Chia sẻ:

Nước rỉ rác là một trong những loại nước thải có tính chất ô nhiễm cao và phức tạp nhất trong các hoạt động xử lý môi trường. Việc xử lý loại nước thải này đòi hỏi giải pháp công nghệ tiên tiến, hiệu quả và đáng tin cậy. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết về dịch vụ xử lý nước rỉ rác, đặc biệt tập trung vào công nghệ Fenton kết hợp UASB cao tải – một giải pháp xử lý toàn diện và hiệu quả đã được Môi trường Ares triển khai thành công.

Nước rỉ rác là gì và tại sao cần xử lý?

Nước rỉ rác là loại chất lỏng phát sinh khi nước mưa thấm qua các lớp rác thải trong bãi chôn lấp, hoặc do quá trình phân hủy tự nhiên của rác thải tạo ra nước. Loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất ô nhiễm như chất hữu cơ khó phân hủy (COD, BOD cao), kim loại nặng, amoni, nitrat, các hợp chất mang màu và vi sinh vật gây bệnh.

Đặc điểm của nước rỉ rác và sự thay đổi theo thời gian

Thành phần và tính chất của nước rỉ rác thay đổi theo thời gian chôn lấp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

1. Nước rỉ rác mới (bãi chôn lấp < 2 năm):
   • pH thấp (4,5-7,5)
   • BOD5 rất cao (2.000-20.000 mg/l)
   • COD cực cao (3.000-85.000 mg/l)
   • Tỷ lệ BOD/COD cao (0,6-0,7), dễ xử lý sinh học
   • Amoni cao (100-800 mg/l)
   • TSS cao (300-2.000 mg/l)
2. Nước rỉ rác cũ (bãi chôn lấp > 10 năm):
   • pH trung tính đến kiềm (6,5-8,5)
   • BOD5 thấp hơn (100-200 mg/l)
   • COD thấp hơn (100-500 mg/l)
   • Tỷ lệ BOD/COD thấp (0,1-0,3), khó xử lý sinh học
   • Amoni vẫn ở mức cao (50-100 mg/l)
   • TSS thấp hơn (50-100 mg/l)

Bảng so sánh nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác theo thời gian:

Sự thay đổi nồng độ của nước rỉ rác theo thời gian rất quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ xử lý. Nước rỉ rác mới với hàm lượng chất hữu cơ cao thích hợp cho xử lý sinh học kỵ khí (UASB), trong khi nước rỉ rác cũ với tỷ lệ BOD/COD thấp sẽ đòi hỏi phương pháp oxy hóa nâng cao như Fenton.

Công nghệ Fenton + UASB cao tải trong xử lý nước rỉ rác

Nguyên lý hoạt động của hệ thống UASB cao tải trong xử lý nước rỉ rác

UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – Bể kỵ khí dòng chảy ngược) là công nghệ sinh học tiên tiến được áp dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Trong xử lý nước rỉ rác, UASB cao tải đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy và giảm tải COD ban đầu.

Nguyên lý hoạt động của bể UASB cao tải:

• Nước thải đi từ dưới lên trên qua lớp bùn kỵ khí đã được tạo hạt
• Vi sinh vật kỵ khí chuyển hóa các chất hữu cơ thành khí biogas (CH₄, CO₂)
• Hạt bùn trong bể UASB có khả năng lắng tốt, tạo lớp bùn đậm đặc ở đáy bể
• Thiết kế ba pha (khí-lỏng-rắn) trên đỉnh UASB giúp tách bùn, khí và nước

Ưu điểm nổi bật của UASB cao tải trong xử lý nước rỉ rác:

• Khả năng xử lý với tải trọng hữu cơ cực cao, lên đến 20 kgCOD/(m³.ngày)
• Hiệu suất xử lý COD trong nước rỉ rác lên đến 90-95%
• Tạo khí metan có thể tận dụng làm nhiên liệu
• Chi phí vận hành thấp do không cần sục khí
• Diện tích xây dựng nhỏ

Công nghệ Fenton trong xử lý nước rỉ rác

Fenton là phương pháp oxy hóa hóa học nâng cao sử dụng kết hợp giữa H₂O₂ (hydrogen peroxide) và muối sắt (Fe²⁺) làm chất xúc tác để tạo ra gốc hydroxyl (OH•) có khả năng oxy hóa mạnh. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học còn sót lại trong nước rỉ rác sau xử lý sinh học.

