ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, cùng với sự phát triển về kinh tế và xã hội, vấn đề ô nhiễm không khí đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng và khó khắc phục hơn. Nguyên nhân của tình trạng này chủ yếu là do hoạt động của con người gây ra bên cạnh một số hoạt động tự nhiên khác có tác động tiêu cực tới môi trường. Ô nhiễm không khí không chỉ là vấn đề nóng tập trung ở các đô thị phát triển và các khu công nghiệp mà đã trở thành mối quan tâm của toàn xã hội. Ô nhiễm không khí được xem là một trong những tác nhân hàng đầu có nguy cơ tác động nghiêm trọng đối với sức khỏe con người.
Và một trong số chất gây ô nhiễm không khí đó chính là các khí gây mùi khó chịu phát sinh trong quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người. Các hợp chất gây mùi thường là các khí ít khi gây độc hại cho con người do thường có nồng độ thấp nhưng lại rất dễ gây khó chịu cho con người khi phải hít thở những mùi hôi thối. Do những đặc trưng này mà việc nghiên cứu xử lý các khí gây mùi nói chung ở Việt Nam còn rất hạn chế. Vì vậy việc nghiên cứu xử lý khí gây mùi bằng các phương pháp và công nghệ mới đem lại hiệu quả cao và thân thiện với môi trường đang rất cần thiết.
Và với sự phát triển của công nghệ sinh học trong việc xử lý các chất thải gây ô nhiễm môi trường đã và đang trở thành xu hướng tích cực được hướng đến bởi vì nó thân thiện với môi trường và không sinh ra các phụ phẩm gây độc hại. Do đó, nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá khả năng và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử các khí gây mùi có nguồn gốc từ rác thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc sinh học và lọc sinh học nhỏ giọt với vật liệu đệm là phân bò, phân compost và giá thể di động K3. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xử lý các khí gây mùi có nguồn gốc từ rác thải sinh hoạt (H2S và NH3) bằng phương pháp sinh học trên hai mô hình lọc sinh học và một mô hình lọc sinh học nhỏ giọt sử dụng chủng loại vi sinh thu thập từ các giá thể khác nhau.
Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu này bao gồm các nội dung như sau: Khảo sát quá trình xừ lý khí thải gây mùi qua các hệ thống lọc sinh học và lọc sinh học nhỏ giọt, Khảo sát quá trình chuyển hóa amonia thành nitrite và nitrate và cân bằng nitơ trong mô hình lọc sinh học nhỏ giọt, Khảo sát quá trình chuyển hóa hydro sulfide thành sulfur dioxide và ion sulfate. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu Các đối tượng chính của nghiên cứu: Hai loại khí thải có chứa các hợp chất gây mùi có nguồn gốc từ rác thải sinh hoạt, bao gồm NH3 và H2S Giá thể vi sinh: giá thể di động K3, giá thể phân compost và giá thể phân bò. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô thí nghiệm trên mô hình pilot.
Thí nghiệm gồm có 3 mô hình dạng tháp. Khí đầu vào và đầu ra được lấy mẫu để phân tích nồng độ và khảo sát khả năng xử lý theo thời gian và các yếu tố ảnh hưởng. NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Thí nghiệm được thực hiện tại phòng 708 tòa nhà H2, Phòng Thí Nghiệm Phân Tích Môi Trường - Khoa Môi Trường và Tài Nguyên - Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM (cơ sở 2), Phường Đông Hòa – Thị xã Dĩ An – Tỉnh Bình Dương. TỔNG QUAN VỀ MÙI HÔI Ô nhiễm mùi được đặc biệt quan tâm do đặc tính của mùi hôi có ảnh hưởng đến sức khỏe con người và khả năng phát tán trên diện rộng của nó.
Các ảnh hưởng cấp tính đến sức khỏe do ô nhiễm mùi như cay mắt, nhức đầu, dị ứng da, vấn đề về giấc ngủ và nghỉ ngơi đã được báo cáo. Mặt khác, ô nhiễm mùi có thể phát tán trên diện rộng ở mức độ địa phương hoặc khu vực. [1] Ô nhiễm mùi có thể do một hợp chất bay hơi riêng lẻ hay, chiếm phần lớn, là một hỗn hợp của nhiều hợp chất. Mặc dù chất ô nhiễm mùi thông thường có nồng độ rất thấp, nhưng mũi người rất nhạy cảm.
Ngưỡng mùi đối với chất thải thông thường mà mũi người có thể xác định được là 0,00001 ppm, và con người có khả năng phân biệt đến hơn 5 triệu mùi khác nhau. Mặt khác, các tiêu chuẩn và hướng dẫn để đánh giá ô nhiễm mùi hiện nay còn thiếu và chưa thống nhất. Do vậy, việc xác định nguồn gốc phát sinh mùi và đo đạc đánh giá nồng độ mùi là rất khó khăn. Mùi có thể phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất khác nhau, phụ thuộc vào quy mô phát triển, công nghệ sản xuất và đặc tính nguồn thải với các thông số như thành phần mùi, nồng độ mùi, nhiệt độ, lượng khí thải… có thể thay đổi trong phạm vi rộng.
Trong sản xuất công nghiệp, mùi có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm: - Mùi từ nguyên liệu sản xuất của các ngành chế biến thủy hải sản, cao su, bột tôm, hóa chất… có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo. Các nguyên liệu bản thân đã có mùi đặc trưng hoặc phát sinh mùi do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong quá trình vận chuyển, lưu trữ. - Mùi từ quá trình sản xuất công nghiệp. Trong quá trình sản xuất, mùi hóa chất, phụ phẩm hoặc mùi hữu cơ phát sinh trong công đoạn sấy, chưng cất.
