Nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại vùng đất ngập nước ven biển phía nam việt nam (trường hợp cụ thể tại vùng đất ngập nước cần giờ, TP HCM) (tt)

ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
--------------------

NGUYỄN THỊ THANH MỸ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ
CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TRÊN VÙNG ðẤT
NGẬP NƯỚC VEN BIỂN PHÍA NAM VIỆT NAM
((TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ TẠI VÙNG ðẤT NGẬP NƯỚC CẦN GIỜ
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH)

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2011


MỞ ðẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT
Trong ñiều kiện tự nhiên của vùng ñất ngập nước (ðNN) ven biển với ñặc ñiểm dân cư phân
tán, cụm dân cư qui mô nhỏ công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) ñã và ñang là vấn
ñề bức xúc cần ñược quan tâm giải quyết.
Do vậy ñề tài luận án “Nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại vùng
ñất ngập nước ven biển phía Nam Việt Nam (trường hợp cụ thể tại vùng ðNN Cần Giờ,
TP.HCM) cần thiết thực hiện nhằm góp phần giải quyết vấn ñề bức xúc về quản lý và xử lý
CTRSH góp phần cải thiện môi trường và phát triển KT-XH bền vững vùng ðNN ven biển.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
ðề xuất mô hình quản lý và xử lý CTRSH hợp lý, có cơ sở khoa học và thực tế góp phần bảo vệ
môi trường, giữ gìn sức khỏe của cộng ñồng dân cư vùng ðNN ven biển Cần Giờ.
3. PHẠM VI, ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Phạm vi nghiên cứu: vùng ðNN ven biển Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh.

ðối tượng nghiên cứu: Thành phần hữu cơ (TPHC) trong CTRSH tại vùng ðNN ven biển
Cần Giờ. Mô hình quản lý và xử lý CTRSH thích hợp với sự phân bố dân cư phân tán, cụm dân
cư qui mô nhỏ.
4. PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU
Phương pháp luận dựa trên cơ sở thực tế của vùng ðNN với những ñặc ñiểm ñặc trưng cần
ñược quan tâm trong quá trình nghiên cứu:
• Vùng ðNN ven biển Cần Giờ có mật ñộ dân cư phân tán, cụm dân cư nhỏ, khoảng cách
giữa các khu dân cư tập trung khá xa vì vậy việc liên kết giữa các cụm dân cư ñể thu gom
CTRSH về một bãi tập trung khó khả thi;
• ðất vùng nghiên cứu thuộc vùng ñất rất yếu (ñất không chân) khó khăn cho xây dựng nền
móng công trình. ðộ mặn của ñất khá cao ảnh hưởng xấu ñến nền móng công trình xây
dựng;
• Là khu vực có hệ sinh thái rừng ngập mặn ñược UNESCO công nhận là khu sinh quyển thế
giới;
• Vùng ðNN Cần Giờ là nơi sẽ chịu ảnh hưởng nhiều do biến ñổi khí hậu nên sẽ khó quy
hoạch phát triển khu dân cư và khả năng di dân là rất lớn trong tương lai;
• Vùng ðNN Cần Giờ với lượng rác phát sinh của 1 thị trấn và 6 xã mỗi ngày chỉ khoảng 40
tấn/ngày nên việc ñầu tư xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh theo TCVN 6696:2009, cũng
như việc ñầu tư nhà máy xử lý CTRSH ở ñây là khó phù hợp và ít hiệu quả kinh tế;
• Mặt khác, nếu huyện Cần Giờ sử dụng chung bãi rác tập trung của thành phố thì tốn nhiều
chi phí vận chuyển (khoảng 100 km ñối với bãi rác Phước Hiệp) hoặc không an toàn nếu
vận chuyển rác bằng ñường thủy (ñến bãi rác ða Phước) do phải ñầu tư cảng trung chuyển
và tàu vận chuyển rác.
Trên cơ sở ñiều kiện thực tế như ñã nêu, cần thiết nghiên cứu ñề xuất mô hình xử lý và quản lý
CTRSH tại vùng ðNN phù hợp với qui mô nhỏ, hộ gia ñình phân tán, chi phí ñầu tư ban ñầu
thấp, ít tốn năng lượng trong quá trình vận hành, phù hợp với ñặc thù ñịa phương.

1

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC, TÍNH MỚI VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
5.1 Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của luận án ñã ñề xuất mô hình quản lý và xử lý CTRSH vùng ðNN ven
biển có cơ sở khoa học và thực tiễn thông qua các nghiên cứu thực nghiệm quá trình ủ thiếu khí
TPHC và vai trò của trùn quế trong tiêu thụ và phân hủy TPHC.
Xác ñịnh ñược các thông số thực nghiệm cần thiết cũng như các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình
phân hủy TPHC làm cơ sở ñể triển khai vào thực tế cũng như làm căn cứ ñề xuất mô hình quản
lý và xử lý thích hợp tại vùng ñặc thù ðNN ven biển.
5.2 Những ñóng góp khoa học mới của luận án
5.2.1 Về mặt lý thuyết
- Kết quả nghiên cứu của ñề tài ñóng góp về mặt lý thuyết liên quan ñến quá trình phân hủy
sinh học hiếu khí CTRHC với cấp khí tự nhiên có kiểm soát (kiểm soát ñược). Xác ñịnh vận
tốc thoát khí trong mô hình ủ: q = 0.115h0.245 H0.251 ∆H0.464 phụ thuộc vào các yếu tố: chiều
cao chân ñỡ (h) của mô hình ủ, chiều cao ống thông hơi (H) và chiều cao khối ủ với hệ số
tương quan R2 = 0,939;
- ðề xuất ñược mô hình quản lý và xử lý CTRSH qui mô hộ gia ñình phân tán, qui mô cụm
dân cư và khu dân cư tập trung thích hợp với ñiều kiện của vùng ðNN ven biển Cần Giờ.
5.2.2 Về mặt thực nghiệm
- Xác ñịnh ñược các thông số thực nghiệm cũng như các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân
hủy TPHC với cấp khí tự nhiên có kiểm soát: Chiều cao chân ñỡ của mô hình ủ: 10 cm,
chiều cao ống thoát hơi: 50 cm (có thể ñiều chỉnh). Thời gian ủ tối ưu là 35 ngày, nhiệt ñộ 58
– 62oC, ñộ ẩm 58 – 64%, ñiều kiện cấp khí tự nhiên với hệ số cấp khí dao ñộng trong khoảng
11,47 m3/m3.h ñến 26,53 m3/m3.h;
- Xác ñịnh có cơ sở khoa học về vai trò của trùn quế trong tiêu thụ và phân hủy các TPHC
thông qua kết quả của nghiên cưu thực nghiệm: Trùn quế có khả năng tiêu thụ phân hủy phần
lớn các thành phần hữu cơ trong CTRSH , ñến 47- 60% trọng lược cơ thể của chúng , pH
thích hợp 6,5 – 8,0, ñộ ẩm = 70 - 80 %, nhiệt ñộ = 25- 30 0C;
- Trên cơ sở số liệu thực nghiệm xây dựng ñược công nghệ ủ thiếu khí TPHC qui mô nhỏ (Q =
6 – 8 m3/ngày) bằng cấp khí tự nhiên kiểm soát ñược và xử lý TPHC qui mô hộ gia ñình với
sự tham gia của trùn quế.

5.3 Ý nghĩa kinh tế - xã hội
• Kết quả nghiên cứu của luận án ñáp ứng nhu cầu bức xúc trong thực tế về quản lý và xử lý
CTR vùng ðNN ven biển mà lâu nay ít ñược quan tâm giải quyết;
• Giải quyết ñược lượng CTRSH phát sinh tại những vùng dân cư phân tán, cụm dân cư qui
mô nhỏ mà trước ñây chưa có giải pháp thu gom hoặc xử lý;
• Mô hình xử lý TPHC ñề xuất ñơn giản, khả thi, không tốn năng lượng, dễ vận hành thích
hợp trong ñiều kiện thực tế ðNN;
• Sản phẩm thu ñược sau quá trình phân hủy sinh học ñược sử dụng làm phân bón cho cây
trồng, cải tạo ñất trồng trọt, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững vùng ðNN
ven biển.
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN
1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN
Các vùng ðNN ven biển Việt Nam phân bố chủ yếu ở châu thổ sông Cửu long, sông Hồng và
dọc bờ biển. Khu vực Gành Rái – ðồng Tranh tồn tại trong vùng ðNN Cần Giờ với các nhóm
2


ðNN khác nhau: vùng ñất thấp ngập nước ven biển và vùng ðNN triều với RNM ñược
UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển của thế giới.
1.2 TỔNG QUAN VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN PHÍA NAM
Diện tích ðNN của nước ta là khoảng 10 triệu ha, chiếm 1/3 diện tích cả nước, ñược phân bố ở
vùng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long, các hệ sinh thái ñầm phá, các bãi bùn, các vùng cửa
sông và vùng ngập mặn dọc theo bờ biển từ Móng Cái ñến Hà Tiên.
Theo bản ñố ðNN vùng ðBSCL, tỷ lệ 1:250.000, diện tích ðNN có 4.939.684 ha chiếm
95,88% diện tích tự nhiên, bao gồm diện tích ðNN nội ñịa và ðNN ven biển ngập theo triều
dưới 6m. ðNN ven biển phân bố dọc ven biển ðông, phía Tây Nam bán ñảo Cà Mau và vịnh
Thái Lan. Các kiểu ðNN chính trong vùng này là ðNN mặn thường xuyên và ðNN mặn không
thường xuyên. Các dải rừng ngập mặn phân bố dọc ven biển có vai trò rất quan trọng trong hệ
sinh thái ðNN ven biển.
Qua khảo sát thực tế tại một số tỉnh có ðNN ven biển (Bà Rịa – Vũng tàu, Trà Vinh, Bạc Liêu,

Sóc Trăng,…) cho thấy trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, các vấn ñề môi trường phát
sinh, nhất là việc quản lý và xử lý CTRSH còn nhiều bất cập và lúng túng.
1.3 TỔNG QUAN VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN CẦN GIỜ
1.3.1 Tổng quan về các kiểu ðNN ven biển Cần Giờ
ðNN Cần Giờ nằm trong vùng ðNN ven biển khu vực cửa sông hệ thống sông ðồng Nai –
Vịnh Gành Rái – ðồng Tranh.
Các kiểu ðNN ven vịnh Gành Rái – ðồng Tranh ñược tóm lược gồm các kiểu loại: Rừng ngập
mặn, bãi sình lầy, ñầm nước lợ, bãi cát, bãi bùn triều, vùng cửa sông, ñồng cỏ chịu mặn, ñầm
nuôi thủy sản tự nhiên, sông rạch ao hồ, ruộng muối,…
1.3.2 ðiều kiện tự nhiên
a. Vị trí ñịa lý
Cần Giờ là một huyện ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) có ñặc ñiểm tự nhiên
riêng biệt so với các quận huyện khác. Trung tâm hành chánh huyện cách trung tâm thành phố
khoảng 50 km (theo ñường chim bay), nằm về phía ðông Nam Thành phố, chiều dài từ Bắc
xuống Nam là 35km, từ ðông sang Tây là 30km.
b. ðặc ñiểm khí hậu
Chế ñộ nắng tại Cần Giờ có sự phân mùa rõ rệt. Trong mùa khô trung bình có khoảng 238 giờ
nắng, mùa mưa trung bình dưới 230 giờ nắng. Tuy nhiên tính trung bình cả năm thì số giờ nắng
chiếm 50 – 70% thời gian trong ngày.
Chế ñộ mưa giữa mùa khô và mùa mưa tương phản rõ rệt, 90% lượng mưa tập trung vào mùa
mưa.
c. ðịa hình
ðịa hình huyện Cần Giờ bị phân cắt mạnh bởi mạng lưới sông rạch chằng chịt (mật ñộ dòng
chảy 7.0 ñến 11km/km2), cao ñộ dao ñộng trong khỏang từ 0.0m ñến 2.5m. Nhìn chung ñịa hình
tương ñối thấp và bằng phẳng, có dạng lòng chảo, trũng thấp ở phần trung tâm (bao gồm một
phần của các xã Tam Thôn Hiệp, An Thới ðông, Lý Nhơn, Long Hòa, Thạnh An).
d. Chế ñộ thủy văn: Diện tích sông rạch của Cần Giờ 22.667 ha chiếm 21,27% diện tích toàn
huyện. Vùng ngập mặn ven biển này có chế ñộ bán nhật triều, có hai lần nước lớn và hai lần
nước ròng trong ngày.

