Báo cáo: “Sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt” ppt

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Báo cáo:
“Sản xuất khí đốt từ rác
thải sinh hoạt”
MỤC LỤC
Mở đầu: lý do chọn đề tài 3
Nội dung 5
I. Khái quát chung 5
1.1. Khái niệm về chất thải và phân loại chất thải 5
1.1.1. Khái niệm về chất thải 5
1.1.2. Các cách phân loại chất thải 5
1.2. Rác thải sinh hoạt 6
1.2.1. Khái niệm rác thải sinh hoạt 6
1.2.2. Thành phần của rác thải sinh hoạt 7
1.2.3. Tác động của rác thải đến môi trường và con người 7
1.2.3.1. Ô nhiễm do rác 7
1.2.3.2. Hiện trạng rác thải sinh hoạt ở Việt Nam 8
1.2.3.3.Các giải pháp phòng ngừa và giảm thiểu chất thải rắn 9
1.2.3.4. Công tác quản lý rác thải sinh hoạt ở Việt Nam hiện nay 10
1.2.3.5. Một số biện pháp cụ thể trong việc xử lý, phòng ngừa và giảm thiểu
rác thải sinh hoạt trên thế giới 12
1.2.3.5.1. Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh 12
1.2.3.5.2. Công nghệ thiêu hủy 13
1.2.3.5.3. Công nghệ xử lý rác bằng công nghệ vi sinh (sinh học) 13
1.2.3.5.4.Tái chế rác thải 14
1.2.3.5.5. Hiện trạng xử lý rác thải tại một số nước trên thế giới 16
1.3. Tình hình năng lượng – khí đốt hiện nay 19
II. Sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt 20
2.1. Phương pháp Popov 21
2.2. Phương pháp nhiệt hóa học 21
2.3. Công nghệ biogas 22

2.3.1. Khái niệm 22
2.3.2. Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas 22
2.3.3. Thiết kế hầm Biogas 24
2.3.4. Ưu điểm của công nghệ biogas 26
2
2.3.5. Tình hình sản xuất và sử dụng biogas hiện nay 27
Kết luận 29
MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
3
Thế giới đang ngày càng phát triển không ngừng, quá trình công nghiệp
hóa, hiện đại hóa diễn ra mạnh mẽ. Cùng với sự tăng thêm các cơ sở sản
xuất với quy mô ngày càng lớn, các khu tập trung dân cư càng ngày nhiều,
nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm vật chất cũng ngày càng lớn. Tất cả những
điều đó tạo điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ
được mở rộng và phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho sự phát triển
kinh tế của đất nước, nâng cao mức sống chung của xã hội; mặt khác cũng
tạo ra một số lượng lớn chất thải bao gồm: Chất thải sinh hoạt, chất thải công
nghiệp, chất thải y tế, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng, v.v… Trong
đó, rác thải sinh hoạt hiện nay là một vấn đề đáng lo ngại của toàn thế giới.
Dân số ngày càng tăng, lượng rác thải cũng theo tỉ lệ mà tăng theo, nó là một
trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến
sức khỏe loài người.
Tuy vậy, rác cũng là một phần của cuộc sống. Ngày nay, cùng với sự
phát triển của khoa học công nghệ và sự quan tâm của toàn thế giới, rác
không chỉ đi ra từ cuộc sống mà nó còn quay lại cuộc sống, phục vụ đời sống
con người, cùng con người xây dựng cuộc sống mới. Không chỉ các nước
hiện đại mà tất cả các nước trên toàn thế giới đang cố gắng xử lý rác thải một
cách hợp lý nhất để xây dựng một thế giới mới - thế giới không rác thải.
Vấn đề năng lượng cũng đang trở thành mối lo ngại của toàn cầu, không

riêng một quốc gia nào. Các nguồn than đá và dầu mỏ sẽ cạn kiệt. Bởi vậy
việc tạo ra các nguồn năng lượng nhân tạo là vô cùng cần thiết. Hơn nữa,
việc sử dụng dầu mỏ, than đá làm khí đốt cũng tạo một lượng lớn các khí
độc hại ra ngoài môi trường.
Để giải quyết hai vấn đề này một lúc là một bài toán rất khó nhưng nếu
giải quyết tốt sẽ mang lại những lợi ích to lớn đối với con người. Các nước
đang cố gắng hết sức để tìm ra các biện pháp để giải quyết vấn đề này. Một
trong những biện pháp được coi là tối ưu đã và đang được sử dụng ưa
chuộng ở nhiều nước, đó là sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt. Phương
pháp này không những tận dụng được lượng rác thải giúp môi trường xanh
sạch đẹp mà nó còn giải quyết được vấn đề năng lượng cho con người.
4
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nước phát triển thành tựu này của
khoa học kỹ thuật vào trong đời sống và đạt được nhiều thành công .Nước ta
là một nước còn nghèo, thực trạng xử lý rác thải còn chưa tốt, xăng dầu và
chất đốt gây khó khăn lớn cho nhân dân.Tình hình sản xuất khí đốt từ rác
thải chưa phát triển, mới bắt đầu phát triển công nghệ sản xuất biogas từ
phân hữu cơ, chưa tận dụng được nhiều nguồn rác thải, bởi vậy rác thải còn
tràn lan gây ô nhiễm môi trường.
Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài: “sản xuất khí đốt từ rác thải sinh
hoạt” với mong muốn qua đề tài này, mọi người sẽ hiểu sâu hơn về ý thức và
trách nhiệm bảo vệ môi trường, công nghệ xử lý rác thải, áp dụng có hiệu
quả trong đời sống, làm cho đời sống con người ngày càng phát triển, ngày
càng văn minh, hiện đại hơn.
5
NỘI DUNG
I. Khái quát chung
1.1. Khái niệm về chất thải và phân loại chất thải
1.1.1. Khái niệm về chất thải
Chất thải là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các

hoạt động kinh tế- xã hội, bao gồm các hoạt động sản xuất và hoạt động sống
,duy trì sự tồn tại của cộng đồng. Hay nói cách khác: Chất thải là sản phẩm
được phát sinh trong quá trình sinh hoạt của con người, sản xuất công
nghiệp, xây dựng, nông nghiệp, thương mại, du lịch, giao thông, sinh hoạt tại
các gia đình, trường học, các khu dân cư, nhà hàng, khách sạn.
Lượng chất thải phát sinh thay đổi do tác động của nhiều yếu tố như tăng
trưởng và phát triển sản xuất, sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hoá, công
nghiệp hoá và sự phát triển điều kiện sống, trình độ dân trí.
1.1.2. Các cách phân loại chất thải
- Phân loại theo thành phần:
+ Chất thải vô cơ như: bụi, xỉ, vật liệu xây dựng( gạch, vữa, thủy tinh,
gốm, sứ…), một số loại phân bón, đồ dùng thải bỏ gia đình.
+ Chất hữu cơ như: thực phẩm thừa, chất thải từ lò giết mổ, chăn nuôi
cho đến các dung môi, nhựa, dầu mỡ.
- Phân loại theo nguồn của nó:
+ Chất thải sinh hoạt: phát sinh hàng ngày ở các đô thị, làng mạc, khu
dân cư, các trung tâm dịch vụ, công viên.
+ Chất thải công nghiệp: phát sinh từ trong quá trình sản xuất công
nghiệp và thủ công nghiệp( gồm nhiều thành phần phức tạp, đa dạng trong
đó chủ yếu là các dạng rắn, dạng lỏng, dạng khí).
+ Chất thải y tế…
- Phân loại theo mức độ nguy hại
+ Chất thải nguy hại: là chất thải dễ gây phản ứng, dễ cháy nổ, ăn mòn,
nhiễm khuẩn độc hại, chứa chất phóng xạ, các kim loại nặng. Các chất thải
này tiềm ẩn nhiều sự cố gây rủi ro, nhiễm độc, đe dọa sức khỏe con người và
6
sự phát triển của động thực vật, đồng thời là nguồn gây ô nhiễm môi trường
đất, nước và không khí.
+ Chất thải không nguy hại: là chất thải không chứa các chất và các hợp
chất có các tính chất nguy hại. Thường là các chất thải phát sinh trong gia

