TOP 4 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC

Nước thải rỉ rác, hay còn gọi là nước rỉ rác, là nước thải phát sinh từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong bãi chôn lấp rác thải. Loại nước này chứa nhiều chất ô nhiễm như kim loại nặng, chất hữu cơ và vi khuẩn, gây ra nhiều nguy cơ cho môi trường và sức khỏe con người. Vậy, làm thế nào để xử lý nước rỉ rác? Mời bạn theo dõi bài viết dưới đây của Hưng Phương nhé.

Nước thải rỉ rác là gì và tính chất của nước thải rỉ rác như thế nào?

Nước rỉ rác là nước sẵn có và sinh ra do quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải. Trong thời gian lưu giữ rác thải tại bãi rác, các thành phần trong rác thải sẽ lên men, sẽ tạo ra khí, các hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp như acid hữu cơ, aldehyde, xeton, các hợp chất lưu huỳnh như H2S, mercaptan, các hợp chất sulfoether và các hợp chất chứa ni-tơ như các amin khác nhau. Do vậy, đặc trưng của nước rỉ rác có mùi hôi và chứa nhiều vi sinh vật. 

Đặc điểm của nước rỉ rác

• Thành phần hữu cơ: Nước thải rỉ rác chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ như axit humic, axit fulvic, protein và carbohydrate. Những chất này gây ra mùi hôi khó chịu và làm tăng nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD).

• Thành phần vô cơ: Bao gồm kim loại nặng (như chì, thủy ngân, cadmium) và các chất dinh dưỡng (như nitrat và photphat). Sự hiện diện của các kim loại nặng và chất dinh dưỡng này có thể gây hại cho môi trường nước và sức khỏe con người.

• Đặc tính vật lý: Nước thải rỉ rác thường có màu đen hoặc nâu đậm, mùi hôi thối và độ đục cao. pH của nước thải rỉ rác có thể dao động từ axit nhẹ đến kiềm, tùy thuộc vào giai đoạn phân hủy của chất thải.

Những ảnh hưởng, tác động của nước rỉ rác đến môi trường

Nước rỉ rác, thường xuất phát từ các bãi chôn lấp rác thải, chứa nhiều chất ô nhiễm có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường. Dưới đây là một số tác động chính:

Ô nhiễm nguồn nước

• Ô Nhiễm Mặt Nước: Nước rỉ rác chảy vào sông, hồ có thể làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và con người sử dụng nước từ các nguồn này.
• Ô Nhiễm Nước Ngầm: Nếu không được xử lý kịp thời, nước rỉ rác có thể thấm vào lòng đất và ô nhiễm nguồn nước ngầm, gây ra các vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe cho cộng đồng sử dụng nước ngầm.

Ô nhiễm đất

• Nhiễm Độc Đất: Các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác, như kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ, có thể gây nhiễm độc đất, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng và sức khỏe của động vật.
• Suy Giảm Đất Nông Nghiệp: Đất bị ô nhiễm có thể mất đi khả năng canh tác, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và gây thiệt hại kinh tế.

Ảnh hưởng đến hệ sinh thái

• Tác động đến đa dạng sinh học: Nước rỉ rác có thể gây hại cho động thực vật sống trong và xung quanh các nguồn nước bị ô nhiễm, làm giảm đa dạng sinh học và thay đổi cấu trúc hệ sinh thái.
• Gây tổn thương động vật thủy sinh: Các chất ô nhiễm có trong nước rỉ rác có thể gây tổn thương hoặc giết chết các loài thủy sinh, làm mất cân bằng hệ sinh thái nước.

Rủi ro sức khỏe con người

• Nhiễm độc: Con người tiếp xúc với nước bị ô nhiễm có thể gặp phải các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ngộ độc, bệnh ngoài da và các bệnh khác liên quan đến vi khuẩn và hóa chất độc hại.
• Bệnh truyền nhiễm: Nước rỉ rác có thể chứa các vi sinh vật gây bệnh, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh truyền nhiễm trong cộng đồng.

Các phương pháp xử lý nước rỉ rác

Phương pháp vật lý xử lý nước rỉ rác

Phương pháp vật lý để xử lý nước rỉ rác bao gồm các quy trình tách vật lý hoặc lọc để loại bỏ chất rắn lơ lửng. Các phương pháp này thường bao gồm công nghệ lắng, lọc. Lắng bao gồm việc cho phép chất rắn lơ lửng lắng xuống dưới tác động của trọng lực và loại bỏ chúng khỏi pha lỏng. Các kỹ thuật lọc, chẳng hạn như sử dụng các vật liệu lọc như:  cát hoặc than hoạt tính, vật liệu xốp để giữ lại chất rắn lơ lửng và các hợp chất hữu cơ khi nước  đi qua lớp lọc.

