1 / 33

SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ

SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ Người trình bày: TS. Nguyễn Xuân Hoàng BM. Kỹ thuật Môi trường Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên Email: nxhoang@ctu.edu.vn. 3. Vật liệu và phương pháp. 4. Kết quả và thảo luận. 5. Kết luận và kiến nghị. 1.

maida
Download Presentation

SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ Người trình bày:TS. Nguyễn Xuân Hoàng BM. Kỹ thuật Môi trường Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên Email: nxhoang@ctu.edu.vn

  2. 3.Vật liệu và phương pháp 4.Kết quả và thảo luận 5.Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu Nội dung trình bày • Giới thiệu • Mục tiêu của nghiên cứu • Vật liệu và phương pháp • Kết quả vào thảo luận • Kết luận

  3. CTNH thải bỏ trái phép ở HCM 2010 400.000 tons/year in open-dump/ landfill Hazardous sludge illegal dumping, HCM, 2009 (Vietnam Travel Guide ~ 2009) Tại sao? • Điều kiện bãi rác hổn hợp ở VN • Điều kiện địa chất, thủy văn (lũ, mưa nhiều 1800mm – 2500mm) • Bãi rác là chủ yếu nhưng chưa có nghiên cứu sâu

  4. 3. Vật liệu & phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu • Có hơn 15 tr. tấn rác thải đô thị hàng năm ở VN. Chủ yếu là bãi rác (hở, hợp vệ sinh), rất ít khu liên hợp xử lý rác, ủ compost, đốt,... • Bãi rác hở (80%), bãi rác hợp vệ sinh (20%). Thành phần dễ phân hủy sinh học(40 – 75%); MSW của TP. HCM (~65% hữu cơ), Đức (< 38%) • Chưa có nghiên cứu về kim loại nặng (HMs) phóng thích từ bãi rác ở điều kiện VN. • Có rất ít nghiên cứu về bãi rác hổn hợp (không phân loại). Bãi rác lẫn chất thải công nghiệp không kiểm soát! => Nền tảng và lý do thực hiện nghiên cứu này

  5. 3. Vật liệu & phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu Mục tiêu: • Nghiên cứu ảnh hưởng của kim loại nặng lên sự phân hủy sinh học của rác • Nghiên cứu sự phóng thích của kim loại nặng vào môi trường từ bãi rác đô thị (một phần của nghiên cứu PhD, TU Dresden)

  6. [LEMNA, 2004] 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 3. Vật liệu và phương pháp 3.1 Vật liệu thí nghiệm Rác nguy hại(chứa KLN): Bùn xi mạ (ngày lấy mẫu: 2nd-Mar-2009) (Nehlsen-Plump Ost GmbH Industrie- und Gewerbegebiet)

  7. Nước sạch Khí ra Nước ấm đầu ra Lớp đá bên trên Hệ thống phân phối nước Thành chịu nhiệt installed waste waste MSW Tuần hoàn nước rỉ Vị trí lấy mẫu LSR (stainless steel) Cao: 100 cm Thể tích: 125 L Đường kính: 40cm ống bù áp Lớp đá nhỏ d= 4x6 mm 2 lớp đá đỡ dưới đáy Lớp đá lớn d= 20x40 mm Nước ấm đầu vào Bơm nước rỉ Lấy mẫu nước rỉ 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu LSR system 3.2 Dụng cụ và PP thí nghiệm Thiết bị nghiên cứu mô phỏng: • Chế độ vận hành: • 2.5 l nước/tuần (có điều chỉnh) • nước rỉ: hàng tuần → hàng tháng. • tuần hoàn nước rỉ: 4 lần/ngày • nhiệt độ cài đặt: 35oC (bộ gia nhiệt)

  8. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu Phương pháp đo và phân tích mẫu • Phân tích nước rỉ • pH, • Độ đục, • Muối, • Redox-potential • Nhiệt độ • COD, BOD, DOC, organic acids, SO42-, NH4-N và TKN, NO3-, NO2-, ortho_P, PO43-, F-, Cl-. • KLN: • Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Pb, Cr, Cd • Đo khi gas • Methane (CH4), • Carbon dioxide (CO2), • Oxygen (O2), • Hydrogen (H), and • Hydro sulphide (H2S) • Gas volume • (Máy VISIT 03 Gas analysis) • Phân tích chất rắn: • TS, oTS, VS, TOC • KLN: Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Pb, Cr, Cd Đầu vào >< đầu ra > 16,000 chỉ tiêu đo và phân tích

