Đánh giá phát thải khí nhà kính (CH4, CO2) từ chất thải sinh hoạt hữu cơ trên địa bàn quận cầu giấy bằng phương pháp phân tích dòng MFA và đề xuất giải pháp giảm thiểu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
----------

LÊ VIẾT THIỆN

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH (CH4, CO2)
TỪ CHẤT THẢI SINH HOẠT HỮU CƠ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN
CẦU GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DÒNG (MFA)
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI – 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI


KHOA SAU ĐẠI HỌC
----------

LÊ VIẾT THIỆN

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH (CH4, CO2)
TỪ CHẤT THẢI SINH HOẠT HỮU CƠ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN
CẦU GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DÒNG (MFA)
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Hà

HÀ NỘI – 2016


LỜI CẢM ƠN!
Để hoàn thành bài luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận
được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, cơ quan, bạn bè đồng nghiệp và gia
đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu trong
quá trình tôi thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Sau đại học - Trường
Đại học Quốc gia Hà Nội đã có sự giúp đỡ tận tình trong quá trình tôi học tập
và thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Cầu Giấy, UBND
phường, các gia đình nơi tôi thực hiện đề tài đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi
được thu thập số liệu và thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã
luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bài luận văn này.
Tác giả

Lê Viết Thiện


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 3

4. Cơ sở khoa học của đề tài ............................................................................. 3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ........................................................................... 4
1.1 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt .......................................................... 4
1.1.1 Phát sinh chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và thế giới ................. 4
1.1.2 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và thế giới .............. 6
1.2 Các biện pháp quản lý, xử lý chất thải rắn sinh hoạt ................................ 11
1.2.1 Các biện pháp quản lý, xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại việt Nam ....... 12
1.2.2 Một số phương pháp xử lý chất thải rắn được áp dụng trên thế giới ..13
1.3 Phương pháp MFA và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thải ............. 18
1.3.1 Lịch sử của phương pháp MFA ....................................................... 18
1.3.2 Một số ứng dụng của MFA .............................................................. 20
1.4 Tổng quan về phát thải khí nhà kính (methan) từ chất thải rắn hữu cơ .. 23
1.4.1 Tổng quan về khí nhà kính ............................................................... 23
1.4.2 Phát thải khí metan từ chất thải rắn sinh hoạt ................................ 28
1.4.3 Ảnh hưởng, tác động của khí nhà kính (metan, cacbonic) .............. 29
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 32
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 32
2.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 32
2.3 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 34
2.3.1 Thu thập, xử lý số liệu ...................................................................... 34
2.3.2 Điều tra, khảo sát, phỏng vấn .......................................................... 36
2.3.3 Phương pháp phân tích dòng vật chất MFA ................................... 36
2.3.5 Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báo .................................. 39


CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................. 43
3.1. Kết quả điều tra, khảo sát về các nguồn thải chất thải rắn hữu cơ trên địa
bàn nghiên cứu ................................................................................................ 43
3.1.1 Chất thải rắn tại các trường học, doanh nghiệp ............................. 43

3.1.2 Chất thải rắn phát sinh từ hộ gia đình ............................................ 43
3.1.3 Chất thải rắn phát sinh từ chợ ......................................................... 44
3.2. Kết quả điều tra về hiện trạng quản lý, xử lý chất thải rắn hữu cơ trên địa
bàn quận Cầu Giấy .......................................................................................... 45
3.3. Kết quả phân tích khả năng thu hồi khí metan, cacbonic theo cách tiếp
cận phân tích dòng vật chất ............................................................................. 53
3.4. Kết quả đánh giá nguy cơ phát thải khí metan từ chất thải rắn hữu cơ.............. 56
3.4.1. Kết quả tính toán lượng cacbon hữu cơ phát thải tại bãi chôn lấp
(định tính).................................................................................................. 56
3.4.2 Tính lượng khí CH4 thoát ra từ chất thải rắn sinh hoạt quận Cầu
Giấy, Quận Cầu Giấy ............................................................................... 58
3.4.3. Kết quả tính toán phát thải khí nhà kính ........................................ 60
3.4.3 Dự báo phát thải khí metan từ chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ quận
Cầu Giấy tại bãi xử lý chất thải rắn Nam Sơn đến năm 2020 ................ 61
3.5. Đề xuất các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn hữu cơ nhằm giảm
thiểu phát thải khí metan vào môi trường ....................................................... 63
3.5.1 Đề xuất biện pháp quản lý ............................................................... 63
3.5.2 Đề xuất giải pháp công nghệ ........................................................... 64
KẾT LUẬN .................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 72


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Lượng CTR sinh hoạt phát sinh tại các đô thị Việt Nam..................... 5
năm 2007 ........................................................................................................... 5
Bảng 1.2: Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt bình quân đầu người của một số đô
thị ở Việt Nam năm 2009 .................................................................................. 5
Bảng 1.3: Thành phần nguyên tố của rác thải sinh hoạt ................................... 7
Bảng 1.4. Thành phần CTR sinh hoạt tại đầu vào của các bãi chôn lấp của một số
địa phương .......................................................................................................... 7