Phản ứng Fenton diễn ra theo cơ chế:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH• + OH⁻
OH• + chất hữu cơ → sản phẩm phân hủy → CO₂ + H₂O

Qua nghiên cứu động học phản ứng, quá trình Fenton diễn ra qua hai giai đoạn:

1. Giai đoạn đầu (1-2 phút đầu): Phản ứng mạnh mẽ, COD giảm nhanh khoảng 50%, oxy già tiêu hao 50-60%
2. Giai đoạn sau: Phản ứng chậm lại, COD chỉ giảm thêm 15-21% mặc dù còn nhiều oxy già dư

Cải tiến mới: Quy trình Fenton xúc tác theo bậc kết hợp UASB cao tải trong xử lý nước rỉ rác

Dựa trên nghiên cứu động học, một cải tiến quan trọng là quy trình Fenton xúc tác 3 bậc, giúp sử dụng hiệu quả oxy già và rút ngắn thời gian xử lý:

• Bậc 1: Phèn sắt (II) + oxy già
• Bậc 2: Bổ sung phèn sắt (II) sau 2 phút
• Bậc 3: Bổ sung phèn sắt (II) sau 4 phút

Ưu điểm của Fenton xúc tác 3 bậc:

• Sử dụng triệt để oxy già dư để tạo gốc OH•
• Nâng cao hiệu quả xử lý COD khó phân hủy
• Rút ngắn thời gian phản ứng từ 3 giờ xuống còn 1 giờ
• Giảm chi phí hóa chất 15-20%
• Giảm kích thước thiết bị và vốn đầu tư

Kết hợp UASB cao tải và Fenton tạo thành quy trình xử lý toàn diện:

• UASB xử lý tải hữu cơ cao ban đầu
• Fenton xử lý phần COD khó phân hủy còn lại
• Đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn nghiêm ngặt

Quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác sử dụng Fenton + UASB cao tải

Dựa trên những ưu điểm của công nghệ UASB cao tải và Fenton, quy trình xử lý nước rỉ rác được thiết kế như sau:

1. Thu gom và tiền xử lý:
   • Thu gom nước rỉ rác từ bãi chôn lấp
   • Bể điều hòa (lưu trữ, điều hòa lưu lượng và nồng độ)
   • Song chắn rác (loại bỏ rác thô)
   • Bể trộn vôi (điều chỉnh pH, kết tủa kim loại nặng)
   • Bể lắng cặn vôi (tách cặn vôi, canxi)
2. Xử lý sinh học kỵ khí UASB cao tải:
   • Bể tiền UASB (điều chỉnh pH, điều hòa tải)
   • Bể UASB cao tải (xử lý COD với tải trọng 20 kgCOD/m³.ngày)
   • Bể hậu UASB (ổn định nước sau UASB)
3. Xử lý sinh học hiếu khí:
   • Bể Anoxic (khử nitrat)
   • Bể MBBR (xử lý COD và nitơ)
   • Bể lắng sinh học (tách bùn)
4. Xử lý hóa lý Fenton 3 bậc:
   • Bể xử lý Fenton bậc 1 (Fe²⁺ + H₂O₂)
   • Bể xử lý Fenton bậc 2 (bổ sung Fe²⁺)
   • Bể xử lý Fenton bậc 3 (bổ sung Fe²⁺)
   • Bể lắng Fenton (tách cặn)
5. Hoàn thiện:
   • Bể trung hòa (điều chỉnh pH)
   • Bể lọc (loại bỏ cặn lơ lửng)
   • Bể khử trùng (tiêu diệt vi sinh vật)
   • Bể chứa nước sau xử lý
6. Xử lý bùn:
   • Bể chứa bùn (từ các công đoạn xử lý)
   • Bể nén bùn (giảm thể tích)
   • Máy ép bùn hoặc bơm bùn về bãi rác

Dự án xử lý nước rỉ rác thực tế của Môi trường ARES

Môi trường ARES đã triển khai thành công dự án xây mới hệ thống xử lý nước rỉ rác tại bãi rác Phú Thạnh với công suất 50 m³/ngày. Dự án này là minh chứng cho hiệu quả của công nghệ Fenton + UASB cao tải trong xử lý nước rỉ rác.