3


1.3.3

ðặc ñiểm kinh tế - xã hội

Cơ cấu phát triển kinh tế – xã hội chủ yếu của Huyện trong tương lai: Cảng biển – công nghiệp
dịch vụ cảng và ñánh bắt chế biến thủy hải sản, bảo vệ khu rừng thiên nhiên (33.000 ha) và
nông lâm nghiệp – du lịch sinh thái.
a. Dân số: Dân số toàn huyện ñến tháng 12/2009 là 70.315 người, trong ñó: Bình Khánh, An
Thới ðông, Cần Thạnh (vùng huyện lỵ) và Long Hòa là những xã ñông dân và có mật ñộ dân số
cao.
b. ðường bộ: Tuyến ñường bộ huyết mạch nối Cần Giờ với trung tâm thành phố là tuyến
ñường Rừng Sác từ phà Bình Khánh ñến trung tâm hành chính của huyện dài 36,5 km. Có 4
ñường nhánh và ñường nội bộ chính nối trục chính ñến trung tâm các xã và cụm dân cư.
1.3.4 Ảnh hưởng ñặc trưng của vùng ðNN ven biển Cần giờ ñến công tác quản lý
CTRSH
Những ñặc ñiểm ñặc trưng có ảnh hưởng lớn ñến công tác quản lý và xử lý CTRSH:
• Với sự phân bố dân cư phân tán, giữa các ấp, xã cách xa nhau gây khó khăn thu gom và vận
chuyển CTRSH về bãi xử lý chung;
• Kênh rạch chằng chịt của vùng ðNN ven biển Cần Giờ cũng gây không ít trở ngại trong
công tác quản lý CTRSH mà thực tế lâu nay gặp nhiều khó khăn, bất cập;
• ðường giao thông hẹp, không thuận lợi và rất khó khăn trong thu gom, vận chuyển CTRSH.
1.4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ CTRSH, CÁC NGHIÊN CỨU TRONG
VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN
1.4.1 Sơ lược về hệ thống quản lý CTRSH
Một cách tổng quát hệ thống quản lý CTRSH bao gồm 6 công ñoạn cơ bản: nguồn phát sinh;
quản lý CTRSH từ nguồn; thu gom; trung chuyển và vận chuyển; thu hồi, tái chế, xử lý; Bãi
chôn lấp.

1.4.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý CTRSH
Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là: tái sử dụng các vật liệu thải bỏ, chế biến chất thải thành
phân compost và những vật liệu tái sinh khác (nhựa tái sinh, giấy tái sinh, kim loại tái sinh,…),
ñốt chất thải và chôn lấp rác thô ở các bãi chôn lấp hợp vệ sinh.
Mỗi phương pháp xử lý ñều có những ưu, nhược ñiểm riêng của nó:
1.3.2.1 Phương pháp ñốt
Xử lý CTRSH bằng phương pháp ñốt là một trong những phương pháp ñược quan tâm áp dụng
ở nhiều nước trên thế giới ñặc biệt các nước tiên tiến: Nhật Bản, sau ñó Mỹ, Anh, Pháp, ðức
tùy thuộc vào ñiều kiện về mặt bằng, tiêu chuẩn môi trường qui ñịnh, khả năng tài chính, trình
ñộ nghiệp vụ quản lý vận hành.
1.3.2.2 Phương pháp chôn lấp
Phương pháp chôn lấp CTR là phương pháp ñược áp dụng lâu ñời nhất, rộng rãi và phổ biến ở
nhiều nước trên thế giới (Mỹ, Anh, Canada) cũng như ở Việt Nam bởi chi phí ñầu tư thấp (so
với các phương pháp khác), và khía cạnh môi trường có thể chấp nhận ñược.
1.3.2.3 Phương pháp sinh học
Thành phần CTRSH ở nước ta chứa 50 – 60% chất hữu cơ, thích hợp khi ứng dụng phương
pháp sinh học ñể xử lý.
Phương pháp xử lý sinh học CTRSH bao gồm 3 dạng khác nhau: ủ kỵ khí, ủ hiếu khí và ủ thiếu
khí. Mỗi phương pháp có những ưu, nhược ñiểm như sau:
4


• Ủ kỵ khí: có ưu ñiểm là sinh ra khí sinh học có nhiệt trị cao, sản sinh năng lượng ñiện ñáng
kể. Nhược ñiểm lớn nhất của quá trình ủ kỵ khí CTRHC là chi phí ñầu tư lớn, trang thiết bị
ñắt tiền, vận hành phức tạp, thời gian phân hủy lâu. Qui trình ủ kỵ khí chỉ áp dụng cho qui
mô lớn (>150 tấn/ngày).
• Ủ hiếu khí: với sản phẩm phân hủy là phân compost (phân hữu cơ) có thể làm phân bón cho
các loại cây trồng, cải tạo và làm màu mỡ ñất. Phương pháp ủ hiếu khí có chi phí xử lý thấp
hơn với qui mô nhỏ so với phương pháp ủ kỵ khí và phương pháp ñốt. Nhược ñiểm của
phương pháp ủ hiếu khí là nhiều công ñoạn phức tạp do ñó chi phí cao, tốn kém nhiều năng

lượng khi vận hành, thiết bị nhanh hư hỏng,…
• Ủ thiếu khí: thực chất của quá trình ủ thiếu khí là quá trình ủ hiếu khí nhưng ít oxy (thiếu
khí). Việc cung cấp oxy theo con ñường làm thoáng tự nhiên. Ưu ñiểm chính là ñầu tư thấp
không tốn kém năng lượng, quản ly vận hành không phức tạp, thích hợp với qui mô nhỏ
trong ñiều kiện ðNN.
1.2.3.4 Phương pháp tái chế CTRSH
Tái chế CTRSH có thể tái chế ñược: giấy, nhựa, thủy tinh, kim loại,… với những công nghệ tái
chế tương ứng thích hợp
1.2.3.5 Sản xuất khí sinh học
Khí sinh học thực chất là sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học kỵ khí. Thành phần chủ yếu
của khí sinh học là CH4: 55 – 65% và CO2: 35 – 45%. Có thể thu hồi năng lượng từ khí sinh học
1.2.3.6 Quá trình nhiệt phân
Là phương pháp xử lý CTR hoàn toàn không có oxy
1.2.3.7 Khí hóa CTR
Là quá trình ñốt hợp phần CTR với lượng oxy ít hơn lượng ….. ñể tạo thành các khí cháy ñược
như: CO, H2, hydrocarbon no, chủ yếu là metan.
1.3.3 Tổng quan về các nghiên cứu quản lý và xử lý CTRSH
1.3.3.1 Một số công trình áp dụng ngoài nước
Tại Bangladesh, ở qui mô hộ gia ñình triển khai bằng thùng ủ dã chiến với vật liệu dễ kiếm và
rẻ tiền (thùng phuy, ống cống,…) CTRSH ñược phân loại tại hộ gia ñình ñể chọn lựa CTRHC
(thức ăn dư, thực phẩm, rau cải,…). Ở qui mô cụm dân cư triển khai phổ biến nhất là ủ ñống
hiếu khí có ñảo trộn và không ñảo trộn (ñược làm thoáng bằng cách ñục lỗ xung quanh bể ủ).
Tại Mỹ, Một trong các nghiên cứu về quá trình phân hủy CTRHC với sự tham gia của một loại
trùn ñược triển khai tại một số nhà hàng ở Bang Portland – Mỹ. CTRHC chủ yếu là các loại rau,
cải bắp, trái cây, thực phẩm dư thừa. Phân thu ñược có màu nâu, không mùi và ñược sử dụng
bón cây.
Tại Trung Quốc: qui mô khu dân cư sử dụng thiết bị ủ kín (phần lớn là hầm ủ) có bổ sung
VSV và thổi khí. Thời gian ủ 10-12 ngày sau ñó ủ chín 15-20 ngày, sau ñó sàng lọc lấy thành
phần hữu cơ, pha trộn bổ sung N,P,K.
1.3.3.2. Trong nước

a. Công nghệ CDW - Công ty ñầu tư và phát triển Tâm Sinh Nghĩa công nghệ CDW bao gổm:
thu gom, tập kết rác theo dòng rác thải vận chuyển về trạm CDW, phân loại chi tiết tận thu
chất thải có thể tái chế và tái sử dụng

5


b. Mô hình sản xuất phân compost – công nghệ FBT-7/14
Mô hình chế biến compost bằng công nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng bức (FBT-7/14), quy mô
trung bình: 8 tấn/ngày; ðộ ẩm trung bình: 70-75oC; Nhiệt ñộ duy trì: 55-65oC. Có 2 quy trình
công nghệ ñã ñược trình diễn bao gồm: 1. Công nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng bức “7 ngày”
và 2. Công nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng bức “14 ngày”.
c. Nhà máy Lai Vung – ðồng Tháp: Quy trình công nghệ hiếu khí trong bể chứa, Q = 5
T/ngày.
d. Nhà máy xử lý CTR Bà Rịa – Vũng Tàu: Qui mô 100 – 120 T/ngày, áp dụng công nghệ ủ
hiếu khí trong hầm ủ và ủ chín 20 ngày, có hệ thống cấp khí nhân tạo.
e. Nhà máy xử lý CTR ðông Vinh – Nghệ An: Qui mô 100 – 120 T/ngày, áp dụng công
nghệ ủ hiếu khí trang thiết bị VC-Seraphin;
f. Nhà máy rác Thủy Phương (Huế) áp dụng Công nghệ An Sinh – ASC: Qui mô 150
T/ngày. công nghệ ủ hiếu khí trong hầm chứa bê tông, công nghệ nội hóa 100%, cơ khí hóa
cao. Tuy nhiên tiêu tốn nhiều năng lượng cho cấp khí và phân loại bằng máy;
g. Nhà máy Xử lý Rác Nam ðịnh: Qui mô 250 tấn/ngày, áp dụng Công nghệ ủ hiếu khí trong
bể chứa (vessel);
h. Nhà máy Vũ Nhật Hồng (ðồng Nai): Công nghệ khép kín của ðan Mạch, qui mô 350
T/ngày, công nghệ ủ hiếu khí trong thiết bị ổn ñịnh sinh hóa. Rác ñược phân loại trước khi
ñưa vào thiết bị ủ chuyên dụng. Mùi hôi phát sinh từ lượng lớn nước rỉ rác tồn trữ trong bãi
rác.
Một số ñề tài NCKH có liên quan:
-