đình, đô thị…
- Phân loại theo trạng thái chất thải:
+ Chất thải theo trạng thái rắn: bao gồm các chất thải sinh hoạt, chất
thải từ các cơ sở chế tạo máy, xây dựng( kim loại, da, hóa chất sơn, nhựa
thủy tinh, vật liệu xây dựng…)
+ Chất thải ở trạng thải lỏng: phân bùn từ cống rắn, bể phốt, nước thải
từ nhà máy lọc dầu, rượu bia, nước từ nhà máy sản xuất giấy, dệt nhuộm và
vệ sinh công nghiệp…
+ Chất thải ở trạng thái khí: bao gồm khí thải các động cơ đốt trong các
máy động lực, giao thông, ô tô, máy kéo, tàu hỏa, nhà máy nhiệt điện, sản
xuất vật liệu…
1.2. Rác thải sinh hoạt
1.2.1. Khái niệm rác thải sinh hoạt
Chất thải rắn( còn gọi là rác) là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống,
sinh hoạt, sản xuất của con người và động vật. Rác phát sinh từ các gia đình,
khu công cộng, khu thương mại, khu xây dựng, bệnh viện, khu xử lý chất
thải…Trong đó, rác thải sinh hoạt chiếm tỉ lệ cao nhất. Số lượng, thành
phần, chất lượng rác thải ở từng khu vực, từng quốc gia là rất khác nhau, phụ
thuộc vào trình độ phát triển khoa học, kĩ thuật.
Bất kì hoạt động sống của con người, tại nhà, công sở, trên đường đi, tại
nơi công cộng…đều sinh ra một lượng rác đáng kể. Thành phần chủ yếu của
chúng là các chất hữu cơ và rất dễ gây ô nhiễm trở lại môi trường sống. Cho
nên rác thải sinh hoạt có thể định nghĩa là các thành phần tàn tích hữu cơ
phục vụ cho hoạt động sống của con người, chúng không còn được sử dụng
và vứt trả lại môi trường sống.
1.2.2. Thành phần của rác thải sinh hoạt
- Rau, thực phẩm thừa, chất hữu cơ dễ phân hủy chiếm khoảng 64.7 % về
khối lượng.
7
- Cây gỗ chiếm khoảng 6.6 % về khối lượng.

- Giấy, bao bì giấy chiếm khoảng 2.1 % về khối lượng.
- Plastic khó tái chế chiếm khoảng 9.1% về khối lượng.
- Cao su, đế giày dép chiếm khoảng 6.3 % về khối lượng.
- Vải sợi, vật liệu sợi chiếm khoảng 4.2 % về khối lượng.
- Đất đá, bê tông chiếm khoảng 1.6 % về khối lượng.
- Thành phần khác chiếm khoảng 5.4 % về khối lượng.
1.2.3. Tác động của rác thải đến môi trường và con người
1.2.3.1. Ô nhiễm do rác
Rác thải sinh hoạt gây ô nhiễm toàn diện đến môi trường sống: không
khí, đất, nước.
Gây hại sức khỏe:
− Những nơi vứt rác bừa bãi sinh ra muỗi, ruồi nhặng là những sinh vật truyền
nhiễm sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người (sốt rét, sốt xuất huyết,
bệnh viêm não,…)
− Rác làm thức ăn cho chuột, từ chuột dễ lây lan cho người các bệnh như: dịch
hạch, sốt có thể dẫn đến tử vong.
− Rác gây mùi hôi thối khó chịu cho xung quanh.
Ô nhiễm nước: Rác sinh hoạt không được thu gom thải vào kênh rạch, sông
hồ…gây ô nhiễm môi trường nước bởi chính bản thân chúng. Rác nặng lắng
làm nghẽn đường lưu thông, rác nhẹ làm đục nước, nylon làm giảm diện tích
tiếp xúc với không khí, giảm do trong nước, làm mất mỹ quan gây tác động
cảm quan xấu đối với người sử dụng nguồn nước. Chất hữu cơ phân hủy gây
mùi hôi thối, gây phú dưỡng hóa nguồn nước. Nước rò rỉ trong bãi rác đi vào
nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm như ô nhiễm kim loại
nặng, nồng độ nitrogen, photpho cao chảy vào sông hồ gây ô nhiễm nguồn
nước mặt.
Ô nhiễm không khí: Bụi trong quá trình vận chuyển lưu trữ rác gây ô nhiễm
không khí.
Rác hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Trong môi trường hiếu khí, kị khí có
độ ẩm cao, rác phân hủy sinh ra CO

2
, SO
2
, CO, H
2
S, NH
3
…ngay từ khâu thu
gom đến chôn lấp. CH
4
là chất thải thứ cấp gây cháy nổ.
8
Ô nhiễm đất:
Nước rò rỉ trong các bãi rác gây ô nhiễm đất.
Những nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm do rác thải sinh hoạt:
o Trình độ hiểu biết của nguời dân còn thấp (không thấy rõ tác hại của việc vứt
rác thải bừa bãi và tầm quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, không biết
tận dụng phế phẩm thừa làm phân bón).
o Ý thức, trách nhiệm còn kém (không bỏ rác đúng nơi quy định, bảo thủ
không muốn thực hiện theo những chủ trương về bảo vệ môi trường đã đề ra
vì sợ tốn tiền).
o Các cấp chính quyền địa phương còn lơ là đối với việc quản lý môi trường.
o Ở khu vực đô thị, quá trình đô thị hóa hiện nay kéo theo một số lượng người
dân ở nông thôn ra thành phố sống đã gây nên những xáo trộn lớn lao trong
sinh hoạt ở các vùng dân cư và vấn đề rác thải đang có nguy cơ ngày càng
tăng, đặc biệt là trong các đô thị mới, khu kinh tế tập trung như nhà mới mọc
nhiều gây khó khăn cho thu gom, nhà quá nghèo hoặc nhà giàu không muốn
hòa nhập cộng đồng dẫn đến tình trạng không giữ vệ sinh chung (nhà trên có
thể vứt rác xuống sân gây ô nhiễm), các khu đô thị hóa dọc trục giao thông,
các trung tâm công nghiệp tập trung không được quản lý chặt chẽ.

