Nghiên cứu khả năng chuyển hóa chất thải sinh hoạt thành khí sinh học

  • Số trang: 74 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 28 |
  • Lượt tải: 0
tailieuonline

Đã đăng 27614 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN ------------------------------ Đỗ Mai Phƣơng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CHẤT THẢI SINH HOẠT THÀNH KHÍ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN ------------------------------ Đỗ Mai Phƣơng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CHẤT THẢI SINH HOẠT THÀNH KHÍ SINH HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học vừa qua. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo hƣớng dẫn chính PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải - Phó chủ nhiệm Khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên là ngƣời đã trực tiếp tận tình chỉ bảo và hƣớng dẫn tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo Cục Thẩm định và Đánh giá tác động môi trƣờng, Tổng cục Môi trƣờng đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành tốt việc học. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới những bạn bè, đồng nghiệp đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Tôi xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Đỗ Mai Phƣơng 1 MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT .................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG.................................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................v MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................3 1.1. Tổng quan chung về chất thải sinh hoạt và xử lý chất thải sinh hoạt...............3 1.1.1.Khái niệm chất thải sinh hoạt gia đình .......................................................3 1.1.2. Đặc điểm nguồn gốc và thành phần của chất thải sinh hoạt ......................3 1.1.3. Yêu cầu về quản lý chất thải sinh hoạt ở Việt Nam ..................................5 1.1.4. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở các nƣớc trên Thế giới .....................7 1.1.5. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở Việt Nam ........................................11 1.2. Công nghệ khí sinh học ..................................................................................14 1.2.1. Thành phần khí sinh học và phụ phẩm khí sinh học ...............................14 1.2.2. Bản chất của quá trình phân huỷ kỵ khí sinh mêtan ................................16 1.2.3.Hiện trạng phát triển công nghệ khí sinh học ở Việt Nam .......................22 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................29 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu: ....................................................................................29 2.2. Nội dung nghiên cứu: .....................................................................................29 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu: ...............................................................................29 2.3.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu, kế thừa các nghiên cứu đã có .................29 2.3.2. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa ..............................................29 2.3.3. Phƣơng pháp thu thập số liệu hoạt động của công nhân thu gom và khối lƣợng rác thu gom ..............................................................................................29 i 2.3.4. Phƣơng pháp phỏng vấn trực tiếp ............................................................30 2.3.5. Phƣơng pháp xác định thành phần chất thải rắn tại hiện trƣờng .............31 2.3.6. Nghiên cứu khả năng hình thành khí sinh học từ chất thải sinh hoạt ......31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................33 3.1. Hiện trạng chất thải rắn sinh hoạt đô thị tại Việt Nam ...................................33 3.1.1. Tình hình phát sinh CTR sinh hoạt đô thị ...............................................33 3.1.2. Công tác phân loại, thu gom và vận chuyển ............................................34 3.2. Hiện trạng chất thải rắn sinh hoạt tại Hà Nội .................................................38 3.2.1. Các nguồn phát sinh CTRSH tại Hà Nội .................................................39 3.2.2. Thành Phần CTRSH tại Hà Nội ..............................................................40 3.2.3. Khối lƣợng CTR ......................................................................................41 3.3. Kết quả thực nghiệm xây dựng mô hình thu hồi khí sinh học từ chất thải sinh hoạt hộ gia đình .....................................................................................................48 3.3.1. Thành phần chất thải hộ gia đình .............................................................48 3.3.2. Một số tính chất của chất thải hộ gia đình ...............................................49 3.3.3. Diễn biến biogas thu đƣợc sau thời gian ủ ..............................................51 3.3.4. Diễn biến biogas thu đƣợc tại thí nghiệm có bổ sung chất thải ...............53 3.4. Đề xuất phƣơng án thu hồi khí sinh học từ quá trình xử lý chất thải sinh hoạt hộ gia đình tại khu vực nội thành Hà Nội .............................................................55 3.4.1. Cơ sở đề xuất ...........................................................................................55 3.4.2. Đề xuất và lựa chọn phƣơng án ...............................................................57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................62 ii BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BNN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn BĐCT Bếp đun cải tiến KSH Khí sinh học UBND Ủy ban nhân dân CTR Chất thải rắn CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Điều kiện tối ƣu cho quá trình tạo khí sinh học........................................18 Bảng 1.2. Thời gian lƣu đối với phân động vật ........................................................20 Bảng 1.3. Tỷ lệ C/N của các nguyên loại nguyên liệu ..............................................20 Bảng 1.4. Hàm lƣợng chất khô của các loại nguyên liệu (%)...................................21 Bảng 3.1. Ƣớc tính lƣợng CTR đô thị phát sinh đến năm 2025 ...............................33 Bảng 3.2. Chất thải rắn sinh hoạt từ các nguồn khác nhau tại phƣờng Phan Chu Trinh ..........................................................................................................................39 Bảng 3.3. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tiếp nhận tại đầu vào tại các bãi chôn lấp chất thải rắn của thành phố Hà Nội .....................................................................40 Bảng 3.4. Thống kê về khối lƣợng phát sinh và tỷ lệ thu gom rác thải trên địa bàn các huyện ...................................................................................................................43 Bảng 3.5. Thống kê các điểm tồn đọng trên địa bàn các huyện ...............................45 Bảng 3.6. Các thông số đầu vào cho quá trình ủ.......................................................49 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Nguồn