tổng quan về chất thải rắn và tác động môi trường chất thải rắn

trình bày tổng quan về chất thải rắn và tác động môi trường chất thải rắn

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN VÀ TÁC

ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CHẤT THẢI RẮN

2.1 Khái niệm cơ bản về chất thải rắn

2.1.1 Khái niệm cơ bản về chất thải rắn

Chất thải rắn (Soild Waste) là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏtrong các hoạt động kinh tế – xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất,các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng v.v…) Trong đó quan trọngnhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống

(Trần Hiếu Nhuệ,2001)

Chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được định nghĩa là : Vật chấtmà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị mà không đòi hỏi được bồithường cho sự vứt bỏ đó Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thải rắn đô thịnếu chúng được xã hội nhìn nhận một thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu

gom và tiêu huỷ (Trần Hiếu Nhuệ, 2001)

Rác là thuật ngữ dùng để chỉ chất thải rắn có hình dạng tương đối cố định, bịvứt bỏ từ hoạt động của con người Rác sinh hoạt hay chất thải rắn sinh hoạt làmột bộ phận của chất thải rắn, được hiểu là các chất thải rắn phát sinh từ các hoạtđộng sinh hoạt thường ngày của con người

2.1.2 Nguồn gốc chất thải rắn

Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là các

cơ sở quan trọng để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chươngtrình quản lý chất thải rắn

Các nguồn chủ yếu phát sinh ra chất thải rắn đô thị bao gồm :

 Từ các khu dân cư (chất thải sinh hoạt)

 Từ các trung tâm thương mại

Từ các công sở, trường học, công trình công cộng

 Từ các dịch vụ đô thị, sân bay

 Từ các hoạt động công nghiệp

 Từ các hoạt động xây dựng đô thị

 Từ các trạm xử lý nước thải và từ các đường ống thoát nước của thành phố.Chất thải đô thị được xem như là chất thải cộng đồng ngoại trừ các chất thảitrong quá trình chế biến tại các khu công nghiệp và chất thải công nghiệp Cácloại chất thải sinh ra từ các nguồn này được trình bày ở Bảng 2.1

Chất thải rắn đô thị phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Căn cứ vào đặc điểmcủa chất thải rắn có thể phân chia thành 3 nhóm lớn nhất là : chất thải sinh hoạt,công nghiệp và nguy hại Nguồn thải của rác đô thị rất khó quản lý tại các nơi đấttrống bởi vì tại các vị trí này sự phát sinh các nguồn chất thải là một quá trìnhphát tán

Bảng 2.1 : Các nguồn phát sinh chất thải rắn đô thị

Nguồn Các hoạt động và vị trí phát sinh

chất thải

Loại chất thải rắn

Nhà ở Những nơi ở riêng của một hay

nhiều gia đình Những căn hộ thấp, vừa và cao tầng …

Chất thải thực phẩm, giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, hàng dệt, đồ

da, chất thải vườn, đồ gỗ, thuỷ tinh, hộp thiếc, nhôm, kim loại khác, tàn thuốc, rác đường phố,chất thải đặc biệt (dầu, lốp xe, thiết bị điện …), chất sinh hoạt nguy hại

Thương

mại

Cửa hàng, nhà hàng, chợ, văn phòng, khách sạn, dịch vụ, cửa hiệu in …

Giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, gỗ, chất thải thực phẩm, thuỷ tinh, kim loại, chất thải đặc biệt, chất thải nguy hại …

Cơ quan Trường học, bệnh viện, nhà tù,

trung tâm chính phủ …

Giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, gỗ, chất thải thực phẩm, thuỷ tinh, kim loại, chất thải đặc biệt, chất thải nguy hại …

Xây dựng

và phá dỡ

Nơi xây dựng mới, sửa đường, san bằng các công trình xây dựng, vỉa hè hư hại

Gỗ, thép, bêtông, đất …

Chất thải đặc biệt, rác, rác đường phố, vật xén ra từ cây, chất thải từ các công viên, bãi tắm và các khu vực tiêu khiển Trạm xử

lý; lò thiêu

đốt

Quá trình xử lý nước, nươc thải và chất thải công nghiệp Các chất thải được xử lý

Khối lượng lớn bùn dư

(Nguồn : George Tchobanoglous, et al, Mc Graw – Hill Inc,1993)

2.1.3 Phân loại chất thải rắn

Việc phân loại chất thải rắn sẽ giúp xác định các loại khác nhau của chất thảirắn được sinh ra Khi thực hiện phân loại chất thải rắn sẽ giúp chúng ta gia tăng

khả năng tái chế và tái sử dụng các vật liệu trong chất thải, đem lại hiệu quả kinhtế và bảo vệ môi trường

Các loại chất thải rắn được thải ra từ các hoạt động khác nhau nên được phânloại theo nhiều cách khác nhau như :

a Phân loại theo mức độ nguy hại

Chất thải rắn được phân thành các loại :

