Nghiên cứu đánh giá nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt khác nhau trên địa bàn thành phố hà nội

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ GÂY Ô NHIỄM
MÔI TRƢỜNG TỪ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI
RẮN SINH HOẠT KHÁC NHAU TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

LÊ HỒNG TÚ

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ GÂY Ô NHIỄM
MÔI TRƢỜNG TỪ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI
RẮN SINH HOẠT KHÁC NHAU TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ HÀ NỘI
LÊ HỒNG TÚ
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 8440301
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHẠM THỊ MAI THẢO

HÀ NỘI, NĂM 2019

i
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: TS. Phạm Thị Mai Thảo
Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Hoàng Anh Lê
Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Nguyễn Thu Huyền
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 18 tháng 01 năm 2019


ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn của TS. Phạm Thị Mai Thảo. Các số liệu trích dẫn đều có nguồn gốc, các kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Hồng Tú


iii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô giáo trường Đại học Tài

nguyên và Môi trường Hà Nội.
Với tình cảm chân thành, tôi xin trân trọng cảm ơn đến Ban Giám hiệu, các
thầy giáo, cô giáo trong Khoa Môi trường cùng các thầy cô giáo ở nhiều bộ môn
khác đã nhiệt tình giảng dạy, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
học tập và hoàn thành khóa học.
Qua đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Phạm Thị Mai Thảo đã
tận tình hướng dẫn và cho tôi những lời khuyên cần thiết để tôi hoàn thành luận văn
này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Sở Xây dựng Hà Nội, Sở Tài nguyên môi trường Hà
Nội, Ban Duy tu các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị đã tạo điều kiện cung cấp
những số liệu cần thiết và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân luôn quan
tâm, động viên giúp đỡ để tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Hà Nội, tháng 01 năm 2019
Học viên

Lê Hồng Tú


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................ viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU ...............................3
1.1. Tổng quan về chất thải rắn ...................................................................................3
1.1.1 Khái niệm, nguồn gốc ........................................................................................3
1.1.2 Phân loại, thành phần ........................................................................................3
1.2. Tác động của CTRSH đến môi trường và sức khỏe ............................................6
1.2.1. Tác động đến môi trường không khí .................................................................6
1.2.2. Tác động đến môi trường nước .........................................................................6
1.2.3. Tác động đến môi trường đất ............................................................................7
1.2.4. Tác động đến sức khỏe con người .....................................................................7
1.3. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong quy trình xử lý CTRSH ........................7
1.3.1 Thu gom, vận chuyển và trung chuyển chất thải rắn .........................................9
1.3.2 Thu hồi, tái chế .................................................................................................10
1.3.3 Chôn lấp chất thải rắn .....................................................................................10
1.3.4 Xử lý phân compost ..........................................................................................13
1.3.5 Xử lý sinh học kỵ khí ........................................................................................14
1.3.6 Xử lý nhiệt ........................................................................................................14
1.4. Các công nghệ xử lý CTRSH .............................................................................16
1.4.1. Các công nghệ xử lý CTRSH trên thế giới ......................................................16
1.4.2. Xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam ....................................................18
1.5 Các nghiên cứu có liên quan đến phát thải KNK từ xử lý CTRSH ....................20
1.5.1 Trên Thế Giới ...................................................................................................20
1.5.2 Tại Việt Nam .............................................................................................................. 21
1.6 Vị trí, địa điểm nghiên cứu .................................................................................22


v
1.6.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................22
1.6.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................25

CHƢƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU27
2.1. Đối tượng và thời gian nghiên cứu ...................................................................27
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................27
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp ...........................................................27
2.3.2. Phương pháp khảo sát thực địa ......................................................................27
2.3.3. Phương pháp điều tra, phỏng vấn ...................................................................27
2.3.4. Phương pháp xác định hệ số và thành phần CTRSH phát sinh. .....................28
2.3.5 Phương pháp tính tải lượng khí nhà kính phát sinh ........................................31
2.3.6. Phương pháp xác định khối lượng phát sinh trong tương lai .........................35
2.3.7. Phương pháp xử lý số liệu và viết báo cáo ....................................................36
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................37
3.1. Hiện trạng phát sinh và thành phần CTRSH trên địa bàn thành phố Hà
Nội. ...........................................................................................................................37
3.1.1 Hiện trạng phát sinh.........................................................................................37
3.1.2. Thành phần CTRSH ........................................................................................41
3.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn trên địa bàn thành phố Hà Nội ................43
3.2.1. Xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh...............................................44
3.3.2 Xử lý bằng phương pháp đốt .................................................................................... 51
3.2.3 Xử lý bằng phương pháp ủ phân compost ............................................................... 54
3.3 Tác động môi trường từ các phương pháp xử lý .................................................55
3.3.1 Phát thải khí nhà kính từ các bãi chôn lấp ......................................................56
3.3.2 Phát thải khí nhà kính từ xử lý CTR bằng ủ phân Compost ............................62
3.3.3. Phát thải KNK từ quá trình đốt chất thải........................................................65
3.4 Xây dựng các kịch bản xử lý ...............................................................................71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................78
KẾT LUẬN ..............................................................................................................78
KIẾN NGHỊ .............................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................80
PHỤ LỤC

vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần chủ yếu của CTRSH ....................................................................... 5
Bảng 1.2 So sánh phát thải khí nhà kính qua các năm 1994, 2000, 2010......................... 8
Bảng 1.3 Tỷ lệ thành phần các khí sinh ra từ bãi chôn lấp CTR ..................................... 10
Bảng 1.4. Hệ số phát thải KNK của các công nghệ composting..................................... 14
Bảng 1.5. Tổng hợp các nguồn phát thải KNK (gián tiếp, trực tiếp) từ quá trình đốt chất
thải ....................................................................................................................................... 15
Bảng 1.6 Tình hình áp dụng các công nghệ xử lý CTR tại các nước trên Thế giới ....... 16
Bảng 1.7: Lượng phát sinh CTR đô thị ở một số quốc gia .............................................. 17
Bảng 1.8 : Sự phát triển dân số của thành phố Hà Nội qua các năm .............................. 25
Bảng 3.1 Hệ số phát sinh CTRSH tại KVĐT thành phố Hà Nội .................................... 37
Bảng 3.2 Hệ số phát sinh CTRSH tại KVNT thành phố Hà Nội .................................... 39
Bảng 3.3: Thành phần CTRSH KVĐT thành phố Hà Nội .............................................. 41
Bảng 3.4: Thành phần CTRSH KVNT thành phố Hà Nội .............................................. 42
Bảng 3.5 Tổng hợp các cơ sở xử lý CTRSH bằng phương pháp chôn lấp..................... 49
Bảng 3.6. Khối lượng chất thải rắn đô thị được xử lý tại các bãi chôn lấp từ 2007 2017 ..................................................................................................................................... 56
Bảng 3.7. Ước tính CTR được xử lý tại các bãi chôn lấp khu vực nông thôn từ 2007 2017 ..................................................................................................................................... 57
Bảng 3.8 Giá trị thông số tính toán phần trăm cacbon có thể phân hủy khu vực đô thị
thành phố Hà Nội................................................................................................................ 58
Bảng 3.9 Giá trị thông số tính toán phần trăm cacbon có thể phân hủy khu vực ngoại
thành thành phố Hà Nội ..................................................................................................... 58
Bảng 3.10 Giá trị của hệ số tốc độ phân hủy (k) .............................................................. 59
Bảng 3.11 Giá trị GWP theo các năm ............................................................................... 60
Bảng 3.12 Lượng khí CH4 phát sinh từ bãi chôn lấp từ năm 2007 – 2017..................... 61
Bảng 3.13. Hệ số phát thải CH4, N2O trong xử lý sinh học được lấy theo đề nghị của
IPCC, 2006.......................................................................................................................... 63

vii
Bảng 3.14 Khối lượng CTRSH ủ phân hữu cơ ................................................................ 63
Bảng 3.15 Tổng lượng CH4, N2O phát sinh bằng phương pháp ủ phân hữu cơ từ năm
2014 – 2017......................................................................................................................... 64
Bảng 3.16 Khối lượng CTRSH được đốt từ năm 2014 - 2017....................................... 65
Bảng 3.17 Các hệ số dmi; CFi; FCFi; WFi ........................................................................ 66
Bảng 3.18 Tổng lượng phát thải khí CO2 bằng phương pháp đốt ................................... 67
Bảng 3.19 Tổng lượng CH4 và CO2eq phát sinh bằng phương pháp đốt từ năm 2014 2017 ..................................................................................................................................... 68
Bảng 3.20 Tổng lượng NO2 và CO2eq phát sinh bằng phương pháp đốt từ năm 2014 2017 ..................................................................................................................................... 68
Bảng 3.21 Hệ số phát thải CO2eq từ các phương pháp xử lý............................................ 70
Bảng 3.22. Các kịch bản tính toán ..................................................................................... 72
Bảng 3.23 Dự báo dân số Hà Nội đến năm 2025 ............................................................ 72
Bảng 3.24 Dự báo lượng phát sinh CTRSH Hà Nội đến năm 2025 .............................. 73
Bảng 3.25 Tổng hợp lượng khí nhà kính phát sinh từ các phương pháp xử lý theo KB174
Bảng 3.26 Tổng hợp lượng khí nhà kính phát sinh từ các phương pháp xử lý theo KB275


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Mô hình quản lý CTRSH tại Việt Nam ............................................................ 18
Hình 1.2 Địa điểm khu vực nghiên cứu ............................................................................ 22
Hình 2.1 Vị trí khu vực lấy mẫu ........................................................................................ 29
Hình 2.2 Các bước xác định hệ số phát thải ..................................................................... 29
Hình 2.3. Phương pháp đánh đống chất thải theo hình nón............................................. 30
Hình 2.4 Quy trình thực hiện lấy mẫu theo phương pháp ¼ ........................................... 30
Hình 3.1 Hệ số CTRSH phát sinh KVĐT thành phố Hà Nội.......................................... 38
Hình 3.2 Hệ số CTRSH phát sinh KVNT thành phố Hà Nội.......................................... 40
Hình 3.3 Tỷ lệ % các công nghệ xử lý CTRSH ở Hà Nội ............................................... 44
Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ lò đốt ....................................................................................... 53
Hình 3.5 Tải lượng khí metan phát sinh giai đoạn 2007 – 2017 tại thành phố Hà Nội . 61