gốc hình thành chất thải rắn sinh hoạt .............................................4 Hình 1.2. Chiến lƣợc quản lý chất thải rắn .................................................................6 Hình 1.3. Quá trình phân hủy kỵ khí tạo ra khí sinh học ..........................................17 Hình 2.1. Sơ đồ hình thí nghiệm nghiên cứu khả năng hình thành khí sinh học từ chất thải sinh hoạt......................................................................................................32 Hình 3.1. Các công nghệ hiện đang đƣợc sử dụng để xử lý, tiêu hủy CTRSH đô thị ở Việt Nam ................................................................................................................38 Hình 3.2. Thành phần chất thải từ hộ gia đình sau khi đƣợc tách loại tạp chất sử dụng trong hệ biogas .................................................................................................48 Hình 3.3. Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian của mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) và không bố sung chế phẩm (BKCP) .................52 Hình 3.4. Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian của mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) và không bố sung chế phẩm (BKCP) ............................52 Hình 3.5. Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian của mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày không tuần hoàn bùn (KTHADD) và có tuần hoàn bùn (BTHADD) ................................................................................................54 Hình 3.6. Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian của mẫu mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày không tuần hoàn bùn (KTHADD) và có tuần hoàn bùn (BTHADD) ................................................................................................55 Hình 3.7. Sơ đồ phƣơng án thu hồi khí sinh học từ CTR sinh hoạt hộ gia đình .......58 v MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, trở thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế - xã hội của đất nƣớc. Bên cạnh vấn đề về lợi ích kinh tế - xã hội đã kéo theo sức ép về nhiều mặt, dẫn đến sự suy giảm chất lƣợng môi trƣờng và phát triển không bền vững. Chính do tốc độ phát triển quá nhanh, thiếu bền vững dẫn đến lƣợng chất thải phát sinh ngày càng lớn. Việt Nam là một trong những quốc gia có mật độ dân số cao nhất trên thế giới với số dân đứng thứ 3 ở Đông Nam Á, thứ 14 trên thế giới. Thu nhập bình quân đầu ngƣời của khu vực đô thị cao hơn 2 lần so với khu vực nông thôn. Theo đánh giá, tính bình quân đầu ngƣời, dân số đô thị sử dụng tài nguyên thiên nhiên gấp 2-3 lần so với ngƣời dân sống ở nông thôn; chất thải do ngƣời dân đô thị thải ra cũng cao gấp 2-3 lần so với ngƣời dân nông thôn. Theo số liệu thống kê, tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam ƣớc tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đô thị là 6,9 triệu tấn/năm (chiếm 54%) lƣợng chất thải rắn còn lại tập trung tại các huyện lỵ, thị xã thị trấn. Dự báo tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2020 sẽ là khoảng 22 triệu tấn/năm [18]. Lƣợng chất thải sinh hoạt đang có xu hƣớng phát sinh ngày càng tăng nhanh nhƣng việc quản lý và xử lý rác thải sinh hoạt chƣa hợp lý. Việc xử lý rác thải sinh hoạt chủ yếu là việc chôn lấp nhƣng có những bãi chôn lấp lại chƣa hợp vệ sinh, chỉ là những nơi đổ rác không đƣợc chèn lót kỹ, không đƣợc che đậy, do vậy đang tạo ra sự ô nhiễm nặng nề tới môi trƣờng đất, nƣớc, không khí… ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Bên