NGHIÊN cứu ĐỒNG PHÂN hủy SINH học k ỳ KHÍ bùn bể PHỐT, bùn HOẠT TÍNH dƣ và CHẤT THẢI GIÀU hữu cơ để SINH KHÍ METAN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.84 MB, 96 trang )
ĐẠI HỌ
ĐẠI
HỌC QUỐ
QUỐC GIA HÀ NỘ
NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NHIÊN
------------***------------
Nguyễn Trƣờ ng
Nguyễn
ng Phú
“ NGHIÊN CỨU ĐỒNG
ĐỒ NG PHÂN HỦ
HỦY SINH HỌ
HỌC K Ỳ KHÍ BÙN BỂ
BỂ
ỐT, BÙN HOẠ
CHẤT THẢ
PHỐ
PH
HOẠT TÍNH DƢ VÀ CHẤT
THẢI GIÀU HỮU
HỮU CƠ
ĐỂ SINH KHÍ METAN”
ĐỂ
METAN”
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌ C
Hà nội – năm 2020
1
ĐẠI HỌ
ĐẠI
HỌC QUỐ
QUỐC GIA HÀ NỘ
NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NHIÊN
------------***------------
Nguyễn Trƣờ ng
Nguyễn
ng Phú
“ NGHIÊN CỨ U ĐỒ
ĐỒNG
NG PHÂN HỦ
HỦY SINH HỌ
HỌC K Ỳ KHÍ BÙN BỂ
BỂ
PHỐ
PH
ỐT, BÙN HOẠT
HOẠT TÍNH DƢ VÀ CHẤT
CHẤT THẢ
THẢI GIÀU HỮU
HỮU CƠ
ĐỂ SINH KHÍ METAN”
ĐỂ
METAN”
Chun ngành: Khoa học Mơi trƣờ ng
ng
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌ C
NGƢỜI HƢỚ NG DẪ N KHOA HỌC:
TS. TR Ầ N THỊ HUYỀ N NGA
Hà nội – năm 2020
2
ĐOAN
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu đồng phân hủy sinh học k ỵ khí bùn bể
phốt, bùn hoạt tính dƣ và chất thải giàu hữu cơ để sinh khí metan” là một nghiên cứu
khơng có sự sao chép của ngƣời khác. Đề tài là một sản phẩm mà tơi đã nỗ lực
nghiên cứu có sự k ết hợ p vớ i đề tài “Nghiên cứu đặc trƣng các chỉ tiêu hóa lý của
bùn thải đô thị trƣớc và sau phân hủy
h ủy kỵ khí” , cùng các tác giả Đỗ Quang Trung, Bùi
Duy Cam, Nguyễn Thị Nhâm, Nguyễn Quang Minh; cùng với đó là sự hƣớ ng
ng dẫn tận
tình của các thầy cơ trong quá trình học tậ p tại trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên
TS. Tr ần Thị Huyền Nga, cũng nhƣ tiến hành nghiên cứu th ực nghiệm tại tr ạm xử lý
phân bùn bể phốt UGRENCO 7 Cầu Diễn. Trong q trình viết luận văn tơi có sự
tham khảo ở một số tài liệu đã đƣợ c cơng bố và có nguồn g ốc rõ ràng. Mọi sự giúp
đỡ cho
cho việc thực hiện lu ận văn này đã đƣợ c cảm ơn và trích dẫn thơng tin trong luận
văn. Tơi xin cam đoan nế u có vấn đề gì tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà N ội, ngày 20 t háng
háng 12
năm 2020
Học viên
Nguyễn
Nguy
ễn Trƣờ ng
ng Phú
3
ƠN
LỜ I CẢM
CẢM ƠN
Để hồn thành luận văn, trƣớ c tiên tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo
TS. Trần Thị Huyền Nga,
Nga, ngƣời đã tận tụy hƣớng
hƣớng dẫn, chỉ bảo cho tơi những kiến
thức q báu trong q trình nghiên cứu.
Trung, cảm ơn anh
Xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đỗ Quang Trung,
Nguyễn Quang Minh - Nghiên cứu sinh chun ngành Hóa mơi trƣờng, Khoa Hóa
Học - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên cùng các anh chị học viên, các bạn sinh
viên cùng thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc trƣng các chỉ tiêu hóa lý của bùn thải đơ
thị trƣớc và sau phân hủy kỵ khí” .
Tơi xin gửi lời cảm ơn, lời chúc sức khoẻ và thành công tới các thầy giáo, cô
giáo trong Bộ môn Công nghệ Môi trƣờng, các thầy cô trong K hoa
hoa Môi trƣờng và
trong Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, những ngƣời
đã truyền đạt cho tơi những kiến thức bổ ích về chun mơn và cho tôi những bài
học, kinh nghiệm quý báu trong cuộc sống cũng nhƣ trong suốt quá trình làm luận
văn.
Xin cảm ơn các anh chị ở P
Phịng thí nghiệm - Trung tâm phân tích và Chuyển
giao Cơng nghệ mơi trƣờng – Vi
Viện Mơi trƣờng Nơng Nghiệp, đã hỗ trợ tơi trong q
trình nghiên cứu, cảm ơn Công ty Môi trƣờng đô thị Hà Nội - URENCO 7 Cầu Diễn
và Trạm xử lý nƣớc thải Kim Liên đã đồng ý cung cấp mẫu bùn thải và các thơng tin
về quy trình cơng nghệ trong suốt q trình thực nghiệm.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Học viên
viên
Nguyễn Trƣờng Phú
Phú
4
LỜI MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………….. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ……………………………………………...
……………………………………………... 3
1.1. Tổng quan về bùn thải đô thị và thực tr ạng quản lý bùn thải đô thị tại Việt Nam 3
1.1.1. Nguồn phát sinh bùn thải đô thị.............
..........................
..........................
...........................
...........................
.....................
........ 3
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị .............
...........................
...........................
..........................
...........................
..........................
............5
1.1.3. Các phƣơng pháp xử lý bùn thải đô thị .............
..........................
...........................
...........................
.......................
.......... 8
1.2. Tổng quan về tình hình phát sinh và xử lý chất thải r ắn sinh hoạt ở đô thị Việt
Nam………………………………………………………………………………..... 11
1.2.3. Các phƣơng pháp xử lý chất thải r ắn sinh hoạt đô thị ở Việt Nam ..................
.................. 15
1.4. Phƣơng pháp lên men phân hủy yếm khí 19
1.4.1. Cơ sở q
q trình phân hủy yếm khí ...........................
........................................
..........................
...........................
................ 19
1.4.2. Sản phẩm của q trình phân hủy yếm khí - biogas.............................
biogas..........................................
.............21
1.4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình phân hủy yếm khí .........................
....................................
........... 22
2.1. Đối tƣợ ng
ng nghiên cứu 31
2.1.1. Đối tƣợ ng
ng và phạm vi nghiên cứu .........................
.......................................
...........................
...........................
.................
... 31
2.1.2. N
Nội dung nghiên c ứu ............
.........................
...........................
...........................
...........................
...........................
.......................
.......... 34
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ……………………………………………………….. 35
2.2.1. Thu thậ p, tổng hợ p và xử lý số liệu ..........................
.......................................
..........................
...........................
