Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn Thành phố Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF TỪ
RÁC THẢI SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ
CẦN THƠ

Cán Bộ Hướng Dẫn:
Ts. NGUYỄN XUÂN HOÀNG

Sinh Viên Thực Hiện:
Trương Thanh Tùng B1205122
Nguyễn Văn Tâm

Cần Thơ, 5/2016

B1205101


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Cần Thơ , Ngày......Tháng.......Năm 2016

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
i


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ts. Nguyễn Xuân Hoàng

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
ii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Sau những tháng ngày được học tập và rèn luyện tại trường đại học cần thơ, đặc biệt
được các thầy cô bộ môn kỹ thuật môi trường hướng dẫn tận tình cuối cùng thì mọi
cố gắng sau 5 tháng miệt mài nghiên cứu học tập thì chúng em cũng đã hoàn thành
được đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt
trên địa bàn Thành phố Cần Thơ”. Để hoàn thành tốt đề tài và đạt được kết quả
như mong đợi chúng em đã cố gắng hết mình kể từ bắt đầu đề tài cho đến khi kết
thúc đề tài. Bên cạnh những sự cố gắng đó, chúng em lúc nào cũng nhận được rất
nhiều lời cổ vũ, động viên tinh thần từ gia đình, thầy cô và bạn bè khi chúng em gặp
khó khăn trong lúc thực hiện đề tài, qua đó giúp chúng em có thêm sức mạnh, niềm
tin để có thể hoàn thành tốt luận văn như ngày hôm nay. Nhân đây chúng em xin
gởi lời cảm ơn sâu sắc đến:
- Thầy Nguyễn Xuân Hoàng người đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kinh
nghiệm quý báo của mình cho chúng em. Sau khi được làm việc với thầy chúng em
đã tích góp được những thứ quý giá, nâng cao cho chúng em có tính chuyên nghiệp
hơn trong công việc, giúp chúng em có đủ tự tin hơn để bước tiếp trên con đường
mà chúng em đã chọn cho mình.
- Thầy Hoàng Vĩ Minh đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện về vật chất
lẫn tinh thần cho chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài này. Nhân đó
chúng em cũng bày tỏ lòng biết ơn đến ban Giám Đốc công ty cơ khí Thế Dân đã
giúp đỡ cho chúng em trong suốt quá trình thực hiên luận văn.

- Quý Thầy cô trong bộ môn kỹ thuật môi trường và tất cả các bạn làm luận
văn trong học kỳ này đã hỗ trợ và giúp đỡ nhiệt tình cho chúng em.
- Các anh chị trong đội thu gom chất thải của công ty môi trường Linh Linh
đã hỗ trợ và cho mượn phương tiện thu gom đễ chúng em có đầy đủ nguyên liệu
phục vụ cho đề tài.
- Cuối cùng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình và người thân lúc nào cũng là
điểm tựa lý tưởng, là hậu phương vững chắc cho chúng con.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến
thức vẫn còn hạn chế và thời gian tương đối ngắn không tránh được những sai sót,
rất mong được sự góp ý chân thành từ quý thầy cô và các bạn để đề tài của chúng
em có thể hoàn chỉnh hơn.
Xin Chân Thành Cảm Ơn!
Cần Thơ, Ngày......Tháng......Năm 2016

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
iii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Văn Tâm

Trương Thanh Tùng

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên
địa bàn Thành phố Cần Thơ”. Được thực hiện với mục đích nghiên cứu sản xuất
thanh nhiên liệu và xử lý rác sinh hoạt cho thành phố Cần Thơ. Đề tài được thực
hiện tại Khoa Môi Trường Và TNTN và Cty cơ khí Thế Dân. Mẫu rác sau khi lấy về
sau đó được phân loại thành các thành phần cháy được và thành phần không cháy

được. Các thành phần không cháy được sẽ được trả lại cho công ty Công Trình Đô
Thị. Còn các thành phần còn lại sẽ được đem đi xác định độ ẩm và hàm lượng tro.
Chất hữu cơ sẽ được đem đi giảm độ ẩm và giảm mùi hôi dưới ánh nắng, các thành
phần còn lại như giấy, vải, plastic sẽ được cắt nhỏ. Sau đó các chất thải sẽ được
phân thành 3 nhóm, Nhóm 1: Chất hữu cơ nhóm 1, nhóm 2: nilon, nhựa, xốp, nhóm
3: giấy, vải.
Các nhóm 1, nhóm 2 và nhóm 3 sẽ được phối trộn với nhau thành 2 nghiệm thức:
NT1 là các thành phần sẽ phối trộn giống như phần trăm thành phần rác đã phân
loại, NT2 sẽ dựa trên NT1 và thêm 10% plastic. Hai nghiệm thức sẽ được ép trên
các vùng nhiệt: 180, 200, 220, 250, 3500C. Các sản phẩm tạo ra sẽ được đem đi
phân tích các chỉ tiêu: tỷ trọng, độ ẩm, hàm lượng tro, nhiệt trị. Sau đó sẽ tiến hành
so sánh kết quả phân tích các nghiệm thức với nhau để tìm ra khoảng nhiệt trị thích
hợp để xem chất lượng sản phẩm RDF tạo thành có thể ứng dụng vào thực tế được
hay không từ đó đề xuất quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu RDF cho
thành phố Cần Thơ.

