Quản lý và xử lý chất thải rắn - Chương 8 pptx

1
CHƯƠNG VIII
BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI
BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI HP VỆ SINH

Phương pháp thải bỏ CTR một cách an toàn và có tính khả thi cao trong
thời gian dài là một yếu tố quan trọng trong chương trình quản lý CTR
tổng hợp. Chất thải rắn được mang đi thải bỏ là thành phần không thể
tái chế được, đó là phần chất thải còn lại sau khi thực hiện quá trình
tách ly, phân loại các loại vật liệu có thể tái chế.
Việc quy hoạch, thiết kế và vận hành của một bãi chôn lấp CTR hiện đại
bao gồm việc áp dụng các nguyên tắc cơ bản về khoa học, kỹ thuật và
kinh tế. Các vấn đề chính liên quan đến việc thiết kế 1 bãi chôn lấp
(BCL) hợp vệ sinh bao gồm :
(1) Vấn đề môi trường và các quy đònh ràng buộc;
(2) Các dạng và phương pháp chôn lấp;
(3) Vò trí bãi chôn lấp;
(4) Quản lý khí sinh ra trong quá trình chôn lấp;
(5) Kiểm soát nước rò rỉ;
(6) Kiểm soát nước bề mặt và nước mưa;
(7) Các đặc tính về cấu trúc BCL;
(8) Quan trắc chất lượng môi trường;
(9) Phác thảo và thiết kế sơ bộ BCL;
(10) Phát triển kế hoạch vận hành BCL;
(11) Đóng cửa BCL;
(12) Thiết kế chi tiết BCL.
8.1 KHÁI NIỆM BCL CHẤT THẢI RẮN

2
Bãi chôn lấp CTR (landfills): Là một diện tích hoặc một khu đất được quy
hoạch, được lựa chọn, thiết kế, xây dựng để chôn lấp CTR nhằm giảm tối
đa các tác động tiêu cực của BCL tới môi trường.
BCL bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm và các công trình phụ
trợ khác nhau như trạm xử lý nước, khí thải, cung cấp điện, nước và văn
phòng điều hành.
Ô chôn lấp chất thải (cell): là thể tích CTR được đổ vào BCL trong một
khoảng thời gian, thường là 1 ngày. Ô chôn lấp bao gồm CTR và vật liệu
che phủ xung quanh nó.
Lớp che phủ (daily cover): là lớp vật liệu che phủ trên toàn bộ BCL trong
khi vận hành và khi đóng BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu tác động từ ô
chôn lấp tới môi trường xung quanh và từ bên ngoài vào ô chôn lấp CTR
Nước rác (leachate): là nước phát sinh trong quá trình phân hủy tự nhiên
CTR có chứa các chất gây ô nhiễm.
Khí từ ô chôn lấp CTR (landfill gas): là hỗn hợp khí sinh ra từ ô chôn lấp
chất thải do quá trình tự phân hủy tự nhiên CTR.
Lớp lót đáy (landfill liner): là các vật liêu được trải trên toàn diện tích đáy
và thành bao quanh ô chôn lấp chất thải nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu sự
ngấm, thẩm thấu nước rác vào tầng nước ngầm.
Vùng đệm (Surrounding area): là dải đất bao quanh BCL nhằm mục đích
ngăn cách, giảm thiểu tác động xấu của BCL đến môi trường.
Hàng rào bảo vệ (fence): là hệ thống tường, rào chắn, vành đai cây xanh
hoặc vật cản có chiều cao nhất đònh bao quanh BCL nhằm hạn chế tác
động từ các hoạt động chôn lấp CTR đến môi trường xung quanh.
Quan trắc môi trường (environmental monitoring): là các hoạt động gắn liền
với việc phân tích đo đạc các số liệu về chất lượng không khí, nước. Mục
đích là theo dõi sự di chuyển của khí và nước trong BCL.
Đóng BCL (landfill closure): là việc ngừng hoàn toàn hoạt động chôn lấp
CTR tại BCL.

Thời gian hoạt động của BCL: là toàn bộ thời gian từ khi bắt đầu chôn lấp
CTR đến khi đóng BCL.


3
Hệ thống thu gom khí thải: là hệ thống các công trình, thiết bò thu gom khí
thải sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và
nguy cơ gây cháy, nổ.
Hệ thống thu gom nước rác: là hệ thống các công trình bao gồm tầng thu
gom, đường ống dẫn, mương dẫn để thu gom nước rác về hố tập trung
hoặc tới trạm xử lý.
Hệ thống thoát nước mặt và nước mưa: là hệ thống thu gom nước mặt và
nước mưa dẫn về nơi quy đònh nhằm ngăn ngừa nước mặt từ bên ngoài
xâm nhập vào các ô chôn lấp.
8.2 PHÂN LOẠI BCL CHẤT THẢI RẮN
1. Theo cấu trúc
- Bãi hở
- Chôn dưới biển
- BCL hợp vệ sinh
• Bãi hở (open dumps)
Đây là phương pháp cổ điển, đã được loài người áp dụng từ rất lâu đời.
Ngay cả trong thời kỳ Hy Lạp và La Mã cổ đòa cách đây khoảng 500 năm
trước thiên chúa giáo, con người đã biết đổ rác bên ngoài tường các thành
lũy- lâu đài ở dưới hướng gió. Cho đến nay, phương pháp này vẫn còn áp
dụng ở nhiều nơi trên thế giới.
Phương pháp này có nhiều nhược điểm như:
9 Tạo cảnh quan xấu, gây cảm giác khó chòu khi con người thấy hay bắt
gặp chúng;
9 Khi đổ thành đống, rác thải sẽ là môi trường thuận lợi cho các động vật
gặm nhấm, các loài côn trùng, vector gây bệnh sinh sôi, nẩy nở gây

nguy hiểm cho sức khoẻ con người;
9 Các bãi rác hở lâu ngày bò phân hủy sẽ rỉ nước và tạo nên vùng lầy lội,
ẩm ướt và từ đó hình thành những dòng nước rò rỉ chảy thấm vào các
tầng đất bên dưới gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, hoặc tạo thành dòng
chảy tràn gây ô nhiễm nguồn nước mặt;


