tổng quan về chất thải rắn và ô nhiễm môi trường do chất thải rắn

tổng quan về chất thải rắn và ô nhiễm môi trường do chất thải rắn

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI RẮN

2.1 Khái niệm cơ bản về chất thải rắn

2.1.1 Định nghĩa về chất thải rắn

Chất thải rắn “Soild Wastes” là toàn bộ các loại vật chất không phải dạng

lỏng và khí được con người loại bỏ trong 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 củacộng đồng v.v…) Trong đó quan trọng nhất 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

chất mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị mà không đòi hỏiđược bồi thường cho sự vứt bỏ đó Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thảirắn đô thị nếu 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 thải là thuật ngữ dùng chỉ chất thải rắn có hình dạng tương đối cố định,

bị vứt 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 Các nguồn phát sinh chất thải rắn

Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn làcác cơ sở quan trọng để thiết kế , lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất cácchương trình quản lý chất thải rắn

Các nguồn phát sinh chất thải rắn độ thị gồm:

 Sinh hoạt của cộng đồng

 Trường học, nhà ở, cơ quan

 Sản xuất công nghiệp

 Sản xuất nông nghiệp

 Nhà hàng, khách sạn

 Tại các trạm xử lý

 Từ các trung tâm thương mại, công trình công cộng

Chất thải đô thị được xem như là chất thải cộng đồng ngoại trừ các chấtthải trong quá trình chế biến tại các khu công nghiệp và chất thải công nghiệp

Các loại chất thải sinh ra từ các nguồn này được trình bày ở Bảng 2.1.

Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau căn cứ vào đặc điểm củachất thải rắn có thể phân chia thành 3 nhóm lớn nhất là : chất thải đô thị, côngnghiệp 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 gia

đỉnh hay nhiều gia đỉnh .những căn hộ thấp , vứa và caotầng…

Chất thải thực phẩm, giấy,bìa cứng, hàng dệt , đồ da,chất thải vườn, đồ gỗ, thủytinh, hộp thiếc, nhôm , kimloại khác, tàn thuốc , rácđường phố, chất thải đặcbiệt ( dầu , lốp xe, thiết bịđiện, …), chất thải sinh hoạtnguy hại,

Thương mại Cửa hàng, nhà hàng, chợ, văn

phòng, khách sạn, dịch vụ, cửa

Giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, gỗ,chất thải thực phẩm, thủy

hiệu in… 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, thủytinh, kim loại, chất thải đặcbiệt , chất thải nguy hại

Xây dựng

và phá dỡ

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

Gỗ, thép, bê tông, đất…

Chất thải đặc biệt, rác, rácđường phố, vật xén ra từ cây,chấ thải từ các công viên, bãitắm vá các khư vực tiêukhiển

Trạm xử lý,

lò thiêu đốt

Quá trình xử lý nước, nước thảivà chất thải công nghiệp Cácchất thải được xử lý

Khối lượng lớn buồn 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 chấtthải rắn được sinh ra Khi thực hiện việc phân loại chất thải rắn sẽ giúp chúng tagia tăng khả năng tái chế và tái sử dụng lại các vật liệu trong chất thải, đem lạihiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trưởng

Chất thải rắn đa dạng vì vậy có nhiều cách phân loại khác nhau như:

2.1.3.1 Phân loại theo tính chất

Phân loại chất thải rắn theo dạng này người ta chia làm: các chất cháyđược, các chất không cháy được, các chất hổn hợp Phân loại theo tính chất được

thể hiện ở Bảng 2.2

Bảng 2.2: Phân loại theo tính chất

1 Các chất cháy được :

 Các vật liệu làm từ giấy

 Có nguồn gốc từ sợi

 Các chất thải ra từ đồ ăn, thực phẩm

 Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ gỗ, tre,rơm

 Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ chất dẻo

 Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ da và caosu

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 sản phẩm được chế tạo từ sắtmà dễ bị nam châm hút

 Các vật liệu không bị nam châm hút

 Các vật liệu và sản phẩm chế tạo từ thuỷ tinh

 Các vật liệu không cháy khác ngoài kim loại vàthuỷ tinh

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

phần 1 và 2 đều thuộc loại này Loại này có thể chialàm hai phần với kích thước > 5mm và < 5 mm

