Tài liệu ứng dụng đánh giá vòng đời sản phẩm để nâng cao hiệu quả quản lý chất thải rắn ở hà nội

LƢƠNG THỊ MAI HƢƠNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 62520320-1 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG LƢƠNG THỊ MAI HƢƠNG ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM (LCA) ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trƣờng - Công nghệ Môi trƣờng - Chất thải rắn Mã số: 62520320-1 Hà Nội - Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG LƢƠNG THỊ MAI HƢƠNG ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM (LCA) ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trƣờng - Công nghệ Môi trƣờng – Chất thải rắn Mã số: 62520320-1 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. GS.TS. NGUYỄN THỊ KIM THÁI 2. GS.TS. HUỲNH TRUNG HẢI Hà Nội - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án Tiến sĩ khoa học “Ứng dụng đánh giá Vòng đời sản phẩm để nâng cao hiệu quả quản lý chất thải rắn ở Hà Nội” là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Các thông tin, số liệu được sử dụng trong luận án này hoàn toàn trung thực và chính xác. Tất cả những sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Lƣơng Thị Mai Hƣơng i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban lãnh đạo và các đồng nghiệp ở Công ty TNHH MTV Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Khoa Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Khoa Kỹ thuật Môi trường, Bộ môn Công nghệ Môi trường Chất thải rắn - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã đào tạo, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Nguyễn Thị Kim TháiTrường Đại học Xây dựng đã tận tình đào tạo, hướng dẫn tôi hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Huỳnh Trung Hải - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình đào tạo, hướng dẫn tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Giáo sư Masaru Tanaka - Trường Đại học Tottori Nhật Bản; Giáo sư Takeshi Fujiwara - Trường Đại học Okayama Nhật Bản; Tiến sỹ Kosuke Kawai - Viện nghiên cứu Môi trường quốc gia Nhật Bản, Th.s Ngô Thị Lan Phương - Trường Đại học Tsukuba Nhật Bản đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, chia sẻ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp trong nước và nước ngoài, đối tác nước ngoài trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Tác giả luận án Lƣơng Thị Mai Hƣơng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... vi ................................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU......................................................................................................................... 6 1.1. Các khái niệm ...................................................................................................6 1.2. Tổng quan về quản lý chất thải rắn đô thị trên thế giới ...................................9 1.2.2. Cách thức quản lý....................................................................................13 1.2.3. Chiến lược quản lý và hệ thống pháp lý .................................................14 1.3. Tổng quan về quản lý chất thải rắn đô thị tại Việt Nam ................................15 1.3.1. Hoạt động quản lý chất thải rắn đô thị ....................................................15 1.3.2. Cách thức quả ...................................................................................18 1.3.3. Các văn bản đã ban hành trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn ...............20 1.4. Đánh giá về hoạt động quản lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam ....................25 1.5 Tổng quan về quản lý chất thải rắn đô thị thành phố Hà Nội .........................27 1.5.1. Các điều kiện, tự nhiên và xã hội của Thành phố Hà Nội ..........................27 1.5.1.1. Các điều kiện tự nhiên..........................................................................27 1.5.1.2. Các điều kiện xã hội .............................................................................30 1.5.2. Hiện trạng công tác quản lý chất thải rắn ở Hà Nội ....................................32 