4
9 Bãi rác hở sẽ gây ô nhiễm không khí do quá trình phân hủy rác tạo
thành các khí có mùi hôi thối; mặt khác ở các bãi rác hở còn có hiện
tượng "cháy mgầm" hay có thể cháy thành ngọn lửa, và tất cả các quá
trình trên sẽ dẫn đến vấn đề ô nhiễm không khí.
Có thể nói đây là phương pháp xử lý rẻ tiền nhất, chỉ tốn chi phí cho
công việc thu gom và vận chuyển rác từ nơi phát sinh đến bãi rác. Tuy
nhiên phương pháp này lại đòi hỏi một diện tích bãi rác lớn. Do vậy ở các
thành phố dân cư và quỹ đất đai khan hiếm thì phương pháp này trở nên
đắt tiền cùng với nhiều nhược điểm như đã nêu trên.


5
• Chôn dưới biển (submarine disposal)
Theo nhiều nhà nghiên cứu cho rằng việc chôn rác dưới biển cũng có
nhiều điều lợi. Ví dụ ở thành phố New York, trước đây chất thải rắn được
chở đến bến cảng bằng những đoàn xe lửa riêng, sau đó chúng được các
xà lan chở đem chôn dưới biển ở độ sâu tối thiểu 100 feets, nhằm tránh
tình tạng lưới cá bò vướng mắc. Ngoài ra ở San Francisco, New York và
một số thành phố ven biển khác của Hoa Kỳ, người ta còn xây dựng
những bãi rác ngầm nhân tạo (artifical reefs) trên cơ sở sử dụng các khối
gạch, bê tông phá vỡ từ các building, hoặc thâm chí các ô tô thải bỏ. Điều
này vừa giải quyết được vấn đề chất thải, đồng thời tạo nên nơi trú ẩn

cho các loài sinh vật biển,…
• BCL hợp vệ sinh (Sanitary landfill)
Phương pháp được nhiều đô thò trên thế giới áp dụng cho quá trình xử lý
rác thải. Ví dụ ở Hoa Kỳ có trên 80% lượng rác thải đô thò được xử lý
bằng phươnng pháp này; hoặc ở các nước Anh, Nhật Bản,… người ta cũng
xây dựng các bãi chôn rác vệ sinh.
Bãi rác vệ sinh được đònh nghóa là một khu đất được sử dụng để thiết kế
phương pháp đổ bỏ rác thải sao cho mức độ gây độc hại đến môi trường
là nhỏ nhất. Tại đây rác được đổ bỏ bằng cách trải rộng trên mặt đất, sau
đó được nén và bao phủ một lớp đất dày 1,5cm (hay vật liệu bao phủ) ở
cuối mỗi ngày.
Khi bãi rác vệ sinh đã sử dụng hết công suất thiết kế của nó, một lớp đất
(hay vật liệu bao phủ) sau cùng dày khoảng 60cm được phủ lên trên. Bãi
rác hở như đã phân biệt với bãi rác vệ sinh vẫn được sử dụng ở nhiều
nơi, nhưng tương lai nó không còn thích hợp nữa bởi vì các điều kiện vệ
sinh môi trường và mỹ quan của bãi rác hở rất kém.
Bãi rác vệ sinh có những ưu điểm sau:
9 những nơi có đất trống, bãi rác vệ sinh thường là phương pháp
kinh tế nhất cho việc đổ bỏ chất thải rắn.
9 Đầu tư ban đầu và chi phí hoạt động của bãi rác vệ sinh thấp so với
các phương pháp khác (đốt, làm ủ phân).


6
9 Bãi rác vệ sinh có thể nhận tất cả các loại chất thải rắn mà không
cần thiết phải thu gom riêng lẻ hay phâ loại từng loại.
9 Bãi rác vệ sinh rất linh hoạt trong khi sử dụng. Ví dụ, khi khối lượng
rác gia tăng có thể tăng cường thêm công nhân và thiết bò cơ giới,
trong khi đó các phương pháp khác phải mở rộng nhà máy để tăng
công suất.