................ 35
2.2.2. Thực nghiệm.........................
.......................................
...........................
..........................
..........................
..........................
........................
........... 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............
.........................
...........................
...........................
.......................
.......... 44
3.1. Đặc tính hóa lý của bùn bể phốt, bùn hoạt tính dƣ …………………………….. 44
3.2. K ết quả đồng phân hủy sinh học kỵ khí giữa Bùn bể phốt và Bùn hoạt tính dƣ. 45
45
3.3. K ết quả đồng phân hủy sinh học kỵ khí giữa Bùn bể phốt, Bùn hoạt tính dƣ và
chất thải giàu hữu cơ……………………………………………………………….. 56
KẾT LUẬN ..............
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...................
...... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………. 70
Tiếng Việt …………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………... 70
Tiếng Anh …………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………... 71
5
DANH MỤC PHỤ LỤC …………………………………………………………... 73
Một số hình ảnh peak sắc ký khí đợ t phân tích thứ 5- thí nghiệm 2 …………….....73
Phụ lục 1: Thể tích khí biogas sinh ra theo ngày của thí nghiệm 1………………...73
Phụ lục 2: Thể tích khí biogas sinh ra theo ngày của thí nghiệm 2………………...74
Phụ lục 3: K ết quả thành phần khí của NT - thí nghiệm 1 ………………………… 77
Phụ lục 4: K ết quả thành phần khí của NT - thí nghiệm 2………………………… 79
Phụ lục 5: Một số hình ảnh peak sắc ký khí đợ t phân tích thứ 5- thí nghiệm 2 …...82
6
BẢNG VIẾ
VIẾT TẮ
TẮT
STT
Ký hiệ
hiệu
1
BBP
2
BHTD
Bùn hoạt tính dƣ
3
BHTT
4
BOD
Bùn hoạt tính thải
Nhu cầu oxy sinh học
5
COD
Nhu cầu oxy hóa học
6
CPSH
Chế phẩm sinh học
7
CTR
8
CTRSH
Chất thải rắn sinh hoạt
9
LCFAs
Các axit béo mạch dài
10
NT
11
OFMSW
12
TLRL
13
TN
Tổng Nitơ
14
TN1
Thí nghiệm 1
15
TN2
Thí nghiệm 2
16
TP
Tổng Photpho
17
TVS
Tổng chất rắn bay hơi
18
VK
Vi khuẩn
19
20
VS
Chất rắn bay hơi
Vi sinh vật
VSV
Giả
Giải thích
Bùn bể phốt
Chất thải rắn
Nghiệm thức
Phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị
Tỷ lệ rắn/lỏng
7
DANH MỤ
MỤC BẢ
BẢNG BIỂ
BIỂU
Bảng biể
biểu
Tên bảng biể
biểu
Trang
Bảng 1.1
Lƣợ ng
ng bùn cặn từ các cơng trình v ệ sinh và từ hệ thống thốt nƣớ c
4
tại đơ thị trên cả nƣớc giai đoạn 2013-2016
Bảng 1.2
Một số đặc điểm hóa lý điển hình của bùn giai đoạn xử lý sơ bộ
6
Bảng 1.3
Một số đặc điểm hóa lý của bùn giai đoạn xử lý sinh học
6
Bảng 1.4
Thành phần có trong sản phẩm bài tiết của con ngƣời
7
Bảng 1.5
Thành phần hữu cơ của phân bùn từ một số cơng trình vệ sinh
7
Bảng 1.6
Các loại CTR đô thị ở Hà Nội năm 2011
12
Bảng 1.7
Khối lƣợng riêng và hàm lƣợng ẩm có trong rác thải sinh hoạt
14
Bảng 1.8
Một số đặc trƣng điển hình của bùn hoạt tính
17
Bảng 1.9
Sản phẩm của q trình phân hủy yếm khí
22
Bảng 1.10
Một số chất ức chế q trình sinh khí metan
27
Bảng 1.11
Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phân hủy yếm khí so vớ i hiếu khí
29
Bảng 2.1
Bố trí các nghiệm thức của thí nghiệm 1
40
Bảng 2.2
Bố trí các nghiệm thức của thí nghiệm 2
40
Bảng 3.1
Một số đặc điểm hóa lý của BBP và BHTD
41
Bảng 3.2
Đặc điểm hóa lý của nguyên liệu sau phối trộn của các NT -TN1
42
Bảng 3.3
Kết quả phân tích TS trƣớc và sau phân hủy của các NT - TN1
42
Bảng 3.4
Kết quả phân tích TVS trƣớc và sau phân hủy của các NT - TN1
44
Bảng 3.5
Bảng 3.6
Kết quả phân tích TP trƣớc và sau phân hủy của các NT - TN1
Kết quả phân tích TN trƣớc và sau phân hủy của các NT - TN1
46
48
Bảng 3.7
Thể tích khí biogas sinh ra ở các NT-TN1
49
Bảng 3.8
Tỷ lệ thành phần các khí sinh ra ở Thí
Thí nghiệm 1
52
Bảng 3.9
Thể tích khí CH4 sinh ra ở các NT- thí nghiệm 1
53
Bảng 3.10
Một số đặc điểm hóa lý sau phối trộn của các nghiệm thức – TN2
TN2
53
Bảng 3.11 Sự thay đổi hàm lƣợ ng
ng TS ở các
các nghiệm thức – TN2
TN2
54
Bảng 3.12
55
Sự thay đổi hàm lƣợ ng
ng TVS ở các
các nghiệm thức – TN2
TN2
Bảng 3.13 Sự thay đổi hàm lƣợ ng
ng TP ở các
các nghiệm thức – TN2
TN2
8
57
Bảng 3.14 Sự thay đổi hàm lƣợ ng
ng TN ở các
các nghiệm thức – TN2
TN2
58
Bảng 3.15 Tổng thể tích khí biogas sinh ra ở các
các nghiệm thức – TN2
TN2
60
Bảng 3.16 Tỷ lệ thành phần trung bình của các loại khí sinh ra ở TN2
61
Bảng 3.17 Tổng thể tích khí CH4 sinh ra ở các NT- thí nghiệm 2
62
9
DANH MỤ
MỤC HÌNH VẼ
VẼ
Số hi
hiệệu
hình vẽ
vẽ
Tên hình vẽ
Trang
Hình 1.1 Tóm tắt các phản ứng sinh hóa của q trình phân hủy yếm khí
20
Hình 1.2 Nhiệt độ và các nhóm VSV tƣơng ứng trong phân hủy yếm khí
Hình 1.3 Nhóm vi sinh vật thủy phân chất hữu cơ, nhóm vi sinh vật tạo axit
24
25
Hình 1.4 Nhóm vi sinh vật tạo Metan
26
Hình 1.5 Chuyển đổi sinh học trong hệ thống hiếu khí và
v à yếm khí
30
Hình 2.1 Phân bùn bể phốt tại Tr ạm xử lý phân bùn bể phốt Cầu Diễn
33
Hình 2.2 BHTD từ tr ạm xử lý nƣớ c thải Kim Liên
33
Hình 2.3 Rác thải sinh hoạt khu vực chợ M
Mễ Trì Hạ- Nam Từ Liêm
34
Hình 2.4 Hệ thống thiết bị phân hủy yếm khí AKIZ
36
Hình 2.5 Cấu tạo bộ thiết bị phân hủy yếm khí AKIZ
37
Hình 2.6 Một số dụng cụ đong mẫu và đựng mẫu
Hình 2.7 Đấu nối chạc 3 vào thiết bị phân hủy yếm khí để lấy mẫu khí
37
38
Hình 2.8 Thiết bị phân tích khí
43
Hình 3.1
Sự thay đổi giá trị TVS các NT- TN1 trƣớc và sau phân hủy yếm khí.
