Nghiên cứu tiềm năng khai thác năng lượng tái tạo từ rác ở huyện thanh oai, hà nội

Nghiên cứu tiềm năng khai thác năng lượng
tái tạo từ rác ở huyện Thanh Oai, Hà Nội


Bùi Thị Thanh May


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS. ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải
Năm bảo vệ: 2012


Abstract. Xác định hiện trạng, thành phần, đặc điểm và tính khối lượng CTR (rác
thải sinh hoạt, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp) trên địa bàn huyện Thanh
Oai. Xác định nhiệt trị của một số chất thải rắn đặc trưng tại huyện Thanh Oai. Đánh
giá và dự báo tiềm năng khai thác năng lượng tái tạo từ rác ở huyện Thanh Oai.

Keywords. Khoa học môi trường; Bảo vệ môi trường; Năng lượng tái tạo; Rác thải


Content
MỞ ĐẦU
Việc sử dụng năng lượng đã tăng mạnh trong thời gian qua cùng quá trình công
nghiệp hóa, hiện đại hóa của các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam. Trong khi đó
các nguồn năng lượng truyền thống (thủy điện, than đá, dầu mỏ ) lại ngày càng khan hiếm.
Việc gia tăng nhu cầu sử dụng năng lượng và sự phụ thuộc quá nhiều vào năng lượng hóa
thạch dẫn đến nảy sinh nhưng vấn đề sau đây:
Nguy cơ cạn kiệt nguồn nguyên liệu hóa thạch;
Gia tăng sự phát thải các khí nhà kính từ việc đốt các nguyên liệu hóa thạch trong các
hoạt động phát triển, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường sống.

Gây bất ổn về an ninh năng lượng, ảnh hướng đến đời sống cũng như sự phát triển
bền vững.
Những tiến bộ của khoa học và công nghệ của nhân loại đang đặt ra cho các nước trên
thế giới phải quan tâm đến việc sản xuất và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) và
quan tâm đến bảo vệ môi trường.
Vấn nạn rác thải đang là mối lo mà tất cả các nước đều phải quan tâm, không có nơi
chôn lấp, rác thải không được xử lý gây ô nhiễm môi trường.
Do đó, việc đưa vào nghiên cứu và đưa ra phương án hợp lý để tận dụng các nguồn
nhiên liệu tái tạo, tận thu năng lượng từ rác thải, chất thải nông nghiệp vừa giải quyết được
vấn đề môi trường đang bức xúc vừa có năng lượng để phục cho các nhu cầu sinh hoạt và sản
xuất của người dân.
Thanh Oai là một huyện ngoại thành của thành phố Hà Nội, thuận lợi cho việc phát
triển kinh tế, đang trong quá trình đô thị hóa mạnh. Vì vậy lượng rác thải phát sinh hàng ngày
khá lớn. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một công trình nghiên cứu nào đánh giá một
cách cụ thể về số lượng, thành phần, đặc biệt là những tiềm năng năng lượng từ rác này để có
phương án đầu tư và sử dụng chúng một cách hợp lý, hiệu quả và giảm gây ô nhiễm môi
trường
Xuất phát từ lý do trên, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tiềm năng khai thác
năng lượng tái tạo từ rác ở huyện Thanh Oai, Hà Nội” nhằm đánh giá hiện trạng phát sinh
rác thải và tiềm năng năng lượng từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh Oai trên cơ sở các
phương án công nghệ sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng này.
Nội dung nghiên cứu
- Xác định hiện trạng, thành phần, đặc điểm và tính khối lượng CTR (rác thải sinh
hoạt, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp) trên địa bàn huyện Thanh Oai.
- Xác định nhiệt trị của một số chất thải rắn đặc trưng tại huyện Thanh Oai.
- Đánh giá và dự báo tiềm năng khai thác năng lượng tái tạo từ rác ở huyện Thanh
Oai


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Khái quát chung
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo trên thế giới
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam
1.4. Công nghệ tận thu năng lƣợng từ rác
1.4.1. Biến đổi sinh hóa
1.4.2. Biến đổi nhiệt hóa
1.4.2.1. Phương pháp đốt trực tiếp khối rác
1.4.2.2. Tạo dạng nhiên liệu giàu năng lượng
1.4.2.3. Khí hóa
1.4.2.4. Nhiệt phân
1.4.3. Thu hồi khí mêtan (CH
4
) từ các bãi rác cũ


CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Vị trí địa lý
2.1.2. Điều kiện tự nhiên
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu thứ cấp
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
2.2.3.Phương pháp phỏng vấn qua phiếu câu hỏi
2.2.4. Phương pháp dự báo


CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Hiện trạng phát sinh chất thải rắn
3.1.1. Rác thải sinh hoạt
Thanh Oai có tổng diện tích đất tự nhiên là 12.381,5 ha. Toàn huyện có 21 xã, thị trấn