Về mặt hiệu quả, lắng có thể loại bỏ 50%–70% chất rắn lơ lửng. Các kỹ thuật lọc, chẳng hạn như lọc bằng than hoạt tính, có thể đạt hiệu suất loại bỏ 85%–95% đối với COD và 80%–90% đối với BOD.

Ưu điểm chính của các phương pháp xử lý vật lý nằm ở khả năng loại bỏ chất gây ô nhiễm ở mức độ cao, đặc biệt là đối với chất rắn lơ lửng và các phân tử hữu cơ lớn hơn. Tuy nhiên, các phương pháp vật lý có thể không loại bỏ hiệu quả các chất gây ô nhiễm hòa tan như kim loại nặng hoặc hợp chất hữu cơ, có thể yêu cầu các bước xử lý bổ sung.

Phương pháp hóa học xử lý nước rỉ rác:

Các phương pháp hóa học để xử lý nước rỉ rác bao gồm việc bổ sung các tác nhân hóa học để tạo điều kiện cho quá trình kết tủa, keo tụ, tạo bông, oxy hóa hoặc trung hòa các chất gây ô nhiễm có trong nước rỉ rác. Các phương pháp này nhằm mục đích tăng cường loại bỏ các kim loại hòa tan, hợp chất hữu cơ và các chất gây ô nhiễm khác thông qua các phản ứng hóa học biến chúng thành chất kết tủa hoặc chất đông tụ không hòa tan có thể tách khỏi pha lỏng.

Về hiệu quả loại bỏ, quá trình keo tụ-tạo bông có thể loại bỏ 60%–90% chất rắn lơ lửng và 50%–70% COD. Kết tủa rất hiệu quả trong việc loại bỏ kim loại nặng, đạt hiệu suất loại bỏ 80%–95% đối với các kim loại như chì, cadmium và crom. Các quá trình oxy hóa-khử như ozon có thể loại bỏ 80%–90% màu và 70%–85% COD. Các quá trình oxy hóa bậc cao, như Fenton, có thể loại bỏ 75%–90% COD và 80%–95% chất ô nhiễm hữu cơ.

Ưu điểm chính của các phương pháp hóa học trong xử lý nước rỉ rác là tính linh hoạt và hiệu quả của nó trong xử lý các chất gây ô nhiễm. Các quy trình hóa học có thể đạt được hiệu quả loại bỏ cao đối với kim loại hòa tan, hợp chất hữu cơ và các chất ô nhiễm khó phân hủy mà không được xử lý hiệu quả chỉ bằng các phương pháp vật lý hoặc sinh học.

Một trong những nhược điểm phổ biến của các phương pháp xử lý hóa học, đặc biệt là keo tụ-tạo bông và kết tủa, là tạo ra bùn. Bùn này, một sản phẩm phụ của quá trình xử lý, bao gồm các chất gây ô nhiễm kết tụ và thuốc thử hóa học dư thừa, gây ra thách thức đáng kể trong việc xử lý. Sử dụng hoá chất cũng có thể làm tăng chi phí vận hành và gây ra rủi ro về sức khỏe và an toàn cho người vận hành nếu xử lý không đúng cách. 

Phương pháp xử lý sinh học xử lý nước rỉ rác

Các phương pháp sinh học để xử lý nước rỉ rác là hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và loại bỏ chất dinh dưỡng khỏi nước rỉ rác. Các phương pháp này thường bao gồm xử lý hiếu khí, xử lý kỵ khí, sử dụng các cộng đồng vi khuẩn và điều kiện môi trường khác nhau để tạo điều kiện cho quá trình phân hủy sinh học và chuyển đổi chất gây ô nhiễm của nước rỉ rác. 

Khi nói đến các phương pháp sinh học để xử lý nước rỉ rác, các quy trình xử lý hiếu khí, có thể loại bỏ 70%–90% BOD và 60%–80% COD. Xử lý kỵ khí có thể đạt hiệu quả loại bỏ 80%–90% BOD và 70%–85% COD, với lợi ích bổ sung là tạo ra khí sinh học như một sản phẩm phụ. 