45
Hình 3.2 Sự thay đổi giá trị TP của các NT -TN1 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
47
Hình 3.3 Sự thay đổi giá trị TN của các NT - TN1 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
48
Hình 3.4 Biểu đồ thể tích khí sinh ra ở các NT thí nghiệm 1
50
tr ình phân hủy yếm khí các NT - TN1
Hình 3.5 Diễn biến sinh khí trong q trình
50
Hình 3.6 Biểu đồ thành phần các loại khí trung bình của các NT-TN1
52
Hình 3.7 Sự thay đổi giá trị TS của các NT–TN2 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
Hình 3.8 Sự thay đổi giá trị TVS của các NT -TN2 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
54
56
Hình 3.9 Sự thay đổi giá trị TP của các NT -TN2 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
57
Hình 3.10 Sự thay đổi giá trị TN của các NT -TN2 trƣớc và sau phân hủy yếm khí
58
Hình 3.11 Diễn biến sinh khí biogas của các
c ác NT trong phân hủy yếm khí TN2
60
Hình 3.12 Biểu đồ thể tích khí sinh ra ở các NT thí nghiệm 2
61
Hình 3.13 Biểu đồ thành phần các loại khí trung bình của các NT-TN2
62
10
LỜ I MỞ
MỞ ĐẦ
ĐẦU
U
Trong những năm qua nƣớc ta đang trong thời kỳ cơng nghiệp hóa - hiện đại
hóa đất nƣớc, song song với đó là q trình đơ thị hóa diễn ra với tốc độ khá nhanh.
Tuy nhiên bên cạnh sự phát triển đó đã kéo theo rất nhiều các vấn đề về kinh tế xã
hội và đặc biệt là vấn đề bảo vệ môi trƣờng. Việc thu gom, vận chuyển, xử lý, tái
chế, tái sử dụng chất thải đặc biệt bùn thải từ các cơng trình vệ sinh trong đơ thị,
bùn hoạt tính dƣ thừa từ các cơng trình xử lý nƣớc thải và rác thải sinh hoạt giàu
hữu cơ dễ phân hủy gây ra mùi hôi thối đã và đang trở thành bài tốn khó. Trong
các loại chất thải đô thị, bùn thải đô thị là loại chất thải đặc thù đƣợc phát sinh chủ
yếu từ các hoạt động nạo vét xử lý bùn bể tự hoại, bùn dƣ thừa từ các các hệ thống
xử lý nƣớc thải, rác thải sinh hoạt là một loại rác giàu hữu cơ phát sinh từ cuộc sống
sinh hoạt hàng ngày của các hộ gia đình, khu dân cƣ, các nhà hàng, trung tâm
thƣơng mại, trƣờng học, cơ quan nghiên cứu, các cơ sở dịch vụ ăn uống ..v.v.. Hiện
nay có nhiều phƣơng pháp khác nhau để xử lý bùn thải và rác thải khác nhau nhƣ
phƣơng pháp hóa lý, hóa
h óa học, sinh hóa ..v.v....với đặc điểm đặc trƣng của bùn bể tự
hoại, bùn hoạt tính dƣ và chất thải rắn sinh hoạt là giàu hợp chất hữu cơ, bùn hoạt
tính dƣ thừa đƣợc sinh ra sau quá trình xử lý sinh học hiếu khí phần
phần dầu mỡ có hàm
hà m
lƣợng khá cao từ 5 -12% với thành phần chủ yếu là lipit, chất thải giàu lipit đƣợc
biết đến là có tiềm năn
năngg sinh khí metan cao trong 3 nguyên lliệu
iệu chính của q trình
sản sinh khí metan là lipit, protein và cacbonhydrat.
Hiện nay phƣơng pháp chôn lấp là phƣơng pháp phổ biến đƣợc áp dụng để xử
lý bùn thải và rác thải sinh hoạt…. Tuy nhiên việc chôn lấp trực tiếp mà chƣa qua
xử lý tồn tại rất nhiều những hạn chế nhƣ: cần diện tích chơn lấp lớn, không xử lý
đƣợc triệt để các tác nhân nguy hại đối với cộng đồng, lãng phí một lƣợng lớn các
chất hữu cơ có thể tái sử dụng đƣợc vì thế hiện nay xử lý bùn thải bằng phƣơng
pháp sinh học đang đƣợc các nhà khoa học và quản lý quan tâm nhiều, bởi vì bản
chất của phƣơng pháp này là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật có
ích để phân hủy chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong bùn thải. Phƣơng
pháp phân hủy yếm khí có các ƣu điểm đó là tiêu thụ rất ít năng lƣợng trong quá
1
trình vận hành và có thể thu hồi đƣợc một lƣợng lớn khí metan (CH 4) nhƣ một
nguồn năng lƣợng tái tạo, bùn sau xử lý có thể đƣợc sử dụng vào mục đích nơng
nghiệp.
Với bản chất các loại chất thải này là giàu hợp chất hữu cơ có khả năng phân
hủy sinh học và tiềm năng sinh khí biogas tốt tạo ra nguồn năng lƣợng thay thế nhƣ
khí đốt, phát điện để phục vụ sinh hoạt sản xuất đồng thời góp phần xử lý chất thải
giảm thiểu ơ nhiễm bảo vệ môi trƣờng. Từ những lý do nêu trê
trên,
n, chúng tơi chọn đề
Nghiên c ứu
ứu đồng phân hủ y sinh học k ỵ khí hỗ n hợ
p bùn bể ph
phố t,
t, bùn hoạt
tài:“ Nghiên
tính dư và chấ t thải già
gi àu hữu cơ để sinh khí Metan” . Nhằm mục tiêu đánh giá một
số đặc điểm của bùn bể phốt, bùn hoạt tính dƣ và chất thải giàu hữu cơ và khả năng
phân hủy sinh học kỵ khí khi phối trộn các loại chất thải này lại với nhau để sinh
khí metan vì vậy tiến hành nghiên cứu 02 nội dung đó là đồng phân hủy sinh học kỵ
giữu 02 loại bùn bể phốt kết hợp bùn hoạt tính dƣ và đồng phân hủy sinh học kỵ khí
bùn bể phốt, bùn hoạt tính dƣ kết hợp chất thải giàu hữu cơ để sinh khí metan.
2
CHƢƠNG 1.
1. TỔ
TỔNG QUAN TÀI LIỆ
LIỆU
1.1. Tổng quan về
về bùn thải
thải đô thị và
thị và thự
thự c trạ
trạng quả
quản lý bùn thải
thải đô thị t
thị tạại
Việệt Nam
Vi
thị
1.1.1. Nguồ
Nguồn phát sinh bùn thải
thải đô thị
Bùn thải đô thị là thành phần chính của q trình thốt nƣớc đơ thị. Bùn thải
đô thị đƣợc sinh ra trong các công đoạn của q trình thốt nƣớc và xử lý nƣớc thải.