1.2.3.2. Hiện trạng rác thải sinh hoạt ở Việt Nam
- Ở Việt Nam mỗi năm phát sinh đến hơn 15 triệu tấn chất thải rắn, trong đó
chất thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, nhà hàng, các khu chợ và kinh doanh
chiếm tới 80% tổng lượng chất thải phát sinh trong cả nước. Lượng còn lại
phát sinh từ các cơ sở công nghiệp. Chất thải nguy hại công nghiệp và các
nguồn chất thải y tế nguy hại tuy phát sinh với khối lượng ít hơn nhiều
nhưng cũng được coi là nguồn thải đáng lưu ý do chúng có nguy cơ gây hại
cho sức khoẻ và môi trường rất cao nếu như không được xử lý theo cách
thích hợp.
- Theo số liệu thống kê, hiện nay tổng lượng rác thải rắn sinh hoạt phát sinh
trong toàn quốc ước tính khoảng 1,28tr tấn/năm.Trong đó khu vực đô thị là
(từ loại 4 trở lên) là 6,9tr tấn/năm (chiếm 54%),lượng chất thải còn lại tập
trung ở các xã, thị trấn thuọc huyện.Ước tính mỗi người dân đô thị ở Việt
Nam trung bình phát thải khoảng trên 2/3 kg chất thải mỗi ngày, gấp đôi
9
lượng thải bình quân đầu người ở vùng nông thôn. Chất thải phát sinh từ các
hộ gia đình và các khu kinh doanh ở vùng nông thôn và đô thị có thành phần
khác nhau. Chất thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, các khu chợ và khu kinh
doanh ở nông thôn chứa một tỷ lệ lớn các chất hữu cơ dễ phân huỷ (chiếm
60-75%). Ở các vùng đô thị, chất thải có thành phần các chất hữu cơ dễ phân
huỷ thấp hơn (chỉ chiếm cỡ 50% tổng lượng chất thải sinh hoạt). Sự thay đổi
về mô hình tiêu thụ và sản phẩm là nguyên nhân dẫn đến làm tăng tỷ lệ phát
sinh chất thải nguy hại và chất thải không phân huỷ được như nhựa, kim loại
và thuỷ tinh.
- Dự báo tổng lượng rác thải rắn sinh hoạt đô thị đến 2010 là vào khoảng
hơn 12tr tấn/năm và đến 2020 khoảng 22tr tấn/năm.
Như vậy với lượng gia tăng lượng chất thải rắn như trên thì nguy cơ ô nhiễm
môi trường và tác động tới sức khỏe cộng đồng do chất thải rắn gây ra đang
trở thành một trong những vấn đề cấp bách của công tác bảo vệ môi trường ở
nước ta.

1.2.3.3. Các giải pháp phòng ngừa và giảm thiểu chất thải rắn
• Triển khai rộng rãi công tác phân loại rác thải ngay tại nguồn phát sinh sẽ
góp phần giảm bớt gánh nặng cho thu gom và xử lý chất thải đô thị.
• Xây dựng hướng dẫn về công tác quản lý chất thải rắn nói chung, chất thải
nguy hại nói riêng và phổ biến rộng rãi các hướng dẫn này.
• Tăng cường khung thể chế, kể cả phát triển hệ thống thu phí chất thải để
cân bằng chi phí cho quản lý chất thải rắn;
• Mở rộng chương trình nâng cao nhận thức về quản lý chất thải rắn cho
cộng đồng, đặc biệt là đối với các công ty là chủ nguồn thải.
• Tăng cường đáng kể nguồn lực giám sát và cưỡng chế thực hiện quy chế
quản lý chất thải rắn.
• Đầu tư cơ sở vật chất để xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn theo phương thức
hợp vệ sinh. Cụ thể là đầu tư hệ thống xử lý chất thải nguy hại và bãi chôn
lấp an toàn cho các loại chất thải rắn.
• Nâng cao nhận thức của cộng đồng về việc quản lý chất thải rắn và huy
động cộng đồng tự giác tham gia giải quyết vấn đề chất thải rắn.
1.2.3.4. Công tác quản lý rác thải sinh hoạt ở Việt Nam hiện nay
10
- Hiện nay việc thu gom và xử lý rác thải vẫn đang còn ở tình trạng chưa
đáp ứng yêu cầu, đây là nguyên nhân quan trọng gây ô nhiễm môi trường
nước, không khí, đất, vệ sinh đô thị và ảnh hưởng xấu đến cảnh quan đô thị
và sức khoẻ cộng đồng.
- Việc xử lý chất thải rắn đô thị cho đến nay chủ yếu vẫn là đổ ở các bãi thải
lộ thiên không có sự kiểm soát, mùi hôi và nước rác là nguồn gây ô nhiễm
cho môi trường đất, nước và không khí.
- Theo báo cáo của sở khoa học công nghệ và môi trường các tỉnh, thành và
theo kết quả quan trắc của 3 vùng, mới chỉ có 32/64 tỉnh, thành có dự án đầu
tư xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh, trong đó 13 đô thị đã được đầu tư xây
dựng. Tuy nhiên, trừ bãi chôn lấp chất thải rắn tại Khu Liên hợp Xử lý chất
thải Nam Sơn, Hà Nội và bãi chôn lấp chất thải rắn tại thành phố Huế đang

hoạt động trong sự tuân thủ các yêu cầu đảm bảo môi trường một cách tương
đối, còn các bãi khác, kể cả bãi chôn lấp rác thải hiện đại như Gò Cát ở
thành phố Hồ Chí Minh, cũng đang ở trong tình trạng hoạt động không hợp
vệ sinh.
- Thành phố Hà Nội là địa phương đầu tiên tiến hành xử lý chất thải sinh
hoạt bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Sanitary Landfill) tại Khu
Liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn kể từ năm 1999 đến nay với tổng năng
lực chôn lấp khoảng 13 triệu tấn chất thải sinh hoạt trên tổng diện tích 83ha.
- Việc xử lý chất thải chủ yếu do các công ty môi trường đô thị của các
tỉnh/thành phố (URENCO) thực hiện. Đây là cơ quan chịu trách nhiệm thu
gom và tiêu huỷ chất thải sinh hoạt, bao gồm cả chất thải sinh hoạt gia đình,
chất thải văn phòng, đồng thời cũng là cơ quan chịu trách nhiệm xử lý cả
chất thải công nghiệp và y tế trong hầu hết các trường hợp.
- Tỷ lệ thu gom chất thải sinh hoạt tính trung bình cho cả nước chỉ tăng từ
65-71% ( giai đoạn từ 2000 - 2003). Tính trung bình, các thành phố có dân
số lớn hơn 500.000 dân có tỷ lệ thu gom đạt 76% trong khi đó tỷ lệ này lại
giảm xuống còn 70% ở các thành phố có số dân từ 100.000 - 350.000 người.
Ở các vùng nông thôn, tỷ lệ thu gom rất thấp. Do xa xôi và các dịch vụ thu
gom không đến được các vùng nông thôn nên chỉ có khoảng 20% nhóm các
hộ gia đình có mức thu nhập cao nhất ở các vùng nông thôn được thu gom
11
rác. Ở các vùng đô thị, dịch vụ thu gom chất thải thường cũng chưa cung cấp
được cho các khu định cư, các khu nhà ở tạm và ngoại ô thành phố là nơi
sinh sống chủ yếu của các hộ dân có thu nhập thấp. Nhiều sáng kiến mới
đang được thực hiện nhằm khắc phục tình trạng thiếu các dịch vụ thu gom
chất thải sinh hoạt.
Cũng giống như nhiều nước khác trong khu vực Nam và Đông Nam Á,
tiêu huỷ chất thải ở các bãi rác lộ thiên hoặc các bãi rác có kiểm soát là
những hình thức xử lý chủ yếu ở Việt Nam. Theo Quyết định số
64/2003/QĐ-TTg, ngày 22/4/2003 của Thủ tướng Chính phủ, đến năm 2007,

