nghiên cứu phát triển công nghệ tái sinh năng lượng từ rác đô thị tp.hcm bằng các mô hình thiết bị phản ứng sinh học (bioreactor) quy mô pilot- thiết bị

ii
ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ



BÁO CÁO NGHIỆM THU
(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 6/11/2008)

ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TÁI SINH
NĂNG LƯNG RÁC THẢI ĐÔ THỊ TP. HỒ CHÍ MINH
BẰNG CÁC MÔ HÌNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG SINH HỌC
(BIOREACTOR) QUY MÔ PILOT”


CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI






CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 11/2008


iii

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN


Chủ nhiệm đề tài : TS. Trần Minh Chí – Viện trưởng VITTEP
Thư ký đề tài : ThS. Nguyễn Như Dũng – VITTEP
Tham gia thực hiện : ThS. Ngô Văn Thanh Huy - VITTEP
ThS. Nguyễn Văn Sơn - VITTEP
ThS. Lê Văn Tâm - VITTEP
ThS. Phạm Minh Chi - VITTEP
KS. Bùi Hồng Hà - VITTEP
KS. Lê Minh Dũng - VITTEP
KS. Phạm Công Minh - VITTEP
CN. Trần Phương Liên - VITTEP
CN. Nguyễn Thị Kim Yến - VITTEP

iv
TÓM TẮT
ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TÁI SINH NĂNG LƯỢNG
TỪ RÁC THẢI ĐÔ THỊ TP.HỒ CHÍ MINH BẰNG CÁC MÔ HÌNH THIẾT BỊ
PHẢN ỨNG SINH HỌC (BIOREACTOR) QUY MÔ PILOT”
Tại TP. Hồ Chí Minh, thu gom, vận chuyển và xử lý CTRSH với khối lượng ngày

càng gia tăng (6.000-6.500 tấn/ngày, năm 2008) và thành phần ngày càng phức tạp, luôn
là một vấn đề hàng đầu. Cho đến nay, công nghệ xử lý CTRSH duy nhất vẫn được áp
dụng là chôn lấp hợp vệ sinh vớ
i tiềm năng ô nhiễm môi trường cao, ngoài ra các BCL
chiếm rất nhiều đất trong thời gian dài. Trong khi đó, các đặc trưng kỹ thuật cơ bản như
thành phần hữu cơ, kích thước hạt, độ ẩm, … cho thấy giải pháp xử lý CTRSH kết hợp
thu hồi năng lượng và vật chất (mùn compost) là một hướng nghiên cứu phù hợp với xu
hướng quốc tế và chiến lược quản lý CTRSH của Thành phố đến n
ăm 2020.
Các tác giả đã căn cứ trên mô hình phát thải khí từ các BCL (USEPA và IPCC) để áp
dụng các thông số thử nghiệm ở quy mô pilot cho hai dạng thiết bị dạng tĩnh (SEBAC) và
dạng quay (KOMPOGAS), tính toán các tiêu chuẩn thiết kế và chế tạo, lắp đạt hai thiết bị
này cùng các thiết bị phụ trợ được kết nối với máy vi tính.
Đối với thiết bị phản ứng cả dạng tĩnh và dạng quay, các tác giả
đã tổng kết các kết
quả thực nghiệm và phân tích các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: i) Biến thiên thành phần
NRR kể cả giá trị pH; biến thiên tỷ lệ độ kiềm; Tỷ lệ độ kiềm thủy phân/tổng độ kiềm;
Tỷ lệ COD/BOD; hàm lượng SO
4
và Ca; ii) Độ sụt lún của rác; iii) Nhiệt độ trung bình
của rác trong thiết bị; iv) Inoculums; v) Tải lượng hữu cơ và tải lượng thể tích của rác; vi)
Khuấy trộn và phân bố độ ẩm; vii) Chế độ xoay vòng nước rác cũng như đánh giá kết quả
của quá trình phân hủy hiếu khí sau khi phân hủy sinh học kỵ khí.
Đề tài đã áp dụng mô hình Rao kết hợp với phương pháp bình phương cực tiểu (phần
mềm XLSTAT version 7.5.2.) để d
ự báo lượng khí biogas phát sinh từ cả hai dạng thiết
bị phản ứng theo phương trình dạng:
G =G
1
[1-aEXP(-k

G1
t)-(1-a)EXP(-k
G2
t)]
và xác định các hệ số, tham số bao gồm G
1
= Lượng khí rác phát sinh cuối cùng; a = Hằng
số thực nghiệm; k
G1
, k
G2
= Hệ số phát sinh khí rác (l/ngđ); t = Thời gian phân hủy rác
(ngày) cho cả hai trường hợp có và không có inoculum, theo lượng TS và VS phân hủy,
trên cơ sở đó có thể định lượng ưu điểm cũng như nhược điểm của mỗi dạng thiết bị.
Đề tài đã đề xuất các tiêu chuẩn thiết kế cho công đoạn thu hồi biogas thông qua phân
hủy kỵ khí CTRSH trong cả hai loại thiết bị bioreactor dạng SEBAC (dạng tĩnh) và d
ạng
KOMPOGAS (dạng quay).
Đề tài đã đề xuất dự án xử lý CTRSH có thu hồi năng lượng và compost cho
TP. HCM. Trên cơ sở so sánh 3 phương án khác nhau, đã đề xuất áp dụng phương án
thiết bị dạng tĩnh hoạt động theo nguyên lý khô mẻ luân phiên, với mô tả chi tiết các cấu
phần của dự án, tính năng kỹ thuật của mỗi dây chuyền công nghệ, danh mục thiết bị
chính, dự kiến tổng mặt bằng và khái toán, so sánh gi
ữa phương án 1 và 2. Theo đó,
phương án đề xuất cho nhà máy 200 T CTRSH/ngày cần mặt bằng khoảng 77.900 m
2
với
182 tỷ đồng (phương án 1) và khoảng 232 tỷ đồng (phương án 2).
Giải pháp này có tính khả thi cao vì có thể cải tạo, nâng cấp từ nhũng nhà máy xử lý
CTRSH thành phân compost hiện rất phổ biến ở Việt Nam.

v
ABSTRACT
RESEARCH ON ENERGY RECOVERY FROM HOUSEHOLD SOLID WASTES
OF HOCHIMINH CITY WITH THE PILOT - SCALED BIOREACTORS
In HCMC collection, transport and disposal of HSW with increasing volume (6,000-
6,500 T/day, 2008) and getting more complex composition has been always a hot issue.
Up to date the only technology applied was landfilling with highly pollutinh potential,
and the landfill occupy large area for rather longtime. Meanwhile, the main technical
characteristics of the HSW e.g. organic fraction, garbage size, moisture … show that
energy combined with compost recovery would be an alternative matching with both
international tendency as well as City Strategy for Environmental Protection up to the
year of 2020.
Based on the models recommended by USEPA and IPCC the authors selected the
parameters needed for design, manufacture and installation of two pilot-scaled
bioreactors of stationary (SEBAC) type and rotary (KOMPOGAS) type, together with
the utilities and all connected to PC.
For both types of the bioreactors the authors have summarisedc the experimental data
and analysed the influential factors including: i) Leachate composition with variations of
pH values; alkalinity; hydrolytical/total alkalinity;.COD/BOD ratio; SO
4
and Ca content;
ii) Waste settlement; iii) Averaged temperature of waste in the bioreactors; iv)
Inoculums; v) Organic loading and waste density; vimixing and moisture distribution; vi)
Leachate recirculating regime as well as evaluated the results of post aeration processes.
Rao model combined with minimal square method (XLSTAT version 7.5.2.) has been
applied to predict the biogas volume created from both types of bioreactors in form of
following equation:
G =G

