4) Kết quả tính toán, xác định hằng số tốc độ phản ứng giả bậc một ở các hệ thí nghiệm Ozon đơn, Perozon, Ozon/đệm sứ, Perozon/đệm sứ, Ozon/quặng mangan, Perozon/quặng mangan.
5) Kết quả tính toán hàm hồi quy và tương quan các hệ thí nghiệm Ozon đơn, Perozon, Ozon/đệm sứ, Perozon/đệm sứ, Ozon/quặng mangan, Perozon/quặng mangan để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố pH, thời gian phản ứng, hàm lượng H2O2, đệm sứ và quặng mangan.
Khối lượng và cấu trúc của luận án:
Luận án gồm 136 trang không kể tài liệu tham khảo và phụ lục. Trong đó, phần mở đầu 4 trang đầu, chương 1: tổng quan về nước rỉ rác và công nghệ xử lý nước rỉ rác 38 trang, giới thiệu tổng quan về thành phần nước rỉ rác trên thế giới và ở Việt Nam; các phương pháp xử lý nước rỉ rác; các ứng dụng ozon trong xử lý nước và nước thải; các kết quả nghiên cứu của các tác giả trên thế giới và ở Việt Nam về ứng dụng ozon trong xử lý nước rỉ rác. Chương 2: đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 21 trang, gồm các phương pháp phân tích hồi quy, phương pháp xác định động học và phương pháp thực nghiệm keo tụ; xử lý bằng Ozon đơn, Perozon; Ozon/đệm sứ, Ozon/quặng mangan, Perozon/đệm sứ, Perozon/quặng mangan. Chương 3: kết quả nghiên cứu và thảo luận 70 trang. Phần kết luận và kiến nghị 3 trang. Danh mục các công trình đã công bố 1 trang, tài liệu tham khảo 12 trang với 107 tài liệu tham khảo và 72 trang phụ lục. Trong luận án có 44 bảng và 58 hình.
CHƯƠNG 1. TỔ NG QUAN VỀ NƯỚ C RỈ RÁC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC
1.1. SỰ HÌNH THÀNH NƯỚC RỈ RÁC
Nước rỉ rác là s ản phẩm của quá trình phân hủy chất thải bởi quá trình lý, hóa và
sinh học diễn ra trong lòng bai
chôn lấp. Nước rỉ rác chứa nhiều chất ô nhiễm hòa tan
từ quá trình phân hủy rác và lắng xuống dưới đáy ô chôn lấp. Thành phần hoá học
nước rỉ rác cũng rất khác nhau và phu ̣t huôc vaò thaǹ h phâǹ rać th ải chôn lâṕ cũng
như thời gian chôn lấp. Lượng nước rỉ rác được hình thành trong bãi chôn lấp chủ yếu do các quá trình sau [4]:
- Nước thoát ra từ chất thải rắn: chất thải luôn chứa một lượng nước nhất định.
Trong quá trình đầm nén nước tách ra khỏi chất thải và gia nhập vào nước rỉ rác.
- Nước từ quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ: nước là một trong những sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ.
- Nước mưa thấm từ trên xuống qua lớp phủ bề mặt.
- Nước ngầm thấm qua đáy hoăc thân ô chôn lâṕ vaò bên trong bãi chôn l ấp.
Đối với các bãi chôn lấp hợp vệ sinh thì nước rỉ rác thư ờng ít hơn vì đã loaị bo
đươc
lươn
g nước ngầm thấm qua đáy. Như vậy, lượng nước rỉ rác sinh ra phụ thuộc:
- Điều kiện tự nhiên khu vực chôn lấp (lượng mưa, bốc hơi, nước ngầm...)
- Độ ẩm chất thải chôn lấp.
- Kỹ thuật xử lý đáy bãi chôn lấp và hệ thống kiểm soát nước mặt.