9 Do bò nén chặt và phủ đất lên trên nên các côn trùng, chuột bọ, ruồi
muỗi khó có thể sinh sôi nẩy nở.
9 Các hiện tượng cháy ngầm hay cháy bùng khó có thể xảy ra, ngoài ra
giảm thiểu được các mùi hôi thối gây ô nhiễm không khí.
9 Góp phần làm giảm nạn ô nhiễm nước ngầm và nước mặt.
9 Các bãi rác vệ sinh khi bò chôn lấp đầy, chúng ta có thể xây dựng
chúng thành các công viên, các sân chơi, sân vận động, công viên
giáo dục, sân golf, hay các công trình phục vụ nghỉ ngơi giải trí
(recreational facilities). Ví dụ ở Hoa Kỳ có các sân vận động Denver,
Colorado, Mout Transhmore có nguồn gốc là các bãi chôn lấp.
Tuy nhiên việc hình thành các bãi chôn rác vệ sinh cũng có một số
nhược điểm:
9 Các bãi rác vệ sinh đòi hỏi diện tích đất đai lớn, một thành phố đông dân
có số lượng rác thải càng nhiều thì diện tích bãi thải càng lớn. Người ta ước
tính một thành phố có quy mô 10.000 dân thì trong một năm thải ra một
lượng rác có thể lấp đầy diện tích 1 hecta với chiều sâu 3m.
9 Các lớp đất phủ ở các bãi rác vệ sinh thường hay bò gió thổi mòn và
phát tán đi xa.
9 Các bãi rác vệ sinh thường tạo ra các khí CH
4
hoặc khí H
2
S độc hại có
khả năng gây cháy nổ hay gây cháy nổ hay gây ngạt. Tuy nhiên khí CH4
có thể được thu hồi để làm khí đốt.
Nếu không xây dựng và quản lý tốt có thể gây ra ô nhhiễm nước ngầm và ô
nhiễm không khí.
2. Theo chức năng
BCL chất thải có thể phân ra các loại sau:

7
- BCL CTR độc hại (hazardous waste landfill)
- BCL CTR chỉ đònh (designated waste)
- BCL CTR đô thò (municipal solid waste landfill)
- BCL CTR tổng hợp
9 Chôn bùn cống rãnh (và trạm xử lý nước thải đô thò) cùng với rác
sinh hoạt. Chôn chất thải công nghiệp không độc hại cùng với rác
sinh hoạt. Bãi rác vệ sinh chuyên dụng: chôn một loại chất thải chỉ
đònh hay đặc biệt nào đó (tro lò đốt, bùn cống rãnh).



8
Bảng 8.1: Phân loại bãi rác vệ sinh
LOẠI BÃI RÁC VỆ SINH LOẠI CHẤT THẢI
I
CTR độc hại
II
CTR chỉ đònh
III
CTR sinh hoạt
Bảng 8.2: Thành phần phân hủy sinh học nhanh và chậm trong CTR đô thò
Thành phần hữu
cơ
Phân hủy sinh học
nhanh
Phân hủy sinh học
chậm
Thức ăn thừa

9

Giấy báo
9

Giấy
9

Giấy bìa
9

Nhựa
9
Vải
9
Cao su
9
Da
9
Rác vườn
9

Gỗ
9
Chất hữu cơ khác
9
Bảng 8.3: Thành phần hữu cơ phân hủy sinh học trong CTR đô thò
Thành phần hữu
cơ
Nồng độ Lignin % theo

VS
LC
Thành phần phân hủy
sinh học % theo VS
Thức ăn thừa 0,4 0,82
Giấy báo 21,9 0,22
Giấy 0,4 0,82
Giấy bìa 12,9 0,47
Rác vườn 4,1 0,72
Thành phần phân hủy sinh học = 0,83 - 0,028 x LC
LC: nồng độ Lignin theo VS
3. Phân loại theo đòa hình
Các phương pháp chủ yếu vận hành BCL bao gồm:


9
• Phương pháp đào rãnh
• Phương pháp diệc tích
• Phương pháp lõm núi.


10
Phương pháp đào rãnh (Excavated Cell/Trench Method)
Phương pháp đào rãnh để chôn rác là phương pháp thích hợp nhất sử
dụng cho những đất đai bằng phẳng hay nghiêng đều, nơi có mực nước
thấp và đặc biệt là những nơi mà chiều sâu lớp đất đào tại bãi đổ đủ để
bao phủ lớp rác nén.
Trong phương pháp này, đầu tiên phải đào rãnh, lắp đặt hệ thống lớp lót,
hệ thống thu nước rò rỉ và hệ thống thoát khí. Rãnh đào có chiều dài từ
30,5 - 122 m. Sau đó chất thải rắn được đổ vào rãnh đào với chiều dày từ

0,45 - 0,60 m. Xe ủi sẽ trải đều rác trên bề mặt rãnh đào và rác được
bằng xe lu hay xe đầm chân cừu. Đất đào được dự trữ để làm lớp bao phủ
bề mặt mỗi ngày. Ở cuối mổi ngày hoạt động, phủ lên trên rác đã nén
một lớp đất (vật liệu bao phủ) dày từ 0,15 - 0,3 m để tránh phát sinh và
lan truyền mùi hôi, tránh ruồi muỗi sinh sống, tránh nước mưa ngấm vào
rác phát sinh nước rò rỉ, tránh rác bay,…
Hoạt động cứ tiếp tục diễn đến khi đạt chiều cao thiết kế lấp đầy mỗi
ngày. Chiều dài sử dụng mỗi ngày phụ thuộc vào chiều cao lấp đầy và
khối lượng rác. Chiều dài cũng phải đủ để tránh gây sự chậm trể cho các
xe thu gom rác chờ đợi đổ rác. Chiều rộng của rãnh ít nhất cũng bằng 2
lần chiều rộng của thiết bò nén ép để các lốp xe hay đế xe nén tất cả các
vật liệu trên diện tích làm việc. Đất bao phủ mỗi ngày được lấy bằng cách
đào các rãnh kế bên hay tiếp tục đào rãnh đang được lấp đầy.
Phương pháp diện tích (Area Method)
Trong phương pháp diện tích, đầu tiên phải xây dựng một con đê đất (để đỡ
chất thải khi nó được đổ và trải thành lớp mỏng), lắp đặt hệ thống lớp lót,
hệ thống thu nước rò rỉ và hệ thống thoát khí cho khu vực đổ rác. Chất thải
rắn được đổ trên mặt đất, sau đó sử dụng xe ủi trải rác ra thành những dãy
dài và hẹp, mỗi lớp có chiều sâu thay đổi từ 0,4 - 0,75 m. Mỗi lớp được nén
bằng xe lu hay đầm chân cừu, sau khi lớp dưới được nén xong thì tiếp tục
đổ, trải đều và nén thêm một lớp mới ở trên. Hoạt động cứ tiếp diễn như thế
trong suốt thời gian làm việc của ngày, đến khi chiều dày của chất thải đạt
đến độ cao từ 1,8 -3 m. Ở cuối mỗi ngày hoạt động, một lớp đất (vật liệu bao
phủ) dày từ 0,15 - 0,3 m được phủ lên trên rác đã nén.


