Đánh giá phát thải khí nhà kính methane (CH4) từ bãi chôn lấp chất thải hữu cơ nghiên cứu tại bãi chôn lấp xuân sơn, sơn tây, hà nội và đề xuất biện pháp giảm thiểu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.91 MB, 79 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
ĐẶNG THỊ LIÊN
ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH METAN (CH4)TỪ BÃI CHÔN
LẤP CHẤT THẢI HỮU CƠ: NGHIÊN CỨU TẠI BÃI RÁC XUÂN SƠN,
SƠN TÂY, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
HÀ NỘI - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
ĐẶNG THỊ LIÊN
ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH METAN (CH4) TỪ BÃI CHÔN LẤP
CHẤT THẢI HỮU CƠ: NGHIÊN CỨU TẠI BÃI RÁC XUÂN SƠN, SƠN TÂY,
HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Hà
HÀ NỘI - 2016
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình cao học và luận văn tốt nghiệp này, trước hết, tôi
đã nhận được sự chỉ bảo ân cần, dạy dỗ tận tình, sự góp ý thẳng thắn, chân thành của
các thầy cô giáo thuộc Khoa sau Đại học - Đại học Quốc gia Hà Nội. Xin cho tôi được
gửi lời cảm ơn chân thành của mình tới quý thầy cô, đặc biệt là những thầy giáo, cô
giáo đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và phương pháp làm việc, nghiên cứu
khoa học trong suốt thời gian tôi học tại lớp K2 - Cao học Biến đổi khí hậu, Khoa Sau
đại học - Đại học Quốc gia Hà Nội.
Lời cảm ơn sâu sắc nhất, tôi xin được gửi tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà là giáo
viên hướng dẫn, cô đã dành rất nhiều thời giờ quý báu và tâm huyết của mình để
hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này.
Đồng thời, tôi xin được cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp của Trung tâm
Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, đơn vị tôi đang công tác hiện nay, đã tạo
điều kiện thuận lợi về thời gian, phân công và hỗ trợ trong công việc để tôi có thể tham
gia khóa học Cao học Biến đổi khí hậu cũng như tiến hành các điều tra, nghiên cứu
trong Luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè của mình, những
người đã luôn bên cạnh, hỗ trợ và động viên tôi vượt qua những khó khăn để hoàn
thành khóa học cao học này.
Mặc dù tôi đã hết sức cố gắng, nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm,
nên luận văn này vẫn còn có nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các
thầy, cô, bạn bè đồng môn và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày
tháng 3 năm 2016
HỌC VIÊN
Đặng Thị Liên
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan kết quả nghiên cứu trong luận văn là của riêng cá nhân tác giả;
các số liệu là trung thực; không sử dụng số liệu của các tác giả khác chưa được công
bố; các kết quả nghiên cứu của tác giả chưa từng được công bố
Hà Nội, ngày
tháng 12 năm 2015
HỌC VIÊN THỰC HIỆN LUẬN VĂN
Đặng Thị Liên
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC ............................................................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................................. iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................................................v
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................................1
1.
Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................................. 1
2.
Mục tiêu của đề tài ......................................................................................................................... 2
3.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 2
4.
3.1.
Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................................. 2
3.2.
Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................................ 2
Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................................... 2
4.1.
Nội dung nghiên cứu .............................................................................................................. 2
4.2.
Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................................................4
1.1. Nguồn phát sinh, phân loại và thành phần chất thải rắn ........................................................... 4
1.1.1. Nguồn phát sinh chất thải rắn sinh hoạt ............................................................................... 4
1.1.2. Phân loại chất thải rắn ........................................................................................................... 5
1.1.3. Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt ............................................................................... 6
1.2. Các biện pháp xử lý chất thải rắn ở Việt Nam và Thế giới ........................................................ 7
1.2.1. Xử lý chất thải rắn ở một số nước trên thế giới ..................................................................... 7
1.2.2. Xử lý chất thải rắn ở Việt Nam ............................................................................................ 10
1.2.3. Quá trình hình thành các khí chủ yếu từ bãi chôn lấp ....................................................... 12
1.3. Tác động của CTR sinh hoạt đối với môi trƣờng và con ngƣời ............................................... 16
1.3.1. Tác động tới môi trường nước.............................................................................................. 16
1.3.2. Tác động tới môi trường không khí ..................................................................................... 16
1.3.3. Các tác hại của khí metan .................................................................................................... 17
1.4. Phƣơng pháp phân tích dòng vật chất (MFA) ........................................................................... 18
1.4.1. Một số thuật ngữ được sử dụng trong MFA........................................................................ 18
1.4.2. Các bước phân tích một dòng vật chất ................................................................................. 20
1.4.3. Ứng dụng của MFA trong môi trường ................................................................................ 22
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................24
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 24
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................................... 24
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................................. 24
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................................. 29
Trang i
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu.............................................................................................. 29
2.2.2. Phương pháp điều tra thực địa, lấy mẫu ............................................................................. 29
2.3. Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và dự báo ............................................................................. 31
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...........................................................35
3.1. Điều tra khảo sát hoạt động chung của bãi rác Xuân Sơn ....................................................... 35
3.1.1. Cấu tạo ô chôn lấp chất thải rắn số 1 .................................................................................. 35
3.1.2. Quy trình chôn lấp rác thải đang được áp dụng tại bãi rác Xuân Sơn: ............................. 36
3.1.3. Kết quả phân tích thành phần lý học của bãi rác Xuân Sơn .............................................. 38
3.1.4. Khối lượng chất thải rắn được xử lý tại bãi rác Xuân Sơn................................................. 39