Thách thức từ nước rỉ rác tại Bãi rác Phú Thạnh

Tại Bãi rác Phú Thạnh, nước rỉ rác có các đặc điểm thách thức:

• Nồng độ nitơ cao, đặc biệt là amoni
• Hàm lượng COD và BOD vượt quy chuẩn nhiều lần
• Chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
• Độ màu cao và có mùi hôi đặc trưng

Giải pháp và kết quả đạt được

Môi trường ARES đã triển khai hệ thống xử lý tích hợp với công nghệ Fenton + UASB cao tải, đặt trọng tâm vào hiệu quả xử lý nitơ:

• Tháp khử nitơ: Giảm hàm lượng amoni xuống dưới 10 mg/L
• UASB cao tải: Giảm COD ban đầu lên đến 90-95%
• Chuỗi xử lý sinh học đa tầng: Kết hợp UASB – Anoxic – MBBR – MBR
• Hệ Fenton tăng cường: Xử lý COD khó phân hủy còn lại

Kết quả nổi bật:

• Hiệu suất loại bỏ tổng nitơ trong hệ thống xử lý nước rỉ rác đạt trên 90%
• Amoni sau xử lý dưới 10 mg/L
• COD đầu ra của hệ thống xử lý nước rỉ rác đạt QCVN 25:2009/BTNMT cột A
• Nước sau xử lý trong suốt, không màu, không mùi
• Hệ thống xử lý nước rỉ rác tự động hóa cao, dễ vận hành và bảo trì

Ưu điểm của dịch vụ xử lý nước rỉ rác với công nghệ Fenton + UASB cao tải

1. Hiệu quả xử lý cao:
   • Xử lý triệt để chất hữu cơ khó phân hủy
   • Loại bỏ màu và mùi hôi hiệu quả
   • Đầu ra đạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt (QCVN 25:2009/BTNMT cột A)
2. Tiết kiệm chi phí:
   • Giảm 15-20% chi phí hóa chất nhờ Fenton 3 bậc
   • Tiết kiệm điện năng nhờ UASB không cần sục khí
   • Tận dụng khí biogas từ UASB làm năng lượng
3. Tối ưu không gian:
   • UASB cao tải tiết kiệm diện tích xây dựng
   • Hệ thống nhỏ gọn, dễ lắp đặt tại các bãi rác
4. Vận hành bền vững:
   • Tự động hóa cao, giảm nhân công vận hành
   • Khả năng thích ứng với sự biến động của nước rỉ rác
   • Dễ bảo trì và nâng cấp công suất
5. Thân thiện môi trường:
   • Xử lý triệt để các chất ô nhiễm
   • Giảm phát thải mùi hôi ra môi trường xung quanh
   • Ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt

Kết luận

Công nghệ Fenton + UASB cao tải đã chứng minh hiệu quả vượt trội trong xử lý nước rỉ rác – một trong những loại nước thải khó xử lý nhất. Quy trình này kết hợp hiệu quả của phương pháp sinh học UASB cao tải trong xử lý ban đầu với công nghệ oxy hóa nâng cao Fenton 3 bậc để xử lý triệt để các chất ô nhiễm khó phân hủy.

Dự án xử lý nước rỉ rác bãi rác Phú Thạnh do Môi trường ARES triển khai là minh chứng thực tế cho tính hiệu quả và bền vững của công nghệ này. Với những ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý, tiết kiệm chi phí, tối ưu không gian và vận hành bền vững, công nghệ Fenton + UASB cao tải là lựa chọn hàng đầu cho các dự án xử lý nước rỉ rác hiện đại.

Để được tư vấn chi tiết về dịch vụ xử lý nước rỉ rác với công nghệ Fenton + UASB cao tải, hãy liên hệ với chúng tôi để nhận được giải pháp tối ưu nhất cho bãi chôn lấp của bạn.

Xem thêm: Dịch vụ xử lý nước thải đô thị