GIẢI PHÁP LOẠI BỎ AMONI, PHOSPHO VÀ ASEN TRONG NƯỚC RỈ RÁC

Quá trình chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn sinh hoạt đô thị phát sinh một lượng lớn nước rỉ rác.

Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp là loại nước thải hữu cơ có nồng độ ô nhiễm cao, thành phần phức tạp và biến động mạnh theo thời gian, mùa vụ, tuổi của bãi chôn lấp và phương thức vận hành.

Những đặc điểm phổ biến của nước rỉ rác gồm:

Lưu lượng nước thải lớn và biến động;
Độ màu cao;
Nồng độ COD và các chất hữu cơ cao;
Hàm lượng amoni và tổng nitơ cao;
Có thể chứa phospho, asen và kim loại nặng;
Độ mặn và độ dẫn điện cao;
Khả năng phân hủy sinh học giảm dần theo tuổi của bãi chôn lấp;
Khó duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định.

Do đó, nước rỉ rác thường cần kết hợp nhiều công nghệ xử lý khác nhau mới có thể đáp ứng yêu cầu xả thải hoặc tái sử dụng nước.

1. Thực trạng xử lý nước rỉ rác

Hiện nay, nhiều hệ thống xử lý nước rỉ rác vẫn gặp khó khăn trong việc kiểm soát ổn định các thông số như:

Amoni, tính theo N;
Tổng nitơ;
Tổng phospho;
Asen;
COD;
Độ màu;
Tổng chất rắn hòa tan;
Độ dẫn điện.

Sau các công đoạn xử lý hóa lý, sinh học và màng, nồng độ amoni, phospho hoặc asen trong nước đầu ra vẫn có thể không đáp ứng yêu cầu của dự án.

Nguyên nhân thường liên quan đến:

Chất lượng nước đầu vào biến động mạnh;
Nồng độ amoni và muối cao;
Tỷ lệ BOD/COD thấp;
Sự hiện diện của các chất hữu cơ khó phân hủy;
Hoạt động của vi sinh vật bị ức chế;
Hiệu quả xử lý suy giảm khi nhiệt độ hoặc tải lượng thay đổi;
Khả năng xử lý sâu của hệ thống hiện có còn hạn chế.

2. Phương án xử lý thông thường

Quy trình phổ biến trong ngành xử lý nước rỉ rác là:

Tiền xử lý → Xử lý sinh học → Xử lý màng nâng cao.

2.1 Tiền xử lý

Công đoạn tiền xử lý thường bao gồm:

Điều hòa lưu lượng và nồng độ;
Điều chỉnh pH;
Keo tụ và tạo bông;
Lắng tách cặn;
Tách dầu và chất rắn;
Oxy hóa một phần các chất hữu cơ;
Giảm tải cho hệ thống sinh học phía sau.

2.2 Xử lý sinh học

Hệ thống sinh học được sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ, amoni và tổng nitơ.

Các công nghệ thường gặp gồm:

Xử lý thiếu khí và hiếu khí;
A/O;
A²/O;
SBR;
MBR;
Quá trình nitrat hóa và khử nitrat.

Tuy nhiên, nước rỉ rác có nồng độ amoni, độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy cao nên hệ vi sinh có thể bị ức chế.

Khi tải lượng nước thải biến động, hệ thống sinh học cũng có thể gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu quả xử lý ổn định.

2.3 Xử lý bằng màng DTRO

Màng thẩm thấu ngược dạng đĩa ống DTRO thường được sử dụng trong công đoạn xử lý sâu nước rỉ rác.

DTRO có khả năng chịu tải ô nhiễm và áp suất tương đối cao, phù hợp với nước thải có độ mặn và hàm lượng chất ô nhiễm lớn.

Tuy nhiên, hiệu quả kiểm soát amoni, phospho và asen phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

Dạng tồn tại của chất ô nhiễm;
Giá trị pH;
Nồng độ muối;
Điều kiện vận hành;
Tình trạng màng;
Tỷ lệ thu hồi nước;
Phương án xử lý dòng cô đặc.

Trong một số điều kiện, chỉ sử dụng DTRO có thể chưa đủ để duy trì các thông số amoni, phospho và asen ở nồng độ rất thấp.

Ngoài ra, DTRO tạo ra dòng nước cô đặc chứa hàm lượng muối và chất ô nhiễm cao, cần được thu gom và xử lý tiếp.