3.2. Phát thải khí metan từ quá trình chôn lấp tại bãi rác Xuân Sơn ............................................. 41
3.2.1. Tính toán các thông số cho mô hình LandGEM ................................................................. 41
3.2.2. Kết quả tính toán phát thải khí CH4 thoát ra từ rác thải tại bãi rác Xuân Sơn ................ 43
3.3. Kết quả tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ bãi rác Xuân Sơn ..................................... 43
3.4. Dự báo lƣợng phát thải khí metan từ chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ tại bãi rác Xuân Sơn
đến năm 2030 ........................................................................................................................................ 47
3.4.1. Dự báo sự gia tăng dân số của thành phố Hà Nội đến năm 2030 ...................................... 47
3.4.2. Dự báo về sự gia tăng lượng chất thải sinh hoạt................................................................. 51
3.4.3. Dự báo tải lượng khí ............................................................................................................. 59
3.5. Đề xuất các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn hữu cơ nhằm giảm thiểu phát thải khí
CH4 vào môi trƣờng ............................................................................................................................. 62
3.5.1. Biện pháp quản lý ................................................................................................................. 62
3.5.2. Biện pháp kỹ thuật ................................................................................................................ 63
3.5.3. Các biện pháp khác ............................................................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................67
Trang ii
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: CTR theo các nguồn phát sinh khác nhau.......................................................5
Bảng 1.2:Thành phần CTR SH trên địa bàn thành phố Hà Nội ......................................7
Bảng 1.3: Phương pháp xử lý CTR đô thị ở một số nước ...............................................8
Bảng 1.4: Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu được sinh ra từ BCL................................ 12
Bảng 3.1: Thành phần CTR SH tại đầu vào của bãi rác Xuân Sơn - Hà Nội................39
Bảng 3.2: Khối lượng CTR tại bãi rác Xuân Sơn giai đoạn 2010 - 2014 và dự tính cho
tương lai .........................................................................................................................40
Bảng 3.3: Thành phần CTR của bãi rác Xuân Sơn dùng để tính DOC .........................41
Bảng 3.4: Thông số đầu vào để tính phát thải khí metan theo LandGEN ....................43
Bảng 3.5: Kết quả tính toán lượng khí CH4 phát sinh của bãi rác Xuân Sơn ...............46
trong giai đoạn 2010 - 2014...........................................................................................46
Bảng 3.6: Dự báo dân số thành phố Hà Nội ..................................................................47
Bảng 3.7: Dự báo phân bố dân cư thành thị theo QHCHN 2030 ..................................49
Bảng 3.8: Dự báo dân cư nông thôn trong QHCHN 2030 ............................................50
Bảng 3.9: Khối lượng CTRSH phát sinh và thu gom trên khu vực thành thị của thành phố
Hà Nội năm 2020 và năm 2030 .......................................................................................52
Bảng 3.10: Khối lượng CTRSH phát sinh và thu gom trên khu vực nông thôn của thành
phố Hà Nội năm 2020 và năm 2030 ................................................................................56
Bảng 3.11: Dân số, khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh được đưa đến BCL Xuân Sơn
dự tính trong tương lai ...................................................................................................59
Bảng 3.12: Kết quả tính toán lượng khí CH4 phát sinh từ bãi rác Xuân Sơn trong ......60
giai đoạn 2010 - 2030 ....................................................................................................60
Trang iii
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Sự thay đổi về thành phần khí [33] ..............................................................15
Hình 1.2: Sơ đồ mô phỏng các sản phẩm đầu vào, đầu ra của các quá trình gốc, quá
trình đích khi phân tích một hệ thống [10] ....................................................................19
Hình 1.3: Sơ đồ mô tả sự phân phối khối lượng đầu vào trong các sản phẩm của một
quá trình [10] .................................................................................................................20
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình các bước phân tích chuyển vật chất [32] .............................22
Hình 2.1: Ảnh vệ tinh vị trí bãi rác Xuân Sơn ...............................................................25
Hình 2.2: Vị trí khu vực nghiên cứu [3] ........................................................................27
Hình 2.3: Sơ đồ mặt bằng bãi rác Xuân Sơn [3] ...........................................................28
Hình 2.4: Sơ đồ lấy mẫu chất thải rắn ...........................................................................31
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chôn lấp CTR tại bãi rác Xuân Sơn .....................................38
Hình 3.2: Sơ đồ cân bằng dòng vật chất cho hệ thống xử lý chất thải hữu cơ bằng
phương pháp chôn lấp của bãi rác Xuân Sơn - Sơn Tây - Hà Nội ................................ 45
Hình 3.3: Lượng khí metan phát thải trong giai đoạn 2010 - 2014 theo kịch bản 1 ....46
Hình 3.4: Lượng khí metan phát thải trong giai đoạn 2010 - 20114 theo kịch bản 2 ...47
Hình 3.5: Lượng khí metan phát thải trong giai đoạn 2010 - 2020 theo kịch bản 1 .....61
Hình 3.6: Lượng khí metan phát thải trong giai đoạn 2010 - 2020 theo kịch bản 2 .....61
Hình 3.7: Lượng khí metan phát thải trong giai đoạn 2010 - 2030 theo kịch bản 1 .....62
Hình 3.8: Lượng khí metan phát thải giai đoạn 2010 - 2030 theo kịch bản 2...............62
Trang iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BCL:
Bãi chôn lấp
BĐKH:
Biến đổi khí hậu
BTCT
Bê tông cốt thép
CTR:
Chất thải rắn
CTR SH:
Chất thải rắn sinh hoạt
HVS
Hợp vệ sinh
KCN:
Khu công nghiệp
KĐT
Khu đô thị
LandGEM
Landfill gas emission model
MFA
Phân tích dòng vật chất
QHCHN:
Quy hoạch chuẩn Hà Nội
RTSH
Rác thải sinh hoạt
UBND
Ủy ban nhân dân
VLDPE
Vật liệu DPE
VLXD
Vật liệu xây dựng
VSV
Vi sinh vật
Trang v
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay một trong những thách thức lớn nhất đang phải đối mặt đó là vấn đề
biến đổi khí hậu toàn cầu, dẫn đến sự nóng lên của trái đất và hiện tượng nước biển
dâng. Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, thiên tai trên phạm vi toàn cầu đã, đang và
sẽ xảy ra với tần suất nhiều hơn, phức tạp hơn, cường độ nhanh hơn và mức độ ảnh
hưởng đến các hoạt động sản xuất, phát triển kinh tế - xã hội cũng lớn hơn.
Bảo vệ môi trường đang là một trong những vấn đề cấp bách, trọng điểm mang
tính toàn cầu ngày càng được nhiều nước trên thế giới coi trọng. Ở Việt Nam trong
những năm qua sự phát triển kinh tế, đô thị hóa, cùng với sự gia tăng dân số không
ngừng đang tác động tiêu cực, đe dọa và gây sức ép về suy giảm môi trường sống đặc
biệt ở các khu đô thị, do không kiểm soát được lượng chất thải phát sinh, nhất là lượng
chất thải rắn sinh hoạt không ngừng gia tăng cả về khối lượng và đa dạng về thành
phần.