trong số 439 cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trên cả nước có 49
bãi rác lộ thiên hoặc các khu chôn lấp vận hành không hợp vệ sinh có nguy
cơ gây rủi ro cho môi trường và sức khoẻ người dân cao phải được tiến hành
xử lý triệt để, tuy nhiên, cần tìm nguồn kinh phí cho các hoạt động xử lý này.
Tuy đã có nhiều nỗ lực nhằm nâng cao chất lượng quản lý chất thải sinh hoạt
nhưng các thông tin về việc xử lý chất thải nguy hại, đặc biệt là chất thải
nguy hại từ công nghiệp còn có rất ít, do đó cần phải quản lý tốt hơn.
Hiện nay, Chính phủ đang rất ưu tiên cho việc xây dựng các hệ thống xử
lý và tiêu huỷ chất thải, bao gồm cả các bãi chôn lấp. Tuy nhiên, do thiếu
nguồn tài chính nên hầu hết các bãi chôn lấp hợp vệ sinh đều được xây dựng
bằng nguồn vốn ODA. Tự tiêu huỷ là hình thức khá phổ biến ở các vùng
không có dịch vụ thu gom và tiêu huỷ chất thải. Các hộ gia đình không được
sử dụng các dịch vụ thu gom và tiêu huỷ chất thải buộc phải áp dụng các
biện pháp tiêu huỷ của riêng gia đình mình, thường là đem đổ bỏ ở các sông,
hồ gần nhà họ, hoặc là vứt bừa bãi ở một nơi nào đó gần nhà.
Một số phương pháp tự tiêu huỷ khác là đốt hoặc chôn lấp. Tất cả các
phương pháp này đều có thể huỷ hoại môi trường một cách nghiêm trọng và
có khả năng gây hại cho sức khoẻ con người. Nhiều bãi rác và bãi chôn lấp
đang là mối hiểm hoạ về mặt môi trường đối với người dân địa phương. Các
bãi chôn lấp không hợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra rất nhiều vấn đề
môi trường đối với các cộng đồng dân cư xung quanh, bao gồm cả các vấn
đề về ô nhiễm nước ngầm và nước mặt do nước rác không được xử lý, các
12
chất ô nhiễm không khí, ô nhiễm mùi, ruồi, muỗi, chuột bọ và ô nhiễm bụi,
tiếng ồn.
1.2.3.5. Một số biện pháp cụ thể trong việc xử lý, phòng ngừa và giảm
thiểu rác thải sinh hoạt trên thế giới
1.2.3.5.1. Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh.
Chôn lấp là biện pháp cô lập chất thải nhằm giảm thiểu khả năng phát tán
chất thải vào môi trường. Trong quá trình thải bỏ chất nguy hại, người ta

phải kiểm soát được các phản ứng xảy ra, các chất sinh ra trong khu vực thải
và môi trường xung quanh; thực hiện giám sát môi trường; bảo trì cho bãi
thải sau khi đóng cửa nhằm tránh tiếp xúc chất nguy hại với môi trường
trong mọi tình huống kể cả khi có sự cố. Để đảm bảo công tác này, có một số
nguyên tắc cần phải được tuân thủ trong khi chôn lấp chất thải, thiết kế và
vận hành bãi chôn lấp.
+ Xử lý chất thải trước khi chôn lấp: Chất thải cần phải được đóng gói
theo đúng tiêu chuẩn quy định về an toàn trước khi chôn lấp hoặc có thể cố
định hoặc hoá rắn trước khi chôn lấp.
+ Lựa chọn vị trí bãi chôn lấp: xem xét đến các vấn đề về địa hình, thổ
nhưỡng, thuỷ văn…; các điều kiện khí hậu, môi trường của địa phương; bố
trí mặt bằng của khu vực, đảm bảo khoảng cách đến các công trình liên
quan, khoảng cách vận chuyển. Hạn chế đặt gần khu dân cư, sân bay, khu
ruộng trồng lương thực, đất ướt, đất nứt, vùng có nguy cơ động đất và khu
vực không ổn định, gần sông suối, các nguồn nước sử dụng trong sinh hoạt.
+ Nguyên tắc thiết kế bãi chôn lấp: Các chất thải độc hại khi tiếp xúc với
nhau có thể sinh ra các chất có tính độc hại cao hơn hay có thể xảy ra phản
ứng tạo thành các chất ô nhiễm, cho nên cần thiết kế các ngăn chôn lấp riêng
biệt đối với từng chất để chúng không có cơ hội kết hợp với nhau.
+ Quy tắc vận hành bãi chôn lấp: Trong khi bãi đang hoạt động, cần có
biện pháp kiểm soát các tác nhân gây bệnh, các khí sinh ra, nước rò rỉ, nước
chảy qua, nước chảy tràn, nước thấm. Thực hiện chương trình giám sát môi
trường: chất lượng nước ngầm xung quanh khu vực bãi chôn lấp, các loại khí
độc và dễ cháy,… khi vận hành cũng như sau khi đóng cửa bãi chôn lấp và
duy trì cho đến vài chục năm sau.
13
1.2.3.5.2. Công nghệ thiêu hủy
Đốt là quá trình oxy hóa chất thải ở nhiệt độ cao. Công nghệ này rất phù
hợp để xử lý rác thải như cao su, nhựa, giấy, da, cặn dầu, dung môi, thuốc
bảo vệ thực vật và đặc biệt là chất thải y tế trong những lò đốt chuyên dụng

hoặc công nghiệp như lò nung xi măng.Tuy nhiên, để triển khai được theo
hướng này, cần có thời gian chuẩn bị nhiều mặt, cả về pháp lý, nguồn lực thu
gom vận chuyển, sự đồng thuận của cộng đồng và doanh nghiệp. Công nghệ
thiêu đốt có nhiều ưu điểm như khả năng tận dụng nhiệt, xử lý triệt để khối
lượng, sạch sẽ, không tốn đất để chôn lấp nhưng cũng có một số hạn chế như
chi phí đầu tư, vận hành, xử lý khí thải lớn, dễ tạo ra các sản phẩm phụ nguy
hiểm.
1.2.3.5.3. Công nghệ xử lý rác bằng công nghệ vi sinh (sinh học).
Công nghệ sinh học với vai trò của vi sinh vật. Quy trình xử lý rác này bắt
đầu được ứng dụng ở nước ta cách đây khoảng 2 thập kỷ nhưng mấy năm
gần đây mới thực sự được chú trọng. Thực chất việc xử lí rác bằng công
nghệ sinh học là một quy trình sản xuất khép kín. Rác thải sinh hoạt sau khi
thu gom sẽ được đưa vào băng tải để phân loại. Rác hữu cơ được tách riêng,
sau đó nghiền nhỏ và trộn với các loại chất thải có chứa nhiều vi sinh vật rồi
đem ủ. Trong khoảng 10-12 ngày sẽ diễn ra quá trình lên men sinh học kỵ
khí và hiếu khí. Theo phương pháp này, rác trở thành nguồn tài nguyên quý
giá: khí sinh học và phân vi sinh.
Kết quả phân tích thành phần rác thải sinh hoạt cho thấy, thành phần rác
hữu cơ của ta chiếm khoảng 45-55%, là tỉ lệ cao nên rất thích hợp với
phương pháp xử lý bằng công nghệ sinh học. Khí sinh học được sử dụng
chạy động cơ phát điện hoặc phục vụ cho chính quá trình xử lí rác. Theo tính
toán, một nhà máy với công nghệ trung bình, có thể tự túc được 40-50%
năng lượng điện. Còn phân vi sinh được bán ra thị trường phục vụ sản xuất
nông nghiệp. Nhờ xử lí bằng công nghệ sinh học, bước đầu rác đã đem lại
hiệu quả kinh tế. Sản phẩm của các nhà máy xử lý rác bằng công nghệ vi
sinh đã được bán ra thị trường. Hơn nữa, xử lý rác bằng công nghệ vi sinh có
thể khắc phục được tình trạng ô nhiễm môi trường không khí và ô nhiễm
nguồn nước, đồng thời tiết kiệm được diện tích đất. Bằng công nghệ này,
14
chắc chắn trong tương lai không xa, chúng ta sẽ khai thác thêm được một

