Thách thức từ nước rỉ rác và vai trò xử lý nitơ

Nước rỉ rác phát sinh từ các bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt là một trong những loại nước thải có mức độ ô nhiễm cao và phức tạp nhất. Trong đó, nitơ dưới các dạng Amoni (NH₄⁺), Nitrit (NO₂⁻), Nitrat (NO₃⁻) chiếm tỷ lệ cao, là nguyên nhân chính gây ra:

• Ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt
• Hiện tượng phú dưỡng, phát triển tảo độc
• Phát sinh khí độc như amoniac (NH₃) hoặc N₂O – một loại khí nhà kính cực mạnh

Tại Bãi rác Phú Thạnh, quá trình hoạt động lâu năm khiến khối lượng nước rỉ rác lớn dần theo thời gian, kéo theo hàm lượng nitơ cao vượt xa ngưỡng kiểm soát thông thường. Việc triển khai hệ thống xử lý nước thải hiện đại, tập trung vào xử lý nitơ là một yêu cầu cấp thiết nhằm bảo vệ môi trường và tuân thủ các tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt của Việt Nam.

Nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp chất thải rắn luôn là một trong những loại nước thải có tính chất ô nhiễm phức tạp và nguy hiểm nhất. Trong đó, nitơ – đặc biệt là Amoni, Nitrit và Nitrat – là nhóm chỉ tiêu đóng vai trò quyết định đến hiệu quả xử lý và khả năng đáp ứng tiêu chuẩn xả thải theo QCVN hiện hành.

Tại Bãi rác Phú Thạnh, bài toán đặt ra là làm sao xử lý triệt để các hợp chất nitơ trong điều kiện tải lượng ô nhiễm cao, lưu lượng biến động và yêu cầu vận hành bền vững lâu dài. Đáp lại thách thức này, ARES đã triển khai một hệ thống xử lý nước thải tích hợp, đặt trọng tâm vào hiệu quả xử lý nitơ, kết hợp sinh học – hóa lý – màng lọc hiện đại, đồng thời đảm bảo tính ổn định trong vận hành và khả năng mở rộng.

Nitơ – Chỉ tiêu giới hạn kỹ thuật quan trọng trong nước rỉ rác

Trong nước rỉ rác, nitơ tồn tại ở nhiều dạng: Amoni (NH₄⁺), Nitrit (NO₂⁻), Nitrat (NO₃⁻), Nitơ hữu cơ. Đây là những hợp chất có ảnh hưởng lớn đến:

• Suy giảm chất lượng nước mặt và nước ngầm
• Tăng tải lượng BOD, gây thiếu oxy hòa tan
• Phát sinh khí độc hại (amoniac, oxit nitơ)
• Gây phú dưỡng hệ sinh thái thủy vực

Do vậy, bất kỳ hệ thống xử lý nước rỉ rác nào cũng phải đặt xử lý nitơ là mục tiêu trọng tâm nếu muốn đảm bảo đầu ra đạt QCVN 25:2009/BTNMT – cột A hoặc các tiêu chuẩn tương đương.

Cấu trúc hệ thống xử lý – Trọng tâm xử lý nitơ toàn diện

1. Tháp khử nitơ – Thành phần trung tâm trong xử lý sinh học

Hệ thống sử dụng tháp khử nitơ dạng đứng, đóng vai trò then chốt trong chu trình khử Nitrat bằng vi sinh vật yếm khí. Kết cấu tháp tích hợp các vùng hiếu khí – thiếu khí theo chiều thẳng đứng, giúp luân chuyển dòng khí và nước tối ưu, duy trì điều kiện sinh học lý tưởng cho quá trình nitrification – denitrification.

Tháp được kết nối trực tiếp với các khối xử lý sinh học phía trước và sau, đảm bảo:

• Amoni được oxy hóa hoàn toàn thành Nitrat
• Nitrat tiếp tục được chuyển hóa thành khí N₂ và thải ra môi trường khí quyển
• Tổng nitơ đầu ra đạt mức kiểm soát dưới 30 mg/L, thậm chí thấp hơn

2. Chuỗi xử lý sinh học đa tầng: UASB – Anoxic – MBBR – MBR

ARES thiết kế một chuỗi xử lý sinh học liên hoàn, đảm bảo xử lý đồng thời chất hữu cơ, nitơ và các chất khó phân hủy:

• UASB: giảm tải COD và BOD, phân giải các hợp chất hữu cơ thô trong nước rỉ rác
• Anoxic: xử lý Nitrat bằng quá trình thiếu khí
• Bể hiếu khí MBBR: sử dụng giá thể sinh học mật độ cao, hỗ trợ vi sinh xử lý Amoni hiệu quả
• MBR (Membrane Bioreactor): tích hợp màng lọc vi sinh với bể sinh học, đảm bảo nước sau xử lý trong suốt, loại bỏ gần như hoàn toàn cặn lơ lửng, vi khuẩn, và bùn hoạt tính

Sự kết hợp giữa các giai đoạn này không chỉ tăng hiệu quả xử lý nitơ mà còn làm giảm lượng bùn dư và rút ngắn diện tích công trình.

3. Hệ hóa lý tăng cường – Fenton, keo tụ, lắng

Đối với các hợp chất hữu cơ bền vững và nitơ hữu cơ khó phân hủy sinh học, hệ thống tích hợp cụm hóa lý bao gồm:

• Phản ứng Fenton: sử dụng chất xúc tác để phá vỡ cấu trúc phân tử phức tạp
• Keo tụ – Tạo bông: gom kết chất lơ lửng và tạp chất nhỏ
• Bể lắng hóa lý: tách cặn sau phản ứng, ổn định tải lượng cho bước sinh học

Quá trình này đóng vai trò tải sơ cấp, giảm tải trước sinh học, đồng thời đảm bảo nước đầu vào bể MBR không bị quá tải chất hữu cơ.

Kết cấu xây dựng & vận hành – Bền vững và hiệu quả

Hệ thống được xây dựng theo hướng đồng bộ và kỹ thuật cao, bao gồm:

• Bể xử lý: kết cấu bê tông cốt thép, chống thấm hai lớp, đáy bể gia cố bằng cọc bê tông dự ứng lực
• Nhà điều hành: thiết kế tách biệt, bố trí phòng điều khiển, lưu trữ thiết bị, khu vệ sinh nội bộ
• Hệ thống cấp điện, chiếu sáng, ống công nghệ: đi ngầm, phân tách rõ ràng giữa điện động lực – điều khiển
• Lắp đặt thiết bị đo pH, DO, nhiệt độ, lưu lượng: theo từng phân đoạn, phục vụ giám sát chất lượng vận hành

Ưu điểm kỹ thuật nổi bật

• Xử lý triệt để nitơ: hiệu suất loại bỏ tổng nitơ đạt trên 90%, Amoni sau xử lý dưới 10 mg/L
• Tối ưu không gian, chi phí và vận hành: nhờ kết hợp sinh học + màng MBR, giảm diện tích xây dựng, tiết kiệm điện năng và hóa chất
• Tự động hóa cao: toàn bộ hệ thống tích hợp tủ điều khiển trung tâm, khả năng giám sát từ xa, cảnh báo sự cố kịp thời
• Dễ bảo trì và nâng cấp: cấu trúc module rõ ràng, thuận tiện nâng cấp công suất hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng

Đáp ứng kỳ vọng của ban kỹ thuật và chủ đầu tư

Giải pháp xử lý nước rỉ rác tại Phú Thạnh do ARES triển khai được xây dựng với tiêu chí:

• An toàn – ổn định – chính xác trong xử lý nitơ
• Đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường nghiêm ngặt
• Giảm rủi ro vận hành, phù hợp với đặc thù nước thải có tải lượng biến động
• Thiết kế dễ kiểm soát, dễ vận hành và dễ bảo trì

Toàn bộ thiết bị, vật liệu và quy trình thi công đều tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng, lắp đặt và vận hành cho các công trình xử lý nước thải đô thị.

Kết luận

Trong các dự án xử lý nước thải có tính chất đặc biệt như nước rỉ rác, việc xử lý nitơ hiệu quả là điều kiện tiên quyết để đánh giá chất lượng hệ thống. Với cấu trúc kỹ thuật chuyên sâu, công nghệ xử lý sinh học hiện đại, và sự đồng bộ trong thiết kế – thi công – vận hành, ARES đã xây dựng một mô hình hệ thống xử lý nước thải tại Bãi rác Phú Thạnh vừa hiệu quả, vừa bền vững – sẵn sàng nhân rộng cho các địa phương khác.

👉 Hãy liên hệ với ARES để được tư vấn giải pháp phù hợp nhất với nhu cầu xử lý nước thải của đơn vị mình.