Bùn thải đơ thị là sản phẩm của q trình thốt nƣớc đô thị. Nguồn phát sinh chủ
yếu bao gồm: bùn phát sinh từ hệ thống bể phốt, bùn từ các tr ạm xử lý nƣớ c thải
trong thành phố và bùn nạo vét hệ th ống thoát nƣớ c.
c. T ỷ tr ọng c ủa các loại bùn nêu
trên phụ thuộc vào đặc điểm riêng của hệ thống thoát nƣớc đơ thị [7].
- Phân bùn bể tự hoại hay cịn có cách gọi khác là phân bùn bể phốt: có nguồn
gốc từ các bể tự hoại, các nhà vệ sinh công cộng, có thành phần chủ yếu là các chất
hữu cơ và các loại vi sinh vật (chủ yếu là các vi khuẩn đƣờng ruột, trứng giun
sán...). Do có chứa hàm lƣợng chất hữu cơ cao nên phân bùn có thể đƣợc dùng
trong mục đích nơng nghiệp, việc xử dụng phân bùn chƣa qua xử lý cũng trở thành
một nguy cơ lớn gây
gâ y ra các bệnh về đƣờng ruột [12].
Bùn thải t ừ các cơng trình v ệ sinh (bể t ự ho ại): Theo số li ệu c ủa C ục H ạ t ầng
k ỹ th
thuuật, B ộ Xây dựng ( 2017), lƣợ ng
ng bùn thải t ừ b ể t ự ho ại t ại các đô thị dao động
từ vài trăm m3/năm đến trên 200.000 m3/năm. Tuy nhiên lƣợng bùn thu gom cũng
r ất hạn chế, t ỷ lệ thu gom có biên độ dao động lớ n,
n, từ 3% đến 97%, tỷ lệ thu gom
trung bình chỉ đạt khoảng 32%. Lƣợ ng
ng bùn bể tự hoại đƣợ c thu gom có th ể lớn hơn
do có nhiều doanh nghiệp, đơn vị cung cấ p dịch vụ hút bùn vể tự hoại ở quy
quy mô nhỏ
lẻ [4].
- Bùn nạo vét: phát sinh từ công tác nạo vét cống rãnh, sông, hồ, ao nằm trong
hệ thống thốt nƣớc đơ thị. Tại Việt Nam cịn nhiều bất cập trong công tác quản lý
nƣớc thải đô thị, nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý hoặc xử lý chƣa triệt để mà
xả thải trực tiếp ra môi trƣờng với lƣợng rất lớn. Do vậy lƣợng bùn cặn từ nƣớc thải
3
phát sinh với lƣợng cực kì lớn, khơng tập trung và có thành phần hết sức đa dạng,
phức tạp [9].
- Bùn thải từ trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt hay cịn có thể gọi với tên gọi
khác bùn hoạt tính dƣ: Bùn hoạt tính dƣ là một trong những sản phẩm phụ lớn nhất
của quá trình xử lý nƣớc thải sinh học . Phần lớn bùn hoạt tính dƣ là lƣợng sinh khối
từ các q trình sinh hóa của vi sinh vật. Một phần đáng kể các chất ô nhiễm đƣợc
tìm thấy trong BHTD, vì vậy khơng nên thải bỏ trực tiếp với lƣợng lớn ra ngồi mơi
trƣờng. Đối với loại hình bùn thải phát sinh từ cơng tác xử lý nƣớc thải cơng
nghiệp, tùy vào tính chất và chất lƣợng bùn thải cần phải có quy định về quản lý
riêng và không nằm trong tập hợp bùn
bùn thải đô thị [17].
Hệ số phát sinh bùn cặn từ các công trình vệ sinh (bể tự hoại) tại đơ thị là 0,04
- 0,07m3/ngƣời/năm. Chỉ số bùn cặn từ hệ thống thoát nƣớc tại các đô thị 0,146 0,365 m3/ngƣời/năm. Hiện nay phƣơng thức xử lý bùn chủ yếu tại các trạm xử lý
nƣớc thải đô thị Việt Nam là khử nƣớc và chở đi chôn lấp [3].
Bảng 1.1. Lƣợng bùn cặn từ các cơng trình vệ sinh (bể tự hoại)
hoạ i) và từ hệ thống
thốtt nƣớc tại đơ thị trên cả nƣớc giai đoạn 2013-2016
thoá
2013 -2016 [3].
TT Năm
Năm
Lƣợng bùn cặn phát sinh
Lƣợng bùn cặn phát sinh từ hệ
từ bể tự hoại (m3/năm)
/năm)
thống thoát nƣớc (m3/năm)
/năm)
1
2013
1.154.996 - 2.021.243
4.215.735 - 10.539.339
2
2014
1.201.416 - 2.102.478
4.383.168 - 10.962.921
3
2015
1.242.700 - 2.174.725
4.535.855 - 11.339.638
4
2016
1.279.440 - 2.239.020
4.669.956 - 11.674.890
Nguồn: TCMT,2017
Thông thƣờng, tỷ trọng của bùn bể phốt, bùn nạo vét, bùn xử lý nƣớc thải
trong bùn thải đô thị khác nhau phụ thuộc vào mơ hình thốt nƣớc, trình độ phát
triển hạ tầng đơ thị của mỗi một quốc gia. Tại một số quốc gia châu Âu phát triển
thƣờng sử dụng mơ hình thốt nƣớc và xử lý nƣớc thải tập trung nên thành phần bùn
thải đô thị chủ yếu phát sinh từ nguồn bùn dƣ và bùn nạo vét, còn đối với bùn bể
4
phốt thì chiếm tỷ trọng nhỏ [9]. Ở Việt Nam bùn thải đƣợ c phân chia thành 6 loại
nhƣ sau: bùn thải trong hệ thống thốt nƣớ c thải đơ thị, bùn thải trong hệ thống
thốt nƣớ c thải cơng nghiệ p, bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh r ạch định k ỳ,
bùn th
t hải từ b ể t ự ho ại (bùn hầm cầu), bùn thải t ừ tr ạm/ nhà máy xử lý nƣớ c c ấ p và
bùn th ải từ các cơng trình xây d ựng trong đó tậ p trung chủ yếu là bùn bể tự ho ại và
bùn thải từ hệ thống thốt nƣớ c thải đơ thị [3].
Hiện nay, việc thu gom, vận chuyển, xử lý, tái chế, tái sử dụng chất thải đặc
biệt từ bùn thải ở các hệ thống thoát nƣớc và các cơng trình vệ sinh trong đơ thị đã
và đang trở thành bài tốn khó đối với các nhà quản lý hầu hết các nƣớc trên thế
giới, đặc biệt ở các nƣớc có nền kinh tế đang phát triển trong đó có Việt Nam. Bùn
thải đang rơi vào hiện trạng thừa thu gom thiếu xử lý, thực tế không phải tất cả các
bùn thải
t hải này
nà y đều đƣợc xử lý th
theo
eo quy
qu y chuẩn kỹ thu
thuật
ật đã đƣợc ban hành. Các cơ sở
sản xuất kinh doanh thƣờng thu gom sau đó xả bỏ tại một nơi vơ định, thƣờng là
những khu vực hẻo lánh, dân cƣ thƣa thớt nhằm giảm bớt chi phí xử lý bùn thải cho
doanh nghiệp, mặc kệ hệ quả nghiêm trọng xảy ra cho môi trƣờng cững nhƣ sức
khỏe con ngƣời [3;11].