Lượng chất thải rắn phát sinh ngày càng nhiều, đa dạng phong phú về thành
phần nhưng các cơ quan quản lý, các cấp chính quyền Thành phố, quận, huyện, địa
phương vẫn chưa có giải pháp nào để quản lý và xử lý chất thải rắn cho phù hợp ngoại
trừ việc thu gom vận chuyển đến các bãi chôn lấp đơn thuần không qua xử lý. Điều đó
đã tạo ra các bãi rác chôn lấp chất thải khổng lồ, thiếu kiểm soát, không hợp vệ sinh.
Bên cạnh đó quỹ đất của thành phố sử dụng cho chôn lấp ngày càng hạn hẹp, hiện nay
không ít những bãi chôn lấp CTR ở các khu đô thị đang lâm vào tình trạng quá tải.
Trong khi các cơ quan quản lý, các nhà hoạch định chính sách phát triển kinh
tế, xã hội, các chuyên gia quản lý môi trường của thành phố đang xem xét lựa chọn tìm
ra phương pháp để xử lý chất thải rắn phù hợp với điều kiện của đô thị Việt Nam thì
việc giải quyết những vấn đề còn tồn đọng tại các bãi rác như: Ô nhiễm môi trường
không khí xung quanh bãi rác, ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm tại các khu vực
lân cận… cũng đang là một thách thức lớn. Xử lý chất thải rắn để chế biến chất thải
rắn có nguồn gốc hữu cơ thành phân ủ hữu cơ, nén ép ở áp lực cao các thành phần vô
cơ, chất dẻo… để tạo ra các sản phẩm gia dụng và xây dựng. Đốt chất thải và tận dụng
nguồn năng lượng từ chất thải rắn, thu hồi khí metan phát sinh từ các bãi chôn lấp chất
thải rắn để làm giảm sự phát thải khí nhà kính trong quá trình xử lý chất thải rắn từ các
bãi chôn lấp.
Trang 1
Trước thực trạng các vấn đề phát sinh ở các bãi chôn lấp như hiện nay, luận văn
lựa chọn đề tài: “Đánh giá phát thải khí nhà kính metan (CH4) từ bãi chôn lấp
chất thải hữu cơ: nghiên cứu tại bãi rác Xuân Sơn, Sơn Tây, Hà Nội và đề xuất
biện pháp giảm thiểu”, với định hướng tận thu nguồn khí CH4 để tăng hiệu quả kinh
tế, giảm lượng phát thải khí nhà kính nhằm bảo vệ môi trường và chống BĐKH.
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định được lượng chất thải sinh hoạt phát sinh được xử lý tại bãi chôn lấp
Xuân Sơn, Sơn Tây, Hà Nội và đánh giá được tiềm năng thu khí CH4 từ các bãi chôn
lấp nhằm giảm thiểu tác động đến biến đổi khí hậu và tăng cường hiệu quả kinh tế.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Chất thải rắn đô thị (chất thải hữu cơ)
Bãi chôn lấp chất thải
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu tại bãi rác Xuân Sơn (ô chôn lấp số 1) thuộc xã Xuân
Sơn, Sơn Tây, Hà Nội.
4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích dòng vật chất (MFA) để đánh giá cân bằng dòng thải, điều tra lượng
chất thải rắn, vận chuyển chất thải rắn được mang đến bãi rác Xuân Sơn. Đồng thời
phân tích các thành phần và tính chất của chất thải rắn sinh hoạt.
- Tính toán lượng phát thải khí CH4 từ bãi chôn lấp chất thải rắn, từ đó đưa ra dự
báo lượng khí CH4 phát thải trong tương lai và đưa ra được các biện pháp giảm thiểu
phù hợp với địa bàn nghiên cứu.
- Đề xuất các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường chống biến đổi khí
hậu do khí CH4 phát sinh từ các bãi chôn lấp và các biện pháp thu hồi khí CH4, vừa tận
thu được nguồn năng lượng có sẵn, vừa giảm được lượng phát thải khí nhà kính vào
môi trường.
Trang 2
4.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập thông tin và kế thừa
-
Thu thập các tài liệu, số liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam và
trên thế giới. Phân tích, đánh giá, tổng hợp và kế thừa các kết quả nghiên cứu
trong thời gian qua và trên thực tế.
-
Nghiên cứu phương pháp luận về phân tích dòng vật chất (MFA).
Phương pháp phân tích dòng vật chất.
Ứng dụng các bước MFA để tìm ra các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường
và khả năng thu hồi khí CH4 tận dụng làm nhiên liệu.
Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
-
Khảo sát ngoài thực địa, lấy mẫu và phân tích mẫu. Từ đó tính toán được lượng
phát thải khí nhà kính thải vào môi trường.
Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu phân tích, đánh giá, so sánh.
Trang 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Nguồn phát sinh, phân loại và thành phần chất thải rắn
Chất thải rắn được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của
con người và động vật tồn tại ở dạng rắn, được thải bỏ khi không còn hữu dụng hay
khi không muốn dùng nữa [17].
Như vậy, chất thải rắn bao gồm những chất thải rắn không đồng nhất từ các khu
dân cư và các chất thải đồng nhất từ các khu công nghiệp, nông nghiệp được thải bỏ
từ tất cả các hoạt động sản xuất, dịch vụ thương mại, công sở, văn phòng và sinh hoạt
của con người. Chất thải rắn sinh hoạt hay rác thải sinh hoạt là một bộ phận cấu thành
của chất thải rắn, được hiểu là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt
thường ngày của con người.
1.1.1. Nguồn phát sinh chất thải rắn sinh hoạt
Nói đến chất thải rắn người ta thường nghĩ ngay đến các khu đô thị và các khu
công nghiệp. Vì đô thị là nơi tập trung đông và thu hút nhiều dân cư, các hoạt động
kinh tế - xã hội rất đa dạng và phong phú, điều kiện sống, mức tiêu dùng của người
dân ngày càng cao, điều đó đã dẫn tới CTR phát sinh ngày càng nhiều. Nếu lượng
CTR này không được quản lý tốt thì nó sẽ ảnh hưởng ngày càng lớn và nó còn là mối
hiểm họa cho con người.