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
iv


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CAM KẾT KẾT QUẢ
Chúng em xin cam kết kết quả này là hoàn toàn dựa trên các kết quả nghiên cứu của
chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ luận văn nào trước đây.
Cần Thơ, Ngày......Tháng......Năm 2016

Nguyễn Văn Tâm

Trương Thanh Tùng

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
v


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
Chương 1: MỞ ĐẦU...............................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..............................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát............................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.................................................................................................2
1.2.3 Nội dung...........................................................................................................2
Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU....................................................................3
2.1.1 Khái niệm về CTR............................................................................................3
2.1.2 Nguồn gốc phát sinh.........................................................................................3
2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác.....................................4
2.1.4 Đặc tính lý học của rác.....................................................................................5
2.1.5 Đặc tính hóa học của rác...................................................................................7
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ XỬ LÝ CTR TRÊN THẾ GIỚI...................11
2.3 HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Ở VIỆT NAM.........................13
2.3.1 Công tác quản lý CTR....................................................................................13
- Thứ tự ưu tiên trong quản lý và xử lý CTR......................................................13
2.3.2 Hoạt động xử lý CTR......................................................................................15
2.4 Các công nghệ đốt rác thu hồi nhiệt:..................................................................21
2.5. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU.....................................................30

2.5.1 Vị trí địa lý......................................................................................................30
2.5.2 Đặc trưng khí hậu...........................................................................................31
2.5.3 Đặc trưng địa hình, địa mạo, địa chất.............................................................31
2.5.4 Đặc trưng chế độ thủy văn..............................................................................32
2.5.5 Hoạt động về CTR sinh hoạt Tp. Cần Thơ......................................................32
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN.....................36
3.1 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI...........................................36
3.1.1 Thời gian thực hiện đề..................................................................................36
3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU...............................................................41
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................42
4.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU TỪ RÁC
THẢI SINH HOẠT...............................................................................................42
Ghi chú: (*) : Báo cáo hiện trạng môi trường Tp. Cần Thơ, giai đoạn 2011 - 2015.43
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
vi


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Qua kết quả phân tích, tổng hợp ở bảng 4.1 và hình 4.1, nhận thấy rác tại khu vực thí
nghiệm đa dạng về thành phần. Trong đó các thành phần giấy, hàng dệt, nhựa cao su,
hữu cơ nhóm 1 là các thành phần có khả năng thu hồi năng lượng cao; các thành
phần còn lại như kim loại, thủy tinh, gạch đá, sành sứ có thể tái chế hoặc tái sử dụng;
còn hữu cơ nhóm 2 có thể ứng dụng cho việc ủ khí biogas, phần còn lại không được
sử dụng sẽ đem đi chôn lấp. Nhận thấy việc sử dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất
thanh nhiên liệu RDF của địa phương ta là chưa phù hợp nên cần được tách ra các
thành phần cháy như: giấy, vải, hữu cơ nhóm và nhựa cao su mới tăng được hiệu quả
thu hồi năng lượng...................................................................................................43
4.1.2Đánh giá thành phần sản xuất thanh nhiên liệu RDF.......................................43
4.2 THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..........................45

4.2.1 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị nén bêtông.......................................45
4.2.2 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị ép đùn có gia nhiệt....................46
4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..............49
4.3.2 Đánh giá nhiệt trị của thanh nhiên liệu RDF...................................................56
4.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT.............................................................60
4.4.1 Quy trình sản xuất thanh nhiên liệu RDF của đề tài........................................60
4.4.2 Tính toán và áp dụng sản xuất RDF từ rác tại Tp. Cần Thơ............................63
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................65
5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................65
5.2 KIẾN NGHỊ.....................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
vii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH SÁCH BẢNG
Chương 1: MỞ ĐẦU...............................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..............................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát............................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.................................................................................................2
1.2.3 Nội dung...........................................................................................................2
Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU....................................................................3
2.1.1 Khái niệm về CTR............................................................................................3
2.1.2 Nguồn gốc phát sinh.........................................................................................3
Hình 2.1: Các nguồn phát sinh CTR (nguồn: BTNMT, 2011)...................................4

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác.....................................4
2.1.4 Đặc tính lý học của rác.....................................................................................5
Bảng 2.1 Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%).......5
Bảng 2.2 Trọng lượng riêng của rác đô thị................................................................6
2.1.5 Đặc tính hóa học của rác...................................................................................7
Bảng 2.3 Thành phần hóa học của các chất trong rác................................................8
Bảng 2.4 Nhiệt trị một số thành phần của CTR.........................................................9
Bảng 2.5 Thành phần chất trơ và năng lượng chứa trong rác đô thị........................10
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ XỬ LÝ CTR TRÊN THẾ GIỚI...................11
Bảng 2.6 Lượng phát sinh CTR đô thị ở một số nước.............................................11
Bảng 2.7: Tỷ lệ CTR xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một số nước.........12
2.3 HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Ở VIỆT NAM.........................13
2.3.1 Công tác quản lý CTR....................................................................................13
- Thứ tự ưu tiên trong quản lý và xử lý CTR......................................................13
Hình 2.3 Thực trạng công tác quản lý CTR ở Việt Nam..........................................14
Bảng 2.8 Tình hình phát sinh CTR năm 2012.........................................................15
2.3.2 Hoạt động xử lý CTR......................................................................................15
Bảng 2.9 Lượng rác phát sinh ở các đô thị và tỷ lệ thu gom tương ứng..................15
Hình 2.4 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác...........................................16
Hình 2.5. Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiên hủy CTR đô thị ở
Việt Nam (Nguồn: TCMT tổng hợp, báo cáo môi trường quốc gia, 2001)..............17
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
viii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2.4 Các công nghệ đốt rác thu hồi nhiệt:..................................................................21
Hình 2.6: Hệ thống đốt rác thu hồi năng lượng.......................................................22
Hình 2.7 : Quy trình đốt rác liên tục........................................................................23

