Là loại nước thải được sinh ra trong các khu chôn lấp rác thải, rất độc hại, chứa nhiều chất ô nhiễm như khí nitơ, amoniac, các kim loại nặng, các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh,... nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng. Vì thế, vấn đề xử lý nước rỉ rác luôn được xã hội quan tâm. Với đặc điểm chứa các hợp chất cacbon có khả năng phân hủy amoni cao, loại nước này  có thể được xử lý bằng việc sử dụng các phương pháp sinh học cho hiệu quả tốt và kinh tế. Các phương pháp xử lý sinh học cũng có hiệu quả trong việc loại bỏ sắt, mangan và các kim loại khác, nhưng đây không phải là mục đích chính của các phương pháp xử lý sinh học. Các phương pháp xử lý sinh học được phân loại thành sinh học hiếu khí và kỵ khí theo cơ chế trao đổi chất của vi sinh vật. Trong quá trình hiếu khí, các vi sinh vật tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng enzym phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy. Trong quá trình kỵ khí, các hợp chất vô cơ như nitrate, sulphate và CO₂ được sử dụng như là chất nhận electron. Nhiều quá trình sinh học cũng có thể xử lý, hoặc chịu đựng được các thành phần nguy hại như cyanide, các hợp chất phenol và thuốc trừ sâu. Các hợp chất vô cơ có thể được phân hủy dễ dàng bằng các vi sinh vật hiếu khí hoặc vi sinh vật kỵ khí. Ví dụ, các hợp chất vòng thơm chứa Clo, Nitro và Azo có thể phân hủy bởi vi sinh vật kỵ khí trong khi các sản phẩm cuối cùng có thể dễ bị khoáng hóa bởi vi khuẩn hiếu khí. Do đó, sự kết hợp của quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí gia tăng khả năng khoáng hóa các hợp chất cấu tạo phức tạp.

Bùn hoạt tính
 

Quá trình bùn hoạt tính là hệ thống xử lý sinh học tăng trưởng lơ lửng sử dụng quần thể vi sinh vật hiếu khí để xử lý các thành phần nitơ và các chất ô nhiễm hữu cơ. Dòng nước đầu vào bể phản ứng có các vi khuẩn được duy trì ở trạng thái lơ lửng. Sự có mặt của oxy, các chất dinh dưỡng, các hợp chất hữu cơ và sinh khối vi sinh vật, một loạt các phản ứng sinh học xảy ra trong bể phản ứng làm suy giảm các chất hữu cơ và tạo ra sinh khối mới.

Quá trình làm thoáng sục khí bề mặt hoặc khuếch tán được sử dụng để duy trì điều kiện hiếu khí trong bể phản ứng. Sau khoảng thời gian phản ứng cụ thể, hỗn hợp tế bào mới và tế bào cũ được chuyển qua bể lắng. Một phần sinh khối lắng sẽ được tuần hoàn lạI để duy trì hàm lượng vi sinh vật mong muốn trong bể phản ứng.

Các chất dinh dưỡng như N, P là các hóa chất thông thường cần phải bổ sung nếu thành phần N, P trong nước rỉ rác không có. Đối với quá trình hiếu khí như xử lý bùn hoạt tính sẽ tạo ra lượng bùn dư từ 0,1 – 0,6 g đối với 1g COD được loại bỏ khoảng 1% hàm lượng chất rắn.

Giới hạn đối với hệ thống bùn hoạt tính bao gồm giới hạn về tải lượng BOD và sự ổn định lưu lượng dòng nước đầu vào để duy trì sự ổn định của dòng chảy và tải lượng. Hệ thống bùn hoạt tính thông thường vận hành mà không cần quá trình bổ sung các dưỡng chất sẽ khó để đạt được hiệu quả trong việc loại bỏ nitơ khi xử lý nước thải rỉ rác của bãi chôn lấp. Các thông số thiết kế cho hệ thống bùn hoạt tính tham khảo bảng sau đây:

Bể phản ứng theo dạng mẻ

Quá trình phản ứng theo dạng mẻ SBR là một dạng của quá trình xử lý bùn hoạt tính mà quá trình thổi khí, lắng và lọc xảy ra trong từng bể phản ứng riêng. Quá trình xử lý diễn ra theo 5 giai đoạn: làm đầy, phản ứng, lắng, rút nước và pha nghỉ. Nước thải được cấp vào bể phản ứng trong giai đoạn làm đầy, và được xử lý hiếu khí ở giai đoạn phản ứng, sinh khối vi sinh vật lắng xuống ở pha lắng; nước trong được rút ra trong pha rút nước; bùn được rút ra trong pha nghỉ chờ nạp mẻ mới và tiếp tục mẻ phản ứng tiếp theo với pha làm đầy.

Thuận lợi của hệ thống SBR gồm:

- Đơn giản và dễ sử dụng

- Phù hợp với lưu lượng xử lý lớn và yêu cầu về chất lượng dòng nước đầu ra

- Hiệu quả chất lượng dòng nước đầu ra cao

- Yêu cầu về vận hành ít hơn so với các hệ thống khác

- Vận hành linh hoạt trong quá trình nitrat hóa và khử nitơ và loại bỏ phospho

Thành phần quan trọng của một hệ thống SBR bao gồm quá trình khuấy trộn/cấp khí, quá trình lắng cạn và điều khiển quá trình. Hệ thống SBR có khả năng tạo ra dòng nước đầu ra có chất lượng cao. Hệ thống có thể được điều chỉnh để loại bỏ Nitơ và Phospho. Hệ thống SBR yêu cầu vận hành ít hơn.

