TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC
===£0 CQ G3===

NGUYỄN THỊ TOAN

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÙN THẢI TỪ
NẠO VÉT HỒ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH
PHỐ HÀ NỘI LÀM PHÂN BÓN HỮU Cơ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC
Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi trưòng

Người hướng dẫn khoa học ThS. ĐỎ THỦY TIÊN

HÀ NỘI - 2015


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN

Bài khóa luận này được hoàn thành tại Khoa Hóa học- Trường đại học sư
phạm Hà Nội 2 và tại Viện Hóa học các họp chất thiên nhiên- viện Hàn lâm
Khoa học Việt Nam.
Sau một thời gian nghiên cứu, em đã hoàn thành khóa luận của mình với
đề tài:“Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét hồ trên địa bàn thành phố Hà
Nội làm phân bón hữu cơ ” .Trong quá trình thực hiện khóa luận, em đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và người thân.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.s Đỗ Thủy Tiên, người hướng
dẫn khoa học đã tận tình chỉ bảo và tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa luận
này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị trong Viện Hóa học

các hợp chất thiên nhiên và các thầy cô trong tổ Hóa lý-Môi trường, trường
Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã dạy, giúp đõ' em trong suốt bốn năm học và đặc
biệt trong thời gian em thực hiện khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn bạn bè và người thân đã tạo điều kiện thuận lợi
, động viên và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận.
Hà Nội, ngày... tháng.... Năm 2015 Sinh viên

Nguyễn Thị Toan


MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG

Hình 3.8 : Biểu đồ hàm lượng mg/kg Cd tống số trong các điểm trắc quang36
QCVN: Q
uy chuẩn Việt Nam
P205ts:

Phốt pho tổng số

K2Ots:

Kali tổng số

CHC:

Chất hữu cơ


EPA :

Environmental Protection Agency - Cơ quan bảo vệ môi trường

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

ISO:

Tố chức tiêu chuấn hóa Quốc tế

EEC:

Cộng đông kinh tế Châu âu

BTNMT:

Bộ tài nguyên môi trường

VSV:

Vi sinh vật

VLXD:

Vật liệu xây dựng


MỞ ĐÀU

Việt Nam đang trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đã đạt
được nhiều thành tựu rực rỡ trong phát triển kinh tế xã hội , đồng thời cũng
nảy sinh nhiều vấn đề môi trường nổi cộm từ vấn đề nước thải, khí thải, rác
thải đến bùn thải. Hiện nay , xử lí bùn thải đang là vấn đề được cảnh báo và
quan tâm của toàn xã hội.Việc nạo vét bùn ở hò nếu không được xử lý kịp thời
mà cứ để lưu lại trong nguồn nước nhiều năm sẽ gây ách tắc dòng chảy và làm
tăng nguy cơ ô nhiễm nặng trên các dòng hồ....
Bùn sau khi thu gom được vận chuyển đến đố bỏ tại các khu đất trống
cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san lấp, thậm chí
đổ vào bất cứ khu vực nào có thể. Chính việc đổ bùn tràn lan và hoàn toàn
không được xử lý sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường, đặc biệt là việc tích tụ
các kim loại, gây tình trạng mất vệ sinh, mùi hôi thối. Nghiêm trọng hon, bùn
thải đang gây ra những ảnh hưởng nặng nề do được đổ bỏ, chôn lấp không có
lóp lót chống thấm nên các chất ô nhiễm thấm xuống nguồn nước ngầm và
nước mặt làm cho chất lượng nguồn nước bị suy giảm. Thậm chí, đối với chất
thải nguy hại phát sinh từ hoạt động sản xuất công nghiệp cũng đang rất khó
khăn trong việc xử lý vì thiếu nhà máy. vấn đề thiếu bãi đổ bùn thải tại Hà Nội
hiện rất nan giải, hiện chỉ có bãi rác thải Nam Sơn, Sóc Sơn mới xử lý được.
Với một đô thị lớn như Hà Nội, để giải quyết bền vững bài toán môi trường,
việc quy hoạch, xây dựng một nhà máy xử lý bùn thải đúng tiêu chuẩn là hết
sức cần thiết. [4]
Việc đố trực tiếp bùn thải ra môi trường như hiện nay không chỉ gây ô
nhiễm mà còn lãng phí tài nguyên môi trường. Bởi thực tế, sau khi được xử lý
hết các thành phần độc hại, bùn thải hoàn toàn có thế được tận dụng làm
VLXD (bê tông, gạch..) và san nền, giúp hạn chế đáng kể tình trạng khai thác
đất mặt tại các quận, huyện ngoại thành để phục vụ việc san lấp. cần nhấn
mạnh rằng, việc quy hoạch và xây dựng ngay hệ thống quản lý lượng bùn nói