Bảng 2.9 Phân loại RDF theo ASTM......................................................................24
Hình 2.8 Thiết bị ép đùn và sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải............................26
Hình 2.9. Sản phẩm nguyên liệu từ vỏ trấu và ngô..................................................26
Hình 2.13 Công nghệ MBT-CD.08 Xử lý Rác thải..................................................30
2.5. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU.....................................................30
2.5.1 Vị trí địa lý......................................................................................................30
2.5.2 Đặc trưng khí hậu...........................................................................................31
2.5.3 Đặc trưng địa hình, địa mạo, địa chất.............................................................31
2.5.4 Đặc trưng chế độ thủy văn..............................................................................32
2.5.5 Hoạt động về CTR sinh hoạt Tp. Cần Thơ......................................................32
Bảng 2.11 Lượng rác phát sinh bình quân...............................................................33
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN.....................36
3.1 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI...........................................36
3.1.1 Thời gian thực hiện đề..................................................................................36
Bảng 3.1.Nhóm các vật liệu trong rác thải sinh hoạt...............................................36
Bảng 3.2. Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 1.........................................................37
Bảng 3.3 Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 2..........................................................38
3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU...............................................................41
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................42
4.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU TỪ RÁC
THẢI SINH HOẠT...............................................................................................42
Hình 4.1 Thành phần rác sinh hoạt thí nghiệm........................................................42
Bảng 4.1: So sánh kết quả phân tích thành phần rác đầu vào..................................43
Ghi chú: (*) : Báo cáo hiện trạng môi trường Tp. Cần Thơ, giai đoạn 2011 - 2015.43
Qua kết quả phân tích, tổng hợp ở bảng 4.1 và hình 4.1, nhận thấy rác tại khu vực thí
nghiệm đa dạng về thành phần. Trong đó các thành phần giấy, hàng dệt, nhựa cao su,
hữu cơ nhóm 1 là các thành phần có khả năng thu hồi năng lượng cao; các thành
phần còn lại như kim loại, thủy tinh, gạch đá, sành sứ có thể tái chế hoặc tái sử dụng;
còn hữu cơ nhóm 2 có thể ứng dụng cho việc ủ khí biogas, phần còn lại không được
sử dụng sẽ đem đi chôn lấp. Nhận thấy việc sử dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất

thanh nhiên liệu RDF của địa phương ta là chưa phù hợp nên cần được tách ra các
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
ix


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
thành phần cháy như: giấy, vải, hữu cơ nhóm và nhựa cao su mới tăng được hiệu quả
thu hồi năng lượng...................................................................................................43
4.1.2Đánh giá thành phần sản xuất thanh nhiên liệu RDF.......................................43
Hình 4.2 Biểu đồ tiềm năng nhiệt trị của các thành phần tạo RDF..........................44
Bảng 4.2: Nhóm các vật liệu trong rác thải sinh hoạt..............................................44
4.2 THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..........................45
4.2.1 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị nén bêtông.......................................45
Bảng 4.4 Mẫu thí nghiệm và các thông số nén ép...................................................45
Hình 4.3.Sản phẩm nhiên liệu rắn từ máy nén bêtông.............................................46
4.2.2 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị ép đùn có gia nhiệt....................46
Bảng 4.5 Mẫu thí nghiệm và các thông số nén đùn.................................................47
Hình 4.4: Mô tả các sản phẩm cảm quan.................................................................48
4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..............49
Bảng 4.6 Mẫu thí nghiệm và các thông số đùn ép...................................................49
Bảng 4.7: Tỷ trọng của sản phẩm và nguyên liệu đầu vào.......................................52
Hình 4.6 Biểu đồ biến thiên tỷ trọng theo thành phần ở nhiệt độ 1800....................53
4.3.2 Đánh giá nhiệt trị của thanh nhiên liệu RDF...................................................56
Hình 4.9: Biểu đồ chênh lệch nhiệt trị giữa RDFn và RDF10p với tỷ lệ RDFp.......57
Hình 4.10: Biểu đồ biến thiên nhiệt trị theo công thức chế tạo................................58
Hình 4.11 Biểu đồ sự biến thiên nhiệt trị theo nhiệt độ gia nhiệt.............................59
4.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT.............................................................60
4.4.1 Quy trình sản xuất thanh nhiên liệu RDF của đề tài........................................60
Hình 4.13:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu của đề tài.............62

4.4.2 Tính toán và áp dụng sản xuất RDF từ rác tại Tp. Cần Thơ............................63
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................65
5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................65
5.2 KIẾN NGHỊ.....................................................................................................65

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
x


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH SÁCH HÌNH
Chương 1: MỞ ĐẦU...............................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..............................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát............................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.................................................................................................2
1.2.3 Nội dung...........................................................................................................2
Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU....................................................................3
2.1.1 Khái niệm về CTR............................................................................................3
2.1.2 Nguồn gốc phát sinh.........................................................................................3
Hình 2.1: Các nguồn phát sinh CTR (nguồn: BTNMT, 2011)...................................4
2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác.....................................4
2.1.4 Đặc tính lý học của rác.....................................................................................5
Bảng 2.1 Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%).......5
Bảng 2.2 Trọng lượng riêng của rác đô thị................................................................6
2.1.5 Đặc tính hóa học của rác...................................................................................7
Bảng 2.3 Thành phần hóa học của các chất trong rác................................................8
Bảng 2.4 Nhiệt trị một số thành phần của CTR.........................................................9