Trong công tác quản lý chất thải rắn, việc xác định các nguồn phát sinh chất
thải rắn đóng vai trò rất quan trọng. Mặc dù có rất nhiều cách để phân định về nguồn
gốc phát sinh chất thải rắn sinh hoạt nhưng chủ yếu từ nguồn chính:
-
Từ các hộ dân (sinh hoạt gia đình);
-
Từ hoạt động thương mại và dịch vụ (chợ, dịch vụ ăn uống, thương mại, công
cộng);
-
Từ các công sở, các trường học, viện nghiên cứu;
-
Từ đường phố, các bến xe, các nhà ga, sân bay;
-
Từ các bệnh viện, các khu công nghiệp;
-
Từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp;
-
Từ các trạm xử lý nước thải và từ các đường ống thoát nước của thành phố…
Các loại chất thải rắn được thải ra từ các hoạt động khác nhau thì việc xác định
về nguồn gốc phát sinh cũng khác nhau.
Trang 4
Bảng 1.1: CTR theo các nguồn phát sinh khác nhau
STT
Nguồn
Tính
phát sinh
chất
Loại chất thải
Rác thực phẩm, giấy, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh,
1
Thông
lon bia, kim loại, lá cây…
thường
VLXD thải từ xây sửa nhà, đường giao thông, vật liệu
thải từ công trường…
CTR đô
Đồ điện, điện tử hư hỏng, nhựa, túi nilon, pin, săm lốp
thị
Nguy
xe, sơn thừa, vỏ đựng hóa chất dùng trong xây dựng đèn
hại
neon hỏng, bao bì thuốc, đinh và các vật sắc nhọn, que
hàn, diệt chuột, ruồi, muỗi…
Thông
2
CTR
nông thôn
thường
Nguy
hại
CTR
3
công
nghiệp
Thông
thường
Nguy
hại
4
CTR y tế
Rác thực phẩm, cuống rau, giấy, vải, da, rác vườn, gỗ,
thủy tinh, lon bia, kim loại, lá cây, rơm rạ, cành lá cây,
chất thải chăn nuôi…
Đồ điện, điện tử hư hỏng, nhựa, túi nilon, pin, săm lốp
xe, sơn thừa, đèn neon hỏng, bao bì thuốc bảo vệ thực
vật…
Các phế thải từ vật liệu trong sản xuất công nghiệp.
Rác thải sinh hoạt của công nhân trong quá trình sản
xuất và sinh hoạt…
Kim loại nặng, giẻ lau máy, cao su, bao bì đựng hóa
chất độc hại, bao bì đóng gói sản phẩm.
Thông
Chất thải nhà bếp, chất thải từ hoạt động hành chính,
thường
bao gói thông thường…
Nguy
hại
Phế thải phẫu thuật, bông, gạc, chất thải bệnh nhân, chất
phóng xạ, hóa chất độc hại, thuốc hết hạn sử dụng, các
vật sắc nhọn như dao, kéo, kim tiêm, ống tiêm…
Nguồn: [2]
1.1.2. Phân loại chất thải rắn
Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn chủ yếu là do hoạt động của con người.
Chính vì vậy chất thải rắn rất đa dạng và phong phú về thành phần. Có rất nhiều cách
Trang 5
để phân loại chất thải rắn: Phân loại theo nguồn gốc phát sinh, theo thành phần hóa
học, theo tính chất độc hại…[17]
Phân loại theo vị trí hình thành
Phân loại theo cách này, tuy theo lĩnh vực hoạt động của con người mà CTR
sinh ra được phân loại thành:
-
CTR đô thị: CTR từ các hộ gia đình, chợ, trường học, cơ quan…
-
CTR nông nghiệp: rơm rạ, trấu, lõi ngô, bao bì thuốc bảo vệ thực vật…
-
CTR công nghiệp: chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp, KCN…
Phân loại chất thải rắn sinh hoạt theo thành phần hóa học
-
CTR hữn cơ: chất thải thực phẩm, rau củ quả, phế thải nông nghiệp, chất
thải chế biến thức ăn…
-
CTR vô cơ: chất thải vật liệu xây dựng như đá, sỏi, xi măng, thủy tinh…
-
Chất thải phân hủy sinh học, chất thải khó phân hủy sinh học;
-
Chất thải cháy được, chất thải không cháy được;
-
Chất thải tái chế được: kim loại, cao su, giấy, gỗ, nhựa…
Phân loại chất thải rắn sinh hoạt theo mức độ nguy hại
-
CTR thông thường: giấy, vải, thủy tinh…
-
CTR nguy hại: chất thải công nghiệp nguy hại, chất thải nông nghiệp
nguy hại (phân bón hóa học, các loại thuốc trừ sâu), chất thải y tế nguy
hại, các chất phóng xạ.
1.1.3. Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt
Khác với chất thải rắn công nghiệp, các thành phần của chất thải rắn sinh hoạt
có thành phần không đồng nhất. Điều đó được thể hiện ở sự không kiểm soát được các
nguyên liệu ban đầu dùng cho sinh hoạt và thương mại. Sự không đồng nhất đó đã tạo
ra một tính chất khác biệt trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt.
Chất thải rắn sinh hoạt gồm chất thải rắn hữu cơ và chất thải rắn vô cơ (khó
phân hủy):
-
CTR hữu cơ gồm: rau quả, thực phẩm loại bỏ, cành cây, lá, giấy… chiếm
khoảng 42,88% CTR SH [21];
-
CTR vô cơ (khó phân hủy) gồm: túi nilon, chai lọ nhựa, đồ dùng bằng nhôm,
sắt … chiếm 57,12% CTR SH [21].
Trang 6
Bảng 1.2:Thành phần CTR SH trên địa bàn thành phố Hà Nội
Thành phần
STT
%
1
Chất thải hữu cơ
38,03
2
Giấy
4,85
3
Nhựa
4,20
4
Nilon
8,48
5
Cao su, đồ da
4,15
6
Vải
2,15
7
Gỗ
3,02
8
Thủy tinh
2,79
9
Kim loại
2,00
10
Sành sứ
7,36
11
Chất thải khác
22,97
Tổng cộng
100
Nguồn: [21]
1.2. Các biện pháp xử lý chất thải rắn ở Việt Nam và Thế giới
1.2.1. Xử lý chất thải rắn ở một số nước trên thế giới
Tại các nước phát triển chôn lấp vẫn là công nghệ xử lý chủ yếu (trên 50%),
chỉ các nước có đất đai chật hẹp như Luxembourg, Nhật Bản và Singapore thì tỷ lệ
chôn lấp mới thấp (từ 24 - 7%). Công nghệ ủ phân vi sinh ít được sử dụng, cao nhất tại
Tây Ban Nha và Áo là 20 và 17%. Công nghệ đốt khoảng từ 5 - 76% và cao nhất ở các
nước có tỷ lệ chôn lấp thấp do chi phí cao hơn chôn lấp từ 10 - 15 lần [21].