Một số khó khăn của hệ thống SBR gồm:

- Hệ thống điều khiển phức tạp

- Cần kỹ năng vận hành cao

- Cần báo cáo các vấn đề xảy ra đối với hệ thống thiết kế kém

Các thông số thiết kế hệ thống SBR tham khảo sau đây:

Hồ làm thoáng

Xử lý hiếu khí mở rộng thường được thực hiện trong đầm phá/hồ làm thoáng. Ưu điểm của phương pháp xử lý này gồm:

- Đây là phương pháp xử lý nước rỉ rác linh hoạt

- Dễ thích ứng với dãy lưu lượng dòng thải và thành phần nước rỉ rác

Nhược điểm của hồ làm thoáng là:

- Tổn thất nhiệt bởi diện tích bề mặt và thiết bị sục khí – quá trình nitrat hóa nhạy cảm nhiệt độ

- Yêu cầu diện tích đất lớn có thể là một vấn đề đối với bãi rác, và điều kiện địa chất mặt đất cũng quan trọng

- Khả năng lắng kém nếu tỉ lệ BOD/NH₃ thấp

- Có thể gây mùi và hơi khí

- Không tuân theo lớp bao phủ để bảo tồn nhiệt

- Hiệu quả năng lượng thấp của thiết bị sục khí và quá trình nitrat hóa có thể bị suy giảm vào mùa đông

Tiếp xúc sinh học đĩa quay

Tiếp xúc sinh học đĩa quay (RBC) là quá trình xử lý sinh học hiếu khi lớp vật liệu cố định . RBC bao gồm các đĩa quay được làm từ nhựa (polyethylene, polyvinyl chloride or polystyrene) được gắn với nhau trên một trục ngang.

Trong thiết kế RBC thông thường, đĩa quay (có kích thước đường kính 4m và dài khoảng 7m) quay với tốc độ 1 – 10 vòng/phút; tập hợp các đĩa này được đặt trong bể xử lý và các lớp vật liệu sẽ ngập trong nước khoảng 40% kích thước. Các đĩa được quay vòng đảm bảo lớp vật liệu luân phiên tiếp xúc với không khí và nước thải dẫn đến dự phát triển của màng sinh học. Oxy di chuyển vào lớp màng sinh học khi đĩa quay tiếp xúc với không khí. Oxy có thể di chuyển ra khỏi màng sinh học khi đĩa quay nằm trong nước thải; điều này phụ thuộc vào từng trường hợp cụ thể, dựa vào mối tương quan nồng độ của oxy trong nước thải và màng sinh học. Quá trình oxy hóa cacbon sẽ xảy ra vào cuối dòng vào, và nếu có đủ lớp vật liệu, quá trình nitrat hóa sẽ xảy ra dọc theo trục đĩa quay. Hệ thống đĩa quay cần có mái che để bảo vệ lớp màng sinh học khỏi mưa, sương giá, tuyết và đảm bảo an toàn.  Có một vài kiểu hệ thống RBC khác nhau, chủ yếu về cấu trúc bố trí các lớp vật liệu.

Ưu điểm của hệ thống RBC gồm:

- Chi phí bảo trì thấp

- Có khả năng hoạt động  trong điều kiện sốc tải

- Chi phí vận hành thấp

- Mức độ ồn phát sinh thấp

- Yêu cầu kỹ thuật vận hành thấp

- Tổn thất hệ thống thấp

- Nhà máy có thể được che chắn và cách nhiệt

- Bùn lắng tốt

- Bùn thải tạo ra ít

- Khả năng nitrat hóa và khử nitrat

Nhược điểm của hệ thống RBC gồm:

- Sự cố mất điện, đĩa ngừng quay có thể làm gián đoạn sự tăng trưởng sinh khối khi quá tải và trục quay bị lỗi trong quá trình hoạt động

- Nồng độ chất vô cơ cao có thể gây nên những khó khăn

- Cần kiểm soát hệ thống để xử lý các trường hợp quá tải

- Hư hỏng lớp vật liệu sẽ gây tốn kém

Loại bỏ nitơ bằng biện pháp sinh học

Nitơ trong nước rỉ rác có thể tồn tại ở cả hai dạng hữu cơ (ví dụ: amino acids) và vô cơ (NH₃). Nitơ có thể được loại bỏ sinh học bằng quá trình đồng hóa và nitrat hóa – khử nitrat hóa.

Nitrat hóa và khử nitrat liên quan đến hai giai đoạn quá trình. Trong quá trình nitrat hóa, NH₃ được chuyển đổi thành Nitrat dưới hàng loạt phản ứng trong điều kiện hiếu khí. Quá trình khử nitrat thì lại khác, liên quan đến quá trình biến đổi nitrate thành khí nitơ trong điều kiện thiếu khí theo từng bước.

Do đó đối với xử lý nước rỉ rác, khả năng loại bỏ nitơ trong quá trình kỵ khí thấp bởi vì nitơ tồn tại dưới dạng NH₃ là chủ yếu, do đó phương pháp hiếu khí thiết kế đối với quá trình khử nitrat có tính khả thi trong việc loại bỏ nitơ (NH₃). Quá trình khử nitrat yêu cầu nguồn cacbon để chuyển đổi nitrat thành khí Nitơ (tỉ lệ C/N thường là 3:1) và cần sử dụng methanol để bổ sung nguồn năng lượng.
Để tìm hiểu thêm các phương pháp xử lý nước rỉ rác hiệu quả và kinh tế hãy liên hệ chúng tôi để được tư vấn miễn phí:
CÔNG TY TNHH XD DV MÔI TRƯỜNG NGUỒN SỐNG XANH
Hotline: 0909773264 (Ms Hải)