Lượng nước rỉ rác phát sinh trong bãi chôn lấp phụ thuộc vào sự cân bằng nước trong ô chôn lấp. Các thành phần tác động tới quá trình hình thành lượng nước rỉ rác được trình bày trong hình 1.1 và lượng nước rỉ rác được tính theo công thức [4]:
LC = R + RI – RO – E - ∆V
LC | - nước rỉ rác, | |
R RI | - nước mưa thấm vào ô chôn lấp, - dòng chảy từ ngoài thâm nhập vào ô chôn lấp (bao gồm dòng |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp ozon hóa - 1 -
Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp ozon hóa - 2 -
Đặc Trưng Thành Phần Nước Rỉ Rác Ở Một Số Thành Phố Việt Nam -
Ưu Và Nhược Điểm Của Ozon Hoá Trong Xử Lý Nước Và Nước Thải Ưu Điểm: -
Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp ozon hóa - 6
Xem toàn bộ 224 trang tài liệu này.
chảy mặt và nước ngầm gia nhập từ bên ngoài vào ô chôn lấp), RO - dòng chảy ra khỏi khu vực ô chôn lấp,
E - nước bay hơi,
∆V - sự thay đổi lượng nước chứa trong ô chôn lấp: độ ẩm ban đầu của rác và bùn thải mang đi chôn lấp; độ ẩm của vật liệu phủ; lượng nước thất thoát trong quá trình hình thành khí; lượng nước thất thoát do bay hơi theo khí thải, lượng nước thất thoát ra từ đáy bãi chôn lấp chất thải rắn; sự chênh lệch về hàm lượng nước trong cấu trúc hóa học của rác.
Nước gia nhập từ ngoài (RI)
Nước mưa (R)
Bay hơi (E)
Dòng chảy
mặt (RO)
Nước trong CTR
Nước chứa trong lớp vật liệu phủ
Nước trong bùn
Nước rác (LC)
Hình 1.1. Các thành phần cân bằng nước trong ô chôn lấp
Phương trình cân bằng nước ở trên áp dụng cho một ô chôn lấp cho thấy, lượng nước rỉ rác c ủa ô chôn lấp bằng tổng lượng nước đến và lượng nước sinh ra do phân hủy rác trừ đi lượng bay hơi.
1.2. THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC RỈ RÁC
1.2.1. Thành phần nước rỉ rác trên thế giới
Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước rỉ rác c ủa bãi chôn lấp chất thải rắn mới chôn lấp cao hơn rất nhiều so với bãi chôn lấp chất thải rắn lâu năm. Bởi vì trong bãi chôn lấp lâu năm, chất thải rắn đã được ổn định do các phản ứng sinh hóa diễn ra trong thời gian dài, các chất hữu cơ đã được phân hủy hầu như hoàn toàn, các chất vô cơ đã
bị cuốn trôi đi. Trong bãi chôn lấp mới, thông thường pH thấp, các thành phần như BOD5, COD, chất dinh dưỡng, kim loại nặng, TDS có hàm lượng rất cao. Khi các quá trình sinh học trong bãi chôn lấp đã chuyển sang giai đoạn metan hóa thì pH tăng lên (6,8 - 8,0), đồng thời BOD5, COD, TDS và nồng độ các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) thấp hơn. Hàm lượng kim loại nặng giảm vì pH tăng thì hầu hết các kim loại ở trạng thái kém hòa tan[5].
Khả năng phân hủy của nước rỉ rác thay đ ổi theo thời gian. Khả năng phân hủy sinh học có thể xét thông qua tỉ l ệ BOD5/COD. Khi mới chôn lấp tỉ lệ này thường trên 0,5. Khi tỉ l ệ BOD5/COD trong khoảng 0,4 - 0,6 hoặc lớn hơn thì chất hữu cơ trong nước rác d ễ phân hủy sinh học. Trong các bãi chôn lấp chất thải rắn lâu năm , tỉ l ệ
BOD5/COD rất thấp, khoảng 0,005 - 0,2. Khi đó nước rỉ rác chứa nhiều axit humic và
axit fulvic khó phân hủy sinh học [5, 31].