cạnh đó, do ý thức của ngƣời dân, việc tự ý đổ bừa rác thải sinh hoạt xuống những sông, hồ, ao, khu đất trống vẫn thƣờng xuyên diễn ra tại nhiều nơi làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và không khí. Thành phần trong chất thải sinh hoạt gồm: Rác hữu cơ (41,98%); Giấy (5,27%); Nhựa, cao su (7,19%); Len, vải (1,75%); Thủy tinh (1,42%); Đá, đất sét, sành sứ (6,89%); Xƣơng, vỏ hộp (1,27%); Kim loại (0,59%); Tạp chất (10 mm): 1 33,67%. Qua đó thấy chất thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ chiếm tới 41,98%, có thể tận dụng để tạo ra nguồn năng lƣợng sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày giúp giảm ô nhiễm môi trƣờng và thay thế một phần cho nhiên liệu hóa thạch [19]. Từ thực trạng trên, trong khuôn khổ luận văn tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng chuyển hóa chất thải sinh hoạt thành khí sinh học” với mục tiêu góp phần đánh giá khả năng sinh biogas trong việc tận dụng chất thải từ hộ gia đình, chủ yếu tập trung đối với chất thải rắn sinh hoạt. Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Tổng hợp các nghiên cứu khoa học có liên quan; - Tiến hành khảo sát thực địa để thu thập số liệu; - Xây dựng mô hình thu hồi khí mê tan từ chất thải sinh hoạt hộ gia đình; - Đánh giá lƣợng khí thu hồi. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan chung về chất thải sinh hoạt và xử lý chất thải sinh hoạt 1.1.1. Khái niệm chất thải sinh hoạt gia đình Chất thải sinh hoạt gia đình (household waste) đƣợc hiểu là các chất thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của gia đình bao gồm chất thải trong sinh hoạt, thải ra từ quá trình chế biến thức ăn, chất thải từ các đồ dùng sinh hoạt và vật dụng trong gia đình. Chất thải này có thể bao gồm các loại nhƣ nhƣ chai lọ, lon, quần áo loại bỏ, đồ dùng loại bỏ, bao bì thực phẩm, thức ăn thừa, báo, các tạp chí, và đồ trang trí có nguồn gốc từ nhà hoặc căn hộ tƣ nhân. Nó cũng có thể chứa chất thải nguy hại hộ gia đình. Chất thải sinh hoạt gia đình còn đƣợc gọi là chất thải sinh hoạt hoặc chất thải khu dân cƣ. Nhƣ vậy hàm ý của chất thải sinh hoạt gia đình (household waste) đƣợc ám chỉ chủ yếu là các loại chất thải tồn tại ở dạng rắn từ các hộ gia đình [18]. Rác thải sinh hoạt nói chung hay chất thải sinh hoạt là những chất thải bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt, hoạt động sản xuất của con ngƣời và động vật, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cƣ, các cơ quan, trƣờng học, các trung tâm dịch vụ, thƣơng mại... Rác thải sinh hoạt có thành phần bao gồm: kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, thực phẩm dƣ thừa, gỗ, vải, giấy, rơm, rạ, xác động vật, vỏ rau củ quả… Sự khác biệt giữa chất thải sinh hoạt gia đình và chất thải sinh hoạt nói chung là quy mô của nguồn phát sinh ra loại chất thải này [13]. Có rất nhiều các khái niệm về chất thải sinh hoạt nhƣng có thể khái quát rằng, chất thải sinh hoạt là các vật chất phục vụ sinh hoạt của con ngƣời, bị loại bỏ ra trong quá trình sử dụng, sinh hoạt, hoạt động sống của con ngƣời, chúng không còn đƣợc sử dụng và bị loại bỏ lại môi trƣờng sống. 1.1.2. Đặc điểm nguồn gốc và thành phần của chất thải sinh hoạt 1.1.2.1. Nguồn gốc chất thải sinh hoạt Chất thải rắn nói chung (rác thải) phát sinh từ các nguồn chủ yếu: các hộ gia đình (nhà ở riêng biệt, khu tập thể, chung cƣ...); các trung tâm thƣơng mại (chợ, văn 3 phòng, khách sạn, trạm xăng dầu, gara...); cơ quan (trƣờng học, bệnh viện, các cơ quan hành chính...), các công trƣờng xây dựng, dịch vụ công cộng (rửa đƣờng, tu sửa cảnh quan, công viên, bãi