với 46.750 hộ, có 182.752 người (trong đó khoảng 10.000 đi làm ăn xa ở nơi khác). 163
thôn, xóm, cụm dân cư. Có 17 chợ lớn họp theo phiên và nhiều chợ tạm ở các thôn, xóm.
Với tình hình phát triển kinh tế như hiện nay, rác thải sinh hoạt chiếm tỷ trọng lớn
nhất, hàng ngày lượng rác thải phát sinh vào khoảng 69 tấn/ngày đêm (lượng phát thải bình
quân hàng ngày là 0,4 kg/người/ngày). Do mật độ dân số giữa các xã, thị trấn trong huyện là
không đồng đều nên khối lượng và thành phần rác thải ở mỗi xã, thị trấn cũng khác nhau.
Từ năm 2009 tới nay, tại các điểm dân cư đã có đội thu gom rác thải. Đơn vị duy trì
vệ sinh môi trường trên địa bàn huyện thường xuyên thu gom và vận chuyển lên nhà máy
Sepharin Sơn Tây để xử lý. Tuy nhiên, do lượng chất thải được vận chuyển đi xử lý bị hạn
chế về số lượng và còn một số lượng rác tồn lớn trong khu dân cư phát sinh từ nhiều năm về
trước chưa được xử lý triệt để.
Tại nhiều khu vực các điểm đổ thải được đặt xa khu dân cư cũng đã giảm thiểu các
tác động tới sức khoẻ cộng đồng. Tuy nhiên các biện pháp xử lý còn thiếu an toàn, cụ thể
như:
+ Các bãi đổ rác không được xây dựng hợp vệ sinh mà đơn thuần chỉ đổ rác vào khu
vực đồng trũng, nước rỉ rác sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước.
+ Rác thải được xử lý bằng phương pháp đốt cháy cùng với dầu diezen, tuy sẽ giảm
thiểu khối lượng rác cần chôn lấp nhưng lại gây ô nhiễm môi trường không khí do khí thải
phát sinh từ quá trình đốt
Qua điều tra khảo sát bằng bảng hỏi và phóng vấn trực tiếp, tác giả chia các xã trên
địa bàn thành 3 nhóm với 3 mức thang: thấp, trung bình, khá.
Mức sống tỷ lệ thuận với mức tiêu thụ tài nguyên và xả thải. Vì vậy, với mỗi nhóm,
lấy điển hình 1 xã tiến hành khảo sát thành phần rác thải.
Nhóm 1: gồm các xã: Thanh Mai, Kim An, Kim Thư, Đỗ Động, Xuân Dương.
Nhóm 2: gồm các xã: Cao Viên, Thanh Cao, Tam Hưng, Mỹ Hưng, Thanh Văn, Cao
Dương, Hồng Dương, Tân Ước, Liên Châu, TT Kim Bài.
Nhóm 3: gồm các xã: Bích Hòa, Bình Minh, Thanh Thùy, Phương Trung, Dân Hòa.

Bảng 3.2. Lƣợng rác thải phát sinh của các nhóm dân cƣ

Số dân
Lƣợng rác thải phát sinh
(Kg/ngày)
Nhóm 1
26.069
10.427,6
Nhóm 2
89.501
35.800
Nhóm 3
57.682
23.073

Bảng 3.4. Tổng thành phần lƣợng rác thải sinh hoạt trên địa bàn (tấn/ngày)

Chất
thải
thực
phẩm
Giấy
catton
Nhựa
Nilon
Vải
vụn
Lá
cây
cỏ
Gỗ
mùn

cƣa
Cao
su

Khác
Thành
phần
không
cháy
Nhóm 1
1,41
0,39
1,23
0,51
0,24
0,58
0,15
3,3

2,62
Nhóm 2
4,63
1,17
3,87
1,49
0,59
0,86
0,35
11,47

11,37
Nhóm 3
3,88
0,80
2,06
0,83
0,46
0,85
0,40
5,79

8
Tổng
9,92
2,36
7,15
2,83
1,29
2,30
0,90
20,56
21,99

Nếu tính trung bình mỗi hộ gia đình có khoảng 4 chiếc chăn và bình quân mỗi chiếc
chăn, đệm nặng khoảng 5kg và tuổi thọ của mỗi chiếc chăn, đệm khoảng 10 năm.

Bảng 3.5. Lƣợng thải đầu ra của chăn đệm (kg/ngày)
Năm
2006
2007

2008
2009
2010
2011
Số hộ
42099
42217
44174
46177
46750
49798
Số chăn đệm
168.396
168.868
176.696
184.708
187.000
199.192
Khối lƣợng
841.980
844.340
883.480
923.540
935.000
995.960
Khối lƣợng
rác/ngày
230,68
231,33
242

253
256,16
272,86

3.1.2. Rác thải công nghiệp
Toàn huyện có khoảng gần 200 doanh nghiệp, cơ sở sản xuất, kinh doanh dịch vụ
(chưa tính đến các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ tại các làng nghề). Trong đó, nhóm ngành sản xuất
thuốc, bóng đá và giết mổ phát sinh nhiều rác hơn cả nhưng số lượng các cơ sở này không
nhiều. Trên địa bàn có làng nghề sản xuất nón Chuông, làng nghề sản xuất lồng chim ở Vác,
tăm hương ở Hồng Dương. Tuy nhiên, số lao động tại các doanh nghiệp, cơ sở này chủ yếu là
người dân địa phương nên lượng rác thải sinh hoạt phát sinh tại các cơ sở này được tính vào
lượng rác thải sinh hoạt trung bình trên toàn huyện.
Đề tài chưa tính đến lượng rác thải nguy hại, rác thải y tế phát sinh trên địa bàn.

