Công tác quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải

MTXD - Quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải là một vấn đề nan giải đối với các nhà máy, xí nghiệp,...Bùn thải không được xử lý đúng cách gây ra nhiều hệ lụy.

Tốc độ đô thị hóa và hệ thống đô thị phát triển  quá “nóng” khiến hệ thống thoát nước đô thị mặc dù đã được quan tâm đầu tư nhưng vẫn không đáp ứng yêu cầu. Sự quá tải này đã phát sinh một lượng lớn bùn thải đô thị chưa được xử lý, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và sức khỏe con người.

Theo báo cáo mới đây của Bộ Xây dựng, Việt Nam hiện có gần 900 đô thị, nhưng chỉ có khoảng trên 25 đô thị có trạm/nhà máy xử lý nước thải tập trung và sử dụng công nghệ xử lý nước thải khác nhau đã và đang đưa vào vận hành khai thác.

Cùng với đó là hệ tầng kỹ thuật khác tại các đô thị chưa thật sự đồng bộ và phát huy hiệu quả khiến bùn thải phát thải ra môi trường dần rơi vào tình trạng thừa thu gom nhưng thiếu xử lý với khối lượng ngày càng lớn, gây ảnh hưởng tới môi trường và đời sống của người dân.

Hà Nội hiện nay có hàng trăm tấn chất thải từ các đơn vị tư nhân chuyên làm dịch vụ môi trường được đưa đến trạm xử lý phân bùn

Tại các đô thị lớn, trong quy hoạch đô thị, quy hoạch thoát nước và quy hoạch xử lý chất thải chưa thực sự quan tâm đến việc thu gom, vận chuyển cũng như việc xác định các vị trí, địa điểm xử lý bùn thải từ hệ thống thoát nước và các công trình vệ sinh.

Điều này đã dẫn tới hậu quả đó là việc hàng loạt vụ việc đổ trộm bùn thải ra ngoài đã được thực hiện gây bức xúc trong dư luận. Các cơ sở sản xuất kinh doanh thường thu gom sau đó xả bỏ tại nơi không phải dành cho xử lý bùn thải; thường là những khu vực hẻo lánh, dân cư thưa thớt nhằm giảm bớt chi phí xử lý bùn thải cho doanh nghiệp, mặc kệ hệ quả nghiêm trọng xảy ra cho môi trường cũng như sức khỏe con người.

Việc tìm “đầu ra” triệt để cho bùn thải vẫn còn là trăn trở đối với nhiều cấp ngành bởi cho tới nay, bùn thải chưa qua xử lý hoặc được xử lý bằng các công nghệ thủ công lạc hậu đang được thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm nặng nề. Trong khi đó, nguồn lực cho đầu tư, việc lựa chọn công nghệ, công tác quản lý vận hành, nhận thức của cộng đồng và kể cả những hạn chế, bất cập của các khung chính sách đang là thách thức rất lớn đối với Việt Nam.

Theo PGS. TS Nguyễn Hồng Tiến, nguyên Cục trưởng Cục Hạ tầng kỹ thuật – Bộ Xây dựng, hiện cả nước đã có vài chục nhà máy xử lý nước tập trung với công suất đạt khoảng 800.000m3/ngày đêm đi vào hoạt động góp phần đáng kể cho việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhưng để phát huy hiệu quả một cách tối đa các nhà máy này còn gặp rất nhiều khó khăn. Nhiều chuyên gia cũng cho rằng việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý bùn thải tốn kém và yêu cầu trình độ quản lý cao khiến nhiều địa phương chưa ứng dụng được công nghệ xử lý một cách triệt để.

Công tác quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải

Quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải khá phức tạp

Đặc điểm và thực trạng của bùn thải ảnh hưởng đến cuộc sống

Bùn thải là một phần của sản phẩm cuối cùng của quá trình xử lý nước thải. Tuy nhiên, việc xử lý bùn sau xử lý nước thải còn nhiều khó khăn và phức tạp. Vì hầu hết các kim loại nặng đều lắng đọng trong bùn.

Nó là một hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ mà thành phần hỗn hợp chứa nhiều tạp chất, có mùi khó chịu, cần phải xử lý. Giảm thiểu, loại bỏ, cách ly các yếu tố có hại thông qua công nghệ, giải pháp kỹ thuật đảm bảo yêu cầu về bảo vệ môi trường.