1.5.2.1 Tình hình phát sinh, thu gom, vận chuyển và thành phần chất thải rắ ...........................................................................................................................32 1.5.2.2. Các phương pháp xử lý ........................................................................34 1.5.2.3. Tổng quan về Khu Liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn – Hà Nội........35 1.5.3. Tóm tắt nội dung Quy hoạch xử lý chất thải rắn Thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (phần chất thải rắn sinh hoạt) .......................37 1.5.3.1. Định hướng ..........................................................................................37 1.5.3.2. Các mục tiêu .........................................................................................39 iii CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI (LCA) TRONG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ CÁC KỊCH BẢN ỨNG DỤNG LCA CHO QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở HÀ NỘI...................................................................... 46 2.1. Cơ sở lý thuyết về đánh giá vòng đời (Life Cycle Assessment - LCA) ........46 2.1.1. Khái niệm chung về Đánh giá vòng đời (LCA) ......................................46 2.1.2. Các nghiên cứu về LCA trên thế giới và Việt Nam ................................50 2.1.3. Ưu điểm và hạn chế của LCA .................................................................53 2.2. Cơ chế áp dụng đánh giá vòng đời trong quản lý chất thải rắn đô thị ...........55 2.2.1. Đánh giá vòng đời trong Quản lý chất thải .............................................55 2.2.2. Ứng dụng LCA cho các mô hình xử lý chất thải rắn ..............................56 2.2.3. Công nghệ tích hợp tại các khu xử lý chất thải rắn tập trung (Khu liên hợp xử lý chất thải rắn) .....................................................................................72 2.2.4. So sánh các phương án ............................................................................75 2.3. Mô hình kiểm kê vòng đời sản phẩm ứng dụng cho quản lý chất thải rắn (IWM-2) ................................................................................................................76 2.3.1. Giới thiệu chung về Mô hình IWM-2 .....................................................76 2.3.2. Mục đích xây dựng Mô hình ...................................................................78 ..........................................78 ..................................................................79 2.3.5. Ranh giới hệ thống của mô hình .............................................................81 2.3.6. Sự phát triển và ứng dụng của mô hình ..................................................82 2.4. Xây dựng các kịch bản xử lý chất thải rắn cho 3 vùng của Hà Nội theo Quy hoạch xử lý chất thải rắn Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050..........................85 2.4.1. Mô tả các kịch bản ..................................................................................86 2.4.2. Các trường hợp xây dựng kịch bản .........................................................92 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN....................................................................... 94 3.1. Kết quả ...........................................................................................................94 3.1.1. Kết quả của ba kịch bản xử lý cho ba vùng Hà Nội năm 2020 ...............94 3.1.2. Kết quả của ba kịch bản xử lý cho ba vùng Hà Nội năm 2030.............109 3.1.3. Kết quả của ba kịch bản xử lý cho Nam Sơn năm 2014 .......................123 iv 3.2. Bàn luận về kết quả nghiên cứu ...................................................................127 3.2.1. So sánh các kịch bản .............................................................................127 3.2.2. Đánh giá về việc áp dụng mô hình IWM2 trong việc xây dựng và so sánh các kịch bản cho các vùng mục tiêu. ......................................................142 3.2.3. Tiềm năng ứng dụng mô hình IWM2 trong quản lý chất thải rắn theo cách tiếp cận LCA ...........................................................................................145 KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 147 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ...................................................................... 