Bảng 2.5 Thành phần chất trơ và năng lượng chứa trong rác đô thị........................10
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ XỬ LÝ CTR TRÊN THẾ GIỚI...................11
Bảng 2.6 Lượng phát sinh CTR đô thị ở một số nước.............................................11
Bảng 2.7: Tỷ lệ CTR xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một số nước.........12
2.3 HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Ở VIỆT NAM.........................13
2.3.1 Công tác quản lý CTR....................................................................................13
- Thứ tự ưu tiên trong quản lý và xử lý CTR......................................................13
Hình 2.3 Thực trạng công tác quản lý CTR ở Việt Nam..........................................14
Bảng 2.8 Tình hình phát sinh CTR năm 2012.........................................................15
2.3.2 Hoạt động xử lý CTR......................................................................................15
Bảng 2.9 Lượng rác phát sinh ở các đô thị và tỷ lệ thu gom tương ứng..................15
Hình 2.4 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác...........................................16
Hình 2.5. Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiên hủy CTR đô thị ở
Việt Nam (Nguồn: TCMT tổng hợp, báo cáo môi trường quốc gia, 2001)..............17
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
xi


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2.4 Các công nghệ đốt rác thu hồi nhiệt:..................................................................21
Hình 2.6: Hệ thống đốt rác thu hồi năng lượng.......................................................22
Hình 2.7 : Quy trình đốt rác liên tục........................................................................23
Bảng 2.9 Phân loại RDF theo ASTM......................................................................24
Hình 2.8 Thiết bị ép đùn và sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải............................26
Hình 2.9. Sản phẩm nguyên liệu từ vỏ trấu và ngô..................................................26
Hình 2.13 Công nghệ MBT-CD.08 Xử lý Rác thải..................................................30
2.5. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU.....................................................30
2.5.1 Vị trí địa lý......................................................................................................30
2.5.2 Đặc trưng khí hậu...........................................................................................31

2.5.3 Đặc trưng địa hình, địa mạo, địa chất.............................................................31
2.5.4 Đặc trưng chế độ thủy văn..............................................................................32
2.5.5 Hoạt động về CTR sinh hoạt Tp. Cần Thơ......................................................32
Bảng 2.11 Lượng rác phát sinh bình quân...............................................................33
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN.....................36
3.1 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI...........................................36
3.1.1 Thời gian thực hiện đề..................................................................................36
Bảng 3.1.Nhóm các vật liệu trong rác thải sinh hoạt...............................................36
Bảng 3.2. Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 1.........................................................37
Bảng 3.3 Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 2..........................................................38
3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU...............................................................41
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................42
4.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU TỪ RÁC
THẢI SINH HOẠT...............................................................................................42
Hình 4.1 Thành phần rác sinh hoạt thí nghiệm........................................................42
Bảng 4.1: So sánh kết quả phân tích thành phần rác đầu vào..................................43
Ghi chú: (*) : Báo cáo hiện trạng môi trường Tp. Cần Thơ, giai đoạn 2011 - 2015.43
Qua kết quả phân tích, tổng hợp ở bảng 4.1 và hình 4.1, nhận thấy rác tại khu vực thí
nghiệm đa dạng về thành phần. Trong đó các thành phần giấy, hàng dệt, nhựa cao su,
hữu cơ nhóm 1 là các thành phần có khả năng thu hồi năng lượng cao; các thành
phần còn lại như kim loại, thủy tinh, gạch đá, sành sứ có thể tái chế hoặc tái sử dụng;
còn hữu cơ nhóm 2 có thể ứng dụng cho việc ủ khí biogas, phần còn lại không được
sử dụng sẽ đem đi chôn lấp. Nhận thấy việc sử dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất
thanh nhiên liệu RDF của địa phương ta là chưa phù hợp nên cần được tách ra các
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
xii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

thành phần cháy như: giấy, vải, hữu cơ nhóm và nhựa cao su mới tăng được hiệu quả
thu hồi năng lượng...................................................................................................43
4.1.2Đánh giá thành phần sản xuất thanh nhiên liệu RDF.......................................43
Hình 4.2 Biểu đồ tiềm năng nhiệt trị của các thành phần tạo RDF..........................44
Bảng 4.2: Nhóm các vật liệu trong rác thải sinh hoạt..............................................44
4.2 THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..........................45
4.2.1 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị nén bêtông.......................................45
Bảng 4.4 Mẫu thí nghiệm và các thông số nén ép...................................................45
Hình 4.3.Sản phẩm nhiên liệu rắn từ máy nén bêtông.............................................46
4.2.2 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị ép đùn có gia nhiệt....................46
Bảng 4.5 Mẫu thí nghiệm và các thông số nén đùn.................................................47
Hình 4.4: Mô tả các sản phẩm cảm quan.................................................................48
4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF..............49
Bảng 4.6 Mẫu thí nghiệm và các thông số đùn ép...................................................49
Bảng 4.7: Tỷ trọng của sản phẩm và nguyên liệu đầu vào.......................................52
Hình 4.6 Biểu đồ biến thiên tỷ trọng theo thành phần ở nhiệt độ 1800....................53
4.3.2 Đánh giá nhiệt trị của thanh nhiên liệu RDF...................................................56
Hình 4.9: Biểu đồ chênh lệch nhiệt trị giữa RDFn và RDF10p với tỷ lệ RDFp.......57
Hình 4.10: Biểu đồ biến thiên nhiệt trị theo công thức chế tạo................................58
Hình 4.11 Biểu đồ sự biến thiên nhiệt trị theo nhiệt độ gia nhiệt.............................59
4.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT.............................................................60
4.4.1 Quy trình sản xuất thanh nhiên liệu RDF của đề tài........................................60
Hình 4.13:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu của đề tài.............62
4.4.2 Tính toán và áp dụng sản xuất RDF từ rác tại Tp. Cần Thơ............................63
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................65
5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................65
5.2 KIẾN NGHỊ.....................................................................................................65

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122

xiii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CTRSH:

Chất thải rắn sinh hoạt

CTR:

Chất thải rắn

RDF:

Refuse derived fuel

CTRCN:

Chất thải rắn công nghiệp

CTRCNNH:

Chất thải rắn công nghiệp nguy hại

CTRYTNH:

Chất thải răn y tế nguy hại

CTNH:

Chất thải nguy hại

ĐBSCL:

Đồng bằng sông cửu long

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
xiv


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm trở lại đây, với tốc độ gia tăng dân số và quá trình phát triển mạnh
mẽ của nền kinh tế, đặc biệt là quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã gây sức
ép không nhỏ đối với môi trường kéo theo các vấn đề kinh tế, an ninh xã hội…ngày
càng phức tạp. Trong đó đặc biệt vấn đề khó giải quyết nhất là vấn đề rác thải nay
hiện chưa có biện pháp xử lý triệt để, đa số chủ yếu là chôn lấp gây thiếu hụt đất
một lượng lớn đất canh tác.
Theo báo cáo Hội Nghị Môi Trường Toàn Quốc Lần Thứ Iv (2015), trong năm
2014, khối lượng CTR sinh hoạt trên toàn quốc chiếm khoảng 23 triệu tấn, tương
đương với 63.000 tấn/ngày, trong đó CTR sinh hoạt đô thị chiếm khoảng 32.000
tấn/ngày. Hoạt động xử lý CTR chủ yếu bằng phương pháp phương pháp chôn lấp,
tỷ lệ CTR được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng CTR thu gom được.
Theo Nguyễn Xuân Hoàng và cộng sự (2014), lượng CTR ở ĐBSCL có hàm lượng
chất hữu cơ cao chiếm từ 53 – 87% so với tổng lượng CTR, điều này gây bất lợi cho

việc thu gom và chôn lấp do chúng là nguyên nhân chính tạo nên các phản ứng sinh
học phát tán mùi và nước rỉ. Theo số liệu thống kê (Bộ TNMT, 2011) về các nguồn
chất thải ở ĐBSCL cho chất thải sinh hoạt phát sinh khoảng 1,3 triệu tấn/năm hầu
hết lượng rác thải này chủ yếu xử lý bằng hình thức chôn lấp là chủ yếu, một số ít là
ủ compost theo quy mô hộ gia đình đã thực hiện tại Bến Tre, An Giang, Kiên Giang,
Long An. Có thể thấy tại Việt Nam vẫn xử lý rác theo hướng đối phó chưa xử lý
được triệt để.
Ở các nước phát triển như: Nhật, Mỹ, Anh, Đức…việc xử lý rác bằng chôn lấp đã
không còn được ưu tiên như trước họ chủ yếu xử lý theo xu hướng thu hồi nhiệt, tận
dụng nguồn nhiệt này vào trong đời sống, sản xuất công nghiệp qua đó giảm được
lượng lớn nhiên liệu như xăng, dầu, than đá… công nghệ sản xuất viên đốt RDF
công nghệ đang được áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển và đã ứng dụng thành
công.
Công nghệ sản xuất RDF là một trong những phương pháp xử lý rác mang lại hiệu
quả cao, giúp cho giảm thể tích, kích thước rác một cách đáng kể, hạn chế được mùi
hôi, dễ vận chuyển và lưu trữ một lượng lớn rác thải, ngoài một số thành phần được
phân loại trong công nghệ này còn được tái chế mang lại hiệu quả kinh tế, phần còn
lại được ép thành thanh nhiên liệu phục vụ cho mục đích đốt thu hồi nhiệt. Vì vậy
công nghệ sản xuất RDF là một hướng ưu tiên cần được áp dụng ở nước ta hiện nay
và cần được nghiên cứu và triển khai vào thực tế.
Là trung tâm tâm kinh tế của Đồng Bằng Sông Cửu Long, Cần Thơ đang bước vào
giai đoạn phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Công nghiệp hóa, đô thị hóa và
dân số tăng nhanh cùng với mức sống được nâng cao là những nguyên nhân chính
dẫn đến lượng phế thải phát sinh ngày càng lớn. Theo báo cáo hiện trạng môi
trường TP. Cần Thơ, giai đoạn 2011-2015 cho thấy CTR sinh hoạt tại thành phố Cần
Thơ trong 5 năm qua cho thấy thành phần rác thải sinh hoạt bao gồm: rác dễ phân
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
hủy chiếm tỷ lệ từ 80 – 85%, nhựa cao su chiếm khoảng chiếm khoảng 8,3%, giấy
khoảng 2%, hàng dệt chiếm khoảng 1,4%. Nhiệt trị của rác theo trọng lượng khô
khá cao như: rác thực phẩm khoảng 4648 kJ/kg, giấy khoảng 16731 kJ/kg, nhựa
khoảng 32533 kJ/kg, vải khoảng 17428 kJ/kg, da khoảng 17428 kJ/kg, vụn cây
khoảng 6507 kJ/kg, gỗ khoảng 18590 kJ/kg.[3]
Qua các số liệu thống kê về rác thải sinh hoạt ở Tp. Cần Thơ cho thấy, có thành
phần chủ yếu là rác dễ phân hủy sinh học, giấy, plastic, hàng dệt là thành phần
tương đối thích hợp để sản xuất thanh nhiên liệu RDF. Vì thế nhóm chúng tôi quyết
định thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải
sinh hoạt trên địa bàn Thành phố Cần Thơ”.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Sản xuất RDF làm thanh nhiên liệu và xử lý rác thải sinh hoạt.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Đánh giá, phân loại, phân nhóm các vật liệu sản xuất RDF trong rác thải sinh hoạt.
Chuẩn bị nguyên vật liệu để sản xuất thanh nhiên liệu RDF.
Xác định tỷ lệ vật liệu thích hợp để sản xuất RDF.
Xác định nhiệt trị thích hợp cho quá trình đùn ép tạo RDF.
Đánh giá chất lượng sản phẩm RDF tạo thành thông qua giá trị nhiệt trị.
1.2.3 Nội dung
Phân loại các thành phần trong rác thải sinh hoạt, chọn lọc ra các vật liệu phù hợp
làm nguyên liệu thô để sản xuất RDF.
Giảm kích thước và ẩm độ các vật liệu trước khi đưa vào ép tạo RDF.
Phối trộn các nhóm vật liệu thô của rác theo tỷ lệ thực của các vật liệu trong hỗn
hợp rác sinh hoạt và tỷ lệ thực của rác được thêm 10 % plastic (tỷ lệ tính theo trọng
lượng khô).
Tiến hành đùn ép các vật liệu trên các vùng nhiệt như: 1800C, 2000C, 2200C, 2500C,
3500C.