Bảng 1.5: Tỷ lệ CTRSH được xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một
số nước ............................................................................................................ 17
Bảng 1.6: Một số khí nhà kính chủ yếu .......................................................... 24
Bảng 1.7: Thành phần khí thải tại BCL chất thải Nam Sơn ........................... 29
Bảng 2.1: Hệ số thoát nước bề mặt ................................................................. 38
Bảng 3.1. Các địa điểm tập kết rác trên địa bàn quận Cầu Giấy .................... 46
Bảng: 3.2. Các điểm tập kết chất thải không thuộc liên danh nhà thầu trúng
thầu duy trì vệ sinh môi trường trên địa bàn quận Cầu Giấy .......................... 50
Bảng 3.3: Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt quận Cầu Giấy xử lý tại bãi
Nam Sơn năm 2014 ........................................................................................ 51
Bảng 3.4. Lượng chất thải rắn phát sinh trung bình Kg/người/ngày từ năm
2010-2014........................................................................................................ 53
Bảng 3.5. Giá trị MCF theo kiểu bãi chôn lấp CTR [48] ............................... 56
Bảng 3.6: Thành phần chất thải rắn tại bãi xử lý Nam Sơn ............................ 57
Bảng 3.7. Thông số đầu vào để tính phát thải khí nhà kính (2010-2014) theo
LandGEM ........................................................................................................ 59
Bảng 3.8. Kết quả tính toán lượng khí nhà kinh phát sinh từ bãi chôn lấp do
chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2010-2014 ....................................................... 60


Bảng 3.9: Tỷ lệ gia tăng lượng rác giai đoạn 2010 - 2014 ............................. 61
Bảng 3.10: Dự báo khối lượng phát chất thải rắn từ năm 2015 đến 2020 ...... 61
Bảng 3.11. Thông số đầu vào để tính phát thải khí nhà kính (2010-2020) theo
LandGEM ........................................................................................................ 62
Bảng 3.12: Dự báo khối lượng phát thải khí metan từ chất thải rắn sinh hoạt
trên địa bàn quận do chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2010 đến năm 2020....... 62
Bảng 3.13. Hiệu suất tạo khí của các hệ thống ủ ki khí .................................. 65
Bảng 3.14. Một số nhà máy điển hình trên thế giới áp dụng thành công công
nghệ công nghệ ủ kị khí BTA ......................................................................... 65

1

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mức phát sinh rác thải sinh hoạt của một số........................................ 4
thành phố trên thế giới [34] ................................................................................ 4
Hình 1.2: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi rác Nam Sơn ............... 8
Hình 1.3: Lưu trình của chất hữu cơ trong cuộc sống ...................................... 9
Hình 1.4: Thành phần khí biogas (% thể tích) ................................................ 25
Hình 1.5 Sơ đồ phản ứng xảy ra trong quá trình phân huỷ sinh học kỵ khí ......... 28
Hình 1.6: Sơ đồ phân hủy chất thải rắn sinh hoạt tại bãi chôn lấp ................. 29
Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu quận Cầu Giấy ................................... 32
Hình 2.2. Sơ đồ cân bằng cacbon tại bãi chôn lấp ......................................... 37
Hình 3.1: Tỷ lệ chất thải rắn sinh hoạt được xử lý tại quận Cầu Giấy ........... 45
Hình 3.2: Quá trình thu gom chất thải rắn tại quận Cầu Giấy, ....................... 45
Quận Cầu Giấy ................................................................................................ 45
Hình 3.3: Biểu đồ biến thiên chất thải rắn quận Cầu Giấy năm 2014 ............ 52
Hình 3.4: Biểu đồ biến thiên chất thải rắn và dân số quận Cầu Giấy từ năm
2010 – 2014 ..................................................................................................... 52
Hình 3.5: Cân bằng cacbon cho chất thải rắn trên địa bàn quận Cầu Giấy được
chôn lấp tại bãi rác Nam Sơn. ......................................................................... 55
Hình: 3.6. Biểu đồ tỉ lệ phát sinh khí từ chất thải rắn sinh hoạt từ bãi chôn lấp của
chất thải rắn sinh hoạt quận Cầu Giấy giai đoạn 2010-2014................................. 60
Hình: 3.7. Biểu đồ tỉ lệ phát sinh khí từ chất thải rắn sinh hoạt từ bãi chôn lấp của
chất thải rắn sinh hoạt quận Cầu Giấy giai đoạn 2010-2020 ............................... 62
Hình 3.8. Công nghệ ướt vận hành liên tục đa giai đoạn ở Canada ............... 66
Hình 3.9. Công nghệ lên men kỵ khí kết hợp phát điện ................................. 67
Hình 3.10. Hiệu suất phát điện của công nghệ lên men metan ....................... 68

2

Hình 3.11.Tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính từ các kịch bản khác nhau
việc không có thị trường tiêu thụ phân compost ở các đô thị lớn. ........... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.12 So sánh hiệu quả giảm phát thải CO2 từ các công nghệ xử lý chất
thải rắn sinh hoạt năm thứ 14 .......................... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.1. Bản đồ quy hoạch sử dụng đất quận Cầu Giấy .............................. 77
Hình 4.2. Một số hình ảnh các nước trên thế giới sử dụng công nghệ ủ kị khí
BTA ................................................................................................................. 78
Hình 4.3. Một số hình ảnh công tác thu gom chất thải rắn trên địa bàn quận
Cầu Giấy .......................................................................................................... 79


3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
BCL

: Bãi chôn lấp

BĐKH : Biến đổi khí hậu
BOD

: Biochemical oxygen demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

CDM

: Clean development mechamism (Cơ chế phát triển sạch)

