Bước đầu nghiên cứu hiệu quả mô hình xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất điện năng tại bãi rác nam sơn thành phố hà nội

Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, quá trình đô thị hóa nhanh chóng dẫn đến gia tăng dân
số và mật độ dân cư. Từ

đó làm cho lượng rác thải tăng lên vượt quá năng

lực thu gom và xử lý của các công ty môi trường đô thị địa phương.

Chính quyền địa phương các cấp, luôn luôn phải tìm các biện
pháp giải quyết vấn đề lâu dài này .

Tuy nhiên, cho đến nay tại chưa đa

số các biện pháp đều mang tính giải quyết tình thế, chưa có biện pháp nào
được xem là có tính hiệu quả, ổn định lâu dài và phù hợp với quá trình phát
triển bền vững của các đô thị Việt Nam. Chính vì vậy người ta phải đi tìm
các biện pháp hiệu quả và triệt để hơn và xử lý rác thải kết hợp sản xuất
địên năng có thể là một trong những biện pháp cần tìm.

Trong thời gian thực tập tại phòng công nghệ môi trường – Viện
Vật lý và Điện tử được tiếp xúc với biện pháp xử lý rác thải kết hợp
sản xuất điện năng, em nhận thấy rằng đây là một biện pháp rất hay.
Biện pháp này cho phép xử lý rác thải với số lượng lớn, thời gian
nhanh chóng, xử lý khá triệt để và nó còn cho phép tận thu để tạo điện
năng. Ngoài vấn đề xử lý rác thải biện pháp này còn cho phép giải
quyết một bài toán khác đó là vấn đề năng lượng. Tuy nhiên, biện

pháp này cũng là một biện pháp khá mới và hiện nay chưa thực sự
phổ biến. Việc xem xét đến tính hiệu quả và sự phù hợp của biện pháp
này ở nước ta là rất quan trọng. Với mong muốn được vận dụng
nhứng kiến thức chuyên ngành Kinh tế - Quản lý tài nguyên và môi
trường, em đã lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là:

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------1
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

“Bước đầu nghiên cứu hiệu quả mô hình xử lý chất thải rắn
đô thị kết hợp sản xuất điện năng tại bãi rác Nam Sơn - Thành phố
Hà Nội”.
Mục tiêu nghiên cứu:
Đánh giá hiệu quả phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị kết
hợp sản xuất điện năng tại bãi rác Nam Sơn từ đó đề xuất các giải
pháp cho nghiên cứu và triển khai phương pháp xử lý tuy còn mới
nhưng khá triển vọng này.
Đối tượng nghiên cứu:
Đề tài nghiên cứu các tác động tới môi trường, kinh tế - xã hội
của mô hình dự án xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất điện
năng tại bãi rác Nam Sơn. Bên cạnh đó đề tài phân tích lợi ích và chi
phí mở rộng có tính đến các chi phí và lợi ích môi trường của dự án.
Phương pháp nghiên cứu:
Tổng hợp, thu thập thông tin, nghiên cứu tài liệu, báo cáo.

Phương pháp phân tích chi phí - lợi ích.
Phương pháp xây dựng mô hình.
Kết cấu chuyên đề:
Nội dung chuyên đề gồm 3 chương:
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của xử lý chất thải rắn đô
thị kết hợp sản xuất điện năng.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------2
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chương II: Hiện trạng chất thải rắn đô thị Hà Nội và hoạt động
của bãi rác Nam Sơn.
Chương III: Đánh giá hiệu quả và khả năng áp dụng mô hình xử
lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất điện năng tại bãi rác Nam
Sơn, Hà Nội.

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU .............................6
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................7
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................8
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA XỬ LÝ
CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG
.................................................................................................................9
I. TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI RẮN ĐÔ THỊ..................................9

1. Khái niệm, nguồn gốc về chất thải rắn đô thị....................................9
2. Các thuộc tính của chất thải rắn đô thị............................................10
3. Các tác động của chất thải rắn đô thị...............................................11
4. Các phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị....................................12

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

II. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP
SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG .................................................................14
1.Quá trình phân huỷ kỵ khí trong xử lý chất thải rắn đô thị..............14
2.Quy trình công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất điện
năng...................................................................................................…15
3. Quá trình phát triển của xử lý chất thải rắn đô thị theo công nghệ
AD.........................................................................................................18
4. Khả năng áp dụng công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản
xuất điện năng ở Việt Nam..................................................................22
III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CÔNG NGHỆ XỬ
LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN
NĂNG...................................................................................................24
1. Phương pháp phân tích chi phí – lợi ích (CBA)..............................24
1.1. Khái niệm CBA.............................................................................24
1.2. Mục đích của CBA........................................................................25
2. Nội dung của phương pháp phân tích chi phí - lợi ích (CBA).......26