Chất lươn
g nước rỉ rác có sư ̣ thay đổi lớn và liên quan trưc
tiếp đến sư ̣ thay đổi
lươn
g mưa , thành phần chất thải rắn , tuổi bai
chôn lấp và mùa . Các chất ô nhiễm
chính trong nước rỉ rác là các hợp chất hữu cơ và amoni . Mối quan hê ̣giữa nồng đô ̣ các chất trong nước rỉ rác và tuổi bãi chôn lấp được t ổng hợp từ nguồn [31, 76] và
được thể hiên
ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc điểm nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn
Đơn vị | Tuổi bãi chôn lấ p | ||||||
Mới (0 - 5 năm) | Trung biǹ h (5 - 10 năm) | Cũ (>10 năm) | |||||
BCL Tatyana | BCL Barjinder | BCL Tatyana | BCL Barjinder | BCL Tatyana | BCL Barjinder | ||
pH | - | <6,5 | 6,5 | 6,5-7,5 | 6,5-7,5 | >7,5 | >7,5 |
COD | mg/l | >20.000 | >10.000 | 3.000-5.000 | 40.00-10.000 | <5.000 | <4.000 |
BOD5/COD | - | >0,3 | >0,3 | 0,1-0,3 | 0,1-0,3 | <0,1 | <0,1 |
Axit béo dễ bay hơi | (%TOC) | 70-90 | 80% | 20-30 | 5-30% | 5 | - |
Hợp chất humic và fulvic | (%TOC) | - | - | - | - | >60 | Chủ yếu |
Tổng Nitơ | mg/l | 100-2.000 | - | - | - | - | - |
Tổng kim loaị | mg/l | 2 | Thấp đến trung bình | <2 | Thấp | <2 | Thấp |
Khả năng phân huỷ sinh hoc | - | - | Chủ yếu | - | Trung bình | - | Thấp |
Ghi chú: (-)-không đá nh giá.
Như vâỵ , thành phần nước rỉ rác khác nhau theo tuổi bãi chôn l ấp. Các bãi chôn lấp có tuổi càng trẻ (<5 năm) thì nồng độ các chất ô nhiễm càng cao (COD > 10.000
mg/l), chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phâ n huỷ sinh hoc , pH thâṕ hơn 6,5. Tuổi bai
chôn lấp càng cao thì pH càng tăng và nồng đô ̣các chất ô nhiêm caǹ g giam̉ nhưng lai
khó phân huỷ sinh học vì chứa chủ yếu các hơp chât́ hữu cơ bêǹ vững .
Các yếu tố môi trường và cơ chế vân haǹ h bãi chôn lấp có ảnh hưởng rất nhiều
đến đặc tính nước rỉ rác, đặc biệt là thời gian vận hành quyết định tính chất nước rỉ rác như nước rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học nhiều
hay ít. Thành phần đặc trưng của nước rỉ rác ở một số nước ở Châu Mỹ và Châu Âu được tổng hợp từ các nguồn [21, 80, 88, 91, 97, 99, 107] và được trình bày ở bảng 1.2; một số bãi chôn lấp ở Châu Á được tổng hợp từ các nguồn [25, 36, 54, 101, 105, 106] và được trình bày ở bảng 1.3; một số bãi chôn lấp ở Châu Phi được tổng hợp từ các nguồn [28, 33, 90] và được trình ở bảng 1.4.
Thành phần nước rỉ rác ở các khu vực trên thế giới đều bị ô nhiễm b ởi các chất hữu cơ cao và có khoảng dao đôṇ g lớn từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn mg /l, sư ̣
khác nhau đó là do các bai chôn l ấp chất thải rắn có tuổi khać nhau và ở các khu vực
khác nhau, đặc điểm thành phần chất thải rắn và kỹ thuật chôn lấp khác nhau . Nồng đô ̣amoni (NH4+) ở đa số các bãi chôn lấp đều cao , trừ bãi chôn lấp ở Bắc Kinh (Trung Quốc), Sukawinatan (Indonesia) và Nyanza (Rwanda). Nồng đô ̣ion Cl - ở hầu hết các bãi chôn lấp chất thải rắn đều cao.