Chất thải nguy hại : bao gồm các loại hoá chất dễ gây phản ứng, độc hại, chấtthải sinh học thối rữa, các chất dễ cháy, nổ hoặc các chất thải phóng xạ, các chấtthải nhiễm khuẩn, lây lan … có nguy cơ đe doạ tới sức khoẻ người, động vật vàcây cỏ Nguồn phát sinh chất thải nguy hại chủ yếu từ các hoạt động y tế, côngnghiệp và nông nghiệp

Chất thải y tế nguy hại : là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có mộttrong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp hoặc tương tác với các chất khác gâynguy hại tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng Các nguồn phát sinh chất thảibệnh viện bao gồm :

 Các loại bông băng, gạc, nẹp dùng trong khám bệnh, điều trị, phẫu thuật;

 Các loại kim tiêm, ống tiêm;

 Các chi thể cắt bỏ, tổ chức mô cắt bỏ;

 Chất thải sinh hoạt từ các bệnh nhân;

 Các chất thải có chứa các chất có nồng độ cao sau đây : chì, thuỷ ngân,Cadmi, Arsen, Xianua

 Các chất thải phóng xạ trong bệnh viện

Các chất nguy hại do các cơ sở công nghiệp hoá chất thải ra có tính độc hạicao, tác động xấu đến sức khoẻ, do đó việc xử lý chúng phải có những giải phápkỹ thuật để hạn chế tác động độc hại đó

Các chất thải nguy hại từ hoạt động nông nghiệp chủ yếu là các loại phân hoáhọc, các loại thuốc bảo vệ thực vật

Chất thải không nguy hại : là những loại chất thải không chứa các chất và cáchợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thành phần.

b Phân loại theo vị trí hình thành : Người ta phân biệt rác hay chất thải rắn

trong nhà, ngoài nhà, trên đường phố, chợ …

c Phân loại theo bản chất nguồn tạo thành

Chất thải rắn được phân thành các loại sau :

c.1 Chất thải sinh hoạt : là những chất thải liên quan đến các hoạt động của

con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học,các trung tâm dịch vụ, thương mại Chất thải rắn sinh hoạt có thành phần bao gồmkim loại, sành sứ, thuỷ tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dưthừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà lông vịt, vải, giấy,rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả v.v… Theo phương diện khoa học, có thể phânbiệt các loại chất thải rắn sau :

 Rác thực phẩm : bao gồm các thức ăn thừa, rau, quả … loại chất thải nàymang bản chất dễ bị phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra các mùi khóchịu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng, ẩm Ngoài các loại thức ăn dư thừatừ gia đình còn có thức ăn dư thừa từ các bếp ăn tập thể, các nhà hàng, khách sạn,ký túc xá, chợ …

 Chất thải trực tiếp của động vật chủ yếu là phân, bao gồm phân người vàphân động vật khác

 Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga cống rãnh, là các chất thải ra từ các khuvực sinh hoạt dân cư

 Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác bao gồm : các loại vật liệu sau đốtcháy, các sản phẩm sau khi đun nấu bằng than, củi và các chất thải dễ cháy kháctrong gia đình, trong kho của các công sở, cơ quan, xí nghiệp, các loại xỉ than

c.2 Chất thải rắn công nghiệp : là chất thải phát sinh từ các hoạt động sản

xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Các nguồn phát sinh chất thải công

nghiệp gồm :

 Các phế thải từ vật liệu trong quá trình sản xuất công nghiệp, tro, xỉ, trongcác nhà máy nhiệt điện;

 Các phế thải từ nguyên, nhiên liệu phục vụ cho sản xuất;

 Các phế thải trong quá trình công nghệ;

 Bao bì đóng gói sản phẩm

c.3 Chất thải xây dựng : là các phế thải như đất, đá, gạch ngói, bêtông vỡ

do các hoạt động phá dỡ, xây dựng công trình v.v… chất thải xây dựng gồm :

 Vật liệu xây dựng trong quá trình dỡ bỏ công trình xây dựng;

 Đất đá do việc đào móng trong xây dựng;

 Các vật liệu như kim loại, chất dẻo …

 Chất thải từ các hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật như trạm xử lý nước thiênnhiên, nước thải sinh hoạt, bùn cặn từ các cống thoát nước thành phố

c.4 Chất thải nông nghiệp : là những chất thải và mẫu thừa thải ra từ các

hoạt động nông nghiệp, thí dụ như trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng, cácsản phẩm thải ra từ các chế biến sữa, của các lò giết mổ …

d Phân loại theo công nghệ xử lý – quản lý

Phân loại chất thải rắn theo dạng này người ta chia ra các thành phần nhưsau : các chất cháy được, các chất không cháy được, các chất hỗn hợp ( Bảng2.2)

Bảng 2.2 : Phân loại theo công nghệ xử lý

1 Các chất cháy được :

 Giấy

 Hàng dệt

 Các vật liệu làm từ giấy

 Có nguồn gốc từ sợi

 Các túi giấy, các mảnhbìa, giấy vệ sinh

 Vải, len …

 Giầy, băng cao su …

2 Các chất không cháy

được :