5



trên bao gồm cả các nhà máy xử lý, tái chế và tái sử dụng bùn là vấn đề cấp
thiết và cấp bách trước mắt, trước khi vấn đề ô nhiễm bùn tại thành phố ngày
càng nghiêm trọng hơn.số lượng bùn thải nói chung chỉ được xử lý sơ bộ hoặc
không được xử lý mà đem thẳng tới các bãi chôn lấp hoặc được đổ tại các địa
điểm không xác định. Chính điều này đã gây ô nhiễm môi trường cực kỳ
nghiêm trọng do bùn thải khi phân hủy sẽ sinh ra các chất khí như CH 4, CO,
C02, NH3, N2...
Dựa vào đặc tính của từng loại bùn có thể xử lý và tận dụng với các
phương pháp khác nhau: phần chất hữu cơ cao trong bùn là nguồn cải tạo đất
rất tốt, trong khi hàm lượng chất vô cơ trong bùn hoàn toàn có thể sử dụng
cho mục đích san lấp mặt bằng hoặc làm vật liệu xây dựng. Nhờ đó, giảm chi
phí xử lý, tận dụng hiệu quả các thành phần có giá trị trong bùn, giảm lượng
bùn thải chôn lấp và tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên. [9]
Xuất phát từ những thực trạng trên,tôi chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng
bùn thải từ nạo vét hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội làm phân bón hữu cơ.”
Mục đích của đề tài: Nghiên cứu cáctính chất của bùn thải từ nạo vét hồ
Thành phố Hà Nội để định hướng sử dụng làm phân bón hữu cơ.
Nội dung đề tài:
-

Nghiên cứu một số tính chất hóa lý của trầm tích đáy hồ: Hàm lượng
CHC, pH, độ ẩm

-

Nghiên cứu một số đặc điểm, tính chất dinh dưỡng của trầm tích đáy
như: Hàm lượng nitơ tổng số, hàm lượng photpho tổng số, hàm lượng
kali tổng số;


-

Nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích đáy hồ như: Zn,
Pb, Cd, H g . . s ố lượng vi sinh vật trong bùn thải trong trầm tích hồ.

Đe xuất phương án sử dụng trầm tích hồ để làm phân bón
hữu cơ.

CHƯƠNG l.TỐNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.
1.1.1.

Tổng quan về bùn thải
Khái niệm bùn thải và phân loại

6


> Khái niệm:
Bùn là hỗn hợp chất rắn và nước có thành phần đồng nhất trong toàn bộ
thế tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2mm và có hàm lượng nước (độ ẩm) lớn
hơn 70%. Có nhiều dạng bùn phát sinh cùng với hoạt động của các đô thị hiện
nay là bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt, bùn bể tự hoại, bùn sông
hồ, cống rãnh thoát nước, bùn thải từ hoạt động công nghiệp.
Hiện nay khái niệm về “bùn thải” vẫn chưa được xác định trong các văn
bản pháp luật Việt Nam.
EPA (Environmental Protection Agency - Cơ quan bảo vệ môi
trường)định nghĩa bùn thải như sản phẩm thải cuối cùng được tạo ra từ quá
trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp từ nhà máy xử lý

nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi khi cũng được sử dụng
như một thuật ngữ chung cho chất rắn được tách biệt với huyền phù trong
nước, hỗn họp vật chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các
khoảng trống của các hạt rắn. Các quá trình xử lý nước thải dẫn đến việc tách
các chất gây ô nhiễm và chuyển chúng sang pha có thể tích nhỏ hơn (bùn).
Như vậy sau quá trình xử lý và làm sạch nước thải, nước sạch có thể được tái
sử dụng lại còn bùn tạo thành sẽ được thải đi. Việc xử lý và thải bùn rất khó
do lượng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất khó lọc. Giá
thành xử lý và thải bùn chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá thành quản lý chất
thải.
Bùn bao gồm chủ yếu là nước, khoáng chất và chất hữu cơ.
Bùn thải có thể chứa các chất dễ bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn,
kim loại nặng, các ion vô cơ cùng với hóa chất độc hại từ chất thải công
nghiệp, hóa chất gia dụng và thuốc trừ sâu. Lượng bùn thải tăng theo mức độ
tăng dân số và tăng trưởng sản xuất, số lượng bùn thải thường rất lớn và gây ô
nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý tốt. [9]

7


> Phân loại:
Người ta phân loại bùn dựa vào nguồn gốc và thành phần của chúng.
Thành phần này cũng đồng thời phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của
nước và phương pháp làm sạch: xử lý vật lý, hoá lý, sinh học.
• Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm
khô bùn là do sự có mặt của phần lớn các chất keo ưa nước. Người ta
xếp trong loại này tất cả các bùn thải xử lý sinh học nước thải, mà hàm
lượng chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô (nước thải của
công nghiệp thực phẩm, hoá hữu cơ).
• Bùn vô cơ ưa nước: Các bùn này chứa hydroxyt kim loại tạo thành của

phương pháp hoá lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước
xử lý (Al, Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối ferreux
hoặc ferit, muối nhôm).
• Bùn chứa dầu: Nó đặc trưng bằng việc trong các chất thải có mặt một
lượng dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất (hoặc động vật). Các chất này ở
dạng nhũ hoặc hấp thụ các phần tử bùn ưa nước. Một phần bùn sinh
học cũng có thể có mặt trong trường họp xử lý cuối cùng bằng bùn hoạt
tính (Ví dụ: xử lý nước thải của nhà máy lọc dầu).
• Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội hơn
các chất đặc biệt có hàm lượng giữ nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy
rèn, muối đã kết tinh).
• Bùn vô cơ ưa nước - kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị
nước chưa vừa đủ chất ưa nước để cho ảnh hưởng bất lợi của chất này
đến việc làm khô bùn chiếm ưu thế hơn. Các chất ưa nước thường là
các hydroxyt kim loại (chất kết tụ).