Sản phẩm tạo thành được thử nhiệt trị, tương ứng với từng mức nhiệt trị là tỷ lệ vật
liệu và nhiệt độ đùn tạo tương ứng.

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1.1 Khái niệm về CTR
Theo Luật Bảo vệ và khôi phục Tài nguyên Mỹ (US EPA, 2000); trích Lê Hoàng
Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), CTR bao gồm: rác nhà bếp (vỏ hộp sữa, bã cà
phê…), vật phế thải (phế liệu kim loại, các chai lọ rỗng, giấy bìa…), bùn từ hệ
thống xử lý nước thải, nước cấp hay các hệ thống xử lý ô nhiễm, các chất thải khác
ở dạng rắn, bán rắn, lỏng hay khí trong các vật chứa.
Theo Thông tư liên tịch 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD thì CTR là chất thải phát
sinh từ các hoạt động ở các đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải khu dân
cư, chất thải từ các hoạt động thương mại, dịch vụ đô thị, bệnh viện, chất thải công
nghiệp, chất thải do hoạt động xây dựng.
Theo Nghị định 59/2007/2007/BTNMT, thì CTR, được thải ra từ quá trình sản xuất,
kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động phân loại, thu gom, lưu trữ, vận
chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý CTR nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu những tác
động có hại đối với môi trường và sức khỏe con người. CTR phát thải trong sinh
hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng được sản xuất công nghiệp, làng nghề,
kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác được gọi chung là CTR công nghiệp.
2.1.2 Nguồn gốc phát sinh
Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì
nguồn phát sinh, tính chất và loại chất thải được tóm tắt như Hình 2.1.

Theo thống kê của Tổng cục Môi trường, thì lượng chất thải phát sinh trên đầu
người là 0,75 kg/người/ngày, tính trung bình cho các đô thị trong cả nước. Trong đó,
chỉ số chất thải răn sinh hoạt bình quân trên đầu người cho đô thị loại 1 là 0,84
kg/người/ngày.

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGUỒN
PHÁT
SINH

TÍNH
CHẤT
Thông
thường

CTR đô
thị

CTR
nông
thôn

CTR
công
nghiệp

CTR y
tế

Nguy hại
Thông
thường
Nguy hại

Thông
thường
Nguy
hại

LOẠI CHẤT THẢI
Rác thực phẩm, giầy, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy rinh,
lon, kim loại, lá cây, VLXD thải xây sửa nhà, đường
giao thông, vật liệu thải từ công trình.
Đồ điện, điện tử hư hỏng, túi nilon, pin, săm lốp xe,
sơn thừa, đèn neon hỏng, bao bì thuốc diệt
chuột/ruồi/muỗi.
Rác thực phẩm, giầy, vải, da rác vườn, gỗ, thủy tinh,
lon, kim loại, lá cây, rơm rạ, cành lá cây, chất thải
chăn nuôi.
Đồ điện, điện tử hư hỏng, nhựa, túi nilon, pin, săm lốp
xe, sơn thừa, đèn neon hỏng, bao bì thuốc diệt
chuột/ruồi/muỗi, bao bì thuốc bảo vệ thực vật
Rác sinh hoạt của công nhân trong quá trình sản xuất
và sinh hoạt….
Kim loại nặng, giẻ lau máy, cao su, bao bì đựng hóa

chất độc hại.

Thông
thường

Chất thải nhà bếp, chất thải từ hoạt động hành chính,
bao gói thông thường….

Nguy hại

Phê thải phẩu thuật, bông gạc, chất thải bệnh nhân,
chất phóng xạ, hóa chất độc hại, thuốc quá hạn…..

Hình 2.1: Các nguồn phát sinh CTR (nguồn: BTNMT, 2011)
2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác
Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), các yếu tố ảnh hưởng đến
thành phần và số lượng rác như sau:
− Điều kiện địa lý:
+

Mùa vụ trồng trọt trong năm,

+

Tần suất các lần thu gom,

+

Việc sử dụng các máy nghiền thức ăn thừa,

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
+

Đặc điểm của cộng đồng,

+

Việc tiết kiệm và tái chế,

+

Luật pháp.

− Thái độ và nhận thức của cộng đồng,
+

Các yếu tố về xã hội và tín ngưỡng.

+

Trình độ quản lý và kỹ thuật.

+

Các tiêu chuẩn môi trường cần phải đạt.