1
[1-aEXP(-k
G1
t)-(1-a)EXP(-k
G2
t)]
And determined the coefficients/parameters including G
1
= Ultimate biogas production; a
= empirical coefficient; k
G1
, k
G2
= Biogas production coefficient (l/ngđ); t = Waste
decomposition time (day) for both cases with and without inoculum, based on degradable
TS and VS, and therefore could quantitatively assess advantages and disadvantages of
each bioreactor type.
The authors recommended updated design criteria for the biogas recovery through
HSW biodegradation in both ioreactor of SEBAC and KOMPOGAS types.
The authors have also proposed a project of HSW disposal combining energy and
compost recovery for HCMC. From 3 different technological options, the stationary
bioreactor of dry sequencing batch principle has been selected, and a detailed description
of project components, functions and specifications of unit processes, list of main
equipments, estimated master layout and draft investment estimates, comparison between
two alternatives, and in conclusion the selected project having capacity of
200 t.HSW/day requires 77,900 m
2
area and 182 billion VND (Option 1) or about 232
billion VND (Option 2).
This proposal is rather feasible because it can be applicable as an upgrading project to

the compost plants that are quite popular in Vietnam.

vi
MỤC LỤC
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ii

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN iii
MỤC LỤC vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix
DANH SÁCH BẢNG xi
DANH SÁCH HÌNH xiii
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ xvi
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ xvi
PHẦN MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT
TẠI TP HỒ CHÍ MINH VÀ VẤN ĐỀ THU HỒI NĂNG LƯỢNG TỪ RÁC 4

1.1. Mở đầu 4
1.2. Tổng lượng CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh 4
1.3. Đặc trưng kỹ thuật của CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh 5
1.4. Các phương pháp xử lý hiện được áp dụng 8
1.5. Phương hướng khác 9
1.6. Sản xuất khí sinh học và vấn đề năng lượng tái tạo 10
1.7. Tính cấp thiết của đề tài 13
1.8. Mục tiêu của đề tài 13
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CTRSH CÓ THU HỒI NĂNG
LƯỢNG VÀ VẬT CHẤT CHỦ YẾU TRÊN THẾ GIỚI 14

2.1. Các quá trình xử lý CTRSH cơ bản 14
2.2. Quá trình phân hủy sinh học kỵ khí thành phần hữu cơ trong rác thải sinh hoạt 15

2.3. Một số công nghệ kỵ khí xử lý rác thải 16
2.3.1. Phân loại chung 17
2.3.2. Các dạng công nghệ điển hình 18
CHƯƠNG III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
3.1. Thiết bị 22
3.2. Phân tích mẫu khí 22
3.3. Phân tích mẫu nước rỉ rác 23
3.4. Phương pháp xác định đặc trưng kỹ thuật của rác 24
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 26
4.1. Cơ sở thiết kế mô hình thiết bị quy mô pilot 26
4.1.1. Dự báo lượng khí Biogas phát thải 26
4.1.2. Tính toán thiết kế thiết bị phản ứng dạng SEBAC 29
4.1.3. Tính toán thiết kế thiết bị phản ứng dạng Kompogas 30
4.2. Các thiết bị phụ trợ 31
4.2.1. Thiết bị rửa khí biogas 31

vii
4.2.2.
Hệ thống giám sát trực tuyến 35
4.2.3. Thu nhận và xử lý số liệu 36
4.2.4. Máy phát điện sử dụng biogas 37
4.3. Các bản vẽ 38
CHƯƠNG V: VẬN HÀNH THIẾT BỊ QUAY 42
5.1. Qui trình vận hành thiết bị quay 42
5.2. Đặc trưng kỹ thuật của rác trước khi nạp vào thiết bị phản ứng 43
5.2.1. Mẻ chạy thử thiết bị 43
5.2.2. Mẻ thứ nhất 43
5.2.3. Mẻ thứ hai 45
5.3. Kết quả và thảo luận 46
5.3.1. Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng 46

5.3.2. Biến thiên thành phần khí biogas 47
5.3.3. Khí biogas sinh ra 48
a) Mẻ thứ nhất 56
b) Mẻ thứ hai 57
5.3.4. Biến thiên thành phần nước rỉ rác 60
5.3.5. Độ giảm thể tích của rác 63
5.3.6. Phân hủy hiếu khí sau khi phân hủy sinh học kỵ khí 64
CHƯƠNG VI: VẬN HÀNH THIẾT BỊ TĨNH 65
6.1. Quy trình vận hành thiết bị quay 65
6.2. Đặc trưng kỹ thuật của rác trước khi nạp vào thiết bị phản ứng 66
6.2.1. Mẻ thứ nhất 66
6.2.2. Mẻ thứ hai 66
6.3. Kết quả 67
6.3.1. Nhiệt độ trong thiết bị phản ứng 67
6.3.2. Biến thiên thành phần khí biogas 69
6.3.3. Khí biogas sinh ra 69
c) Mẻ thứ nhất 73
d) Mẻ thứ hai 75
6.3.4. Biến thiên thành phần nước rỉ rác 79
6.3.5. Độ giảm thể tích của rác 82
6.3.6. Phân hủy hiếu khí sau khi phân hủy sinh học kỵ khí 83
CHƯƠNG VII: SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRÊN HAI
MÔ HÌNH QUAY VÀ TĨNH 84

7.1. Lượng Biogas phát sinh 84
7.1.1. Tỷ lệ phân hủy của lượng các bon hữu cơ 84
7.1.2. Lượng Biogas phát sinh đặc trưng 84
7.1.3. Thiết bị phản ứng dạng quay 86
7.1.4. Thiết bị phản ứng dạng tĩnh 86
7.2. Các yếu tố ảnh hưởng 87

viii
7.2.1.
Nhiệt độ của rác trong thiết bị phản ứng 87
7.2.2. Ảnh hưởng của inoculums 88
7.2.3. Ảnh hưởng của tải lượng hữu cơ và tải lượng thể tích của rác 90
7.2.4. Ảnh hưởng của khuấy trộn và phân bố độ ẩm 91
7.2.5. Ảnh hưởng của chế độ xoay vòng nước rác 92
7.3. Tiêu chuẩn thiết kế đề xuất 92
7.3.1. Thời gian vận hành quá trình phân huỷ kỵ khí 92
7.3.2. Đối với thiết bị phản ứng dạng tĩnh 94
7.3.3. Đối với thiết bị phản ứng dạng quay 94
CHƯƠNG VIII: ĐỀ XUẤT DỰ ÁN XỬ LÝ RÁC KẾT HỢP THU HỒI NĂNG LƯỢNG
VÀ VẬT CHẤT CHO TP HỒ CHÍ MINH 96