-

Chương trình của ESCAP ( 1997 – 1999) về Nghiên cứu quản lý môi trường vùng ñất ven
biển, tập trung vào sinh thái rừng ngập mặn;
Chương trình của ESCAP (1997 – 1999) về Nghiên cứu quản lý môi trường vùng ñất ven
biển, tập trung vào sinh thái rừng ngập mặn;
Mô hình sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo ñảm sự phát triển bền vững hệ sinh thái rừng
ngập mặn khu vực Dần xây, huyện Cần giờ, TP.Hồ Chí Minh, giai ñoạn 1991 – 1995, Phân
viện Hải dương học Hải phòng, 1996; [6]
Chiến lược bảo vệ ñất ngập nước ven biển và biển nông Việt Nam”, Hải Phòng 1996; [5]
PGS.TS. Nguyễn Văn phước và cộng sự thuộc Khoa Môi Trường, Trường ðại Học Bách
Khoa TP.HCM ñã thực hiện ñề tài nghiên cứu quản lý rác sinh hoạt cho khu vực nông thôn
(tại thị trấn huyện Vĩnh Thuận, tỉnh Kiên Giang), ñề xuất một mô hình hợp lý và khả thi cho
việc xử lý rác ở khu vực nông thôn vùng ñồng bằng Sông Cửu Long;
Năm 2005, PGS.TS. Nguyễn Văn Phước và cộng sự thực hiện ñề tài nghiên cứu trình diễn
mô hình sản xuất phân rác cho các ñô thị khu vực nông thôn, trường hợp cụ thể thị trấn Lai
Vung, tỉnh ðồng Tháp;
Năm 2007, GS-TS Trần Kim Quy, Trung tâm Nghiên cứu hóa sinh ứng dụng TPHCM và
cộng sự ñã nghiên cứu thành công quy trình xử lý rác sinh hoạt và chất thải của công nghiệp
chế biến thực phẩm ñể sản xuất ra phân hữu cơ có chất lượng cao (compost).

1.4

HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CTRSH TẠI VÙNG ðNN VEN BIỂN
CẦN GIỜ

1.4.1 Hiện trạng về khối lượng và thành phần chất thải rắn sinh hoạt
a. Khối lượng CTRSH
Ước tính lượng rác thải trung bình mỗi ngày mỗi người thải ra khoảng 0,5 kg rác. Khối lượng
rác thải năm 2009 tại các xã, thị trấn tổng cộng khoảng 38,74 tấn/ngày, trong ñó: Cần Thạnh

6


(8,3 T/ngày), Long Hòa (9,55 T/ngày), Thạnh An (1,93 T/ngày), Bình Khánh (8,10 T/ngày), An
Thới ðông (3,60 T/ngày), Tam Thôn Hiệp (3,06 T/ngày) và Lý Nhơn (4,20 T/ngày).
b. Thành phần CTRSH
Bảng 1.11 Thành phần CTRSH của huyện Cần Giờ
TT

Thành phần

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Thực phẩm
Tre, rơm rạ, lá cây
Thủy tinh
Carton
Giấy
Gỗ
Bông gòn
Kim loại
Vỏ sò, xương ñộng vật

Tỷ lệ %
khối lượng
60,0 – 89,1
0,5 – 7,4
0,0 – 2,1
0,0 – 0,4
0,0 – 1,1
0,0 – 5,2
0,0 – 0,2
0,7 – 2,3
0,7 – 9,5

TT

Thành phần

10
11
12
13
14
15
16
17

Vải
Lon ñồ hộp
Nylon
Nhựa

Cao su cứng
Xà bần
Sành sứ
Mốp xốp

Tỷ lệ % khối
lượng
0,0 – 5,1
0,0 – 2,1
1,2 – 9,1
0,0 – 0,3
0,0 – 0,4
0,0 – 1,1
0,0 – 1,2
0,0 – 0,3

Nguồn: Công ty dịch vụ công ích huyện Cần Giờ, 2007

1.4.2 Dự báo diễn biến CTRSH ñến năm 2020
Tại Cần Giờ ước tính hiện nay có khoảng 73.000 dân với hơn 15.151 hộ dân, gần 11 chợ, 12
nhà hàng khách sạn, gần 34 trường học, 662 ñơn vị kinh doanh thương mại dịch vụ, 76 ñơn vị
hành chánh, … Hệ số phát thải CTRSH bình quân ñầu người trên ñịa bàn huyện Cần Giờ hiện
nay là 0,5 kg/người/ngày.
Bảng 1.13 Dự báo lượng CTRSH tại Cần Giờ từ năm 2009 ñến năm 2020
Năm

Dân số (người)

2009
2010

2015
2020

70.315
73.000
200.000
300.000

Hệ số phát thải CTRSH
(kg/người/ngày)
0,70
0,73
0,79
0,93

Khối lượng CTRSH
(tấn/ngày)
49,22
53,29
158
279

Theo số liệu khảo sát, hiện nay trong thành phần rác sinh hoạt trên ñịa bàn huyện Cần Giờ trung
bình có ñến 70 ÷ 75% là rác thực phẩm (ñây là các thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học, rất
thích hợp cho việc chế biến thành phân compost), còn lại là các thành phần khác.
Dự báo diễn biến thành phần CTRSH của huyện Cần Giờ ñến 2020 như sau: năm 2010 có
khoảng 70,60% thành phần rác là thực phẩm và 29,40% rác còn lại. ðến năm 2015 thành phần
này chỉ chiếm 65,46% và 34,54% và ñến 2020 là 60,70% và 39,30% tương ứng.
1.5 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ CTRSH
Nhìn chung, thực trạng công tác quản lý CTRSH vùng ðNN ven biển Cần Giờ cũng như ở một

số tỉnh có thể có những ñánh giá tổng quan như sau:
- Công tác quản lý và xử lý CTRSH (thu gom, vận chuyển, xử lý) tại các vùng ðNN ven biển
gặp nhiều khó khăn và bất cập do mật ñộ dân cư thấp cụm dân cư nhỏ, ñường giao thông
chưa thuận lợi,...;
- Công tác thu gom CTRSH hầu hết chỉ ñược thực hiện ở khu vực thị trấn và một số các
cụm/tuyến dân cư ven ñường giao thông;
- Ý thức vệ sinh môi trường của cộng ñồng vùng ðNN còn nhiều hạn chế, thường xả rác bừa
bãi xung quanh nhà, gây ô nhiễm môi trường;
- Các bãi chôn lấp thường là chôn lấp tạm gây mất vệ sinh và ô nhiễm;
7


- Thiếu nhân lực quản lý, thiếu phương tiện, ñịa bàn xa xôi hẻo lánh;
- Chưa phát huy ñược vai trò xã hội hóa quản lý CTRSH tại vùng ðNN ven biển.

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC
CÁC THÀNH PHẦN HỮU CƠ TRONG CTRSH
2.1 QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC TPHC TRONG CTRSH
2.1.1. Quá trình phân hủy sinh học TPHC trong ñiều kiện kỵ khí
Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ của CTRSH dưới ñiều kiện kỵ khí xảy ra theo 3 giai
ñoạn:
− Thủy phân: Các chất hữu cơ phức tạp bị thủy phân thành các chất ñơn giản dưới tác dụng
của các Enzym thủy phân ñược VSV tiết ra;
− Lên men axit (còn gọi là lên men hydro): Giai ñoạn này các chất ñơn giản từ quá trình
thủy phân sẽ ñược phân hủy thành các axit: butyric, axetic, propionic pH ở giai ñoạn này
nhỏ hơn 7;
− Lên men mêtan (lên men kiềm): Dưới sự tham gia của VSV mêtan sẽ phân hủy các axit
của giai ñoạn 2 thành khí sinh học gồm chủ yếu là CH4 và CO2. Giai ñoạn này giá trị pH lớn
hơn 7.
Một cách tổng quát, quá trình chuyển hóa kỵ khí phần chất hữu cơ có trong CTRSH có thể mô

tả bằng phương trình:

CaHbOcNdSe + 1/4(4a – b – 2c + 3d + 2e) H2O → 1/8 (4a + b – 2c – 3d – 2e) CH4 + 1/8 (4a – b
+ 2c + 3d – 2e) CO2 + dNH3 + eH2S
ðể dự ñoán tốc ñộ sinh khí, có thể giả sử rằng chất hữu cơ trong CTR sinh hoạt ñô thị bao gồm
nhiều phần. Phương trình biểu diễn tốc ñộ khử cơ chất trong quá trình phân hủy kỵ khí phần
chất hữu cơ của CTR sinh hoạt gồm 2 hợp chất ñược biểu diễn như sau:
r=−

dS
 dS dS 
= − 1 + 2  = (k1S1 + k2 S 2 )
dt
dt 
 dt

(2.2)

Nồng ñộ cơ chất S1 và S2 nếu biểu diễn theo nồng ñộ chất rắn bay hơi tương ứng VS1 và VS2:
r = (k1.VS1 + k2.VS2)
(2.3)
Trong ñó:
k1 và k2 – hằng số tốc ñộ bậc một của hợp chất 1 và hợp chất 2;
VS1 và VS2 – nồng ñộ CTR bay hơi ñược của hợp chất 1, 2 tương ứng.

Trong thực tế, nồng ñộ chất rắn bay hơi VS = VS1 + VS2 có thể ñuợc xác ñịnh một cách gián
tiếp bằng cách ño lượng khí metan sinh ra. ðối với một quá trình phân hủy, tốc ñộ khử các chất
rắn bay hơi có khả năng phân hủy sinh học hầu như bằng tốc ñộ sinh khí metan vì quá trình tạo
thành sinh khối không ñáng kể:
r → rCH4

Trong ñó rCH4 là tốc ñộ sinh khí metan.