2.1.4 Đặc tính lý học của rác
a. Thành phần rác
Bảng 2.1 Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%)

Tỉnh

Phân
Các loại
hủy
Kim Thủy
giấy
sinh
loại tinh
thải
học

Vải

Nhựa
Gạch,
, cao
sứ
su

Các
thành
phần
nguy
hại

Linh
tinh

Cần Thơ

79,65

2,79 0,70

1,52 1,86

9,57

3,10

0,03

0,76

Cà Mau

57,30

4,50 0,10

0,50 1,40

6,10

2,10

-

28,00

Sóc Trăng

70,35

4,12 0,78

0,66

3,11

7,24

9,63

-

4,11

Tiền Giang

77,53

3,89 0,23

0,21

-

6,37

2,14

0,06

9,57

Long An

76,30

5,10 0,37

0,70

-

13,63

2,68

0,15

4,08

Bến Tre

73,85

6,50 1,75

0,85

-

5,20

1,60

0,30

9,95

Trà Vinh

87,25

2,05 0,45

-

-

3,16

2,04

-

5,05

Vĩnh Long

66,25

11,50 0,55

4,00 6,50

9,45

0,75

-

1,00

Bạc Liêu

53,34

4,51 4,59

4,91

-

4,44

10,81

2,78

14,62

Hậu Giang

82,60

1,80 0,40

0,90 1,50

5,70

1,60

4,00

1,50

Kiên Giang

72,52

6,38 1,27

1,64 1,29

7,69

7,49

-

1,72

(Nguồn: INVENT, 2009)

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
b. Ẩm độ của rác
Theo Nguyễn Văn Phước (2008), cho rằng : ẩm độ của CTR đô thị mà tiêu biểu là
chất hữu cơ vào khoảng 70%. Mặc khác, theo Cù Huy Đấu và Trần Thị Hường
(2010) cũng cho rằng ẩm độ của CTR đô thị nằm trong khoảng biến thiên 50 – 80%
và giá trị tiêu biểu là 70%.
c. Trọng lượng riêng của rác
Theo Nguyễn Văn Phước (2008), trọng lượng riêng được hiểu là trọng lượng CTR
trên một đơn vị thể tích (kg/m3). Trọng lượng riêng của CTR thay đổi tùy thuộc vào
trạng thái của chúng như: xốp, chứa trong các thùng chứa (container), không nén,
nén…. Trọng lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Vị trí địa lý,

mùa trong năm, thời gian lưu giữ chất thải. Trọng lượng riêng của chất thải đô thị
dao động trong khoảng 180 ÷ 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3.
Bảng 2.2 Trọng lượng riêng của rác đô thị
Thành phần

Trọng lượng riêng Ib/yb3
Khoảng biến thiên

Giá trị biến thiên

Thức ăn thừa

220 - 810

490

Giấy

70 – 220

150

Carton

70 – 135

85

Nhựa

70 – 220

110

Vải

70 – 170

110

Cao su

170 – 340

220

Da

170 – 440

270

Lá và cành cây

100 – 380

170

Gỗ

220 – 540

400

Thủy tinh

270 – 810

330

Lon thiếc

85 – 270

150

Nhôm

110 – 405

270

Các kim loại khác

220 – 1940

540

Bụi, tro, gạch…

540 - 1685

810

Ẩm độ rác đô thị
*Ghi chú: lb/yd3 x 0,5933 = kg/m3
(Nguồn: Tchobanoglous et al. 1993)

d. Khả năng giữ nước của rác
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Theo Võ Đình Long và Nguyễn Văn Sơn (2008), thì khả năng giữ nước của rác là
toàn bộ lượng nước mà nó có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng của
trọng lực. Khả năng giữ nước của CTR là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính
toán định lượng nước rò rỉ. Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp
lực nén và trạng thái phân hủy của chất thải. Khả năng giữ nước của hỗn hợp rác
(không nén) từ các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50 - 60%.
e. Khả năng thấm dẫn của rác nén.
Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), khả năng thấm dẫn nước của
rác nén cũng là một đặc tính vật lý chi phối sự di chuyển của nước và không khí tại
nơi chôn lấp. Hệ số thấm thường được tính như sau:
K= Cd2*

λ
λ
=k

µ
µ

Trong đó:
K: hệ số thấm
k: khả năng thấm ở bên trong khối rác
C: hằng số vô hướng hay yếu tố hình dạng khối rác
d: kích thước trung bình của các lỗ rỗng trong khối rác
γ : trọng lượng riêng của nước
µ: độ nhớt của nước
f. Kích cỡ của các hạt và tỉ lệ của chúng
Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), thì kích thước và cấp phối hạt
của các thành phần trong CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc tính toán và
thiết kế các phương tiện cơ khí trong thu hồi vật liệu đặc biệt là sàng lọc phân loại
CTR có thể được các định bằng một hoặc nhiều phương pháp như sau:
Sc = l

Sc =

1+ w
2

Sc =

1+ w + h
3

Trong đó:
Sc: kích thước của các thành phần
l: chiều dài, (mm)

w: chiều rộng, (mm)
h: chiều cao, (mm)
Do sự khác nhau đáng kể của các nguồn vật liệu mà tùy vào từng trường hợp cụ thể
mà chúng ta có thể sử dụng một trong các công thức trên cho phù hợp, (Theo
Tchobanoglous et al., 1997).
2.1.5 Đặc tính hóa học của rác
a. Thành phần hóa học của rác
Theo Pichtel et al., 2005, một số chỉ tiêu hóa học được xác định như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
−
−
−
−

Ẩm độ (1050C trong 1 giờ), đây được coi là ẩm độ tương đối.
Chất bay hơi cháy được (9500C trong 7 phút ở môi trường không có oxy).
Tro là phần còn lại sau quá trình đốt.
Các-bon cố định (phần các-bon còn lại sau khi đốt ở 600 – 9000C).