biển...) nhƣ đƣợc mô tả ở sơ đồ 1. Hình 1.1. Nguồn gốc hình thành chất thải rắn sinh hoạt Nguồn: [11,13] Nguồn phát sinh chất thải rắn, thông thƣờng, liên quan đến sử dụng đất và đặc điểm của từng khu vực. Thực tế có nhiều cách phân loại nguồn phát sinh chất thải rắn, tuy nhiên có thể thấy cách chia phổ biến đối với nguồn phát sinh chất thải rắn thành các loại: (1) từ khu dân cƣ, (2) từ các khu thƣơng mại, (3) từ các công sở, trƣờng học, (4) từ các hoạt động xây dựng và phá hủy công trình, (5) từ các hoạt động dịch vụ, (6) từ khu dịch vụ khám chữa bệnh, (7) từ hoạt động công nghiệp, và (8) từ các hoạt động nông nghiệp. 1.1.2.2. Thành phần rác thải sinh hoạt Khác với rác thải, phế thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt là một tập hợp không đồng nhất. Tính không đồng nhất biểu hiện ngay ở sự không kiểm soát đƣợc các nguyên liệu ban đầu dùng cho thƣơng mại và sinh hoạt. Sự không đồng nhất này tạo nên một số đặc tính rất khác biệt trong các thành phần của rác thải sinh hoạt. 4 Thành phần chất thải sinh hoạt có thể bao gồm [3,4,11]: - Các chất dễ phân hủy sinh học: Thực phẩm thừa, cuộng, lá rau, lá cây, xác động vật chết, vỏ hoa quả…; - Các chất khó bị phân hủy sinh học: Gỗ, cành cây, cao su, túi nylon; - Các chất hoàn toàn không bị phân hủy sinh học: Kim loại, thủy tinh, mảnh sành, gạch, ngói, vôi, vữa khô, đá, sỏi, cát, vỏ ốc hến…; Thành phần hóa học: Trong các chất hữu cơ của rác thải sinh hoạt, thành phần hóa học của chúng chủ yếu là nguyên tử H, O, N, S và tro. 1.1.3. Yêu cầu về quản lý chất thải sinh hoạt ở Việt Nam Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trƣờng sống của con ngƣời cũng nhƣ đƣa tới những giá trị lợi ích thu hồi. Việc lập kế hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn thích hợp là yêu cầu cần thiết để có thể xử lý kịp thời và có hiệu quả vấn đề này. Vì vậy, tất cả các địa phƣơng trong cả nƣớc đều phải có hành động của mình và phải hoạch định thực hiện chính sách về quản lý chất thải rắn [11,18,19]. Chính sách này gồm 3 nội dung chủ yếu: - Giảm thiểu các chất thải rắn trong sản xuất, sinh hoạt; - Thu hồi tái chế, tái sử dụng chất thải rắn; - Xử lý các chất thải rắn. Đồng thời, xây dựng chiến lƣợc quản lý chất thải rắn. Đó là Reduce (giảm thiểu; Reuse (dùng lại); Recycle (tái chế). Validate (xử lý nâng cao giá trị của chất thải) và Eliminate (xử lý thải bỏ) là biện pháp xử lý cuối cùng nhƣ hình 1.2. 5 Giảm thiểu Reduce Sử dụng lại Reuse Tái chế Recycle Nâng cao giá trị Validate Loại bỏ Eliminate Hình 1.2. Chiến lƣợc quản lý chất thải rắn Việc quản lý tài nguyên chất thải rắn nói chung, về cơ bản phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Phải thu gom và vận chuyển hết chất thải. Đây là yêu cầu đầu tiên, cơ bản của việc xử lý chất thải nhƣng còn đang gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải có nhiều cố gắng khắc phục; - CTR còn đƣợc phân loại tại nguồn phát sinh; - Phải đảm bảo việc thu gom, xử lý có hiệu quả theo nguồn kinh phí nhỏ nhất, nhƣng lại thu đƣợc kết quả cao nhất. Bảo đảm sức khỏe cho đội ngũ cán bộ, những ngƣời lao động trực tiếp tham gia vào quá trình thu gom, vận chuyển, xử lý và tái chế chất thải; - Đƣa các công nghệ và kỹ thuật, các trang thiết bị xử lý chất thải tiên tiến của các nƣớc vào sử dụng ở trong nƣớc; đào tạo đội ngũ cán bộ quản lý và lao động 6 có đầy đủ kiến thức, kinh nghiệm và lòng yêu nghề, có trách nhiệm với vấn đề quản lý chất thải và bảo vệ môi trƣờng; - Phù hợp với cơ chế quản lý chung của Nhà nƣớc theo hƣớng mở cửa; đa dạng hóa, xã hội hóa công tác quản lý chất thải theo tinh thần Chỉ thị số 23/2005/CT-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ ngày 21/6/2005 về “Đẩy mạnh công tác quản lý chất thải rắn tại các đô thị và khu công nghiệp”. 