Hình 3.6 Tổng lượng CO2eq phát sinh bằng phương pháp Ủ phân Compost giai đoạn
2014 - 2017 ......................................................................................................................... 64
Hình 3.7 Tổng lượng CO2eq phát sinh bằng phương pháp đốt giai đoạn 2014 -2017 .... 69
Hình 3.8 Hệ số phát thải CO2eq từ các phương pháp xử lý .............................................. 70
Hình 3.9 Lượng khí nhà kính phát sinh từ các phương pháp xử lý theo KB1 ............... 75
Hình 3.10 Tổng lượng CO2eq phát sinh từ các phương pháp xử lý theo KB2 ................ 76

Hình 3.11 So sánh lượng phát thải giữa hai kịch bản. .................................... 77


ix

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BCL

: Bãi chôn lấp

BĐKH

: Biến đổi khí hậu

CO2eq

: CO2 tương đương

CFCs

: Chlorofluorocarbon

CP

: Cổ phần

CTR

: Chất thải rắn

CTRSH

: Chất thải rắn sinh hoạt

CTXD

: Chất thải xây dựng

CTY

: Công ty

DOC

: Degradable organic cacbon (Cacbon hữu cơ có thể phân
hủy)

DOCf

: Tỷ lệ của DOC có thể phân hủy

F

: Tỷ lệ mêtan trong khí bãi rác

FOD

: First Oder Decay ( lý thuyết phân rã bậc nhất)

GWP

: Giá trị thể hiện khả năng làm Trái Đất nóng lên của khí
nhà kính, quy về theo giá trị của CO2

H.HĐ

: Huyện Hoài Đức

H. ĐP

: Huyện Đan Phượng

H. PX

: Huyện Phú Xuyên

IPCC

: Intergovernmental Panel on Climate Change
(Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu)

L0

: Tiềm năng sinh khí mêtan

LFG

: Khí bãi rác

NMVOC

: Hợp chất hữu cơ bay hơi không có metan

MCF

: Hệ số hiệu chỉnh mêtan

MSV

: Chất thải rắn đô thị


x
Q.NTL

: Quận Nam Từ Liêm

Q.CQ

: Quận Cầu Giấy

Q.ĐĐ

: Quận Đống Đa

UBND

: Ủy ban nhân dân

VOC

: (Volatile Organic Compounds) Hợp chất hữu cơ bay hơi

VSMT

: Vệ sinh môi trường

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

TP

: Thành phố

WHO

: Tổ chức y tế thế giới


1
MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Việt Nam là một nước đang trong quá trình phát triển, với quá trình đô thị hóa
ngày càng mạnh mẽ, cùng với đó là áp lực gia tăng dân số tại các đô thị lớn làm
phát sinh chất thải rắn sinh hoạt. Công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt của Việt
Nam hiện nay đang tồn tại nhiều công nghệ cũ gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng
đồng và ô nhiễm môi trường. Hà Nội là thủ đô của Việt Nam, là trung tâm kinh tế,
văn hóa chính trị của cả nước với diện tích lớn thứ 2 bằng 3.344,6 km2 và dân số
trung bình năm 2017 là 7.654,8 nghìn người, chiếm 8% dân số cả nước, phân bố
trong 12 quận, 17 huyện và 1 thị xã [7]. Công tác xử lý chất thải rắn sinh hoạt trên
địa bàn Thành phố Hà Nội hiện nay gồm nhiều công nghệ khác nhau nhưng còn đơn
giản, chủ yếu sử dụng các bãi chôn lấp, các công nghệ này làm là nguồn phát sinh
ra khí thải gây ô nhiễm môi trường. Ngày 24/4/2014 Thủ tướng chính phủ đã có
Quyết định số 609/QĐ-CP về việc phê duyệt quy hoạch xử lý chất thải rắn thủ đô
Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. Trong đó yêu cầu giảm thiểu, hạn
chế chôn lấp nhằm tiết kiệm nguồn tài nguyên đất và giảm thiểu ô nhiễm môi
trường, ưu tiên sử dụng các công nghệ tiên tiến phù hợp.
Đánh giá được hiện trạng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt cũng như tính
toán được khả năng phát thải khí nhà kính của các công nghệ xử lý của thành phố
Hà Nội là một trong những mục tiêu quan trọng hiện nay. Kết quả thu được giúp
lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý chất thải rắn sinh hoạt cho thành phố Hà
Nội. Vì vậy tôi tiến hành làm luận văn “Nghiên cứu đánh giá nguy cơ gây ô nhiễm
môi trường từ các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt khác nhau trên địa
bàn thành phố Hà Nội”. Các công nghệ xử lý CTRSH hiện nay phát sinh nhiều
loại khí gây ô nhiễm môi trường khác nhau đặc biệt là các khí nhà kính nhưng trong
nghiên cứu của đề tài, tôi không thực hiện được hết nên chỉ lựa chọn đánh giá phát
sinh các khí nhà kính.


2
2. Mục tiêu nghiên cứu

(1) Xác định được nguồn phát sinh khí nhà kính từ các công nghệ xử lý chất
thải rắn sinh hoạt khác nhau trên địa bàn thành phố Hà Nội.
(2) Đề xuất các kịch bản xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp trong điều kiện
thực tế tại Hà Nội.
3. Nội dung nghiên cứu
(1) Xác định hiện trạng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn thành phố
Hà Nội.
- Xác định hệ số phát sinh chất thải rắn sinh hoạt cho từng khu vực (đô thị,
ngoại thành).
- Xác định thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại từng khu vực (đô thị, ngoại
thành)
(2) Điều tra, đánh giá hiện trạng các phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt
hiện nay trên địa bàn thành phố Hà Nội.
- Đánh giá hiện trạng các phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt.
(3) Tính toán lượng phát sinh khí nhà kính từ các phương pháp xử lý chất thải
rắn sinh hoạt hiện nay trên địa bàn thành phố Hà Nội.
- Tính toán tải lượng khí nhà kính phát sinh từ các phương pháp xử lý của
thành phố Hà Nội.
(4) Đề xuất các kịch bản xử lý chất thải rắn sinh hoạt phù hợp trong điều kiện
thực tế tại Hà Nội.