8.1. Phương án cơ sở 96
8.1.1. Nguyên lý công nghệ của phương án cơ sở 96
8.1.2. Các sơ đồ công nghệ thành phần 96
8.2. Phương án đề xuất 98
8.2.1. Công đoạn phân loại và xử lý cơ học 98
8.2.2. Lựa chọn quy trình công nghệ của quá trình phân hủy sinh học 102
8.2.2.1. Lựa chọn loại thiết bị 102
8.2.2.2. Tính toán chu kỳ hoạt động tối ưu của thiết bị phản ứng 102
8.2.3. Các cấu phần của dự án 110
8.2.4. Tính năng kỹ thuật của mỗi dây chuyền công nghệ 111
8.2.5. Chức năng của mỗi công đoạn trong từng dây chuyền công nghệ 112
8.2.6. Danh mục thiết bị chính 117
8.2.7. Dự kiến tổng mặt bằng và khái toán 118
CHƯƠNG IX: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120
9.1. Kết luận 120

9.2. Kiến nghị 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO 122
PHỤ LỤC 125
MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA 159


ix
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT
AOPs Các quá trình ôxy hóa tiên tiến
AS Bùn hoạt tính
BCL Bãi chôn lấp
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa
CENTEMA Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường
CITENCO Công ty Môi trường Đô thị TP. Hồ Chí Minh
CLSP Chất lượng sản phẩm
COD Nhu cầu oxy hóa học
CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt
CTRĐT Chất thải rắn đô thị
CTV Cộng tác viên
FBR Thiết bị đệm cố định
FBBR Thiết bị sinh học đệm cố định
GTZ Cơ quan Hợp tác Công nghệ Đức
HTR Thời gian lưu thủy lực
IEA Cơ quan năng lượng Quốc tế
IPCC Ủy Ban Quốc tế về kiểm soát khí hậu
KHCNMT Khoa học – Công nghệ – Môi trường
KTNĐ&BVMT Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường
LFG Khí bãi rác

NRR Nước rỉ rác
PA Phương án
R Coefficient of correlation - Hệ số tương quan
R² Coefficient of determination - Hệ số xác định
RDF Refuse Derived Fuel (Nhiên liệu từ phế thải)
SBR Thiết bị mẻ luân phiên
SEBAC Công nghệ phân hủy khô – mẻ luân phiên
SS Chất rắn lơ lửng
SSR Sum of Square of Residuals - Tổng bình phương số dư

x
SP Sản phẩm
SUS Thép không rỉ
TCCS Tiêu chuẩn vệ sinh (Bộ Y tế)
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TF (Hệ thống) lọc nhỏ giọt
TKN Tổng nitơ Kjeldahl
TOC Tổng carbon hữu cơ
TSS Tổng chất rắn lơ lửng
UAF (Hệ thống) lọc kỵ khí dòng hướng lên
UASB (Hệ thống) đệm bùn kỵ khí dòng hướng lên
USEPA Cục Bảo vệ Môi trường Liên bang Mỹ
VFAs (Các) axit béo bay hơi
VITTEP Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường
VOL Tải trọng hữu cơ thể tích
VSS Chất rắn lơ lửng (có thể bay hơi)
YHLĐ & VSMT Y học lao động và Vệ sinh Môi trường


xi

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Tốc độ phát sinh CTRSH của TP. Hồ Chí Minh 4

Bảng 1.2. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại nguồn tại TP. Hồ Chí Minh 5
Bảng 1.3. Thành phần rác thải trong CTRSH 7
Bảng 1.4. Các khu xử lý CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh 8
Bảng 1.5. Giá trị năng lượng của biogas và một số nguồn năng lượng khác 10
Bảng 1.6. Số lượng các mô hình phân hủy kỵ khí ở các nước 11
Bảng 3.1 . Khả năng phân hủy sinh học của một vài thành phần trong rác đô thị 25
Bảng 4.1. Dự báo hệ số k và Lo đối với rác tập kết đến bãi rác Gò Cát. 27
Bảng 4.2. Dự báo lượng khí methane thu hồi từ quá trình phân hủy kỵ khí sử dụng mô
hình của USEPA 27

Bảng 4.3. Dự báo lượng khí methane thu hồi từ quá trình phân hủy kỵ khí sử dụng mô
hình của IPCC 1996 28

Bảng 4.4. Các thông số thiết kế thiết bị phản ứng dạng SEBAC 29
Bảng 4.5. Các thông số thiết kế thiết bị phản ứng dạng Kompogas 30
Bảng 4.6. Thành phần đặc trưng của biogas từ quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ 31
Bảng 4.7. Thành phần nguy hại đặc trưng của biogas từ quá trình phân hủy kỵ khí chất
hữu cơ 32

Bảng 4.8. Yêu cầu chất lượng khí biogas sử dụng cho các mục đích khác nhau 33
Bảng 5.1. Thành phần rác nạp vào thiết bị phản ứng – mẻ thứ nhất 44
Bảng 5.2. Tổng hợp một số thông số của rác nạp vào thiết bị phản ứng-mẻ thứ nhất 44
Bảng 5.3. Thành phần rác nạp vào thiết bị phản ứng – mẻ thứ hai 45
Bảng 5.4. Tổng hợp một số thông số của rác nạp vào thiết bị phản ứng – mẻ thứ hai 46
Bảng 5.5. Thành phần của khí rác sinh ra trong cả hai mẻ 47
Bảng 5.6. Thành phần của mùn sau phân hủy hiếu khí 64
Bảng 6.1. Tổng hợp một số thông số của rác nạp vào thiết bị phản ứng - mẻ thứ nhất 66

Bảng 6.2. Tổng hợp một số thông số của rác nạp vào thiết bị phản ứng - mẻ thứ hai 67
Bảng 6.3. Thành phần của khí rác sinh ra trong cả hai mẻ 69
Bảng 6.4. Thành phần của mùn sau phân hủy hiếu khí 83
Bảng 5.7-PL. Biến thiên nhiệt độ trong ngày 01/08/2007, mẻ thứ nhất 125
Bảng 5.8-PL. Biến thiên nhiệt độ trong ngày 02-02-2008, mẻ thứ hai 128

xii
Bảng 5.9-PL. Lượng khí biogas sinh ra trong thời gian vận hành mẻ thứ nhất 132

Bảng 5.10-PL. Lượng khí biogas sinh ra trong thời gian vận hành mẻ thứ hai 135
Bảng 5.11-PL. Biến thiên pH, COD và BOD của nước rác trong thời gian vận hành mẻ
thứ nhất 138

Bảng 5.12-PL. Biến thiên các thành phần khác của nước rác trong thời gian vận hành mẻ
thứ nhất 139

Bảng 5.13-PL. Biến thiên pH, COD và BOD và độ kiềm nước rác trong thời gian vận
hành mẻ thứ hai 140

Bảng 5.14-PL. Biến thiên các thành phần khác của nước rác trong thời gian vận hành mẻ
thứ hai 141