1.1.4. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở các nước trên Thế giới Xuất phát từ vấn đề bảo vệ môi trƣờng, quản lý và xử lý phế thải đang đƣợc cả thế giới quan tâm. Xu hƣớng chung là áp dụng các công nghệ giảm thiểu chất thải, tạo ra ít nhất các chất gây ô nhiễm, sử dụng ít năng lƣợng và nguyên liệu. Các công nghệ tái chế phế thải ngoài mục đích tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành sản phẩm còn có ý nghĩa bảo vệ môi trƣờng, tăng cƣờng phát triển bền vững. Bởi lẽ mọi hoạt động của con ngƣời không thể không tạo ra chất thải, vì vậy xử lý chúng nhƣ thế nào để đảm bảo vệ sinh môi trƣờng và chi phí xử lý thấp nhất đƣợc đặt ra nhƣ một vấn đề sống còn của nhân loại. Để xử lý phế thải, tùy thuộc vào tính chất của chúng có thể áp dụng một trong ba phƣơng pháp sau [8,11,19]: - Phƣơng pháp xử lý vật lý; - Phƣơng pháp xử lý hóa học; - Phƣơng pháp xử lý sinh học. Từ ba phƣơng pháp xử lý trên, ngƣời ta đã đƣa ra rất nhiều công nghệ xử lý phế thải khác nhau. Các nƣớc trên Thế giới thƣờng áp dụng đồng thời nhiều phƣơng pháp xử lý và tái sử dụng chất thải. Dƣới đây là một số công nghệ thƣờng đƣợc sử dụng: - Công nghệ thiêu đốt; - Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh; 7 - Chế biến chất thải làm phân bón; - Ủ rác để thu hồi khí sinh học. * Khái quát về phương pháp thiêu đốt Xử lý CTR bằng phƣơng pháp thiêu đốt (còn gọi là phƣơng pháp nhiệt) là giai đoạn xử lý cuối cùng đƣợc áp dụng cho một số loại CTR nhất định không đƣợc xử lý bằng các biện pháp khác. Trong điều kiện oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí, trong đó có CTR độc hại đƣợc chuyển hóa thành khí, nhiệt, chất lỏng, tro và các chất thải rắn không cháy khác. Các chất khí đƣợc làm sạch hoặc không đƣợc làm sạch thoát ra ngoài không khí. Chất thải rắn không cháy và phần tro sau khi đốt đƣợc đem đi chôn lấp. Khi xử lý bằng phƣơng pháp thiêu đốt sẽ sinh khí độc và dễ sinh dioxin nếu giải quyết xử lý rác không tốt. Phần xử lý khói bụi là phần đắt nhất trong công nghệ đốt rác, kinh nghiệm cho thấy giá thiết bị xử lý khói bụi chiếm tới 40% - 60% giá thành lò đốt. Năng lƣợng phát sinh có thể tận dụng cho lò hơi, hệ thống lò sƣởi hoặc cung cấp nhiệt cho công nghiệp năng lƣợng (phát điện). Mỗi lò đốt phải đƣợc trang bị một hệ thống xử lý khí thải rất tốn kém, nhằm khống chế ô nhiễm không khí do quá trình đốt gây ra. Xử lý rác bằng phƣơng pháp đốt có ý nghĩa quan trọng, làm giảm thể tích tới mức nhỏ nhất cho khâu xử lý cuối cùng (chôn lấp) nếu xử lý công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa to lớn trong việc bảo vệ môi trƣờng. Đây là phƣơng pháp xử lý rác tốn kém nhất, so với phƣơng pháp chôn lấp hợp vệ sinh thì chi phí để đốt 1 tấn rác cao hơn khoảng từ 10 đến 15 lần; so với phƣơng pháp chế biến phân compost cao hơn khoảng 8 - 10 lần [19]. Một trong những thách thức hiện nay đối với xử lý rác thải tại Việt Nam là thiếu chỗ chôn lấp. Đến đầu năm 2012, Hà Nội sẽ không còn chỗ đổ rác. Mỗi ngày Hà Nội có 5.