CTSH

: Chất thải sinh hoạt

CTSHHC : Chất thải sinh hoạt hữu cơ
CTR

: Chất thải rắn

CNH-HĐH: Công nghiệp hóa – hiện đại hóa
DOC

: Dissolved organic cacbon (cacbon hữu cơ hòa tan)

LCA

: Life cycle assessment (Đánh giá vòng đời sản phẩm)

MFA

: Material flow analysis (Phân tích dòng vật chất)

tCO2eq

: Tấn CO2 tương đương

UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change
(Công ước khung của liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu)
VSMT

: Vệ sinh môi trường


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đối khí hậu đang là vấn đề rất được quan tâm trên phạm vi toàn
cầu. Biến đổi khí hậu đã và đang tác động trực tiếp đến đời sống con người và
môi trường sinh thái. Các biểu hiện liên quan đến biến đổi khí hậu ngày càng
rõ: nhiệt độ trung bình năm tăng từ 0,6 – 0,90C (IPCC, 2013), nhiệt độ mùa
đông tăng nhanh hơn mùa hè, nhiệt độ các vùng phía bắc tăng nhanh hơn phía
nam. Hiện tượng tiết cực đoan xuất hiện nhiều hơn. Việt Nam được đánh giá
là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu,
trong đó đồng bằng sông Cửu Long là một trong ba đồng bằng trên thế giới dễ
bị tổn thương nhất do nước biển dâng, bên cạnh đồng bằng sông Nile (Ai
Cập) và đồng bằng sông Ganges (Bangladesh). Theo các kịch bản biến đổi khí
hậu, vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở nước ta tăng khoảng 2 3oC, tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa tăng, trong khi đó lượng
mưa mùa khô lại giảm, mực nước biển dâng khoảng từ 75 cm đến 1 m so với
thời kỳ 1980 - 1999. Nếu mực nước biển dâng cao 1m, sẽ có khoảng 40%
diện tích đồng bằng sông Cửu Long, 11% diện tích đồng bằng sông Hồng và
3% diện tích của các tỉnh khác thuộc vùng ven biển sẽ bị ngập, trong đó,
thành phố Hồ Chí Minh sẽ bị ngập trên 20% diện tích; khoảng 10 - 12% dân
số nước ta bị ảnh hưởng trực tiếp và tổn thất khoảng 10% GDP. Hà Nội có
những đợt nắng nóng kéo dài với nhiệt độ lớn hơn 400C vào mùa hè và có
những đợt rét đậm, rét hại với nhiệt độ xuống tới dưới 100C vào mùa đông.
Theo các nhà nghiên cứu đã công bố, một trong các nguyên nhân của
biến đổi khí hậu là do sự phát thải khí nhà kính từ các hoạt động của con
người trong đó có các thành phần khí metan, dioxit cacbon thải từ các bãi
chôn lấp, xử lý chất thải rắn sinh hoạt. Hiện đã có nhiều nghiên cứu nhằm

giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến quản lý, xử lý chất thải rắn đô thị,
trong đó có cách tiếp cận phân tích dòng vật chất (MFA).
Quận Cầu Giấy là địa bàn có cơ cấu kinh tế phát triển theo hướng
chuyên môn hóa cao trong khu vực, tỉ trọng các ngành công nghiệp (62,24%)
và thương mại dịch vụ (35,37%), ngành nông nghiệp chiếm tỉ trọng nhỏ
(2,39%) trong tổng giá trị các ngành kinh tế trong toàn quận. Đây là sự
chuyển hướng tích cực theo hướng CNH-HĐH phù hợp với đặc điểm kinh tế xã hội của một quận nội đô như Cầu Giấy. Địa bàn có nhiều cơ quan, xí
nghiệp, trường học, viện nghiên cứu đầu ngành của Trung ương và thành
phố... Do vậy, lượng chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ trên địa bàn là rất lớn và
đa dạng… Mặt khác, chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ là chất thải rắn nhưng
trong quá trình biến đổi, phân hủy các thành phần hữu cơ sẽ tạo ra khí thải có
thành phần chủ yếu là CH4, CO2, H2S.... Phân tích dòng vật chất (MFA) đối
với chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn quận Cầu Giấy có thể đưa ra bức tranh
chung về phát sinh và tiềm năng thu hồi năng lượng từ chất thải rắn hữu cơ ở
các đô thị trên địa bàn thành phố Hà Nội cũng như trong cả nước.
Đề tài “ Đánh giá phát thải khí nhà kính (CH4, CO2) từ chất thải sinh
hoạt hữu cơ trên địa bàn quận Cầu Giấy bằng phương pháp phân tích
dòng (MFA) và đề xuất giải pháp giảm thiểu” phần nào đáp ứng nhu cầu
thực tế đề ra. Những số liệu và phân tích từ luận văn có thể sử dụng tham
khảo để đưa ra những giải pháp cụ thể cho vấn đề quản lý chất thải tại địa
phương cũng như những giải pháp công nghệ nhằm giảm thiểu phát thải khí
nhà kính từ chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của nghiên cứu này là áp dụng phương pháp MFA để phân
tích sự phát thải CH4, CO2 liên quan đến chất thải sinh hoạt hữu cơ trên địa
bàn quận Cầu Giấy.


3. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra đánh giá hiện trạng phát thải rác hữu cơ tại quận Cầu Giấy

- Đánh giá tiềm năng thu hồi metan theo phương pháp phân tích dòng vật
chất.
- Đề xuất công nghệ cho việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt và thu hồi khí
nhà kính CH4, CO2 phù hợp địa bàn nghiên cứu.
Kết quả dự kiến thu được sẽ giúp tư vấn cho chính quyền địa phương
những giải pháp quản lý phù hợp; là tiền đề cho những công nghệ sạch áp
dụng trong xử lý chất thải rắn đô thị cụ thể là chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ.
4. Cơ sở khoa học của đề tài
Cơ sở nghiên cứu của đề tài là dựa trên phương pháp phân tích dòng
vật chất (MFA) nhằm đánh giá các dòng vật chất lưu thông và tích trữ trong
một hệ thống được xác định trong một không gian và thời gian nhất định.
Phương pháp MFA liên kết các nguồn, con đường và các hoạt động trung gian
và cuối cùng của vật chất. Dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả
của phương pháp MFA có thể được kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất
đơn giản giữa các dòng vào, dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình. Đặc
tính riêng biệt này của MFA giúp phương pháp này hữu dụng như một công
cụ hỗ trợ ra quyết định trong việc quản lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải
và quản lý môi trường.
MFA dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả của phương pháp
MFA có thể được kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất đơn giản gữa các
dòng vào, dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình. MFA đang là công cụ
hỗ trợ ra quyết định trong việc quản lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải, và
quản lý môi trường.


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt
Rác thải sinh hoạt (CTRSH) hay chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là
những chất thải rắn có liên quan đến các hoạt động của con người, nguồn tạo

thanh chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm dịch
vụ và thương mại…
CTRSH có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói
vỡ, đất đá, cao su, chất dẻo, thực phầm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương
động vật, tre, gỗ, lông gà vịt, vải, giấy, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả…
1.1.1 Phát sinh chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và thế giới
*Tình hình phát sinh chất thải rắn sinh hoạt trên thế giới:
Tỷ lệ chất thải sinh hoạt trong dòng chất thải rắn đô thị rất khác nhau giữa
các nước. Theo ước tính, tỷ lệ này chiếm tới 60-70% ở Trung Quốc; chiếm
78% ở Hồng Kông; 48% ở Philippin và 37% ở Nhật Bản [34]. Mức phát sinh
rác thải theo đầu người ở một thành phố của một số nước như sau:

3
2.5
2
1.5
Mức phát sinh chất thải rắn
( kg/người/ngày )

1
0.5
0

Hình 1.1: Mức phát sinh rác thải sinh hoạt của một số
thành phố trên thế giới [34]


* Tình hình phát sinh chất thải rắn sinh hoạt tại các đô thị ở Việt Nam:
Tổng lượng CTR sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng
trung bình 10 ÷ 16 % mỗi năm. Tại hầu hết các đô thị, khối lượng CTR sinh

hoạt chiếm khoảng 60 - 70% tổng lượng CTR đô thị (một số đô thị tỷ lệ này
lên đến 90%). Chỉ số phát sinh CTR đô thị bình quân đầu người tăng theo
mức sống. Năm 2007, chỉ số CTR sinh hoạt phát sinh bình quân đầu người
tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi toàn quốc vào khoảng 0,75
kg/người/ngày [2].
Bảng 1.1: Lƣợng CTR sinh hoạt phát sinh tại các đô thị Việt Nam
năm 2007
Loại đô thị

Chỉ số CTRSH bình

Lượng CTRSH phát sinh

quân (kg/người/ngày)

Tấn/ngày

Tấn/năm

Đặc biệt

0,96

8.000

2.920.000

Loại 1

0,84

1.885

688.025

Loại 2

0,72

3.433

1.253.045

Loại 3

0,73

3.738

1.364.370

Loại 4

0,64

626

228.490
(Nguồn [2])

Chỉ số phát sinh CTRSH tính bình quân trên đầu người lớn nhất xảy ra
ở các đô thị phát triển du lịch như các thành phố: Hạ Long, Hội An, Đà Lạt,
Ninh Bình,... Các đô thị có chỉ số phát sinh CTRSH tính bình quân đầu người
thấp nhất là thành phố Đồng Hới (Quảng Bình), Thị xã Gia Nghĩa, Thị xã
Kon Tum, Thị xã Cao Bằng (Bảng 1.2).
Bảng 1.2: Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt bình quân đầu ngƣời của một
số đô thị ở Việt Nam năm 2009
Cấp
đô thị

Đô thị

CTRSH bình
Cấp đô
quân
(kg/ngƣời.ngày) thị

Đô thị

CTRSH bình
quân
(kg/ngƣời.ngày)