Bảng 3.6. Thành phần rác thải công nghiệp phát sinh trên địa bàn

Bã
dƣợc
phẩm
Giấy
catton
Nhựa
Nilon
Vải vụn
Da vụn
Gỗ
mùn
cƣa
Tre,
nứa, lá

Lƣợng rác (kg/ngày
1500
300
50
2500
100
1000
1000

3.1.3. Rác thải nông nghiệp
3.1.3.1. Hiện trạng một số cây nông nghiệp chính của huyện
* Lúa
Với đặc điểm thời tiết khí hậu 4 mùa (xuân, hạ, thu, đồng), địa hình bằng phẳng, nông
dân sở hữu ruộng đất manh mún, khó khăn quản lý nước nên tập quán canh tác chủ yếu là lúa
nước và gieo trồng theo phương pháp gieo mạ rồi cấy là chính. Có 2 vụ lúa là lúa đông xuân
và lúa mùa.
Do tốc độ phát triển công nghiệp hóa và đô thị hóa tăng nhanh nên quỹ đất dành cho
nông nghiệp ngày càng bị giảm đi, từ 14.130,7 ha (năm 2006) xuống còn 13.569,7 ha (năm
2011).
Bảng 3.7. Số liệu về diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa qua các năm từ 2006-2011 [15]

2006
2007
2008
2009
2010
2011
Diện tích
14.130,7
14.054,7

13.994,1
13.881,4
13.620
13.569,7
Năng suất
(tạ/ha)
59,8
58,1
60,7
62,1
61,7
62
Sản lƣợng
(tấn)
84.434
81.614,1
85.374,8
86.174,3
83.995,3
84.191
* Các loại cây hoa màu khác

Bảng 3.8. Diện tích gieo trồng cả năm một số loại rau màu trên toàn huyện (ĐVT.Ha)
[15]


2006
2007
2008
2009

2010
2011
Ngô
325,2
345,3
385,2
157,9
306,4
266,9
Đậu tƣơng
1267,2
1259,4
1500,4
20
1379,1
1512,6
Khoai lang
570
610
500
198,3
412,6
364
Rau
2376
2156
2290
1333,7
1487
1475

Bảng 3.9. Sản lƣợng cả năm một số loại rau màu trên toàn huyện (ĐVT. Tấn)[15]

2006
2007
2008
2009
2010
2011
Ngô
1214
1499,2
1710,5
791
1540,8
1361
Đậu tƣơng
1813,2
1796,8
1872,1
-
2049,7
1512,6
Khoai lang
6111
6469
5343
2141
4613,9
4794,2

Rau
30422
27286
30390
17172
21228
2118

Trên toàn huyện, ngô được gieo trồng vào 3 vụ: Đông, Xuân và Mùa. Vụ Đông từ
tháng 10 và thu hoạch vào tháng 1 năm sau, vụ Hè từ tháng 6 và thu hoạch vào tháng 9, vụ
Xuân từ tháng 2 và thu hoạch vào tháng 5. Hiện tại, do hiệu quả kinh tế nên giống ngô nếp và
giống ngô ngọt được trồng thay thế phần lớn các giống ngô lai trước, diện tích ngô lai còn lại
không nhiều.
3.1.3.2. Hiện trạng thu gom và sử dụng các phụ phẩm sau thu hoạch
* Lúa
- Các phụ phẩm cây lúa sau khi thu hoạch là: rơm, rạ, trấu
- Khi gặt lúa, bà con nông dân thu hoạch bông lúa và một phần còn lại của cây
lúa được để lại ruộng là rạ.
- Sau đó bông lúa được tuốt thành hai phần là thóc và rơm.
- Khi thóc đã được phơi khô đem xay xát sẽ tạo ra gạo và trấu.
Một số hình thức sử dụng rơm, rạ trên địa bàn
 Sử dụng để đốt
 Làm thức ăn cho gia súc
 Làm nấm
 Sử dụng vào một số mục đích khác
Rơm còn được sử dụng để trộn với phân gia súc làm phân hữu cơ bón cho ruộng
Một số xã, người dân còn dùng rơm rạ để phủ lên đất khi trồng các loại rau nhằm mục
đích tránh nhiệt độ quá cao hay mưa lớn, giữ ẩm cho đất, chống xói món rửa trôi đất,
Sử dụng trấu
Trấu thu được từ các cơ sở xay xát thóc. Phần lớn người dân xay xát để lấy gạo phục

vụ cho nhu cầu của gia đình mình, trong các gia đình trên địa bàn nghiên cứu đa phần đều có
tăng gia sản xuất thêm gà, ngan để cung cấp thực phẩm cho gia đình nên lượng trấu này đều
được người dân đem về lót chuồng cho gia cầm. Một phần không nhiều trong số đó được bán
cho người dân để đun nấu, lót chuồng trại Vì vậy, lượng trấu phát sinh trên địa bàn nghiên
cứu được tận dụng tương đối triệt để.
* Ngô
Phụ phẩm từ cây ngô bao gồm: thân, lá, bẹ và lõi ngô.
Thân và lá ngô
Do hiện nay người dân trồng ngô ngọt và ngô nếp là chủ yếu nên khi thu hoạch, người
dân chặt cả thân cây, không để lại trên ruộng (ngoại trừ đối với một số gia đình trồng ngô
lai). Thân và lá khô được dùng cho mục đích đun nấu.
Ngoài ra, thân, lá ngô được dùng làm thức ăn xanh cho gia súc là rất tốt vì thân ngô
hàm lượng xơ chiếm 31,5%, protein thô chiếm 7,6%, hàm lượng đường tinh bột cao hơn so
với rơm.
Lõi và bẹ ngô
Bắp ngô sau khi thu hoạch về, lá bẹ được bóc ra. Khi còn tươi bẹ dùng một phần làm
thức ăn cho gia súc còn phần lớn được phơi khô để đun nấu.
Bắp ngô sau khi tách hạt còn lại lõi ngô. Lõi ngô được phơi khô và dùng cho đun nấu
hoặc vứt bỏ.
3.1.3.3. Ước tính khối lượng sinh khối các phụ phẩm nông nghiệp (lúa, ngô) sau thu
hoạch