Bùn thải công nghiệp cần được quản lý nghiêm ngặt

Các đặc điểm nổi trội của bùn thải

Bùn thải từ hệ thống chứa một nguồn năng lượng lớn

Bùn thải chứa năng lượng gấp 10 lần năng lượng cần thiết để xử lý nó. Trung bình, nước thải bùn khô chứa năng lượng than non. Nói chính xác hơn, nước thải bùn chứa khoảng 7780 Btu/lb.

Do đó, nó có thể tận dụng năng lượng có sẵn trong nước thải bùn để thu hồi năng lượng bùn trong chất thải thành năng lượng, chẳng hạn như khí hóa sinh khối và các công nghệ khác.

Bùn thải gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng

Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải có thể là tác nhân gây ô nhiễm trực tiếp và lâu dài cho môi trường. Mặt khác, bùn thải nếu không được quản lý tốt có thể làm ô nhiễm nguồn nước, phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Vì vậy, xử lý bùn thải là công đoạn không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp và y tế.

Bùn thải không được xử lý gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường

Thực trạng bùn thải hiện nay

Trong cơ sở, lượng chất thải công nghiệp thải ra môi trường được tính toán hàng ngày, hàng giờ, lượng nước thải này không được xử lý kịp thời nên tích tụ lại. Sau một thời gian, các vi sinh vật và hóa chất trong nó bắt đầu phân hủy.

 Thứ nhất, chúng gây ô nhiễm không khí và sinh ra mùi hôi thối khó chịu.

Thứ hai, bản chất của nước thải là chứa nước, sau khi phân hủy sẽ hòa tan vào nước rồi ngấm ngầm xuống các vùng nước sinh hoạt gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái, môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Thực trạng bùn thải hiện nay ở nước ta

Cách phân loại bùn thải phổ biến

Bùn thải công nghiệp

Bùn thải công nghiệp là chất thải được tạo ra sau các quá trình xử lý nước thải công nghiệp. Thành phần của bùn thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng. Cũng như chất thải nguy hại, việc xử lý bùn trong hệ thống xử lý nước thải phức tạp và khó khăn hơn.

Xử lý bùn thải công nghiệp là giải quyết loại bùn chứa một lượng lớn kim loại nặng như Cu, Cr, As, N, Cd. Trong đó, chuẩn bị, xử lý, phủ bề mặt, gia công kim loại, các vật liệu khác và các loại bùn thải, hóa chất vô cơ, hữu cơ từ hệ thống xử lý nước thải tập trung trong sản xuất.

Khu công nghiệp hệ thống xử lý nước thải tập trung và chất thải từ chế biến xuất khẩu các khu vực sản xuất tại các khu vực trên được phân loại là chất thải nguy hại. Do đó, bùn thải do các đơn vị chức năng có giấy phép quản lý chất thải nguy hại quản lý, thu gom và xử lý.

Bùn thải công nghiệp chứa nhiều thành phần kim loại nặng

Bùn thải công nghiệp có 2 loại bao gồm:

+ Bùn thải công nghiệp nguy hại: là yêu cầu tuyệt đối để thu gom và xử lý bùn thải nguy hại. Trước khi chúng ta thải chúng ra môi trường, vì bùn thải công nghiệp có hại chứa nhiều kim loại nặng như: Se, Al, As, su, Mn, Zn, Ni, Cd, Pb, Hg…Nếu không xử lý đúng cách có thể gây ảnh hưởng rất lâu dài.

+ Vô hại: Không cần thải bỏ và có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Bùn thải sinh học (bùn thải không nguy hại)

Xử lý chất thải bùn sinh học đơn giản hơn vì chúng có mùi hôi nhưng không độc. Có thể dùng để sản xuất phân hữu cơ, bón thêm vôi bột để khử chua; than bùn; cấy vi sinh, dùng EM để khử mùi, sẽ thành phân hữu cơ tổng hợp. Trong số đó, bùn thải chiếm 70%. Giá thành rẻ mà chất lượng không thua kém gì các loại phân hữu cơ bán trên thị trường.

Bùn đất

Đất được phân loại theo thành phần, chủ yếu là đất cát, không lẫn tạp chất, có mùi đặc trưng, ​​tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường. Đối với sản xuất vật liệu xây dựng, gạch không nung, bê tông, đất sạch tại các vị trí được phép xử lý theo quy định.

Bùn sau xử lý cấp nước

Bùn sau khi xử lý nước nếu được chính thức công nhận không lẫn tạp chất, không có mùi đặc biệt, không tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường thì được coi là bùn.