8


• Bùn có sợi: nói chung loại bùn này rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi
bùn làm cho các sợi chuyển sang loại ưa nước do sự có mặt hydroxyt
hoặc bùn sinh học. [9]
1.1.2. Đặc điếm và tính chất của bùn thải

Hơn 60.000 độc chất và chất độc hóa học đã được tìm thấy trong bùn
thải. Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu Đại
học Cornell và Hiệp hội các kỹ sư xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa
các độc tố sau đây:
1. Polychlorinated biphenyls (pcbs).
2. Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endril, chlordane,

heptachlor, Lindane, mirex, kepone, 2,4,5-T, 2,4-D.
3. Clo hóa các hợp chất như dioxin.
4. Polynuclear hydrocacbon thơm.
5. Kim loại nặng: arsenic, cadmium, chromium, chì và thủy ngân.
6. Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm.
7. Các độc tố khác bao gồm: amiang, sản phấm dầu mỏ và các dung môi
công nghiệp.
Năm 2009, EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cún bùn nước thải,
mà các báo cáo về mức độ kim loại, hóa chất và các tài liệu khác có trong một
mẫu thống kê của cặn của nước thải. Một số điểm nổi bật bao gồm:
•

Ag: 20 mg / kg bùn, một số cặn có hàm lượng đặc biệt cao có đến 200
mg Ag / kg bùn, Ba: 500 mg / kg, trong khi Mg có mặt với tỷ lệ 1 g / kg
bùn.

•

Mức độ cao của sterol và các kích thích tố đã được phát hiện, với mức
trung bình trong phạm vi lên đến 1.000.000 mg / kg bùn.

•

Pb , As , Cr , và Cd với các hàm lượng khác nhau ước tính của EPA có
mặt với số lượng phát hiện trong 100% cặn của nước thải ở Mỹ.

9


Các loại bùn thải có tính chất rất khác nhau, điều đó phụ thuộc vào

nguồn gốc của bùn thải. Nhìn chung, bùn thải bao gồm các hợp chất hữu cơ,
chất dinh dưỡng, một số loại các vi chất dinh dưỡng không cần thiết, dấu vết
kim loại, chất gây ô nhiễm vi sinh hữu cơ và vi sinh vật. Nước thải bùn cũng
có thế chứa chất độc hại khác như chất tay rửa, các muối khác nhau và thuốc
trừ, chất hữu cơ độc hại... Ket quả nghiên cứu về đặc điểm bùn thải tại băng
Indiana (Mỹ) cho thấy bùn thải có chứa khoảng 50% chất hữu cơ và 1- 4%
cacbon vô cơ. N hữu cơ và p vô cơ là thành phần chủ yếu của N và p trong
bùn. Cacbon hữu cơ và vô cơ hiện diện tương đối on định trong thời gian lấy
mẫu. Tuy nhiên, sự dao động lớn nhất đó chính là thành phần các kim loại
nặng như Cd, Zn, Cu, Ni, Pb trong bùn thải (Sommers et al. 1976).[10]
1.1.3.

Tác động của bùn thải tới môi trường và con người

Bùn được xác định bởi EPA như một chất gây ô nhiễm. Trong năm
2011, EPA đưa một nghiên cứu tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ
(NRC) để xác định các nguy cơ tới sức khỏe của con người và sinh vật do bùn
thải. Trong tài liệu này, NRC đã chỉ ra rằng rất nhiều sự nguy hiểm của bùn
chưa được làm rõ hoặc chưa được quan tâm thỏa đáng, đặc biệt khi bùn thải
đô thị được sử dụng như một loại phân bón hữu dụng hay nước thải từ nguồn
nước thải đô thị bị ô nhiễm được sử dụng như một nguồn nước tưới
Bùn thải chứa vi khuẩn gây bệnh, vi rút và các động vật nguyên sinh
cùng với giun sán ký sinh trùng khác có thế làm tăng nguy cơ tiềm ấn đối với
sức khỏe của con người, động vật và thực vật. Bổ sung bùn tươi vào đất gây
ra mức độ vi khuấn E. coli tăng lên giá trị lớn hơn đáng kế. (Une et al, 2006).
Theo WHO (1981), báo cáo về nguy cơ đối với sức khỏe đã xác định các vi
sinh vật gây bệnh chủ yếu là Salmonella và Taenia là mối quan tâm lớn nhất.
Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải tuy được xử lý qua các quy
trình phức tạp về mức độ ô nhiễm giảm nhưng không loại bỏ hết được tác


1
0


nhân gây bệnh và các chất nguy hại ở mức độ thấp của các thành phần như
PAHs, PCB , dioxin, kim loại nặng [6] .Các nghiên cứu khác kết luận rằng
thực vật hấp thu một lượng lớn kim loại nặng và các chất ô nhiễm độc hại
được lưu giữ sản phẩm, sau đó được tiêu thụ bởi con người (Turek et al,
2005).
Bùn thải tác động đến sức khỏe con người có thể được chia thành ảnh
hưởng nhìn thấy ngay sau khi tiếp xúc (như: mùi hôi, nhiễm trùng do híư nuốt
vi khuẩn) hoặc phát sinh do tiếp xúc dài hạn (tiếp xúc với kim loại phát tán từ
quá trình xử lý bùn), ảnh hưởng từ từ, không thấy ngay được hậu quả. Những
người có nguy cơ bị ảnh hưởng nhiều nhất là người thường xuyên tiếp xúc với
bùn thải như nhân viên xử lý nước thải, công nhân nạo vét bùn, công nhân tại
các cơ sở ủ phân, nông dân canh tác trên đất từ bùn thải và các hộ gia đình có
sự tiếp xúc.
Thành phần và tính chất bùn thải có ý nghĩa quan trọng trong việc
nghiên cứu khả năng tận dụng bùn cho các mục đích khác nhau (cải tạo đất
nông nghiệp, san lấp mặt bằng, sản xuất vật liệu xây dựng...), nó cũng cho
phép xác định các nguyên nhân tích tụ các chất ô nhiễm trong bùn của mỗi
kênh rạch cũng như thành phần ônhiễm độc hại trong bùn. Do đó, các tác
động tiềm tàng của bùn thải đến môi trườngcó thể kể đến bao gồm:
+ Gây ô nhiễm không khí: Bùn thải với hàm lượng hữu cơ và đạm cao
sau khi phân hủy đều gây các chất độc và ô nhiềm không khí ( CH 4 H2S,
C02.. .)*Hiện tượng ô nhiễm không khí ở các đô thị và khu công nghiệp đang
là vấn đề trầm trọng và cấp bách, tác động xấu tới sinh hoạt, sản xuất và làm
giảm chất lượng sống của con người đặc biệt là chịu ảnh hưởng của hiệu ứng
nhà kính.
+ Gây ô nhiễm nước ngầm:Trong thành phần bùn nạo vét có chứa một