Như vây
, cùng với thời gian thì t ỉ lê ̣ BOD5/COD giảm đi và hàm lươn
g BOD
chỉ chiếm khoảng 20% so với COD . Tỉ lệ BOD 5/COD thấp cho thấy nước rỉ rác chứ a các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học .
Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác ở một số BCL ở Châu Mỹ và Châu Âu
Đơn vị | Istanbul Komurcuoda (Thổ Nhi ̃ Kỳ) | Branasdalen (Na Uy) | Yggeseth (Na Uy) | Cedar Hills (Mỹ) | Pennsylvania (Mỹ) | Tetlama (Mexico) | Ibb (Yemen) | Aigeira (Hy Lap̣ ) | Piedmont (Italia) | |
pH | - | 7,8 | 6,9 | 5,9 | 5,4 | 7,6 | 8,04 | 8,45 | 8,15 | - |
COD | mg/l | 24.040 | 1.080 | 9.425 | 38.800 | 2.240 | 14.680 | 19.860 | 4.925 | 4.314 |
BOD5 | mg/l | 15.021 | 870 (BOD tổng) | 5.250 (BOD tổng) | 24.500 (BOD tổng) | 378 | 1.500 | 2.030 | 1.077 | 568 |
BOD5/COD | - | 0,59 | 0,806 (BOD tổng) | 0,557 (BOD tổng) | 0,631 (BOD tổng) | 0,169 | 0,102 | 0,01 | 0,22 | 0,132 |
TOC | mg/l | - | 250 | 1.700 | - | 734 | - | - | - | - |
SS | mg/l | - | 397 | 466 | 310 | - | - | - | - | - |
TSS | mg/l | 1.962 | - | - | - | - | - | - | 158 | 633 |
+ NH4 -N | mg/l | 2.281 | 225 | 227 | - | - | 381 | 1.199 | 1.157 | 2.296 |
- NO3 | mg/l | - | 0,01 | 0,04 | - | 0,2 | - | - | 24,75 | 0,16 |
- NO2 | mg/l | - | - | - | - | 796 | - | 11 | - | <0,01 |
Tổng Nitơ | mg/l | 2.624 | 254 | 250 | 630 | 850 | - | - | 1.526 | - |
3- PO4 | mg/l | - | - | - | - | 0,1 | <1 | - | 14,10 | - |
P-tổng | mg/l | 186 | 1,7 | 7,7 | 11,3 | - | - | - | - | - |
2- SO4 | mg/l | - | 10 | 100 | - | 72,1 | <1 | 295 | 244 | - |
Độ kiềm | mg CaCO3/l | 10.581 | 41 (meq/l) | 39 (meq/l) | 130 (meq/l) | - | 8.418 | - | - | - |
Cl- | mg/l | 1,58 | 280 | 370 | - | 2.500 | 3.501 | 3.727 | 3.181 | 1.304 |
As | mg/l | - | - | - | - | - | 0,233 | - | - | - |
Đơn vị | Istanbul Komurcuoda (Thổ Nhi ̃ Kỳ) | Branasdalen (Na Uy) | Yggeseth (Na Uy) | Cedar Hills (Mỹ) | Pennsylvania (Mỹ) | Tetlama (Mexico) | Ibb (Yemen) | Aigeira (Hy Lap̣ ) | Piedmont (Italia) | |
Cu | mg/l | 0,08 | 0,011 | 0,022 | 1,30 | - | - | 21,5 | 0,408 | 0,729 |
Cd | mg/l | - | 0,0001 | 0,0009 | 0,03 | - | 0,433 | 0,25 | 0,138 | 0,003 |
Zn | mg/l | 0,96 | 0,095 | 0,65 | 155 | 0,4 | 0,333 | 57 | 0,401 | 1,370 |
Cr | mg/l | - | 0,035 | 0,06 | 1,05 | 0,8 | <0,1 | 0,15 | 2,599 | 1,372 |