Tổng hợp các loại bùn phổ biến hiện nay

Các phương pháp quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải

Xử lý bùn thải bằng các chế phẩm vi sinh

Xử lý bùn hoặc bùn bằng vi sinh môi trường hoặc vi sinh xử lý nước thải nói chung là phương pháp an toàn nhất. Nó là một quá trình oxy hóa sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ trong quá trình xử lý sinh hóa nước thải công nghiệp sử dụng không khí và sinh vật.

Để có thể vi sinh xử lý bùn nước thải cần phải chuẩn bị một bể hiếu khí trong đó không khí được bơm vào và trộn đều vào nước thải. Bể lắng để xử lý bùn.

Để làm sạch và xử lý bùn, phải sử dụng các chủng vi sinh. Các chủng vi sinh vật có thể được nuôi cấy ở dạng lỏng với hoạt tính cao. Và phải hoạt động như một chất xúc tiến để đẩy nhanh quá trình oxy hóa sinh học của các hợp chất không phân hủy sinh học để giảm lượng bùn trong hệ thống xử lý nước thải.

Xử lý bùn thải bằng các chế phẩm vi sinh

Cách xử lý bùn thải bằng khí hóa

Khí hóa là quá trình chuyển đổi các vật liệu cacbon thành khí tổng hợp. Khí tổng hợp này là một hỗn hợp khí dễ cháy, thường chứa carbon, carbon monoxide, hydro, nitơ, carbon dioxide và methane.

Syngas có nhiệt trị tương đối thấp, từ 100-300 BTU/SCF, có thể được sử dụng làm nhiên liệu để tạo ra điện hoặc tạo ra hơi nước như một máy phát điện.

Ưu nhược điểm phương pháp khí hóa bùn thải

Ưu điểm

- Giảm đáng kể trọng lượng và khối lượng bùn.

- Giảm lượng bùn cần chôn lấp.

- Sử dụng ít oxy hơn làm giảm lượng khí thải.

- Sử dụng đầy đủ khí sản phẩm (phát điện, metanol,...)

Nhược điểm

- Chi phí đầu tư cao.

- Quy trình phức tạp gồm nhiều giai đoạn.

- Sản phẩm khí cần phải sạch / tinh khiết.

- Các phản ứng cần năng lượng.

- Quy trình khí hóa bùn

- Quá trình khí hóa bùn thải có thể được chia thành 3 giai đoạn sau: (1) làm khô; (2) nhiệt phân và (3) khí hóa.

Xử lý bùn thải bằng phương pháp khí hóa

Giai đoạn làm khô

Trong giai đoạn xử lý bùn cặn nước thải, bùn được tách nước và có thể được làm khô đến 85-93% (Furness và Hoggett, 2000), tùy thuộc vào phương pháp khí hóa được sử dụng. Ở giai đoạn này, nhiệt độ cần đạt khoảng 150 độ C (302 độ F).

Giai đoạn nhiệt phân

Bùn khô sẽ tiếp tục được gia nhiệt đến 400 độ C (752 độ F) trong tháp cracking.

Giai đoạn nhiệt (khí hóa)

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình khí hóa. Ở giai đoạn này, sản phẩm nhiệt phân là hơi nước được ngưng tụ mà không cần ngưng tụ. Bụi bùn sẽ được oxy hóa để giảm chuyển hóa thành hắc ín, hơi nước và khí.

Cách phương pháp xử lý bùn thải hiệu quả

Cách xử lý bùn thải từ hệ thống thoát nước của đô thị

Nạo vét bùn thải thoát nước đúng theo định kỳ

Thường xuyên nạo vét phù sa cống, kênh, mương thoát nước và hồ điều hòa. Cũng chỉ để hạn chế ô nhiễm môi trường do nước hồ, kênh, rạch thiếu oxy. Chỉ cần đảm bảo mô hình dòng chảy thoát trong mùa mưa. Nạo vét bùn cũng giúp giảm mùi và màu trong nước thải kênh, cống.

Sử dụng các biện pháp để tách nước ra khỏi bùn thải

Cách xử lý bùn từ hệ thống thoát nước đô thị

Bùn có hàm lượng nước cao sau khi nạo vét cần được khử nước trước tại khu vực nạo vét. Thông qua quá trình ly tâm, tạo xung và các biện pháp khác, hiệu quả tách nước ban đầu rất cao, có thể làm giảm lượng nước ban đầu trong bùn từ 20-50%. Việc tách nước trước tại điểm thu gom bùn sẽ làm giảm đáng kể khối lượng vận chuyển. Cũng như hạn chế lượng nước chảy dọc đường vận chuyển.

PGS.TS NUYỄN ĐỨC KHIỂN