lượng nước khá lớn, vào mùa khô lượng nước này không đủ để thấm đến tầng

1
1


nước ngầm và dễ dàng bốc hơi. Tuy nhiên, vào mùa mưa có thể hòa trộn các
chất độc hại có trong bùn và thấm xuống mạch nước ngầm, làm ô nhiễm nước
ngầm.
+ Gây ô nhiễm nước mặt: Giữa môi trường bùn lắng và môi trường
nước có một cân bằng nhất định, khi tính chất môi trường thay đối, các chất ô
nhiễm tích trữ trong bùn lắng có thể hòa trộn trở lại trong nước gây ô nhiễm
nước.
+ Gây ô nhiễm môi trường đất: Ô nhiễm đất chủ yếu gây ra bởi các
thành phần độc hại có trong bùn với nồng độ cao, bao gồm chất hữu cơ, các
kim loại nặng và cả những chất khó phân hủy như bao nylon, lon sắt trong bùn
nạo vét sẽ gây ô nhiễm đất và khó khắc phục.
+ Tác động đến hệ sinh thái: Làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hưởng đến
thủy sinh sống trong nước.
+ Tác động đến động vật: bùn đáy cũng là môi trường sống của hàng
nghìn loài sinh vật, vi sinh vật,... và thông qua chuỗi thức ăn mà bùn có thể tác
động đến các động vật bậc cao hơn trong đó có con người, đặc biệt là bùn
chứa nhiều kim loại nặng.
Hàm lượng kim loại nặng trong bùn là mối quan tâm đầu tiên khi nạo
vét kênh rạch, có liên quan chặt chẽ đến mục đích tái sử dụng bùn hoặc các tác
động đổ bùn không đúng quy định như ảnh hưởng đến hệ sinh thái tại khu vực
bãi đổ bùn. Thành phần các kim loại nặng rất dễ hấp thụ trên bề mặt các chất
lơ lửng dạng hữu cơ và vô cơ. Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng
thì các kim loại nặng cũng sẽ bị tích tụ trong bùn. Một số kim loại nặng là các
nguyên tố vi lượng không thể thiếu đối với các loại sinh vật trong quá trình

trao đổi chất, tuy nhiên một số kim loại nặng khác lại là chất độc. Có 6
nguyên tố cơ bản là (Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co) được gọi là các chất dinh
dưỡng vi lượng cần thiết cho cây. Các kim loại khác như Ca, Si, Ni, Se, AI

1
2


cần thiết cho quá trình đồng hóa của cây nhưng lại không cần thiết cho các
sinh vật khác. Đồi với Hg và Pb là những thành phần kim loại hoàn toàn
không cần thiết cho thực vật, vi sinh vật và gây độc đối với con người, sức
khỏe cộng đồng.
+ Tác động tới sức khỏe cộng đồng:Ô nhiễm môi trường do bùn thải
gây ra ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe cộng đồng, khí thải từ bùn thải theo
con đường hô hấp vào cơ thế , một phần khác như chất hữu cơ,kim loại nặng
thâm nhập vào nguồn nước vào cơ thể thông qua đồ ăn,nước uống làm ảnh
hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người,là nguyên nhân của khoảng 22
bệnh của con người trong đó có bệnh ung thư và các loại bệnh về tai, mũi,
họng, sốt rét, viêm phổi, đường ruột, ...
+ Ảnh hưởng của bùn thải đến cảnh quan đô thị.
Tinh trạng ứ đọng bùn thải ở sông, nơi sinh hoạt, làm việc nơi công
cộng là biểu hiện hết sức thấp kém về lối sống văn minh.Các loại chất thải
phát sinh làm biến đổi nguồn nước ngầm ,nước mặt và địa tầng trong khu vực
và vùng lân cận, phá vỡ cân bằng sinh thái , làm chất lượng cuộc sống giảm
sút, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tói mĩ quan đô thị.[10]
1.1.4.