Bảng 3.10. Tỷ lệ các phụ phẩm so với chính phẩm từ canh tác lúa, ngô [22]
Cây canh tác
Các loại phụ phẩm
Tỷ lệ phụ phẩm/chính phẩm
Lúa
Rơm, rạ
1/1
Trấu

1/5
Ngô
Thân, lá, lõi ngô
4/1

Từ số liệu Bảng 3.8 và các số liệu bảng 3.9 về sản lượng lúa, ngô, lạc đã trình bày và
số liệu bảng 3.10 có thể tính toán lượng các phụ phẩm sinh khối từ canh tác lúa, ngô diễn
biến qua các năm. Các kết quả được đưa ra trong bảng 3.11

Bảng 3.11. Khối lƣợng các phụ phẩm sinh khối từ canh tác lúa, ngô diễn biến qua các
năm (*)
Năm
Khối lƣợng phụ phẩm (tấn)
Lúa
Ngô
Tổng phụ
phẩm
Rơm, rạ
Trấu
Thân, lá, lõi
2006
84.434,0
16.886,8
4.856,0
106.176,8
2007
81.614,1
16.322,8
5.996,8
103.933,7

2008
85.374,8
17.075,0
6.842,0
109.291,8
2009
86.174,3
17.234,9
3.164,0
106.573,2
2010
83.995,3
16.799,1
6.163,2
106.957,6
2011
84.191,3
16.838,26
5.444
106.473,56

(*) : Khối lượng sinh khối = (Sản lượng cây trồng) x (tỷ lệ phụ phẩm/chính phẩm)
Theo bảng trên, khối lượng các phụ phẩm từ các tác lúa, ngô trên địa bàn không có sự
thay đổi lớn.

3.1.3.4. Hiện trạng chăn nuôi và sử dụng phân gia súc, gia cầm

Bảng 3.12. Số lƣợng và sản lƣợng gia súc, gia cầm qua các năm [15]
Năm
2006

2007
2008
2009
2010
2011
Số lƣợng (con)
Đàn trâu
981
918
653
685
616
550
Đàn bò
7.063
7.044
5.950
6.248
5.927
5014
Đàn lợn
119.243
115.676
102.051
112.445
117.239
97.109
Gia cầm
596.237
601.309

904.730
1.041.569
1.164.500
1.021.000



Bảng 3.13. Số lƣợng phân trong ngày của gia súc, gia cầm (kg/ngày)

Số con
Lƣợng phân/1 con
(kg)
Tổng lƣợng phân
(kg)
Lƣợng phân
(kg/ngày)
Đàn trâu
550
15
8.250
4.125
Đàn bò
5014
15
75.210
37.605
Đàn lợn
97.109
3
291.327

97.109
Gia cầm
1.021.000
0,1
102.100
34.033
Tổng
476.887
172.872

Như vậy, nếu tính theo số lượng gia súc, gia cầm trên toàn huyện thì tổng lượng phân
của đàn gia súc, gia cầm của huyện vào khoảng 477 tấn/ngày. Tuy nhiên, không phải đối với
mỗi con gia súc, gia cầm đều có chu kì nuôi là 1 năm mà người dân chỉ nuôi chúng theo lứa
và 1 năm sẽ có nhiều đàn gia súc, gia cầm như vậy, vì vậy lượng phân thải trên toàn huyện
vào khoảng 173 tấn/ngày
3.2. Thành phần các loại rác trên địa bàn
3.3. Tiềm năng năng lƣợng từ rác
3.3.1. Đánh giá phương án tận thu năng lượng xử lý rác thải
Các số liệu điều tra và tính toán trên đây cho thấy, lượng rác thải sinh hoạt phát sinh là
rất lớn. Việc đề xuất phương án khả thi để có thể sử dụng toàn bộ nguồn năng lượng này một
cách hiệu quả là cần thiết.
Trong chương 1 đã trình bày tổng quan về các công nghệ thu hồi năng lượng từ rác.
Trong chương này, tác giả sẽ nêu những thuận lợi và khó khăn của từng phương án, từ đó có
thể lựa chọn được những phương án có lợi nhất.
Có thể xem xét một số phương án sau:
 Đốt rác thu hồi năng lượng
Nhiệt năng được thu hồi bằng hai phương pháp: tường nước và lò hơi. Nước nóng
hoặc hơi nóng được tạo thành. Nước nóng được sử dụng cho ngành công nghiệp cần nhiệt
thấp hay các thiết bị sưởi ấm gia đình. Hơi nóng được sử dụng rộng rãi hơn vì nó có thể sử
dụng cho mục đích cấp nhiệt và có thể được chuyển hoá để tạo ra năng lượng điện. Lợi ích