3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về chất thải rắn
1.1.1 Khái niệm, nguồn gốc
Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt
thường ngày của con người.
Vận chuyển chất thải là quá trình chuyên chở chất thải từ nơi phát sinh đến
nơi xử lý, có thể kèm theo hoạt động thu gom, lưu giữ (hay tập kết) tạm thời, trung

chuyển chất thải và sơ chế chất thải tại điểm tập kết hoặc trạm trung chuyển.
Thu hồi năng lƣợng từ chất thải là quá trình thu lại năng lượng từ việc
chuyển hóa chất thải.
Xử lý chất thải là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật (khác
với sơ chế) để làm giảm, loại bỏ, cô lập, cách ly, thiêu đốt, tiêu hủy, chôn lấp chất
thải và các yếu tố có hại trong chất thải.
Nguồn gốc:
Chất thải rắn sinh hoạt là những chất thải rắn phát thải trong sinh hoạt cá nhân,
hộ gia đình, nơi công cộng. Các nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bao
gồm:
+ Từ các khu dân cư: Các hộ gia đình, chung cư, biệt thự
+ Từ các trung tâm thương mại: Nhà kho, nhà hàng, khách sạn,
nhà trọ, các trạm sửa chữa, bảo hành và dịch vụ.
+ Từ các viện nghiên cứu, cơ quan, trường học, bệnh viện, các công trình công
cộng;
+ Từ các dịch vụ đô thị, sân bay: Hoạt động dọn rác vệ sinh đường
phố, công viên, vườn hoa, khu vui chơi, giải trí, bùn, cống rãnh...
+ Từ các trạm xử lý nước thải và từ các ống thoát nước của thành phố: Được
vớt lên trong các đường cống thoát nước.
+ Từ các khu công nghiệp: Phát sinh trong hoạt động sinh hoạt của công nhân
viên trong khu công nghiệp.
1.1.2 Phân loại, thành phần
a. Phân loại


4
Để phân loại chất thải rắn sinh hoạt có thể dựa vào rất nhiều tiêu chí khác nhau
như: phân loại theo vị trí hình thành, theo thành phần vật lý, hoá học, theo tính chất
rác thải....
- Theo vị trí hình thành: Tùy theo vị trí hình thành mà người ta phân ra rác thải

đường phố, rác thải vườn, rác thải các khu công nghiệp tập trung, rác thải hộ gia
đình....
- Theo thành phần hóa học và vật lý: Theo tính chất hóa học có thể phân ra
chất thải hữu cơ, chất thải vô cơ, kim loại, phi kim…
- Theo mức độ nguy hại, chất thải được phân thành các loại sau:
+ Chất thải không nguy hại: Là những chất thải không chứa các chất và các
hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc gián tiếp
+ Chất thải nguy hại: bao gồm các hoá chất dễ phản ứng, các chất độc hại,
chất thải sinh học dễ thối rữa, các chất dễ cháy, dễ gây nổ, chất thải phóng xạ...
- Theo mục đích nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu về thành phần khác nhau trong
CTRSH nên cách phân loại khác nhau như thức ăn, chất hữu cơ dễ phân hủy, rác
vườn, giấy, bìa cattong…. Theo hướng dẫn tại Quyết định số 2359/QĐ-TTg phê
duyệt Hệ thống quốc gia về kiểm kê khí nhà kính của Thủ tướng Chính phủ.
b. Thành phần CTRSH
Thành phần lý, hóa của chất thải rắn sinh hoạt rất khác nhau tùy thuộc vào
từng địa phương, từng khu vực (đô thị, nông thôn), vào các mùa khí hậu, vào điều
kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác.


5
Bảng 1.1. Thành phần chủ yếu của CTRSH
Thành phần

Định nghĩa

Ví dụ

1. Các chất cháy được (đốt được)
a. Giấy
b. Hàng dệt

c. Thực phẩm
d. Cỏ, gỗ củi, rơm rạ

Các vật liệu làm từ giấy

Các túi giấy, mảnh bìa, giấy vệ

bột và giấy.

sinh…

Có nguồn gốc từ các sợi

Vải, len, nilon…

Các chất thải từ đồ ăn

Cọng rau, vỏ quả, thân cây, lõi

thực phẩm

ngô…

Các vật liệu và sản phẩm

Đồ dùng bằng gỗ như bàn ghế,

được chế tạo từ gỗ, tre,

đồ chơi, vỏ dừa

rơm…
e. Chất dẻo

Các vật liệu và sản phẩm

Phim cuộn, túi chất dẻo, chai,

được chế tạo từ chất dẻo

lọ. Chất dẻo, các đầu vòi, dây
điện…

f. Da và cao su

Các vật liệu và sản phẩm

Bóng, giày, ví, băng cao su…

được chế tạo từ da và cao
su
2. Các chất không cháy được
a. Các kim loại sắt

Các vật liệu và sản phẩm Vỏ hộp sắt, tôn…
được chế tạo từ sắt mà dễ
bị nam châm hút.