 Kim loại sắt

 Kim loại không phải

sắt

 Thuỷ tinh

 Đá và sành sứ

 Các loại vật liệu và sảnphẩm được chế tạo từ sắt màdễ bị nam châm hút

 Các vật liệu không bị namchâm hút

 Các vật liệu và sản phẩmchế tạo từ thuỷ tinh

 Các vật liệu khôngcháy khác ngoài kim loại vàthuỷ tinh

 Hàng rào, dao, nắp lọ …

 Vỏ hộp nhôm, đồ đựngbằng kim loại

 Chai lọ, đồ dùng bằngthuỷ tinh, bóng đèn …

 Đá cuội, cát, đất …

3 Các chất hỗn hợp :  Tất cả các loại vật liệu khác

không phân loại ở phần 1 và 2đều thuộc loại này Loại nàycó thể chia làm hai phần vớikích thước > 5mm và < 5 mm

(Nguồn : Bảo vệ môi trường trong xây dựng cơ bản, Lê Văn Nãi, 1999)

2.1.4 Thành phần chất thải rắn

Thành phần của chất thải rắn đô thị được xác định ở Bảng 2.3 và Bảng 2.4.Giá trị của các thành phần trong chất thải rắn đô thị thay đổi theo vị trí, theo mùa,theo điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác Sự thay đổi khối lượng chất thải rắntheo mùa đặc trưng ở Bắc Mỹ được trình bày ở Bảng 2.5 Thành phần rác thảiđóng vai trò quan trọng nhất trong việc quản lý rác thải

Bảng 2.3 : Thành phần chất thải rắn đô thị phân theo nguồn gốc phát sinh

Nhà ở và thương mại, trừ các chất thải đặc biệt và

nguy hiểm

Chất thải đặc biệt (dầu, lốp xe, thiết bị điện, bình

Các dịch vụ đô thị

Công viên và các khu vực tiêu khiển 1,5 – 3 2,0

(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)

Bảng 2.4 : Thành phần chất thải rắn đô thị theo tính chất vật lý

(Nguồn : Trần Hiếu Nhuệ, 2001)

Bảng 2.5 : Sự thay đổi thành phần theo mùa đặc trưng của chất thải rắn sinh hoạt

Nhựa dẻo 9,1 8,2 9,9

(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)

2.1.5 Tính chất của chất thải rắn

2.1.5.1 Tính chất lý học của chất thải rắn

Việc lựa chọn và vận hành thiết bị, phân tích và thiết kế hệ thống xử lý, đánhgiá khả năng thu hồi năng lượng … phụ thuộc rất nhiều vào tính chất vật lý củachất thải rắn

Những tính chất vật lý quan trọng của chất thải rắn đô thị bao gồm : khốilượng riêng, độ ẩm, kích thước phân loại và độ xốp Trong đó, khối lượng riêngvà độ ẩm là hai tính chất được quan tâm nhất trong công tác quản lý chất thải rắnđô thị ở Việt Nam

a Khối lượng riêng

Khối lượng riêng (hay mật độ) của rác thải thay đổi theo thành phần, độ ẩm,độ nén của chất thải Trong công tác quản lý chất thải rắn, khối lượng riêng làthông số quan trọng phục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải.Qua đó có thể phân bổ và tính được nhu cầu trang thiết bị phục vụ công tác thugom vận chuyển, khối lượng rác thu gom và thiết kế quy mô bãi chôn lấp chấtthải

Khối lượng riêng được xác định bởi khối lượng của vật liệu trên một đơn vịthể tích (kg/m3) Dữ liệu về khối lượng riêng cần thiết để định mức tổng khốilượng và thể tích chất thải cần phải quản lý Khối lượng riêng của các hợp phầntrong chất thải rắn đô thị được trình bày ở Bảng 2.6

Khối lượng riêng của chất thải rắn thay đổi một cách rõ ràng theo vị trí địa lý,mùa trong năm và thời gian lưu trữ, do đó cách tốt nhất là sử dụng các giá trịtrung bình đã được lựa chọn Khối lượng riêng của chất thải sinh hoạt thay đổi từ

120 đến 590 kg/m3 Đối với xe vận chuyển, rác có thể bị ép lên đến 830 kg/m3.Khối lượng riêng của rác được xác định bằng phương pháp cân trọng lượng đểxác định tỷ lệ giữa trọng lượng của mẫu với thể tích của nó, có đơn vị là kg/

m3(hoặc lb/yd3)

Bảng 2.6 : Khối lượng riêng các thành phần của chất thải rắn đô thị

đốt Độ ẩm rác thay đổi theo thành phần và theo mùa trong năm Rác thải thựcphẩm có độ ẩm từ 50 – 80%, rác thải là thuỷ tinh, kim loại có độ ẩm thấp nhất.Độ ẩm trong rác cao tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật kị khí phân huỷgây thối rữa.