Đặc
biệt

Hà Nội
Hồ Chí
Minh

Loại Hải Phòng
1:
Hạ Long
Thành Đà Nẵng
phố
Huế
Nha Trang
Đà Lạt

0,7
1,38
0,83
0,67
>0,6
1,06

Quy Nhơn

0,9

Buôn Ma
Thuột
Thái
Nguyên
Loại
Việt Trì
2:
Thành
Ninh Bình
phố

0,9
0,98

0,8
>0,5
1,1
1,3

Mỹ Tho

0,72

Điện Biên
Phủ

0,8

Cao Bằng

0,38

Loại
3:
Bắc Ninh
Thành
phố Thái Bình

>0,7

Phú Thọ

0,5

>0,6

Đồng Hới
Loại
Đông Hà
3:
Thành
Hội An
phố
Bảo Lộc
Kon Tum
Vĩnh Long
Long An
Bạc Liêu
Tuần Giáo (Điện
Biên)
Sông Công
(Thái Nguyên)
Từ Sơn
(Bắc Ninh)
Lâm Thao (Phú
Thọ)
Loại
Cam Ranh (Khánh
4: Thị
Hòa)

xã
Gia Nghĩa (Đắk
Nông)
Đồng Xoài (Bình
Phước)
Gò Công
(Tiền Giang)
Ngã Bảy
(Hậu Giang)
Loại Tủa Chùa (Điện
5:
Biên)
Thị Tiền Hải
(Thái
trấn, Bình)
Thị tứ

0,31
0,6
1,08
0,9
0,35
0,9
0,7
0,73
0,7
>0,5
>0,7
0,5
>0,6

0,35
0,91
0,73
>0,62
0,6
>0,6
(Nguồn [15])

1.1.2 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và thế giới
Trong các cấu tử hữu cơ của của CTRSH thành phần hoá học của
chúng chủ yếu là C, H, O, N, S và các chất tro. Thành phần hóa học của
CTRSH được minh họa qua số liệu ở bảng 1.4 dưới đây.


Bảng 1.3: Thành phần nguyên tố của rác thải sinh hoạt
Thành phần hữu cơ

Thành phần các nguyên tố theo % trọng lƣợng
C

H

O

N

S

Tro

Thực phẩm

48,0

6,4

37,6

2,6

0,4

5,0

Giấy

43,5

6,0

44,0

0,3

0,2

6,0

Carton

44,0

5,9

44,6

0,3

0,2

5,0

Chất dẻo

60,0

7,2

22,8

-

-

10,0

Vải

55,0

6,6

31,2

1,6

0,15

-

Cao su

78,0

10,0

-

2,0

-

10,0

Da

60,0

8,0

11,6

10,0

0,4

10,0

Gỗ

49,5

6,0

42,7

0,2

0,1

1,5

(Nguồn [8])

Bảng 1.4. Thành phần CTR sinh hoạt tại đầu vào của các bãi chôn lấp của
một số địa phƣơng
TT

Loại chất thải

Hà Nội Hà Nội
(Nam
(Xuân
Sơn)
Sơn)

Hải
Phòng
(Tràng
Cát)

Hải
Phòng
(Đình
Vũ)

Huế
(Thủy
Phƣơng)

Đà
Nẵng
(Hòa
Khánh)

HCM
(Đa
Phƣớc)

HCM

ƣớc
Hiệp)

Bắc
Ninh
(Thị
trấn Hồ)

1
2
3
4
5
6

Rác hữu cơ
Giấy
Vải
Gỗ
Nhựa
Da và cao su

53,81
6,53
5,82
2,51
13,57
0,15

60,79

5,38
1,76
6,63
8,35
0,22

55,18
4,54
4,57
4,93
14,34
1,05

57,5
65,42
5,12
3,70
11,2
81,90

77,1
1,92
2,89
0,59
12,47
0,28

68,4
75,07
1,55

2,79
11,3
60,23

64,50
8,17
3,88
4,59
12,42
0,44

62,83
6,05
2,09
4,18
15,96
0,93

56,90
3,73
1,07
9,65
0,20

7
8
9
10

Kim loại

Thủy tinh
Sành sứ
Đất và cát

0,87
1,87
0,39
6,29

0,25
5,07
1,26
5,44

0,47
1,69
1,27
3,08

0,25
1,35
0,44
2,96

0,40
0,39
0,79
1,70

1,45

0,14
0,79
6,75

0,36
0,40
0,24
1,39

0,59
0,86
1,27
2,28

0,58
27,85

3,10
0,17
4,34
0,58
100

2,34
0,82
1,63
0,05
100

5,70

0,05
2,29
1,46
100

6,06
0,05
2,75
1,14
100

1,46
100

0,00
0,02
1,35
0,03
100

0,44
0,12
2,92
0,14
100

0,39
0,05
1,89
0,04

100

0,07
-

11 Xỉ than
12 Nguy hại
13 Bùn
14 Các loại khác
Tổng

(Nguồn [15])


Hình 1.2: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi rác Nam Sơn
Chất thải rắn chứa các thành phần hữu cơ như lipit, xenluloza,
protein,... được gọi là chất thải rắn hữu cơ.
Chất thải rắn (rác thải, rác) hữu cơ bao gồm các vật liệu hữu cơ thải bỏ
thuộc nhiều loại như:
- Phế thải nông nghiệp (rơm, rạ)
- Thân, cành và lá cây các loại
- Các loại rác thải của vùng nguyên liệu công nghiệp, như: vỏ hạt cà phê,
vỏ lạc, bã mía, v.v...
- Phế liệu nhà máy giấy, nhà máy sợi
- Phế thải của làng nghề chế biến tinh bột
- Thực phẩm hỏng hoặc thừa (rau, quả, thịt, cá, trứng v.v...)
- Phế thải sinh hoạt (đồ dùng) từ vải, bông, sợi bông, cactông


Rác thải hữu cơ thường chứa các thành phần hữu cơ phân tử lớn như

polysaccarit, protein, lipit, hoặc hỗn hợp của chúng v.v.... tùy thuộc nguồn phát
sinh.