2.1.2 Quá trình phân hủy sinh học TPHC trong ñiều kiện hiếu khí
Chất hữu cơ có trong CTR ñược biểu diễn dưới dạng CaHbOcNd, sự tạo thành tế bào mới và
sulfat không ñáng kể, thành phần của vật liệu khó phân hủy còn lại ñược ñặc trưng bởi
CwHxOyNz thì lượng oxy cần thiết cho quá trình ổn ñịnh hiếu khí các chất hữu cơ có thể ñược
ước tính theo phương trình sau:
CaHbOcNd + 0,5 (ny + 2s + r - c) O2 → nCwHxOyNz + sCO2 + rH2O + (d - nx)NH3 (2.4)
Trong ñó:

r = 0,5 [b – nx – 3(d - nx)]; s = a – nw

8


CaHbOcNd và CwHxOyNz biểu diễn thành phần phân tử thực nghiệm của chất hữu cơ ban ñầu và
sau khi kết thúc quá trình. Nếu quá trình chuyển hóa xảy ra hoàn toàn, phương trình biểu diễn
có dạng sau:
CaHbOcNd + O2 → CO2 + H2O + NH3
2.1.3 Quá trình phân hủy sinh học TPHC trong ñiều kiện thiếu khí
Quá trình phân hủy thiếu khí về thực chất thuộc quá trình hiếu khí nhưng ít oxy (thiếu oxy).
Việc cấp oxy ñược thực hiện bằng cách tự nhiên không cần ñến các biện pháp cấp khí cưỡng
bức như trong quá trình hiếu khí.
ðầu tiên phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ thành Nitrit với sự tham gia của VSV
Nitrosomonas và sau ñó phân hủy thành Nitrat với sự tham gia của VSV Nitrobacter:
Nitrosomonas

Nitrobacter

Các chất hữu cơ chứa Nitơ

→ NH4+ → NO2- → NO3Tốc ñộ thoát khí của quá trình thiếu khí tỷ lệ với việc cấp oxy tự nhiên và tốc ñộ của quá trình
phân hủy và trong quá trình phân hủy này cũng sinh các chất khí.
Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân hủy thiếu khí ñáng quan tâm nhất là: nhiệt ñộ, ñộ ẩm,
ñiều kiện cấp khí tự nhiên, ñộ giảm thể tích khối ủ,…
2.2 SỰ THAM GIA CỦA VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC
TPHC TRONG CTRSH
Trong quá trình ủ sinh học CTRSH xuất hiện các VSV ñặc trưng tham gia phân hủy các TPHC
trong CTRSH: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm và các sinh vật khác như: trùn Quế, Ruồi lính ñen,...
Quá trình phân hủy sinh học CTRHC chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau: chất dinh
dưỡng và chất nền, tỉ lệ C:N, pH, chế ñộ Oxy, vi sinh vật, thành phần hữu cơ, nhiệt ñộ, ñộ ẩm,
kích thước hạt và ñộ rỗng.
2.3 CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ NHỮNG ðỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
2.3.1 Cơ sở lựa chọn
Từ những phân tích ñánh giá về ñặc ñiểm ñặc trưng của vùng ðNN ven biển và ưu nhược ñiểm
của các phương pháp xử lý CTRSH làm cơ sở lựa chọn thích hợp:
+ Chọn quá trình phân hủy sinh học thiếu khí với cấp khí tự nhiên: Về mặt công
nghệ: hiệu quả của quá trình thiếu khí có thể không cao bằng quá trình hiếu khí hay quá
trình kỵ khí, tuy nhiên những ưu ñiểm chính của quá trình thiếu khí thỏa mãn ñược các
yêu cầu thực tế của vùng ðNN ven biển: Vốn ñầu tư thấp, không cần năng lượng, thích
hợp với quy mô nhỏ, quản lý vận hành ñơn giản, có khả năng xã hội hóa cao và mục
ñích cuối cùng là xử lý, tái chế, tái sử dụng tại chỗ ñể giảm thiểu CTRSH còn lại là thấp
nhất cho chôn lấp cuối cùng.
+ Chọn quá trinh phân hủy TPHC với sự tham gia của trùn quế: Thích hợp với các hộ
dân phân tán, thiết bị có cấu tạo ñơn giản với những vật liệu dễ tìm, chi phí thấp; Sản
phẩm của quá trình có thể làm phân bón tại chỗ cho cây trồng; Cải thiện ñiều kiện vệ
sinh môi trường cộng ñồng sống tại vùng ðNN ven biển.
2.3.2 Những ñịnh hướng nghiên cứu của luận án
Hướng nghiên cứu của luận án tập trung vào các nội dung sau:
1. Nghiên cứu thực nghiệm quá trình phân hủy sinh học thiếu khí TPHC trong CTRSH với cấp
khí tự nhiên tại sân mô hình PTN của Viện Môi trường & Tài nguyên (Chương 3 của luận

án) và nghiên cứu triển khai thực tế tại vùng ðNN Cần Giờ (Chương 4). So sánh kết quả
nghiên cứu;
9


2. Nghiên cứu thực nghiệm về vai trò của trùn Quế trong tiêu thụ và phân hủy TPHC tiến hành
tại sân mô hình PTN vủa Viện (trao ñổi ở chương 3) và triển khai thực tế ở các hộ gia ñình
tại vùng ðNN ven biển Cần Giờ (Chương 4). So sánh kết quả nghiên cứu;
3. Nghiên cứu triển khai quá trình ủ trong ñiều kiện tự nhiên TPHC trong CTRSH tại vùng
ðNN;
4. Ứng dụng sản phẩm thu ñược (phân Compost) làm phân bón cho cây trồng;

Chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY THÀNH
PHẦN HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC THIẾU KHÍ VÀ VỚI SỰ
THAM GIA CỦA TRÙN QUẾ
3.1 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC BẰNG
PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC THIẾU KHÍ QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
3.1.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu thực nghiệm
Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm:
• ðánh giá khả năng và hiệu quả phân hủy CTRHC bằng quá trình ủ sinh học thiếu khí;
• Xác ñịnh các thông số vận hành mô hình thích hợp làm cơ sở cho việc ñề xuất các mô hình
thích hợp xử lý CTRHC tại vùng ðNN ven biển.
Nội dung nghiên cứu thực nghiệm:
Triển khai nghiên cứu thực nghiệm bao gồm các nội dung sau:
- Nghiên cứu xác ñịnh ñiều kiện cấp khí tự nhiên tối ưu kiểm soát ñược cho mô hình;
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân hủy sinh học thiếu khí;
- ðánh giá chất lượng sản phẩm thu ñược sau quá trình ủ thiếu khí.
3.1.2 Mô hình và phương pháp nghiên cứu
3.1.2.1 Mô hình nghiên cứu
Mô hình ñược làm bằng mica trắng có dạng hình

hộp chữ nhật và ñược giới thiệu ở hình vẽ H.3.1.
H.3.1 Mô hình thực nghiệm phân hủy các chất
hữu cơ bằng quá trình sinh học thiếu khí
1. Thùng mô hình; 2. Vỉ tre lót ñáy; 3. Khay hứng nước rỉ
rác; 4. Vị trí ño mẫu; 5. Chân ñỡ mô hình có thể thay ñổi
ñược chiều cao; 6. Ống thoát hơi có thể thay ñổi ñược
chiều cao; 7. Ống PVC φ 21mm có ñục lỗ

3.1.2.2 Vật liệu thí nghiệm
Lấy từ phần rác thải hữu cơ dễ phân hủy (các loại rau, cỏ, lá cây, vỏ cam, táo, ñu ñủ, bã cà
phê,…) ñã ñược phân loại sơ bộ tại bãi rác Long Hòa, huyện Cần Giờ, có tỷ lệ C/N ~ 21,7 phù
hợp với quá trình ủ phân hữu cơ.
3.1.2.3

Các phương pháp phân tích

Các thông số pH, nhiệt ñộ, ñộ ẩm, CO2, H2S, NH3 theo Standard Methods; vận tốc khí ño bằng
máy TESTO 350; CH4 ño bằng ICP.
3.1.3 Kết quả và thảo luận
3.1.3.1

ðiều kiện cấp khí tự nhiên

a. Thay ñổi chiều cao chân ñỡ mô hình
-

Khi thay ñổi chiều cao chân ñỡ, vận tốc khí hầu như không thay ñổi và dao ñộng 0,05 –
0,06 m/s;
Chiều cao chân ñỡ thích hợp của mô hình ñược chọn là H1 = 10cm
10

Vận tốc khí thoát ra (m/s)

0. 07

0. 06

0. 05

0. 04

0. 03

0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00

15
1

0. 02

302

453

504

605

656

757

Chiều cao ống thoát hơi (cm)

0. 01

0. 00
0

10

20

Vận tốc khí thoát ra ở mô hình không có CTRHC (m/s)

30

C h iều c a o c h â n ñỡ mô h ìn h ( c m)

Hình 3-2 Vận tốc trung bình khí thoát ra khi

thay ñổi chiều cao chân ñỡ mô hình

Vận tốc khí thoát ra ở mô hình có CTRHC (m/s)

Hình 3-3 Vận tốc trung bình khí thoát ra khi
thay ñổi chiều cao ống thoát hơi của mô hình

b. Thay ñổi chiều cao của ống thoát hơi
ðể xác ñịnh chiều cao của ống thoát hơi thích hợp tạo ñiều kiện cấp khí tự nhiên cho mô hình
ñược thực hiện thông qua việc tạo chênh lệch áp suất bên trong và ngoài mô hình. Kết quả thí
nghiệm ñược minh họa trên hình 3.3.
Nhận xét
Từ những kết quả nghiên cứu ñiều kiện cấp khí tự nhiên tối ưu có kiểm soát cho thấy:
• Khoảng cách thích hợp của chiều cao chân ñỡ mô hình là H1 = 10cm;
• Chiều cao ống thoát hơi tối ưu là H2 = 50cm.
Việc cấp khí tự nhiên hoàn toàn có thể kiểm soát ñược bằng cách ñiều chỉnh thích hợp các
thông số nêu trên của mô hình tương ứng. ðiều này có ý nghĩa quan trọng ñể bảo ñảm ñiều kiện
cấp khí tự nhiên tối ưu cho quá trình phân hủy thiếu khí CTRHC.
c. Mối quan hệ giữa vận tốc khí và các thông số của mô hình
Mối quan hệ giữa vận tốc khí thoát ra khỏi mô hình và các thông số của mô hình có thể ñược
xác ñịnh từ hàm ña biến:
q = Ahα . Hβ . ∆Hγ
Hoặc dưới dạng logarit:
lnq = lnA + αlnh + βlnH + γln∆H
Trong ñó:
q
h
H
∆H

- Vận tốc khí thoát ra khỏi mô hình
- Chiều cao chân ñỡ mô hình
- Chiều cao ống thoát hơi
- Chiều cao ñộ sụt giảm thể tích của khối ủ

Sau khi logarite cơ số e (ln) tiến hành xây dựng mô hình thống kê bằng phương pháp tuyến tính
ña biến cho kết quả như sau:
ln(q) = -2,159 + 0,245*ln(h) + 0,251*ln(H) + 0,464*ln(∆H)
(3-3)
Như vậy:
lnA = 1.20973 => A = A = 0,115; α = 0,245; β = 0,251; γ = 0,464
Khi ñó, phương trình cần xác ñịnh sẽ là:
q = 0,115h0,245 H0,251 ∆H0,464
3.1.3.2

(3- 4)

Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân hủy thiếu khí

a. Nhiệt ñộ
ðối với nhiệt ñộ bên trong ống thoát hơi, theo biểu ñồ ở hình 3.5 cho thấy chúng biến thiên tỷ lệ
thuận với nhiệt ñộ môi trường bên ngoài.
11


8.5

65
60
55

8.0

Nhiệt ñộ ống thoát hơi

7.5

Nhiệt ñộ giữa khối ủ
Giá trị pH

45

o

Nhiệt ñộ ( C)

50

Nhiệt ñộ môi trường

40
35
30
25

7.0
6.5
6.0
5.5

20
1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

27

29

31

33

5.0

35

0

5

10

15

20

25

30

35

Thời gian ủ (ngày)

Thời gian ủ (ngày)

Hình 3-5. Diễn biến nhiệt ñộ trung bình của

khối ủ theo thời gian

Hình 3-6. Diễn biến giá trị pH trong khối ủ
TPHC

b. pH
Kết quả theo dõi giá trị pH trong suốt quá trình ủ thiếu khí CTRHC ñược giới thiệu ở hình 3.6.
Biểu ñồ ở hình 3.6 cho thấy giá trị pH trong mô hình dao ñộng trong khoảng từ 6,78 – 7,8 trong
suốt quá trình ủ thiếu khí.
c. ðộ sụt giảm thể tích
ðộ sụt giảm thể tích của khối ủ giảm rất nhanh trong thời gian ñầu và giảm chậm kể từ ngày thứ
28 của quá trình ủ.
100.00

70.00

90.00
80.00

60.00

70.00

50.00
VS (%)

ðộ sụt giảm thể tích khối ủ (%)

80.00

y = 23.581Ln(x) - 11.896

40.00

R 2 = 0.9711

30.00

y = 94.164e-0.0627x
R2 = 0.9874

60.00
50.00
40.00
30.00

20.00

20.00
10.00

10.00

0.00
0

0.00
0

5

10

15
20
25
Thời gian ủ (ngày)

30

35

40

Hình 3-7. ðộ sụt giảm thể tích khối ủ trong
quá trình ủ thiếu khí

5

10

15

20

25

30

35

Thời gian ủ (ngày)

Hình 3-8. Diễn biến chất rắn bay hơi (VS) của
khối ủ

d. ðộ ẩm
ðộ ẩm của khối ủ giảm dần theo thời gian do lượng nước thất thoát qua lượng nước rỉ rác phát
sinh và quá trình bốc hơi tự nhiên trong suốt quá trình ủ. ðồ thị ở hình vẽ 3.9 thể hiện kết quả
ñộ ẩm khối ủ trong quá trình ủ CTRHC bằng phương pháp phân hủy sinh học thiếu khí.
e. Lượng nước rỉ rác
Tổng lượng nước rỉ rác phát sinh trong 35 ngày ủ trong ñiều kiện thiếu khí của 77kg CTRHC là
14,4 lít, bình quân là 0,19 lít/kg CTRHC.

12


3,000
Lượng nước rỉ rác phát sinh (ml)

90
70
50
y = -0.6227x +71.047

30

R2 = 0.9101

10

- 10 0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

2,500
2,000
1,500
1,000
500
0

Th ờ i gian ủ ( ngày)

0

5

10

15

20

25

30

35

Thời gian ủ (ngày)

Hình 3-9 Diễn biến ñộ ẩm khối ủ theo thời
gian

Hình 3-10 Lượng nước rỉ rác phát sinh
trong quá trình vận hành mô hình

f. Tính toán hệ số cấp khí
Từ kết quả ño ñạc về vận tốc khí thoát ra ở ñầu ống thoát hơi có thể tính toán hệ số cấp khí cho
mô hình phân hủy CTRSH hữu cơ trong ñiều kiện thiếu khí như sau:
• Hệ số cấp khí:

α=
Trong ñó:

L
Vr
α

L
(m 3 /m 3 .h)
Vr

(3.1)

: Lưu lượng cấp khí, m3/h
: Thể tích rác trong mô hình, m3
: Hệ số cấp khí cho mô hình, m3/m3.h

Lưu lượng khí cấp vào mô hình (L) có thể tính bằng công thức:
L = Lt − LCH 4 − LCO2 − LNH 3 − LH 2 S
Trong ñó:
Lt là lưu lượng khí thoát ra qua ống thoát hơi, ñược xác ñịnh như sau:
π ⋅d2
L = v× f = v×
(m3/h)
4
Với: d : ðường kính ống thoát hơi, m

(3.3)

v : Tốc ñộ chuyển ñộng của không khí trong ống thoát, m/s

f : Diện tích tiết diện ống thoát, m2
L C H 4 , L C O 2 , L N H 3 , L H 2 S , L H 2 O lần lượt là thể tích CH4, CO2, NH3, H2S, H2O sinh ra từ

16.0

30.00
N?ng ñ? CH4 ño (g/m3 )

Hệ số cấp khí tự nhiên (m3/m3.h)

14.0

25.00
20.00
15.00
10.00

y = 0.0014x3 - 0.1167x2 + 2.4515x + 9.0437
R2 = 0.8776

5.00

12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0

0.00
0

10

20

30

40

Thời gian ủ (ngày)

Hình 3-12. Hệ số cấp khí tự nhiên của mô
hình trong suốt quá trình ủ

0

5

10

15

20

25

30

35

T h?i gian ? (ngày)

Hình 3-13. Diễn biến nồng ñộ CH4 theo thời
gian

3.1.3.3 Diễn biến quá trình hình thành khí sinh học trong quá trình ủ thiếu khí
Khí CH4
13


Trong quá trình thực nghiệm ủ CTRHC bằng phương pháp sinh học thiếu khí, một trong những
thông số cần quan tâm ñó là nồng ñộ CH4. Vì CH4 là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí
CTRHC, do ñó, theo dõi thông số này trong quá trình vận hành mô hình cũng nhằm xác ñịnh
quá trình ủ thiếu khí CTRHC của mô hình xảy ra theo xu hướng thiên về kỵ khí hay hiếu khí.
Khí CO2
Kết quả ño nồng ñộ khí CO2 sinh ra hàng ngày từ mô hình ủ thiếu khí CTRHC ñược thể hiện ở
hình vẽ 3.14.
Khí NH3
Lượng NH3 sinh ra trong quá trình ủ thiếu khí ñược minh họa bằng biểu ñồ ở hình 3.15.
120

4.00
3.50
N?ng ñ? NH 3 ño (mg/m3)

N?ng ñ? CO 2 ño (g/m3)

100

80
60
40
20

3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50

0

0.00

0

5

10

15

20

25

30

35

0

gian ủ (ngày)
Th?i Thời
gian ? (ngày)

10

15

20

25

30

35

Th?i gian
? (ngày)
Thời
gian
ủ

Hình 3-14. Diễn biến nồng ñộ CO2 theo thời
gian

3.1.3.4

5

Hình 3-15. Diễn biến nồng ñộ NH3 theo thời
gian

So sánh giữa lý thuyết và thực nghiệm lượng khí CH4, CO2 sinh ra trong quá trình
ủ CTRHC

Lượng khí CH4, CO2 sinh ra trong ñiều kiện kỵ khí tính theo lý thuyết:
Dựa vào kết quả phân tích thành phần TPHC ñược sử dụng trong quá trình thí nghiệm có thể
tính ra ñược công thức phân tử của TPHC trong trường hợp này là:
Công thức phân tử rác khô:
C353.98H784.59O226.89N13.76S
Công thức phân tử rác ướt:
C265,02H2000,78O876,55N10.30S
Phương trình phân hủy TPHC trong ñiều kiện kỵ khí ñược xác ñịnh như sau:
C353,98H784,59O226,89N13,76S + 55,38 H2O = 212,85 CH4 + 140,46 CO2 + 13,76NH3+H2S
Trong ñó: C = 39,7; N = 1,8; H = 7,4; S = 0,4; O = 33,9, ñộ ẩm = 61,34%, VS = 80,39%.
Với lượng TPHC ban ñầu ñưa vào mô hình là 77 kg, sau 35 ngày ủ, trọng lượng khối ủ còn lại
là 13,87 kg như vậy phần hữu cơ bị phân hủy tương ñương 63,13 kg. Vậy lượng khí sinh ra theo
lý thuyết khi phân hủy hoàn toàn 63,13 kg TPHC trong ñiều kiện kỵ khí là CH4 = 24,16 kg
(chiếm 60,24%) và CO2 = 43,85 kg (chiếm 39,76%).
Lượng khí CO2 sinh ra trong ñiều kiện hiếu khí khí tính theo lý thuyết:
Phương trình phân hủy TPHC trong ñiều kiện hiếu khí ñược xác ñịnh như sau:
C353,98H784,59O226,89N13,76+ 426,37O2 = 353,98CO2 + 371,66H2O+ 13,76NH3
Vậy lượng khí sinh ra theo lý thuyết khi phân hủy hoàn toàn 63,13 kg CTRHC trong ñiều kiện
hiếu khí là: CO2 = 110,22 kg.
Hình 3.18 và 3.19 biểu diễn lượng khí sinh ra theo lý thuyết và thực nghiệm trong ñiều kiện kỵ
khí và hiếu khí.

14


Tỷ lệ CH4 và CO2 sinh ra theo thể tích (%)

120

120

100

100

80

80

60

60

40

40

20

20
0

0
Lý thuyết kỵ khí

Lý thuyết hi ếu khí

Số liệu thực ño

CH4

CO2

CH4

Hình 3-17 Lượng khí CH4 sinh ra theo lý
thuyết và thực nghiệm
25
CH4 thực ño

Nồng ñộ CH4 (g/m 3)

20

CH4 tính theo VS (kỵ khí)

15

10

5

0
1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

Số l i ệu thực ño

23

25

27

29

31

33

35

CO2

Hình 3-18. Lượng khí CO2 sinh ra theo lý
thuyết và thực nghiệm

Từ kết quả so sánh lượng khí CH4, CO2 phát sinh
ño ñược trong mô hình thực nghiệm so với số
liệu tính toán theo lý thuyết trong ñiều kiện kỵ
khí và hiếu khí cho thấy mô hình có khuynh
hướng thiên về ñiều kiện hiếu khí nhiều hơn.
Hình 3-19. So sánh nồng ñộ CH4 thực ño với nồng ñộ
CH4 tính theo VS

Thời gian ủ (ngày)

3.1.3.5 ðánh giá nhận xét về kết quả nghiên
cứu thực nghiệm mô hình trong ñiều kiện PTN
Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm mô hình ủ CTRHC trong ñiều kiện thiếu khí qui mô phòng
thí nghiệm cho phép rút ra những nhận xét như sau:
•