Tại các nước có thu nhập trung bình như Thái Lan (Thủ đô Băng Cốc) và
Philippines, chôn lấp chiếm khoảng 85 - 90% [21].
Trang 7
Bảng 1.3: Phƣơng pháp xử lý CTR đô thị ở một số nƣớc
Phƣơng pháp xử lý (%)
Đốt
Tên nƣớc
STT
Chôn
Ủ phân
lấp
compost
Không
Thu
thu hồi
hồi
năng
năng
lƣợng
lƣợng
Các
phƣơng
Ghi chú
pháp
khác
1
Bỉ
54
7
21
3
11% nghiền
2
Pháp
54
11
14
21
6% nghiền
3
Ireland
100
0
0
0
4
Italia
53
10
22
10
5
Lucxembourg
24
0
0
76
19% nghiền
6
Hà Lan
59
1
6
24
69% nghiền
7
Anh
87
0,4
3
9
4% nghiền
8
Nauy (1991)
70
5
25
55,5
20
4,5
20
16
9
Tây
Ban
Nha
(1992)
10
Áo (1993)
54,6
17
12,4
11
Nhật (1992)
20,4
5,2
74,4
12
Singapore (1994)
7
0
93
13
Bangkok 1998
85
10
<5
14
Mát-xcơ-va
90
-
15
Seul
70,2
-
5
20% nghiền
Nguồn: [9]
Tại Mỹ: Hàng năm có 27% chất thải rắn được tái chế, khoảng 16% được thiêu
đốt, 57% còn lại được chôn lấp ở 2900 bãi rác. Mỹ đang thực hiện phương pháp xử lý
chuyển chất thải thành năng lượng (113 nhà máy đang thực hiện). Với phương pháp
Trang 8
này có thể giảm được 79 - 90% tổng lượng chất thải rắn và thu hồi nhiệt lượng để
chuyển thành điện năng [15].
Tại Thụy Điển: Thực hiện chiến lược giảm tối thiểu lượng chất thải rắn và tăng
cường thu hồi phế liệu cho tái chế (chiếm 25% tổng số chất thải rắn phát sinh năm
1997), áp dụng công nghệ tiên tiến để phân loại và thu gom, vận chuyển và xử lý chất
thải rắn. Thụy Điển hiện có 282 bãi chôn lấp với tổng số 4,75 triệu tấn chất thải rắn
được chôn lấp. Và là một trong những nước thực hiện việc phân loại chất thải rắn tại
nguồn có hiệu quả với sự tham gia tích cực của cộng đồng dân cư [15].
Tại Singapore: Là một đất nước sạch, đẹp, văn minh, CTR được phân loại
ngay tại nguồn và được thu gom vào túi nilon đặc biệt. Singapore có 5 nhà máy đốt rác
với công suất 9.000 tấn/ngày (khoảng 93%), số CTR còn lại được chôn lấp đặc biệt ở
biển ( khoảng 7%). Trong quá trình thiêu hủy CTR, nhiệt được thu hồi để chạy máy
phát điện[15].
Tại Nhật Bản: Nhật Bản là một nước có diện tích đất đai rất hạn hẹp, nên hiện
nay phương pháp chủ yếu Nhật Bản đang áp dụng là phương pháp thiêu hủy chất thải
rắn (chiếm 68% tổng lượng chất thải rắn, với 1919 xí nghiệp đốt chất thải rắn hoạt
động). Công suất của các xí nghiệp lớn nhất lên đến 1980 tấn/ngày đêm [15].
Tại Đức: Chính phủ Đức quy định công nghệ chôn lấp phải là tiên tiến, các bãi
chôn lấp chỉ tiếp nhận chất thải rắn đã qua thiêu hủy hoặc xử lý sơ bộ (nghiền, nén).
Bởi vậy tại nước này rất chú trọng đến biện pháp tái sinh chất thải rắn, lượng chất thải
rắn chôn lấp có xu hướng giảm dần (năm 1990 có 70% thì những năm cuối thế kỷ 20
chỉ còn lại 46%) [15].
Tại Hà Lan: Trong nhiều năm đất nước này đã tiến hành tiêu hủy chất thải
công nghiệp ở ngoài biển nhưng đến năm 1990 thì chấm dứt hoàn toàn. Hiện nay,
chính phủ nước này đã, đang quan tâm đến quy trình công nghệ đốt chất thải rắn và
chôn lấp không gây ô nhiễm môi trường.
Tại Fukuoka - Nhật Bản: Mô hình xây dựng nhà máy xử lý chất thải rắn thành
khu sinh thái Kytaky Ushu. Thành phố Fukuoka có diện tích khoảng 2.200 ha, có quỹ
đất 20ha xây dựng cụm, nhà máy xử lý chất thải rắn công nghiệp, gia dụng, phế liệu
xây dựng… trị giá 60 tỷ Yên. Với tỷ vốn đầu tư: tư nhân 70%, nhà nước 20% và địa
phương là 10%. Ở đây quy trình xử lý phụ thuộc rất nhiều vào công đoạn phân loại
(CTR vô cơ, hữu cơ thành 12 thành phần chất thải) và hình thức phân loại được áp
dụng triệt để: như bắt buộc các nhà sản xuất các vật dụng phải ghi rõ trên bao bì sản
Trang 9
phẩm loại nhựa, cấu tạo gồm những hợp chất gì, những nguyên tố nào có ảnh hưởng
tới đường hô hấp, mắt, qua da … các CTR được đưa vào buồng kín để tách riêng các
hợp chất bằng các thiết bị chuyên dùng …[15].