( Nguồn : Bảo vệ môi trường trong xây dựng cơ bản , Lê Văn Nãi, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 1999)

2.1.3.2 Phân loại theo vị trí hình thành

Người ta phân biệt rác hay chất thải rắn trong nhà, ngoài nhà, trên đường phố,chợ…

2.1.3.3 Phân loại theo nguồn phát sinh

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 :

 Chất thải thực phẩm : bao gồm các thức ăn thừa, rau, quả … loại chất thảinày mang bản chất dễ bị phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra các mùikhó chịu, đặc biệt, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng, ẩm Ngoài các loạithức ăn dư thừa từ gia đình còn có thức ăn dư thừa từ các bếp ăn tập thể, các nhàhàng, 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

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 nghiệpgồm :

 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

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

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, các sảnphẩm thải ra từ các chế biến sữa, của các lò giết mổ …

2.1.3.4 Phân loại theo mức độ nguy hại

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

Chất thải y tế nguy hại : là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có

một trong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp hoặc tương tác với các chất khác

gây nguy hại tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng Các nguồn phát sinh chấtthải bệnh 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 phânhoá học, các loại thuốc bảo vệ thực vật

Chất thải không nguy hại : là những loại chất thải không chứa các chất vàcác hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thànhphần

2.1.4 Thành phần của chất thải rắn

Thành phần của chất thải rắn đô thị được xác định ở Bảng 2.3 và Bảng

2.4 Giá trị 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 rắn

theo mùa đặc trưng ở Bắc Mỹ được trình bày ở bảng 2.5 Thành phần rác đóng

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

Các dịch vụ đô thị

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

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

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

Khoảng giá trị Trung bình

(Nguồn: Nhóm Trần Hiều Nhuệ, Quản Lý Chất Thải Rắn, Hà Nội 2001)

Bảng 2.5 : Sự thay đổi thành phần theo mùa đặc trưng của CTRSH

2.1.5 Tính chất của chất thải rắn.

2.1.5.1 Tính chất vật lý

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

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 nói lên khả năng nén, giảm kích thước là thông số quan trọngphục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển và xử lý rác thải Qua đó có thể phânbố và tính được nhu cầu trang thiết bị phục vụ cho công tác thu gom vậnchuyển ,khối lượng rác thu gom và thiết kế quy mô bãi chôn lắp chất thải …

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 thường cần thiết để định mức tổngkhối lượng và thể tích chất thải cần phải quản lý Khối lượng riêng của các hợp

phần trong chất thải rắn đô thị được trình bày ở Bảng 2.6

Bởi vì khối lượng riêng của chất thải rắn thay đổi một cách rõ ràng theo vịtrí địa lý, mùa trong năm và thời gian lưu trữ , do đó cách tốt nhất là sử dụng cácgiá trị trung bình đã được lựa chọn Khối lượng riêng của chất thải sinh hoạt thayđổi từ 120 đến 590 kg/m3

Khối lượng riêng của rác được xác định bằng phương pháp cân trọng lượngđể xác định tỷ lệ giữa trọng lượng của mẫu với thể tích của nó, có đơn vị là kg/m3

Bảng 2.6 : Khối lượng riêng và độ ẩm các thành phần của CTR đô thị

Loại chất thải Khối lượng riêng

(kg/m 3 )

Độ ẩm (% trọng lượng)

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

Độ ẩm : Độ ẩm của chất thải rắn được định nghĩa là lượng nước chứa trong

một đơn vị trong lượng chất thải ở trạng thái nguyên thủy Độ ẩm của chất thảirắn là thông số có liên quan đến giá trị nhiệt lượng của chất thải, được xem xétnhư lựa chọn phương án xử lý, thiết kế bãi chôn lắp và lò đốt Độ ẩm rác thay đổitheo thành phần và theo mùa trong năm Rác thải thực phẩm cóđộ ẩm từ 50 –80%, rác thải là thủy tinh, kim loại có độ ẩm thấp nhất Độ ẩm trong rác cao tạođiều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật kị khí phân hủy gây thối rửa

Độ ẩm của chất thải rắn thường được biểu diển bằng 2 cách:

* Phương pháp trọng lượng ướt, độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng %của trọng lượng ướt vật liệu.