của việc thu hồi năng lượng từ lò đốt có thể giảm bớt chi phí vận hành của hệ thống.
 Tạo dạng nhiên liệu giàu năng lượng
* Ưu điểm công nghệ MBT-CD 08
- Có tính linh hoạt cao, tạo ra nhiều lựa chọn sản phẩm tái chế từ các nguyên liệu trong
rác thải . Có thể dùng sản xuất phân bón hữu cơ, sản xuất nhiên liệu dân dụng tái tạo từ các
chất thải hữu cơ và nhiên liệu công nghiệp từ các chất thải hỗn hợp, nhiều thành phần khác.
- Công nghệ thiết bị gọn, phân khu chức năng rõ ràng cho từng công đoạn xử lý, dễ
quản lý và vận hành, bảo trì thiết bị.
- Đơn giản hóa khâu phân loại
- Tận thu các phế thải kim loại và nylon để tái chế riêng( tái chế tại nhà máy có chức
năng suất xử lý lớn hay cung cấp cho các cơ sở chuyên nghiệp đối với nhà máy có năng suất
nhỏ.
- Các sản phẩm hình thành từ việc xử lý rác thải đều có thị trường tiêu thụ ổn định tại
các địa phương (đối với các nhà máy sản xuất nhỏ ) hay sử dụng vận hành nhà máy phát điện
(nhà máy năng suất lớn) đáp ứng nhu cầu về điện cho các tiểu vùng của địa phương.
- Công nghệ và thiết bị được nghiên cứu và chế tạo tại Việt Nam theo dạng module đáp
ứng cho các nhu cầu xử lý rác thải từ nhỏ nhất cho các vùng dân cư xa (20->50 tấn/ngày) đến
các nhu cầu lớn tại các tỉnh thành phố (500->1000 tấn/ngày). Phù hợp với tính chất, thành
phần rác thải hỗn tạp tại Việt Nam. Để nâng cao năng suất xử lý khi cần thiết .
- Chi phí đầu tư và vận hành thấp. Sản xuất thu hồi và tái tạo sau xử lý có chất lượng
cao và được thị trường chấp nhận. Nhanh thu hồi vốn
- Sử dụng công nghệ MBT-CD.08 sẽ giống như một dự án CDM, giảm phát thải khí
gây hiệu ứng nhà kính(chủ yếu là khí CH4, dễ dàng thông qua các ngân hàng carbon và có
thêm thu nhập bằng việc bán chứng chỉ carbon.
* Nhược điểm công nghệ MBT – CD 08
- Quá trình xử lý sinh học cần nhiệt độ cao hơn bình thường;
- Khí thải từ xử lý sinh học chưa được kiểm soát
- Chất lượng RDF chưa được cao, chất thải nguy hại trong RDF chưa được kiểm soát.
 Hầm ủ sinh học (biogas)
* Ưu điểm

Sản xuất ra methane và chất thải để sử dụng
Chất thải không có mùi hôi
Chất thải có giá trị cao được dùng làm phân bón và cải tạo đất
Tiêu diệt phần lớn các hạt cỏ dại và các mầm bệnh
Bảo vệ được các nguồn năng lượng hiếm của địa phương (củi, dầu…)
* Nhược điểm
Có khả năng cháy nổ
Vốn đầu tư cao (tuy nhiên nếu vận hành và bảo trì tốt có khả năng thu hồi vốn)
Tạo nên một thể tích chất thải lớn hơn ban đầu do việc sử dụng nước để tạo điều kiện
thích hợp cho quá trình lên men yếm khí
Nước thải của hầm ủ vẫn còn khả năng gây ô nhiễm nguồn nước nếu không được quản
lý và xử lý tiếp.
Đòi hỏi vận hành và bảo quản tốt
Nếu sử dụng để chạy các động cơ đốt trong phải lọc các chất khí khác để đạt hiệu quả
cao.
Ngoài ra, việc sử dụng các hầm ủ sinh học chỉ áp dụng đối với xử lý chất thải trong
chăn nuôi, lượng rác thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày không thể xử lý bằng phương pháp
này.
 Công nghệ đồng phát nhiệt điện xử lý phụ phẩm nông nghiệp
Các phụ phẩm trấu, rơm, rạ có thể được sử dụng làm nhiên liệu đốt đồng phát nhiệt
điện gồm các thiết bị sau: lò đốt, nồi hơi, tuốc bin máy phát điện, bộ phận trao đổi nhiệt, máy
sấy và các bộ phận phụ trợ khác
Nguyên lý làm việc:
Nhiên liệu (trấu, rơm, rạ) sau chế biến (quá trình vật lý) được cung cấp qua hệ thống
tiếp liệu. Nước được cấp cho nồi hơi bằng hệ thống bơm. Lượng nhiệt phát sinh từ quá trình
cháy tại lò đốt được cung cấp cho nồi hơi để hóa hơi nước. Hơi quá nhiệt tạo thành kéo tuốc
bin làm quay máy phát điện, phát ra điện. Nguồn điện này có thể cung cấp tại chỗ cho nhà
máy sấy (hoặc xay sát). Nguồn nhiệt từ hơi ra khỏi tuốc bịn (hơi thứ) được dùng để sấy nông
sản.[22]
3.3.2. Ước tính khả năng cung cấp điện từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh Oai

Bảng 3.18. Tổng nhiệt trị khi đốt chất thải rắn công nghiệp và sinh hoạt

Chất thải
thực phẩm
Giấy, catton
Nhựa, nylon
Vải vụn

Bông, sợi
tổng hợp
Lƣợng phát
sinh
(kg)
11.420
2660
7200
5330

272,86
Nhiệt trị
(Btu/lb) [13]
1500
-
3000
5.000
-
8.000
12.000
-

16.000
6.500
-
8.000

18.687
Nhiệt trị phát
thải theo ngày
(nghìn KJ/Kg)
39.844
-
79.688
30.936
-
49.497
200.966
-
267.955
80.584
-
99.181

11.860.122

Da vụn
Gỗ, mùn cƣa
Lá cây, cỏ
Cao su
khác
Lƣợng phát

sinh
(kg)
100
3300
3790
900
20.560
Nhiệt trị
(Btu/lb) [13]
6.500
-
8.500
7.500
-
8.500
1.000
-
8.000
9.000
-
12.000
4.000
-
6.000
Nhiệt trị phát
thải theo ngày
(nghìn KJ) (*)
1.512
-
1.977