1.1.2. Đặc
Đặc điểm
điểm củ
của bùn thải
thải đô thị
thị
Với đặc điểm sự phát thải phụ thuộc vào mật độ dân cƣ, trình độ dân trí, trình
độ phát triển đơ thị cũng nhƣ sự phát triển của hệ thống hạ tầng đô thị nên bùn thải
đô thị tại mỗi quốc gia, mỗi khu vực dân cƣ có những đặc điểm khác biệt. Hơn thế
nữa, tính chất của bùn thải phụ thuộc theo đặc trƣng thời tiết khí hậu, theo mùa nên
sự khác biệt giữa các vùng miền càng thể hiện rõ rệt hơn. Ngoài ra, đặc điểm của
bùn thải tại các trạm xử lý nƣớc thải cịn thể hiện
hi ện ở cơng nghệ xử lý nƣớc thải đang
đƣợc áp dụng và bùn phát sinh từ các cơng đoạn xử lý khác nhau có đặc điểm riêng
biệt. Bùn thải
thả i phát sinh trong giai đoạn xử lý sơ bộ của các trạm xử lý nƣớc thải đô
thị tập trung tại Châu Âu thƣờng có các chỉ tiêu hóa lý nhƣ Bảng 1.2 [17;25].
5
Bảng 1.2. Một số đặc điểm hóa
hóa lý điển hình
hình của bù
bùn
n giai đoạn xử lý sơ bộ
bộ [17;25]
[17;25]
Chỉ tiêu hóa lý
lý
STT
Hàm lƣợng (%)
lƣợng (%)
1
pH
5 – 8
8
2
Tổng chất rắn (%)
2 – 8
8
3
Tổng chất rắn bay hơi (Tính theo %TS)
60 – 80
80
4
Tổng Nitơ (tính theo % TS)
1,5 – 4
4
5
Tổng Phốt pho (tính theo % TS)
0,8 - 2,8
Trong khi đó, bùn thải phát sinh từ giai đoạn xử lý sinh học có đặc điểm hóa lý
nhƣ Bảng 1.3.
Bảng 1.3. Một số đặc điểm hóa lý của bùn
bùn giai đoạn xử lý sinh học [7,17].
Chỉ tiêu hóa lý
lý
STT
Hàm lƣợng (%)
lƣợng (%)
1
pH
6,5 – 8
8
2
Tổng chất rắn (%)
0,83 – 1,16
1,16
3
Tổng chất rắn bay hơi (Tính theo%TS)
59 – 88
88
4
Tổng Nitơ (Tính theo %TS)
2,4 – 5
5
5
Tổng Phốt pho (Tính theo %TS)
2,8 – 11
11
“Phân bùn” là hỗn hợp của bùn, phân và chất lỏng, hình thành nên từ các cơng
trình vệ sinh tại chỗ…Phân bùn đƣợc coi là một dạng của bùn cặn [ 6]. Bể tự hoại
tiếp nhận các sản phẩm bài tiết của ngƣời (phân, nƣớc tiểu) từ các cơng trình vệ
sinh. Trong bể tự hoại diễn ra đồng thời hai quá trình: lắng chất rắn và lên men cặn
lắng. Nƣớc thải sau khi xử lý sơ bộ từ bể tự hoại đƣợc xả vào hệ thống cống chung
hoặc trong nhiều trƣờng hợp đƣợc xả trực tiếp vào kênh mƣơng, sơng ngịi. Phần
chất rắn trong bùn cặn có tỷ trọng là 660 g/kg, tỷ trọng điển hình của cặn lắng đáy
dạng bùn là 1,4-1,5 t/m3 [6;12]. Các cặn lắng hữu cơ đƣợc chuyển hoá ở phần đáy
của bể tự hoại nhờ quá trình phân huỷ yếm khí.
6
Bảng 1.4. Thành phầ
phần có trong sả
sản phẩ
phẩm bài tiế
tiết của
của ngƣờ i [12;26].
Các chấ
chất
(gam/ngƣờ i - ngày đêm)
đêm)
Nƣớ c tiể
tiểu
phân
Phân + Nƣớ c tiể
tiểu
Ni tơ
11,0
1,5
12,5
Tự hoại phốt pho
1,0
0,5
1,5
Ka li
2,5
1,0
3,5
Cacbon hữu cơ
6,6
21,4
30
Phân bùn bể phốt có thành phần các chất hữu cơ ở mức cao và có tiềm năng
phân hủy sinh học. Thành phần hữu cơ có trong bùn bể tự hoại tùy theo thời gian
lƣu giữ phân bùn trong bể, thời gian lƣu giữ trong bể càng lâu thì các chất hữu cơ
trong bể càng giảm.
Bảng 1.5. Thành phầ
phần hữu
hữu cơ của
của phân bùn từ
từ mộ
một số
số cơng trình vệ
vệ sinh
[12;26].
Loại bùn cặn
cặn
Chất hữu cơ
(%TS)
Nitơ (%TS)
(%TS)
Photpho(%TS)
Bể tự hoại thời gian 1-3 năm
71-81
2,4 – 3,0
2,7 – 2,9
2,9
Bể tự hoại thời gian > 3 năm
30,4
0,97 – 1
1
0,71 – 0,85
0,85
Phân tƣơi
85 – 88
88
3,2 – 3,7
3,7
2,6 – 2,8
2,8
Một số đặc điểm hóa lý của bùn thải có sự khác nhau giữa các loại bùn thải
cũng nhƣ sự khác nhau giữa các vùng miền và quốc gia nhƣng điểm chung là bùn
thải đơ thị có chứa thành phần các chất dinh dƣỡng nhƣ nitơ, phốt pho khá c .
Dựa vào đặc điểm dễ bị phân hủy do vi sinh vật có trong nƣớc, ta có thể phân
các chất hữu cơ thành hai nhóm:
- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: Đó là các hợp chất protein, cacbohydrat,
chất béo nguồn gốc động vật và thực vật. Đây là các chất gây ơ nhiễm chính có
nhiều trong bùn thải sinh hoạt, bùn thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm.
7
- Các chất hữu cơ khó bị phân hủy: Các chất loại này thuộc các chất hữu cơ có
vịng thơm, các chất đa vòng ngƣng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, phốt pho hữu cơ …
Trong số các chất này có nhiều hợp chất là các chất hữu cơ tổng hợp. Hầu hết chúng
đều có độc tính đối với con ngƣời và sinh vật. Chúng tồn tại lâu dài trong môi
trƣờng và trong cơ thể sinh vật. Với hàm lƣợng dinh dƣỡng có ích cao nhƣ nitơ,
phốt pho và các chất hữu cơ khác.