3. Các chỉ tiêu sử dụng để đánh giá.....................................................28
3.1. Lợi nhuận ròng (lợi nhuận tuyệt đối của dự án) (NPV)...............28
3.2. Lợi nhuận tương đối của dự án (BCR).........................................29
CHƯƠNG II: HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ HÀ
NỘI VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BÃI RÁC NAM SƠN.....................31
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀ NỘI................................................31
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

II. TÌNH HÌNH PHÁT SINH VÀ THU GOM RÁC THẢI TRÊN ĐỊA
BÀN HÀ NỘI.......................................................................................32
III. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HIỆN TRẠNG BÃI RÁC NAM SƠN
...............................................................................................................36
1. Giới thiệu chung về bãi rác Nam Sơn.............................................36
2. Quy trình xử lý rác thải tại bãi rác Nam Sơn..................................37
II. NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG HOẠT ĐỘNG HIỆN NAY CỦA BÃI
RÁC NAM SƠN.......................................................................................
...............................................................................................................38
CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ KHẢ NĂNG ÁP
DỤNG MÔ HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT H
ỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TẠI BÃI RÁC NAM SƠN, HÀ
NỘI.......................................................................................................43
I. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH DỰ ÁN XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ
THỊ KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TẠI BÃI RÁC NAM

SƠN, HÀ NỘI......................................................................................43
1. Những thông tin chung về mô hình dự án.......................................43
2. Nguyên lý và quy trình hoạt động...................................................44
II. CÁC TÁC ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH DỰ ÁN XỬ LÝ RÁC THẢI
RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TẠI BÃI RÁC
NAM SƠN, HÀ NỘI............................................................................46
1. Tác động tới môi trường..................................................................46
1.1 Các tác động tích cực.....................................................................46
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------5
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.1.1. Những tác động tích cực tới môi trường khu vực quanh bãi rác
Nam Sơn...............................................................................................46
1.1.2. Những tác động gián tiếp tới môi trường thủ đô Hà Nội..........47
1.2. Các tác động tiêu cực....................................................................48
1.2.1.Các tác động tiêu cực của việc thực hiện mô hình dự án trong
giai đoạn chuẩn bị thi công và thi công tới môi trường......................48
1.2.2. Những tác động khi dự án đi vào hoạt động.............................50
2. Tác động tới kinh tế - xã hội............................................................50
3. Đánh giá chung các tác động của mô hình dự án............................52
III, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA MÔ HÌNH XỬ LÝ RÁC ĐÔ THỊ
KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TẠI BÃI RÁC NAM SƠN...53
1. Các tham số và giả thiết trong tính toán..........................................53
2. Xác định và đánh giá các chi phí.....................................................53

3. Xác định và đánh giá các lợi ích......................................................57
3.1. Lợi ích lượng hóa được bằng tiền.................................................57
3.2 Những lợi ích không thể hay chưa lượng hóa được bằng tiền.....60
III. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ.................................61
1. Giá trị hiện tại ròng (NPV)..............................................................61
2. Tỷ suất lợi ích - chi phí (BRC)........................................................62
3. Phân tích rủi ro và độ nhậy cho mô hình dự án...............................62
MỘT SỐ KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP........................................66
KẾT LUẬN........................................................................................68
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Phụ lục 1:Bảng khung giá đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp........69
Phụ lục 2: Bảng giá than dùng cho sản xuất điện..........................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................71

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 1

Thành phần chủ yếu của rác thải rắn Hà Nội

32

Bảng 2

Khối lượng rác phát sinh và thu gom trên địa
bàn Hà Nội

34

Bảng 3

tổng hợp dự báo các tác động của mô hình dự án

52

Bảng 4

Tổng hợp các chi phí của mô hình.

57

Bảng 5 Giá trị hiện tại các lợi ích của dự án

61

Bảng 6 Phân tích rủi ro và độ nhạy cho mô hình.

64

Bảng 7

Tổng hợp các chi phí – lợi ích và các chi tiêu
đánh gía của mô hình

65

Hình

Tên hình

Trang

Hình 1 Sơ đồ công nghệ phân hủy kỵ khí AD.