b. Các kim loại phi Bất kỳ các loại vật liệu Vỏ chai, ốc, xương, gạch, đá,
sắt

không cháy khác ngoài gốm…
kim loại và thủy tinh.

c. Thủy tinh

Các vật liệu và sản phẩm Chai lọ, đồ đựng bẳng thủy tinh,
được chế tạo từ thủy tinh. bóng đèn…

d. Đá và sành sứ

Tất cả các vật liệu khác Đá cuội, cát, đất, tóc..
không phân loại trong


6
Thành phần

Định nghĩa

Ví dụ

bản này. Loại này có thể
chia thành 2 phần: kích
thước hơn 5mm và loại
nhỏ hơn 5 mm.
(Nguồn:[5])
Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2016 [3], CTRSH phát sinh ở các đô
thị chiếm đến hơn 50% tổng lượng CTRSH của cả nước mỗi năm. Năm 2015, tổng
khối lượng CTRSH phát sinh tại các đô thị khoảng 38.000 tấn/ngày. Trong khi năm

2014, khối lượng CTRSH đô thị phát sinh khoảng 32.000 tấn/ngày. Riêng tại Hà
Nội và TP. Hồ Chí Minh, khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh là 6.420 tấn/ngày và
6.739 tấn/ngày. Theo tính toán mức gia tăng của giai đoạn từ 2011 đến 2015 đạt
trung bình 12% mỗi năm và về xu hướng, mức độ phát sinh CTRSH đô thị tiếp tục
tăng trong thời gian tới.
1.2. Tác động của CTRSH đến môi trƣờng và sức khỏe
1.2.1. Tác động đến môi trƣờng không khí
CTRSH phát sinh thường là các loại thực phẩm chiếm tỷ lệ cao trong toàn bộ
khối lượng thải ra, các thành phần hữu cơ trong đó phân hủy, thúc đẩy nhanh quá
trình lên men, thối rữa và tạo nên mùi khó chịu cho con người. Các chất thải khí
phát ra từ các quá trình này thường là H2S, NH3, CH4, SO2, CO2… đều là các tác
nhân gây ra ô nhiễm môi trường. Khí nhà kính thoát ra từ tất cả các quá trình từ thu
gom, vận chuyển, xử lý bằng chôn lấp và các công nghệ khác
1.2.2. Tác động đến môi trƣờng nƣớc
CTRSH nếu được chôn lấp không hợp vệ sinh, sau khi bị phân hủy sẽ tác
động trực tiếp và gián tiếp đến chất lượng nước mặt, nước ngầm trong khu vực.
Ngoài ra, rác có thể bị cuốn trôi theo dòng nước mưa xuống ao, hồ, sông, ngòi,
kênh, rạch… sẽ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt. Lâu dần những đống rác này sẽ
làm giảm diện tích ao hồ… giảm khả năng tự làm sạch của nước gây cản trở các
dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh thoát nước. Hậu quả của hiện tượng này là hệ sinh


7
thái trong các ao hồ bị hủy diệt. Việc ô nhiễm các nguồn nước mặt này cũng là một
trong những nguyên nhân gây các bệnh tiêu chảy, tả, lỵ, trực khuẩn, thương hàn…
ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng. CTRSH sau khi được thu gom, xử lý
bằng các phương pháp cũng phát sinh một lượng nước rỉ rác lớn, nếu không được
xử lý cũng gây làm ô nhiễm môi trường.
1.2.3. Tác động đến môi trƣờng đất
Khi CTRSH được đưa vào môi trường các chất độc sẽ xâm nhập vào đất và

tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích cho đất như: giun, vi sinh vật, phát tán các vi
khuẩn gây bệnh ra bên ngoài. Đặc biệt hiện nay sử dụng tràn lan các loại túi nilon
trong sinh hoạt và đời sống, khi xâm nhập vào đất cần rất nhiều năm mới phân hủy
hết, do đó chúng hạn chế quá trình tổng hợp các chất dinh dưỡng, làm cho đất giảm
độ phì nhiêu, đất bị chua và năng suất cây trồng giảm sút.
1.2.4. Tác động đến sức khỏe con ngƣời
Trong thành phần CTRSH hay còn gọi là rác thải thông thường, hàm lượng
hữu cơ chiếm tỉ lệ lớn dễ bị phân hủy, lên men, bốc mùi hôi thối làm ảnh hưởng đến
sức khỏe con người và giảm mỹ quan môi trường sống; những người tiếp xúc
thường xuyên với chất thải như những người làm trực tiếp công việc thu nhặt các
phế liệu từ bãi rác rất dễ mắc các bệnh viêm phổi, sốt rét, các bệnh về mắt, tai, mũi,
họng và ngoài da, phụ khoa. Theo tổ chức Y tế Thế giới WHO, trên thế giới mỗi
năm có 5 triệu người chết và có gần 40 triệu trẻ em mắc các bệnh có liên quan tới
chất thải [5]. Nhiều tài liệu trong nước và quốc tế cho thấy, những xác động vật bị
thối rữa trong hơi thối có chất amin và các chất dẫn xuất sufua hydro hình thành từ
sự phân hủy rác thải kích thích sự hô hấp của con người, kích thích nhịp tim đập
mạnh gây ảnh hưởng xấu tới những người mắc bệnh tim mạch.
1.3. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong quy trình xử lý CTRSH
Theo báo cáo đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu
(IPCC) đưa ra, biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất
của nhân loại. Những ảnh hưởng của BĐKH đến con người và các thay đổi của hệ
thống khí hậu cũng đã được ghi nhận từ những năm 1950. Nguyên nhân chính của