CO2 + H2O

Chất hữu cơ từ
cây trồng

Các nguyên tố
dinh dưỡng

Chuyển hóa vào
cơ thể động vật

Chuyển hóa vào
cơ thể người

Rác hữu cơ
Hình 1.3: Lưu trình của chất hữu cơ trong hoạt động sống
* Thành phần:
Thành phần chất thải rắn nói chung (rác thải) rất đa dạng, bao gồm từ
rác thải công nghiệp, rác thải (phế thải) xây dựng, rác thải sinh hoạt, phế thải
nông nghiệp. Như trên đã nói, chất thải rắn hữu cơ chỉ có trong rác thải sinh
hoạt (cùng với hỗn hợp rất phức tạp của các hợp phần vô cơ), và là hầu như
toàn bộ thành phần của phế thải nông nghiệp.
Riêng về phần chất thải rắn hữu cơ trong rác sinh hoạt, chúng cũng rất
đa dạng về thành phần nguyên tố, do rất đa dạng về thành phần hợp chất.
Chúng ta phải quan tâm tới thành phần nguyên tố của rác này vì vi sinh vật
tham gia phân hủy chúng, cũng như mọi vi sinh vật, đòi hỏi sự cân đối về
thành phần nguyên tố trong hỗn hợp chất dinh dưỡng mà chúng thu nhận,

nhất là về tỷ lệ C:N. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, chúng ta thường nuôi
vi sinh vật trên các môi trường có tỷ lệ C:N (theo trọng lượng) khoảng từ 8


đến 10. Trong điều kiện tự nhiên của các bãi rác, tỷ lệ này thường cao hơn
nhiều, nhưng vi sinh vật vẫn có thể sinh trưởng được- tất nhiên không thể ở
mức độ như trong phòng thí nghiệm. Việc bổ sung thêm dinh dưỡng nitơ vào
các bãi rác tự nhiên để đạt tỷ lệ C:N như trong điều kiện phòng thí nghiệm là
hoàn toàn không kinh tế. Tuy nhiên ở một mức độ nào đó có thể dùng bùn
cống như một nguồn dinh dưỡng nitơ bổ sung.
Thành phần các chất hữu cơ chủ yếu trong rác thải là: hydratcacbon,
protein, lipit.
+ Hydrat cacbon bao gồm:
- Xenlulozo chiếm tỉ trọng lớn nhất (khoảng 50%):
- Trong giấy, gỗ, thân cây, rau, rơm rạ, vải bông, ...
- Cấu trúc sợi khoảng 10 đến 12 nghìn gốc gluco pyranoza, microfibrin
dạng sợi hoặc dạng rỗng.
- Xenluloza có cấu trúc bền vững, không tan trong nước, không bị tiêu
hóa trong đường tiêu hóa của người, động vật, nhưng bị vi sinh vật
phân hủy.
- Lignin là hợp chất cao phân tử được cấu thành từ ba loại rượu chủ yếu là:
trans-p-cumarylic (~80%), trans – conferylic (6%) và trans-xynapylic (14%):
- Lignin rất bền vững với tác dụng của các enzyme.
- Lignin không bị phân hủy bởi các vi khuẩn yếm khí.
- Bị phân hủy bởi các vi sinh vật hiểu khí tạo thành chất mùn.
- Nhiều khả năng biến đổi thành phenol.
- Bị phân giải bởi kiềm (natri bisunfit) và axit sunfur.
- Tinh bột (C6H6O6) là hợp chất cao phân tử có nhiều trong ngũ cốc, ngô,
khoai tây, khoai lang...có các tính chất sau:
- Được cấu thành từ thành phần chủ yếu là: amyloza (~25%) và

amylopectin (75%).
- Amyloza tan được trong nước nóng còn amylopectin tạo thành hồ keo.


- Bị phân hủy bởi các vi sinh vật α-, β- và γ- amylaza tạo thành các loại
đường maltoza, dextrin và glucoza.
+ Protein:
Protein là hợp chất cao phân tử chứa nitơ. Thường chứa tới 15 – 17,5% nitơ.
- Protein tạo thành từ các axit amin do tổng hợp từ C, N.
- Quá trình chuyển hóa từ amoniac thành axit nitơ, sau đó thành axit
nitric và cuối cùng thành nitơ được gọi là quá trình nitrat hóa.
- Lúc này cây cối sử dụng được nitơ hay còn gọi là quá trình cố định
đạm.
- Các động vật sử dụng rau quả thu thập các chất protein vào cơ thể sống.
- Protein bị phân hủy bởi các vi sinh vật, nấm mốc, các xạ khuẩn…
+ Lipit:
Lipit là các este của glixerin và axit béo:
- Thường chứa trong thành phần thực vật, các cây có dầu như lạc, cọ,
ngô, đậu, bông.
- Lipit thường bị thủy phân chậm.
- Bị các vi sinh vật phân hủy thành enzym photpho lipaza, photpho lipit.
1.2 Các biện pháp quản lý, xử lý chất thải rắn sinh hoạt
Với sự phát triển của kinh tế xã hội, công nghệ và khoa học ngày càng
gắn bó mật thiết với cuộc sống. Vấn đề về môi trường cũng là một trong vấn
đề được quan tâm. Đặc biệt là hiện trạng quản lý và xử lý rác thải. Trên thế
giới và Việt Nam đã áp dụng nhiều phương pháp xử lý chất thải rắn ở các khu
vực khác nhau phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực và
đặc tính rác thải tại nguồn thải cần xử lý. Sau đây là thống kê sơ bộ về một số
phương pháp xử lý chất thải rắn được áp dụng trên thế giới và Việt Nam.