Thể tích của khối ủ giảm 69,95% sau 35 ngày;
Nhiệt ñộ của khối ủ ñạt giá trị tối ưu trong 3 ÷ 4 ngày ñầu (58 ÷ 61oC);
ðộ ẩm của khối ủ dao ñộng trong khoảng 49,29 ÷ 70,44% trong 35 ngày ủ;
ðể tăng khả năng cấp khí tự nhiên cho mô hình có kích thước D × R × C = 0,8 × 0,5 ×
0,5m: lựa chọn chiều cao ống thoát hơi H = 50cm và chiều cao chân ñỡ H = 10cm.
3.1.4 Sản phẩm của quá trình phân hủy thiếu khí
Các chỉ tiêu trong thành phần thu ñược so sánh với tiêu chuẩn ngành nông nghiệp TCVN 5622002 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và dựa vào Nghị ñịnh số 113/2003/Nð-CP
ngày 03/10/2003 của Chính phủ về quản lý, sản xuất, kinh doanh phân bón và tiêu chuẩn ngành
và ñược giới thiệu ở bảng 3.8.
Bảng 3.8 Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong thành phần thu ñược sau quá trình phân
hủy sinh học thiếu khí CTRHC
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Chỉ tiêu
pH
ðộ ẩm
P2O5
Chất hữu cơ tổng số hữu hiệu
Hàm lượng N hữu hiệu
Hàm lượng acid humic

K2O
Cu
Ni
Pb

ðơn vị
–
%
%
%
%
%
%
mg/kg
mg/kg
mg/kg

Giá trị
7,8
41,92
0,835
43,4
0,925
6,26
2,14
KPH
3,7
2,97

TCVN 562-2002

6,0 – 8,0
35
2,5
–
2,5
–
1,5
200
100
250
15


11
12

Zn
Samonela

mg/kg
CFU

103,1
-

750
0

3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ VAI TRÒ CỦA TRÙN QUẾ TRONG PHÂN
HỦY THÀNH PHẦN HỮU CƠ

3.2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này nhằm xác ñịnh có cơ sở khoa học và thực tế các ñiều kiện thích hợp ñể sử dụng
trùn Quế trong quá trình phân hủy TPHC thành phân compost ñể sử dụng tại chỗ qui mô nhỏ tại
các hộ gia ñình nhằm giảm thiểu lượng rác xử lý cuối cùng.
Nội dung nghiên cứu
- Lựa chọn loại trùn
- Xác ñịnh môi trường nền thích hợp
- Xác ñịnh các thành phần hữu cơ trong CTRSH mà trùn có thể tiêu thụ
- Ứng dụng phân thu ñược làm phân bón cho cây trồng.
3.2.2 Mô hình và phương pháp nghiên cứu
3.2.2.1 Mô hình
Mô hình (H.3.20) gồm một dãy các thau nhựa có
ñường kính 500mm, chiều cao 150 mm. Dưới
ñáy mỗi thau nhựa có khoan nhiều lỗ nhỏ
(H.3.20b) ñường kính 2mm, khoảng cách giữa
các lỗ 20mm.
Hình 3.20. Mô hình nghiên cứu trong ñiều kiện
phòng thí nghiệm
a. Thau nhựa; b. ðáy mô hình có khoan lỗ

3.2.2.2 Vận hành mô hình
Hàng ngày, CTRHC sau khi ñược phân loại (loại bỏ những thành phần có tinh dầu và có vị cay)
sẽ ñược cân và ghi nhận lại khối lượng và cho trực tiếp vào mô hình, cũng như ghi nhận lượng
CTRHC mà Trùn ñã tiêu thụ. ðồng thời quan sát những biểu hiện của Trùn ñối với từng loại
thức ăn, phương pháp cho ăn,… Tiến hành ño ñạc các thông số: pH, nhiệt ñộ, ñộ ẩm,…
3.2.3 ðo ñạc các thông số
Các thông số cần theo dõi trong quá trình thí nghiệm sẽ ñược quan sát và kiểm tra hàng ngày
bao gồm: pH, nhiệt ñộ, ñộ ẩm. Các phương pháp ño ñạc ñược thực hiện tương tự như ñã giới
thiệu ở phần trước.

3.2.4 Kết quả và thảo luận
3.2.4.1 Lựa chọn loại trùn
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy trùn Quế có khả năng tiêu thụ và phân hủy các thành phần hữu
cơ trong CTRSH mạnh hơn và ổn ñịnh hơn so với hai loại trùn còn lại (trùn mủ, trùn huyết)với
cùng thời gian tiên thụ các chất hữu cơ như nhau, mật ñộ trùn quế tập trung lên CTRHC ñến 80
– 90 % trong khi ñó các loại trùn khác trung bình chỉ khoảng 20 – 40%.
3.2.4.2 Lựa chọn môi trường nền thích hợp
Từ 2 loại môi trường nền nghiên cứu: 1. ðất từ trại nuôi trùn và 2. Hỗn hợp giấy vụn (85%), lá
cây (10%), ñất từ nơi nuôi trùn (5%). Kết quả so sánh khả năng tiêu thụ CTRHC của trùn quế
ñối với môi trường nền 2 tốt hơn (bảng 3.10 và H.3.22).

16


3.2.4.3 Thành phần hữu cơ có thể tiêu thụ và phân hủy bởi trùn quế
TPHC trong CTRSH trùn quế có thể tiêu thụ hầu hết các thành phần trừ các chất có tinh dầu,
các chất có mùi và các chất có vị cay, the,… Tốt nhất là những chất có vị ngọt, nhiều chất xơ.
Bảng 3.10 So sánh hiệu quả 2 loại môi trường nền

700
ðất nề n thông thường
ðất nề n bằng giấy, lá cây và ñất

Lượng CTRHC trung bình
trùn tiêu thụ (g)

600

TT

500

Thông số so sánh

400
300
200

01

Mức ñộ lèn chặt

02

Nước rỉ rác

03

Lượng CTRHC mà
trùn tiêu thụ
Mức ñộ thích nghi

100
0
10

20

30

40

50

60

70

Thời gian (ngày)

H.3.22. Khả năng tiêu thụ CTRHC của
trùn Quế ñối với 2 loại môi trường nền

04

ðất từ trại nuôi
trùng (môi trường
nền 1)
Có hiện tượng lèn
chặt lớp ñáy
Lâu xuất hiện nước
rỉ rác (2 – 3 tháng)
422
g
trùn/ngày
Như nhau

rác/1kg

Giấy, lá cây và ñất

(môi trường nền 2)
Không có lèn chặt
Nhanh xuất hiện
nước rỉ rác (1 – 2
tháng)
517
g
rác/1kg
trùn/ngày
Như nhau

3.2.5 Chất lượng sản phẩm thu ñược sau mô hình trùn
Sản phẩm thu ñược sau quá trình tiêu thụ và phân hủy CTRHC của trùn Quế có màu nâu ñen.
Kết quả thí nghiệm chất lượng sản phẩm thu ñược sau mô hình thí nghiệm trình bày trong bảng
3.13.
Bảng 3.13 Thành phần của sản phẩm thu ñược sau mô hình thí nghiệm tiêu thụ và phân
hủy CTRHC bằng trùn Quế
TT Thông số
Mẫu khô kiệt
ðơn vị
01
Tổng Nitơ Kjeldahl
16,15
g/kg ñất
02
Tổng Phospho
7,63
g/kg ñất
03
Kali

27,08
g/kg ñất
3
04
Coliform phân
1,5x10
CFU/g ñất
05
E. coli
0
CFU/g ñất
06
Samonella
0
CFU/g ñất
Chương 4. NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC
TRONG CTRSH TẠI VÙNG ðNN VEN BIỂN CẦN GIỜ
4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH Ủ SINH HỌC
THIẾU KHÍ TPHC TRONG CTRSH
Như ñã trình bày, TPHC sau khi phân loại ñược ứng dụng ñể triển khai thực tế quá trình ủ sinh
học thiếu khí (Mô hình thực tế ñược giới thiệu trong hình vẽ H.4.1).
Kết quả nghiên cứu trong ñiều kiện vùng ðNN Cần Giờ và tại sân mô hình phòng thí nghiệm có
những ñiểm tương ñồng nhưng cũng có những ñiểm khác biệt tuy không lớn:
-

-

Nhiệt ñộ của khối ủ ở thí nghiệm ngoài hiện trường dao
ñộng trong khoảng 50 – 620C trong 8 – 10 ngày ñầu,
trong khi ñó trong ñiều kiện phòng thí nghiệm chỉ kéo

dài ~ 5 ngày ñầu;
pH dao ñộng vào khoảng 6,7 – 7,5 trong cả 2 ñợt nghiên
cứu;
ðộ ẩm của khối ủ khi triển khai mô hình trong ñiều kiện
thực tế của Cần Giờ thì ñộ ẩm dao ñộng trong ngưỡng
42,85 – 64,35%, thuận lợi cho việc ñiều chỉnh nhằm
ñảm bảo ñộ ẩm tối ưu của quá trình;

Hình 4.1 Mô hình ủ thiếu khí tại Cần Giờ

17


-

Vận tốc khí thoát qua ống thoát hơi của mô hình ủ thiếu khí ngoài hiện trường cao hơn 1,2 –
1,4 lần so với mô hình trong ñiều kiện phòng thí nghiệm;
ðộ sụt giảm thể tích của khối ủ tại hiện trường xãy ra nhanh hơn so với ñiều kiện phòng thí
nghiệm (giảm 78,3% thay vì 69,95% trong PTN sau 35 ngày ủ).

* ðề xuất qui trình ủ thiếu khí CTRHC trong vùng ðNN
Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñề xuất qui trình ủ sinh học thiếu khí CTRHC với các thông
số vận hành thích hợp và ñược giới thiệu ở hình vẽ 4.8.
CTRHC sau phân loại
pH = 7,5 – 8,5
Nhiệt ñộ tối ưu = 58 – 62oC
ðộ ẩm = 58 – 64%

Ủ thiếu khí
(Thời gian ủ: 35 ngày)

Ủ chín
(Thời gian ủ: 20 ngày)

Sàng lấy mùn tinh
Trộn thêm phụ gia
tùy theo nhu cầu sử dụng

Phân hữu cơ

Hình 4.8 Qui trình ủ CTRHC bằng phương pháp thiếu khí

4.2 NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC VỚI SỰ
THAM GIA CỦA TRÙN QUẾ
-

-

Kết quả nghiên cứu tại hiện trường khẳng ñịnh ñược khả
năng tiêu thụ và phân hủy hầu hết các TPHC trong CTRSH
(sau khi ñã PLRTN) trừ những loại có vị cay, ñắng,… tương
tự như nghiên cứu trong ñiều kiện PTN;
Sản phẩm thu ñược từ quá trình phân hủy TPHC bởi trùn có
thành phần phân bón tốt, có thể sử dụng cho cây trồng tại chỗ
và thực tế ñã triển khai thí nghiệm ñạt kết quả tốt;
Không có mùi hôi phát sinh từ mô hình triển khai thực tế.
Tuy nhiên 1 – 2 tuần ñầu có xuất hiện ruồi dấm;

Hình 4.9 Mô hình trùn Quế tại hộ gia ñình

4.3 TRIỂN KHAI QUÁ TRÌNH Ủ TPHC CỦA CTRSH TRONG ðIỀU KIỆN HỐ Ủ TỰ
NHIÊN
-

Nghiên cứu triển khai hố ủ tự nhiên là nhằm hướng ñến giải quyết xử lý CTRHC tại chỗ của
các cụm dân cư qui mô nhỏ tại của vùng ðNN - nơi thiếu dịch vụ thu gom CTRSH.
Hố ủ tự nhiên có cấu tạo ñơn giản, dễ thực hiện, vận hành quản lý ñơn giản. Người dân hoàn
toàn có thể tự quản lý và sử dụng sản phẩm của quá trình ủ làm phân bón cho cây trồng.