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt và khối lƣợng rác tăng trung bình 8 15%/năm ở thành phố này. Ở thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày cũng phát sinh 7.000 tấn rác và tiêu tốn 235 tỷ đồng để xử lý rác mỗi năm. Phần lớn rác thải đƣợc chôn lấp với công nghệ xử lý thô sơ nên phải đối mặt với vấn đề xử lý nƣớc rỉ rác. Tuy có nhiều nhƣợc điểm song chôn lấp vẫn đƣợc lựa chọn bởi giá thành thấp. Nhƣng với tốc độ phát sinh rác nhƣ hiện nay, tìm kiếm chỗ chôn lấp quả thật là một thách thức. Trong khi quỹ đất tính trên đầu ngƣời của Việt Nam rất thấp (chỉ hơn Singapore, Hong Kong), rác thải ngày càng nhiều thì lâu dài chúng ta cần đầu tƣ cho công nghệ xử lý rác [46]. Việc áp dụng công nghệ đốt rác để tái tạo năng lƣợng sẽ giúp giảm đến 8 lần diện tích chôn lấp. Thay vì cần 20.000 ha nhƣ hiện nay, chúng ta chỉ cần 2.000 ha là có thể không lo việc chôn lấp trong 100 năm tới. Với 18.000 ha thừa, chúng ta có thể sinh lợi nhuận cao. Tuy nhiên, chỉ nên áp dụng công nghệ này với các thành phố lớn nhƣ Hà Nội, Hồ Chí Minh vì đây là hai địa phƣơng rác khối lƣợng lớn và chất lƣợng phù hợp [47]. Theo Nguyễn Trung Việt, Trƣởng Phòng Quản lý chất thải rắn, Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Thành phố Hồ Chí Minh cho biết, rất khó đánh giá chính xác khối lƣợng và thành phần chất thải công nghiệp, chất thải nguy hại bởi rất thiếu số liệu. Phải biết chính xác thành phần, khối lƣợng rác mới tính toán đƣợc hiệu quả của việc đốt rác. Hơn nữa, rác ở nƣớc ta đƣợc “tận thu” khá kỹ lƣợng qua hệ thống buôn bán đồng nát. Các loại rác phát sinh nhiều nhiệt lƣợng phần lớn đã đƣợc thu gom. * Khái quát về bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh: Bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh là bãi dùng để chôn lấp an toàn, tin cậy và lâu dài các loại CTR không thể tái chế, thu hồi, các phần còn lại dƣ thừa sau tái chế CTR và tro lò đốt; với các lớp chống thấm kỹ thuật ở thành và đáy bãi; hệ thống thu gom và xử lý nƣớc rác; khí rác; lớp đất phủ trung gian và phủ bề mặt; các kỹ thuật đầm nén… [11,18,19] 9 Bãi chôn lấp CTR thƣờng đƣợc thiết kế và vận hành trong thời gian ít nhất là 5 năm, thƣờng từ 20 - 30 năm; đối với các đô thị lớn (đô thị loại 1 và đô thị loại đặc biệt) là 50 năm [2]. Bãi chôn lấp CTR bao gồm một hay nhiều ô rác, mỗi ô rác đƣợc thiết kế sao cho có thể tiếp nhận để chôn lấp CTR trong thời gian từ 1 đến 3 năm, mỗi ô chôn lấp cần đƣợc thiết kế đặc biệt, có hệ thống chống thấm kỹ thuật ở thành và đáy bãi, hệ thống thu gom nƣớc rác và khí rác, kỹ thuật chôn lấp và đầm nén… Trong bãi chôn lấp có thể thiết kế riêng 1 hoặc 2 ô để chôn lấp chất thải nguy hại: Ô chôn lấp CTR nguy hại công nghiệp và ô chôn lấp CTR y tế [2,11,13]. Quy hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh phải tuân thủ theo các nguyên tắc nghiêm ngặt, áp dụng các kiến thức khoa học kỹ thuật, công nghệ, kinh tế - xã hội. Các yếu tố cần xem xét khi quy hoạch, thiết kế và vận hành bãi chôn lấp CTR là: (1) Xác định vị trí và quy hoạch bãi chôn lấp CTR; (2) Quản lý và vận hành bãi chôn lấp; (3) Quá trình chuyển hóa trong bãi chôn lấp; (4) Quản lý khí rác; (5) Quản lý nƣớc rác; (6) Giám sát và quan trắc môi trƣờng khu vực bãi chôn lấp và khu vực lân cận; (7) Đóng cửa bãi chôn lấp [18]. * Khái quát phương pháp xử lý sinh học chất thải rắn, công nghệ sản xuất phân Compost: Quá trình phân hủy vật chất hữu cơ thƣờng diễn ra trong điều kiện hiếu khí aerobic (có oxy), kỵ khí hay yếm khí - anaerobic (không có oxy) nhƣ quá trình phân hủy bùn cặn trong bể phốt và thiếu oxy (anôxic) dƣới sự tham gia của vi sinh vật, đồng thời trong thực tế cũng có các loại vi khuẩn hiếu khí (cần ôxy), kỵ khí (sống không cần có oxy) và anôxic (thiếu oxy) hay còn gọi là vi khuẩn tùy tiện. Đối với CTR hữu cơ, ủ sinh học trong điều kiện hiếu khí để sản xuất phân compost đƣợc xem là hiệu quả nhất [12,14,17]. Các phƣơng pháp ủ sinh học: Ủ sinh học (compost) có thể đƣợc coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để tạo thành các chất mùn, với