- Mùi sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải do bay hơi và lên men sinh học tại khu vực các bể: thu gom, điều hòa, tách dầu mỡ, lắng, xử lý kỵ khí, xử lý hiếu khí và xử lý bùn. Thành phần khí ô nhiễm gây mùi thường chứa nhóm các chất gây mùi có khả năng dễ định lượng dưới dạng vô cơ như ammoniac, hydrosulfua… hay nhóm các chất hữu cơ như thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ (metan, butan, benzen, xylen, xiclohexanon, toluen.) hoặc nhóm các chất rất khó định lượng, bay hơi ở điều kiện nhiệt độ thường như VOCs (gồm nhiều chất hữu cơ bay hơi mà điển hình là nhóm các chất thuộc ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm (mùi gia vị), mỹ phẩm… 3 Cho đến hiện nay, công nghệ xử lý mùi vẫn còn là vấn đề tồn tại ở nước ta. Việc lựa chọn quy trình công nghệ xử lý mùi phải đáp ứng được yêu cầu về tính năng kỹ thuật và chi phí xử lý. Do vậy, việc nghiên cứu áp dụng một quy trình xử lý thân thiện với môi trường và có hiệu quả cao về mặt kinh tế và kỹ thuật là cần thiết.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM MÙI Ô nhiễm mùi có thể kiểm soát bằng các phương pháp như sản xuất sạch hơn, pha loãng khí thải, ngưng tụ, oxi hoá các chất có mùi bằng các chất ôxi hoá mạnh, sử dụng các loại chất hấp phụ, hấp thụ hoặc thiêu huỷ các hợp chất có mùi. Một số công nghệ khống chế ô nhiễm mùi cũng đã được áp dụng tại Việt Nam. Biện pháp sản xuất sạch hơn đã được áp dụng nhằm hạn chế sự ô nhiễm mùi. Biện pháp này đã được sử dụng thực tế tại một vài cơ sở sản xuất công nghiệp ở TP.
Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Việt Trì, Đồng Nai… thông qua thực hiện các dự án sản xuất sạch hơn được các tổ chức quốc tế tài trợ. Hiện nay, tại trung tâm Công nghệ Môi trường (ENTEC) đã phối hợp với Sở khoa học công nghệ và Môi trường ở tỉnh Bình Phước đã nghiên cứu áp dụng những giải pháp sản xuất sạch hơn nhằm hạn chế sự ô nhiễm do mùi hôi tại một cơ sở sản xuất mủ cao su và một cơ sở chế biến tinh bột khoai mì. Khí thải được pha loãng nồng độ để giảm mùi. Biện pháp pha loãng khí thải bằng phương pháp nâng cao chiều ống khói thải, tăng tốc độ thải khí hoặc tăng sự nâng bổng cột khói hoặc dùng cách thông gió nhà xưởng nhằm hạn chế sự tạo thành chất ô nhiễm mùi hôi đã và đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam.
Các loại chất phụ gia được sử dụng để kiểm soát quá trình sinh ra mùi. Ở Việt Nam có một số cơ sở chăn nuôi sử dụng chất phụ gia (chất kháng mùi) vào thức ăn gia súc, gia cầm để hạn chế sự phát sinh mùi của chúng. Hợp chất EM cũng đã được sử dụng để xử lý mùi hôi từ bãi rác hoặc ở trại chăn nuôi. Phương án giảm sự khó chịu về một loại mùi bằng cách sử dụng một loại mùi khác dễ chịu hơn (hay sử dụng chất che mùi) thường được sử dụng rất nhiều trong sinh hoạt (ví dụ: Sử dụng nước hoa để che mùi hôi sinh ra từ cơ thể, sử dụng sáp thơm ở nhà vệ sinh có mùi hôi…).
Tuy nhiên, phương pháp che mùi vẫn ít được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất công nghiệp tại Việt Nam. Cũng cần phải hiểu rõ rằng việc lựa chọn mùi thơm thích hợp để che mùi hôi là một biện pháp khoa học phức tạp. Nếu lựa chọn chất che mùi sai thì mức độ ô nhiễm của mùi sẽ càng nghiêm trọng thêm. Thiêu huỷ bằng nhiệt độ cao cũng được sử dụng để phân hủy các chất gây ô nhiễm mùi.
Phương pháp này đã và đang được áp dụng tại một số cơ sở dịch vụ và sản xuất tại Việt Nam. Ở Nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu (KOSVIDA) ở Bình Dương, khí thải có mùi hôi được đưa vào buồng đốt của lò hơi để phân huỷ (co-incineration). Tại một số các cơ sở chế biến hạt 4 điều, khí thải từ các chảo dầu cũng được đưa vào buồng đốt nhằm phân huỷ và giảm thiểu mùi hôi. Các lò đốt rác y tế của Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ môi trường cùng Trung tâm Công nghệ môi trường (ENTEC) thiết kế và chế tạo đã sử dụng thêm buồng đốt thứ cấp nhằm thiêu huỷ các chất gây mùi hôi.
Hấp phụ các chất gây mùi cũng được ứng dụng tại một số nơi ở Việt Nam. Hệ thống xử lý khí thải có mùi hôi tại xí nghiệp chế biến bột cá Kiên Giang là do Viện Kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường thiết kế và chế tạo đã sử dụng phân rác làm chất hấp phụ.