16

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý của công nghệ xử lý rác thải kết
hợp phát điện.

18

Hình 3 Sơ đồ quy trình xử lý rác thải tại bãi rác Nam
Sơn.

37

Hình 4 Sơ đồ quy trình hoạt động của mô hình công

45

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

nghệ xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp phát điện
tại bãi rác Nam Sơn.

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này do chính em thực
hiện, không sao chép từ bất cứ một tài liệu nào.
Nếu sai em xin chịu mọi trách nhiệm và các hình thức kỷ luật
của nhà trường.
Sinh
viên:

Nguyễn Hùng Cường

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44

Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chuyên đề này trước hết em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến giảng viên TS. Lê Thu Hoa đã tận tình hướng dẫn em.
Em cũng xin cảm TSKH. Nguyễn Thế Hùng và các cán bộ đang
công tác tại phòng công nghệ môi trường - Viện Vật lý và Điện tử đã
nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong khi thực tập cũng như trong việc
hoàn thành chuyên đề này.
Do kiến thức còn hạn chế, thời gian nghiên cứu tương đối ngắn
nên trong đề tài nghiên cứu này của em không tránh khỏi những thiếu
sót. Vì vậy em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến giúp
em hoàn thành chuyên đề một cách tốt nhất.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------9
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA XỬ LÝ
CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

I. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
1. Khái niệm, nguồn gốc chất thải rắn đô thị
Trong quá trình sản xuất của mình, con người đã không ngừng
sử dụng các nguồn tài nguyên là các nguyên liệu đầu vào để tạo ra sản
phẩm. Sau đó các sản phẩm này được con người sử dụng trong sinh
hoạt hoặc lại là đầu vào cho một quá trình sản xuất khác. Tuy nhiên,
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

trong các quá trình sản xuất và tiêu dùng con người đều không sử
dụng được hết lượng vật chất đầu vào hay có một phần vật chất được
con người thải ra. Phần thải ra này được gọi chung là chất thải.
Theo đó chất thải thường không có hay không còn giá trị sử
dụng nữa nhưng điều này cũng chỉ mang tính tương đối. Ngày nay khi
mà công nghệ phát triển thì một số loại chất thải có thể được tái sử
dụng.
Chất thải được tạo ta từ nhiều nguồn khác nhau, có thể từ công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ hay phát sinh từ quá trình sinh hoạt của
con người. Đây cũng là cơ sở để người ta phân biệt chất thải. Ngoài ra
người ta cũng có thể phân biệt chất thải theo nơi phát sinh cụ thể có
thể là thành thị hay nông thôn. Chất thải rắn đô thị là chất thải được
sinh ra trong thành phố, không tính đến chất thải công nghiệp và nông
nghiệp. Như vậy, chất thải rắn đô thị được phát sinh trong quá trình

sinh hoạt và các hoạt động dịch vụ tại các đô thị, bao gồm rác trong
các khu dân cư, thương mại, chợ, các cơ quan... như giấy, giấy bìa,
rác trong vườn, thức ăn thừa và các chất hữu cơ...
Ngày nay, chất thải rắn đô thị ngày càng đa dạng, thành phần
hoá học cũng phức tạp hơn, thể tích và khối lượng thải ra là rất lớn,
đặc biệt là việc phát sinh một số loại chất thải có mức độ ô nhiễm cao
gây hậu quả lâu dài và rất khó xử lý. Do đó xử lý chất thải này là một
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------11
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

chiến lược quan trọng của các nhà quản lý để làm giảm độc tính và
thể tích chất thải rắn ra môi trường.
2. Các thuộc tính của chất thải rắn đô thị
Cũng như chất thải nói chung chất thải rắn đô thị cũng có các
thuộc tính lý học, hoá học, sinh học.
Vấn đề mà người ta quan tâm khi xem xét thuộc tính vật lý của
loại chất thải này là việc tính toán khối lượng và thể tích phát sinh của
nó. Từ đó tạo cơ sở cho việc tính toán các phương án lưu giữ, thu
gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn đô thị.
Trong các thuộc tính trên người ta quan tâm nhất đến thuộc tính
hóa học của chất thải, cụ thể là các thành phần hoá học, các tương tác
phản ứng hoá học của các chất có trong chất thải. Việc xem xét thuộc
tính hóa học đề ta có thể biết được mức độ độc hại, các ảnh hưởng,
tác hại tới con người đặc biệt là các tác hại nguy hiểm của chất thải