quy trình sản 10 xuất, thao tác và kiểm soát chặt chẽ các yếu tố nhƣ: nhiệt độ, độ ẩm, hàm lƣợng oxy, tỷ lệ C/N, độ pH, mức độ xáo trộn, thành phần và kích thƣớc vật liệu nhằm tạo ra môi trƣờng tối ƣu đối với quá trình. * Khái quát phương pháp ủ chất thải rắn để thu hồi khí sinh học: Khí sinh học (KSH) là hỗn hợp khí đƣợc sinh ra từ sự phân hủy những chất hữu cơ dƣới tác động của vi khuẩn trong môi trƣờng yếm khí, trong đó thành phần chủ yếu là khí mêtan (CH4). Dùng công nghệ vi sinh để phân hủy rác, thu khí mêtan làm khí đốt chạy máy phát điện, hoặc sử dụng vào mục đích năng lƣợng khác [9,11,14]. 1.1.5. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở Việt Nam 1.1.5.1. Hiện trạng chất thải rắn ở Việt Nam Trong những năm qua lƣợng chất thải rắn (CTR) ở nƣớc ta tăng nhanh, tuy nhiên công tác quản lý và xử lý chƣa theo kịp. Nhiều khu xử lý, bãi chôn lấp CTR lại trở thành những điểm gây ô nhiễm nghiêm trọng, khiến ngƣời dân bức xúc. Nhiều nhà máy, khu xử lý CTR khi đi vào hoạt động luôn gặp sự cố, “đầu ra” (lƣợng chất thải phải chôn lấp, nƣớc thải, khí thải) không đảm bảo. Theo Báo cáo Hiện trạng môi trƣờng Việt Nam 2010 [3]: từ 2003 - 2008 bình quân CTR tăng 150 - 200%; Tổng lƣợng CTR phát sinh ở đô thị (2008) khoảng 35.100 tấn/ngày, ở nông thôn 24.900 tấn/ngày, trong đó CTR công nghiệp khoảng 13.100 tấn/ngày; CTR y tế 490 tấn/ngày. Hiện nay, CTR sinh hoạt đô thị chủ yếu đƣợc “xử lý” bằng chôn lấp. Hiện cả nƣớc có 98 bãi chôn lấp nhƣng chỉ có 16 bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Theo Quyết định 64/2003/QĐ-TTg, cả nƣớc có 52 bãi rác gây ô nhiễm nghiêm trọng và giao cho bộ Xây dựng chủ trì xử lý trong giai đoạn 2003 - 2012, tuy nhiên đến 2011 chỉ mới 20 cơ sở đƣợc chứng nhận hoàn thành khắc phụ ô nhiễm. Gần đây C49 phát hiện nhiều bãi chôn lấp CTR thông thƣờng còn chôn cả CTR nguy hại [3]. 11 Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này nhƣng chủ yếu là do ý thức của ngƣời dân và công nghệ tái chế chất thải của nƣớc ta còn chƣa cao, các khâu trong chu trình tái chế chƣa đồng bộ và chƣa tạo ra các sản phẩm, mặt hàng có giá trị tốt. Trong khi đó nhiều địa phƣơng lựa chọn con đƣờng đi đầu tƣ công nghệ xử lý CTR từ A đến Z, CTR không cần phân loại. Nhiều tỉnh, thành phố áp dụng công nghệ trong nƣớc (Chủ yếu công nghệ Seraphin, An sinh - ASC) nhƣ Nhà máy rác Thủy Phƣơng - Thừa Thiên Huế, Đông Vinh - Thành phố Vinh, Sơn Tây - Hà Nội, Rạch Giá - Kiên Giang, Thanh Hóa - Long An, Củ Chi - Thành phố Hồ Chí Minh,… Một số địa phƣơng khác áp dụng công nghệ ngoại nhập: Nhà máy Phƣớc Hiệp - Thành phố Hồ Chí Minh, Tràng Cát - Hải Phòng, Thanh Liêm - Hà Nam, Hà Tĩnh, Trảng Dài - Đồng Nai…[3] Nhìn chung, công nghệ này xử lý đƣợc rác chƣa qua phân loại, tái chế tạo nguyên liệu hoặc sản phẩm có ích, có hệ thống xử lý nƣớc thải, giám sát môi trƣờng… một số nhà máy xử lý CTR đạt hiệu quả cao. Đặc biệt, công nghệ Seraphin và An Sinh ASC đã đƣợc Chính phủ khuyến khích các địa phƣơng ƣu tiên áp dụng. Tuy nhiên, khối lƣợng rác phải chôn lấp của nhiều nhà máy vẫn chiếm trên 50%, nƣớc rỉ rác và mùi hôi chƣa đƣợc quan tâm xử lý đúng mức, sản phẩm tái chế nhƣ phân compost, gạch, bê tông… chất lƣợng chƣa cao, cạnh tranh kém [3]. 1.1.5.2. Công nghệ tái chế/ thu hồi tài nguyên từ quá trình xử lý Các công nghệ xử lý, tái chế CTR đô thị đang áp dụng ở Việt Nam là: (1) Công nghệ Seraphin; (2) Công nghệ An Sinh - ASC và (3) Công nghệ MBT CD.08 - Công nghệ xử lý rác thải thành nhiên liệu [8]. a. Công nghệ Seraphin Công nghệ Seraphin tái chế chất thải bằng thiết bị cơ khí và áp lực cho 3 dòng sản phẩm: 12
- Xem thêm -