3. Hạn chế của phương án truyền thống

Những vấn đề thường gặp của hệ thống xử lý thông thường gồm:

Hiệu quả xử lý amoni không ổn định;
Khó kiểm soát phospho và asen ở nồng độ thấp;
Hệ sinh học nhạy cảm với biến động tải lượng;
Chi phí hóa chất cao;
Tiêu thụ điện năng lớn;
Màng dễ bị cáu cặn hoặc ô nhiễm;
Phát sinh nước cô đặc;
Chi phí xử lý dòng cô đặc cao;
Hệ thống chiếm diện tích lớn;
Yêu cầu vận hành và bảo trì phức tạp.

4. Giải pháp của Jingye

Giải pháp của Jingye kết hợp hệ thống xử lý hiện có với các vật liệu trao đổi ion hoặc hấp phụ chọn lọc dành riêng cho từng chất ô nhiễm.

Tùy theo chất lượng nước, hệ thống có thể được bố trí sau công đoạn sinh học, DTRO, RO, MVR hoặc xử lý nước ngưng.

Mục tiêu của giải pháp là xử lý sâu:

Amoni;
Phospho;
Asen;
Một số ion và kim loại hòa tan khác.

5. Xử lý amoni bằng trao đổi ion chọn lọc

Đối với nước thải có nồng độ amoni cao, hệ thống sử dụng vật liệu trao đổi ion có khả năng hấp phụ chọn lọc ion amoni.

So với việc chỉ dựa vào xử lý sinh học hoặc màng, công nghệ này có các ưu điểm:

Khả năng xử lý sâu amoni;
Ít phụ thuộc vào hoạt động của vi sinh vật;
Phù hợp với nước có tải lượng biến động;
Diện tích lắp đặt nhỏ;
Chất lượng nước đầu ra ổn định;
Chu kỳ vận hành tương đối dài;
Có thể tái sinh vật liệu;
Lượng dung dịch tái sinh thấp;
Thuận lợi cho việc xử lý tập trung dòng tái sinh.

Trong điều kiện thiết kế và vận hành phù hợp, khi nồng độ amoni trong nước đầu vào nằm trong khoảng 50–500 mg/L, nồng độ nước đầu ra có thể được kiểm soát dưới 1 mg/L.

Kết quả thực tế phụ thuộc vào:

Nồng độ amoni đầu vào;
Giá trị pH;
Độ mặn;
Nồng độ các ion cạnh tranh;
Lưu lượng xử lý;
Chất lượng tiền xử lý;
Loại vật liệu trao đổi ion;
Yêu cầu nước đầu ra của dự án.

6. Xử lý phospho bằng vật liệu chọn lọc

Đối với phospho, hệ thống sử dụng vật liệu hấp phụ hoặc trao đổi ion phù hợp nhằm loại bỏ phosphat và giảm tổng phospho trong nước.

Giải pháp có thể được sử dụng sau công đoạn kết tủa hóa học hoặc xử lý màng để kiểm soát phospho ở nồng độ thấp hơn.

Ưu điểm gồm:

Hiệu quả xử lý sâu phospho;
Giảm sự phụ thuộc vào lượng lớn hóa chất kết tủa;
Giảm lượng bùn phát sinh;
Chất lượng nước đầu ra ổn định;
Vật liệu có thể được tái sinh tùy theo cấu hình;
Phù hợp với hệ thống cải tạo và nâng cấp.

Trong điều kiện phù hợp, nồng độ phospho trong nước đầu ra có thể được kiểm soát ở mức dưới 0,01 mg/L.

Giá trị thực tế cần được xác định thông qua phân tích mẫu nước và thử nghiệm vật liệu.

7. Xử lý asen bằng vật liệu hấp phụ chọn lọc

Asen có thể tồn tại trong nước dưới nhiều trạng thái oxy hóa và dạng hợp chất khác nhau.

Hệ thống xử lý cần được thiết kế dựa trên:

Dạng tồn tại của asen;
Giá trị pH;
Thế oxy hóa khử;
Hàm lượng sắt;
Nồng độ phosphat;
Hàm lượng chất hữu cơ;
Nồng độ các ion cạnh tranh.

Jingye sử dụng vật liệu hấp phụ chọn lọc phù hợp để xử lý sâu asen sau công đoạn tiền xử lý.

Ưu điểm của giải pháp gồm:

Khả năng hấp phụ asen ở nồng độ thấp;
Chất lượng nước đầu ra ổn định;
Diện tích thiết bị nhỏ;
Dễ tích hợp vào hệ thống hiện có;
Chu kỳ vận hành dài;
Giảm lượng bùn so với phương pháp kết tủa hoàn toàn bằng hóa chất.

