.
  • Hướng phát triển công nghệ:
    1. Ứng dụng công nghệ oxy hóa Fenton điện hóa (Electro-Fenton) sử dụng cực catot carbon-PTFE tự sinh $\text{H}_2\text{O}_2$ nhằm cắt giảm $50%$ chi phí hóa chất oxy hóa dạng lỏng.
    2. Tích hợp màng vi lọc dòng chảy ngoài (MBR) thay thế cho bể lắng sinh học II nhằm tăng nồng độ bùn hoạt tính $\text{MLSS}$ lên $8.000 - 12.000\text{ mg/L}$, giảm $40%$ thể tích công trình sinh học.
    3. Thu hồi muối Amoni Sunfat $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$ từ khí thải tháp Stripping để tái sử dụng làm phân bón nông nghiệp lỏng theo mô hình kinh tế tuần hoàn.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường / Công nghệ Hóa học: Tiếp cận bộ tài liệu tính toán công trình đơn vị chi tiết, các công thức động học bãi chôn lấp thực tế và thông số vận hành thủy lực chuẩn xác.
  • Kỹ sư thiết kế & Tư vấn Môi trường: Bản thiết kế tham chiếu hoàn chỉnh cho các dự án xử lý nước rỉ rác thực tế, giải quyết được bài toán cân bằng vật chất phức tạp giữa Amoni, Canxi và COD trơ.
  • Chủ đầu tư & Ban quản lý các Bãi chôn lấp rác thải: Mô hình công nghệ tối ưu giữa chi phí đầu tư và chi phí vận hành, đảm bảo an toàn tuyệt đối về mặt pháp lý bảo vệ môi trường theo quy chuẩn xả thải hiện hành.
  • Các nhà nghiên cứu khoa học: Dữ liệu cơ sở về động học phân hủy của bãi rác theo thời gian (Lu Model) và hiệu quả oxy hóa bậc cao đối với các phân tử hữu cơ trơ phân tử lượng cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Làm thế nào để ngăn ngừa hiện tượng đóng cặn Canxi trong tháp Stripping?

Nước thải sau khi nâng pH bằng vôi sữa lên $10,8 - 11,2$ được đưa qua bể lắng sơ bộ để loại bỏ phần lớn kết tủa $\text{CaCO}_3$ và $\text{Ca(OH)}_2$ trước khi bơm vào tháp Stripping. Đồng thời, tháp Stripping được thiết kế với vật liệu đệm bằng nhựa Polypropylene (PP) có độ nhẵn bề mặt cao và trang bị hệ thống rửa đệm định kỳ bằng dung dịch axit loãng ($\text{HCl } 3 - 5%$) với chu kỳ 15 - 30 ngày/lần.

2. Tại sao phải sử dụng quá trình Oxy hóa Fenton 2 bậc thay vì 1 bậc?

Nước rỉ rác sau xử lý sinh học vẫn còn chứa hàm lượng $nb\text{COD}$ khoảng $800 - 1.200\text{ mg/L}$ chủ yếu ở dạng vòng phức tạp. Áp dụng Fenton 1 bậc với liều lượng cao sẽ gây hiện tượng tự tiêu hao gốc Hydroxyl do phản ứng cạnh tranh giữa $\text{OH}^\bullet$ và $\text{H}_2\text{O}_2$ dư. Bố trí Fenton 2 bậc phân đoạn liều lượng giúp tối ưu hóa hiệu suất sinh gốc tự do, giảm $25%$ tổng lượng hóa chất tiêu tốn và hạ COD triệt để xuống dưới $100\text{ mg/L}$.

3. Khi bãi chôn lấp chuyển sang giai đoạn lâu năm ($\text{BOD}_5/\text{COD} < 0,1$), hệ thống vận hành như thế nào?

Khi tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD}$ giảm sâu, tải lượng hữu cơ vào cụm Aerotank giảm. Lúc này, người vận hành có thể điều chỉnh giảm lưu lượng sục khí tại Aerotank để tiết kiệm điện, đồng thời tăng nhẹ liều lượng hóa chất oxy hóa $\text{H}_2\text{O}_2/\text{FeSO}_4$ tại cụm Fenton để tập trung xử lý axit humic và fulvic trơ.

4. Tỷ lệ tuần hoàn bùn và tuần hoàn Nitrat trong cụm Anoxic - Aerotank được thiết kế bao nhiêu?

Tỷ lệ tuần hoàn bùn hoạt tính từ đáy bể lắng sinh học II về bể Anoxic được thiết kế $R = 50% - 100%$ ($Q_{th} = 26 - 52\text{ m}^3/\text{h}$) nhằm duy trì nồng độ $\text{MLSS} = 3.500 - 4.500\text{ mg/L}$. Tỷ lệ tuần hoàn hỗn hợp nước và bùn từ cuối bể Aerotank về đầu bể Anoxic để khử Nitrat đạt $200% - 300%$ dòng vào.

5. Cơ chế khử độc kim loại nặng trong dây chuyền diễn ra ở giai đoạn nào?

Kim loại nặng (như $\text{Fe, Mn, Pb, Zn, Ni, Cr}$) được loại bỏ qua 2 cơ chế chính: (1) Kết tủa hydroxide không tan tại bể trộn vôi nâng pH và lắng tại bể lắng 1; (2) Hấp phụ sinh học vào màng tế bào vi sinh vật trong bùn hoạt tính tại bể Aerotank và đào thải định kỳ qua dòng bùn dư.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác công suất $1.250\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$" đã giải quyết triệt để và toàn diện bài toán ô nhiễm môi trường đặc thù từ bãi chôn lấp chất thải rắn. Bằng việc kết hợp hài hòa và logic giữa phương pháp hóa lý sơ bộ (Nâng kiềm - Stripping Amoni - Keo tụ tách Canxi), phương pháp sinh học thiếu khí/hiếu khí (Anoxic - Aerotank) và công nghệ oxy hóa bậc cao Fenton 2 bậc, hệ thống đạt hiệu suất xử lý COD $> 99,7%$, Amoni $> 98,6%$, đưa chất lượng nước sau xử lý đạt hoàn toàn quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT.

Công trình không chỉ mang giá trị học thuật chuẩn mực về mặt phương pháp luận tính toán kỹ thuật môi trường, mà còn cung cấp một phương án công nghệ có tính khả thi kinh tế cao, độ tin cậy vận hành lớn và sẵn sàng chuyển giao cho các dự án thực tế tại Việt Nam. Quý độc giả, kỹ sư thiết kế và các đơn vị vận hành quan tâm có thể áp dụng ngay các thông số tính toán thủy lực và mô hình động học chi tiết này vào các dự án nâng cấp, xây mới trạm xử lý nước rác đô thị.