8
biến đổi khí hậu là do phát thải khí nhà kính (KNK), trong đó các hoạt động sinh
sống và sản xuất của con người là nguồn phát thải chính. KNK được định nghĩa là
những thành phần của khí quyển, được tạo ra do tự nhiên và các hoạt động của con
người. Chúng có khả năng hấp thụ các bước sóng dài được phản xạ tự bề mặt Trái
đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái

đất, gây nên hiệu ứng nhà kính. Tiếp tục phát thải KNK sẽ làm nặng nề thêm
những thay đổi của khí hậu toàn cầu cũng như những ảnh hưởng tiêu cực của nó
lên môi trường tự nhiên và con người.
Theo nguồn gốc phát sinh, mức độ phát thải tuyện đối và xu hướng phát thải
cũng như mức độ ảnh hưởng đến tổng tiềm năng phát thải KNK của các quốc gia,
các nguồn phát thải được chia thành 4 nhóm chính là năng lượng, công nghiệp,
nông nghiệp và chất thải. Việt Nam đã kiểm kê phát thải KNK cho 4 nhóm trên
vào các năm 1994, 2000, 2010. Kết quả trong lĩnh vực Chất thải nói riêng và cả 4
lĩnh vực nói chung lượng KNK đều tăng.
Bảng 1.2 So sánh phát thải khí nhà kính qua các năm 1994, 2000, 2010
ĐVT: triệu tấn CO2eq
Lĩnh vực

Năm 1994

Năm 2000

Năm 2010

Năng lượng

25,6

52,8

141,1

Công nghiệp

3,8

10

21,2

Nông nghiệp

52,4

65,1

88,3

Chất thải

2,6

7,9

15,4
(Nguồn: [4])

Lượng chất thải phát sinh không ngừng tăng lên theo tốc độ phát triển kinh tế
và hàng ngày phát sinh vào môi trường một lượng lớn khí nhà kính ở tất cả các quá
trình từ khi thu gom, vận chuyển, trung chuyển đến xử lý bằng các phương pháp
khác nhau.


9
1.3.1 Thu gom, vận chuyển và trung chuyển chất thải rắn

Thu gom, trung chuyển và vận chuyển chất thải là các hoạt động chính trong
hệ thống quản lý chất thải rắn. Tất cả các hoạt động này đều sử dụng các xe vận tải
chuyên dụng với nhiên liệu được sử dụng chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch. Khí nhà
kính từ quá trình thu gom, vận chuyển và trung chuyển chất thải rắn phát thải chủ
yếu từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch và sử dụng năng lượng để nén và vận chuyển
rác. Hoạt động bảo dưỡng và vệ sinh thiết bị như thùng chứa, container, xe vận
chuyển hay duy tu các công trình kỹ thuật hạ tầng phục vụ cho công tác này cũng
phát thải ra một lượng KNK, tuy nhiên lượng nhỏ này cũng chưa được tính đến
trong nhiều nghiên cứu về phát thải KNK từ hoạt động thu gom chất thải rắn. Bên
cạnh đó, hợp phần này phát sinh lượng nhỏ khí nhà kính như CH4 do quá trình lên
men kị khí trong đống chất thải. Chất thải sau khi tập trung cần được đưa đến nơi
xử lý càng sớm càng tốt vì để các lâu quá trình lên men kị khí càng mạnh, cơ hội
phát thải khí nhà kính càng nhiều. Việc xác định chính xác ảnh hưởng của KNK
phát thải từ hoạt động thu gom, vận chuyển và trung chuyển chất thải cần phải được
nghiên cứu cụ thể cho từng đô thị. Tính toán phát thải từ quá trình thu gom phải dựa
trên cơ sở quãng đường vận chuyển, loại phương tiện và nhiên liệu sử dụng, khối
lượng rác cần vận chuyển v.v… Ở một số nước châu Âu, hệ thống thu gom phân
loại rác tại nguồn sử dụng kết hợp hai phương pháp là thu gom bên lề đường cho
các loại rác thông thường và thu gom theo điểm tập kết cho các loại rác tái chế nên
việc tính toán phải dựa vào các yếu tố cụ thể của từng hệ thống. Hệ thống thu gom
bên lề đường cho các loại rác thông thường (dành cho tất cả các khu vực trung tâm
thành phố, nông thôn, nhà cao tầng, nhà đơn lập…) phát thải khoảng 5 - 32,3
kgCO2eq/tấn rác, trong khi đó hệ thống thu gom theo điểm tập kết cho giấy và thủy
tinh (thùng chứa 0,7-2,5m3) phát thải từ 11,5-15,7 kgCO2eq/tấn rác [20]. Việc sử
dụng nhiên liệu cho các phương tiện vận chuyển cũng ảnh hưởng lớn đến việc thu
gom và vận chuyển chất thải rắn.