rắn đô thị. Chất thải rắn đô thị chủ yếu chứa giấy, rác vườn, rác thức
ăn, và một số loại rác hữu cơ khác, có thể có cả nhựa... Nói chung
chất thải rắn đô thị không có những tác hại ngay hay không gây độc
hại ở mức độ nghiêm trọng, tuy vậy trong một thời gian dài nếu
không được quan tâm xử lý đúng mức thì mức độ ô nhiễm là không
hề nhỏ thậm chí là khá nguy hiểm.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Thuộc tính sinh học của chất thải rắn đô thị cũng được người ta
quan tâm và tìm hiểu. Một số thành phần trong loại chất thải này có
những đặc thù sinh học riêng ví dụ như là thức ăn thừa, một phần xác
động vật thải ra sau quá trình giết mổ. Những thành phần này thông
qua quá trình biến đổi sinh học có thể tạo ra các tác động rất nghiêm
trọng như các loại vi khuẩn, vi rút nguy hiểm hay các dịch bệnh. Việc
tìm hiểu quá trình sinh học cũng giúp góp phần tìm hiểu đầy đủ hơn
các tác động có ảnh hưởng xấu đến con người của chất thải rắn đô thị.
Mặt khác, việc tìm hiểu các thuộc tính, hoá học, sinh học sẽ giúp
ta hiểu rõ về bản chất, các nguyên lý hoạt động của các thành phần
trong chất thải rắn đô thị. Từ đó chúng ta sẽ thuận lợi hơn trong việc
nghiên cứu các cách thức xử lý đối với loại chất thải này.
3. Các tác động của chất thải rắn đô thị
Như khái niệm đã đề cập ở trên chất thải rắn đô thị được phát

sinh trong quá trình sinh hoạt và các hoạt động dịch vụ tại các đô thị,
bao gồm rác trong các khu dân cư, thương mại, chợ, các cơ quan...
như giấy, giấy bìa, rác trong vườn, thức ăn hữu cơ... Từ đó có thể thấy
loại chất thải này có tác động rất đa dạng đối với đời sống của các bộ
phận dân cư ở đô thị.
Tác động dễ nhận thấy nhất đó là chất thải làm ảnh hưởng xấu
đến cảnh quan đô thị làm giảm mỹ quan đô thị. Chúng ta có thể thấy
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------13
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

rõ điều này ở Hà Nội. Trong vài năm gần đây do sự phát triển nhanh
chóng kinh tế - xã hội thủ đô nước ta đã có những thay đổi rõ rệt,
hàng hóa đa dạng hơn, nhiều dịch vụ phát triển, người dân Hà Nội
ngày càng được đáp ứng đầy đủ các nhu cầu của mình. Tuy vậy, có
một mặt trái mà ai cũng có thể nhận ra đó là việc rác thải tràn ngập
khắp nơi, đặc biệt là tại các khu chợ, khu tập thể dân cư, trên đường
phố. Rất nhiều người nước ngoài đã có ấn tượng không tốt về điều
này khi đến Hà Nội. Việc môi trường cảnh quan bị ảnh hưởng làm
giảm hình ảnh của các đô thị, gây cảm giác khó chịu cho con người.
Không chỉ làm mất mỹ quan đô thị, chất thải rắn đô thị ngày nay
còn gây ra sự ô nhiễm đến môi trường sống. Không khí, đất, nước, có
thể nói tất cả các yếu tố tự nhiên đều bị ảnh hưởng do tác động tiêu
cực từ rác thải. Chất thải rắn đô thị thường có mùi hôi thối, khó chịu
nhất là khi để lâu ngày. Trong thành phần của loại chất này, chiếm

phần lớn là các loại rác hữu cơ, các thức ăn thừa, vì vậy khi để lâu
ngày hay trong điều kiện không khí ẩm nóng sẽ thối rữa và bốc mùi
hôi thối. Không chỉ gây ô nhiễm cho không khí rác thải rắn đô thị còn
gây ô nhiễm nước và đất. Nếu không được thu gom và xử lý kịp thời
rác thải sẽ phân huỷ và ngấm xuống đất gây ô nhiễm đất và nước
ngầm, đặc biệt khi gặp mưa các chất gây ô nhiễm sẽ hòa vào các
nguồn nước và làm ô nhiễm môi trường nước. Tuy mức độ ô nhiễm
của chất thải rắn đô thị hiện tại không phải quá nghiêm trọng nhưng
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