Độ ẩm của chất thải rắn thường được biểu diễn bằng hai cách :

 Phương pháp trọng lượng ướt : độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng % củatrọng lượng ướt vật liệu;

 Phương pháp trọng lượng khô : độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng % củatrọng lượng khô vật liệu;

Phương pháp trọng lượng ướt thường được sử dụng trong lĩnh vực quản lý chấtthải rắn Độ ẩm theo phương pháp trọng lượng ướt được biểu diễn dưới dạng toánhọc như sau :

M = [(w – d)/w]x100

Trong đó : M : độ ẩm %

w : trọng lượng ban đầu của mẫu, kg(g)

d : trọng lượng của mẫu sau khi sấy khô ở 105oC, kg(g)

Bảng 2.7 : Độ ẩm của rác sinh hoạt

Khoảng dao động Giá trị trung bình

Rác làm vườn 30 – 80 60

(Nguồn : George Tchobanogous, 1977)

2.1.5.2 Tính chất hoá học của chất thải rắn

Các chỉ tiêu hoá học quan trọng nhất của chất thải rắn đô thị gồm chất hữu cơ,chất tro, hàm lượng cacbon cố định, nhiệt trị

a Chất hữu cơ

Chất hữu cơ được xác định bằng cách lấy mẫu đã làm phân tích xác định độẩm đem đốt ở 950oC trong 1 giờ, để nguội trong bình hút ẩm 1 giờ rồi đem cân đểxác định lượng tro còn lại sau khi đốt Thông thường chất hữu cơ dao động trongkhoảng 40 – 60%, giá trị trung bình là 35% Chất hữu cơ được tính theo công thứcsau :

Chất hữu cơ (%) = [(c – d)/c]x100

Trong đó : c : Trọng lượng mẫu ban đầu

d : Trọng lượng mẫu chất rắn sau khi đốt ở 950oC

b Chất tro (chất vô cơ)

Chất tro là phần còn lại sau khi nung ở 950oC, tức là các chất trơ dư hay chấtvô cơ

Chất vô cơ(%) = 100 – chất hữu cơ(%)

c Hàm lượng cacbon cố định :

Hàm lượng cacbon cố định là lượng cacbon còn lại sau khi đã loại các chất vô

cơ khác không phải là cacbon không tro khi nung ở 950oC, hàm lượng này thườngchiếm khoảng 5 – 12%, giá trị trung bình là 7% Các chất vô cơ khác trong trogồm thuỷ tinh, kim loại, …Đối với chất thải rắn đô thị, các chất vô cơ này chiếmkhoảng 15 – 30%, giá trị trung bình là 20%

Thành phần Chất dư trơ + , % Hàm lượng năng lượng, Btu/lb

Can thiếc(đồ hộp) 96 – 99+ 98,0 100 – 500 300

Bảng 2.8 : Số liệu trung bình về chất dư trơ và nhiệt năng của các hợp phần

trong chất thải rắn đô thị

(Nguồn : George Tchobanoglous, et al, 1993)

2.1.5.3 Thành phần sinh học của chất thải rắn

Các thành phần hữu cơ (không kể các thành phần như plastic, cao su, da) củahầu hết chất thải rắn có thể được phân loại về phương diện sinh học như sau :

 Các phần tử có thể hoà tan trong nước như : đường, tinh bột, amino acidvà nhiều hữu cơ

 Bán cellulose : các sản phẩm ngưng tụ của đường 5 và 6 cacbon

 Cellolose : sản phẩm ngưng tụ của đường glulose 6 cacbon

 Dầu, mỡ và sáp : là những esters của alcohols và acid béo mạch dài

 Lignin : một polymer chứa các vòng thơm với nhóm methoxyl

 Lignocelluloza : hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau

 Protein : chất tạo thành các amino acid mạch thẳng

Tính chất sinh học quan trọng nhất của phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị làhầu hết các thành phần hữu cơ có thể được chuyển hoá sinh học thành khí, cácchất rắn vô cơ và hữu cơ khác Sự tạo mùi hôi và phát sinh ruồi cũng liên quanđến tính dễ phân huỷ của các vật liệu hữu cơ trong chất thải rắn đô thị như rácthực phẩm

a Khả năng phân huỷ sinh học của các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn

Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS : Volatile Substances) , xác định bằng cáchđốt cháy chất ở nhiệt độ 550oC, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phânhuỷ sinh học của hữu cơ trong chất thải rắn Tuy nhiên sử dụng VS để mô tả khảnăng phân huỷ sinh học của phần hữu cơ trong chất thải rắn thì không đúng vì

một vài thành phần hữu cơ của chất thải rắn rất dễ bay hơi nhưng lại kém khảnăng phân huỷ sinh học là giấy in và cành cây Thay vào đó, hàm lượng lignincủa chất thải rắn có thể áp dụng tỉ lệ phần dễ phân huỷ sinh học của chất thảirắn, và được tính toán bằng công thức :

BF = 0.83 – 0.028LC

Trong đó : BF : tỷ lệ phần phân huỷ sinh học biểu diễn trên cơ sở hàm lượngchất rắn bay hơi