* Phương pháp trọng lượng khô, độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng %của trọng lượng khô vật liệu

Phương pháp trọng lượng ướt thường được sử dụng trong lĩnh vực quản lýchất thải rắn Độ ẩm theo phương pháp trọng lượng ướt được biểu diễn dưới dạngtoán học như sau:

M =100*[(a-b)/a]

Trong đó: M: độ ẩm %a: trọng lượng ban đầu của mẫu , kg(g)b: trọng lượng riêng của mẫu sau khi sấy khô ở 1050C , kg(g)

2.1.5.2 Thành phần hóa học

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

Chất hữu cơ: Chất hữu cơ được xác định bằng cách lấy mẫu đã làm phân

tích xác định độ ẩm đem đốt ở 950oC trong 1 giờ, để nguội trong bình hút ẩm 1giờ rồi đem cân để xác định lượng tro còn lại sau khi đốt Thông thường chất hữu

cơ dao động trong khoảng 40 – 60%, giá trị trung bình là 35% Chất hữu cơ đượctính theo công thức sau :

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

Chất tro: là phần còn lại sau khi nung ở 9500C, tức là chất hữu cơ dư haychất vô cơ

Chất vô cơ(%) = 100 – chất hữu cơ(%)

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

chất vô cơ khác không phải là cacbon trong tro khi nung ở 9500C, hàm lượng này

thường chiếm khoảng 5- 12%, giá trị trung bình là 7% Các chất vô cơ khác trongtro gồm thủy tin, kim loại… Đối với chất thải rắn đô thị, các chất vô cơ này chiếmkhoảng 15 – 30%, giá trị trung bình là 20%.

Nhiệt trị: là giá trị nhiệt tạo thành khi đốt chất thải rắn Giá trị nhiệt được

xác định theo công thức Dulông:

Btu/lb=145C + 610(H2 – 1/802) + 40S + 10 N

Trong đó : C: % trọng lượng của Cacbon

H: : % trọng lượng của H2

O2: % trọng lượng của OxyS: % trọng lượng của sunfuaN: % trọng lượng của Nitơ

Bảng 2.7: 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 , Mc Graw- Hill Inc, 1993)

Chú thích: + Sau khi cháy hoàn toàn

* Dựa kết quả phân tích

2.1.5.3 Thành phần sinh học

Trừ các hợp chất nhựa dẻo, cao su và da, phần chất hữu cơ của hầu hết cácchất thải rắn đô thị có thể được phân loại như sau:

o Xenluloza, một sự hóa đặc sản phẩm của đường glucoza 6 – cacbonSự tạo thành nước hòa tan như là hồ tinh bột amino axit, và các axithữu cơ khác

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

o Chất béo, dầu và chất sáp, là các este của rượu và các axit béomạch dài

o Chất gỗ(lignin): một polymer chứa các vòng thơm vơí nhómmethoxyl

o Ligoncelluloza: hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau

o Protein: chất tạo thành các amino axit mạch thẳng

Tính chất sinh học quan trọng nhất của phần hữu cơ trong chất thải rắn đôthị là hầu như tất cả các hợp phần hữu cơ đều có thễ bị biến đổi sinh học tạothành các khí đốt và chất trơ, các chất rắn vô cơ có liên quan Sự phát sinh mùi vàcôn trùng có liên quan đến bản chất phân hủy của các vật liệu hữu cơ tìm thấytrong chất thải rắn đô thị

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

Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS), xác định bằng cách đốt cháy chất ở nhiệtđộ 550oC, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân huỷ sinh học của hữu

cơ trong chất thải rắn Tuy nhiên sử dụng VS để mô tả khả năng phân huỷ sinhhọc 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 khả năng phân huỷ sinh học làgiấy in và cành cây Thay vào đó, hàm lượng lignin của chất thải rắn có thể ápdụng tỉ lệ phần dễ phân huỷ sinh học của chất thải rắn, và được tính toán bằngcông thức như sau:

% của trọng lượng khô

Khả năng phân hủy chung của các hợp chất hữu cơ trong chất thải rắn đô

thị, dựa vào thành phần lignin, được trình bày ở Bảng 2.8 Theo đó, những chất

hữu cơ có thành phần lignin cao, khả năng phân hủy sinh học thấp đáng kể so vớicác chất khác Trong thực tế, chất hữu cơ có trong chất thải rắn đô thị thườngđược phân loại dựa vào khả năng phân hủy nhanh hoặc chậm

Bảng 2.8: Khả năng phân hủy sinh học của các chất hữu cơ

dựa vào thành phần lignin

Hợp phần Chất rắn bay hơi

(% tổng chất rắn)

Thành phần lignin (% chất rắn bay hơi)

Phần phân hủy sinh hoc

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

b Sự phát sinh mùi hôi

Mùi hôi có thể sinh ra khi chất thải được chứa trong khoảng thời gian dàitrong nhà, trạm trung chuyển và ở bãi đỗ Mùi hôi phát sinh đáng kể ở các thùngchứa bên trong nhà vào mùa khô có khí hậu nóng ẩm Sự hình thành mùi hôi là

do sự phân hủy kị khí của các thành phần hữu cơ dễ phân hủy nhanh tìm thấytrong chất thải rắn

c Sự sản sinh các côn trùng

Vào thời gian hè ở những vùng khí hậu nóng ẩm Sự sinh sản của ruồitrong chất thải rắn là vấn đề đáng quan tâm Ruồi có thể phát triển nhanh trongkhoảng thời gian không đến sau khi trứng ruồi được kí vào Chu kỳ phát triển củaruồi từ khi 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 - hóa sinh của CTR

Những biến đổi lý học cơ bản có thể xảy ra trong quá trình vận hành quảnlý CTR 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 épnhằm tăng khối lượng rác thu gom trong một chuyến thu gom từ CTR thôngthường, đóng kiện để giảm chi phí xử lý và vận chuyển Đồng thời áp dụngphương pháp này 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 sốtrường hợp thể tích của số chất thải sau khi giảm kích thước sẽ lớn hơn thể tíchban đầu

e Sự chuyển đổi hóa 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 hoáhọc thường 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 dioxitvà nhiều loại khí khác tuỳ thuộc vào bản chất, thành phần, tính chất của CTRđem đi điện 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 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 phâncompost 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 huỷ 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 chấtthích hợp là nguồn năng lượng Chuyển hoá các hợp chất ở giai đoạn trước thànhnhững hợp chất có phân tử lượng thấp hơn Chuyển đổi các hợp chất trung gianthành những sản phẩm chủ yếu là CH4 và CO2 Trong quá trình phân huỷ kỵ khícó nhiều loại vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hoá chất hữu cơ của chấtthải tạo thành những sản phẩm bền vững Ngoài ra, còn một số nhóm vi sinh vật

kỵ khí lên men của các sản phẩm đã cắt mạch thành những hợp chất có thànhphần đơn giản hơn, chủ yếu là axit axetic Sau đó H2 và CH3COOH sẽ được tiếptục chuyển hoá thành CH4 và CO2

Quá trình phân huỷ 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 bảođiều kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động

2.1.6 Tốc độ phát sinh chất thải rắn

Việc tính toán tộc độ phát thải rác là một trong những yếu tố quan trọngtrong việc quản lý rác thải bởi vì từ đó người ta có thể xác định được lượng rácphát sinh trong tương lai ở một khu vực cụ thể có kế hoạch quản lý từ khâu thugom, vận chuyển tới quản lý

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

o Đo khối lượng

o Hệ số phát thải(kg/người ngày hay kg/tấn sản phẩm)

o Phân tích thống kê

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

o Phương pháp xác định tỷ lệ rác thải

o Tính ân bằng vật chất

(Nguyên liệu+ nhiêu liệu) Sản phẩm

Lượng rác thải

Hình 2.1: Sơ đồ tính cân bằng vật chất Các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh chất thải rắn

 Sự phát sinh kinh tế và xã hội

Các nghiên cứu cho thấy sự phát sinh chất thải liên hệ trực tiếp với sự pháttriển kinh tế của một cộng đồng Lượng chất thải sinh hoạt đã được ghi nhận là có