nếu sự ô nhiễm kéo dài sẽ dẫn đến những hậu quả chưa lường trước
được.
4. Các phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị
Xử lý chất thải rắn đô thị là vấn đề quan tâm chiến lược của tất
cả các nhà quản lý. Người ta đã tiến hành nghiên cứu và triển khai
nhiều phương pháp xử lý rác thải. Hiện nay có bốn phương pháp
chính xử lý chất thải rắn đô thị, đó là: chôn lấp, ủ thành phân hữu cơ
(Compost), thiêu đốt, và ủ tạo khí gas.
Phương pháp chôn lấp rác thải là người ta tiến hành chôn rác
thải vào bên trong đất và phủ, che lấp bề mặt. Phương pháp này cho
phép giải quyết khá tốt vấn đề môi trường trong ngắn hạn với chi phí
khá thấp và khá phù hợp với các nước đang phát triển như nước ta.
Tuy vậy, phương pháp này cũng tồn tại những nhược điểm như:

không xử lý triệt để được rác thải, tốn diện tích để tạo khu chôn lấp,
có ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh khu chôn lấp (gây ô
nhiễm môi trường không khí, đất, nước mặt và nước ngầm).
Một phương pháp khá phù hợp với đô thị tại các nước đang phát
triển là ủ thành phân hữu cơ (Compost), bản chất của phương pháp
này là sử dụng các quá trình sinh học trong điều kiện yếm khí, vệ sinh
tốt từ đó sẽ làm rác thải chuyển hoá thành phân hữu cơ. Tại các nước
đang phát triển như nước ta, thành phần rác thải chứa tới 70 - 80% là
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------15
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

các loại rác dễ phân huỷ như thực vật, thức ăn thừa, rác vườn,... là
điều kiện thuận lợi để áp dụng phương pháp này. Mặt khác , chi phí
cho cách xử lý này là thấp, giá thành của phân hữu cơ thu được khá
cao, đó là những ưu điểm của phương pháp này.
Phương pháp thứ ba đó là phương pháp thiêu đốt, khi dùng
phương pháp này rác thải sẽ bị đốt cháy đến mức hầu như không thể
cháy được nữa. Quá trình đốt cháy sẽ tạo ra nhiệt năng, người ta sử
dụng nguồn năng lượng này phục vụ cho các mục đích khác nhau.
Đây chính là một trong những ưu điểm của phương pháp này, bên
cạnh đó khi thiêu đốt rác thải được xử lý khá triệt để, đảm bảo tốt về
khía cạnh môi trường. Khi sử dụng cách này sẽ không cần một diện
tích đất lớn như phương pháp chôn lấp, tuy nhiên phương pháp này
đòi hỏi đầu tư ban đầu cũng như chi phí vận hành lớn. Đây chính là

hạn chế của phương pháp này và sẽ thật khó cho các đô thị ở các nước
đang phát triển áp dụng rộng rãi phương pháp này.
Một cách xử lý khác và được sử dụng khá rộng rãi đó là phương
pháp ủ tạo khí gas. Đây là phương pháp phân huỷ rác thải trong môi
trường thiếu oxy, tạo nên các quá trình chuyển hoá sinh học và kết
quả là sinh khí bao gồm hỗn hợp khí mêtan và cacbon dioxit đồng
thời tạo ra cặn bã thể lỏng và rắn khác. Phương pháp này sẽ thực sự
phát huy hết tác dụng khi thành phần của rác chủ yếu là rác thải hữu
cơ vì thế đối với xử lý rác thải đô thị thì đây là cách khá hữu hiệu.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Một ưu điểm nữa của phương pháp này là sản phẩm khí gas thu được
sau quá trình phân huỷ, nếu được thu hồi hiệu quả thì khí này có thể
được sử dụng như một dạng khí đốt. Tuy vậy, để có được điều này thì
cần có một sự đầu tư cũng không nhỏ.
Hiện nay, đã xuất hiện một phương pháp mới đó là xử lý chất
thải kết hợp sản xuất điện năng. Trên thế giới cũng như ở nước ta,
việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp này vẫn chưa thực sự phổ
biến. Mặc dù vậy cách xử lý chất thải đô thị này đang hứa hẹn là một
phương pháp hiệu quả, giải quyết được nhiều vấn đề với chi phí hợp
lý.
II. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KẾT HỢP
SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