Quy chuẩn

, tiêu chuẩn về bùn thải


Việc đánh giá mức độ tác động và ảnh hưởng của bùn thải cần có một
tiêu chuẩn để tham chiếu, tuy nhiên hiện nay chúng ta chưa có một tiêu chuẩn
đánh giá bùn thải riêng của Việt Nam, do vậy việc so sánh tính chất bùn thải
được dựa theo các tiêu chuẩn của các nước phát triển.
❖ Đề xuất tiêu chuẩn của EU
•

Đối với các hợp chất hữu cơ

1
3


Họp chât hữu cơ

Hàm lượng trung Đê xuât tôi đa của
bình (mg/kg)
200m

Các chât hữu cơ halogen (AOX)
Liner alkylbenzen sulfonate (LAS)

6500

Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)
Nonylphenol and ethoxylates (NPE)

EU (mg/kg)
500

2600

20-60

100

26 (UK: 330 - 640)

50

0.5 - 27.8

6

0.09

0.8

36[2]

100[2)

Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH)
Polychlorinated biphenyls (PCB)
Polychlorinated dibenzo-dioxins and
-furans (PCDD/Fs)
11J
Chỉ đối với bùn ở Đức
[2]


Đơn vị: ng/kg TEQ (lượng độc hại tương đương)

• Đối với kim loại nặng:
Yêu tô Giá trị trung bình
Zn

863

(khoảng giá trị)
2500 - 4000

Đê xuât tôi đa
của EU
2500

Cu

337

1000-17500

1000

Ni

37

300 - 400

300


Cd

2.2L3J

20-40

10

Pb

124

750- 1200

750

-

1000

16-25

10

Cr
Hg

[1]


L2J

86/278/EEC

L4j

79

2.2

Dữ liệu được báo cáo cho 13 quốc gia: Áo, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp,
Đức, Hy Lạp (đại diện là HTXLNT Athens), Ireland, Luxembourg, Na
Uy, Ba Lan, Thụy Điển, Hà Lan và Anh.

1
4


[2]

Không bao gồm Ba Lan và Hy Lạp (Athena WWTS). Zn trung bình
trong bùn Ba Lan và bùn từ HTXLNT Athens tương ứng là 3641 và
2752 mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm cả Ba Lan và Hy
Lạp là 1222 mg Zn/kg.

[3]

Không bao gồm Ba Lan, giá trị trung bình của Cd trong bùn Ba Lan là
9.9 mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Ba Lan là 2.8 mg
Cd/kg.


[4]

Không bao gồm Hy Lạp, giá trị trung bình của Cr trong bùn từ
HTXLNT Athens là 886 mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao
gồm Hy Lạp là 141 mg Cr/kg.
Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong bùn theo quy định của một số

quốc gia được trình bày trong bảng dưới đây. Trong đó, hầu hết các giá trị
giới hạn thấp hơn nhiều so với yêu cầu của Quy chuấn 86/278/EEC.

Tiêu chuân
86/278/EEC

2040

7501200

25004000

Austria

T
10b

50a
500b

300a
500b


T
10b

25a
100b

100a
400b

1500a
2000b

10c

500c

500°

10c

100c

500c

2000c

4d

300d


500d

4d

150d

1800d

10e

500e

500e

10e

100e

500e

2000e

0.7-

70-

70-

25-


45-

200-

2,5f

100f

300f

80f

150f

1800f

Bỉ (Flanders)

6

250

375f

5

100

300


Bỉ (Walloon)

10

500

600

10

100

500

2000

1
5

T3

300400

o
o

16 25

—


1-©^

10000
-17500

oovo

*1* Quy định của một số nước trên thế giới
Bảng 1.1: Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn (mg/kg)
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Zn

As
-

20e

150


Đan mạch +
Theo vật chất
khô


+

0,8

100

1000

100

0.8

30

20
0

2500 1000
0g

2

100

120g

4000

25h


1500

—

Dựa

vào phot pho
tổng số
Phân Lan

3

300

600

V

1.5'
1000

10

200

800

3000

-


10

800

8

200

900

2500

-

20-

500

1000
-

16-

300-

750-

2500-


25

400

4000

16

300

120
0
750

2500

-

1000

10

300

750

2500

-


100
0-

1000
-

16-

300-

750-

2500-

25

1750
75

1750
75

400

4000

0.75 30

120
0

100

300

-

100
0
100

1000

16

300

750

2500

-

600

2.5

50

100


800

-

2Ơ

Đức
Hy Lạp

40
Ai-len

20

-

Italy

20

-

Luxembourg

20-

40
Hà Lan

1.25


Bô Đào Nha

20

Thụy Điên

2
-

Estonia

15

Latvia

20

Ba Lan

10

a

100i

100
0
900


Pháp

UK

150

-

120
0
200
0
500

1750
1000

-

-

-

—

—

-

-


-

800

16

400

900

2900

-

1000

160

300

750

2500

-

800

5


100

500

2500

Lower Austria (cấp II) b Upper Austria c Vorarlberg d Steiermark e

Carinthia

1
6


f

Những giá trị này giảm xuống còn 125 (Cu) và 300 (Zn) từ ngày

31/12/2007.
g

Đối với vườn tư nhân, giá trị dẫn được giảm xuống còn 60 mg/kg hoặc

5000 mg/kg p.
h

Đối với vườn tư nhân.

1


Mục tiêu giá trị giới hạn cho năm 1998.

j

15 mg/kg chất khô từ tháng 1/2001 và 10 mg/kg từ ngày 1/1/2004.