Nhà máy

Xí nghiệp

giảm đi khi có sự suy giảm về kinh tế (rõ nhất là trong thời gian khủng hoảng ởthế kỷ 17) Phần trăm vật liệu đóng gói (đặc biệt là túi nylon) đã tăng lên trong

ba thập kỷ qua và tương ứng là tỷ trọng khối lượng (khi thu gom) của chất thảicũng giàm đi

 Mật độ dân số

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

 Sự thay đổi theo mùa

Trong những dịp như 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

 Nhà ở

Các yếu tố có thể áp dụng đối với mật độ dân số tăng có thể áp dụng đốivới các loại nhà ở Điều này đúng bởi vì có sự liên hệ trực tiếp giữa loại nhà ở vàmật độ dân số Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến sự phát thải trong những khunhà mật độ cao như rác thải vườn Cũng không khó để giải thích vì sao các hộ giađình ở vùng nông thôn sản sinh ít chất thải hơn các hộ gia đỉnh ở thành phố

 Tần số và phương thức thu gom

Vì các vấn đề nảy sinh đối vớí rác thải trong và quanh nhà, các gia đình sẽtỉm cách khác để thải rác Người ta phàt hiện rằng nếu tầng số thu gom rác thảigiảm đi thì lượng rác thải sẽ giảm đi Với sự thay đổi từ các thùng 90lít sang cácthùng di động 240l, lượng rác thải đã tăng lên, đặc biệt là rác thải vườn Do đóvấn đề quan trọng trong việc xác định lượng rác phát sinh không chỉ từ lượng rácđược thu gom, mà còn xác định lượng rác được vận chuyển thẳng ra khu chôn lắp,

vì rác thải vườn đã từng được xe vận chuyển đến nơi chôn lắp

Ngoài ra còn có các yếu tố khác như: dư luận, ý thức cộng đồng…Theo dựán môi trường Việt Nam Canada thì tốc độ phát sinh rác thải đô thị Việt Nam nhưsau:

 Rác thải khu dân cư: 0,3 – 0,6 kg/người/ngày

 Rác thải thương mại: 0,1 – 0,2 kg/người/ngày

 Rác thải quét đường: 0,05 – 0,2 kg/người/ngày

 Rác thải công sở: 0,05 – 0,2 kh/người/ngày

Tính trung bình ở: Việt Nam: 0,5 – 0,6 kg/người/ngày

Sigapore: 0,87 kg/người/ngày Hồng kông : 0,85 kg/người/ngày Karachi, Pakistan: 0,50 kg/người/ngày

2.2 Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn

2.2.1 Ô nhiễm đến môi trường nước

Chất thải rắn, đặc biệt là chất hữu cơ trong môi trường nước sẽ bị phân hủynhanh chóng Tại các bãi rác, nước có trong rác sẽ được tách ra kết hợp với cácnguồn nước khác như: nước mưa, nước ngầm, nước mặt sẽ làm tăng khả năngphân hủy sinh học trong rác cũng như 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 hủy sinh học, hóc học… Nhìn chung, mức độ ô nhiễm trong nước rò rỉrất cao (COD: từ 3.000 – 45.000 mg/l; N-NH3: từ 10 – 800 mg/l; BOD5: từ 2.000 –30.000 mg/l; TOC (Cacbon hữu cơ tổng cộng): từ 1.500 – 20.000 mg/l; Phosphourstổng cộng: từ 1- 70 mg/l … và lượng lớn các vi sinh vật )

Đối với các bãi rác thông thường (đáy bãi rác không có lớp chống thấm,sụt lún hoặc lớp chống thấm bị thủng …) các chất ô nhiễm sẽ thấm sâu vào nướcngầm gây ô mhiễm 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 còn có khả

năng di chuyển theo phương ngang, rỉ ra bên ngoài bãi rác gây ô nhiễm nguồnnước mặt.