1. Quá trình phân huỷ kỵ khí trong xử lý chất thải rắn đô thị
Phân huỷ kỵ khí là làm phân huỷ rác thải hữu cơ khi không có
oxy. Quá trình phân huỷ kỵ khí sinh ra 55% khí CH4, 45% khí CO2
và một phần bã bùn. Quá trình này được viết tắt là AD (Anaerobic
Digestion).
Hiện nay, những hệ AD cho chất thải rắn đô thị được sử dụng
rộng rãi trên thế giới, đặc biệt từ cuối những năm của thập kỷ 90. Cơ
sở của công nghệ này được hình thành chủ yếu ở Châu Âu với các
nhà khoa học tiên phong của Đức và Đan Mạch.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------17
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Có nhiều hệ AD khác nhau như hệ mesophilic và hệ
thermophilic,hệ AD cho chất thải có độ rắn cao và độ rắn thấp, hệ
nhiều giai đoạn hay một giai đoạn (multi-stage và single stage), hệ
AD xử lý rác hỗn hợp và rác động, thực vật.
Sử dụng hệ AD cho chúng ta thu nhận nguồn năng lượng từ phế
thải, giảm hiệu ứng nhà kính và cung cấp chất cặn bã sau quá trình
AD nhằm bổ xung chất dinh dưỡng cho đất đai.
Thuận lợi của công nghệ AD là việc nó đã được pháp lý công
nhận ở Hà Lan và Châu Âu. Mục tiêu đến 2010, 15% năng lượng điện
sẽ được thay thế bằng năng lượng thu được từ rác thải và nó sẽ được
bán với giá thông thường. Và đó cũng là mục tiêu của Anh.
Trong tương lai, năng lượng sẽ được lấy từ rác. Có 2 cách xử lý

rác: đó là đốt cháy rác và xử lý bằng phân huỷ kỵ khí (AD). Tuy
nhiên, đốt rác không thể lấy được năng lượng khi rác bị ẩm ướt. Còn
sử dụng phương pháp AD cho phép chúng ta nhận được năng lượng
cả khi rác bị ẩm ướt.
Mặc dù cũng qua quá trình phân huỷ rác và tạo khí nhưng
phương pháp ủ tạo khí gas có tốc độ không nhanh bằng, chi phí cũng
khá cao nhất là khi xử lý rác với khối lượng và thể tích lớn. Việc thu
được năng lượng là một ưu điểm nổi bật so với các phương pháp
khác.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------18
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Quy trình công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất
điện năng
Cơ sở của công nghệ xử lý này là áp dụng quá trình phân huỷ kỵ
khí nhằm thu được khí gas sinh ra và tận dụng sản xuất điện năng.
Như đã trình bày ở trên quá trình phân huỷ kỵ khí các vật liệu
hữu cơ là quá trình không có oxy mà chỉ có các các vi sinh vật kỵ khí.
AD là kết quả của một chuỗi các tương tác chuyển hoá giữa các nhóm
vi sinh vật khác nhau. Nó xuất hiện trong ba giai đoạn: thuỷ phân, axit
hoá và metan hoá. Nhóm thuỷ phân là các vi sinh vật cất giấu enzim,
thuỷ phân các vật liệu pôlyme thành mônôme như đường, axit amin.
Nhóm vi khuẩn thứ hai, biến đổi vi khuẩn axêton thành axit béo, H 2
và axit axêtic. Nhóm vi khuẩn thứ ba biến H 2, CO2, acetic thành CH4.

Quá trình AD diễn ra trong các lò phản ứng kín với các thông số thể
tích chiều cao phù hợp với khối lượng rác thải và cần được giữ ở nhiệt
độ 30-65oC.
Nói chung công nghệ AD có thể chia làm bốn giai đoạn:
- Tiền xử lý.
- Chuyển hoá chất thải.
-

Hình thành (sinh) khí gas.

-

Xử lý bã.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------19
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nguyên lý hoạt động của công nghệ AD được mô tả trong hình
2:
Tiền
xử
lý
(phân
loại

rác)