1.2.1 Các biện pháp quản lý, xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại việt Nam
- Phương pháp chôn lấp: Đây là phương pháp được áp dụng phổ biến ở Việt
Nam để xử lý chất thải sinh hoạt rắn. Các loại bãi chôn lấp hiện có là: chôn
lấp hợp vệ sinh và chôn lấp hở.
- Phương pháp chế biến thành phân hữu cơ: Phương pháp chế biến thành phân
hữu cơ có ưu điểm làm giảm lượng chất thải rắn hữu cơ cần chôn lấp, cung
cấp phân bón phục vụ nông nghiệp. Phương pháp này rất phù hợp cho việc xử
lí chất thải rắn sinh hoạt, phương pháp này được áp dụng rất có hiệu quả như
ở Cầu Diễn, Hà Nội (công nghệ ủ hiếu khí compostry – công nghệ Tây Ban
Nha với công suất 50.000 tấn rác/năm – SP 13200 tấn/năm, công nghệ Pháp –
TBN ủ sinh học chất thải hữu cơ áp dụng tại Nam Định với công suất thiết kế
78.000 tấn rác/năm ). Ở thành phố Việt Trì với công suất thiết kế 30.000 tấn
rác/năm..
- Phương pháp đốt: Phương pháp này hiện được áp dụng ở Việt Nam đa phần
để xử lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại với quy mô nhỏ. Hoặc được xử
dụng để xử lý chất thải rắn bệnh viện với công suất thấp.
- Phương pháp tái chế: Ở Việt Nam, tái chế chất thải chỉ mang tính tự phát,
tập trung ở những thành phố lớn Hà Nội, Hải Phòng, TP. Hồ Chí Minh... Các
loại phế thải có giá trị như: thuỷ tinh, đồng, nhôm, sắt, giấy... được đội ngũ
đồng nát thu mua ngay tại nguồn, chỉ còn một lượng nhỏ tới bãi rác và tiếp tục
thu nhặt tại đó. Tất cả phế liệu thu gom được chuyển đến các làng nghề. Tại
đây quá trình tái chế được thực hiện. Việc thu hồi sử dụng chất thải rắn góp
phần đáng kể cho việc giảm khối lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp, tận
dụng được nguồn nguyên liệu đầu vào cho các quá trình sản xuất, tạo công ăn
việc làm cho một số lao động.
+ Sử dụng chất thải làm nguyên liệu: Chất thải được chuyển hóa và xử
lý để tạo lại thành nguyên liệu có tính chất gần đúng với nguyên bản. Ví dụ:
Sử dụng sắt vụn trong công nghiệp luyện thép, nấu chảy mảnh kính trong

công nghiệp thủy tinh, tái chế giấy đã qua sử dụng thành giấy carton, giấy vệ
sinh,….ủ các chất thải hữu cơ thành phân, sản xuất ván ép từ mùn cưa,…..
+ Sử dụng chất thải làm năng lượng: Khí hóa chất thải (lên men, tận
dụng khí từ bãi chôn lấp rác, thông qua thiết bị thu khí sinh học,…) là hình
thức sử dụng lại năng lượng một cách gián tiếp.
1.2.2 Một số phương pháp xử lý chất thải rắn được áp dụng trên thế giới
Việc quản lý và xử lý CTRSH đang là một thách thức lớn đối với nhiều
nước trên thế giới không chỉ vì chi phí cho hoạt động này rất lớn mà còn vì
lợi ích to lớn đối với sức khỏe cộng đồng. Cùng với quá trình nâng cao mức
sống, lượng chất thải rắn tạo ra ngày càng nhiều, vấn đề quản lý và xử lý
CTRSH ở các nước trên thế giới đang ngày càng được quan tâm hơn. Đặc
biệt tại các nước phát triển, công việc này được tiến hành một cách rất chặt
chẽ, từ ý thức thải bỏ chất thải rắn của người dân, quá trình phân loại tại
nguồn, thu gom và tập kết chất thải rắn cho tới các trang thiết bị thu gom,
vận chuyển theo từng loại rác.
* Nhật Bản - tái chế chất thải rắn
Nhật Bản đã thực hiện rất tốt việc phân loại tại nguồn - điều mà các
nước phát triển đã làm từ hàng chục năm qua. Các hộ gia đình được yêu cầu
phân chia rác thành 3 loại: Rác hữu cơ dễ phân hủy, rác không cháy được
nhưng có thể tái chế và loại rác khó tái chế. Các loại rác này được yêu cầu
đựng riêng trong những túi có màu sắc khác nhau. Nếu gia đình nào không
chịu phân loại, để lẫn lộn vào một túi thì công ty vệ sinh sẽ gửi giấy báo
phạt tiền đến nhà ngay ngày hôm sau. Đối với các loại chất thải rắn cồng
kềnh như tivi, tủ lạnh, máy giặt, vật liệu xây dựng… thì phải đăng ký trước
và đúng ngày quy định sẽ có xe của Công ty vệ sinh môi trường đến chuyên
chở, không được tùy tiện vứt trên hè phố.