Các phương pháp xử lý sinh học có thể đạt được quá trình xử lý nước rỉ rác bền vững và tiết kiệm chi phí. Các quá trình sinh học có hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng khỏi nước rỉ rác, thường đạt hiệu quả lcao trong các điều kiện môi trường thuận lợi. Hơn nữa, các phương pháp xử lý sinh học thường thân thiện với môi trường và tạo ra ít chất thải thứ cấp hoặc sản phẩm phụ có hại so với các phương pháp hóa học hoặc vật lý.

Tuy nhiên, so với các phương pháp hóa học hoặc vật lý, thời gian xử lý cần thiết dài hơn vì quá trình phân hủy của vi sinh vật có thể tương đối chậm, đặc biệt là trong một số điều kiện môi trường nhất định. Ngoài ra, các hệ thống xử lý sinh học có thể nhạy cảm với sự thay đổi về nhiệt độ, độ pH và các thông số môi trường khác, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất  của quá trình xử lý. 

Công nghệ màng lọc xử lý nước rỉ rác:

Công nghệ màng những năm gần đây đã nổi lên như một giải pháp then chốt trong việc xử lý nước rỉ rác. Công nghệ này cung cấp một phương pháp tiếp cận linh hoạt và hiệu quả để loại bỏ các chất gây ô nhiễm, bao gồm muối hòa tan, kim loại nặng, hợp chất hữu cơ và các hạt. Ứng dụng của công nghệ màng trong xử lý nước rỉ rác chủ yếu liên quan đến thẩm thấu ngược, lọc nano, siêu lọc và lò phản ứng sinh học màng, mỗi loại có vai trò riêng trong quá trình xử lý

Thẩm thấu ngược (RO) xử lý nước rỉ rác

Thẩm thấu ngược là nền tảng của công nghệ màng để xử lý nước rỉ rác, nổi tiếng với khả năng loại bỏ nhiều loại chất gây ô nhiễm, bao gồm muối hòa tan và các phân tử hữu cơ. Nguyên lý của RO liên quan đến việc tạo áp suất lên nước rỉ rác qua màng bán thấm, cho phép các phân tử nước đi qua trong khi vẫn giữ lại phần lớn các chất rắn hòa tan. Quá trình này đặc biệt hiệu quả trong việc giảm độ dẫn điện của nước rỉ rác, khiến đây trở thành một bước quan trọng để tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về xả thải.

Hệ thống RO có thể đạt hiệu suất loại bỏ vượt quá 99% đối với nhiều chất gây ô nhiễm khác nhau, khiến chúng trở nên không thể thiếu trong các trường hợp yêu cầu nước thải chất lượng cao.

Tuy nhiên, hiệu suất của hệ thống RO khi xử lý nước rỉ rác bị ảnh hưởng đáng kể bởi các yếu tố như bám bẩn màng, chất lượng nước cấp và áp suất vận hành. Sự bám bẩn màng, do sự tích tụ của các hạt và vi sinh vật trên bề mặt màng, có thể dẫn đến giảm hiệu quả và tăng chi phí vận hành. Để giảm thiểu những tác động này, các quy trình xử lý trước và bảo trì thường xuyên là rất quan trọng.

Ngoài ra, tạo ra nước muối cô đặc đòi hỏi phải quản lý hoặc xử lý thêm, gây ra thách thức về môi trường và vận hành. Công nghệ màng RO đặc biệt phù hợp để xử lý nước thải rỉ rác các tiêu chuẩn xả thải.

 Màng lọc nano (NF) xử lý nước rỉ rác

Lọc nano chiếm một vị trí trung gian giữa thẩm thấu ngược và siêu lọc, với kích thước lỗ cho phép loại bỏ có chọn lọc các ion hóa trị hai và đa hóa trị, một số ion hóa trị một và các phân tử hữu cơ. Màng NF đặc biệt được đánh giá cao vì khả năng làm mềm nước bằng cách loại bỏ các ion cứng, chẳng hạn như canxi và magiê, cùng với việc giảm đáng kể hàm lượng hữu cơ và màu sắc.

Tính chọn lọc của NF cho phép nó nhắm mục tiêu vào các chất ô nhiễm có yêu cầu về áp suất và năng lượng thấp hơn RO, khiến nó trở thành một lựa chọn tiết kiệm chi phí cho nhiều tình huống xử lý. Quy trình này rất phù hợp để xử lý trước trong các hệ thống RO hoặc như một phương pháp xử lý độc lập đối với nước rỉ rác có mức độ ô nhiễm vừa. Giống như RO, NF cũng tạo ra các dòng nước cô đặc cần được xử lý cẩn thận hoặc xử lý thêm.