0.83 và 0.028 : hằng số thực nghiệm

LC : hàm lượng lignin của VS biểu diễn bằng % trọng lượng khôKhả năng phân huỷ sinh học của một vài hợp chất hữu cơ tìm thấy trong chấtthải rắn đô thị, dựa trên cơ sở hàm lượng lignin Chất thải với hàm lượng lignincao như : giấy in có khả năng phân huỷ sinh học kém hơn đáng kể so với các chấtthải hữu cơ khác trong chất thải rắn đô thị Trong thực tế các thành phần hữu cơtrong chất thải rắn thường được phân loại thành phần phân huỷ chậm và phầnphân huỷ nhanh

b Sự phát sinh mùi hôi

Mùi hôi có thể sinh ra khi chất thải được chứa trong khoảng thời gian dài ởtrong nhà, trạm trung chuyển và ở bãi đổ Mùi hôi phát sinh đáng kể ở các thùngchứa bên trong nhà vào mùa khô có khí hậu nóng ẩm Mùi hôi là do sự phát sinhcủa các khí sau : CH4, NH3, H2S, …

c Sự sinh sản của ruồi

Vào thời gian hè ở những vùng khí hậu nóng ẩm Sự sinh sản của ruồi trongchất thải rắn là vấn đề đáng quan tâm Ruồi có thể phát triển nhanh trong khoảngthời gian không đến sau khi trứng ruồi được kí vào Chu kỳ phát triển của ruồi từkhi còn trong trứng cho đến khi trưởng thành được mô tả như sau :

Trứng phát triển : 8 ÷ 12 giờ

Giai đoạn 1 của ấu trùng : 20 giờ

Giai đoạn 2 của ấu trùng : 24 giờ

Giai đoạn 3 của ấu trùng : 3 ngày

Giai đoạn nhộng : 4 ÷ 5 ngày

Tổng cộng : 9 ÷ 11 ngày

d Sự chuyển đổi lý – hoá sinh của CTR

Những biến đổi lý học cơ bản có thể xảy ra trong quá trình vận hành quản lýCTR gồm :

 Phân loại

 Giảm thể tích cơ học

 Giảm kích thước cơ học

Phân loại : Quá trình này có thể tách riêng các thành phần CTR nhằm tách

riêng từ hỗn hợp sang dạng tương đối đồng nhất để thu hồi các thành phần có thểtái sinh, tái sử dụng của CTR đô thị Ngoài ra có thể tách riêng những thành phầncó khả năng thu hồi năng lượng

Giảm thể thể tích cơ học : Phương pháp nén thường được áp dụng để giảm thể

tích chất thải, thông thường sử dụng những xe thu gom có lắp bộ phận ép nhằmtăng khối lượng rác thu gom trong một chuyến thu gom từ CTR thông thường,đóng kiện để giảm chi phí xử lý và vận chuyển Đồng thời áp dụng phương phápnày tăng thời gian sử dụng BCL

Giảm kích thước cơ học : Việc giảm kích thước cơ học nhằm thu CTR có kích

thước đồng nhất và nhỏ so với kích thước ban đầu của chúng Trong một số trườnghợp thể tích của số chất thải sau khi giảm kích thước sẽ lớn hơn thể tích ban đầu

e Sự chuyển đổi hoá học

Quá trình chuyển hoá của CTR bao gồm quá trình chuyển pha : từ rắn sanglỏng, lỏng sang khí …

Để làm giảm thể tích và thu hồi sản phẩm của quá trình chuyển hoá hoá họcthường sử dụng các phương pháp sau :

Đốt (hay sự oxy hoá hoá học) : là phản ứng hỗn hợp có sự tham gia của oxy

với các thành phần hữu cơ trong chất thải sinh ra các hợp chất bị oxy hoá cùngvới sự phát sáng và toả nhiệt

CHC + O2  CO2 + H2O + NO2 + O2 dư + NH3 + SOXCác thông số cần lưu ý với lò đốt rác :

 Lượng oxy cung cấp

 Nhiệt độ duy trì trong lò đốt

 Thời gian đốt

 Mật độ xáo trộn bên trong lò

 Vật liệu xây dựng lò đốt để đảm bảo tính cách nhiệt

Quá trình nhiệt phân : hầu hết các chất hữu cơ có thể phân huỷ qua các phản

ứng bởi nhiệt và ngưng tụ trong các điều kiện không có oxy tạo thành nhữngthành phần lỏng và khí

Một số đặc tính cơ bản của quá tình nhiệt phân :

 Dòng khí sinh ra có chứa Hidro, CH4, Cacbon monoxit, Cacbon dioxit vànhiều loại khí khác tuỳ thuộc vào bản chất, thành phần, tính chất của CTR đem điđiện phân

 Lượng than dầu dạng lỏng ở điều kiện nhiệt độ phòng chứa các hoáchất như : axit axetic, axeton, metanol

 Thành phần cacbon nguyên chất và một số loại chất trơ khác

Quá trình hoá khí : là quá trình đốt cháy một phần nguyên liệu cacbon để thu

nguyên liệu và khí CO, H2, và một số hidro cacbon, trong đó có metan

f Sự chuyển đổi sinh học

Dựa trên đặc điểm của CTR đô thị có các thành phần rác hữu cơ, có thể bịphân huỷ bởi vi sinh vật như : vi khuẩn, nấm men Người ta sản xuất phân

compost để bổ sung thêm dung dịch cần thiết trong quá trình ủ phân, xảy ra trongquá trình hiếu khí hay kỵ khí.