nguồn năng lượng mới phục vụ sản xuất, đồng thời giải quyết được tình
trạng ứ đọng rác thải, góp phần làm sạch môi trường sinh thái. Nhưng, để
công nghệ này đem lại hiệu quả tốt hơn, ngoài sự đầu tư của Nhà nước, sự
hỗ trợ của các tổ chức quốc tế, rất cần có sự đồng thuận của cả cộng đồng
trong việc phân loại rác tại nguồn phát thải
1.2.3.5.4. Tái chế rác thải
Khái niệm tái sử dụng các chất rác thải của quá trình sản xuất và sinh
hoạt đã có từ rất lâu. Từ xưa, ông cha ta đã tận dụng than xương động vật
trong sản xuất đường hay tái sử dụng sắt vụn, đồng vụn trong sản xuất nông
cụ và vật dụng sinh hoạt. Những hoạt động tái chế sơ khai này đã góp phần
làm giảm giá thành và giúp giải quyết vấn đề khan hiếm nguyên liệu sản
xuất thời đó. Ngày nay, trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt, vai trò của tái
chế như là nguồn cung cấp nguyên, nhiên vật liệu giá rẻ càng trở nên quan
trọng hơn. Nguồn nguyên liệu từ tái chế có thể coi là vô tận, vì có sản xuất là
có rác thải và có cơ hội cho tái chế. Mặc khác, tái chế còn là một giải pháp
hữu hiệu làm giảm chi phí sản xuất, giảm chi phí xử lý chất thải và do đó hạ
giá thành sản phẩm. Bên cạnh những lợi ích kinh tế, tái chế góp phần làm
giảm các thiệt hại môi trường do rác thải gây ra, đồng thời nâng cao uy tín
và giúp gắn mác sinh thái cho các sản phẩm của công ty. Xét trên tổng thể,
thực hiện tốt biện pháp tái chế đem lại môi trường trong sạch hơn, cải thiện
sức khỏe cộng đồng và là một trong những giải pháp quan trọng đảm bảo sự
phát triển bền vững của xã hội.
Tuy nhiên, yếu tố quan trọng nhất mang lại thành công cho các hoạt động
tái chế rác là nhờ lợi nhuận mang lại do nguồn nguyên liệu đầu vào rẻ,
phong phú và được hưởng các chính sách khuyến khích. Lợi ích kinh tế
chính là động lực quan trọng nhất thu hút dòng đầu tư vào phát triển các
công nghệ tái chế rác thải hiện đại và vào xây dựng các cơ sở tái chế. Có
nhiều nguồn thu nhập đối với ngành công nghiệp tái chế: từ việc bán nguyên
liệu cho các ngành sản xuất, bán các sản phẩm tiêu dùng đã qua sửa chữa,
tân trang; và từ việc bán điện do các lò đốt rác sản xuất ra.

Các lợi ích của việc tái chế rác thải không chỉ dừng lại ở khâu sản xuất.
15
Nhiều khi, những lợi ích môi trường và xã hội gián tiếp còn to lớn hơn
những lợi ích kinh tế đo đếm được. Chẳng hạn, tái chế giúp khôi phục và
duy trì một môi trường trong sạch và lành mạnh, nhờ vậy giảm các chi phí
chữa bệnh và chi phí do nghỉ ốm. Môi trường trong lành cũng giúp phát triển
ngành du lịch, kéo theo là các hoạt động kinh tế khác như nhà hàng, khách
sạn, thương mại, cơ sở hạ tầng Về lâu dài, việc duy trì sự phát triển bền
vững quan trọng hơn nhiều so với tăng trưởng nóng trong một thời gian ngắn
với chất lượng phát triển thấp, gây áp lực lớn lên hệ thống cơ sở hạ tầng và
gây ra những vấn đề môi trường trầm trọng. Một xã hội phát triển bền vững
là xã hội không những đảm bảo được các nhu cầu hiện tại của mình mà còn
có khả năng đảm bảo nhu cầu cho các thế hệ tương lai. Điều này chỉ có thể
thực hiện được khi các nguồn tài nguyên được sử dụng một cách hiệu quả và
quan trọng hơn là chúng có thể được tái sinh
Như vậy ta thấy rác cũng có thể trở thành nguồn tài nguyên qúy của nhân
loại.
1.2.3.5.5. Hiện trạng xử lý rác thải tại một số nước trên thế giới
Đối với các nước châu Á, chôn lấp chất thải rắn vẫn là phương pháp phổ
biến để tiêu huỷ vì chi phí rẻ.
- Trung Quốc và Ấn Độ có tỷ lệ chôn lấp tới 90%.
- Tỷ lệ thiêu đốt chất thải của Nhật Bản và Đài Loan (TQ) vào loại cao nhất,
khoảng 60-80%.
- Hàn Quốc chiếm tỷ lệ tái chế chất thải cao nhất, khoảng trên 40%.
Tại Singapo: kết hợp xử lý rác bằng phương pháp đốt và chôn lấp
+ Phương pháp đốt: Cả nước Singapo có 3 nhà máy đốt rác. Những thành
phần rác thải không cháy được chôn lấp ở bãi rác ngoài biển. Rác thải từ các
nguồn khác nhau sau khi thu gom được đưa đến trung tâm phân loại rác. Ở
đây, rác được phân loại ra thành những thành phần cháy được và không cháy
được. Những chất cháy được được chuyển tới các nhà máy đốt rác, những

chất không cháy được được chở đến cảng trung chuyển, đổ lên xà lan để chở
ra khu chôn lấp rác. Xử lý khí thải từ các lò đốt rác được thực hiện theo qui
trình nghiêm ngặt để tránh sự chuyển dịch ô nhiễm từ dạng rắn sang dạng
khí.
16
+ Phương pháp chôn lấp: Xây dựng bãi chôn lấp rác trên biển sẽ tiết kiệm
được đất đai trong đất liền và mở rộng thêm đất khi đóng bãi nhưng vốn đầu
tư ban đầu rất lớn và phải tuân theo những qui trình nghiêm ngặt để đảm bảo
sự an toàn của công trình và bảo vệ môi trường.
Tại Trung Quốc:
Hầu hết các thành phố lớn đều sử dụng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh
và sử dụng nhiều hơn các công nghệ thiêu đốt. Việc phân loại và tái chế rác
thải ở Trung Quốc được tiến hành bằng lao động thủ công. Ở Trung Quốc
chưa có hệ thống chính thống để phân loại và tách chất thải. Ủ phân compost
là một phương pháp khả thi ở Trung Quốc, vì trên 50% lượng chất thải có
chứa các chất hữu cơ có thể phân huỷ sinh học. Tuy nhiên, những nỗ lực sản
xuất compost bị hạn chế bởi việc tách thuỷ tinh, nhựa và các hoá chất khác
không phù hợp trong nguyên liệu làm compost. Chôn lấp chất thải là phương
pháp xử lý phổ biến nhất ở Trung Quốc. Hiện nay, 660 thành phố có khoảng
1000 bãi chôn lấp lớn, chiếm hơn 50 000 ha đất và ước tính trong 30 năm tới
Trung Quốc sẽ cần tới 100 000 ha đất để xây dựng các bãi chôn lấp mới.
Trong thập kỷ qua, Trung Quốc mới bắt đầu xây dựng các bãi chôn lấp hợp
vệ sinh và phần lớn chất thải rắn vẫn đang gây ra các vấn đề nan giải về môi
trường. Nhìn chung, chất lượng các bãi chôn lấp của Trung Quốc không cao
theo các tiêu chuẩn của phương Tây. Trên các bãi chôn lấp có cả người ,
động vật hoạt động, đặc biệt các bãi chôn lấp không có hệ thống xử lý nước
rác, kiểm soát khí thải, không được phủ đất.
Tại Thụy Điển:
Những thành phố tự trị chịu trách nhiệm thu gom và xử lý chất thải sinh hoạt và
các loại chất thải tương tự. Trừ chất thải sinh hoạt mà các nhà sản xuất chịu trách