Hiệu quả của NF phụ thuộc vào tình trạng bám bẩn màng và áp suất vận hành. Tương tự như RO, sự hiện diện của các quy trình xử lý trước là rất quan trọng để ngăn ngừa bám bẩn và đảm bảo hiệu suất nhất quán. Mặc dù NF mang lại lợi thế là loại bỏ chất gây ô nhiễm có chọn lọc với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, nhưng những hạn chế của nó bao gồm hiệu quả kém hơn đối với các ion đơn trị và tạo ra chất thải cô đặc cần xử lý thêm.

 Màng siêu lọc (UF) xử lý nước rỉ rác

Siêu lọc là một quy trình lọc màng sử dụng kích thước lỗ lớn hơn NF và RO, làm cho nó trở nên lý tưởng để loại bỏ chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, vi-rút và các chất tan có trọng lượng phân tử cao. Các yếu tố như bám bẩn màng, kích thước lỗ và độ đục của nước cấp có thể ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ của UF.

Tuy nhiên, các hệ thống UF cần ít năng lượng hơn để vận hành và đóng vai trò là tiền xử lý cho các quy trình RO và NF bằng cách giảm tải chất rắn lơ lửng và hàm lượng vi khuẩn, do đó kéo dài tuổi thọ của màng hạ lưu. UF thường được sử dụng như một bước xử lý trước để bảo vệ các hệ thống RO hoặc NF hạ lưu khỏi bị bám bẩn. Nó thường có thể loại bỏ 90%–99% chất rắn lơ lửng và vi khuẩn.

Ưu điểm chính của UF nằm ở khả năng hoạt động ở áp suất thấp hơn, do đó giảm chi phí năng lượng. Nó cũng ít bị hư hỏng do hóa chất hơn, cho phép sử dụng nhiều chất tẩy rửa hóa học hơn. Mặc dù UF rất hiệu quả trong việc loại bỏ các hạt và vi sinh vật, nhưng hạn chế của nó nằm ở chỗ không thể xử lý các ion hòa tan và các phân tử nhỏ, điều này nhấn mạnh nhu cầu về phương pháp xử lý toàn diện có thể bao gồm các giai đoạn NF hoặc RO tiếp theo.

Màng sinh học MBR xử lý nước rỉ rác

Công nghệ màng sinh học MBR tích hợp các quy trình xử lý sinh học với lọc màng, cung cấp một giải pháp nhỏ gọn và hiệu quả để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và loại bỏ chất rắn. Trong hệ thống MBR, lò phản ứng sinh học phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ thông qua hoạt động của vi sinh vật, trong khi một đơn vị lọc màng tách nước đã xử lý khỏi sinh khối và chất rắn lơ lửng. 

Công nghệ màng MBR phù hợp xử lý nước rỉ rác có tải trọng hữu cơ cao và ở những nơi có diện tích hạn chế. Chúng có thể đạt được tỷ lệ loại bỏ BOD (85%–95%) và COD (70%–85%) cao, cùng với khả năng tách chất rắn hiệu quả.

Hiệu suất của màng MBR bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nồng độ sinh khối, bám bẩn màng và thời gian lưu. Bất chấp những thách thức về chi phí vận hành, bảo trì liên quan đến bám bẩn và tiêu thụ năng lượng, MBR mang lại những lợi thế đáng kể, bao gồm chất lượng nước thải cao, thiết kế nhỏ gọn và loại bỏ hiệu quả chất hữu cơ và chất dinh dưỡng.

Lợi ích của xử lý nước rỉ rác

• Bảo Vệ Môi Trường: Giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước và đất, bảo vệ hệ sinh thái.
• An Toàn Sức Khỏe: Giảm nguy cơ lây nhiễm bệnh từ các vi khuẩn và vi sinh vật có trong nước thải.
• Tái Sử Dụng Nguồn Nước: Nước sau khi xử lý có thể tái sử dụng cho các mục đích như tưới tiêu, công nghiệp và sinh hoạt.

Xử lý nước rỉ rác là một quá trình quan trọng và cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến và hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu tác động xấu của nước rỉ rác, đồng thời tận dụng tối đa nguồn tài nguyên nước.