10
1.3.2 Thu hồi, tái chế

Có nhiều loại công nghệ đang sử dụng để thu hồi và tái chế chất thải phụ thuộc
vào nguyên liệu cần được thu hồi như: kim loại, giấy, nhựa, thủy tinh hay gỗ. Sự
phát thải KNK xảy ra ở quá trình này chủ yếu từ việc sản xuất và tiêu thụ năng
lượng và nhiên liệu để vận hành các công trình nhằm mục đích tái chế các nguyên
vật liệu. Lượng khí nhà kinh phát thải chủ yếu là CO2, CH4 và N2O từ các quá trình
chuẩn bị và tiêu thụ nhiên liệu (quá trình đốt nhiên liệu phát thải cả CO và
NMVOC), năng lượng sử dụng cho các nhà máy phân loại, nhà máy tái chế, sản
xuất thu hồi nguyên vật liệu.
1.3.3 Chôn lấp chất thải rắn
Trong các phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn, chôn lấp là phương án
phổ biến và đơn giản nhất. Về thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải
trong một hố và có phủ đất lên trên. Khí bãi rác (LFG) phát thải từ bãi chôn lấp từ
quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ trong rác. Thành phần chủ yếu của khí
bãi rác là khí CH4 và CO2, sinh ra do quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Một phần
rất nhỏ các thành phần khí khác cũng có mặt trong hỗn hợp khí bãi rác bao gồm
H2S, hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) hay một số khí khác gây nên mùi hôi, ô nhiễm
môi trường không khí và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng, một
số hợp chất VOC cũng đóng góp vào sự ấm lên của khí quyển như
chlorofluorocarbon (CFCs). Thành phần của khí gas trong giai đoạn đầu là chủ yếu
là Các bon dioxit (CO2) và một số loại khác. Sự có mặt của khí CO2 ở trong bãi
chôn lấp tạo điều kiện cho vi sinh vật kị khí phát triển và từ đó bắt đầu giai đoạn
hình thành khí metan. Một phần nhỏ C hữu cơ trong rác bị mất đi do quá trình hòa
tan vào nước rác. Tỷ lệ các khí chủ yếu sinh ra từ các bãi chôn lấp được thể hiện
qua Bảng 1.3
Bảng 1.3 Tỷ lệ thành phần các khí sinh ra từ bãi chôn lấp CTR
Thành phần

% (Thể tích khô)

CH4

45 – 60

CO2

40 – 60


11
Thành phần

% (Thể tích khô)

N2

2-5

O2

0,1 – 1,0

Mercaptans, hợp chất chứa lưu huỳnh,...

0 – 1,0
0,1 – 1,0

NH3
H2

0 – 0,2

CO

0 – 0,2

Các khí khác

0,01 – 0,6
Nguồn: [22]

Bên cạnh hai thành phần khí chính trong khí bãi rác là CH4 và CO2, hợp chất
hữu cơ bay hơi cũng có thành phần vô cùng phức tạp xảy ra qua 5 giai đoạn [5]
Giai đoạn 1- Giai đoạn thích nghi: Quá trình phân hủy sinh học xảy ra trong
điều kiện hiếu khí vì một phần không khí bị giữ lại trong BCL. Nguồn vi sinh vật
hiếu khí và kỵ khí có từ lớp đất phủ hàng ngày hoặc lớp đất phủ cuối cùng khi đóng
cửa BCL. Bên cạnh đó, bùn từ trạm xử lý nước thải được đổ bỏ tại BCL và nước rò
rỉ tuần hoàn lại BCL cũng là những nguồn cung cấp vi sinh vật cần thiết để phân
hủy rác thải.
Giai đoạn 2- Giai đoạn chuyển hóa: Hàm lượng oxy trong BCL giảm dần và
điều kiện kỵ khí bắt đầu hình thành. Khi môi trường trong BCL trở nên kỵ khí hoàn
toàn, nitrate và sulfate, các chất đóng vai trò là chất nhận điện tử trong các phản ứng
chuyển hóa sinh học, thường bị khử thành khí N2 và H2S (Phương trình 1, 2, và 3).
2CH3CHOHCOOH + SO4 2- → Lactate Sulfate
2CH3COOH + S2- + H2O + CO2 Acetate Sulfide (1)
4H2 + SO4 2- → S2- + 4H2O (2)
S2- + 2H+ → H2S (3)
Sự gia tăng mức độ kỵ khí trong môi trường BCL có thể kiểm soát được bằng
cách đo điện thế oxy hóa khử của chất thải. Quá trình khử nitrate và sulfate xảy ra ở
điện thế oxy hóa khử trong khoảng từ –50 đến –100 mV. Khí CH4 được tạo thành
khi điện thế oxy hóa khử dao động trong khoảng từ – 150 đến –300 mV. Khi điện