Trong khi đó, tại các nước đang phát triển còn phải đối mặt với những khó
khăn về xử lý chất thải rắn. Chẳng hạn như Thái Lan, Philippin, Ấn Độ… xử lý chất
thải chủ yếu bằng công nghệ chôn lấp, các chất thải y tế, chất thải rắn có thành phần
nguy hại sẽ được xử dụng công nghệ đốt.
Ở các nước có diện tích hẹp, hay tỷ lệ dân số cao thường sử dụng phương pháp
đốt để xử lý chất thải rắn. Phương pháp đốt chất thải rắn là một trong những phương
pháp xử lý triệt để nhất, sau khi đốt thể tích chất thải rắn giảm tới mức nhỏ nhất. Tuy
nhiên phương pháp thiêu đốt là một trong những phương pháp có giá thành cao nhất.
1.2.2. Xử lý chất thải rắn ở Việt Nam
Theo Báo cáo diễn biến môi trường thế giới Việt Nam - Word Bank, các khu đô
thị ở Việt Nam lượng chất thải rắn sinh hoạt hàng năm ước tính khoảng hơn 20 triệu
tấn chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau.
Lượng chất thải rắn của thành phố Hà Nội sau khi mở rộng lên tới 2,25 triệu
tấn, xử lý chất thải rắn chủ yếu là phương pháp chôn lấp và còn tồn tại nhiều bất cập.
Phần lớn các bãi chôn lấp CTR chưa hợp vệ sinh, hệ thống xử lý chất thải còn thiếu,
không tập trung và không an toàn. Theo tiêu chuẩn Quốc tế thì Việt Nam hiện có 17
trong tổng số 91 bãi chôn lấp hợp vệ sinh (bãi Thủy Phương - Huế, Nam Sơn - Hà Nội,
Gò Cát - TP. HCM…), các bãi chôn lấp còn lại đều không hợp vệ sinh hoặc xây dựng
hợp vệ sinh nhưng mà hoạt động không được hiệu quả, gây ô nhiễm môi trường [15].
Theo thực tiễn Hà Nội hiện nay có khoảng 20% được thu hồi tái chế, tái sử
dụng tại nguồn và các khu xử lý; ủ sinh học để sản xuất phân vi sinh tại Cầu Diễn
khoảng 70 tấn/ngày mới đạt khoảng 1% khối lượng CTR phát sinh; sử dụng công nghệ
đốt tại khu xử lý Xuân Sơn khoảng 100 tấn/ngày, mới đạt khoảng 1,5%. Còn lại tới
khoảng 75% chất thải rắn sinh hoạt được chôn lấp hợp vệ sinh không thu hồi năng
lượng [21].
Việt Nam hiện có hai thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh được đầu tư
xây dựng lò đốt chất thải y tế tiên tiến, một số bệnh viện tỉnh và thành phố cũng đã
được trang bị lò đốt nhưng mà hoạt động chưa hiệu quả gây ô nhiễm môi trường.
Ở Việt Nam phương pháp làm phân hữu cơ từ chất thải rắn được áp dụng rất có
hiệu quả ở một số khu xử lý chất thải như ở Cầu Diễn - Hà Nội công nghệ ủ hiếm khí
Trang 10
(compostry) - công nghệ Tây Ban Nha với công suất thiết kế 50.000 tấn rác/năm - sản
phẩm 13.200 tấn/năm. Ủ sinh học chất thải hữu cơ với công nghệ Pháp - Tây Ban Nha
được áp dụng tại Nam Định có công suất thiết kế 78.000 tấn rác/năm, áp dụng tại
thành phố Việt Trì với công suất thiết kế 30.000 tấn rác/năm [15].
Nhược điểm của phương pháp chế biến chất thải rắn thành phân vi sinh là mất
nhiều thời gian trong quá trình xử lý, thông thường mất khoảng từ 2 - 3 tháng, tốn diện
tích để xây dựng nhà máy. Một nhà máy sản xuất phân hữu cơ từ chất thải rắn với
công suất thiết kế xử lý 100.000 tấn rác/năm cần diện tích là 6 ha.
Ở Việt Nam phương pháp phổ biến nhất là chôn lấp đơn thuần không qua xử lý.
Tại thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày có khoảng 6.000 tấn chất thải rắn được mang
tới các bãi chôn lấp. Tuy nhiên do địa hình và quỹ đất nên tại thành phố Hồ Chí Minh
có rất nhiều bãi chôn lấp để phục vụ cho công tác xử lý chất thải rắn. Một số bãi chôn
lấp đã đóng cửa và một số bãi vẫn đang còn hoạt động [17]:
-
Bãi chôn lấp Phước Hiệp thuộc khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc. Bãi chôn
lấp này có diện tích trên 22,8 ha, công xuất xử lý CTR trung bình khoảng 3.000
tấn/ngày. Ngày 16/2/2008 công ty môi trường đô thị thành phố Hồ Chí Minh đã
chính thức đưa vào hoạt động bãi chôn lấp rác số 2 tại khu liên hợp xử lý CTR
Phước Hiệp - Củ Chi. Bãi này có sức chứa khoảng 4.464 triệu tấn rác, công
xuất tiếp nhận trung bình khoảng 2.000 tấn/ngày và tối đa trên 4.000 tấn/ngày;
-
Bãi chôn lấp CTR Đa Phước thuộc khu liên hợp xử lý chất thải rắn Đa Phước
chủ yếu phục vụ xử lý rác thải khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh với
tổng diện tích khu liên hợp là 73,64 ha trong đó diện tích để xây dựng ô chôn
lấp chất thải rắn là 29,7 ha với công suất tiếp nhận 3.000 tấn/ngày đêm.
Tại Miền Bắc, bãi chôn lấp CTR Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội là bãi chôn lấp
chất thải lớn nhất, xử lý chất thải rắn cho toàn thành phố Hà Nội. Trong 2 năm tới mỗi
ngày bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn tiếp nhận khoảng 3.000 tấn chất thải rắn và có
thể tăng lên đến 4.000 tấn/ngày. Hiện nay bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn đã lấp đầy
6/9 ô chôn lấp. Tiếp theo là bãi chôn lấp Xuân Sơn, Sơn Tây, Hà Nội mỗi ngày tiếp
nhận khoảng 200 tấn CTR sinh hoạt, bãi chôn lấp CTR sinh hoạt Kiêu Kỵ, Gia Lâm,
Hà Nội tiếp nhận mỗi ngày 70 tấn/ngày, khu xử lý Núi Thoong, Xuân Mai, Hà Nội xử
lý khoảng 40 tấn mỗi ngày… [21].