Việc tái chế rác ở Nhật Bản cũng rất triệt để và hiệu quả: 70% rác nhà

bếp được tái chế thành phân bón hữu cơ góp phần cải tạo đất, giảm bớt nhu
cầu sản xuất và nhập khẩu phân bón. Với bao bì và nhựa, Nhật Bản phải sử
dụng 10% lượng dầu thô nhập khẩu để chế tạo ra 12 triệu tấn nhựa công
nghiệp, chiếm 10% hàng nhựa trên thế giới. Riêng phế thải xây dựng, người
ta phải thu gom vật liệu và bê tông phế thải từ các công trường xây dựng
chuyển đến nhà máy chuyên tái chế thành cát và sắt thép. Chi phí cho việc xử
lý rác hàng năm tính theo đầu người khoảng 300 nghìn yên (khoảng 2.500
USD). Với cách thu gom, xử lý rác như vậy đem lại nhiều lợi ích: Tiết
kiệm được chi phí xử lý, giảm lượng chất thải rắn ra môi trường, tạo thêm
hàng hoá sử dụng, tạo công ăn việc làm cho những người làm công tác thu
nhặt, phân loại đồng thời thay thế một phần nguyên liệu đầu vào, do đó tiết
kiệm được tài nguyên và công khai thác [34].
* Singapore và đảo rác sinh thái
Xử lý chất thải rắn đã trở thành vấn đề sống còn ở Singapore, một quốc
đảo vốn rất “eo hẹp” về diện tích. Vào năm 1999, bãi rác cuối cùng trên đất
liền của Singapore ở Lorong Halus đóng cửa, Singapore khánh thành đảo
nhân tạo đầu tiên trên thế giới làm hoàn toàn từ… chất thải rắn và nay đã trở
thành một địa điểm du lịch sinh thái độc nhất vô nhị. Cách đất liền Singapore
8 km về phía Nam, đảo chứa rác Semakau rộng 350 ha có thể chứa 63 triệu
mét khối rác, đủ đáp ứng nhu cầu chứa rác của Singapore đến năm 2045.
Chính quyền Singapore khi đó đã đầu tư 447 triệu USD để có được đảo liên
hợp nối liền 2 hòn đảo nhỏ bằng con đập xây bằng đá dài 7km. Hiện nay,
toàn bộ chất thải rắn ở Singapore được xử lý tại 4 nhà máy đốt rác. Hàng
ngày, hơn 2.000 tấn tro rác là sản phẩm thu được sau khi đốt được các sà lan
chở vào đảo.


Nhờ vào các khâu hoạch định, thiết kế và xây dựng, kể từ khi đi vào
hoạt động, bãi rác Semakau vẫn bảo vệ được hệ sinh thái cũng như môi trường
tự nhiên phong phú. Hàng năm, Semakau đón nhiều lượt du khách đến tham quan

với chức năng như một điểm du lịch sinh thái: Câu cá, quan sát các loài chim,
ngắm trăng sao và đa dạng sinh học và các hoạt động giải trí, ngoại khóa…
Để bảo vệ môi trường, người dân Singapore thực hiện tối đa 3R:
Reduce (giảm sử dụng), Reuse (dùng lại) và Recycle (tái chế) để kéo dài
thời gian sử dụng bãi rác Semakau càng lâu càng tốt và việc bãi rác
Semakau tăng tuổi thọ là một minh chứng cho thấy người dân nước này
đóng góp rất tích cực vào việc bảo vệ môi trường. Một mục tiêu trong kế
hoạch Xanh của chính phủ Singapore năm 2012 là “Không cần bãi rác” chỉ
đạt được khi tất cả mọi người cùng chung sức [34].
* Tại New York
Với hơn 8 triệu dân, New York là đô thị đông dân nhất nước Mỹ đồng
thời cũng là một nhà máy xử lý rác đúng nghĩa. Mỗi ngày số lượng rác phát
sinh trong thành phố lên tới nhiều chục nghìn tấn. Chi phí xử lý mỗi tấn rác tại
đây lên tới 54-65 USD, chưa kể chi phí vận chuyển do nhà máy xử lý đặt rất xa
trung tâm. Nước Mỹ có quy định rõ ràng nghiêm ngặt về vấn đề hôm nào thì
chở loại rác nào và yêu cầu đối với rác ra sao. Nhà nào, dù ở trong hay ngoài
thành phố, đều phải có 3 thùng rác, dùng 3 loại túi ni lông lớn có màu khác
nhau để phân loại: Loại có thể thu hồi, báo chí - bìa hộp và loại rác sinh hoạt ít
giá trị tái sử dụng. Các loại túi này đều có tiêu chuẩn về kích thước, độ dầy, bên
ngoài túi có in trọng lượng lớn nhất mà túi có thể chịu được. Có những loại rác
không thể đựng vào túi như tủ lạnh cũ, máy phát điện, ti vi cũ, giường đệm, xa
lông v.v.. thì gia chủ phải báo trước cho cơ quan vệ sinh môi trường và phải
tuân theo sự bố trí của họ. Để phân tán rác, quy định mỗi bên phố thu rác trong
một ngày riêng, hôm nay thu bên nhà số chẵn, mai thu bên nhà số lẻ; có lúc chỉ