Trong điều kiện thiết kế phù hợp, nồng độ asen trong nước đầu ra có thể được kiểm soát dưới 0,01 mg/L.

Hiệu quả thực tế cần được xác nhận bằng thử nghiệm mẫu nước của từng dự án.

8. Giải pháp cho nước rỉ rác có độ mặn cao

Đối với nước rỉ rác có độ mặn và tổng chất rắn hòa tan cao, có thể sử dụng công nghệ cô đặc bay hơi tái nén hơi cơ học MVR.

Hệ thống MVR giúp:

Tách nước khỏi muối và các chất ô nhiễm khó bay hơi;
Giảm thể tích dòng cô đặc;
Thu hồi nước ngưng;
Giảm lượng nước thải cần xử lý tiếp;
Hỗ trợ phương án xử lý gần như không xả thải.

Tuy nhiên, nước ngưng từ hệ thống MVR vẫn có thể chứa amoni và một số chất ô nhiễm dễ bay hơi.

Do đó, nước ngưng cần được đưa qua cụm xử lý bổ sung, có thể bao gồm:

Điều chỉnh pH;
Oxy hóa;
Tách khí;
Trao đổi ion chọn lọc;
Hấp phụ;
Xử lý sinh học;
Lọc tinh.

Việc kết hợp MVR với hệ thống xử lý nước ngưng giúp nâng cao chất lượng nước đầu ra và đáp ứng yêu cầu xả thải hoặc tái sử dụng.

9. Quy trình công nghệ tham khảo

Một quy trình xử lý có thể bao gồm:

Thu gom nước rỉ rác → Bể điều hòa → Tiền xử lý hóa lý → Xử lý sinh học → Lọc → DTRO hoặc RO → Hệ thống trao đổi ion chọn lọc amoni → Hệ thống hấp phụ phospho và asen → Kiểm tra chất lượng nước → Xả thải hoặc tái sử dụng.

Đối với nước rỉ rác có độ mặn cao:

Thu gom nước rỉ rác → Tiền xử lý → Cô đặc MVR → Tách muối hoặc xử lý dòng cô đặc → Xử lý nước ngưng → Trao đổi ion và hấp phụ chọn lọc → Kiểm tra chất lượng nước → Xả thải hoặc tái sử dụng.

Quy trình cụ thể cần được thiết kế dựa trên:

Kết quả phân tích mẫu nước;
Lưu lượng xử lý;
Nồng độ amoni;
Tổng phospho;
Nồng độ asen;
Độ mặn;
COD;
Yêu cầu xả thải hoặc tái sử dụng.

10. Ưu điểm của giải pháp Jingye

Xử lý sâu amoni, phospho và asen;
Chất lượng nước đầu ra ổn định;
Phù hợp với nước đầu vào có nồng độ biến động;
Diện tích lắp đặt nhỏ;
Có thể cải tạo hệ thống đang vận hành;
Có thể kết hợp với DTRO, RO và MVR;
Chu kỳ tái sinh dài;
Lượng dung dịch tái sinh thấp;
Giảm lượng hóa chất sử dụng;
Giảm lượng bùn phát sinh;
Giảm chi phí xử lý chất thải;
Mức độ tự động hóa cao;
Chi phí đầu tư và vận hành hợp lý.

11. Lĩnh vực ứng dụng

Giải pháp phù hợp với:

Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chất thải rắn;
Nước ngưng từ hệ thống bay hơi;
Nước rỉ từ bãi chứa xỉ và chất thải luyện kim;
Nước thải ngành chăn nuôi;
Nước thải nuôi trồng thủy sản;
Nước thải mỏ than;
Nước thải có nồng độ amoni cao;
Nước thải chứa phospho hoặc asen;
Nước thải công nghiệp có độ mặn cao.

12. Dịch vụ cung cấp

Jingye có thể cung cấp:

Khảo sát hiện trường;
Phân tích mẫu nước;
Thử nghiệm vật liệu;
Lập phương án công nghệ;
Thiết kế hệ thống;
Cung cấp thiết bị;
Lắp đặt và chạy thử;
Cải tạo hệ thống hiện có;
Tích hợp hệ thống DTRO, RO hoặc MVR;
Đào tạo vận hành;
Bảo trì thiết bị;
Tối ưu chi phí vận hành;
Hỗ trợ kỹ thuật sau bán hàng.

GIẢI PHÁP LOẠI BỎ AMONI, PHOSPHO VÀ ASEN TRONG NƯỚC RỈ RÁC

1. Thực trạng xử lý nước rỉ rác