thế oxy hóa khử tiếp tục giảm, tập hợp vi sinh vật chuyển hóa các chất hữu cơ có


12
trong rác thành CH4 và CO2 bắt đầu quá trình 3 giai đoạn nhằm chuyển hóa các chất
hữu cơ phức tạp thành các acid hữu cơ và các sản phẩm trung gian khác như trình
bày trong giai đoạn 3. Ở giai đoạn 2, pH của nước rò rỉ bắt đầu giảm do sự có mặt
của các acid hữu cơ và ảnh hưởng của khí CO2 sinh ra trong BCL.
Giai đoạn 3: Giai đoạn acid hóa. Tốc độ tạo thành các acid hữu cơ tăng
nhanh. Bước thứ nhất của quá trình 3 giai đoạn là thủy phân các hợp chất cao phân
tử (như lipids, polysaccharides, protein, nucleic acids,…) thành các hợp chất thích
hợp cho vi sinh vật. Bước thứ hai là quá trình chuyển hóa sinh học các hợp chất
sinh ra từ giai đoạn 1 thành các hợp chất trung gian có phân tử lượng thấp hơn mà
đặc trưng là acetic acid, một phần nhỏ acid fulvic và một số acid hữu cơ khác. CO2
là khí chủ yếu sinh ra trong giai đoạn 3. Một phần nhỏ khí H2 cũng được hình thành
trong giai đoạn này.
Giai đoạn 4- Giai đoạn mêtan hóa. Các acid hữu cơ đã hình thành được
chuyển hóa thành CH4 và CO2.
Giai đoạn 5- Giai đoạn phân hủy hoàn toàn. Giai đoạn này xảy ra sau khi các
chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học sẵn có đã được chuyển hóa hoàn toàn
thành CH4 và CO2 ở giai đoạn 4. Khi lượng ẩm tiếp tục thấm vào phần chất thải mới
thêm vào, quá trình chuyển hóa lại tiếp tục xảy ra. Tốc độ sinh khí sẽ giảm đáng kể
ở giai đoạn 5 vì hầu hết các chất dinh dưỡng sẵn có đã bị rửa trôi theo nước rò rỉ
trong các giai đoạn trước đó và các chất còn lại hầu hết là những chất có khả năng
phân hủy chậm. Khí chủ yếu sinh ra ở giai đoạn 5 là khí CH4 và CO2.
Một cách tổng quát, phản ứng phân hủy kỵ khí chất thải rắn xảy ra như sau:
Chất hữu cơ + H2O vi sinh vật→ Chất hữu cơ đã bị phân hủy + CH4 + CO2 +
Các khí (Rác) bị phân hủy sinh học khác.
Thông thường, chất hữu cơ có trong rác thải được phân làm hai loại: (1) các
chất hữu cơ có khả năng phân hủy nhanh (3 tháng đến 5 năm) và (2) chất hữu cơ có

khả năng phân hủy chậm (≥ 50 năm). Ngoài ra hàm lượng chất hữu cơ bay hơi
(VOC) và khí vi lượng thoát ra từ bãi chôn lấp là rất lớn. Hiện tại các khí này vẫn
chưa được phân tích đầy đủ. Theo các nghiên cứu mới nhất, các bãi chôn lấp và các


13
khu vực chôn lấp các chất hữu cơ có khả năng tạo thành phosphine và một số loại
khí vi lượng rất độc hại, có khả năng gây chết người, gây quái thai ở phụ nữ hoặc
những tác hại khác.
Khí CH4 trong khí bãi rác là nguồn năng lượng tiềm năng, nhưng cũng gây
nên những rủi ro về cháy nổ trong bãi chôn lấp và đóng góp lớn vào việc phát thải
khí nhà kính gây nên sự ấm lên của toàn cầu.
1.3.4 Xử lý phân compost
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí (compost) trực tiếp phát thải ra Mê tan và
nitơ oxít ở nhiều mức độ khác nhau phụ thuộc vào quá trình kiểm soát, quản lý vận
hành thực tế. Hệ thống kín sẽ giảm lượng KNK phát thải ra nhờ vào thiết bị lọc khí
(thông thường là lọc sinh học) để xử lý khí phát thải. Các nhà máy Compost thường
yêu cầu một lượng không lớn năng lượng đầu vào (phát thải đầu nguồn thấp) để vận
hành, do đó lượng khí nhà kính phát thải chủ yếu từ quá trình xử lý và việc sử dụng
sản phẩm compost, việc ứng dụng sản phẩm phân compost vào đất có thể đem lại
khả năng lưu giữ Cacbon lâu hơn trong đất dưới dạng Cacbon sinh học. Sử dụng
quá trình phân hủy sinh học để biến đổi các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn
thành sản phẩm phân hữu cơ hoặc cặn sinh học phục vụ cho các mục đích nông
nghiệp, cải tạo đất. Nó giúp giảm đi một lượng lớn chất thải, giảm diện tích chôn
lấp, ngoài ra nó còn mang lại lợi nhuận kinh tế nhất định.
Tuy nhiên, với công nghệ ủ sinh học hiếu khí hệ số phát thải KNK phụ thuộc
nhiều vào công nghệ và quy mô xử lý, ví dụ đối với việc ủ rác hữu cơ tại chỗ của
các gia đình, lượng phát thải KNK đầu nguồn không có vì ở các gia đình chủ yếu sử
dụng hệ thống cấp khí tự nhiên hoặc đảo trộn bằng tay tuy nhiên thì quá trình phân
hủy chất hữu cơ lại phát thải ra nhiều khí CH4 vì không được cung cấp đủ Oxy dẫn

đến sự phân hủy kỵ khí xảy ra ở trong đống ủ; đối với quy mô công nghiệp, việc xử
lý chất thải rắn hữu cơ bằng hệ thống kín cũng phát thải ít hơn hệ thống hở vì khả
năng kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng oxy cung cấp cho đống ủ. Bảng 1.4 tổng
kết các hệ số phát thải KNK từ quá trình ủ sinh học hiếu khí sử dụng các loại hình
công nghệ khác nhau.