Pb | mg/l | 0,71 | 0,001 | 0,01 | 1,40 | - | 19,59 | 2,75 | 2,217 | 0,142 |
Mn | mg/l | - | - | - | - | 0,2 | <0,1 | - | 0,623 | - |
Ni | mg/l | 0,95 | 0,02 | 0,03 | 1,20 | - | <0,1 | 1,75 | - | 0,7 |
Fe | mg/l | 10,37 | 78,0 | 234 | 810 | 5,2 | 65 | - | - | - |
Co | mg/l | - | 0,009 | 0,07 | - | - | <0,1 | - | - | 0,07 |
Nguồn trích dẫn | [21] | [91] | [91] | [91] | [107] | [99] | [88] | [97] | [80] | |
Bảng 1.3. Thành phần nước rỉ rác một số BCL ở Châu Á
Đơn vị | Datian (Trung Quốc) | Bắ c Kinh (Trung Quốc) | Matuail (Bangladesh) | Kuala Sepetang (Malaysia) | Sukawinatan (Indonesia) | Sanjuku (Đài Loan) | |
pH | - | - | 7,70 | 6,93 | 8,05 | 7,45 | 6,8–7,8 |
COD | mg/l | 3.670 | 3.896 | 1.630 | 855 | 291,1 | 80–600 |
BOD5 | mg/l | 1.205 | 1.026 | - | 158 | 146 | 50–400 |
BOD5/COD | - | 0,32 | 0,26 | - | 0,19 | 0,50 | 0,13–0,49 |
TOC | mg/l | - | 1.347 | - | - | - | 20–200 |
SS | mg/l | 386 | - | - | 233 | - | 16,8–685 |
TSS | mg/l | - | - | 734 | - | - | 1.357–4.432 |
+ NH4 | mg/l | - | 44,7 | 1.252 | 857 | 65 | 59,7–581 |
- NO3 | mg/l | - | 221 | 2.198 | - | 94 | 0,1–18 |
- NO2 | mg/l | - | 92 | - | - | 0,012 | - |
N-tổng | mg/l | 845 | 592 | - | - | - | - |
P-tổng | mg/l | 7,38 | - | - | 91,4 | - | - |
2- SO4 | mg/l | - | 696 | - | 92 | 199 | |
2- CO3 | mg/l | - | - | 720 | - | - | - |
- HCO3 | mg/l | - | - | 27.962 | - | - | - |
Cl- | mg/l | - | 6.529 | 976 | 1.800 | 162 | - |
As | mg/l | 0,096 | - | - | - | - | 0,0009–0,021 |
Cu | mg/l | 0,085 | 0,108 | 0,147 | 0,08 | 0,05 | <0,0008– 0,054 |
Cd | mg/l | 0,126 | - | 0,0056 | - | - | <0,0006– 0,011 |
Zn | mg/l | 0,299 | 0,628 | 0,378 | 0, 6 | 0,05 | 0,012–1,26 |
Cr | mg/l | 0,269 | - | - | - | 0,056 | 0,005–0,098 |
Pb | mg/l | - | 0,115 | - | - | - | 0,009–0,252 |
Mn | mg/l | 1,37 | 0,123 | 3 | 0,08 | <0,2 | - |
Ni | mg/l | - | 0,330 | 1,048 | 0,16 | - | - |
Fe | mg/l | - | - | - | 2,18 | 1,6 | - |
Tuổi BCL | năm | 23 | 16 | - | 14 | - | - |
Nguồn trích dẫn | [54] | [101] | [25] | [106] | [105] | [36] | |
Bảng 1.4. Thành phần nước rỉ rác một số BCL ở Châu Phi
Đơn vị | Nyanza (Rwanda) | Ouled Fayet (Algeria) | Jebel Chakir (Tunisia) | |
pH | - | 8 | 8,1 | 8,7 |
COD | mg/l | 2.343 | 3.847 | 5.230 |