11
Chiều rộng của diện tích đổ rác thường từ 2,5 - 6,0 m. Chiều dài của diện
tích đổ rác thay đổi phụ thuộc vào khối lượng rác, điều kiện bãi đổ và
trang thiết bò. Khi một tầng rác chôn, nén và phủ đất được hoàn thành

thì tầng kế tiếp được đặt lên trên tầng bên dưới cho tới khi đạt đến độ
cao thiết kế. Đất bao phủ mỗi ngày có thể lấy tại bãi đổ hay lấy từ nơi
khác.
Phương pháp lõm núi (Cayon/Depression Method)
Các hẽm núi, khe núi, hố đào có thể được sử dụng làm bãi chôn rác. Kỹ
thuật đổ và nén chất thải trong các khe núi, mõm núi, mỏ đá phụ thuộc
vào đòa hình, đòa chất và thủy văn của bãi đổ, đặc điểm của vật liệu bao
phủ. Hệ thống thoát nước bề mặt là một yếu tố quan trọng trong phương
pháp lõm núi. Trong phương pháp này ở mỗi tầng phải chôn lấp đoạn đầu
và cuối trước để tránh việc ứ động nước trong khu vực chôn lấp. Bãi chôn
lấp ở hẻm núi bằng phẳng trước khi vận hành nên đào rãnh giống như
phương pháp đào rãnh để thu được đất đào phủ
4. Theo loại rác tiếp nhận
• BCL CTR khô
• BCL CTR ướt
• BCL CTR hỗn hợp
a. Bãi chôn lấp khô: là bãi chôn lấp các chất thải thông thường (rác sinh
hoạt, rác đường phố và rác công nghiệp).
b. Bãi chôn lấp ướt: là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải dưới dạng
bùn nhão.
c. Bãi chôn lấp hỗn hợp: là nơi dùng để chôn lấp chất thải thông thường
và cả bùn nhão. Đối với các ô dành để chôn lấp ướt và hỗn hợp bắt
buộc phải tăng khả năng hấp thụ nước rác của hệ thống thu nước rác,
không để cho rác thấm đến nước ngầm.
5. Theo kết cấu
• BCL nổi
• BCL chìm


12

• BCL kết hợp
• BCL ở khe núi
a. Bãi chôn lấp nổi: là bãi chôn lấp xây nổi trên mặt đất ở những nơi có
đòa hình bằng phẳng, hoặc không dốc lắm (vùng đồi gò). Chất thải được
chất thành đống cao đến 15m. Trong trường hợp này xung quanh bãi
phải có các đê và đê phải không thấm để ngăn chặn quan hệ nước rác
với nước mặt xung quanh.




b. Bãi chôn lấp chìm: là loại bãi chìm dưới mặt đất hoặc tận dụng các hồ
tự nhiên, moong khai thác cũ, hào, mương, rãnh.







Hình 8.2: Bãi chôn lấp chìm
c. Bãi chôn lấp kết hợp: là loại bãi xây dựng nửa chìm, nửa nổi. Chất
thải không chỉ được chôn lấp đầy hố mà sau đó tiếp tục được chất
đống lên trên.



Các ngăn chôn chất thải rắn
Rãnh thoát
nước mưa,

nước mặt
Lớp bao phủ trên cùng
Mặt đất
Lớp bao phủ trên cùng (dốc)
Rãnh thoát
nước
Các ngăn chôn chất thải rắn
Mặt đất
Các ngăn chôn chất thải rắn
Mặt đất
Rãnh thoát
nước
Lớp bao phủ trên cùng (dốc)
Hình 8.1: Bãi chônlấ
p



13


Hình 8.3: Bãi chôn lấp kết hợp chìm nổi
d. Bãi chôn lấp ở khe núi: là loại bãi được hình thành bằng cách tận
dụng khe núi ở các vùng núi, đồi cao.