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 151 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT LCA (Life Cycle Asessement): Đánh giá vòng đời sản phẩm BVMT: Bảo vệ môi trường URENCO: Công ty Môi trường đô thị BXD: Bộ Xây Dựng BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường BTC: Bộ Tai chính BCT: Bộ Công Thương BKHĐT: Bộ Kế hoạch và Đầu tư BTC: Bộ Tài Chính BKHCN: Bộ Khoa học và Công nghệ UBND: Ủy ban Nhân dân JICA: Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản IWM: Mô hình Quản lý Tổng hợp chất thải CTR: Chất thải rắn QLCTR: Quản lý chất thải rắn XLCTR: Xử lý chất thải rắn TP: Thành phố CH XHCN: Cộng hòa xã hội chủ nghĩa TT: Thông tư CSXL: Cơ sở xử lý GRDP: Tổng sản phẩm trên địa bàn KHHGĐ: Kế hoạch hóa gia đình EM: Ví sinh vật hữu hiệu TNHH MTV MTĐT: Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên môi trường đô thị NEDO: Tổ chức Phát triển công nghiệp năng lượng mới Nhật Bản vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tỷ lệ chất thải rắn được xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một số nước trên thế giới [40] ...................................................................................................................... 10 Bảng 1.2. Khối lượng chất thải rắn đô thị phát sinh các năm 2005–2015 ......................... 16 Bảng 1.3. Quy hoạch các cơ sở XLCRT vùng tỉnh, liên tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ đến năm 2030 [12] ........................................................................................... 23 Bảng 1.4. 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[9]................................................................................... 33 Bảng 1.5. Các mục tiêu quản lý chất thải rắn sinh hoạt ....................................................... 39 Bảng 1.6. Dự báo dân số Hà Nội ........................................................................................... 40 Bảng 1.7. Tỷ lệ phát sinh và thu gom chất thải rắn sinh hoạt ............................................. 40 Bảng 1.8. Thành phần chất thải sinh hoạt ............................................................................. 41 Bảng 1.9. Lượng phát sinh, thu gom và xử lý chất thải ....................................................... 43 Bảng 1.10. Bảng tổng hợp các cơ sở xử lý chất thải rắn theo Quy hoạch [15] ................. 44 Bảng 1.11. Tổng chi phí Quản lý chất thải rắn sinh hoạt [15] ............................................ 45 Bảng 2.1. Khối lượng phần tử và tỷ trọng của các khí trong bãi rác vệ sinh ở điều kiện chuẩn (oC, 1 atm) [13] ............................................................................................................. 59 Bảng 2.4. Các mô hình ứng dụng cho quản lý chất thải rắn trên thế giới .......................... 84 Bảng 2.5. Dự báo khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh và thu gom vùng I giai đoạn 2030 ................................................................................................................................. 86 Bảng 2.6. Thành phần lý học của chất thải rắn sinh hoạt .................................................... 87 Bảng 2.7. Thành phần lý học chất thải rắn thương mại ....................................................... 87 Bảng 2.8. Thành phần khối lượng chất thải rắn có khả năng thu hồi của vùng 1 ............. 89 Bảng 2.9. Thành phần chất thải đầu vào của quá trình xử lý sinh học ............................... 90 Bảng 2.10. Thành phần khối lượng chất thải rắn chôn lấp Vùng I..................................... 90 Bảng 2.12. Dữ liệu quá trình đốt Vùng I............................................................................... 92 Bảng 2.13. Thành phần khối lượng chôn lấp rác thải Vùng I ............................................. 