Các quốc gia trên thế giới đang nỗ lực sử dụng nguồn bùn thải để tái sử dụng
trong nông nghiệp nhằm giảm thiểu lƣợng chất thải mang đi chôn lấp. Tuy nhiên, do
đặc điểm tích tụ nhiều chất gây ơ nhiễm mà các phƣơng án quản lý bùn thải đô thị
tại các quốc gia trở nên hết sức khó khăn. Các tác nhân gây ô nhiễm tồn tại trong
bùn thải đô thị với hàm lƣợng cao là rào cản trong việc sử dụng bùn thải đơ thị cho
mục đích nơng nghiệp [9 ]. Tiềm năng thu hồi tài nguyên, tái sử dụng bùn thải là rất
lớn, cần chú trọng nghiên cứu ứng dụng, triển khai công nghệ phù
phù hợp để xử lý và
tận dụng hiệu quả bùn thải.
1.1.3. Các
Các phƣơng pháp xử lý
lý bùn thải
thải đô thị
thị
Hiện nay, việc thu gom, vận chuyển, xử lý, tái chế, tái sử dụng chất thải đặc
biệt bùn cặn thải từ hệ thống thốt nƣớc và các cơng trình vệ sinh ở đơ thị đang trở
thành bài tốn khó đối với hầu hết các nƣớc trên thế giới, đặc biệt là đối với các
nƣớc có nền kinh tế đang phát triển trong đó có Việt Nam. Trong tất cả các loại bùn
cặn trên, bùn cặn trong mạng lƣới thoát nƣớc (cống thốt nƣớc, kênh mƣơng và hồ)
khơng tập trung, rất khó thu gom và có thành phần phức tạp nhất. Các loại bùn cặn
này dễ gây ô nhiễm môi trƣờng sông hồ, làm sụt giảm hàm lƣợng oxy và mất cân
bằng sinh thái trong nguồn nƣớc mặt.
Trên thế giới hiện nay đã và đang áp dụng nhiều phƣơng pháp xử lý bùn thải
đô thị khác nhau. Sự lựa chọn áp dụng phƣơng pháp xử lý nào là phụ thuộc vào đặc
điểm bùn thải, đặc điểm về văn hóa, lịch sử, khơng gian vị trí địa lý, luật pháp,
chính trị và tình hình kinh tế của mỗi quốc gia, mỗi vùng miền. Các phƣơng pháp
xử lý bùn thải đô thị phổ biến hiện nay bao gồm một số phƣơng pháp chủ yếu sau
[9].
8
- Chôn lấp tại bãi chôn lấp tập trung chất thải.
- Xử lý bằng phƣơng pháp nhiệt.
- Sử dụng trong cải tạo đất nông nghiệp.
- Phƣơng pháp sinh học.
Do thành phần chủ yếu của bùn thải là các vi sinh vật cùng với hàm lƣợng
chất hữu cơ, nito và photpho cao. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là tận dụng đƣợc
thành phần dinh dƣỡng trong bùn thải để thay thế cho môi trƣờng nhân tạo đắt tiền
thƣờng đƣợc sử dụng trong q trình ni cấy vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm
sinh học có ích nhƣ chế phẩm sinh học cho cải tạo đất, thuốc trừ sâu sinh học, mạng
PE, hóa chất keo tụ ..v.v
Phƣơng pháp sinh học có thể đƣợc chia thành hai loại phổ biến là phƣơng
pháp phân hủy trong điều kiện hiếu khí và trong điều kiện yếm khí:
+/ Phƣơng pháp phân hủy hiếu khí là phƣơng pháp có thời gian phân hủy
nhanh và triệt để các hợp chất hữu cơ Theo
Theo báo cáo của Cục bảo vệ môi trƣờng liên
bang Hoa Kỳ.
+/ Phân hủy yếm khí là phƣơng pháp xử lý đã đƣợc chứng minh là có hiệu quả
làm giảm hàm lƣợng hữu cơ trong bùn, cải thiện khả năng tách nƣớc của bùn, giảm
thiểu mầm bệnh cao, giảm khối lƣợng bùn. Phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi
nhất trong việc ổn định bùn thải phát sinh từ các trạm xử lý nƣớc thải cũng nhƣ bùn
thải đơ thị nói chung . Phƣơng pháp phân hủy yếm khí là phƣơng pháp phân giải
triệt để các tác nhân gây ơ nhiễm có nguồn gốc hữu cơ trong bùn thải. Hơn nữa,
phƣơng pháp phân giải
giả i yếm khí tại nhiệt
n hiệt độ 55ºC có khả năng tiêu di
diệt
ệt triệt để mầm
gây bệnh nguy hại [14;15]. Ngồi mục tiêu giảm thiểu ơ nhiễm trong bùn thải,
phƣơng pháp phân hủy trong điều kiện yếm khí cịn sinh ra sản phẩm biogas cung
cấp nhƣ nguồn năng lƣợng tái sinh. Vì vậy, trong xử lý bùn thải đơ thị thƣờng kết
hợp xử lý các loại chất thải khác chủ yếu là rác thải hữu cơ nhằm tối ƣu quá trình
sinh biogas cũng nhƣ hỗ trợ quá trình phân hủy yếm khí diễn ra trong điều kiện tối
ƣu nhất.
9
Ngày nay, có nhiều nghiên cứu đƣợc triển khai nhằm phát triển các phƣơng
pháp, kỹ
k ỹ thuật
t huật mới hoặc kết hợp nhiều kỹ thuật khác nhau trên một mô hìn
hìnhh xử lý
bùn thải đơ thị bằng phƣơng pháp lên men yếm khí nhằm đạt hiệu quả cao nhất. Tuy
Tu y
nhiên, để đạt đƣợc hiệu quả nhƣ mong muốn, các mơ hình cần đƣợc xác lập dựa
tr ên
ên điều kiện cụ thể của từng vùng miền, từng quốc gia khác nhau trên thế giới.