Trang 11
1.2.3. Quá trình hình thành các khí chủ yếu từ bãi chôn lấp
Khí bãi rác là một hỗn hợp phức tạp của các loại khí khác nhau được tạo ra từ
quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ khi có mặt các vi sinh vật trong bãi rác. Các
khí đặc trưng cho bãi rác như CH4, H2S, NH3, CO2, chất hữu cơ bay hơi.. và các khí
gây mùi hôi khác. Nhưng thành phần chủ yếu là khí CH4 chiếm 45 - 60%; CO2 chiếm
40 - 50% là các sản phẩm chính của quá trình phân hủy kỵ khí thành phần chất thải
hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học của chất thải rắn hữu cơ, lượng khí này sẽ được
tạo thành liên tục trong thời gian đầu và sẽ giảm dần. Nếu không được thu gom để xử
lý và tái sử dụng năng lượng, các loại khí trên sẽ gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường
không khí, đặc biệt là khí CH4 và CO2 gây ảnh hưởng tới biến đổi khí hậu do hiệu ứng
nhà kính.
Bảng 1.4: Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu đƣợc sinh ra từ BCL
Thành phần
STT
% (Thể tích khô)
1
CH4
45 - 60
2
CO2
40 - 60
3
N2
2-5
4
O2
0,1 - 1,0
5
Mercaptans, hợp chất chứa lưu huỳnh…
6
NH3
7
H2
0 - 0,2
8
CO
0 - 0,2
9
Các khí khác
0 - 1,0
0,1 - 1,0
0,01 - 0,6
Nguồn: [Tchobanoglous và cộng sự, 1993]
Chất thải rắn hữu cơ tại các bãi chôn lấp là một trong những nguồn phát thải khí
CH4 lớn nhất của con người tạo nên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra khí
trong BCL được diễn ra theo 5 giai đoạn và nguồn vi khuẩn chính cung cấp cho các
hoạt động sinh học này là vi khuẩn trong đất sử dụng để làm lớp phủ hàng ngày và lớp
Trang 12
phủ cuối cùng cho bãi chôn lấp CTR. Quá trình hình thành khí CH4 trong bãi chôn lấp
được diễn giải như sau:
Giai đoạn 1: Đây là giai đoạn khởi đầu, trong giai đoạn này CTR sẽ trải qua
quá trình phân hủy hiếu khí do các VSV hiếu khí sử dụng lượng oxi còn sót lại trong
các lỗ trống của chất thải rắn để phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học.
Giai đoạn này nó có thể kéo dài nhiều ngày hoặc nhiều tháng, tùy thuộc vào lượng oxi
có trong CTR, nó phụ thuộc vào độ nén của CTR và lớp đất phủ hàng ngày [8]. Sự
phân hủy này được mô tả bằng phương trình phản ứng sau:
Chất hữu cơ phân hủy sinh học + O2
CO2 + H2O + sinh khối + nhiệt +
NH3 + CTR đã phân hủy một phần.
Giai đoạn 2: Đây là giai đoạn chuyển tiếp, trong giai đoạn này lượng oxy trong
bãi chôn lấp bị cạn kiệt nhanh chóng và quá trình phân hủy kỵ khí (một quá trình mà
không cần oxy) bắt đầu được diễn ra, vi khuẩn chuyển đổi các hợp chất tạo thành bởi
vi khuẩn hiếu khí vào acetic, lactic, axit formic và cồn (methanol và ethanol). Khi đó
trong các phản ứng sinh hóa NO3; SO42- sẽ là những chất nhận điện tử và chúng bị khử
thành N2 và H2S, Việc khử NO3; SO42- diễn ra ở hiệu điện thế oxy hóa khử từ -50 mV
đến -100mV và các khí metan sinh ra các phản ứng oxy hóa khử xảy ra ở hiệu điện
thế từ -150mV đến -300mV. Thời gian chôn lấp càng lâu thì thế điện động giữa các
pha càng tăng, các vi sinh vật là yếu tố làm cho các chất thải sinh hoạt chuyển hóa
thành metan, cacbonic (CO2) và chuyển sang giai đoạn 3 là giai đoạn hình thành các
axit hữu cơ phức tạp. Một điều đáng chú ý là ở giai đoạn này pH trong nước rò rỉ đã
bắt đầu giảm do sự có mặt của các axit hữu cơ.
Giai đoạn 3: Trong giai đoạn này các vi khuẩn đã bắt đầu hoạt động mạnh, làm
tăng nhanh các acid hữu cơ đồng thời làm giảm các khí hydro sinh ra. Bước đầu tiên
của này là các chất hữu cơ cao phân tử (lipid, các polymer hữu cơ, protein) được thủy
phân nhờ các men trung gian (enzyme- mediated) trở thành những hợp chất hữu cơ có
mạch ngắn hơn thích hợp cho các vi sinh vật. Bước tiếp theo là quá trình acid hóa các
hợp chất hữu cơ được sinh ra ở bước đầu tiên thành các hợp chất trung gian có phân tử
lượng thấp hơn. Trong đó phần lớn là acid acetic, một phần nhỏ acid fulvic và các acid
hữu cơ phức tạp hơn. Các khí được hình thành trong giai đoạn này chủ yếu là khí CO2
và một lượng nhỏ khí H2. Những vi khuẩn sinh ra trong nhóm này thường được gọi là
nhóm vi khuẩn acid hóa. Bởi vì sự có mặt của các acid hữu cơ và các khí CO2 đã làm
cho pH có mặt trong nước rỉ rác giảm xuống ở mức 5 hay thấp hơn; BOD5, COD, độ
Trang 13
dẫn điện tăng lên đáng kể trong giai đoạn này. Do pH giảm thấp nên các kim loại nặng
có trong chất thải rắn cũng bị hòa tan làm cho nồng độ các kim loại nặng trong nước rò
rỉ tăng cao.