Hình 8.4: Bãi chôn lấp ở khe núi

6. Theo qui mô: BCL chất thải rắn được phân ra loại nhỏ, vừa, lớn và
rất lớn.
Bảng 8.4: Phân loại qui mô BCL chất thải rắn

STT Loại bãi Dân số đô thò
hiện tại
Lượng rác
(tấn/năm)
Diện tích bãi
(ha)
1
Nhỏ ≥ 100.000 20.000 ≤ 10
2
Vừa 100.000 - 300.000 65.000 10 - 30
3
Lớn 300.000 -
1.000.000
200.000 30 - 50
4
Rất lớn ≥ 1.000.000 > 200.000 ≥ 50

Lớp bao phủ trên cùng
(dốc)
Rãnh thoát
nước
Đỉnh bãi
chôn lấ
p

Mặt đất ban
đầu


14

8.3 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG BCL CTR
Nguyên tắc chung
Khi lựa chọn đòa điểm xây dựng BCL, cần phải căn cứ vào quy hạch tổng
thể của từng vùng, tỉnh hoặc thành phố và phải đảm bảo sự phát triển
bền vững và phải xem xét toàn diện các yếu tố sau:
1 Các yếu tố tự nhiên (môi trường tự nhiên)
− Đòa hình
− Khí hậu
− Thủy văn
− Đòa chất thủy văn
− Đòa chất công trình
− Yếu tố tài nguyên, khoáng sản
− Cảnh quan sinh thái
2 Các yếu tố kinh tế – xã hội
− Sự phân bố dân cư của khu vực
− Hiện trạng kinh tế và khả năng tăng trưởng kinh tế
− Hệ thống quản lý hành chính
− Di tích lòch sử
− An ninh và quốc phòng
3 Các yếu tố về cơ sở hạ tầng
− Giao thông và các dòch vụ khác
− Hiện trạng sử dụng đất
− Phân bố các cơ sở sản xuất công nghiệp, khai khoáng hiện tại và
tương lai
− Hệ thống cấp thoát nước và mạng lưới điện


15
4. Khoảng cách thích hợp khi lựa chọn bãi chôn lấp
Khi lựa chọn vò trí BCL cần phải xác đònh rõ:

− Khoảng cách từ BCL đến các đô thò
− Khoảng cách từ BCL đến các cụm dân cư
− Khoảng cách từ BCL đến các sân bay
− Khoảng cách từ BCL đến các cônng trình văn hoá, khu du lòch.
− Khoảng cách từ BCL đến các công trình khai thác nước ngầm
− Khoảng cách từ rìa BCL đến đường giao thông chính
Ví dụ: BCL – Tân Thành – Thủ Thừa Long An
Khu công nghiệp Tân Thành có tổng diện tích 1760 ha, đòa hình bằng
phẳng, độ cao trung bình là 0,75m, có hệ thống kênh mương thuận lợi cho
hệ thống thoát nước mặt. Khí hậu mang tính đặc trưng của vùng nhiệt đới
gió mùa cận xích đạo, với hai mùa rõ rệt là mùa mưa bắt đầu từ tháng 5
đến tháng 10 –11 và mùa khô bắt đầu từ tháng 11 - 12 đến tháng 4 năm
sau. Nhiệt độ trung bình trong nhiều năm biến động trong khoảng 27,8 –
25,9
0
C. Độ ẩm không khí trung bình năm tại các trạm quan trắc ở Long An
từ 80,5 - 89,4%. Lượng bốc hơi phân bố theo mùa khá rõ rệt (mùa khô và
mùa mưa) và ít biến động theo không gian, trung bình chiếm từ 65–70%
lượng mưa hằng năm. Lượng bốc hơi trong mùa khô khá lớn.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, với lượng mưa trung
bình đạt từ 1.350 – 1.880mm, chiếm 90- 95% tổng lượng mưa cả năm.
Từ mặt cắt đòa chất , đòa tầng trong khu vực này được xếp vào hai
cấu tạo bồi tích trẻ và bồi tích cổ. Những cấu tạo này được mô tả như sau
:
Cấu tạo Bề dày
(m)
Lớp đất Tuổi đòa
chất
Đất mặt 0.6 Sét có tính dẻo cao (CH)
Bồi tích

tr
2.0 – 4.4 Sét có tính dẻo cao (CH1) lẫn vật chấ
t
hữu cơ
Holocene


16
Bồi tích
cổ
> 18.0 Sét pha Bụi phần trên (CL)
Sét pha bụi phần giữa có hiện tượng
bò Laterit hóa
Cát pha bụi phần dưới (SM)
Pleistocen
e
Tầng nước ngầm khoan khai thác là từ 210-234m.
Trong khu vực dự án hiện chưa có điện, người dân sống chủ yếu dựa
vào nguồn điện phát từ bình acquy. Khu vực dự án còn khá hoang vu và
không có nhà kiên cố, chủ yếu chỉ có nhà tạm hoặc nhà cấp 4 do các hộ
dân tự cất để tiện việc canh tác nông nghiệp. Theo dự kiến quy hoạch
vùng kinh tế trọng điểm phía Nam đến năm 2010, mức đô thò hoá của
vùng sẽ là 38 – 45%.
Căn cứ vào những điều kiện phân tích trên tại khu vực, Tân Thành -
Thủ Thừa - Long An được chọn làm đòa điểm xây dựng BCL CTR. Mô hình
BCL được chọn là BCL kết hợp chìm nổi: là loại bãi xây dựng nửa chìm
nửa nổi, chất thải không chỉ được chôn lấp đầy hố mà sau đó tiếp tục
được chất đống lên trên.
8.4 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CHẤT THẢI RẮN
1. Các phản ứng xảy ra trong BCL