Các phân tích gần đúng này cho các số liệu để thiết kế quy trình thiêu hủy rác. Ẩm
độ và tro chỉ thành phần không cháy được, ẩm độ làm tiêu tốn thêm nhiên liệu trong
quá trình thiêu hủy rác, tro không tạo ra năng lượng ngược lại nó còn giữ nhiệt của
quá trình cháy, do đó, khi chúng ta lấy tro ra khỏi lò sẽ mất đi lượng nhiệt này, thêm
vào đó chúng ta còn phải quản lý và xử lý lượng tro tạo ra.
Chất hữu cơ bay hơi và các-bon cố định ám chỉ khả năng thiêu hủy, sinh nhiệt của

chất thải, lưu ý lượng các-bon cố định trong chất thải càng lớn thì cần thời gian lưu
trong buồng đốt dài hơn.
Lượng các-bon cố định có thể được ước tính bằng công thức sau:
% các-bon cố định= 100% - % ẩm độ -% tro - % chất hữu cơ bay hơi
Bảng 2.3 Thành phần hóa học của các chất trong rác
Thành phần

C

H

48,0
43,5
44,0
60,0
55,0
78,0
60,0
47,8
49,5

6,4
6,0
5,9
7,2
6,6
10,0
8,0
6,0
6,0

37,6
44,0
44,6
22,8
31,2
11,6
38,0
42,5

0,5
4,5
26,3

0,1
0,6
3,0

15 – 30

2–5

Chất hữu cơ
Thức ăn thừa
Giấy
Carton
Nhựa
Vải
Cao Su
Da

Rác vườn
Gỗ
Chất vô cơ
Thủy tinh
Kim loại
Tro, bụi
Rác đô thị

% theo trọng lượng khô
O
N

S

Tro

2,6
0,3
0,3
4,6
2,0
10,0
3,4
0,2

0,4
0,2
0,2
0,15
0,4

0,3
0,1

5,0
6,0
5,0
10,0
2,5
10,0
10,0
4,5
1,5

0,4
4,3
2,0

< 0,1
< 0,1
0,5

98,9
90,5
68,0

12 – 24

0,2 – 1,0

0,2

0,02 –
0,1

-

(Nguồn: Kaiser et al, 1969)

b. Nhiệt trị của rác
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Theo Nguyễn Văn Phước (2008), nhiệt trị là lượng nhiệt sinh ra do đốt cháy hoàn
toàn một đơn vị khối lượng CTR, Nhiệt trị của CTR phụ thuộc vào thành phần của
CTR nhất là các thành phần có nhiệt trị cao như giấy, plastic, thực phẩm và rác
vườn. Có thể được xác định bằng một trong các phương pháp sau:
−

Sử dụng nồi hơi có thang đo nhiệt lượng,

−

Sử dụng bom nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm,

−

Tính toán theo thành phần các nguyên tố hóa học.

Do khó khăn trong việc trang bị nồi hơi có thang đo, nên hầu hết nhiệt trị của rác
thành phần hữu cơ trong CTR đô thị đều được đo bằng cách sử dụng bom nhiệt
lượng trong phòng thí nghiệm. Nhiệt trị trung bình và hàm lượng chất trơ của một
số thành phần trong CTR đô thị trình bày trong bảng.
Bảng 2.4 Nhiệt trị một số thành phần của CTR
Thành phần

Nhiệt trị trung bình (kcal/kg)

Thực phẩm

1112

Rác làm vườn

1558

CTR sinh hoat

2501

Gỗ

4448

Giấy

4004

Cacton

3894

Nhựa

7788

Cao su

5563

Vải

4194

Da

4194

Nguồn: Standard Handbook of Hazadous Waste Treatment and Disposal, Mc Graw-Hill

Nhiệt trị CTR khô được tính từ nhiệt trị rác ướt theo công thức sau:
Qkhô= (Qướt * 100) / (100 - % ẩm)
Còn nhiệt trị CTR không tính chất trơ tính như sau:
Qkhông trơ= (Qướt*100) / (100 - % ẩm - % tro)
Theo Tchobanoglous và Kreith (2002), nhiệt trị của rác được xác định theo công
thức sau:
Nhiệt trị của rác (Btu/lb) = 145 C + 610 (H – 1/8 O) + 40 S + 10N

SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101

Trương Thanh Tùng B1205122
9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Bảng 2.5 Thành phần chất trơ và năng lượng chứa trong rác đô thị
Chất trơ % sau khi đốt
hoàn toàn

Nhiệt lượng Btu/lb

Thành phần

Khoảng
biến thiên

Giá trị tiêu
biểu

Khoảng biến thiên

Giá trị tiêu
biểu

Thức ăn thừa

2–8

5

1500 – 3000

2000

Giấy

4–8

6

5000 – 8000

7200

Carton

3–6

5

6000 - 7500

7000

Nhựa

6 – 20

10

12000 - 16000

14000

Vải

2–4

2,5

6500 - 8000

7500

Cao su

8 – 20

10

9000 - 12000

10000

Da

8 – 20

10

6500 - 8500

7500

Gỗ

0,6 – 2

1,5

7500 - 8500

8000

Lá, cành cây

2–6

4,5

1000 - 8000

2800

Thủy tinh

96 – 99

98

50 -100

60

Lon thiếc

96 – 99

98

100 -500

300

Sắt

94 – 99

98

100 - 500

300

Tro, gạch, bụi

60 – 80

70

1000 - 5000

3000

4000 - 5500

4500

Rác đô thị

*Ghi chú: Btu/lb x 2,326 = KJ/kg
(Nguồn: Tchobanoglous et al. 1997)

Theo Khan et al. 1991, công thức tính nhiệt trị của rác dựa trên lượng thức ăn thừa,
giấy, cao su và nhựa trong rác của như sau:
E= 0,051[F +3,6(CP)] + 0,352 (PLR)
Với: E là năng lượng của rác, MJ/kg
F là phần trăm thức ăn thừa trong rác, (% theo trọng lượng).
CP là phần trăm giấy bìa và giấy trong rác, (% theo trọng lượng)
PLR là phần trăm giấy nhựa và cao su trong rác, (% theo trọng lượng)
SVTH: Nguyễn Văn Tâm B1205101
Trương Thanh Tùng B1205122
10