Quá trình phân hủy kỵ khí : quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ trong CTR

đô thị trong điều kiện kỵ khí xảy ra theo các bước sau đây :

Quá trình thuỷ phân các hợp chất có phân tử lượng thành những hợp chất thíchhợp là nguồn năng lượng Chuyển hoá các hợp chất ở giai đoạn trước thành nhữnghợp chất có phân tử lượng thấp hơn Chuyển đổi các hợp chất trung gian thànhnhững sản phẩm chủ yếu là CH4 và CO2 Trong quá trình phân huỷ kỵ khí cónhiều loại vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hoá chất hữu cơ của chất thảitạo thành những sản phẩm bền vững Ngoài ra, còn một số nhóm vi sinh vật kỵkhí lên men của các sản phẩm đã cắt mạch thành những hợp chất có thành phầnđơn giản hơn, chủ yếu là axit axetic Sau đó H2 và CH3COOH sẽ được tiếp tụcchuyển hoá thành CH4 và CO2

Quá trình phân hủy hiếu khí : dựa trên hoạt động các vi khuẩn hiếu khí với sự

có mặt của oxy, thông thường sau 2 ngày, nhiệt độ phát triển và đạt khoảng 45o.Sau 6 – 7 ngày nhiệt độ 70 – 75oC Với điều kiện nhiệt độ này thì đảm bảo điềukiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động

2.1.6 Tốc độ phát sinh chất thải rắn

Việc tính toán tốc độ phát thải rác là một trong những yếu tố quan trọng trongviệc quản lý rác thải bởi vì từ đó người ta có thể xác định được lượng rác phátsinh trong tương lai ở một khu vực cụ thể có kế hoạch quản lý từ khâu thu gom,vận chuyển tới quản lý

Phương pháp xác định tốc độ phát thải rác cũng gần giống phương pháp xácđịnh tổng lượng rác Người ta sử dụng một số loại phân tích sau đây để định lượngrác thải ở một khu vực

 Đo khối lượng

 Phân tích thống kê

 Dựa trên các đơn vị thu gom rác(thí dụ thùng chứa)

 Phương pháp xác định tỷ lệ rác thải

 Tính cân bằng vật chất

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phát sinh chất thải rắn

 Sự phát triển kinh tế và nếp sống :

Các nghiên cứu cho thấy sự phát sinh chất thải liên hệ trực tiếp với phát triểnkinh tế của một cộng đồng Lượng chất thải sinh hoạt đã được ghi nhận là cógiảm đi khi có sự suy giảm về kinh tế Phần trăm vật liệu đóng gói (đặc biệt là túinylon) đã tăng lên trong ba thập kỷ và tương ứng là tỷ trọng khối lượng (khi thugom) của chất thải cũng giảm đi

 Mật độ dân số :

Các nghiên cứu xác minh rằng khi mật độ dân số tăng lên, nhà chức trách sẽphải thải bỏ nhiều rác thải hơn Nhưng không phải rằng dân số ở cộng đồng cómật độ cao hơn sẽ sản sinh ra nhiều rác thải hơn mà dân số cộng đồng có mật độthấp có các phương pháp xử lý rác khác chẳng hạn như làm phân compost trongvườn hay đốt rác sau vườn

 Sự thay đổi theo mùa :

Trong những dịp như lễ giáng sinh, tết âm lịch (tiêu thụ đỉnh điểm) và cuốinăm tài chính (tiêu thụ thấp) thì sự thay đổi về lượng rác thải đã được ghi nhận

Hình 2.1 : Sơ đồ tính cân bằng vật chất

mật độ dân số Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến sự phát thải trong nhữngngôi nhà mật độ cao như rác thải vườn Cũng không khó để giải thích vì sao cáchộ gia đình ở nông thôn sản sinh ít chất thải hơn các hộ gia đình ở thành phố.

 Tần số và phương thức thu gom :

Vì các vấn đề này nảy sinh đối với rác thải trong và quanh nhà, các gia đìnhsẽ tìm cách khác để thải rác Người ta phát hiện ra rằng nếu tần số thu gom rácthải giảm đi, với sự thay đổi giữa các thùng 90 lít sang các thùng di động 240 lít,lượng rác thải đã tăng lên, đặc biệt là rác thải vườn Do đó vấn đề quan trọngtrong việc xác định lượng rác phát sinh không chỉ từ lượng rác được thu gom, màcòn xác định lượng rác được vận chuyển thẳng ra bãi chôn lấp, vì rác thải vườnđã từng được xe vận chuyển đến nơi chôn lấp

Ngoài ra, còn có các yếu tố khác như : dư luận, ý thức cộng đồng … theo dự ánmôi trường Việt Nam Canada (Vietnam Canada Environment Project) thì tốc độphát sinh rác thải đô thị ở Việt Nam như sau :