Chương 5. ðỀ XUẤT MÔ HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTRSH TẠI VÙNG ðẤT
NGẬP NƯỚC VEN BIỂN – TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ TẠI CẦN GIỜ
5.1 ðẶC ðIỂM VÀ NHỮNG THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN TRONG CÔNG TÁC QUẢN
LÝ VÀ XỬ LÝ CTRSH HUYỆN CẦN GIỜ
5.1.1 ðặc ñiểm ñặc trưng của vùng ðNN Cần Giờ
Cần Giờ có vị trí ñịa lý – tự nhiên chiến lược cùng với những quy hoạch trong tương lai ñầy
tiềm năng và phát triển. Tuy nhiên bên cạnh những ưu ñiểm và tiềm năng, Cần Giờ cũng gặp
18


phải nhiều khó khăn hạn chế, ñặc biệt trong việc giải quyết về CTRSH một vấn ñề bức xúc
trong quá trình xây dựng và phát triển kinh tế - xã hội huyện Cần Giờ ñã trình bày trong phần
phương pháp luận.
5.1.2 Những thuận lợi và khó khăn
Thuận lợi
• Thành phần CTR chủ yếu là CTRSH, thành phần chất thải nguy hại hầu như không ñáng kể;
• Lượng rác phát sinh không lớn nên công tác thu gom và quản lý tương ñối ñơn giản và
không tốn kém nhiều kinh phí so với các quận huyện khác,..;
• ðội thu gom rác dân lập góp phần cải thiện việc thu gom rác;
• Phần lớn dân cư tập trung tại trục ñường chính của huyện nên thuận tiện trong công tác thu
gom và vận chuyển CTRSH.

Khó khăn – tồn tại:
• Dân cư phân bố không ñều, tập trung thành từng cụm hoặc các hộ phân tán, một số các
tuyến ñường dẫn vào các khu dân cư còn chưa trải nhựa và mặt ñường hẹp nên việc bố trí
công tác thu gom vận chuyển rác gặp khó khăn;
• Khoảng cách thu gom giữa các hộ dân khá xa, hiệu suất thu gom thấp, ngoài ra người dân
không ñồng thuận ñóng phí thu gom rác thải hàng năm vì vậy ñơn vị thu gom không “mong
muốn” cung ứng dịch vụ;
• Toàn bộ lượng CTRSH thu gom ñược ñều ñưa về bãi tập trung ñể chôn lấp chưa có biện
pháp xử lý nào khác;
• Lượng rác thu gom ở mỗi xã/thị trấn ít, diện tích toàn huyện lớn, hệ thống kênh rạch chằng
chịt,… nếu ñầu tư một bãi chôn lấp rác chung cho toàn huyện là không hiệu quả.
• Việc ứng dụng các công nghệ ñốt CTRSH sẽ không khả thi tại vùng ðNN do kinh phí ñầu
tư lớn, vận hành phức tạp và nhiều rủi ro; Phương pháp sản xuất phân bón từ khối lượng
CTRSH không lớn với việc ñầu tư công nghệ hiện ñại là không hiệu quả;
• Các bãi rác trong huyện chủ yếu là bãi tập trung rác, không có quy hoạch từ trước nên môi
trường xung quanh các bãi rác rất ô nhiễm;
• Hiện nay, Công ty Dịch vụ Công ích chỉ quản lý lực lượng dân lập về mặt chuyên môn
nhưng về nhân sự lại do xã quản lý nên khó can thiệp vào công tác thu gom của lực lượng
này.
Từ những nhận ñịnh trên cho thấy cần hình thành mô hình quản lý và xừ lý thích hợp cho vùng
ñặc thù phục vụ phát triển bền vững và gìn giữ cảnh quan sinh thái của vùng ðNN ven biển.
5.2 ðỀ XUẤT MÔ HÌNH QUẢN LÝ, XỬ LÝ CTRSH
5.2.1 Các tiêu chí phục vụ cho ñề xuất mô hình
Việc ñề xuất các mô hình quản lý và xử lý CTRSH tại vùng ðNN dựa vào các tiêu chí cần thiết
sau ñây:
• Mô hình ñề xuất phải thích hợp với ñiều kiện KT-XH vùng ðNN ven biển Cần Giờ, hiện
trạng và dự báo diễn biến CTRSH ñến năm 2020 với thực trạng phân bố dân cư tương ñối
phân tán, cụm dân cư qui mô nhỏ;
• Tái chế và sử dụng sản phẩm tái chế tại chỗ ñến mức cao nhất có thể nhằm giảm thiểu
CTRSH còn lại cho chôn lấp (hay ñốt) là nhỏ nhất;

• ðầu tư thấp, không tốn kém năng lượng, dễ quản lý vận hành.
Việc xác ñịnh quy mô dân cư phục vụ công tác quản lý CTRSH trên vùng ðNN ven biển Cần
Giờ ñược thực hiện dựa theo các tiêu chuẩn trong bảng 5.1.

19


Bảng 5-1. Phân khu dân cư phục vụ công tác quản lý CTRSH vùng ðNN Cần Giờ
TT
01

Loại hình dân cư
Khu dân cư tập trung

•
•
•

•
02

Cụm/tuyến dân cư

•
•
•

03

Dân cư phân tán

•
•
•

Tiêu chuẩn tương ứng
Có ít nhất 100 hộ dân trở lên;
Khoảng cách xa nhất giữa 2 hộ liền kề không quá 50m;
Cơ sở hạ tầng giao thông thuận lợi, không bị chia cắt bởi sông rạch,
mạng lưới giao thông ñường bộ liên kết ñược tất cả các hộ trong khu
với nhau; kết nối ñược với các trục ñường giao thông chính trong khu
vực;
Phương tiện thu gom rác công cộng có thể tiếp cận ñược ñến từng hộ
trong khu dân cư
Có ít nhất 30 hộ dân trở lên;
Khoảng cách xa nhất giữa 2 hộ liền kề không quá 100m;
Cơ sở hạ tầng giao thông thuận lợi, không bị chia cắt bởi sông rạch,
mạng lưới giao thông ñường bộ liên kết ñược tất cả các hộ trong
cụm/tuyến dân cưu với nhau; kết nối ñược với các trục ñường giao
thông chính trong khu vực;
Nhà cửa bố trí phân tán dọc theo các ñường lộ, sông rạch, bên trong
các cánh rừng, trong khu vực nuôi trồng thủy sản, làm muối;
Không có quá 20 hộ dân sống liền kề nhau thành từng cụm hoặc tuyến
dân cư như xác ñịnh ở trên;
Phương tiện thu gom rác công cộng không thể tiếp cận ñược ñến từng
hộ hoặc việc tổ chức thu gom không hiệu quả về mặt kinh tế (ñối với
các hộ ven ñường giao thông).

Nguồn: ðề xuất của Luận án.

5.2.2 ðề xuất mô hình
5.2.2.1 Mô hình quản lý và xử lý qui mô hộ gia ñình, dân cư phân tán, nhà hàng
CTR sinh hoạt
(khu dân cư phân tán)
CTR sinh hoạt
(khu dân cư phân
PHÂN LOẠI RÁC TẠI NGUỒN
tán)

CTR vô cơ có
thể tái chế

Lưu trữ

CTR hữu cơ

Nuôi trùn tại hộ gia ñình

Bán ve chai

Phân hữu cơ

Tái chế ngoài
huyện

Bón cây tại chỗ

CTR
Nguy hại

CTR
không thể tái
chế

Lưu trữ

Lưu trữ

Thu gom

Thu gom

Xử lý theo
qui ñịnh riêng

Chôn lấp tại
chỗ hoặc thu
gom 2 tuần/lần

Cải tạo lớp ñất mặt

Hình 5-1 Mô hình quản lý và xử lý CTRSH qui mô hộ gia ñình ñối với vùng dân cư phân tán

20


5.2.2.2 Qui mô cụm dân cư
CTR sinh hoạt
cụm dân cư

CTR
khu vực công cộng

Phân loại rác tại nguồn

CTR vô cơ có
thể tái chế

CTR
Nguy hại

CTR hữu cơ

CTR không
thể tái chế

Ủ TPHC 3 – 4 ngày

Xây hố ủ
CTR

Nuôi trùn
tập trung

Lưu trữ

Lưu trữ

Lưu trữ
ðảo trộn hàng ngày

Thu gom
Bán ve chai

Phân hữu cơ

Tái chế
ngoài huyện

Trồng cây tại chỗ,
cải tạo lớp ñất
mặt,..

Thu gom

Trùn
Xử lý
theo qui
ñịnh riêng

Nuôi thuỷ
sản

Vận chuyển ñến bãi
chôn lấp chung

Hình 5-2 Mô hình quản lý và xử lý CTRSH quy mô cụm dân cư tại vùng ðNN

5.2.2.3 Qui mô khu vực dân cư tập trung
Mô hình ñược ñề nghị áp dụng tại vùng ðNN ven biển Cần Giờ, chẳng hạn thị trấn Cần Thạnh,

xã Long Hòa và xã ñảo Thạnh An (H.5.3).
CTR công cộng

CTRSH khu dân cư

PHÂN LOẠI RÁC TẠI NGUỒN

CTR vô
cơ
Lưu trữ

Bán ve
chai
Tái chế
ngoài

TPHC sau phân
loại

CTR
nguy hại

Ủ thiếu khí

Lưu trữ

Q = 6 – 10 T/ngày;
pH = 7,5 – 8,5;
Nhiệt ñộ tối ưu = 58 –
620C

Lưu trữ
Thu gom
Thu gom

Ủ chín
(Thời gian ủ: 20
Sàng lấy mùn tinh

Trộn thêm phụ
gia tùy theo
nhu cầu sử

CTR không
thể tái chế

Xử lý theo
qui ñịnh
Vận chuyển ñến
BCL chung

Phân hữu cơ
Trồng cây tại chỗ,
cải tạo lớp ñất

Hình 5-3 Mô hình quản lý và xử lý CTRSH qui mô khu dân cư tập trung

21

5.3 TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC MÔ HÌNH ðỀ XUẤT
5.3.1 Mô hình nuôi trùn Quế
* Cơ sở ñề xuất: Qui mô hộ gia ñình, cấu tạo ñơn giản, dễ vận hành, vật liệu dễ tìm, chi phí
ñầu tư không ñáng kể.
* Cấu tạo mô hình
- Thùng nuôi trùn ñược làm bằng gỗ, kích thước: D * R * C = 55 * 43 * 80 cm
- Ngăn nuôi bằng nhựa: 2 hoặc 3 ngăn, dưới ñáy mỗi ngăn sẽ ñược ñục nhiều lỗ nhỏ ñể thoát
nước (tùy thuộc vào lượng rác phát sinh trong từng hộ gia ñình) trong mỗi ngăn nuôi sẽ ñược
bố trí sẵn trùn cùng ñất nền với tỉ lệ thích hợp;
- Khay ñựng nước rỉ rác: 01;
- ðất nền: Hỗn hợp ñất nền ñược pha trộn theo tỷ lệ 85% giấy + 10% lá cây khô + 5% ñất trùn
ñang sinh sống (lá cây và giấy ñược xé nhỏ ra ñể mau mềm khi tưới nước vào). Sau ñó trộn
ñều hỗn hợp với nước theo tỷ lệ 1:3;
- Trùn: mỗi ngăn khoảng 0,5 kg/ngăn.
5.3.2 Mô hình ủ thiếu khí
* Cơ sở ñề xuất: Phục vụ cho qui mô khu dân cư, vật liệu ñơn giản, không tốn năng lượng vận
hành, chi phí thấp.
* Cấu tạo ngăn ủ thiếu khí
- Kích thước mỗi hầm ủ : D * R * C = 2 * 5 * 2 m
- Thể tích rác chứa trong mỗi ngăn: 20 m3
- Thời gian ủ thiếu khí: 35 ngày
- Thời gian ủ hoai: 20 ngày
Trên cơ sở lượng rác thu gom tại các bãi rác của huyện Cần Giờ, số lượng ngăn ủ thiếu khí
TPHC cần thiết ñầu tư tại các bãi rác ñược trình bày trong bảng 5.5.
Bảng 5-5. Số ngăn ủ thiếu khí TPHC cần ñầu tư xây dựng tại các bãi rác
STT