Quy chuẩn 86/278/EEC không bao gồm các tiêu chuẩn cụ thể đối với vi
sinh vật trong bùn. Tuy nhiên để giảm thiểu rủi ro của vi sinh vật gây bệnh đối
với sức khỏe, của một số quốc gia đã bổ sung thêm quy định giới hạn của một
số vi sinh vật trong tiêu chuẩn về chất lượng bùn thải.
Các vi sinh vật gây bệnh phổ biến nhất được quy định trong điều luật là
vi khuẩn Salmonella và Enterovirus. Các giá trị giới hạn này ở mỗi quốc gia là
khác nhau và được trình bày ở bảng dưới đây. Ngoài ra, theo quy định tại Ba
Lan, bùn không được sử dụng nếu chứa vi khuẩn Salmonella và các yếu tố
gây bệnh khác.
Bảng 1.2: Giá trị giới hạn nồng độ của các vi sinh vật gây bệnh
Salmoneỉỉa
Vi sinh yật khác
Pháp

8 MPN/lOg

Enterovirus: 3 MPCN/10g Trứng giun
sán: 3 MPCN/10g

Italy

1000 MPN/g


Luxembourg
Ba Lan

Vi khuân đường ruột: 100/g No egg of
Bùn không được sử dụng
nếu chứa Salmonella

MPN: Most Probable Number
MPCN: Most Probable Cytophatic Number

1
7

worm likely to be contagious
Ký sinh trùng: 10/ kg


Tại Đan Mạch, bùn sau xử lý phải không có sự xuất hiện của vi
khuẩn
Salmonella và phân liên cầu khuẩn phải dưới 100/g (SO/2000/49) [10]
❖ Tại Việt Nam
> Quy đỉnh, phân loai CỊuản lý bùn thải.
•

Bùn thải từ hệ thắng xử lý nước thải được quản lý theo quy định về
quản lý chất thải rắn (từ điều 77 đến điều 80, Mục 3, Chương VIII,
Luật Bảo vệ môi trường năm 2005).

•


Bùn thải có yếu tố nguy hại phải được quản lý theo quy định về chất
thải nguy hại (từ điều 70 đến điều 76, Mục 2, Chương VIII, Luật
Bảo vệ môi trường).

Việt Nam đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất
thải nguy hại QCVN 07: 2009/BTNMT, được áp dụng với bùn thải
trong trường hợp xác định ngưỡng nguy hại của các thông số trong bùn
thải từ các hệ thống xử lý nước và hiện đang xây dựng quy chuẩn riêng
quy định ngưỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải phát sinh từ
hệ thống xử lý nước thải, xử lý
nước cấp (gọi chung là hệ thống xử lý nước), làm cơ sở để phân loại và quản
lý bùn thải.
1.2.

Hiện trạng quản lý và xử lý bùn thải đô thị Hà Nội
Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường tại Hội thảo quốc tế

Môi trường và người Hà Nội diễn ra ngày 24-06-2010, mỗi ngày hệ thống
sông, hồ thoát nước của Hà Nội phải gồng mình tiếp nhận khoảng 1 triệu m 3
nước thải sinh hoạt và công nghiệp từ các làng nghề, khu công nghiệp, bệnh
viện... và tất cả hầu như chưa qua xử lý.

1
8


Thành phố Hà Nội hiện nay có ước tính khoảng 3,4 triệu người, ngoài
ra còn có dân cư tạm trú. Trạm xử lý nước thải Kim Liên chỉ có thể xử lý
được tối đa 1/10 lượng nước thải của Hà Nội. Lượng bùn thải trung bình của
hai trạm xử lý hiện nay vào khoảng 20 tấn/ ngày đêm. [4]

1.3.

Các phương pháp xử lý bùn thải

1.3.1.

Xử lý bằng thiêu đốt

Phương pháp thiêu đốt là phương pháp khá phổ biến trên thế giới hiện
nay để xử lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là chất thải rắn độc hại và bùn
thải công nghiệp. Đây là phương pháp xử lý triệt để nhất so với các phương
pháp khác. Thiêu đốt là giai đoạn oxy hóa nhiệt đô cao với sự có mặt của oxy
trong không khí, các thành phần rác độc hại được chuyển hóa thành khí và các
thành phần không cháy được (tro, xỉ). Xử lý chất thải bằng phương pháp thiêu
đốt có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tối đa chất thải cho khâu xử lý cuối
cùng là đóng rắn hoặc tái sử dụng tro xỉ.
Ưu điếm của phương pháp thiêu đốt là xử lý triệt đế các chỉ tiêu ô
nhiễm của chất thải rắn, giảm tối đa thể tích của chất thải rắn, hơn nữa xử lý
được toàn bộ chất thải rắn mà không cần nhiều diện tích như biện pháp chôn
lấp. Tuy nhiên, giá thành đầu tư, chi phí tiêu hao năng lượng cao và chi phí xử
lý lớn.
1.3.2.

Xử lý bằng phương pháp chôn lấp

Chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất trong xử lý chất
thải rắn. Chôn lấp họp vệ sinh là một phương pháp tiêu hủy sinh học có kiểm
soát các thông số chất lượng môi trường (mùi, không khí, nước rò rỉ bãi rác)
trong qua trình phân hủy. Chi phí đầu tư và xử lý cho chôn lấp không lớn.
Bùn thải các ngành điện tử cũng có thể chôn lấp cùng với bùn thải các ngành

khác. Tuy nhiên, những bãi chôn lấp chiếm diện tích lớn, thời gian phân hủy
chậm và gây ô nhiễm cho các vùng xung quanh.

1
9


Hiện nay ở Việt Nam, các bãi chôn lấp bùn thải thường là bãi chôn lấp
hở, gây ô nhiễm môi trường và mất mỹ quan.
1.3.3.

Xử lý bằng phương pháp ủ sinh học

ủ sinh học là quá trình ổn định sinh học các chất hữu cơ để thành các
chất thải mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: ủ yếm khí và ủ
hiếu khí (thổi khí cưỡng bức). Việc ủ chất thải với thành phần chủ yếu là các
chất hữu cơ có thể phân hủy được. Đối với nguồn bùn chưa tập chung thì có
thể áp dụng phương pháp này, do lượng chất hữu cơ chứa nhiền trong bùn.
Tuy nhiên đối với bùn thải công nghiệp nói riêng chứa nhiều kim loại nặng là
không phù hợp.
1.3.4.