 Rác thải khu dân cư (Residential wastes) : 0,3 – 0,6 kg/người/ngày

 Rác thải thương mại (Commercial wastes) : 0,1 – 0,2 kg/người/ngày

 Rác thải quét đường (Street sweeping wastes) : 0,05 – 0,2 kg/người/ngày

 Rác thải công sở (Institution wastes) : 0,05 – 0,2 kg/người/ngày.Tính trung bình ở : Việt Nam : 0,5 – 0,6 kg/người/ngày

Singapore : 0,87 kg/người/ngàyHongkong : 0,85 kg/người/ngàyKarachi, Pakistan : 0,50 kg/người/ngày

2.2 Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn

2.2.1 Môi trường nước

Chất thải rắn, đặc biệt là chất hữu cơ trong môi trường nước sẽ bị phân huỷnhanh chóng Tại các bãi rác, nước có trong rác sẽ tách ra kết hợp với các nguồnnước khác như : nước mưa, nước ngầm, nước mặn, hình thành nước rò rỉ Nước rò

rỉ di chuyển trong bãi rác sẽ làm tăng khả năng phân huỷ sinh học trong rác cũngnhư trong quá trình vận chuyển các chất gây ô nhiễm ra môi trường xung quanh.Các chất ô nhiễm trong nước rò rỉ gồm các chất được hình thành trong quátrình phân huỷ sinh học, hoá học … Nhìn chung, mức độ ô nhiễm trong nước rò rỉrất cao (COD : từ 3.000 – 60.000 mg/l; N-NH3 : từ 10 – 800 mg/l; BOD5 : từ 2.000– 20.000 mg/l; TOC (Cacbon hữu cơ tổng cộng) : 1.500 – 20.000 mg/l; Phosphorus

tổng cộng : 5 – 100 mg/l; … và lượng lớn các vi sinh vật) (Trần Hiếu Nhuệ,2001).

Đối với các bãi rác thông thường (đáy bãi rác không có đáy chống thấm, sụtlún hoặc lớp chống thấm bị thủng …) các chất ô nhiễm sẽ thấm sâu vào nướcngầm gây ô nhiễm cho tầng nước ngầm và sẽ rất nguy hiểm khi con người sửdụng tầng nước này phục vụ cho ăn uống, sinh hoạt Ngoài ra, chúng có khả năng

di chuyển theo phương ngang, rỉ ra bên ngoài bãi rác gây ô nhiễm nguồn nướcmặt

Nếu nước thải có chứa kim loại nặng, nồng độ kim loại nặng trong giai đoạnlên men axit sẽ cao hơn so với giai đoạn lên men mêtan Đó là các axit béo mớihình thành tác dụng với kim loại tạo thành phức kim loại Các hợp chất hydroxytvòng thơm, axit humic và axit fulvic có thể tạo phức với Fe, Pb, Cu, Cd, Mn, Zn, …Hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí khử sắt có hoá trị 3 thành sắt có hoá trị 2 sẽkéo theo sự hoà tan của các kim loại như : Ni, Pd, Cd, Zn Vì vậy, khi kiểm soátchất lượng nước ngầm trong khu vực bãi rác phải kiểm tra xác định nồng độ kimloại nặng trong thành phần nước ngầm

Ngoài ra, nước rò rỉ có thể chứa các hợp chất hữu cơ độc hại như : chất hữu cơ

bị halogen hoá, các hydrocacbon đa vòng thơm, … chúng có thể gây đột biến gen,gây ung thư Các chất này nếu thấm vào tầng nước ngầm hoặc nước mặt sẽ xâmnhập vào chuỗi thức ăn, gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng cho sức khoẻ của conngười hiện tại và cả thế hệ mai sau

2.2.2 Môi trường không khí

Các chất thải rắn thường có một phần có thể bay hơi và mang theo mùi làm ônhiễm không khí Rác thải có thể bị vi sinh vật phân hủy, tạo nên các khí độc gâymùi Cũng như chất thải khác có khả năng thăng hoa phân tán vào không khí gây

ô nhiễm trực tiếp, cũng có các loại rác thải dễ phân huỷ (như thực phẩm, trái câyhỏng …), trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (nhiệt độ tốt nhất là 35oC vàđộ ẩm 70 – 80%) sẽ được các vi sinh vật phân huỷ tạo mùi hôi và nhiều loại khí ônhiễm có tác động xấu đến môi trường đô thị, sức khoẻ và khả năng hoạt độngcủa con người Kết quả quá trình là gây ô nhiễm không khí

Thành phần khí thải chủ yếu được tìm thấy ở các bãi chôn lấp rác được thểhiện qua Bảng 2.9

Bảng 2.9 : Thành phần một số chất khí cơ bản trong khí thải ở bãi rác

45 – 60

40 – 60

2 – 5 0,1 – 1,0 0,1 – 1,0

0 – 1,0

0 – 0,2

0 – 0,2 0,01 – 0,6

(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)

2.2.3 Môi trường đất

Các chất thải hữu cơ sẽ được vi sinh vật phân huỷ trong môi trường đất trong 2điều kiện hiếu khí và kỵ khí, khi có độ ẩm thích hợp sẽ tạo thành hàng loạt cácsản phẩm trung gian, cuối cùng hình thành các chất khoáng đơn giản, nước, CO2,

CH4

Với một lượng nước thải và nước rò rỉ vừa phải thì khả năng tự làm sạch củamôi trường đất sẽ phân huỷ các chất này trở thành các chất ít gây ô nhiễm hoặckhông ô nhiễm

Nhưng với lượng rác quá lớn vượt quá khả năng tự làm sạch của đất thì môitrường đất sẽ trở nên quá tải và bị ô nhiễm Các chất ô nhiễm này cùng với kim

loại nặng, các chất độc hại và các vi trùng theo nước trong đất chảy xuống nguồnnước ngầm làm ô nhiễm tầng nước này.