57.568
-
65.244
8.815
-
70.524
18.840
-
25.121
191.290
-
286.935
(*) Btu/lb x 2,326 = KJ/kg
Theo Bảng 3.18 tổng lượng nhiệt trị do đốt rác thải sinh hoạt và rác thải công nghiệp sẽ
dao động trong khoảng 630.357.000 – 957.984.000 (KJ). Với hiệu suất chuyển đổi từ nhiệt
sang điện của rác thải là 20%, 1 kWh = 3600 KJ. Ta có lượng điện sinh ra khi đốt rác thải
sinh hoạt và rác thải công nghiệp sẽ dao động trong khoảng 35.020 – 53.221 KWh.
* Đối với các phụ phẩm nông nghiệp

Bảng 3.19. Tiềm năng điện năng từ các phụ phẩm sinh khối từ canh tác lúa, ngô trên
địa bàn huyện Thanh Oai

Từ Rơm, rạ
Từ Trấu
Từ thân lá, lõi
ngô
Tổng
Khối lƣợng
(Tấn)
84.191,3

16.838,26
5.444

Điện năng
(triệu kWh)
39,9
8
2,79
50,69
Như vậy, 1 năm nếu sử dụng công nghệ đồng phát nhiệt điện để tận thu nguồn năng
lượng thì sẽ thu được khoảng 50,69 triệu kWh điện. Một ngày tận thu được khoảng 138.876
kWh điện. Tuy nhiên, để tận dụng được nguồn năng lượng này cần phải thu gom được lượng
phụ phẩm nông nghiệp từ nhiều nơi trong huyện, điều này rất khó khăn và tốn nhiều chi phí.
* Tương tự như vậy đối với các phụ phẩm trong chăn nuôi, đối với loại chất thải này,
tác giả lựa chọn công nghể ủ sinh học biogas để thu hồi năng lượng

Bảng 3.20. Sản lƣợng khí sinh học phát sinh trên địa bàn
Loại nguyên liệu
Sản lƣợng khí hàng
ngày (lít/kg nguyên liệu
tươi)
Lƣợng phân hàng
ngày (kg)
Sản lƣợng khí
sinh học
(nghìn lít)
Phân bò
20-32
4.125
82,5-132

Phân trâu
20-32
37.605
752,1-1203,36
Phân lợn
40-60
97.109
3.884-5826
Phân gia cầm
50-60
34.033
1701-2041
Tổng
6420,3 – 9203,9

Thành phần của khí sinh học là CH
4
khoảng 50-70% và CO
2
khoảng 30-40%. Nhiệt trị:
4.700 – 6.500 kcal/m
3
(Nhiệt trị của metan: 9.100 kcal/m
3
). Cháy cho ngọn lửa lơ nhạt và
không có khói bụi. Vì vậy, nếu tính mỗi m
3
khí sinh học tạo ra lượng nhiệt 4.700 – 6.500 kcal
và nếu quy đổi 1 kWh tương ứng 860 kcal, hiệu suất chuyển đổi từ khí sinh học sang điện là
30% thì khi tận thu lượng khí sinh học nhờ ủ phân gia súc, gia cầm sẽ thu được lượng điện

tương ứng khoảng từ 10.516 – 20.874 kWh điện.

Bảng 3.21. Tiềm năng điện năng từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh Oai

Rác thải sinh hoạt, công
nghiệp
Phụ phẩm
nông nghiệp
Chất thải trong
chăn nuôi
Điện năng (kWh)

35.020 – 53.221

138.876

10.516 – 20.874
Tổng lƣợng điện
(Làm tròn)

184.412 – 212.971

Mặc dù các số liệu tính toán trên về tiềm năng năng lượng từ rác khi sử dụng làm nhiên
liệu hoàn toàn lý thuyết, nhưng đây là những số liệu rất thuyết phục cho việc thu gom và sử
dụng hiệu quả chúng.
Khi áp dụng vào thực tế, còn nhiều vấn đề liên quan sẽ phải nghiên cứu khi tính toán
như: khả năng thu gom, khả năng đóng chuẩn bị nhiên liệu, tình trạng công nghệ
 Hiệu quả kinh tế
Từ số liệu bảng 3.21 cho thấy nếu tận thu nguồn năng lượng từ rác thải sẽ thu được
khoảng 184.412 – 212.971 kWh điện. Tính theo giá thị trường bán điện hiện nay cho các hộ

gia đình với giá khoảng 1.284 cho 100 kWh điện đầu tiên thì tổng doanh thu sẽ đem lại
khoảng 236 - 273 triệu đồng (số tiền này chưa tính đến chi phí đầu vào và vận hành của hệ
thống).
Ta có lượng điện sinh ra khi đốt rác thải sinh hoạt và rác thải công nghiệp sẽ dao động
trong khoảng 35.020 – 53.221 KWh. So với nhiệt trị khi đốt chất thải rắn đô thị ở một số
nước châu Âu (170 triệu tấn chất thải đô thị, sinh nguồn năng lượng tương đương với 220
triệu thùng dầu [45], tương đương với 39,6 tỷ đồng) thì nhiệt trị khi đốt chất thải rắn trên địa
bàn huyện Thanh Oai ở mức thấp.
 Lợi ích về môi trường – xã hội
- Góp phần giải quyết lãng phí nguồn nhiên liệu từ rác thải, sinh khối gây ô nhiễm môi
trường
- Tạo thêm một dạng năng lượng mới bổ sung vào nguồn năng lượng truyền thống đang
dần cạn kiệt.
- Tăng thu nhập cho nông dân và các cơ sở xay sát từ việc bán phụ phẩm nông nghiệp.
- Ngoài ra, khi tận thu nguồn năng lượng từ rác sẽ giảm đáng kể lượng rác thải cần
chôn lấp, từ đó giảm được diện tích đất phục vụ cho việc chôn lấp rác thải.