Bảng 6.7-PL. Biến thiên nhiệt độ trong ngày 01/08/2007, mẻ thứ nhất 142
Bảng 6.8-PL. Biến thiên nhiệt độ trong ngày 02/02/2008, mẻ thứ hai 145
Bảng 6.9-PL. Lượng khí biogas sinh ra trong thời gian vận hành mẻ thứ nhất 149
Bảng 6.10-PL. Lượng khí biogas sinh ra trong thời gian vận hành mẻ thứ hai 152
Bảng 6.11-PL. Biến thiên pH, COD và BOD của nước rác trong thời gian vận hành mẻ
thứ nhất 155

Bảng 6.12-PL. Biến thiên các thành phần khác của nước rác trong thời gian vận hành mẻ

thứ nhất 155

Bảng 6.13-PL. Biến thiên pH, COD và BOD và độ kiềm nước rác trong thời gian vận
hành mẻ thứ hai 157

Bảng 6.14-PL. Biến thiên các thành phần khác của nước rác trong thời gian vận hành mẻ
thứ hai 158



xiii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1. Công suất xử lý bằng công nghệ phân hủy kỵ khí qua các năm. 12

Hình 2.1. Các quá trình xử lý CTRSH cơ bản 14
Hình 2.2. Sơ đồ xử lý CTRSH bằng phương pháp sinh học kỵ khí 17
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý truyền tín hiệu của 02 mô hình thí nghiệm 36
Hình 4.2. Thiết bị đo lưu lượng khí MC MILLAN - Model 100 - Flo sensor – USA 37
Hình 4.3. Sơ đồ đấu nối đo lưu lượng khí 37
Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu của động cơ sử dụng Biogas 38
Hình 4.5. Mô hình thí nghiệm - Thiết bị phản ứng sinh học dạng BAC 39
Hình 4.6. Mô hình thí nghiệm - Thiết bị phản ứng sinh học dạng Kompogas 39
Hình 4.7. Thiết bị lọc khí biogas 40
Hình 4.8. Các điểm gắn thiết bị đo nhiệt độ, ghi nhận và truyền tín hiệu đo không dây
trên thiết bị phản ứng dạng quay 40

Hình 4.9. Máy tính ghi nhận dữ liệu trực tuyến từ của quá trình vận hành thiết bị phản
ứng 41

Hình 5.1. Biến thiên nhiệt độ của rác trong thiết bị dạng quay – mẻ 1 46

Hình 5.2. Biến thiên nhiệt độ của rác trong thiết bị dạng quay – mẻ 2 47
Hình 5.3. Biến thiên lượng khí rác đặc trưng phát sinh trong ngày của thiết bị phản ứng
dạng quay - mẻ thứ nhất 50

Hình 5.4. Biến thiên lượng khí rác đặc trưng phát sinh trong ngày của thiết bị phản ứng
dạng quay - mẻ thứ hai 50

Hình 5.5. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng quay 51

Hình 5.6. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng quay, tính trên trọng lượng chất rắn (kgTS) quy khô 51

Hình 5.7. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng quay, tính trên trọng lượng chất rắn bay hơi (kgVS) quy khô 52

Hình 5.8. Biến thiên hàm lượng COD, BOD nước rác của thiết bị phản ứng dạng quay
trong hai mẻ 60

Hình 5.9. Biến thiên tỷ lệ COD/BOD của nước rác trong thiết bị phản ứng dạng quay cả
hai mẻ 60


xiv
Hình 5.10. Biến thiên giá trị pH của nước rác trong thiết bị phản ứng dạng quay cả hai mẻ61

Hình 5.11. Biến thiên tỷ lệ độ kiềm (thủy phân/tổng độ kiềm) của nước rác trong thiết bị
phản ứng dạng quay trong mẻ thứ hai 62

Hình 6.1. Biến thiên nhiệt độ của rác trong thiết bị dạng tĩnh - mẻ 1 67

Hình 6.2. Biến thiên nhiệt độ của rác trong thiết bị dạng tĩnh - mẻ 2 68
Hình 6.3. Biến thiên lượng khí rác đặc trưng phát sinh trong ngày của thiết bị phản ứng
dạng tĩnh - mẻ thứ nhất 70

Hình 6.4. Biến thiên lượng khí rác đặc trưng phát sinh trong ngày của thiết bị phản ứng
dạng tĩnh - mẻ thứ hai 70

Hình 6.5. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng tĩnh 71

Hình 6.6. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng tĩnh tính trên trọng lượng chất rắn (kgTS) quy khô 71

Hình 6.7. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy của thiết bị phản ứng
dạng tĩnh tính trên trọng lượng chất rắn bay hơi (kgVS) quy khô 72

Hình 6.8. Biến thiên hàm lượng COD, BOD nước rác của thiết bị phản ứng dạng tĩnh
trong hai mẻ 79

Hình 6.9. Ảnh hưởng của chế độ quay vòng nước rác đến hàm lượng COD nước rác trong
mẻ thứ nhất - thiết bị phản ứng dạng tĩnh 80

Hình 6.10. Biến thiên tỷ lệ COD/BOD của nước rác trong thiết bị phản ứng dạng tĩnh cả
hai mẻ 80

Hình 6.11. Biến thiên giá trị pH của nước rác trong thiết bị phản ứng dạng tĩnh cả hai mẻ81
Hình 6.12. Biến thiên độ kiềm tổng cộng và tỷ lệ độ kiềm (thủy phân/tổng độ kiềm) của
nước rác trong thiết bị phản ứng dạng tĩnh trong mẻ thứ hai 82

Hình 7.1. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong hai thiết bị phản

ứng - mẻ thứ nhất 85

Hình 7.2. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong hai thiết bị phản
ứng - mẻ thứ hai 85

Hình 7.3. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong thiết bị phản ứng
dạng tĩnh tính trên đơn vị trọng lượng chất rắn (kgTS) quy khô 88


xv
Hình 7.4. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong thiết bị phản ứng
dạng quay tính trên đơn vị trọng lượng chất rắn (kgTS) quy khô 89

Hình 7.5. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong thiết bị phản ứng
dạng tĩnh tính trên đơn vị trọng lượng chất rắn bay hơi (kgVS) quy khô 89

Hình 7.6. Biến thiên lượng khí rác phát sinh hàng ngày và tích lũy trong thiết bị phản ứng
dạng quay tính trên đơn vị trọng lượng chất rắn bay hơi (kgVS) quy khô 90

Hình 7.7. Biến thiên lượng khí rác phát sinh tích lũy theo kết quả thực nghiệm tính trên 1
kg chất rắn bay hơi (VS) quy khô 93

Hình 8.1. Sơ đồ quy trình công nghệ của phương án cơ sở 97
Hình 8.2. Sơ đồ quy trình phân loại và xử lý sơ bộ CTRSH của phương án đề xuất 101
Hình 8.3. Sơ đồ khối quá trình phân hủy sinh học kết hợp của phương án đề xuất 102
Hình 8.4. Sơ đồ khối quá trình phân hủy sinh học kết hợp của phương án chọn 104
Hình 8.5. Sơ đồ mối tương quan về thủy lực của ba giai đoạn phân hủy sinh học kỵ khí
đối với một modun 105