92 Bảng 2.14: Tổng hợp các kịch bản được xây dựng ................................................. 94 vii Bảng 3.1. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng của Vùng I, Kịch bản 1 .................... 94 Bảng 3.2. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng I, Kịch bản 1 ............................ 95 Bảng 3.3. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng của Vùng I, Kịch bản 2 .................... 96 Bảng 3.4. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng I, Kịch bản 2 ............................ 97 Bảng 3.5. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng I, Kịch bản 3 ..................... 98 Bảng 3.6. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng I, Kịch bản 3 ............................ 99 Bảng 3.7. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, Kịch bản 1 .................... 99 Bảng 3.8. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, Kịch bản 1 ......................... 100 Bảng 3.9. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, Kịch bản 2 .................. 101 Bảng 3.10. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, Kịch bản 2....................... 102 Bảng 3.11. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, Kịch bản 3................ 103 Bảng 3.12. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, Kịch bản 3....................... 104 Bảng 3.13. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng III, Kịch bản 1 .............. 104 Bảng 3.14. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 1 ..................... 105 ất thải rắn Vùng III, Kịch Bả bản 2........................................................................................................................................ 106 Bảng 3.16. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 2 ..................... 107 Bảng 3.17. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng III, Kịch bản 3 .............. 108 Bảng 3.18. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 3 ..................... 108 Bảng 3.19. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng I, Kịch bản 1 ................. 109 Bảng 3.21. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng I, Kịch bản 2 ................. 110 Bảng 3.22. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng I, Kịch bản 2 ........................ 111 Bảng 3.23. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng I, Kịch bản 3 .......... 112 Bảng 3.24. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng I, Kịch bản 3 ........................ 113 Bảng 3.25. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, Kịch bản 1................ 113 Bảng 3.26. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, kịch bản 1........................ 114 Bảng 3.27. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, kịch bản 2................. 115 Bảng 3.28. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, Kịch bản 2....................... 116 Bảng 3.29. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng II, kịch bản 3................. 116 viii Bảng 3.30. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng II, Kịch bản 3....................... 117 Bảng 3.31. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng III, Kịch bản 1 .............. 118 Bảng 3.32. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 1 ..................... 119 Bảng 3.33. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng III, Kịch bản 2 .............. 119 Bảng 3.34. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 2 ..................... 120 Bảng 3.35. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaVùng III, Kịch bản 3 ....... 121 Bảng 3.36. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Vùng III, Kịch bản 3 ..................... 122 Bảng 3.37. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng của Nam Sơn, Kịch bản 1............ 123 Bảng 3.38. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Nam Sơn, Kịch bản 1.................... 124 Bảng 3.39. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng của Nam Sơn, Kịch bản 2............ 