Xử lý bằng phương pháp thu hồi tái chế

Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử
dụng được để biến thành các sản phấm mới, hoặc các dạng năng lượng để
phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt sản suất. Thu hồi và tái chế chất thải là
một trong các phương pháp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường. Ở Việt
Nam, các loại chất thải nguy hại được quy định xử lý đổ thải chủ yếu theo
phương pháp đóng rắn, chôn lấp, thiêu hủy (khoảng 50% trong tổng số chất

thải rắn phát sinh được xử lý bằng phương pháp chôn lấp không kiểm soát).
Tỷ lệ chất thải rắn được thu hồi và tái sử dụng là 17 - 25%. Tuy nhiên, ở một
số quốc gia trên thế giới tỷ lệ thu hồi tái chế rất cao, khoảng trên 40%.
Hoạt động tái chế đem lại hiệu quả kinh tế lớn, tiết kiệm được tài
nguyên thiên nhiên bởi việc thay thế các nguyên liệu gốc, làm giảm lượng
chất thải, giảm ô nhiễm môi trường, giảm chi phái xử lý, giảm diện tích cho
các bãi chôn lấp. Một số nước phát triển trên thế giới đã phát triển xu thế tái
chế chất thải trở thành ngành công nghiệp môi trường.
Điển hình như ở Nhật Bản, bùn thải được tài nguyên hóa và việc tái sử
dụng bùn thải.

2
0


> Làm phân compost từ bùn
Sử dụng bùn thải bón cho đất nông nghiệp có nhiều lợi ích liên quan
đến tận dụng nguồn dinh dưỡng trong bùn, trừ khi bùn thải chứa nhiều chất
nguy hại cần phải loại bỏ. Do tính chất không đồng nhất về thành phần các
chất trong bùn thải do công nghệ, thời gian lưu, thời gian sử dụng của bể phốt
cũng như tập tính sinh hoạt theo mùa của người dân đô thị nên tính chất bùn
thải có thể cũng sẽ thay đổi. Vì vậy để sử dụng bùn thải có hiệu quả, giảm
những rủi ro tích lũy các chất độc hại trong đất thì cần thiết phải đánh giá tính
chất của nó trước khi sử dụng.
Việc làm phân compost từ bùn thải bằng cách phân giải, ổn định hóa
phương pháp sinh học đối với các chất hữu cơ trong bùn thải. Neu mang bùn
thải loại này rải trên đồng ruộng thì cũng có hiệu quả như làm phân compost.
Ngoài ra, với việc phát sinh nhiệt khi tạo thành phân compost thì có khả năng
loại bỏ các vi sinh vật có hại nên đây là phương pháp rất thích hợp sử dụng ở
vùng nông thôn xét ở cả hai mặt là chất lượng và vệ sinh.

> Thu hồi kim loại nặng
Bùn từ các nhà máy xử lý nước thải tập chung của khu công nghiệp, nhà
máy luyện kim, cơ khí, xử lý nước chứa nhiều kim loại nặng như chì, thủy
ngân, niken, crom, đồng, sắt... được thu gom và dung phương pháp sinh học
để tách kim loại. Bùn thải từ nhà máy nước và nhà máy phỉ mạ chứa nhiều sắt
(hàm lượng sắt là 1,778 - 5,334 mg/kg) nên được tận dụng làm bột màu hoặc
sản xuất đinh. Theo tính toán trong phòng thí nghiệm, xử lý một tấn bùn chứa
kim loại nặng bằng phương pháp truyền thống (sấy khô, đốt, hóa rắn, chôn
lấp) phải mất 4 triệu đồng, trong khi xử lý bằng phương pháp sinh học và hóa
học chỉ mất 1,3 triệu đồng.
> Làm nguyên liệu sản xuất điện năng

2
1


Một số nước trên thế giới đã tận dụng bùn thay cho than đế làm nguyên
liệu sản xuất điện năng.
Trung Quốc đã dung bùn thải từ 3200 - 3500 kcal đế phát điện với nhà
máy có công suất tối đa là 135MW.
Tại Nhật Bản, thành phố Tokyo lắp đặt thiết bị thí nghiệm có khả năng
xử lý 5 tấn bùn thải mỗi ngày tại cơ sở xử lý của thành phố. Tính toán trong
phòng thí nghiệm cho biết, việc sử dụng bùn thu

từnướcthải (khoảng 3000

tấn/ngày) từ 23 quận của Tokyo có thể cung cấp điện năngcho khoảng

8000


hộ gia đình.
> Đóng rắn làm vật liệu xây dựng
Quy trình đóng rắn bùn bằng nhiệt là công nghệ phát triến chính ở Nhật
Bản. Sản phẩm là các hỗn hợp nhẹ, gạch, ngói, đốt thành than và xỉ. Sản phẩm
cuối cùng có chất lượng tốt hơn sản phấm truyền thống. Theo kinh nghiệm của
các nhà sản xuất Nhật Bản thì đây là công nghệ có tính khả thi nhưng hiệu quả
kinh tế không cao. Giá sản xuất cao hơn giá cả thị trường, nhu cầu năng lượng
lớn. Tuy nhiên, đây là công nghệ phù hợp với các thành phố lớn để loại bỏ bùn
thải, sản phẩm được tái sử dụng ngay ở thành phố.[10]
CHƯƠNG 2:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
2.1.

Đối tương và phạm yị nghiên cửu

2.1.1.