Đối với rác không phân huỷ (nhựa, cao su, …) nếu không có giải pháp xử lýthích hợp sẽ là nguy cơ gây thoái hoá và giảm độ phì của đất

2.2.4 Sức khoẻ con người

Chất thải rắn phát sinh từ đô thị, nếu không được thu gom và xử lý đúng cáchsẽ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ cộng đồng và làm mấtmỹ quan đô thị

Thành phần CTR rất phức tạp, trong đó có chứa các mầm bệnh từ người hoặcgia súc, các chất thải hữu cơ, xác súc vật chết, … tạo điều kiện tốt cho muỗi,chuột, ruồi, … sinh sản và lây lan mầm bệnh cho người, nhiều lúc trở thành dịchnếu không có biện pháp kiểm soát

Một số vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký sinh trùng … tồn tại trong rác có thể gâybệnh cho con người như : bệnh sốt rét, bệnh ngoài da, dịch hạch, thương hàn, phóthương hàn, tiêu chảy, giun sán, …

Phân loại, thu gom và xử lý rác không đúng quy định là nguy cơ gây bệnhnguy hiểm cho công nhân vệ sinh, người bới rác, nhất là khi gặp phải các chấtthải rắn nguy hại từ y tế, công nghiệp như : kim tiêm, ống chích, mầm bệnh, …Tại các bãi rác lộ thiên, nếu không được quản lý tốt sẽ gây ra nhiều vấn đềnghiêm trọng cho bãi rác và cho cộng đồng dân cư trong khu vực gây ô nhiễmkhông khí, các nguồn nước, ô nhiễm đất và là nơi nuôi dưỡng các vật chủ trunggian truyền bệnh cho con người

Rác thải nếu không được thu gom tốt cũng là một trong những yếu tố gây cảntrở dòng chảy, làm giảm khả năng thoát nước của các con sông rạch và hệ thốngthoát nước đô thị

2.3 Hiện trạng quản lý chất thải rắn ở Việt Nam và trên thế giới

2.3.1 Quản lý rác ở Nuremberg – Đức

a Việc giảm thiểu rác

Việc giảm thiểu rác tại Đức thể hiện rỏ nét với việc cấm sử dụng các loạichén đĩa bằng giấy Tuy nhiên, điều luật này gặp sự chống đối mạnh của các nhàsản xuất Ngoài ra, người ta gặp phải tình huống, do đóng tiền ký quỹ thấp đã lấyluôn chén đĩa bằng sứ về làm vật lưu niệm Để đánh giá hiệu quả của việc cấmsử dụng dụng cụ bàn ăn bằng giấy, người ta đang nghiên cứu so sánh phí xử lýchúng với phí dùng rửa dụng cụ bàn ăn bằng sứ cộng với phí xử lý nước rửachúng

b Chính sách mua bán

Một khía cạnh khác của chiến lược giảm thiểu rác của Nuremberg là chínhsách mua bán của thành phố này Chính quyền địa phương khuyến khích ngườitiêu dùng mua những sản phẩm sản sinh ra ít rác, những đồ vật có thể tái chếđược hoặc làm bằng chất liệu có thể tái chế được Giấy được tái chế từ giấy rácthải của bưu điện được dùng trong tất cả các văn phòng Các sản phẩm sạch đượcbày bán và hưởng các ưu đãi về thuế

c Dịch vụ tư vấn

Chính quyền địa phương đã thành lập một đội cố vấn trung ương gồm 12 nhàcố vấn về rác, trong đó có 4 chuyên gia về rác gia đình và 8 chuyên gia về rácthương mại Các nhà cố vấn này gúp cho việc giảm lượng rác bằng cách hướngdẫn mua hàng ít rác, ủ phân rác gia đình, và dùng các sản phẩm tái sử dụng được

Ý thức được rằng các biện pháp ngăn chặn rác thay đổi theo từng khu vựckhác nhau, chính quyền địa phương Nuremberg đã triển khai chiến lược ngănchặn rác cho các ngành thương mại đặc biệt, như ngành mua bán xe môtô, ngànhxây dựng và các siêu thị Kết hợp chặt chẽ với các nhà thương nghiệp thành phố,chính quyền địa phương có thể giúp đỡ họ học tập bài học kinh nghiệm lẫn nhaugiữa ngành này và ngành khác

d Các chính sách hỗ trợ

Tiếp theo những sáng kiến hợp lý này, một khía cạnh cuối cùng của luật lệ địa