124 Bảng 3.40. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Nam Sơn, Kịch bản 2.................... 125 Bảng 3.41. Khối lượng chất thải chôn lấp cuối cùng củaNam Sơn, Kịch bản 3............. 126 Bảng 3.42. Chi phí các quá trình xử lý chất thải rắn Nam Sơn, Kịch bản 3.................... 127 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ 1.1. Hợp phần chức năng của hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị [8] .................. 7 1.2. Sơ đồ hệ thống tổ chức quản lý CTR cấp trung ương ...................................... 18 Hình 1.3. Biểu đồ diễn biến lượng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt [3] ......................... 33 Hình 1.5. Phân luồng chất thải năm 2020 [44] ..................................................................... 42 Hình 1.6. Phân luồng chất thải năm 2030 [44] ..................................................................... 42 Hình 2.1. Các giai đoạn có thể có trong vòng đời sản phẩm được xem xét trong một vòng đời và các đầu vào, đầu ra điển hình[30]............................................................................... 48 Hình 2.2. Các giai đoạn đánh giá vòng đời [32]................................................................... 50 Hình 2.3. Vị trí của LCA trong cơ cấu quản lý môi trường[29] ......................................... 54 Hình 2.6. Các ranh giới hệ thống của quá trình chôn lấp sau xử lý.................................... 59 Hình 2.7. Tỷ lệ tạo ra khí khác nhau qua các vòng đời hoạt động của một bãi chôn lấp (ước tính từ các thí nghiệm tỷ lệ ở phòng thí nghiệm) [29] ................................................ 62 Hình 2.9. Sơ đồ mô hình ủ hiếu khí ....................................................................................... 67 Hình 2.10. Nội dung kiểm kê vòng đời của quá trình xử lý sinh học ................................ 69 Hình 2.11. Nội dung kiểm kê vòng đời của quá trình phân hủy kỵ khí [29] ..................... 71 Hình 2.12. Các hợp phần của 1 hệ thống quản lý tổng hợp chất thải rắn [29] .................. 72 Hình 2.13. Ranh giới hệ thống và đầu vào, đầu ra của kiểm kê vòng đời chất thải rắn sinh hoạt [29].................................................................................................................................... 73 Hình 2.14. Hệ thống tích hợp gồm công nghệ tái chế + ủ sinh học + chôn lấp ................ 74 Hình 2.15. Nội dung kiểm kê quá trìnhxử lý tái chế nhiên liệu + sinh học ....................... 74 Hình 2.16. Nội dung kiểm kê quá trình xử lý sinh học........................................................ 75 Hình 2.17. Ví dụ về kết quả chạy mô hình IWM2 cho dòng luân chuyển chất thải......... 79 Hình 2.18. Ví dụ về việc khai báo dữ liệu cho mô hình ...................................................... 80 Hình 2.19. Đầu vào, đầu ra của quá trình xử lý sinh học .................................................... 88 Hình 3.1. Dòng luân chuyển vật chất Vùng I, kịch bản 1 ................................................... 95 Hình 3.2. Dòng luân chuyển vật chất Vùng I, kịch bản 2 ................................................... 97 Hình 3.3. Dòng luân chuyển vật chất Vùng I, kịch bản 3 ................................................... 99 Hình 3.4. Dòng luân chuyển vật chất Vùng II, kịch bản 1 ................................................ 100 x Hình 3.5. Dòng luân chuyển vật chất Vùng II, kịch bản 2 ................................................ 102 Hình 3.6. Dòng luân chuyển vật chất Vùng II, kịch bản 3 ................................................ 103 Hình 3.7. Dòng luân chuyển vật chất Vùng III, kịch bản 1............................................... 105 Hình 3.8. Dòng luân chuyển vật chất Vùng III, kịch bản 2............................................... 107 Hình 3.9. Dòng luân chuyển vật chất Vùng III, kịch bản 3............................................... 108 Hình 3.11. Dòng luân chuyển vật chất Vùng I, kịch bản 2 ............................................... 111 Hình 3.13. Dòng luân chuyển vật chất Vùng II, kịch bản 1 .............................................. 