3.4. Dự báo tiềm năng năng lƣợng từ rác đến năm 2015


Bảng 3.22. Dự báo nhiệt trị sinh ra trong 1 ngày của rác thải sinh hoạt và công nghiệp
qua các năm

Năm

Nhiệt trị
(nghìn KJ)
Lƣợng điện
sinh ra của rác
thải sinh hoạt

theo ngày
(Kwh)
Lƣợng điện sinh
ra của tất cả các
loại rác thải theo
ngày
(Kwh)
Tổng lƣợng điện
sinh ra của tất cả
các loại rác thải
theo năm
(Kwh)

2011

630.357
-
957.983
35.020
-
53.221
184.412
-
212.971
67.310.332
-
77.734.534
2012

680.997

-
1.030.201
37.833
-
57.233
187.225
-
216.983
68.337.188
-
79.198.949
2013

742.351
-
1.120.998
41.242
-
62.287
190.634
-
222.028
69.581.317
-
81.040.111
2014

809.841
-
1.220.875

44.991
-
67.826
194.383
-
227.576
70.949.859
-
83.065.389
2015

884.079
-
1.330.739
49.116
-
73.930
198.508
-
233.680
72.455.256
-
85.293.195

Như vậy, nếu có biện pháp thích hợp để tận thu nguồn nhiên liệu này thì năng lượng sẽ
được tăng lên dao động từ 67.310.332 (năm 2011) đến 85.293.195 kWh (năm 2015). Lượng
nhiên liệu này có vai trò đáng kể khi tình hình khan hiếm năng lượng như hiện nay.


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận
Qua kết quả nghiên cứu hiện trạng phát sinh rác thải trên địa bàn huyện, đồng thời
phân tích đánh giá tiềm năng năng lượng tái tạo từ rác trên địa bàn đã rút ra một số kết luận
sau:
Hiện nay rác thải sinh hoạt tại các cụm dân cư được đơn vị duy trì vệ sinh môi trường
trên địa bàn huyện thường xuyên thu gom và vận chuyển lên nhà máy Sepharin Sơn Tây để
xử lý. Tuy nhiên, công tác thu gom còn chưa triệt để, rác thải còn tồn đọng, các bài rác hở
phát sinh ở nhiều nơi. Chất thải rắn trong nông nghiệp bước đầu được quan tâm tuy nhiên
khối lượng phát sinh khá lớn, chưa thu gon và tận thu được nhiều.
Rác thải sinh hoạt, công nghiệp phát sinh trên địa bàn huyện khoảng 77 tấn/ngày đêm;
trong đó: 11,42 tấn chất thải thực phẩm; 2,66 tấn giấy, catton; 7,2 tấn nhựa, nylon; 5,33 tấn
vải vụn; 0,273 tấn bông, sợi tổng hợp; 0,1 tấn da vụn; 3,3 tấn gỗ, mùn cưa; 3,79 tấn lá cây,
cỏ; 20.560 tấn các loại khác và 21.990 chất không cháy. Tổng lượng sinh khối của các phụ
phẩm sau thu hoạch của một số loại cây trồng trong sản xuất nông nghiệp trên địa bàn là
106.473,56 tấn/năm và lượng chất thải phát sinh của các loại gia súc, gia cầm là 173 tấn/ngày
đêm
Tiềm năng năng lượng điện từ rác thải của huyện dự tính tới năm 2015 sẽ khoảng
85.293.195 kWh. Nguồn nhiên liệu từ rác này nếu được sử dụng cho mục đích phát điện sẽ
có tiềm năng đáng kể bổ sung vào nguồn năng lượng truyền thống vốn đang dần cạn kiệt, góp
phần giải quyết lãng phí, giảm ô nhiễm môi trường và tạo thu nhập cho người nông dân.
2. Kiến nghị
- Việc tái chế và tái sử dụng rác thải, thu gom triệt để các phụ phẩm nông nghiệp,
chất thải chăn nuôi là rất cần thiết để hạn chế tối đa phát thải khí nhà kính vào môi trường.
Tuy nhiên, hiện nay để tận thu được nguồn nhiên liệu từ việc đốt rác thải thu hồi năng lượng
là rất tốn kém và chỉ áp dụng được đối với các nhà máy đốt rác thải lớn. Vì vậy việc tiếp tục
nghiên cứu đổi mới công nghệ nhằm giảm thiểu giá thành là rất cần thiết.
- Cần phải có chính sách khuyến khích, hỗ trợ về vốn, thị trường tiêu thụ sản phẩm
để doanh nghiệp đầu tư công nghệ sản xuất sử dụng hiệu quả các nguồn nhiên liệu.
- Thông qua các hoạt động tuyên truyền bằng báo, đài phát thanh và lồng ghép kiến
thức về phân loại rác, giảm thiểu – tái chế - tái sử dụng rác thải về năng lượng sinh khối cho

người dân.