Hình 8.6. Sơ đồ quy trình xử lý chất thải hữu cơ và sản xuất các loại phân bón của

phương án đề xuất 106

Hình 8.7. Sơ đồ quy trình xử lý chất thải nhựa bằng phương pháp tái chế sản xuất hạt
nhựa của phương án đề xuất 107

Hình 8.8. Sơ đồ quy trình xử lý nhiệt chất thải hữu cơ khó phân hủy sinh học và thu hồi
năng lượng của phương án đề xuất 108

Hình 8.9. Sơ đồ quy trình xử lý chất thải vô cơ và tro sau đốt bằng phương pháp hóa rắn,
sản xuất vật liệu xây dựng của phương án đề xuất 109


xvi
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ

Đề tài: Nghiên cứu, phát triển công nghệ tái sinh năng lượng từ rác thải đô thị TP. Hồ Chí
Minh bằng các mô hình thiết bị phản ứng sinh học (Bioreactor) quy mô pilot
Chủ nhiệm: TS. Trần Minh Chí
Cơ quan chủ trì: Viện Kỹ thuật Nhiệt đới & bảo vệ Môi trường
Thời gian đăng ký trong hợp đồng: 12/2005 đến 12/2006
Tổng kinh phí được duyệt: 460.000.000 đồng
Kinh phí cấp giai đoạn 1: 300.000.000 đồng (Theo thông báo số 316/TB-SKHCN ngày
19/12/2005).
Kinh phí cấp giai đoạn 2: 114.000.000
đồng (Theo thông báo số 219/TB-SKHCN ngày
12/11/2007).
Trong đó
TT Nội dung Kinh phí
Ngân sách Nguồn khác
I

II
1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.
8.
III
IV
Kinh phí được cấp
Kinh phí quyết toán
Công chất xám
Công thuê khoán
Nguyên, nhiên. vật liệu, dụng cụ,
phụ tùng, văn phòng phẩm
Thiết bị
Xét duyệt, giám định, nghiệm thu
Hội nghị, hội thảo
In ấn, văn phòng phẩm
Chi phí điều hành
Tiết kiệm (5%)
Kinh phí đề nghị cấp tiếp
414.000.000
509.306.000
1.200.000
171.634.000
22.600.000

291.612.000
7.500.000
0
5.760.000
9.000.000
0
46.000.000
414.000.000 95.306.000


1
PHẦN MỞ ĐẦU

Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển công nghệ tái sinh năng lượng từ rác đô thị
TP. Hồ Chí Minh bằng các mô hình thiết bị phản ứng sinh học
(Bioreactor) quy mô pilot.
Chủ nhiệm đề tài: TS. Trần Minh Chí
Cơ quan chủ trì: Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường
Thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 12/2005 đến tháng 12/2006
Kinh phí được duyệt: 460.000.000 đồng
Kinh phí
đã cấp: 300.000.000 đồng theo TB số 316/TB-SKHCN ngày 19/12/2005
114.000.000 đồng theo TB số 219/TB-SKHCN ngày 12/11/2007
Mục tiêu:
1. Mục tiêu trước mắt:
1.1. Thử nghiệm, đánh giá:
• Khả năng áp dụng công nghệ phân hủy kỵ khí để thu hồi năng lượng từ
rác đô thị tại TP. Hồ Chí Minh.
• Khả năng áp dụng công nghệ kết hợp kỵ khí, hiếu khí để xử lý kết hợp
thu hồi năng lượng và compost t

ừ rác đô thị tại TP. Hồ Chí Minh.
1.2. Xây dựng cơ sở ban đầu cho các tiêu chuẩn thiết kế công nghệ xử lý rác kết
hợp thu hồi năng lượng quy mô 200 – 500 T rác/ngày cho TP. Hồ Chí
Minh và khu vực phía Nam.
2. Mục tiêu lâu dài:
• Nghiên cứu – xây dựng, kiểm tra các tiêu chuẩn thiết kế và các vấn đề
kỹ thuật – cơ sở nhằm áp dụng rộng rãi công nghệ thu hồi năng lượng từ
rác thải ở các quy mô thích hợ
p.
Nội dung:
1. Nội dung nghiên cứu 1: Thử nghiệm, đánh giá khả năng áp dụng công nghệ
phân hủy kỵ khí để thu hồi năng lượng từ rác đô thị tại TP. Hồ Chí Minh.
1.1. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các mô hình thí nghiệm xử lý rác dùng công
nghệ phản ứng sinh học quy mô 14T rác/thiết bị kết hợp thu hồi điện từ khí
bãi rác và vật chất (mùn compost).

2
1.2. Vận hành các mô hình và đo đạc các thông số liên quan đến quá trình phân
hủy rác và tạo khí bãi rác.
1.3. Đánh giá hoạt động của các mô hình xử lý dựa vào kết quả đo đạc và các
phương pháp xác suất thống kê, phân tích chi phí lợi ích và phân tích vòng
đời quá trình/sản phẩm.
2. Nội dung nghiên cứu 2: Thử nghiệm, đánh giá khả năng áp dụng công nghệ
kết hợp kỵ khí, hiếu khí dể xử lý kết hợp thu hồi năng lượng và vật chấ
t từ
rác đô thị tại TP. Hồ Chí Minh.
2.1. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các mô hình thí nghiệm xử lý rác dùng công
nghệ phản ứng sinh học quy mô 14T rác/thiết bị phản ứng kết hợp thu hồi
điện từ khí bãi rác và vật chất (mùn compost).
2.2. Vận hành các mô hình và đo đạc các thông số liên quan đến quá trình tạo

khí bãi rác và phân hủy rác trong điều kiện kỵ khí và hiếu khí (composting)
kết hợp.
2.3. Đánh giá ho
ạt động của các mô hình xử lý dựa vào kết quả đo đạc và các
phương pháp xác suất thống kê, phân tích chi phí lợi ích và phân tích vòng
đời quá trình/sản phẩm.
Những nội dung thực hiện:
Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện
1. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt 01 mô
hình phản ứng sinh học dạng quay
1. Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt 01 mô
hình phản ứng sinh học dạng quay
2. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt 01 mô
hình phản ứng sinh học dạng đứng
2. Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt 01 mô
hình phản ứng sinh học dạng đứng
3. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các bộ xử
lý khí bãi rác cho 02 mô hình phản ứng
sinh học dạng đứng và dạng quay
3. Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt các bộ
xử lý khí bãi rác cho 02 mô hình phản
ứng sinh học dạng đứng và dạng quay
4. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt thiết bị
giám sát hàm lượng khí cháy trong khí
bãi rác
4. Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt thiết bị
giám sát hàm lượng khí cháy trong khí
bãi rác
5. Thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống
giám sát tự động một số thông số thí

nghiệm bằng máy tính: Nhiệt độ, lưu
lượng khí rác, hàm lượng khí cháy
5. Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ
thống giám sát tự động một số thông số
thí nghiệm bằng máy tính: Nhiệt độ, lưu
lượng khí rác, hàm lượng khí cháy
6 Thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống
điện động lực và điện điều khiển tự
6 Đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ
thống điện động lực và điện điều khiển