114 Hình 3.15. Dòng luân chuyển vật chất Vùng II, kịch bản 3 .............................................. 117 Hình 3.17. Dòng luân chuyển vật chất Vùng III, kịch bản 2 ............................................ 120 Hình 3.19. Dòng luân chuyển vật chất Nam Sơn, kịch bản 1 ........................................... 123 Hình 3.21. Dòng luân chuyển vật chất Nam Sơn, kịch bản 3 ........................................... 126 Hình 3.22. So sánh chi phí xử lý chất thải Vùng I giữa 3 Kịch bản ................................. 128 Hình 3.23. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng I giữa 3 Kịch bản ............................... 129 Hình 3.24. So sánh chỉ số CH4 Vùng I giữa 3 kịch bản..................................................... 129 Hình 3.25. So sánh chi phí xử lý chất thải Vùng II giữa 3 Kịch bản................................ 130 Hình 3.26. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng II giữa 3 Kịch bản .............................. 131 Hình 3.28. So sánh chi phí xử lý chất thải Vùng III giữa 3 kịch bản ............................... 132 Hình 3.29. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng III giữa 3 kịch bản.............................. 133 Hình 3.32. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng I giữa 3 Kịch bản ............................... 136 Hình 3.33. So sánh chi phí xử lý chất thải Vùng II giữa 3 Kịch bản................................ 137 Hình 3.34. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng II giữa 3 Kịch bản .............................. 138 Hình 3.35. So sánh chi phí xử lý chất thải Vùng III giữa 3 kịch bản ............................... 139 Hình 3.36. So sánh chất thải rắn cuối cùng Vùng III giữa 3 kịch bản.............................. 140 Hình 3.37. So sánh chi phí xử lý chất thải Nam Sơn giữa 3 kịch bản.............................. 141 Hình 3.38. So sánh chất thải rắn cuối cùng Nam Sơn giữa 3 kịch bản ............................ 142 xi Theo báo cáo của Bộ Xây Dựng [16], tính đến năm 2015, cả nước có 787 đô thị, trong đó có 2 đô thị loại đặc biệt, 16 đô thị loại một, 24 đô thị loại hai, 42 đô thị loại ba, 75 đô thị loại bốn, và 628 đô thị loại năm. Song song với quá trình phát triển kinh tế, gia tăng dân số và đô thị hóa là sự gia tăng khối lượng chất thải. Theo số liệu thống kê, tính đến năm 2014, lượng chất thải rắn phát sinh trên cả nước lên tới 61.000 tấn/ngày, trong đó khu vực đô thị là 30.000-31.000 tấn/ngày, với tỷ lệ gia tăng trung bình 7,5%/năm, đến năm 2020 sẽ là 39,9 triệu tấn/năm. Đây là một thách thức lớn trong công tác bảo vệ môi trường ở nước ta [15]. Các biện pháp xử lý chất thải rắn đô thị hiện chủ yếu tập trung vào 3 loại hình công nghệ chính là: Chôn lấp, sản xuất phân vi sinh và đốt. Đến cuối năm 2014, cả nước có 26 nhà máy xử lý chất thải rắn, tập trung hoạt động tại một số đô thị, trong đó có 3 nhà máy sử dụng công nghệ đốt, 3 nhà máy sử dụng kết hợp cả đốt và sản xuất phân compost. Các nhà máy còn lại sử dụng công nghệ sản xuất phân compost kết hợp chôn lấp đã được đầu tư xây dựng và đi vào vận hành, với tổng công suất xử lý theo thiết kế khoảng 6.000 tấn/ngày [45]. Toàn quốc có 458 bãi chôn lấp (quy mô trên 1ha) với tổng diện tích khoảng 1.813,5 ha trong số này có 121 bãi chôn lấp hợp vệ sinh với diện tích khoảng 977,3ha [45]. Thủ đô Hà Nội là một trong các thành phố của Việt Nam hiện đang gặp nhiều vấn đề về vệ sinh môi trường và một trong những nguyên nhân là do lượng chất thải rắn sinh hoạt không ngừng gia tăng trong những năm gần đây. Phương pháp chính để xử lý rác thải sinh hoạt ở Hà Nội hiện nay là chôn lấp hợp vệ sinh. Tuy nhiên, quỹ đất dành cho chôn lấp ở Hà Nội có hạn, lượng rác thải phát sinh lại ngày càng gia tăng nhanh chóng (khoảng 10%/năm) đã tạo nên sức ép cho các nhà quản lý đô thị â hiệu quả, thành phố chưa có nhà máy đốt rác thải sinh 1 hoạt quy mô lớn với công nghệ hiện đại, do vậy phương pháp xử lý chính vẫn là chôn lấp hợp vệ sinh. Hướng tới một đô thị phát triển bền vững, các nhà quản lý đô thị của Hà Nội cần thiết phải