References

Tài liệu Tiếng việt
1. Bộ Công Thương (2005), Chương trình mục tiêu quốc gia vê sử dụng năng lượng
tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2006 – 2015, Hà Nội.
2. Bộ Khoa học và Đầu tư, Văn phòng Chương trình Nghị sự 21 (2008), Tiềm năng và
phương hướng khai thác các dạng năng lượng tái tạo tại Việt Nam, Hà Nội.
3. Công ty TNHH Thủy Lực Máy (2008), Thông tin chính về công nghệ MBT-CD08
4. Đặng Kim Chi (2011), Chất thải rắn nông thôn, nông nghiệp và làng nghề thực
trạng và giải pháp, Báo cáo hội thảo của Tổng cục Môi trường.
5. Cù Huy Đấu, Trần Thị Hường (2009), Quản lý chất thải rắn đô thị, NXB Xây dựng.
6. Lưu Đức Hải (2007), Cơ sở khoa học môi trường, NXB ĐHQG Hà Nội.
7. Lưu Đức Hải, Nguyễn Thị Hoàng Liên (2010), Một số vấn đề về chính sách năng
lượng tái tạo trong chiến lược phát triển bền vững Việt Nam, Bài giảng dành
cho học viên nhóm Năng lượng môi trường.
8. Nguyễn Đình Hòe, Vũ Văn Hiếu (2009), Tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu môi
trường và phát triển, NXB ĐHQG Hà Nội.
9. Hoàng Thị Huê (2008), Đánh giá tiềm năng năng lượng sinh khối các loại phụ phẩm
nông nghiệp (lúa, ngô, lạc) ở tỉnh Nam Định, Luận văn thạc sĩ khoa học,
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
10. Nguyễn Quang Khải, Những vấn đề phát triển năng lượng sinh khối của Việt
Nam, Báo cáo hội thảo phát triển năng lượng bền vững ở Việt Nam.
11. Dương Nguyên Khang (2008), Hiện trạng và xu hướng phát triển công nghệ
biogas ở Việt Nam, ĐH Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh.
12. Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2005.
13. Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (2010).

14. Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái (2001), Quản lý chất
thải rắn , tập 1, NXB Xây dựng.
15. Nguyễn Xuân Nguyên (2004), Công nghệ tái sử dụng chất thải công nghiệp,
NXB khoa học và kỹ thuật.
16. Niên giám thống kê 2011 huyện Thanh Oai (2012).
17. Nguyễn Ngọc Nông (2011), Hiện trạng và giải pháp quản lý, tái sử dụng rác
thải sinh hoạt khu vực đô thị tại Thành phố Thái Nguyên, ĐH Thái nguyên.
18. Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thanh Oai, Công ty cổ phần dịch vụ
môi trường Thăng Long (2011), Hồ sơ quyết toán kinh phí đặt hàng duy trì vệ
sinh môi trường thường xuyên trên địa bàn huyện Thanh Oai quý I, II, III, IV.
19. Nguyễn Văn Phước (2008), Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn, NXB Xây
dựng, Hà Nội.
20. Quyết định số 1855/QĐ-TTg của thủ tướng chính phủ ban hành ngày 27 tháng
12 năm 2007 về việc phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng Quốc gia của
Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050.
21. Trần Thị Quỳnh (2009), Nghiên cứu đánh giá tiềm năng và phương án công
nghệ sử dụng năng lượng sinh khối các phụ phẩm nông nghiệp ở tỉnh Hải
Dương, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
22. Trần Văn Quy (2010), Nghiên cứu đánh giá tiềm năng và phương án công nghệ
sử dụng năng lượng sinh khối nông nghiệp một số tỉnh vùng đồng bằng Bắc Bộ,
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
23. Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường (2007), Mô
hình hầm biogas kỹ thuật – xây dựng và vận hành.
24. UBND huyện Thanh Oai, Báo cáo công tác bảo vệ môi trường năm 2011,
Thanh Oai.
25. Ủy ban nhân dân huyện Thanh Oai (2009), Quy hoạch bảo vệ môi trường
26. Ủy ban nhân dân huyện Thanh Oai (2011), Quy hoạch sử dụng đất
27. Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân, Nguyễn Xuân Hoàng, Nguyễn Phúc
Thanh (2011), "Quản lý tổng hợp chất thải rắn – cách tiếp cận mới cho công tác
bảo vệ môi trường", Tạp chí khoa học, (20a), tr 39-50

Tài liệu tiếng anh
28. A. Demirbas (2010), Methane Gas Hydrate, Spinger.
29. Changkook Ryu (2010), “Potential of municipal solid waste for renewable
energy production and reduction of Greenhouse gas emission in South Korea”,
Jurnal of the Air & Waste Management Association, 60, pp. 176 - 183.
30. D.P. Chynoweth, C.E. Turick,J.M. Owens, D.E. Jerger, M.W. Peck (1993),
“Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks”, Biomass and
Bioenergy, 5(1), pp 95–111.
31. Nickolas J.Themelis, Developments in thermal treatment technologies, 2008, 16
th

Annual North American Waste-to-Energy Conference, USA.
32. Sivapalan Kathirvale, Muhd Noor Muhd Yunus, Kamaruzzaman Sopian, Abdul
Halim Samsuddin (2004), Energy potential from municipal solid waste in
Malaysia, Renewable Energy, 29(4), pp 559–567
33. Yamada Sumio
*1
, Shimuzu Masuto
*2
, Miyoshi Fumihiro
*3
(2004), "Themoselect
Waste Gasification and Reforming Process", Jfe technical report, 3.

Tài liệu Internet
34. />tien-chay-bang-khi-sinh-hoc.nd5-dt.49604.002028.html.
35. />tao-o-viet-nam.html.
36.
37. o/glossary/504/tidal-energy.htm.

38. />Categories-of.
39.
40.
41. />co-tiem-nang-dia-nhiet-lon-thu-2-the-gioi.html.
42. />Code=4GDC121180.
43. />RtWKD3lLg
44. vst.vista.gov.vn/home/database/an_pham /download