3
Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện
động cho các mô hình thí nghiệm tự động cho các mô hình thí nghiệm
7. Lắp đặt bổ sung bộ chế hòa khí sử
dụng khí biogas cho 1 máy phát điện
chạy xăng sử dụng khí bãi rác công suất
1,5 – 2 KVA
7. Đã lắp đặt bổ sung bộ chế hòa khí sử
dụng khí biogas cho 1 máy phát điện
chạy xăng sử dụng khí bãi rác công suất
1,5 – 2 KVA
8. Xác định các đặc trưng kỹ thuật của
rác trước khi tiến hành xử lý của từng
mô hình
8. Đã xác định các đặc trưng kỹ thuật
của rác trước khi tiến hành xử lý của
từng mô hình
9. Vận hành mô hình thí nghiệm ở hai
chế độ kỵ khí và hiếu khí sau phân hủy

kỵ khí
9. Đã vận hành mô hình thí nghiệm ở
hai chế độ kỵ khí và hiếu khí sau phân
hủy kỵ khí
10. Đo đạc và đánh giá mức độ ảnh
hưởng của nhiệt độ không khí xung
quanh đến chế độ nhiệt bên trong thiết
bị phản ứng
10. Đã tiến hành đo đạc và đánh giá
mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ không
khí xung quanh đến chế độ nhiệt bên
trong thiết bị phản ứng
11. Theo dõi biến thiên hàm lượng khí
cháy trong khí rác, độ ẩm cuốn theo khí
rác cũng như biến thiên hàm lượng khí
H
2
S theo thời gian
11. Đã theo dõi biến thiên hàm lượng
khí cháy trong khí rác, độ ẩm cuốn theo
khí rác cũng như biến thiên hàm lượng
khí H
2
S theo thời gian
12. Biến thiên lượng khí bãi rác theo
thời gian
12. Đã theo dõi biến thiên lượng khí bãi
rác theo thời gian
13. Lượng điện thu hồi 13. Đã tính toán lượng điện thu hồi
14. Biến thiên chất lượng nước rỉ rác

theo thời gian
14. Đã theo dõi biến thiên chất lượng
nước rỉ rác theo thời gian
15. Hệ số xoay vòng nước rỉ rác 15. Đã tính toán hệ số xoay vòng nước
rỉ rác
16. Biến thiên độ ổn định của rác sau
khi phân hủy kỵ khí thông qua lấy mẫu
và phân tích hệ số hô hấp của rác trong
quá trình phân hủy
16. Đã theo dõi biến thiên độ ổn định
của rác sau khi phân hủy kỵ khí thông
qua lấy mẫu và phân tích hệ số hô hấp
của rác trong quá trình phân hủy
17. Hiệu quả thu hồi điện 17. Đã tính toán hiệu quả thu hồi điện
18. Thời gian tối ưu để thu hồi năng
lựơng từ khí bãi rác
18. Đã tính toán thời gian tối ưu để thu
hồi năng lựơng từ khí bãi rác
19. Thời gian xử lý tối ưu rác đô thị tại
TP. HCM có kết hợp thu hồi năng
lượng và vật chất (mùn compost)
19. Đã tính toán thời gian xử lý tối ưu
rác đô thị tại TP. HCM có kết hợp thu
hồi năng lượng và vật chất (mùn
compost)
20. Khả năng xử lý nước rỉ rác trong
trường hợp vận hành nhiều thiết bị phản
ứng ở chế độ mẻ
20. Đã đánh giá khả năng xử lý nước rỉ
rác trong trường hợp vận hành nhiều

thiết bị phản ứng ở chế độ mẻ


4
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
SINH HOẠT TẠI TP HỒ CHÍ MINH VÀ VẤN ĐỀ THU HỒI
NĂNG LƯỢNG TỪ RÁC
1.1. Mở đầu
Thành phố Hồ Chí Minh là một trong hai trung tâm công nghiệp, thương mại, kỹ
thuật, dịch vụ và văn hóa lớn nhất của cả nước. Từ năm 1986, do chủ trương mở
cửa và phát triển kinh tế theo hướng thị tr
ường mà Việt Nam nói chung và TP. Hồ
Chí Minh nói riêng đã có những bước phát triển vượt bậc về mặt kinh tế. Việc phát
triển này là một thành tựu đáng khích lệ, nhưng do nhiều nguyên nhân, có thể thấy
rằng có sự phát triển chưa đồng bộ giữa mặt kinh tế và xã hội, trước hết phải kể đến
sự bất cập của hệ thống hạ tầng cơ sở. Tình trạng này đ
ã và đang gây ra không ít
khó khăn trong nhiều lĩnh vực khác, chẳng hạn như giao thông, hệ thống thoát nước
mưa và thu gom, xử lý nước thải; hay quản lý và xử lý chất thải đô thị v.v.
Trong nhiều vấn đề môi trường của thành phố vấn đề thu gom, vận chuyển và xử
lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH), với khối lượng ngày càng gia tăng và thành
phần có xu hướng ngày càng phức tạp, luôn là một vấn đề hàng đầ
u. Đề tài này
nghiên cứu khả năng phân hủy kỵ khí trong các bioreactor để thu hồi một phần năng
lượng dưới dạng khí methane và phân mùn compost, như một khả năng đa dạng hóa
công nghệ so với phương thức hiện hữu hầu như duy nhất là chôn lấp hợp vệ sinh.
1.2. Tổng lượng CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh
Mức độ gia tăng khối lượng CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh không đồng đều giữa
các n
ăm, từ năm 2003 đến 2004 tỷ lệ gia tăng chất thải rắn sinh hoạt tăng ổn định

trong khoảng từ 6%. Đến năm 2006, khối lượng rác thải tại TP. Hồ Chí Minh có
chiều hướng tăng mạnh.
Bảng 1.1. Tốc độ phát sinh CTRSH của TP. Hồ Chí Minh
Khối lượng chất thải
rắn sinh hoạt phát
sinh
Tỷ lệ gia tăng
chất thải hàn
g

năm
Dân số
(người)
Tốc độ phát sinh chất
thải
(kg/người.ngày.đêm)
Năm
tấn/năm tấn/ngày

2000 1.172.958 3.214 10,01 5.248.702 0,61
2001 1.369.358 3.752 16,74 5.449.203 0,69
2002 1.568.477 4.297 14,54 5.658.997 0,76

5
Khối lượng chất thải
rắn sinh hoạt phát
sinh
Tỷ lệ gia tăng
chất thải hàn
g

năm
Dân số
(người)
Tốc độ phát sinh chất
thải
(kg/người.ngày.đêm)
Năm
tấn/năm tấn/ngày