  9. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4. Kết quả và thảo luận 4a. Ảnh hưởng của KLN đến sự phân hủy sinh học 4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn 4c. Sự ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (leaching behaviour) 4d. Dự đoán hệ số gia tốc và thời gian thấm

  10. Aer. Aer. Aer. Aer. 79wk 97-101wk 101 wk 87wk 69wk 0 75 50 100 Tuần 25 Yếm khí 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4. Kết quả và thảo luận Mô tả thời gian thực hiện thí nghiệm Giai đoạn có thông khí Quá trình phân hủy yếm khí liên tục 68

  11. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4a. Ảnh hưởng của KLN đến sự phân hủy sinh học Ức chế của KLN đến sự phân hủy sinh học: - Khoảng gây ức chế: 6000-16000 mg/l org. acids (Stegmann and Spendlin, 1989) - pH tối ưu: pH6-8 (Ehrig, 1983) pH6.4-7.2 (Farquhar and Revers, 1973) LSR3: MSW+6%ES LSR4: MSW+12%ES • pH tăng nhanh, COD & Org. acids giảm nhanh (đặc biệt trong LSR4 (12%)).

  12. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4a. Ảnh hưởng của KLN đến sự phân hủy sinh học Ức chế của KLN đến sự phân hủy sinh học: • Chất thải hổn hợp: - Kích thích sự sản sinh mê tan, ở nồng độ KLN thấp • - HMs có gây ức chế quá trình phân hủy sinh học + sinh mê tan

  13. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn Sulfates và tỷ lệ COD/SO42-: • Sulfate range: • 164-1840 mg/l • > inhibitory level of 150 mg/l (Cabirol, 2003) • In practice: • COD/SO42-:range 17 – 428 • Literatures: • COD/SO42- < 15 inhibition (Qiong et al., 1993) • < 2.7 • (Choi and Rim, 1991)  Sulfate có thể xem như không là tác nhân gây ức chế.

  14. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn (LSR3 & LSR4) Xét ảnh hưởng của sulfate trong điều kiện có hiện diện của oxy Literatures: COD/SO42- < 15 gây ức chế (Qiong et al., 1993) < 2.7 (Choi and Rim, 1991) Nồng độ của sulfate trong nước rỉ (78th – 101st week): LSR3: 87 – 325 mg/l SO42- ; COD/SO42-: 0.4 – 0.6 LSR4: 67 - 513 mg/l SO42- ; COD/SO42-: 0.2 – 1.3 Thông khí làm tăng ảnh hưởng của sulfate trong lysimeters có bùn chứa KLN

  15. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn (lên HMs ở LSR3&4) LSR4 LSR3 - Thông khí ngắn hạn có ảnh hưởng tích cực lên sự phóng thích KLN. - Lượng HMs phóng thích rất nhỏ (so sánh với đầu vào).

  16. Dự đoán: Sự ức chế của tổng các KLN (tác dụng công hưởng) 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4c. Ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (tất cả 4 LSRs) Xét KLN trong nước rỉ: (*): Canter et al. (1988), McGinley and Kmet (1984), Lee et al. (1986), and Lee and Jones (1991). KHÔNG CÓ ức chế của từng KLN

  17. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4c. Ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (tất cả 4 LSRs) Cân bằng KLN trong các LSRs Cu, Pb, Cr, và Cd < 1.5% Còn lại: cao (59-99%) Uncertainty: (<5%)  Nguồn KLN có tiềm năng thấm rỉ cao! Thấm rỉ: tương đối thấp

  18. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4c. Ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (tất cả 4 LSRs) So sánh KLN trong chất thải còn lại LSR3: MSW+6%ES LSR4: MSW+12%ES Khả năng hấp phụ lớn của chất thải còn lại! (paper fibres có khả năng hấp phụ cao, (Janz, 2010))

  19. 20m 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu 4d. Dự đoán hệ số gia tốc và thời gian thấm Tính toán hệ số gia tốc Căn cứ vào SAV3-German norm: 1 năm thí nghiệm tương ứng với 57 năm ở bãi rác thực tế Dự đoán thời gian thấm rỉ thông qua ANC: Do điều kiện tự nhiên của một số vùng đất ở Việt Nam, đặt biệt là khu vực Đồng bằng Nam Bộ, các bãi rác thường nằm trên khu vực đất phèn nặng. Điều kiện acid có thể sẽ làm ảnh hưởng lớn đến khả năng phóng thích KLN. Ví dụ sau ước tính thời gian để đạt điều kiện pH4.0 (ANC4.0) cho bãi rác Phước Hiệp (TP. HCM) như sau:

  20. 3. Vật liệu và phương pháp 4. Kết quả và Thảo luận 5. Kết luận và kiến nghị 1. Giới thiệu 2. Mục tiêu Kết luận: • pH và organic acids là tác nhân gây ức chế lên sự phân hủy sinh học của rác. Đối với rác chứa KLN, các tác nhân này nhanh chóng vô hiệu. • Tỷ lệ mê tan cao trong LSRs có KLN, nhưng sản lượng thấp hơn. • Thông khí ngắn hạn có ảnh hưởng không lớn đến sự phóng thích KLN trong LSR rác hổn hợp. Tuy nhiên, tác nhân sulfate cũng cần được xét đến. • Sự phân hủy sinh học của LSR với rác hổn hợp bị ức chế đáng kể. Ảnh hưởng cộng hưởng của nhiều KLN cần được xem xét. • Hầu hết KLN được tìm thấy trong rác sau ủ bởi khả năng hấp phụ cao của chúng (ví dụ Cu, Pb, Cr, and Cd < 1.5% trong rác hổn hợp)  dẫn đến khả năng thẩm rỉ dài hạn của KLN trong tương lai. • Hệ số gia tốc (căn cứ German norm_SAV3) là 57 năm. • Thời gian để đạt điều kiện phóng thích KLN ở ANC4.0 là hàng ngàn năm Kiến nghị: • Nhiều nghiên cứu về bãi rác hổn hợp cần được thực hiện ở VN.

  21. Trân trọng cảm ơn!

  22. 4 nghiệm thức: Không có bùn Có bùn xi mạ LSR1 LSR2 LSR3 LSR4 32 kg MSW + 6% sludge Only MSW 34 kg MSW + 5% sludge MSW + 10% sludge 32 kg MSW +12% sludge Only MSW 34 kg Heater 35oC pump back Vận hành hệ thống LSRs

  23. Explanation – additional slides • Waste composition in VN - ? • Inhibition range ? • Micro-aeration as a effective methods? • HMs inhibition and its leaching behavior (co-disposal landfill)? • Leaching in LSR1&2 vs. LSR3&4? • Carbon balance ? • Acceleration factor methodology (SAV3)? • Biogas in LSR3&4 (with sludge)? • TKN and ammonium?

  24. Nguyen Thi Kim Thai, CEETIA, Vietnam, 2004 CEETIA and DONRE, 2003

  25. MSW in Hochiminh city

  26. Micro-aeration: • Johansen (2006) reported that micro-aeration increase 50-60% hydrolysis. • Nguyen et. al. (2006) reported that micro-aeration exhibited an equivocal result in terms of enhancing hydrolysis /acidification; however, it showed a possitive effect on the methane performance. Explained by: • More organic substances are available by aeration e.g. Carbonhydrates (sugar, starch, hemicellulose, cellulose, lignin(difficult), fat, proteins • Dagley et. al. (1952) reported that pH increase in aeration where citrate is carbon source (microorganisms may cease citrate or ammonium unconsumed cease) – proposed that Removal of hydrogen sulfide: Díaz et. al (2010), removal of 99% of H2S 2HS-+ 4O2 2SO42-+ 2H+ 2HS-+ 2O2 H2O + S2O32-(auto-oxidation) 2HS-+ O2 2S0 + 2OH-

  27. - Carbon balance - Low TOC release - High TOC retain - TOC Loss!

  28. HMs, at trace concentration, has been found to stimulate methanogens (Murray & van der Berg, 1981; Whitman and Wolfe, 1980; Oleszkiewicz et. al., 1990); etc.

  29. 20m 4e. Acceleration factor and leaching prediction via ANC Hydraulic coefficient relation = acceleration factor: Standardarbeitsvorschriften (SAV) im Verbundvorhaben “Deponiekoerper” / Standard Operation Procedures (SOP) in the joint research project “Landfill Body” all in: Ehrig H.-J. (1997). SAV3, 1997.

  30. Biogas comparison between LSR1&2 (without sludge) and LSR3&4 (with sludge)

  31. Comparison of Leaching

  32. Comparison of Leaching TKN and ammonium in LSR1&2 (without sludge) • - Lay et al., (1997) report at pH= 6.5 to 8.5: • methane production dropped 10% at 1,670 – 3,720 mg/l NH4+_N, • 50% at 4,090 – 5,550 mg/l NH4+_N • 100% at 5,880 – 6,600 mg/l NH4+_N. • - El Hadj et al., (2009) reported CH4 reduced 50% at 3,860 and 5,600 mg NH4+_N/l; • Sawayama et al., (2004) reported CH4 decreased at 6,000 mg/l NH4+_N • Ammonium is much lower in LSR3&LSR4

More Related