đưa ra được các mô hình quản lý chất thải rắn cân bằng giữa hiệu quả về môi trường, hợp lý về kinh tế, phù hợp với điều kiện cơ sở hạ tầng của thành phố và được xã hội chấp nhận nhằm đảm bảo chất lượng cuộc sống hiện tại và cho các thế hệ không đơn giản Ứng dụng đánh giá Vòng đời sản phẩm để nâng cao hiệu quả quản lý chất thải rắn ở Hà ứ Nộ ản lý chất thải rắ . - ủa thành xử phố dựa trên Quy hoạch xử lý chất thải rắn Thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. Mục tiêu nghiên cứu: - Ứng dụng mô hình phân tích chu trình sản phẩm (Life Cycle Assessment - LCA) nhằm định lượng hóa các mô hình xử lý chất thải rắn cho Thành phố Hà Nội phù hợp với quy hoạch xử lý chất thải rắn thủ đô đã được phê duyệt. - Đưa ra được các kịch bản và quy mô với loại hình công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp với các vùng theo quy hoạch. - Lựa chọn mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp cho một khu xử lý điển hình của Hà Nội thông qua áp dụng mô hình LCA. 2 ạt đô thị không bao gồm thành phần nguy hại. - : Ba vùng của Thành phố theo phân chia tại Quy hoạch xử lý chất thải rắn Thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 và Khu Liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, khu xử lý chất thải rắn tập trung lớn nhất của thành phố Hà Nội hiện nay. 4. Nội dung u - Nghiên cứu tổng quan về LCA và công tác quản lý chất thải rắn. - Ứng dụng mô hình phân tích chu trình sản phẩm (Life Cycle Assessment - LCA) nhằm định lượng hóa các mô hình xử lý chất thải rắn cho Thành phố Hà Nội phù hợp với quy hoạch xử lý chất thải rắn thủ đô đã được phê duyệt. - Xây dựng các kịch bản với loại hình công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp với các vùng theo quy hoạch, từ đó lựa chọn kịch bản xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp cho Hà Nội theo hướng tiếp cận LCA. - Phương pháp thu thập số liệu, kế thừa: ổng hợp các tài liệu, số liệu từ các kết quả đã nghiên cứu trước đây ở trong và ngoài nước liên quan đế . Các dữ liệu giới hạn từ năm 2010 đến nay để đảm bảo tính cập nhật và thông tin không quá lỗi thời. Tuy nhiên, do hạn chế về một nguồn dữ liệu thống nhất do yếu tố khách quan nên một số số liệu có sự chênh lệch nhỏ nhưng không ảnh hưởng đến các kết quả tính toán quan trọng cuối cùng. Các thông tin sẽ được xem xét lựa chọn để làm dữ liệu cần thiết cho đề tài. ực tế: Trên cơ sở thông tin ban đầu về hiện trạng quản lý - chất thải rắn, tiến hành khảo sát thực tế, quan sát và phỏng vấn, từ đó đánh giá và cập nhật các tài liệu - án. Phương pháp thống kê: Trên cơ sở thu thập số liệu, các thông tin về điều kiện tự nhiên, khí tượng thủy văn, tình hình phát triển kinh tế xã hội, đặc điểm hạ tầng 3 ội sẽ được tập kỹ thuật và hiện trạng quản lý chất thải rắ hợp và thống kê. - Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia: Trao đổi, tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn, các thầ án. - Phương pháp mô hình hóa: Trên cơ sở của các số liệu phân tích, ứng dụng Mô hình IWM-2 (Intergrated Waste Management-2) – Mô hình Quản lý Chất thải tổng hợp để lựa chọn kịch bản phù hợp với điều kiện cụ thể của Hà Nội. - Phương pháp phân tích, so sánh: Ứng dụng LCA để tính toán và đánh giá các kịch bản đề xuất cho xử lý CTR cho các vùng của Hà Nội bắt buộc phải tính toán, phân tích các yếu tố đầu vào và dựa trên các kết quả đầu ra thông qua mô hình, phương pháp so sánh được sử dụng để lựa chọn được kịch bản tối ưu. - Bổ sung được cơ sở lý thuyết về phương pháp tính toán phân tích hiệu quả hoạt động của một hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị; - Lần đầu tiên các kịch bản xử lý chất thải rắn được định lượng hóa cụ thể để làm cơ sở cho các cơ quan chức năng nhà nước cân nhắc, đưa ra quyết định phù hợp; - Luận án đã đề xuất được quy mô và loại hình công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt theo các giai đoạn phát triển của thành phố trên cơ sở của các số liệu phân tích từ mô hình “Kiểm kê vòng đời sản phẩm ứng dụng cho quản lý chất thải rắn (IWM-2)”; - Luận án đã đưa ra phương pháp đánh giá đa mục tiêu bao gồm nhiều khía cạnh dựa trên các điều kiện thực tế của khu vực nghiên cứu; - Đã đưa ra được mô hình xử lý phù hợp cho một khu xử lý điển hình của thành phố. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu - Các nội dung nghiên cứu của luận án có thể góp phần bổ sung các kiến thức chuyên ngành trong các môn học có liên quan của Bộ môn Công nghệ & Quản lý Môi trường - Trường Đại học Xây dựng; 4 - Luận án có thể góp phần giải quyết được các vấn đề khó khăn, thách thức trong công tác xử lý chất thải ở thành phố Hà Nội; - Luận án có thể góp phần xây dựng được luận cứ cho các chương trình phát triển kinh tế-xã hội của thành phố. 8. Kết cấu của luận án Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, mục lục, tài liệu tham khảo, danh mục công trình công bố và phụ lục, nội dung chính của luận án gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan về quản lý chất thải rắn và khu vực nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết về đánh giá vòng đời (LCA) trong quản lý chất thải rắn và các kịch bản ứng dụng LCA cho quản lý chất thải rắn ở Hà Nội. Chương 3: Kết quả và bàn luận 5 CHƢƠNG 1 VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Các khái niệm Chất thải: Điều 3 - mục 12 Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 định nghĩa "Chất thải là vật chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác". Theo đó, Nghị định 38/2015/NĐ-CP ngày 24 tháng 4 năm 2015 của Chính phủ định nghĩa “Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc sệt (còn gọi là bùn thải) được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác”. Chất thải rắn sinh hoạt (còn gọi là rác sinh hoạt) là chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt thường ngày của con người. Cũng theo Nghị định này, quản lý chất thải bao gồm chất thải nguy hại, chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp thông thường, sản phẩm thải lỏng, nước thải, khí thải công nghiệp và các chất thải đặc thù khác; Ngoài định nghĩa chung về chất thải rắn, các nước trên thế giới còn đưa ra định nghĩa về chất thải rắn đô thị theo đó chất thải rắn đô thị là tất cả các loại chất thải rắn phát sinh từ các nguồn dân cư, thương mại và công nghiệp, từ các hoạt động xây dựng, phá dỡ… mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị. Chất thải rắn đô thị được xã hội nhìn nhận như một dạng vật chất mà các đô thị phải có trách nhiệm thu gom, vận chuyển, xử lý và đổ thải. Theo quan niệm này, chất thải rắn đô thị có các đặc trưng sau:  Bị thải bỏ trong khu vực đô thị  Thành phố có trách nhiệm thu gom và xử lý Theo các thống kê hiện nay, khối lượng chất thải rắn ở các khu vực đô thị đang gia tăng nhanh chóng về cả khối lượng lẫn thành phần, tuy nhiên do việc hình thành bộ máy quản lý chưa đầy đủ và toàn diện đã đẫn đến việc quản lý manh mún trên từng địa bàn; bãi chôn lấp chất thải được phân bố khắp nơi, gây hậu quả ô nhiễm ở nhiều địa bàn trong cả nước. Thêm vào đó, chính quyền các địa phương chưa có tầm nhìn chiến lược. Chính vì quan niệm đô thị là đơn vị chịu trách nhiệm 6 thu gom và tiêu hủy chất thải rắn trong đô thị của mình nên mô hình quản lý chất thải rắn phổ biến là mô hình quản lý chất thải rắn theo từng đô thị, chưa có sự liên kết ở các vùng miền. Ở Việt Nam hiện chưa có định nghĩa về chất thải rắn đô thị. Quản lý chất thải rắn là tổng hợp các quá trình quản lý từ khâu thu hồi, phân loại tại nguồn, thu gom, vận chuyển đến khâu xử lý và cuối cùng là tiêu hủy. Sơ đồ tổng thể của một hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị hoàn chỉnh thường bao gồm 6 hợp phần chức năng như được minh hoạ ở hình 1.1. Trung chuyển (4) Gom, nhặt, tách và lƣu giữ tại nguồn (2) Vận chuyển Thu gom (3) Tách, xử lý và Chế biến (5) Nguồn phát sinh (1) Nguồn phát sinh chất thải rắn Chôn lấp / Đổ thải cuối cùng (6) 1.1. Hợp phần chức năng của hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị [8] Phân loại chất thải rắn tại nguồn: Việc phân loại chất thải rắn tại nguồn tùy thuộc vào chính sách tái chế chất thải và nguồn lợi thu được. Nhà nước cần có chính sách về thu gom, tái chế chất thải có ưu đãi về giá nhằm khuyến khích việc phân 7