nhiệm (như bao bì đóng gói, giấy báo, lốp xe, ô tô và chất thải từ các sản phẩm
điện, điện tử). Đối với chất thải khác, trách nhiệm tuỳ thuộc vào chủ cơ sở sản
xuất, kinh doanh, nơi chất thải phát sinh. Việc tái chế vật liệu (gồm giấy loại, chất
thải đóng gói, chất thải điện, điện tử) được tăng lên đáng kể so với trước đây.
Lượng chất thải sinh hoạt được đem đi chôn lấp giảm xuống rõ rệt hiện nay lượng
chất thải được đưa đi chôn lấp chiếm gần 10%. Biện pháp chủ yếu được sử dụng
hiện nay là xử lý sinh học và biến chất thải thành năng lượng.
17
Tại Nhật Bản:
Theo số liệu thống kê mới đây của Bộ Môi trường Nhật Bản, hằng năm
nước này có khoảng 450 triệu tấn rác thải, trong đó phần lớn là rác công
nghiệp (397 triệu tấn). Trong tổng số rác thải trên, chỉ có khoảng 5% rác thải
phải đưa tới bãi chôn lấp, trên 36% được đưa đến các nhà máy để tái chế. Số
còn lại được xử lý bằng cách đốt hoặc chôn tại các nhà máy xử lý rác. Với
rác thải sinh hoạt của các gia đình, khoảng 70% được tái chế thành phân bón
hữu cơ, góp phần giảm bớt nhu cầu sản xuất và nhập khẩu phân bón. Các hộ
gia đình ở Nhật bản được yêu cầu phân chia rác thành 3 loại: Rác hữu cơ dễ
phân hủy, được thu gom hằng ngày để đưa đến các nhà máy sản xuất phân
compost. Các loại rác không cháy được như các loại vỏ chai, hộp…được đưa
đến các nhà máy phân loại để tái chế, loại rác khó tái chế hoặc hiệu quả
không cao, nhưng cháy được sẽ đưa đén nhà máy đốt rác thu hồi năng lượng.
Các loại rác này được yêu cầu tách riêng trong những túi có màu sắc khác
nhau và các hộ gia đình phải tự mang ra địa điểm tập kết rác của cum dân cư
vào giờ quy định, dưới sự giám sát của đại diện cụm dân cư. Đối với những
loại rác có kích thước lớn như tủ lạnh, máy điều hòa, ti vi, giường, bàn
ghế thì phải đăng kí trước và đúng ngày quy định sẽ có xe của công ti vệ
sinh môi trường đến chuyên chở.
Tại Đức:
Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho trẻ em chính là một trong những
điều kiện để ngành tái chế rác tại Đức đạt được thành công như mong.

Không nơi đâu trên thế giới lại có nhiều nguyên liệu được khai thác từ rác
như ở đây và vì thế công nghệ tái chế của Đức đã nổi tiếng trên toàn thế giới.
Tỷ lệ tái chế đối với thủy tinh, kim loại, giấy là từ 80% - 90%. Riêng sắt
thép phế liệu còn là một loại hàng hóa hấp dẫn do giá thành cao. Ngoài
nguồn rác thải trong nước, Đức còn nhập khẩu phế liệu từ các nước khác để
xử lý. Có thể nói, ngành tái chế rác ở Đức đang dẫn đầu trên thế giới hiện
nay. Việc phân loại rác đã được thực hiện nghiêm túc ở Đức từ năm 1991.
Rác bao bì gồm hộp đựng thức ăn, nước hoa quả, máy móc bằng nhựa, kim
loại hay carton được gom vào thùng màu vàng. Bên cạnh thùng vàng, còn có
thùng xanh dương cho giấy, thùng xanh lá cây cho rác sinh học (thức ăn, cây
18
cỏ), thùng đen cho thủy tinh (màu sắc ba loại thùng này có thể thay đổi tùy
khu vực). Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho trẻ nhỏ bắt đầu từ việc
phân loại rác là một trong những phương pháp mà những nhà quản lý tại
Đức đã áp dụng. Rác được phân loại triệt để là điều kiện để quá trình xử lý
và tái chế rác trở nên thuận lợi và dễ dàng hơn rất nhiều. Từ đó, khái niệm về
rác thải dần được thay thế bằng nguồn tài sản tiềm năng, mang lại lợi nhuận
đáng kể với những ai biết đầu tư vào việc cải tiến công nghệ.
1.3. Tình hình năng lượng – khí đốt hiện nay
- Từ xưa đến nay, con người chủ yếu sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch,
khí thiên nhiên, dầu mỏ để làm chất đốt.
- Tuy vậy, cùng với sự gia tăng dân số, tăng trưởng kinh tế, gia tăng năng
lượng phục vụ đời sống ngày một cao kéo theo nhu cầu về năng lượng ngày
càng cao, làm cho môi trường tự nhiên bị xấu đi, bị ô nhiễm, khí hậu, thời
tiết thay đổi bất thường, trái đất nóng lên…gây ra biết bao hiểm họa cho con
người. Chính tình trạng đó đã đặt con người trước những thử thách lớn, đòi
hỏi con người phải tìm ra những biện pháp xử lý hợp lý nhất.
- Theo tính toán của các cơ quan năng lượng toàn cầu, tài nguyên về dầu nỏ
và khí đốt trên phạm vi toàn thế giới hiện nay chỉ đủ cung cấp cho nhân loại
trong vòng 40 – 50 năm, dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt và ngày càng trở

nên dắt đỏ.
Chính vì vậy, an ninh năng lượng – khí đốt đang là vấn đề quan tâm đặc
biệt của nhiều quốc gia. Các nước đã đề ra các biện pháp và tìm kiếm công
nghệ tiên tiến, sử dụng hiệu quả hơn nhiên liệu truyền thống như nhiên liệu
sinh học, năng lượng tái tạo…để phục vụ nhu cầu của con người.
Tại Việt Nam, theo báo cáo “ xây dựng khung phát triển ngành khí Việt
Nam” của ngân hàng thế giới mới được công bố thì quy mô của ngành khí tự
nhiên của Việt Nam sẽ tăng lên gấp 3 lần nếu đạt được các mục tiêu chính
phủ đề ra. Đến năm 2025, ngành khí phải đảm bảo khai thác đủ lượng tiêu
thụ lên mức 24 tỷ m
3
/năm. Những thành tựu mà Việt Nam đạt được trong 10
năm qua đã tạo ra nhu cầu khí rất lớn. Tuy nhiên, nguy cơ thiếu hụt khí ở
Việt Nam cũng đã xuất hiện. Ngành khí Việt Nam đang phải đối mặt với ba
thách thức lớn. Đó là:
19
+ Thứ nhất, giá không ổn định do giá không rõ ràng, không khuyến khích
được đầu tư tư nhân tham gia.
+ Thứ hai, năng lực chuyển đổi từ tài nguyên sang nguồn dự trữ còn hạn
chế nên nguồn cung cấp không ổn định, nhất là sau năm 2015.
+ Thứ ba, sự kết hợp khí – điện chưa hiệu quả.
Do đó, sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt là vấn đề bức xúc tại Việt Nam.
II. Sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt
Rác thải sinh hoạt đang là mối lo ngại toàn cầu. Nếu không xử lý tốt rác
thải, môi trường sẽ bị ô nhiễm nghiêm trọng. Như ta đã thấy, cùng với sự
phát triển của khoa học công nghệ, con người đã tìm ra các biện pháp để
biến rác thải thành nhiên liệu sinh học như dầu đốt, etanol, khí sinh vật…
Giải pháp này đã được thực hiện rất có hiệu quả ở một số nước, không chỉ
thế còn rất hữu ích trong việc bảo vệ môi trường. Phương pháp này hứa hẹn
sẽ phát triển rộng rãi trong tương lai.