Giai đoạn 4: Ở trong giai đoạn này có 2 nhóm các vi sinh vật chuyển hóa các
acid acetic (CH3COOH) và các khí hydro (H2) thành các khí CH4 và CO2. Quá trình
này sẽ làm cho pH của nước rỉ rác tăng trở lại và đạt ở mức pH = 6,8 - 8. Cũng tương
ứng với điều đó thì nồng độ BOD, COD, độ dẫn điện của nước rỉ rác cũng giảm
xuống, do pH giảm nên nồng độ các kim loại nặng trong nước rỉ rác cũng giảm xuống.
Giai đoạn 5: Giai đoạn này diễn ra khi các chất hữu cơ đã chuyển hóa hoàn
toàn thành CH4 vaø CO2, tốc độ khí bãi rác giảm đáng kể vì lượng dưỡng chất đã theo
nước rỉ đi ra khỏi chất thải rắn và các chất nền còn lại thường là những chất không
phân hủy sinh học. Nước rỉ rác ở giai đoạn này thường chứa nhiều mùn và một vài
chất hữu cơ (acid humic, acid fulvic) do phân hủy sinh học chậm. Độ dài của giai đoạn
này tùy thuộc vào tỷ lệ chất hữu cơ, lượng chất, độ ẩm của chất thải rắn và độ nén ban
đầu của chất thải rắn khi chôn lấp.
Sự phân hủy kỵ khí các chất thải rắn hữu cơ trong bãi chôn lấp được đơn giản
hóa bằng phương trình phản ứng sau:
Các chất hữu cơ (CTR) + H2O + Chất dinh dưỡng
Chất hữu cơ mới + Mùn + CO2 + CH4 + NH3 + H2S + Nhiệt lượng
Giả sử quá trình phân hủy rác xảy ra hoàn toàn:
CaHbOcNd + 1/4(4a-b-2c-3d) H2O
1/8(4a+b-2c-3d) CH4 +
+ 1/8(4ab+2c+3d)CO2 + d NH3
Trang 14
TH
ÀN
H
PH
ẦN
KH
Í
BÃ
I
RÁ
C(
%
TH
EO
TH
Ể
TÍ
CH
)
Hình 1.1: Sự thay đổi về thành phần khí [33]
THỜI GIAN
Thông thường chất hữu cơ có trong chất thải rắn được phân làm hai loại:
-
Các chất hữu có khả năng phân hủy nhanh (từ 3 tháng đến 5 năm)
-
Các chất hữu có có khả năng phân hủy chậm (trên 50 năm).
Ngoài ra hàm lượng chất hữu cơ bay hơi (VOC) và các khí vi lượng thoát ra từ
bãi chôn lấp là rất lớn. Hiện nay các khí này vẫn chưa được phân tích và giám sát đầy
đủ. Theo các nghiên cứu mới nhất tại các bãi chôn lấp chất thải rắn nếu các khí này
không được giám sát chặt chẽ sẽ gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nước mặt,
nước dưới đất và môi trường không khí xung quanh khu vực.
Quá trình thoát khí từ bãi chôn lấp: Hàm lượng và tỷ lệ phát thải các khí vào
không khí tại các bãi chôn lấp tùy thuộc vào lớp đất phủ bề mặt. Nếu không có lớp đất
phủ thì tất các các khí bãi rác được tạo thành sẽ thải trực tiếp lên khí quyển và được
khuếch tán một cách nhanh nhất. Có một số bãi chôn lấp, các hố chôn lấp được chứa
đầy chất thải rắn lúc đó mới được phủ một lớp đất ở trên bề mặt. Lớp đất phủ bề mặt
nếu không được phủ thường xuyên mỗi ngày thì trong suốt giai đoạn vận hành hố
chôn, các khí được hình thành vẫn thải vào khí quyển, khi đó sẽ gây ra mùi hôi thối và
Trang 15
có nhiều loại côn trùng phát tán vào môi trường gây ảnh hưởng tới môi trường, đến
khu vực dân cư xung quanh.
1.3. Tác động của CTR sinh hoạt đối với môi trƣờng và con ngƣời
1.3.1. Tác động tới môi trường nước
Trong quá trình vận hành bãi chôn lấp, một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn
nhất đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước (nước dưới đất và nước mặt), là
nước rỉ rác từ bãi chôn lấp. Lượng nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm nặng nề đến
môi trường sống cả về lưu lượng lớn và nồng độ chất ô nhiễm cao.
Nước rỉ rác có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua chất thải rắn mang
theo các chất hòa tan và các chất lơ lửng. Trong hầu hết các bãi chôn lấp, nước rỉ rác
bao gồm lượng chất lỏng chuyển vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài như nước bề
mặt, nước mưa, nước dưới đất và nước tạo thành trong quá trình phân hủy chất thải rắn
(nếu có). Khi nước thấm qua chất thải rắn đang trong quá trình phân hủy, các thành
phần sinh học và hóa học bị hòa tan vào dung dịch.
Nếu thành phần nước rỉ rác có chứa nhiều kim loại thì nó sẽ gây hiện tượng ăn
mòn kim loại trong môi trường nước. Sau đó phân hủy trong môi trường có và không
có oxy, gây ô nhiễm môi trường sinh thái và nguồn nước. Những chất thải nguy hại
như chì, thủy ngân, asen, cacdimi hoặc những chất phóng xạ thì có tính chất nguy
hiểm rất cao.
1.3.2. Tác động tới môi trường không khí
Thông thường, chất hữu cơ có trong CTR được phân làm hai loại: (loại 1) các
chất có khả năng phân hủy nhanh (3 tháng đến 5 năm) và (loại 2) chất hữu cơ có khả
năng phân hủy chậm ( 50 năm). Tỷ lệ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học tùy
thuộc rất nhiều vào hàm lượng lignin của chất thải rắn. Khả năng phân hủy sinh học
của các chất hữu cơ khác nhau, trên cơ sở hàm lượng lignin. Dưới những điều kiện
thông thường, tốc độ phân hủy được xác định trên cơ sở tốc độ sinh đạt cực đại trong
vòng hai năm đầu, sau đó giảm dần và kéo dài trong vòng 25 năm hoặc hơn nữa.
Bảng 1.5: Khả năng phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong CTR SH
STT
Thành phần chất hữu cơ
Hàm lƣợng
Thành phần có khả năng
ligin (% LC)
phân hủy sinh học (%VS)
1
Rác thực phẩm
0,4
0,82
2
Giấy báo
21,9
0,22
Trang 16