Đối tượng nghiên cứu

Trong khuôn khổ giới hạn của khóa luận tốt nghiệp, đề tài chọn đối tượng
nghiên cứu là bùn thải là các trầm tích đáy hồ trên địa bàn TP Hà Nội: hồ Ba
Mầu (Bl) và hồ Văn Quán (B2), hồ Thanh Nhàn (B3), hồ Võ (B4) và hồ Đen
Lừ (B5)
2.1.2.

Phạm vi nghiên

cửu Trên địa bàn TP

Hà Nội.


2
2


2.2.

Phương pháp nghiên cún

2.2.1.

Phương pháp thu thập tài liệu

Thu thập, phân tích và tống hợp tài liệu sẵn có liên quan đến đề tài
nghiên cứu.
2.2.2.

Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa

-

Điều tra và khảo sát thực địa xác định nguồn bùn thải.

-

Xác định vị trí lấy mẫu bùn thải.

2.2.3.

Phương pháp thực nghiệm.


2.2.3.

ì. Lấy và xử lý mâu bùn
Các mẫu trầm tích được lấy trong vòng 2 tuần liên tiếp với khối lượng

khoảng 1 - l,5kg. Đánh kí hiệu mẫu theo ngày, địa điểm và đối tượng phân
tích. Sau khi lấy mẫu về được trộn đều phơi khô không khí trên túi nilong
sạch. Sau đó được nghiền nhỏ và cho qua rây lmm, đựng vào túi nilong sạch
mang đi phân tích. Mau được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-15: 2004,
(ISO 566715:1999), Nghị định số 154/2003/NĐ-CP. [6]
2.2.3.2.

Xác định độ chua của bùn (xác định

độ pH) d) Cách tiến hành.
Xác định pH bằng phương pháp bằng phương pháp cực chọn lọc hidro.
- Trình tự phân tích: Lắc 5 g mẫu bùn (đã qua rây lmm) 15 phút trên

máy lắc với 12,5 ml KC1 IN (với pHKci) hoặc nước cất (pHH2o)- Sau đó để
yên 2 giờ (không quá 3 giờ), lắc 2 - 3 lần, rồi đo pH ngay trong dung dịch
huyền phù.
- Đo mẫu: Giữ cho điện cực cách mặt mẫu là lcm và ngập nước khoảng

2cm. Chờ 30 giây rồi đọc giá trị pH trên máy. [6]

2
3


Hình 2.1.Máy đo điện thế pH met điện cực chọn lọc hiđro

Bảng 2.1. Thang đảnh giá giả trị pH trong đất [4]
pH

Mức độ

3,0-4,5

Rât chua

4,6-5,5

Chua vừa

5,6-6,5

Chua ít

6,6-7,5

Trung tính

7,6-8,0

Kiêm yêu

8,1 -8,5

Kiêm vừa

8,6 - 9,0


Kiêm nhiêu

2.2.3.3. Xác định nỉtơtông
Xác định N tống số theo phương pháp Kenđan.
Trình tự phân tích
-

Chuẩn bị dung dịch hấp thụ NH3: Lấy 25 ml dung dịch axit boric 3%
(đã cho chỉ thị màu tasiro) cho vào bình tam giác 250 ml, lúc này dung
dịch hấp thụ sẽ có màu tím đỏ. Đặt vào máy cất sao cho đầu ống sinh
hàn phải ngập xuống dung dịch hấp thụ. Cho 10 ml dịch mẫu và 20 ml
NaOH 40% vào bình Kenđan. Sau đó tiến hành cất. Khi có NH 3 giải

2
4


phóng ra, dung dịch axit boric chuyển dần sang màu xanh. Het thời
gian cất 4 phút, lấy bình hấp thụ ra.
-

Chuẩn độ: Sử dụng dung dịch HC1 0,0IN để chuẩn cho đến khi vừa
xuất hiện màu tím đỏ thì ngừng. Ghi lại thể tích dung dịch HC1 chuẩn.

Đồng thời cũng tiến hành làm thí nghiệm với mẫu trắng.
(Vl-V2).N.0,014.100
Tính kêt quảN(%) = ---------—--------T ' u 1 "V

a


Trong đó: VI, V2 là số ml HC1 dùng để chuẩn độ mẫu phân
mẫu trắng, N là nồng độ đương lượng của HC1, a là khối lượng đất

tích

và

khôtuyệt

đối tương ứng với thể tích dung dịch lấy đem đi cất N.[6]
Dựa vào kết quả phân tích, ta đánh giá nitơ tổng theo bảng sau:
Bảng2.2. Thang đảnh giá hàm lượng N tống số trong đất [4]
% N tông sô
Mức độ
<0,05

Rât nghèo

0,05-0,08

Nghèo

0,08-0,15

Trung bình

0,15-0,2

Khá


>0,2

Giàu

2.2.3.4. Xác định photpho tổng
Xác định photpho bằng phương pháp so màu quang điện trên máy trắc quang
ƯV, lập đường chuẩn để xác định nồng độ.
-Nguyên tắc của phương pháp:
Photphat kết họp với ion Mo4+ và ion Mo6+ tành một phức màu xanh
lơ.ĐỘ đậm của màu sắc tỉ lệ với hàm lượng photpho có trong mẫu.
2( Moơ2. 4Mo3) + H3PO4 +H20^(Mo02.4Mo03)2.H3P04.4H20.

Dựa vào phương trình đường chuẩn, ta đánh giá X theo bảng sau:
Bảng 2.3 Thang dảnh giả hàm lượng P2O5 tống số trong đất.[4]
P2O5
Đât

2
5