Để lập kế hoạch và thiết kế bãi rác một cách hiệu quả, người thiết
kế phải biết và hiểu rõ những gì xảy ra trong bãi rác khi hoạt động chôn
lấp được thực hiện. Chất thải rắn đổ ở bãi rác vệ sinh chòu đồng thời
cùng một lúc những biến đổi sinh học, lý học, hoá học bao gồm:
• Phân rã sinh học của chất hữu cơ có thể phân hủy hoặc hiếu khí hoặc
kỵ khí sản sinh ra khí và lỏng.
• Sự oxy hoá hoá học các vật liệu.
• Sự thoát khí từ bãi rác và sự khuyếch tán ngang của khí xuyên qua bãi
rác.
• Sự di chuyển của chất lỏng gây ra bởi sự khác nhau về cột áp.
• Sự hoà tan, sự rò rỉ các chất hữu cơ và vô cơ vào nước, nước rò rỉ di
chuyển xuyên qua bãi rác.


17
• Sự di chuyển của chất hoà tan bởi gradient nồng độ và hiện tượng
thẩm thấu.
• Sự lún không đều gây ra do quá trình ổn đònh vật liệu vào các chỗ
rỗng.
Sự phân hủy và ổn đònh ở bãi rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là:
sự phân huỷ chất thải, mức độ nén chặt, độ ẩm hiện tại, sự có mặt của
các chất ức chế, tốc độ di chuyển của nước và nhiệt độ. Bởi vì có mối ảnh
hưởng qua lại giữa các yếu tố nên khó có thể xác đònh được tình trạng của
bất kỳ bãi rác nào ở bất kỳ thời điểm nào. Thông thường có thể nói rằng
tốc độ của các phản ứng hoá học và sinh học ở bãi rác vệ sinh gia tăng
cùng với sự gia tăng nhiệt độ và độ ẩm cho đến khi đạt đến một giới hạn
trên nào đó. Sự phân hủy, sự hình thành gas và nước rò rỉ, sự lún và đặc
tính cấu trúc của bãi rác sẽ được đề cập kỹ ở đây.
BÀI TẬP
Cho một loại CTR đô thò có thành phần như sau:

Thành phần Đơn vò (Kg)
Thức ăn thừa 9
Giấy 34
Giấy bìa 6
Rác vườn ( phân hủy
nhanh)
16,1
Vải 2
Cao su 0,5
Da 0,5
Rác vườn (phân hủy
chậm)
7,4
Gỗ 2,0
Hãy xác đònh thành phần khí sinh ra do phân hủy hoàn toàn loại rác này
GIẢI ĐÁP


18
1. Kết quả tính công thức phân tử
a. Đối với phần phân hủy nhanh C
68,5
H
110,5
O
50,1
N ( C
68
H
110

O
50
N )
b. Đối với phần phân hủy chậm C
19,5
H
29
O
9,2
N ( C
20
H
29
O
9
N )
2. Phương trình phản ứng phân hủy ( lên man metan)
a. C
68
H
111
O
50
N + 16 H
2
O → 35 CH
4
+ 33 CO
2
+ NH

3

741 288 560 1452 17

b. C
20
H
29
O
9
N + 9 H
2
O → 11 CH
4
+ 9 CO
2
+ NH
3

427 162 176 396 17
3. Tính lượng metan và CO
2
phát sinh
a. tấn/449,0
7167,0
1
1741
560
3
4

mxCH ==

tấn/422,0
9768,1
1
1741
1452
3
2
mxCO ==

b. tấn/575,0
7167,0
1
427
176
3
4
mxCH ==

tấn/469,0
9768,1
1
427
396
3
2
mxCO ==
2. Sự phát sinh khí
Khí tìm thấy trong BCl rác bao gồm ammonia, carbon dioxide, carbon

monoxide, hydrogen, hydrogen sulfide, methane, nitrogen và oxygen. Khối
lượng phân tử và tỷ khối của các khí này được cho ở bảng 6.3. Carbon
dioxide và methane là các khí chủ yếu sinh ra từ sự phân hủy kỵ khí các
thành phần chất thải. Tỷ lệ phần trăm ban đầu của khí cacbonoxyt cao là
kết quả của quá trình phân hủy hiếu khí. Sự phân hủy hiếu khí tiếp tục
xảy ra cho đến khi oxy trong không khí hiện hữu ban đầu cạn kiệt. Sau
đó sự phân hủy sẽ đi đến sự phân hủy kỵ khí. Nếu bãi rác không có lỗ
thoát hơi thì tỷ lệ phần trăm của mêtan sẽ tăng lên sau một thời gian dài,


19
bởi vì carbon dioxide sẽ khuyếch tán vào trong tầng đất đá ở bên dưới bãi
rác.
Bảng 8.5 Khối lượng phần tỷ và tỷ trọng của các khí trong bãi rác vệ
sinh ở điều kiện chuẩn (
o
C, 1
atm):
Tỷ khối Loại khí Công thức Khối lượng
Phân tử
g/l lb/ft
3

Không khí
1.2928 0.0808
Ammonia
NH
3
17.03 0.7708 0.0482
Carbon dioxide

CO
2
44.00 1.9768 0.1235
Carbon
monoxide
CO 28.00 1.2501 0.0781
Hydrogen
H
2
2.016 0.0898 0.0056
Hydrogen
sulfide
H
2
S 34.08 1.5392 0.0961
Methane
CH
4
16.03 0.7167 0.0448
Nitrogen
N
2
28.02 1.2507 0.0782
Oxygen
O
2
32.00 1.4289 0.0892
8.5.1 Lý thuyết về sự phát sinh của khí mêtan trong bãi rác vệ sinh:
Hoạt động của các vi sinh vật liên quan đến sự hình thành mêtan trong
bãi rác vệ sinh xảy ra qua 5 giai đoạn. Xem hình 11-11