Khí sinh vật là sản phẩm bay hơi được của quá trình lên men kị khí phân
giải các hợp chất hữu cơ phức tạp. Trong đó, metan là thành phần chủ yếu
chiếm 60 – 70%, phần còn lại chủ yếu là CO
2
, thường dao động từ 35 – 40%.
Ngoài ra còn có một phần rất nhỏ hỗn hợp khí khác như H
2
S, H
2
, O
2
, N
2
…
Khí metan được tận thu nhằm sử dụng làm năng lượng( nấu nướng, sưởi ấm,
chạy máy nổ hay thắp sáng trức tiếp qua đèn măng xông).
- Có nhiều phương pháp sản xuất khí đốt từ rác thải, trong đó có các phương
pháp chủ yếu:
+ Phương pháp Popov
+ Phương pháp nhiệt hóa học
+ Phương pháp biogas
2.1. Phương pháp Popov
- Theo Popov, khí mêtan thu được từ rác thải bị phân hủy ở những khu chứa
rác lại có thể đóng góp một phần lớn vào việc cung cấp năng lượng cho thế
giới. Khí mêtan hình thành trong các bãi rác, khi rác thải hữu cơ bị phân hủy
trong môi trường không có ôxy có thể tách lấy khí mêtan và sử dụng khí này
làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông hoặc làm năng lượng sưởi ấm
cho các khu nhà cao tầng gần đó.
20
Khí mêtan thường thu được bằng cách đặt các ống dẫn dưới lòng đất hoặc

đào giếng trong các khu rác thải rồi hút khí ra. Nhưng, nếu như môi trường
xung quanh không kín, việc thu khí mêtan cũng đồng nghĩa với việc hút cả
không khí. Vấn đề này không chỉ gây khó khăn trong việc tách khí mêtan mà
còn làm giảm năng suất thu loại khí này.
Popov đã đưa ra giải pháp là phủ lên các bãi rác thải một lớp màng phủ
để có thể ngăn cản không khí lẫn với khí mêtan.
Màng phủ này gồm 3 lớp: một lớp ở giữa có thể thấm nước nằm giữa hai
lớp tương đối không thấm nước thường được làm từ đất sét.
Quy trình được thực hiện bằng cách bơm khí điôxít cácbon (CO
2
), khí
này có thể dễ dàng tách ra khỏi khí rác thải, vào lớp màng thấm nước để sao
cho áp suất khí CO
2
cao hơn một chút so với áp suất khí quyển. Điều này sẽ
tạo ra rào cản ngăn không khí tràn vào bãi rác thải. Khi khí mêtan được hút
khỏi tầng rác thải bên dưới, khí CO2 sẽ tràn xuống từ lớp màng để lấp vào
chỗ trống.
2.2. Phương pháp nhiệt hóa học
Ưu điểm của phương pháp:
- Ngoài việc xử lý được triệt để chất thải rắn sinh học, phương pháp này còn
tạo ra nguồn khí đốt rất lớn, tỷ lệ khí đốt trong tổng lượng khí thoát ra là cao,
khoảng 65% đến 75%.
- Chất thải rắn từ quá trình xử lý bằng phương pháp này không sử dụng vi
sinh vật để chuyển hóa và không gây ô nhiễm vi sinh vật. Vì vậy ít ảnh
hưởng đến môi trường xung quanh.
- Công đoạn xử lý nguồn nguyên liệu thô thành nguyên liệu tinh có thể
chiếm khoảng 2/3 thời gian xử lý. Nhưng từ nguyên liệu tinh để xử lý và sản
xuất khí đốt tương đối nhanh so với các phương pháp khác. Ví dụ cùng với
một khối lượng chất thải như nhau, so với công đoạn chính của ủ biogas là

60 đến 90 ngày thì phương pháp này chỉ mất khoảng 3 đến 5 ngày hoặc có
thể ít hơn để chuyển hóa nguyên liệu tinh chế thành khí đốt.
- Khí thoát ra có thể sử dụng ngay để đốt hay qua xử lý, tinh chế để nén
thành dạng nguyên liệu lỏng cung cấp năng lượng cho sản xuất, sinh hoạt.
- Phương pháp này có thể xử lý liên tục hoặc không liên tục tương tự công
21
nghệ biogas.
- Ngoài ra, chất thải rắn của quá trình xử lý cũng có thể là nguồn chất đốt sau
khi đã xử lý sơ bộ hoặc có thể dùng để làm ngyên liệu chế biến phân bón.
2.3. Công nghệ biogas
2.3.1. Khái niệm
Biogas hay còn gọi là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân
rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong
hộ gia đình hay trong sản xuất.
Thành phần Biogas CH
4
, CO
2
, N
2
,H
2
, H
2
S …, trong đó CH
4
, CO
2
là chủ
yếu.

2.3.2. Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas
Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kị khí các chất hữu
cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H
2
, H
2
S, NH
3
, CH
4
, C
2
H
2
,…
trong đó CH
4
là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo
Metan).
a. Quá trình lên men metan chia làm 3 giai đoạn:
 Giai đoạn I : pha phân hủy
- Giai đoạn này diễn ra sự phân hủy các chất hữu cơ phức tạp như
protein, axitamin, lipid dưới tác dụng của các loại vi khuẩn như closdium
bipiclobacterium, bacillus gram âm không sinh bào tử, staphy loccus để tạo
thành các chất hữu cơ đơn giản như albumoz pepit, glyxerin, axit béo.
 Giai đoạn II : Giai đoạn này là giai đoạn hình thành acid ( pha acid )
- Nhờ vào vi khuẩn acetogenic bacteria (vi khuẩn tổng hợp acetat), các
hydrates carbon à acid có phân tử lượng thấp (C
2
H

5
COOH, C
3
H
7
COOH,
CH
3
COOH …) và pH môi trường ở dưới 5 nên gây thối.
Pt: Hợp chất cao phân tử à CO
2
+ H
2
+
-
3
CH COO
+ C
2
H
5
COOH +
C
3
H
8
COOH
- Một số vi khuẩn tham gia trong pha này: Bacilluscereus,
Bacillusknolkampi, Bacillus megaterium
 Giai đoạn III : hình thành khí Metan

22
- Sản phẩm của pha acid là nguyên liệu để phân huỷ ở giai đoạn này, tạo ra
hỗn hợp khí : CH
4
, CO
2
, H
2
S, N
2
, H
2
, và muối khoáng ( pH của môi trường
chuyển sang kiềm).
- Phương trình:
- -
3 2 4 3
CH COO + H O CH + HCO + Q→