Rác
thải

Chuyển hóa chất
thải
Thủy phân
Axit hóa

Hình
thành
(sinh)
khí gas

Mêtan hóa

Xử lý
bã

Phân bón cho
cây trồng

Hình 1: Sơ đồ công nghệ phân hủy kỵ khí AD.
Nguồn: Theo tài liệu “Anaerobic digestion of biodegradable
organics in municipal solid waste” của tác giả Shefali Verma.
Hầu hết rác thải khi được vận chuyển tới nơi xử lý là rác hỗn
hợp nên không thể xử lý ngay được mà phải trải qua một giai đoạn là
tiền xử lý. Giai đoạn tiền xử lý bao gồm việc phân loại rác và tách các
thành phần không thể phân huỷ được, sau đó tiến hành nghiền nhỏ

những phần rác đã qua phân loại. Rác nhận được bởi hệ AD là nguồn
đã được phân tách hoặc được phân loại bởi máy móc. Sự phân tách
đảm bảo các vật liệu như thuỷ tinh, kim loại, đá đã được loại bỏ. Sau
đó rác được nghiền nát trước khi vào các lò phản ứng AD.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------20
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Trong các lò này rác được pha loãng tới tiêu chuẩn cho phép
trong một thời gian nhất định và trải qua quá trình chuyển hoá chất
thải. Bộ xử lý nhiệt được thiết kế để điều khiển nhiệt trong các lò
phản ứng tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình phân huỷ.
Sau các quá trình phân huỷ hỗn hợp khí gas sẽ được sinh ra. Khí
gas nhận được trong các lò AD được thu hồi qua một đường ống dẫn
gas.
Một phần rác sau khi phân huỷ chuyển thành dạng bã bùn lẫn
nước. Công nghệ AD cho phép thu hồi phần bã này qua giai đoạn xử
lý bã. Phần bã này giàu dĩnh dưỡng có thể bón cho đất và cây trồng.
Nước lẫn trong phần bã này được lọc và tái sử dụng. Đây cũng là một
ưu điểm của phương pháp này.
Công nghệ xử lý rác thải đô thị kết hơp sản xuất điện năng bao
gồm các giai đoạn của công nghệ AD và giai đoạn sản suất điện năng.
Hỗn hợp khí gas sau khi được thu hồi từ hệ AD sẽ được đốt trong các
máy phát điện này để tạo ra điện. Điện thu được có thể sử dụng ngay

cho khu xử lý rác thải đô thị và có thể tích trữ để bán ra bên ngoài.
Nguyên lý của công nghệ sản xuất điện từ rác thải đô thị được
trình bày trong sơ đồ nguyên lý tại hình 2:

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------21
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Rác , nước

2

Trộn rác với
nước để phân
tách rác hữu

1

Sinh khí siêu

Phát điện

tốc trong các

bằng mắy

lò AD

diesel chạy

cơ

gas

ph©n t¸ch r¸c
h÷u c¬

ch¹y gas
3

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý của công nghệ xử lý rác thải kết hợp
phát điện.
1.Đường ống dẫn rác thải đã được nghiền và trộn với nước.
2.Đường khí metan dẫn sang hệ thống phát điện.
3.Đường hồi lưu của nước về tiếp tục cho công tác phân loại và
nghiền rác.
Nguồn: Theo thuyết minh nhiệm vụ nghiên cứu khoa học về bảo vệ
môi trường, đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình công nghệ xử lý
chất thải rắn đô thị kết hợp sản xuất điện năng” - Viện Vật lý và Điện
tử.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------22
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44

Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Quá trình phát triển của xử lý chất thải rắn đô thị theo công
nghệ AD
Công nghệ AD là một trong những công nghệ ra đời từ lâu nhất.
Biogas đã được sử dụng để làm nóng nước tắm ở Assyria vào thế kỷ
10 trước công nguyên và ở Ba Tư cũ vào thế kỷ 16. Công nghệ AD
phát triển cùng với những nghiên cứu khoa học , và vào thế kỷ 17, Jan
Baptista Van Helmont đã thiết lập một loại khí gas dễ bén lửa từ
những vật liệu hữu cơ mục nát. Vào năm 1776, Count Alessandro
Volta đã chỉ ra rằng có một mối quan hệ giữa số lượng vật liệu hữu cơ
mục nát và số lượng gas dễ cháy được sản sinh. Năm 1808 Sir
Humphry Davy đã chứng minh rằng có sự sản sinh ra khí methan từ
phân của vật nuôi.
Sự công nghiệp hoá của AD bắt đầu từ năm 1859 cùng với nhà
máy đầu tiên tại Bombay, Ấn Độ. Năm 1895, AD đã xâm nhập vào
nước Anh nơi mà biogas thu được từ kế hoạch xử lý nước cống và
năng lượng này được cung cấp thắp sáng đèn phố Exeter. Hơn nữa
với sự phát triển của vi khuẩn cũng là một thuận lợi cho AD. Những
nghiên cứu bởi Buswell và các đồng nghiệp trong những năm của
thập kỷ 30 đưa ra các vi khuẩn kỵ khí và các điều kiện có vai trò đẩy
mạnh quá trình sản xuất mêtan.
Trước năm 1920, hầu hết các hệ AD được hiểu như một bể kỵ
khí. Từ đó sự hiểu biết về việc kiểm soát quá trình của AD và lợi ích
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------23
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44

Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

của nó ngày càng tăng lên, cùng với nó nhiều thiết bị và công nghệ
hiện đại đã xuất hiện. Lúc này công nghệ AD đã tạo được những cơ
sở vững chắc, những thiết kế về công nghệ này sau đó được truyền bá
trên toàn thế giới. Tuy vậy công nghệ này đã bị lãng quên sau chiến
tranh thứ hai.
Đến những năm của thập kỷ 70, sự quan tâm đối với công nghệ
AD lại tăng lên cùng với sự phát triển của những hệ AD đơn giản ở
các nước Nam á như Trung Quốc, Ấn Độ. Tại Châu Âu, Bắc Mỹ và
liên bang Xô Viết đã có những nghiên cứu hệ AD cho quá trình tạo
mêtan trong các chương trình tìm các nguồn năng lượng mới.
Ngày nay, công nghệ AD được biết đến với hai ưu điểm: giá trị
năng lượng cao và thân thiện với môi trường, tránh được các vấn đề
mà việc chôn lấp rác thải gặp phải. Chính vì lý do thứ hai nên nhiều
nước đã quan tâm đến phương pháp này trong xử lý rác thải. Tại Châu
Âu công nghệ này đang phát triển rất mạnh mẽ,được sử dụng rất rộng
rãi trong các nông trại, trong công nghiệp hay trong xử lý rác thải rắn
đô thị. Các nhà máy áp dụng công nghệ AD được xây dựng tại nhiều
quốc gia khác nhau, đặc biệt là ở các nước như Đức, Hà Lan, Đan
Mạch. Tuy không phát triển mạnh mẽ và rộng rãi như ở Châu Âu
nhưng công nghệ AD cũng đã có những cơ sở cho sự phát triển của
mình ở Bắc Mỹ.
Tuy vậy phương pháp này không phải không có những thách
thức. Chi phí cho phương pháp này không hề thấp và hiện nay công
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------24
Nguyễn Hùng Cường

Lớp KTMT 44


Khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị
Luận văn tốt nghiệp
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

nghệ này cũng chưa được áp dụng phổ biến như là một trong những
sự lựa chọn hàng đầu trong xử lý rác thải.
Mặc dù vậy đây là phương pháp rất hứa hẹn trong tương lai,
nhất là khi các nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt và môi trường
ngày càng ô nhiễm.
Hiện nay trên thế giới phương án xử lý chất thải rắn kết hợp sản
xuất điện năng là một xu thế lớn. Nó được viết là “Waste To Energy”
hay WTE, có thể tạm dịch ra tiếng Việt là “Biến rác thải thành năng
lượng”. Bản chất của xu thế này là kết hợp rất nhiều công nghệ để
khép kín chu trình sinh học của chất thải, biến đổi rác từ tác nhân gây
ô nhiễm thành ra một nguồn năng lượng. Vấn đề còn lại là tuỳ hoàn
cảnh mỗi nước, mỗi địa phương nên kết hợp các loại công nghệ nào
lại với nhau để có một hệ thống hiệu quả, kinh tế và bền vững.
Phần lớn các đô thị trên thế giới đều công bố thành phần rác thải
hữu cơ trong tổng lượng chất thải rắn của đô thị là trên 50%. Rác hữu
cơ chính là thực phẩm dư thừa, lá cây, vỏ củ, giấy,... Nói rộng ra là
phụ phẩm của các quá trình sinh hoạt đô thị. Theo tính toán của các
nhà khoa học thì sinh khối một năm của cả trái đất lớn hơn khoảng
bảy lần năng lượng của toàn nhân loại tiêu thụ trong năm. Rác thải
hữu cơ là một phần của sinh khối ấy. Chúng ta thải loại rác chính là
chúng ta đang thải loại và lãng phí năng lượng.
Dự án Sông Hằng của Ấn Độ có mục tiêu biến rác thải trong
toàn bộ lưu vực sông Hằng thành năng lượng để làm cho con sông

đang ô nhiễm lấy lại sự linh thiêng tôn giáo.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------25
Nguyễn Hùng Cường
Lớp KTMT 44