2003 1.662.849 4.556 6,02 5.867.496 0,78
2004 1.763.866 4.833 6,07 6.062.993 0,80
2005 1.744.976 4.781 -0,8 6.239.938 0,80
2006 1.837.075 5.033 5,27 Gần
8.000.000
Gần 0,70
Nguồn: Công ty Môi trường Đô thị thành phố Hồ Chí Minh
Các số liệu thống kê cho thấy, tốc độ phát sinh chất thải tính theo đầu người
trong những năm gần đây (từ năm 2000-2006) tăng tương đối mạnh ít nhất từ 5,27
đến >10% hàng năm.
Cho đến hiện nay (2008), tổng lượng CTRSH phát sinh đã đạt khoảng 6.000-
6.500 tấn/ngày, trong đó thu gom được khoảng 4.900-5.200 tấn/ngày, tái chế/tái
sinh khoảng 700-900 tấn/ngày. Như vậy, khố
i lượng rác thải quản lý được chỉ
khoảng 93% so với tổng khối lượng rác thải hàng ngày của thành phố.
1.3. Đặc trưng kỹ thuật của CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh
Thành phần CTRSH, là một nội dung được các cơ quan quản lý và nghiên cứu
tại TP. Hồ Chí Minh khảo sát thường xuyên.
Tại các nhóm đối tượng phát sinh rác khác nhau, thành phần CTRSH cũng rất
khác nhau như bảng sau đây cho thấy:

Bảng 1.2. Thành phần chất thải rắn sinh ho
ạt tại nguồn tại TP. Hồ Chí Minh
Phần trăm khối lượng (%)

TT

Thành phần
Hộ
gia đình
Trường
học
Nhà hàng,
khách sạn
Rác chợ
1. Thực phẩm 61,0-96,6 23,5-75,8 79,5-100,0 20,2-100,0
2. Vỏ sò, ốc, cua 0 0 0 0-10,1
3. Tre, rơm, rạ 0 0 0 0-7,6
4. Giấy 1,0-19,7 1,5-27,5 0-2,8 0-11,4
5. Carton 0-4,6 0 0-0,5 0-4,9

6
Phần trăm khối lượng (%)

TT

Thành phần
Hộ
gia đình
Trường
học

Nhà hàng,
khách sạn
Rác chợ
6. Nilon 0-3
6,6
8,5-34,4 0-5,3 0-6,5
7. Nhựa 0-10,8 3,5-18,9 0-6,0 0-4,3
8. Vải 0-14,2 1,0-3,8 0 0-58,1
9. Da 0 0-4,2 0 0-1,6
10. Gỗ 0-7,2 0-20,2 0 0-5,3
11. Cao su mềm 0 0 0 0-5,6
12. Cao su cứng 0-2,8 0 0 0-4,2
13. Thủy tinh 0-25,0 1,3-2,5 0-1,0 0-4,9
14. Lon đồ hộp 0-4,0 0-4,0 0-1,5 0-2,1
15. Kim loại màu 0 0 0 0-5,9
16. Sành sứ 0 0 0-1,3 0-1,5
17. Xà bần 0 0 0 0-4,0
18. Tro 0 0 0 0-2,3
19. Styrofoam 0-1,3 1,0-2,0 0-2,1 0-6,3
20. Linh kiện điện tử *
Nguồn: Centema 2002.
Kết quả thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác lập hệ thống các thông số kỹ thuật của
chất thải rắn TP. HCM và lựa chọn công nghệ xử lý rác thải” và kết quả quan trắc
môi trường tại công trường xử lý rác thải Gò Cát trong năm 2003-2004 do VITTEP
thực hiện cho thấy:
• Trong CTRSH TP. Hồ Chí Minh, thành phần hữu cơ chiếm chủ yếu (>70%)
với tỉ lệ các chất có th
ể phân hủy sinh học trong thành phần hữu cơ rất cao
70 – 76%. Điều này cho thấy, tiềm năng thu hồi năng lượng bằng công nghệ
phân hủy kỵ khí CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh rất cao.

• Kích thước hạt của rác đa phần nhỏ hơn 200mm, trong đó hầu hết các thải
nguy hại tiềm tàng, kim loại và 30% lượng hữu cơ có kích thước hạt nhỏ
hơn 100mm. Điều này cho thấy, khả n
ăng phân hủy sinh học CTRSH TP.
Hồ Chí Minh khá tốt.

7
• Độ ẩm của rác cao (>40%), thường độ ẩm khuyến cáo cho giải pháp thiêu
đốt là <30%. Nhiệt trị thu gom thấp <80 MJ/Kg, nhiệt trị quy ước là khả thi
đối với giải pháp thiêu đốt rác.
Ở những năm gần đây, thành phần rác không thể hiện sự thay đổi đáng kể:
Bảng 1.3. Thành phần rác thải trong CTRSH
Thành phần phần trăm khối lượng (%)

TT

Thành phần
Hộ gia đình Trường
học
Nhà hàng,
khách sạn
Rác chợ
Chất thải hữu cơ dễ phân
hủy
44,25÷90,67 53÷69,41 70,04÷75,00 69,57÷93,14
Chất thải khó, không
phân hủy
9,33÷55,75 30,59÷47 25,00÷29,96 6,86÷30,43
1 Giấy
0,00÷26,55 7,00÷27,78 14,26÷19,41 0,00÷15,94

2 Carton
0,00÷18,81
0,00 0,00
0,00÷2,90
3 Nilon
0,00÷25 4,37÷28,00 1,69÷5,17 0,98÷2,63
4 Nhựa
0,00÷21,05 1,17÷8,00 0,86÷2,30 0,00÷6,14
5 Cao su
0,00÷4,17 3,00÷7,00
0,00
1,45÷1,96
6 Thủy tinh
0,00÷19,36
0,00
2,45÷4,22 0,00÷4,35
7 Sắt
0,00÷8,1 0,00÷1,75 0,86÷2,11
0,00
8 Thiếc
0,00÷1,53
0,00 0,00 0,00
9 Đồng, nhôm 0,00 0,00 0,00
0,00÷2,63
10 Bông băng
0,00÷12,9
0,00 0,00 0,00
11 Vải
0,00÷19,74
0,00 0,00 0,00

12 Da
0,00÷4,17
0,00 0,00 0,00
13 Sành sứ
0,00÷10 0,00÷5,88 2,53÷3,68
0,00
14 Thành phần khác
0,00÷20,27
0,00 0,00
0,00÷4,35
Nguồn: Dự án Phân loại CTRSH thí nghiệm tại quận 6, năm 2006.
Dựa vào bảng trên thấy rằng, lượng chất thải rắn thực phẩm chiếm tỷ lệ cao nhất
61-90%. Số lượng thành phần chất thải có thể tái chế chiếm 11/20 thành phần chất
thải phát sinh.