-
2 3 2 4
4H + HCO + H O CH + Q→
b. Làm sạch khí Biogas
Loại trừ CO
2
: dùng KOH, NaOH, Ca(OH)
2
NaOH + CO
2
à Na

2
CO
3
+ H
2
O
Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O à NaHCO
3
Ca(OH)
2
+ CO
2
à CaCO
3
+ H
2
Loại trừ H
2
S : dùng Na
2
CO
3

hoặc hợp chất sắt
H
2
S + Na
2
CO3 à NaHS + NaHCO
3
c. Xử lý bùn thải
- Một phần hồi quy lại hầm biogas vì trong bùn vẫn còn có vi sinh vật đã thích
nghi với môi trường của chất thải rút ngắn thời gian phát triển phân hủy rác
của vi sinh vật
- Một phần lớn được đưa ra xử lý kim loại nặng để làm phân bón phục vụ cho
nông nghiệp
d. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
- Điều kiện kị khí tuyệt đối: không có 02 trong dịch lên men.
- Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ hoạt động được 20- 300C. Nhiệt độ tối đa
thích hợp là 310 –

360
0
C.
- Độ ẩm thích hợp nhất cho vi sinh vật là 91,5 - 96%
- pH: Vi khuẩn sinh khí methane phát triển tốt ở pH = 4,5 – 5.
- Thời gian ủ: Thường từ 30 – 40 ngày.
- Hàm lượng chất rắn ( vật chất khô):Hàm lượng chiếm dưới 9 % thì hoạt
động của túi ủ sẽ tốt .
- Vi sinh vật giống và điều kiện dinh dưỡng
2.3.3. Thiết kế hầm Biogas
Lựa chọn loại hầm thích hợp: Việc lựa chọn hầm còn tùy thuộc vào điều
kiện của khu vực xây dựng hầm (loại đất, loại đá…)

23
Quy mô của hầm: Tùy thuộc vào yêu cầu, điều kiện của người xây dựng,
cũng như lượng nguyên liệu cung cấp có phong phú.
Ở nước ta hiện nay, có hai mô hình hầm Biogas được sử dụng phổ biến:
- Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc.
- Loại hầm ủ nắp vòm cầu do chương trình phát triển khí sinh học quốc gia
phổ biến.
a. Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc
- Loại hầm nắp cố định được xây bằng gạch có vòm chứa gas đúc liền với
bể chứa dịch phân, thể tích bể chiếm 75% dung tích thiết kế, vòm chứa gas
chiếm 25% thể tích thiết kế, phần bể điều áp chiếm 25 - 30% thể tích tùy nhu
cầu gas cần khai thác.
- Loại bể này kích thước tùy theo nhu cầu xử lý của hộ chăn nuôi (tùy số
lượng đàn heo mà thiết kế thể tích bể chứa cho phù hợp để xử lý) cấu tạo của
bể thường hình trụ tròn, vòm chứa gas hình chóp cụt, bể điều áp hình chữ
nhật hay tròn, vuông tùy địa hình.
- Các loại bể lớn xây hình hộp có kích thước 50m
3
, 200m
3
phục vụ cho các
trại chăn nuôi và lò mổ có nhu cầu xử lý lớn, xây chìm trong lòng đất nên độ
bền cao, nước thải tự chạy vào hầm chứa ít tốn diện tích, có thể sử dụng mặt
bằng để chăn nuôi trên nóc bể, giữ nhiệt độ cao vào mùa lạnh và mùa mưa,
thích hợp cho vi sinh vật phát triển, áp lực gas mạnh, có thể dẫn đi xa
(300m) nấu nhanh, sử dụng cho thắp sáng tốt.
Nhược điểm: đào đất nhiều, vùng thấp trũng phải bơm nước khi thi công.
b. Loại hầm ủ nắp vòm cầu do chương trình phát triển khí sinh học quốc gia
phổ biến.
Hầm ủ nắp cố định vòm cầu được xây bằng gạch đinh gồm bể chứa dịch

phân hủy liền với vòm chứa gas theo nguyên tắc bể điều áp giống loại hầm
cố định. Tuy nhiên phần vòm được xây bằng gạch cuốn tô trát 2 lớp vữa mác
75 và xử lý 3 lớp chống thấm, phần nắp đậy rời, bề điều áp hình bán cầu
hoặc hình vuông tùy địa hình, thể tích chung của các bể từ 5m
3
, 10m
3
gần
đây có phổ biến loại 20m
3
.
Đặc điểm hầm xây dựng nhanh không phải đúc đỡ tốn sắt thép và cốt
pha nhưng đòi hỏi thợ xây phải có kỹ thuật cao, đối với vùng nước ngập khó
24
thi công, những nơi cần chăn nuôi và tận dụng mặt bằng trên mặt hầm khó
áp dụng. Các loại bể quy mô lớn thuộc các trang trại từ 50m3 trở lên khó áp
dụng.
Đối tượng: các hộ chăn nuôi ít đất rộng phù hợp cho vùng nông thôn ngoại
thành. Hệ thống gồm mương dẫn nước thải từ các nguồn thải tự chảy vào túi
phân hủy hình sống gồm 3 lớp túi nhựa dẻo polyetylen dày 0,3 – 0,5mm
đường kính 1m, dài 8 – 12m tùy lượng phân, chất thải và nhu cầu xử lý. Chu
kỳ phân hủy thường chọn (T) = 30 ngày trong điều kiện nhiệt độ trung bình
25 – 35
0
C. Vi sinh vật lên men có sẵn từ các loại phân gia súc trong điều
kiện kỵ khí (không có không khí). Lượng khí Metan đươc sinh ra sau quá
trình lên men chiếm 50 - 70% được khai thác tận thu làm chất đốt, chất thải
giảm mùi từ 70 - 80% có thể pha loãng hay sục khí tiếp theo dùng cho tưới
cây hoặc nuôi cá.
Túi chứa khí gồm 2 ống hình trụ dài 3,5 – 4m lồng vào nhau được cột

chắc theo hướng dẫn của kỹ thuật viên, đảm bảo khí kín tuyệt đối, đường
ống dẫn gas đến 2 bếp, có hệ thống thoát nước đọng và chống tăng áp đột
ngột.
Các túi ủ lắp đặt nhanh, giá rẻ thời gian thu hồi vốn nhanh dưới 1 năm.
2.3.4. Ưu điểm của công nghệ biogas
- Hiệu quả kinh tế:
+ Việc xây dựng hầm ủ khí sinh học và đưa vào sử dụng nó rất đơn giản và
rẻ tiền. Các gia đình ở nông thôn có thể tự làm hầm ủ tạo khí biogas dựa trên
những bản vẽ đơn giản và dễ hiểu. Diện tích xây dựng không lớn, có thể làm
chìm dưới đất. Các hầm ủ biogas có thể xây dựng với công suất bất kì, vốn
đầu tư nhỏ, nguyên liệu sẵn có nên nó khá phù hợp với các nước đang phát
triển.
+ Mỗi năm sử dụng khí đốt biogas( thường dùng để đun nấu, thắp sáng,
chạy máy), một gia đình nông thôn ở nước ta có thể tiết kiệm được 2 triệu
đồng, trong điều kiện đun nấu thoải mái. Mô hình này đặc biệt phù hợp với
mô hình chăn nuôi trang trại, mô hình VACB.
+ Phát triển Biogas còn cung cấp bã thải là phân bón có giá trị cao cho nông
nghiệp, tăng độ phì cho đất.
25