Giai đoạn I: Điều chỉnh ban đầu: giai đoạn này có thể kéo dài từ một vài
ngày cho đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân hủy. Trong giai đoạn
này các thành phần hữu cơ dễ phân hủy chòu sự phân hủy sinh học khi
chúng được đặt vào bãi rác. Trong giai đoạn I, sự phân hủy sinh học xảy
ra dưới điều kiện hiếu khí bởi vì một lượng không khí bò giữ lại trong bãi
rác. Nguồn vi sinh vật (cả kỵ khí lẫn hiếu khí) chủ yếu chòu trách nhiệm
phân hủy chất thải có trong đất làm vật liệu bao phủ mỗi ngày. Bùn xử lý


20
nước thải đổ bỏ cùng với rác sinh hoạt, nước rò rỉ tuần hoàn cũng là
nguồn vi sinh vật cho sự phân huỷ này.
Giai đoạn III: Lên men acid: Bước đầu tiên trong quá trình 3 bước liên
quan đến sự chuyển hoá do các enzyme trung gian (sự thủy phân) các hợp
chất cao phân tử (lipid, polysacchrides, proteins, nucleic acids) thành các
hợp chất đơn giản hơn thích hợp cho các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử
dụng các hợp chất đơn giản này như nguồn năng lượng và carbon cho tế
bào của chúng. Bước thứ 2 trong quá trình 3 bước là lên men acid. Trong
bước này xảy ra sự biến đổi các hợp chất hình thành ở bước trên thành
các chất trung gian phân tử thấp như acid acetic. Khí CO
2
là khí chủ yếu
hình thành trong giai đoạn III này, một lượng nhỏ H
2
S cũng được hình
thành. Vi sinh vật hoạt động trong giai đoạn chủ yếu là tuỳ tiện và yếm
khí nghiêm ngặt. pH của nước rò rỉ sẽ giảm xuống đến giá trò < 5 do sự có
mặt của acid hữu cơ và CO
2
trong bãi rác. BOD

5
, COD và độ dẫn điện tăng
lên đáng kể trong giai đoạn III do sự hòa tan các acid hữu cơ vào trong
nước rò rỉ. Do pH của nước rò rỉ thấp nên một số thành phần hữu cơ, chủ
yếu là kim loại nặng sẽ được hòa tan trong giai đoạn III này. Nhiều thành
phần dinh dưỡng cơ bản cũng được loại ra bãi rác do bò hòa tan vào nước
rò rỉ. Nếu không tuần hoàn nước rò rỉ thì các thành phần dinh dưỡng sẽ
mất khỏi bãi rác.
Giai đoạn IV: Lên men methane: Trong giai đoạn này một nhóm vi sinh
vật thứ 2 sẽ chuyển hóa acid acetic và H
2
hình thành từ giai đoạn trước
thành CH
4
và CO
2
. Nhóm sinh vật này sẽ chiếm ưu thế, đây là vi sinh vật
kỵ khí nghiêm ngặt được gọi là vi khuẩn methane. Trong giai đoạn này, sự
hình thành methane và acid diễm ra đồng thời, mặc dù sự hình thành
acid giảm đáng kể. Do các acid và hydrogen bò chuyển hóa thành CH
4
và
CO
2
nên pH nước rò rỉ trong bãi rác sẽ tăng lên để đạt giá trò trung hòa
từ 6.8 đến 8. Giá trò BOD
5
, COD, nồng độ kim loại nặng và độ dẫn điện
nước rò rỉ giảm xuống.
Giai đoạn V: Giai đoạn ổn đònh (maturation phase): Giai đoạn ổn đònh xảy

ra sau khi các vật liệu hữu cơ dễ phân hủy sinh học được chuyển hoá
thành CH
4
và CO
2
trong giai đoạn IV. Tốc độ phát sinh khác sẽ giảm
xuống đáng kể trong giai đoạn V, khí sinh ra chủ yếu là CH
4
và CO
2
.
Trong suốt giai đoạn ổn đònh, nước rò rỉ thường chứa acid humic và acid
fulvic rất khó cho quá trình sinh học diễn ra tiếp nữa.


21
Thời gian của từng giai đoạn trong quá trình sinh khí thay đổi tuỳ thuộc
vào tỷ lệ thành phần của các chất hữu cơ, thành phần chất dinh dưỡng,
và độ ẩm của rác, độ nén ban đầu CTR trong BCL chất thải. Ví dụ như sự
hình thành khí sẽ bò chậm lại nếu độ ẩm trong bãi rác không phù hợp.
Khi gia tăng khối lượng riêng của các loại vật liệu trong thành phần rác
thải sẽ làm giảm khả năng phân bố độ ẩm trong BCL và như vậy sẽ làm
giảm khả năng biến đổi sinh học và lượng khí sinh ra. Một cách tổng quát
phản ứng hóa học quá trình phân hủy yếm khí trong BCL có thể tóm tắt
như sau:

CHC + H
2
O CHC phân hủy sinh học + CH
4

+ CO
2
+ khí khác
(8-5)
(CTR)
Thể tích khí sinh ra trong quá trình phân hủy yếm khí có thể ước tính
bằng các cách khác nhau. Ví dụ, nếu thành phần chất thải rắn hữu cơ tìm
thấy trong rác đô thò (ngoại trừ plastic) thì công thức chung cho chất hữu
cơ là C
a
H
b
O
c
N
d
thì tổng thể tích lượng khí sinh ra có thể tính theo công
thức 8-6, giả sử rằng quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ được biến
đổi hoàn toàn thành khí CO
2
và CH
4
.
C
a
H
b
O
c
N

d
+ (4a - b - 2c + 3d)/4 H
2
O → (4a + b - 2c - 3d)/8 CH
4
+ (4a - b +
2c + 3d)/8 CO
2
+ dNH
3
(8-6)
V
i khuẩn


22
Bảng 8.6 : Tỷ lệ phần trăm của các khí sinh ra trong một bãi rác vệ
sinh khảo sát suốt 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp rác đã được
hoàn chỉnh
Phần trăm trung bình theo thể tích Khoảng thời gian tính từ khi ô
chôn lấp hoàn chỉnh (tháng)
N
2
CO
2
CH
4

0 - 3 5.2 88 5
3 - 6 3.8 76 21

6 - 12 0.4 65 29
12 - 18 1.1 52 40
18 - 24 0.4 53 47
24 - 30 0.2 52 48
30 - 36 1.3 46 51
36 - 42 0.9 50 47
42 - 48 0.4 51 48

8.5.2 Sự thay đổi lượng khí theo thời gian
Dưới điều kiện bình thường, tốc độ phân hủy của chất thải rắn trong bãi
rác vệ sinh đạt đến giá trò cực đại trong 2 năm đầu tiên, sau đó giảm dần
và có thể kéo dài trong khoảng thời gian 25 năm hoặc hơn thế nữa. Tốc
độ phân hủy của chất thải rắn trong bãi rác vệ sinh thường được biểu
diễn bằng sản lượng khí sinh ra trong một khoảng thời gian.
Sự biến thiên sản lượng khí do quá trình phân hủy kỵ khí của các chất hữu cơ
phân hủy sinh học nhanh (3 tháng đến 5 năm) và các chất hữu cơ phân hủy
sinh học chậm (5 đến 50 năm). Tốc độ phân hủy hàng năm của các chất hữu
cơ phân hủy nhanh và chậm được biểu diễn bằng mô hình sản lượng khí hình
tam giác, trong đó giá trò sản lượng khí cực đại sẽ đạt được sau 1 năm chất
hữu cơ phân hủy nhanh và sau 5 năm cho chất hữu cơ phân hủy chậm. Và giả
sử rằng sự phát sinh khí xảy ra ở cuối năm thứ nhất tính từ thời điểm bắt đầu


23
chôn lấp chất thải. Tổng lượng khí sinh ra từ lượng chất thải chôn lấp của
năm thứ nhất được tính theo công thức:
V(m
3
/kg) = 1/2h(m
3

/kg.năm) x T(năm)
(8-7)


24
Trong đó:
h: giá trò sản lượng khí cực đại, m
3
/(kg.năm)
T: thời gian để phân hủy hoàn toàn của phần chất thải rắn hữu cơ, năm
Mô hình tam giác ước tính lượng khí sinh ra theo thời gian xem hình 11-
12
Xác đònh tốc độ sinh khí cực đại
ϖ
Đối với rác phân hủy nhanh
Theo phương pháp đồ thò tam giác, lượng khí sẽ sinh ra từ chất hữu cơ
phân hủy nhanh trong vòng 5 năm và lượng khí sinh ra cực đại vào cuối
năm thứ nhất.
Tổng lượng khí sinh ra của rác phân hủy nhanh, m
3
/kg
= 1/2 x Thời gian phân hủy (năm) x Tốc độ sinh khí cực đại
(m
3
/kg.năm)
Tốc độ sinh khí cực đại của rác phân hủy nhanh
= 2 x Tổng lượng khí sinh ra (m
3
/kg) /Thời gian phân hủy (năm)

0 1 2 3 4 5
x 3/4x 2/4x 1/4x
T
hời gian phân hủy (năm)
Hình 8.5 Đồ thò tam giác biểu diễn tốc độ phát sinh khí từ rác có khả năng phân huỷ nhanh
T
ốc đo
ä
sinh khí


25


ϖ
Đối với rác phân huỷ chậm
Theo phương pháp đồ thò tam giác, lượng khí sẽ sinh ra từ chất hữu cơ
phân hủy nhanh trong vòng 15 năm và lượng khí sinh ra cực đại vào
cuối năm thứ 5.
Tổng lượng khí sinh ra của rác phân hủy chậm, (m
3
/kg)

= ½ x Thời gian phân hủy nhanh (năm) x Tốc độ sinh khí cực đại
(m
3
/kg.năm)
Tốc độ sinh khí cực đại của rác phân hủy chậm
= 2 x Tổng lượng khí sinh ra (m
3
/kg) /Thời gian phân hủy (năm)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15
1/5x 2/5x 3/5x /5x 5/5x 9/10x 10x 7/10x 6/10x
5/10x 4/10x 3/10x 2/10x 1/10x

T
ốc độ sinh khí (m
3
/kg.năm)
Thời gian phân hủy (năm)
Hình 8.6 Đồ thò tam giác biểu diễn tốc độ phát sinh khí từ rác có khả