8
1.4. Các phương pháp xử lý hiện được áp dụng
• Các thông tin cơ bản về các khu xử lý CTRSH của TP. Hồ Chí Minh được
trình bày trên bảng 1.4 dưới đây.
• Cần lưu ý là chất thải rắn y tế được thu gom và xử lý riêng bằng phương
pháp đốt tại Bình Hưng Hòa.
• Công tác vận hành tại tất cả các BCL, trừ BCL Đa Phước do tư nhân đảm
nhiệm, còn lại đều do Xí nghiệp Xử lý Ch
ất thải thuộc CITENCO thực hiện.
• Toàn bộ hệ thống phân loại chất thải rắn làm phế liệu, các cơ sở tái sinh, tái
chế phế liệu đều do tư nhân thực hiện. Một phần chất thải rắn công nghiệp
được thu gom, xử lý và tái sinh tái chế tại một số công ty tư nhân và cơ sở
mới.
Bảng 1.4. Các khu xử lý CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh
TT Tên Công suất xử lý

(tấn /ngày)
Ph
ương pháp Ghi chú
1 BCL Đông Thạnh 1.000 Chôn lấp
2 BCL Gò Cát 1.200 Chôn lấp hợp vệ sinh
3 BCL Phước Hiệp 3.200 Chôn lấp hợp vệ sinh
4 BCL Đa Phước 3000 Chôn lấp hợp vệ sinh
Nguồn: VITTEP, 2008
Trong quá trình khai thác và vận hành, các BCL CTRSH tại TP. Hồ Chí Minh
gặp rất nhiều vấn đề:
BCL Gò Cát:
• BCL Gò Cát có diện tích 25 ha, với tổng công suất thiết kế là 3.650.000 tấn
(2001-2006), công suất tiếp nhận 2.000 tấn/ngày. BCL Gò Cát nhận rác từ
tháng 1/2002, khối lượng rác xử lý đến nay: 4.320.000 tấn, hiện nay tăng
công suất tiếp nhận bình quân khoảng 2.500 tấn/ngày (dự kiến đóng bãi vào
cuối tháng 7/2007).
• Đầu tháng 7/2005, Công trường Xử lý Gò Cát đưa vào hoạt động ch
ương
trình đốt khí thu từ các hố chôn lấp chạy máy phát điện (công suất 750KW).
• Xử lý nước rỉ rác: Hệ thống xử lý NRR ngưng hoạt động từ đầu năm 2006
do gặp sự cố.

9
BCL Phước Hiệp:
• BCL Phước Hiệp có diện tích: 43 ha, với tổng công suất thiết kế giai đoạn 1
là 2.600.000 tấn (2002-2006) và công suất tiếp nhận 3.000 tấn/ngày, nhận
rác từ 01/01/2003.
• Hiện nay, BCL Phước Hiệp giai đoạn 1 đã ngưng tiếp nhận. Thành phố đã
hoàn tất việc xây dựng BCL 1A tại Phước Hiệp với công suất:
3.000 tấn/ngày và đưa vào hoạt động từ tháng 03/2007.

•
Hiện tại, Công ty Môi trường Đô thị đang thúc đẩy việc triển khai xây dựng
ô chôn lấp số 2 của bãi chôn lấp số 1A, bên cạnh đó vẫn tiếp nhận chất thải
rắn tại ô số 1 đã hoàn thành với khối lượng tiếp nhận khoảng 3.000 tấn/ngày.
BCL Đông Thạnh:
• BCL Đông Thạnh hiện nay tiếp nhận lượng xà bần chuyển về khoảng
1.000 tấn/ngày, ngoài ra tiế
p nhận bùn hầm cầu khoảng 200-250 m
3
/ngày.
BCL Đa Phước:
• Công suất: 3.000 tấn/ngày
• Mặc dù được thiết kế và thực hiện theo mô hình BCL an toàn (cách ly môi
trường tốt hơn so với BCL hợp vệ sinh, BCL này đã từng bị nhân dân địa
phương khiếu kiện do mùi hôi và phải ngưng tiếp nhận một thời gian. Ngoài
ra, việc xử lý NRR chưa được kết luận là đạt tiêu chuẩn.
Như vậy, có thể thấy rằng cho đến nay (2008) TP. Hồ Chí Minh vẫ
n áp dụng
công nghệ xử lý CTRSH duy nhất là chôn lấp vệ sinh. Mặc dù được đầu tư rất lớn,
công nghệ này vẫn gây ô nhiễm đến môi trường do nước rỉ rác và khí bãi chôn lấp,
đặc biệt là mùi hôi. Ngoài ra, các BCL vệ sinh chiếm rất nhiều đất. Mỗi năm TP. Hồ
Chí Minh cần khoảng 10ha và diện tích này sẽ khó có thể sử dụng vào mục đích
khác trong thời gian dài (30 – 50 năm). Không những thế, chúng còn cần được bảo
trì và giám sát với kinh phí hàng nă
m (20 – 25 năm sau khi đóng bãi) khá lớn.
1.5. Phương hướng khác
Chính vì những nguyên nhân đã phân tích ở trên, trong “Chiến lược Quản lý
Môi trường TP. Hồ Chí Minh đến năm 2010” và trong “Chiến lược Bảo vệ Môi
trường Quốc gia giai đoạn 2000 – 2015, tầm nhìn 2020” đã xác định phải tăng

10
cường công tác tái sử dụng, tái sinh, tái chế và áp dụng công nghệ xử lý mới để
giảm 30 – 50% lượng chất thải rắn đô thị đổ ra các bãi chôn lấp.
Một số loại hình đang được ưu tiên kêu gọi đầu tư vào lĩnh vực tái sinh, tái chế
và xử lý chất thải rắn đô thị của Thành phố, sắp xếp theo thứ tự ưu tiên lần lượt như
sau (Nguồ
n: Sở TNMT TP. HCM, 2006):
• Tái sử dụng, tái sinh, tái chế các loại chất thải và phế liệu.
• Sản xuất khí sinh học (CH
4
) (từ bãi chôn lấp vệ sinh hoặc thiết bị lên men kỵ
khí) và phát điện kết hợp chế biến compost và sản xuất phân hữu cơ.
• Chế biến compost và sản xuất phân hữu cơ.
• Sản xuất nhiên liệu (nhiệt phân) và phát điện.
• Đốt kết hợp phát điện.
1.6. Sản xuất khí sinh học và vấn đề năng lượng tái tạo
Một tấ
n chất thải hữu cơ phân hủy kỵ khí sẽ sinh ra từ 80 – 200 m
3
khí sinh học
(biogas), trong đó có 50-65% CH
4
. Bảng 1.5. so sánh giá trị năng lượng của khí sinh
học và một số nguồn năng lượng khác.
Bảng 1.5. Giá trị năng lượng của biogas và một số nguồn năng lượng khác
STT Nguồn năng lượng Giá trị năng lượng (kJ/kg)
1 Khí sinh vật 15.600
2 Gỗ 2.400
3 Than đá 7.000
4 Dầu mỏ 18.000

Nguồn: IPPC, 2003.
Trong điều kiện kinh tế và xã hội của Việt Nam nói chung và TP. Hồ Chí Minh
nói riêng, “Các nhà máy sử dụng công nghệ sản xuất khí sinh học kết hợp với phát
điện, đồng thời chế biến compost” là một giải pháp nên được xem xét trong việc xử
lý chất thải rắn đô thị đồng thời tái tạo lại được năng lượng.
Trước sức ép ngày càng tăng của lượng rác phát thải, khả n
ăng cạn kiệt các
nguồn tài nguyên thiên nhiên như nguyên liệu hóa thạch, quỹ đất dành cho chôn lấp
rác thải đô thị và gia tăng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính, việc thu hồi năng lượng
từ rác song song với giảm thiểu các rủi ro đến môi trường và sức khỏe cộng đồng do
hoạt động xử lý rác ngày càng nghiêm trọng. Việc nghiên cứu khả năng thu hồi