BÃI RÁC

1

2

Già ðỏ
Long Hòa

Lượng CTRSH
(T/năm)
14,36
19,75

3

Lý Nhơn

4,20

Lượng CTRHC
(T/năm)
9,03
12,42

Số ngăn ủ thiếu khí
(ngăn)
5
7

2,64

2

Cộng:

14

5.3.3 Mô hình hố ủ tự nhiên
- Hố ủ xây bằng gạch có 2 ngăn;
- Kích thước mỗi ngăn: D * R * C = 0,75 * 0,75 * 0,8 m
- Thể tích rác: 0,45 m3
- Khối lượng TPHC: 30 hộ * 4 người/hộ * 0,5 kg/ng/ng * 62,9% CTRHC = 37,74 kg/ngày
5.3.4 Tính toán kinh tế
Trên ñịa bàn TP.HCM hiện nay có các dự án xử lý CTRSH với các công nghệ khác nhau ñã và
ñang ñược phê duyệt triển khai áp dụng. Bảng 5.9 trình bày một số chi phí xử lý CTRSH ñiển
hình của các công nghệ khác nhau.
Bảng 5-9. Giá thành xử lý 1 tấn CTRSH với các công nghệ khác nhau ñang ñược triển
khai trên ñịa bàn TP.HCM
STT
01
02

Phương pháp xử lý
Chôn lấp tại bãi rác ða Phước (16,4 USD) (*)
Chôn lấp do công ty Môi trường ñô thị thực hiện (20 USD) (*)

Giá thành xử lý
(ðồng/tấn)
339.480
414.000
22

03
04
05
06
07
Nguồn:

ðốt CTRSH cho phát ñiện (32 USD) (*)
ðốt chất thải công nghiệp và CTNH (44 USD)(**)
Xử lý CTRSH thành phân bón (10 USD) (*)
Xử lý TPHC sau phân loại bằng công nghệ ủ thiếu khí
Xử lý TPHC sau phân loại với sự tham gia của trùn Quế
(*)

662.400
910.800
207.000
44.535
82.758

[36]; (**) [21]

5.4 ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ CTRSH TRÊN VÙNG
ðNN VEN BIỂN
Ứng dụng phần mềm WASTE cho việc quản lý mô hình xử lý CTRSH tại huyện Cần Giờ. Cán
bộ quản lý môi trường ở các xã, thị trấn có thể sử dụng phần mềm này ñể tra cứu, cập nhật cơ
sở dữ liệu về tình hình phát sinh CTRSH ở các khu, cụm dân cư; số lượng thiết bị, hố ủ
CTRHC cần thiết,… một cách nhanh chóng, thuận tiện.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN

Kết quả nghiên cứu của luận án ñược trình bày tóm tắt qua những kết luận và kiến nghị sau ñây:
1. Trên cơ sở nghiên cứu hiện trạng và những ñặc ñiểm ñặc trưng của vùng ðNN ven biển với
sự phân bố dân cư phân tán, cụm dân cư quy mô nhỏ cũng như thực trạng, những bất cập và
khó khăn trong công tác quản lý và xử lý CTRSH, luận án ñã ñề xuất mô hình quản lý và xử
lý thích hợp CTRSH từ những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm các quá trinh phân hủy
các TPHC trong CTRSH: (i) Quá trình phân hủy sinh học thiếu khí TPHC và (ii) sự phân
hủy TPHC với sự tham gia của trùn Quế.
2. Quá trình phân hủy sinh học thiếu khí CTRHC còn khá mới mẽ ở nước ta nhưng phù hợp
trong ñiều kiện vùng ðNN ven biển so với các phương pháp khác do chi phí thấp, quản lý
vận hành ñơn giản, không cần năng lượng và sản phẩm thu ñược có thể sử dụng tại chỗ ñể
làm phân bón cho cây trồng.
-

-

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm quá trình ủ thiếu khí ñã xác ñịnh ñược các thông số cơ
bản thích hợp ñối với quá trình phân hủy sinh học thiếu khí như sau: nhiệt ñộ 58 – 62oC,
ñộ ẩm 58 – 64%;
ðiều kiện cấp khí tự nhiên có thể kiểm soát ñược với hệ số cấp khí dao ñộng trong
khoảng 11,47 m3/m3.h ñến 26,53 m3/m3.h;
Vận tốc thoát khí (q) ñược xác ñịnh trong mối quan hệ phụ thuộc vào chiều cao chân ñỡ
(h) của mô hình, chiều cao ống thoát hơi (H), ñộ sụt giảm thể tích của khối ủ ( H) và
ñược thể hiện qua phương trình: q = 0.115h0.245 H0.251 ∆H0.464 với hệ số tương quan: R2
= 0.939;
Với 77 kg TPHC ban ñầu, sau quá trình ủ thiếu khí 35 ngày khối ủ còn lại 13,87 kg, tiếp
tục ủ chín 20 ngày lượng sản phẩm thu ñược khoảng 10,7 kg, ñạt tỷ lệ thu hồi 13,90% so
với lượng TPHC ban ñầu;
Quá trình ủ thiếu khí TPHC thích hợp ñối với khu vực dân cư tập trung qui mô nhỏ tại
các vùng ðNN ven biển.

3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm về khả năng tiêu thụ và phân hủy các thành phần hữu cơ
trong CTRSH với vai trò của trùn Quế ñưa ra các kết luận cụ thể như sau:
-

Trùn quế có khả năng tiêu thụ và phân hủy phần lớn các thành phần hữu cơ trong
CTRSH. Hàng ngày trùn Quế có thể tiêu thụ và phân hủy TPHC ñến 47 – 60% trọng
lượng cơ thể của chúng;
23


-

-

ðiều kiện thích hợp ñối với hoạt ñộng sống của trùn Quế: ñộ ẩm 70 – 85%, nhiệt ñộ 25 –
30oC, pH = 6,5 – 8,0;
Sản phẩm thu ñược của quá trình phân hủy TPHC thực chất là phân hữu cơ có thành
phần: tổng nitơ 16,15 g/kg chất khô, tổng phốt pho 7,63 g/kg chất khô và kali 27,09 g/kg
chất khô. Loại phân hữu cơ này ñược ứng dụng thử nghiệm ñể bón một số loại rau tại xã
Long Hòa, huyện Cần Giờ ñạt kết quả tốt;
Mô hình phân hủy các thành phần hữu cơ trong CTRSH với sự tham gia của trùn Quế
thích hợp và khả thi ñối với các hộ dân cư phân tán và cụm dân cư qui mô nhỏ tại vùng
ðNN ven biển.

4. Ý nghĩa khoa học của ñề tài luận án thể hiện qua các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác
ñịnh ñược các thông số kỹ thuật cần thiết cũng như các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân
hủy sinh học thiếu khí và quá trình tiêu thụ và phân hủy TPHC của trùn Quế từ ñó lần ñầu
tiên ñề xuất các mô hình quản lý và xử lý thích hợp cho các loại hình dân cư khác nhau tại
vùng ðNN ven biển;
5. Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñạt ñược trong ñiều kiện PTN cũng như

ngoài hiện trường, luận án ñã ñề xuất mô hình quản lý và xử lý thích hợp CTRSH vùng
ðNN ven biển như sau:
-

Với qui mô hộ gia ñình phân tán: sử dụng mô hình trùn quế ñể xử lý TPHC, còn CTR vô
cơ có thể tái chế bán cho cơ sở thu gom ve chai, số còn lại sẽ ñược thu gom 01 lần/tuần
hoặc ñốt tại chỗ;
Với qui mô cụm dân cư: sử dụng mô hình trùn quế và hố ủ kỵ khí tùy nghi ñề xừ lý
TPHC, còn CTR vô cơ có thể tái chế bán cho cơ sở thu gom ve chai, số còn lại sẽ ñược
hệ thống thu gom ñưa về xử lý tại bãi chôn lấp của huyện;
Với qui mô khu dân cư tập trung: sử dụng công nghệ ủ thiếu khí ñể xử lý TPHC, còn
CTR vô cơ ñược thu gom và xử lý tương tự ñưa về bãi chôn lấp.

6. Kết quả nghiên cứu và ñề xuất của luận án là hướng ñến việc giảm thiểu ñến mức có thể
TPHC thông qua tái chế, làm phân hữu cơ ñể tái sử dụng tại chỗ với các giải pháp thích hợp
khả thi, có cơ sở khoa học và thực tiễn, thiết thực với những ñặc ñiểm dân cư phân tán, cụm
dân cư quy mô nhỏ tại vùng ðNN ven biển ñể CTRSH còn lại cho xử lý cuối cùng là ít nhất.
KIẾN NGHỊ
1. Quản lý và xử lý CTRSH tại vùng ðNN ven biển là vấn ñề khó, còn mới mẻ trong ñiều kiện
thực tế cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế chuyển hoá thành phần hữu cơ với
các thông số tối ưu trong ñiều kiện thiếu khí với cấp khí tự nhiên, ñồng thời triển khai trình
diễn mô hình quy mô thực tế, tổng kết ñánh giá, hoàn chỉnh mô hình ñể có thể nhân rộng;
2. Nghiên cứu ứng dụng mô hình công nghệ thiếu khí ñể xử lý hỗn hợp thành phần hữu cơ
trong CTRSH và chất thải chăn nuôi tại vùng ðNN ven biển;
3. Nghiên cứu ñề xuất chính sách thích hợp và các quy ñịnh cụ thể về quản lý và xử lý
CTRSH tại vùng ðNN ven biển.

24