Quản lý bùn thải là một trong những hạng mục tốn kém nhất trong các nhà
máy xử lý nƣớc thải nhỏ. Việc xử lý và loại bỏ các loại bùn thải chiếm khoảng một
nửa tổng chi phí xử lý nƣớc thải. Sự lựa chọn phƣơng pháp xử lý bùn đƣợc sử dụng,
trong thực tế, ảnh hƣởng mạnh mẽ bởi các yếu tố phi công nghệ nhƣ vị trị và chi phí
vận chuyển. Hầu hết các trạm xử lý nƣớc thải nhỏ sử dụng cơng nghệ bùn hoạt tính
khơng đƣợc trang bị một thiết bị lắng sơ cấp. Do đó, bùn thải từ những trạm xử lý
nƣớc thải này chỉ gồm có bùn hoạt tính thải. Phân hủy yếm khí của bùn thải là một
công nghệ đƣợc biết đến rộng rãi, cho phép giảm đƣợc hàm lƣợng chất rắn trong
bùn thải, thu hồi đƣợc một phần năng lƣợng giảm lƣợng mầm bệnh và cải thiện
đƣợc khả năng lắng tách nƣớc của bùn. Tuy nhiên, bùn hoạt tính dƣ ít phân huỷ sinh
học hơn bùn sơ cấp (bùn lắng từ quá trình xử lý sơ bộ nƣớc thải đơ thị) và tiềm năng
khí metan sinh học (biochemical methane potential - BMP) của bùn hoạt tính dƣ
thấp hơn đáng kể so với bùn thải sơ cấp [ 16]. Do tiềm năng khí metan thấp và chi
phí xây dựng và vận hành cao nên các hệ thống phân hủy yếm khí cho bùn hoạt tính
dƣ khơng đem lại lợi nhuận, do đó biện pháp xử lý này đƣợc sử dụng khá ít trong
các cơng trình xử lý nƣớc thải nhỏ. Các phƣơng pháp tiền xử lý có thể đƣợc sử dụng
để tối ƣu hóa q trình này phân hủy này và tăng sản lƣợng khí sinh học, nhƣng
chúng liên quan đến việc sử dụng thêm năng lƣợng và hóa chất. Giải pháp đƣợc
nhiều ngƣời hƣớng tới là đồng phân hủy yếm khí kết hợp bùn hoạt tính dƣ với một
hoặc nhiều chất nền với giá trị tiềm năng khí sinh học cao hơn, và phân bùn bể phốt
là mục tiêu đƣợc hƣớng đến. Phân bùn bể phốt có tiềm năng khí sinh học lớn, cùng
với các thành phần dinh dƣỡng nhƣ nitơ, photpho ở mức cao là sự lựa chọn thích
hợp để làm bùn nguyên liệu kết hợp sử dụng trong đồng phân hủy yếm khí với một
10
loại chất nền có khả năng sinh khí biogas và phân hủy sinh học kém hơn nhƣ bùn
hoạt tính dƣ
1.2. Tổng quan về
về tình hình phát sinh và xử
x ử lý
lý chấ
chất thả
thải rắ
rắn sinh hoạ
hoạt ở đơ
thị
thị Vi
Việệt Nam
Nhìn chung, việc
v iệc phát
p hát sinh chất thải rắn luôn
l uôn đi đôi với quá trình sản xuất và
sinh hoạt của con ngƣời. Trên phạm vi toàn quốc lƣợng chất thải rắn (CTR) phát
sinh tăng khoảng 10-16% mỗi năm và sẽ còn tiếp tục tăng trong thời gian tiếp theo
[2;3]. Trong thành phần của CTR đơ thị thì CTR sinh hoạt là chủ yếu, chiếm
khoảng 60-70% lƣợng chất thải rắn phát sinh. Thành phần có trong CTR sinh hoạt
phụ phụ
ph ụ thuộc vào mức sống ở một số đđôô thị , tỷ lệ CTR đƣợc chôn lấp hiện chiếm
khoảng 76-82% lƣợng CTR thu gom đƣợc (trong đó, khoảng 50% đƣợc chơn lấp
hợp vệ sinh và 50% là chôn lấp không hợp vệ sinh) [1;3].
Song song với lƣợng chất thải rắn phát sinh trong đó CTR sinh hoạt là chủ yếu
thì phát sinh những vấn đề liên quan đến mơi trƣờng sống nhƣ ơ nhiễm khơng khí,
mùi hơi thối do q trình phân hủy rác thải có đặc tính là các chất hữu cơ…v.v…
1.2.1. Nguồ
Nguồn gố
gốc phát sinh CTR sinh hoạ
hoạt ở đô thị Vi
thị Việệt Nam
CTR sinh hoạt đô thị phát sinh chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu vực công
cộng ( đƣờng phố, chợ, các trung tâm thƣơng mại, văn phòng, các cơ sở nghiên cứu,
trƣờng học…). CTR sinh hoạt đơ thị có tỷ lệ hữu cơ vào khoảng 54 – 77%, chất thải
có thể tái chế ( thành phần nhựavà kim loại) chiếm khoảng 8 -18% [2].
Chất thải rắn sinh hoạt có thể
t hể đƣợc phân loại theo các cách sau:
Theo thành phần hóa học và theo tính chất vật lý
Theo vị trí hình thành
Theo bản chất nguồn tạo ra chất thải rắn
Theo mức độ nguy hại
Thành phần của rác thải sinh hoạt: Thành phần lý, hóa học của chất thải
rắn đơ thị rất khác nhau, tùy thuộc vào từng khu vực, vào các mùa khí hậu, vào
điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác.
11
Tình hình phát sinh và xử lý CTR ở khu vực đô thị vẫn là một trong những
vấn đề môi trƣờng nổi cộm trong nhiều năm qua. Theo báo cáo môi trƣờng quốc gia
năm 2017 lƣợng CTR sinh hoạt đô thị phát sinh phụ thuộc vào quy mô dân số của
đơ thị. Ƣớc tính lƣợng CTR sinh hoạt ở các đơ thị phát sinh trên tồn quốc mỗi năm
một năm. Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt đơ thị bình qn trên đầu ngƣời tăng theo
mức sống, ở các đô thị có mức sống cao nhƣ các đơ thị loại 1, chỉ số phát sinh CTR
sinh hoạt trung bình là 1,3kg/ngƣời/ngày [1].
Tại Hà Nội: tổng lƣợ ng
ng CTR sinh hoạt phát sinh trên đị a bàn thành phố năm
2017 khoảng 7.500 tấn/ngày. Trong đó tỷ lệ thu gom của 12 quận và thị xã Sơn Tây
đạt 98%, 17 huyện ngoại thành đạt 89%. CTR sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ các hộ
gia đình, khu tậ p thể, chợ, trung tâm thƣơng mại, văn phòng, cơ sở nghiên cƣu,
trƣờ ng
ng học…(nguồn: URENCO Hà Nội,2017 )
TT
T
Bảng 1.6. Các loại
loại CTR đô thị
thị ở Hà
Hà Nội
Nội năm 2011
2011 [2;3]
Loạại chấ
Lo
chất
Khốối lƣợ ng
Kh
ng
th
thảải
phát sinh
Nguồồn gố
Ngu
gốc
Biệ
Biện pháp xử
xử lý
lý
(Tấấn/ ngày)
(T
- Các chất vô cơ: gạch - Chôn lấ p hợ p vệ
đá vụ, tro xỉ than tổ sinh
1
CTR sinh
~ 6.500
hoạt
ong…
- Sản xuất phân hữu
- Các chất hữu cơ: rau
cơ vi sinh: 60
củ quả, rác nhà bế p hƣ
tấn/ngày
hỏng…..
- Tái chế: 10%, tự
- Một số loại khác
phát tại các làng nghề.
Cặn sơn, dung môi, bùn Một phần đƣợ c xử lý
2
CTR công
~ 1.950
nghiệ p
3
CTR y tế
~ 15
thải công nghiệ p, dầu
tại khu xử lý chất thải
mỡ , dầu thải...
Công nghiệ p.
Bông băng, dụng cụ y
Xử lý bằng cơng nghệ
tế nhiễm khuẩn
lị đốt Delmonego 20Italia:100%
12
1.2.2. Tính chất vật lý, hóa học của chất thải rắn sinh hoạt
hoạt
Những tính chất hóa lý quan trọng của chất thải rắn sinh hoạt bao gồm khối
lƣợng riêng, độ ẩm, kích thƣớc, khả năng giữ nƣớc và độ xốp (độ rỗng) của rác.
a. Độ ẩm
Độ ẩm của chất thải rắn thƣờng đƣợc biểu diễn theo một trong hai cách: tính
theo thành phần phần trăm khối lƣợng ƣớt và thành phần phần trăm khối lƣợng khô.
Trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn, phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt thông dụng hơn.
b . Kích thước và sự phân bố kích thước
Kích thƣớc và sự phân bố kích thƣớc của các thành phần có trong chất thải rắn
đóng vai trị quan trọng đối với quá trình thu hồi vật liệu, nhất là khi sử dụng
phƣơng pháp cơ học nhƣ sàng quay và các thiết bị tách loại từ tính.
c
. Khả năng tích ẩm
Khả năng tích ẩm của chất thải rắn là tổng lƣợng ẩm mà chất thải có thể tích
trữ đƣợc. Đây là thơng số có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định lƣợng rị rỉ sinh
ra từ bãi chơn lấp phần nƣớc dƣ vƣợt quá khả năng tích trữ của chất thải rắn sẽ thốt
ra ngồi thành nƣớc rị rỉ. Khả năng tích ẩm sẽ thay đổi tùy theo điều kiện nén ép
rác và trạng thái phân hủy của chất thải. Khả năng tích ẩm của chất thải rắn sinh
hoạt của khu dân cƣ và khu thƣơng mại trong trƣờng hợp khơng nén ra đƣợc có thể
dao động trong khoảng 50-60% [11].
d. Khối lượng riêng
Khối lƣợng riêng đƣợc định nghĩa là khối lƣợng vật chất trên một đơn vị thể
tích, tính bằng kg/m3. Điều quan trọng cần ghi nhớ rằng, khối lƣợng riêng của chất
thải rắn sinh hoạt sẽ rất khác nhau tùy từng trƣờng hợp: rác để tự nhiên không chứa
trong thùng, rác chứa trong thùng và không nén, rác chứa trong thùng và nén. Do
đó, số liệu khối lƣợng riêng của chất thải rắn sinh hoạt chỉ có ý nghĩa khi đƣợc ghi
chú kèm theo phƣơng pháp xác định khối lƣợng riêng. Khối lƣợng riêng của một số
thành phần chất thải có trong rác sinh hoạt chứa trong thùng, có nén, hoặc không
nén. Khối lƣợng riêng của rác sẽ rất khác nhau tùy theo vị trí địa lí, mùa trong năm,
13
thời gian lƣu trữ,… Do đó, khi xác định giá trị khối lƣợng riêng cần phải xem xét cả
những yếu tố để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính tốn. Khối lƣợng riêng
của rác sinh hoạt ở các khu đô thị khoảng từ 178kg/m3 đến 415kg/m3 [9].
Bảng 1.7. Khối lƣợng riêng và hàm lƣợng ẩm
ẩm có trong rác thải sinh hoạt [9].
Khối lƣợng riêng (kg/m3)
Loại chất thải
Độ ẩm (% khối lƣợng)
lƣợng)
Khoảng dao động Đặc trƣng Khoảng dao động
ĐặcTrƣng
Rác khu dân cƣ (không nén)
Thực phẩm
Giấy
Carton
Nhựa
132 – 485
485
294
50-80
70
42 – 132
132
42 – 81
81
42 – 132
132
90
4-10
6
51
4-8
5
66
1-4
2
Vải
Cao su
Da
Rác vƣờn
Gỗ
Thủy tinh
Lon thiếc
42 – 132
132
102 – 204
204
102 – 264
264
60 – 228
228
132 – 324
324
162 – 485
485
51 – 162
162
66 – 243
243
132 – 1163
1163
324 – 1010
1010
656 – 839
90 – 183
183
66
132
6-15
1-4
10
2
162
8-12
10
102
30-80
60
240
15-40
20
198
1-4
2
90
2-4
3
162
2-4
2
324
2-4
3
485
6-12
6-12
5-20
8
15
60
20-40
30
240
40-80
60
599
50-90
80
300
20-70
50
330
40-60
50
Nhôm
Các kim loại khác
Bụi, tro
Tro
Rác rƣởi
752
132
6
Rác vƣờn
Lá (xốp và khô)
Cỏ tƣơi (xốp và ƣớt)
Cỏ tƣơi (ƣớt và nén)
Rác vƣờn (vụn)
Rác vƣờn
30 – 150
150
210 – 300
300
60 – 839
839
270 – 360
360
270 – 330
330
14
Các thành phần cơ bản trong chất thải rắn trong sinh hoạt cần phân tích bao
gồm C (carbon), H (hydro), O (oxy), N (nitơ), S (lƣu huỳnh) và tro. Thông thƣờng,
các nguyên tố thuộc nhóm halogen cũng đƣợc xác định do các dẫn xuất của clo tồn
tại trong thành phần khí thải khi đốt rác. Kết quả xác định các nguyên tố cơ bản này
đƣợc sử dụng để xác định cơng thức hóa học của thành phần chất hữu cơ có trong
chất thải rắn sinh hoạt cũng nhƣ xác định tỷ lệ C/N thích hợp cho q trình làm
phân compost.
hoạt.
e. Tính chất hóa học của chất thải rắn sinh hoạt.
Đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phƣơng án xử lý và thu hồi
nguyên liệu. Ví dụ, khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hóa học của chất thải rắn,
đặc biệt trong trƣờng hợp chất thải là hỗn hợp của các thành phần cháy đƣợc và
không cháy đƣợc. Ví dụ, nếu muốn xử lí chất thải rắn làm nhiên liệu, cần xác định
những tính chất cơ bản đối với thành phần cháy đƣợc trong chất thải rắn bao gồm:
+/ Độ ẩm (phần nƣớc mất đi khi sấy ở 105 oC trong thời gian 1 giờ)
bay hơi (phần khối
kh ối lƣợng mất đi khi nung ở 950
+/ Thành phần các chất rắn bay
950oC
trong lị nung kín)
+/ Thành phần cacbon cố định (thành phần có thể cháy đƣợc cịn lại sau khi
thải các chất có thể bay hơi)
+/ Tro (phần khối lƣợng cịn lại khi đốt trong lò hở).
1.2.3. Các
Các phƣơng pháp xử lý
lý chấ
chất thả
thải rắ
rắn sinh hoạ
hoạt đô thị
thị ở Việt Nam
Nam
Công tác thu gom CTR sinh hoạt đô thị trong những năm gần đây đã đƣợc các
cấp chính quyền quan tâm nhƣng do lƣợng chất thải ngày càng tăng, năng lực thu
gom còn hạn chế cả về thiết bị lẫn nhân lực nên tỷ lệ thu gom vẫn chƣa đạt yêu cầu
cụ thể: tổng lƣợng CTR sinh hoạt đô thị đƣợc thu gom, xử lý năm 2016 khoảng
33.100 tấn, đạt tỷ lệ khoảng 85,5% [3].
Theo báo cáo của Cục hạ tầng kỹ thuật, Bộ Xây dựng tính đến tháng 11/2016
cả nƣớc có khoảng 35 nhà máy xử lý CTR tập trung tại cá c đô thị đƣợc đầu tƣ xây
dựng và đi vào vận hành. Tổng công xuất sử lý theo thiết kế khoảng 7.500 tấn/ngày.
15