Nếu rác thải có chứa kim loại nặng, nồng độ kim loại nặng trong giai đoạnlên men axit sẽ cao hơn với giai đoạn lên men metan Đó là do các axit béo mớihình thành tác dụng với kim loại tao thành phức kim loại Các hợp chất hydroxytvòng thơm, axit humic và axit fulvic có thể tạo phức Fe, Pb, Cu, Mn, Zn… Hoạtđộng của các vi khuẩn kị khí khử sắt có hóa trị 3 thành sắt có hóa trị 2 sẽ kéotheo sự hòa tan của các kim loại như Ni, Pb, Cd, Zn Vì vậy, khi kiểm soát chấtlượng nước ngầm trong khu vực bãi rác phải kiểm tra xác định nồng độ kim loạinặng trong thành phần nước ngầm

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

cơ bị halogen hóa, các hydrocacbon đa vòng thơm … chúng có thể gây đột biếngen, gây ung thư Các chất này nếu thấm vào tầng nước ngầm hoặc nước mặt sẽxâm nhập vào chuỗi thức ăn, gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng cho sức khỏe,sinh mạng của con người hiện tại và cả thế hệ con cái mai sau

2.2.2 Ô nhiễm đến môi trường đất

Rác sau khi chôn lắp sẽ tạo thành khí CH4 trong điều kiện hiếu khí làmxuất hiện thêm chất độc cho môi trường đất và sau đó, nếu không sử dụng chấtkhí vừa thoát ra này, nó sẽ bốc lên và tăng hiệu ứng nhà kính Sự phân giải ráchữu cơ cũng gây ô nhiễm, do các sản phẩm trung gian hoặc vi khuẩn gây bệnhcho đất nếu chôn rác không đúng kỹ thuật

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

Ô nhiễm từ các bải rác sẽ tạo ra mũi hôi thối khiến cho không khí trong đấtngột ngạt, ảnh hưởng đến động vật trong đất, ảnh hưởng đến sức khỏe của ngườidân xung quanh

Nước bùn và cống rãnh ở thành phố như sông Tô Lịch(Hà Nội), Nhiêu Lộc

- Thị Nghè, Tân Hóa, Lò Gốm - Bến Nghé(Tp Hồ Chí Minh), trong đó hỗn hợpgồm rác sinh hoạt và chất thải công nghiệp thành phố, mà thành phần hữu cơ, vô

cơ, kim loãi vừa tạo nên một hỗn hợp vừa tạo thành các phức chất hoặc đơn chất;vừa có mùn vừa có bùn,cát; vừa có hơi khí vừa có nước; vừa có vi sinh vật, vừacó động vật và thực vật chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường đất

Hàm lượng kim loại nặng như Al, Fe, Zn, Cu,Cr… trong bùn cống rãnh theonước thấm vào đất Nó có thể tích lũy cao trong đất và là một trong nhữngnguyên nhân gây ô nhiễm nặng môi trường đất và nguy hiểm cho tất cả vi sinhvật trong môi trường

2.2.3 Ô nhiễm đến môi trường không khí

Các chất thải rắn thường có một phần có thể bay hơi và mang theo mùilàm ô nhiễm không khí Cũng có những chất thải có khả năng thăng hoa phát tánvào không khí gây ô nhiễm trực tiếp, cũng có loại rác thải dễ phân hủy (thựcphẩm, trái cây hỏng…), trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp sẽ được các

vi sinh vật phân hủy tạo mùi hôi và nhiều loại khí ô nhiễm có tác động xấu đếnmôi trường đô thị, sức khỏe và khả năng hoạt động của con người Kết quả quátrình là gây ô nhiễm không khí

Thành phần khí thải chủ yếu được tìm thấy ở các bãi chôn lắp rác được thể

hiện ở Bảng 2.9

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

SOx, H2S, Mercaptan…

H2COChất hữu cơ bay hơi

0 – 1.0

0 – 0,2

0 – 0,20,01 – 0,6

(Nguồn : Handbook of Soil Waste Management, 1994)

2.2.4 Cảnh quan và sức khỏe con người

Chất thải rắn phát sinh từ các khu đô thị , nếu không được thu gom và xử lýđúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cưvà làm mất mỹ quan đô thị

Thành phần chất thải rắn phức tạp, trong đó có chứa các mầm bệnh từngười hoặc gia súc, các chất thải hữu cơ, xác súc vật chết… tao điều kiện tốt chomuỗi, chuột, ruồi… sinh sản và lây lan mầm bệnh cho người, nhiều lúc trở thànhdịch

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, lao…

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 vấnđề nghiêm 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 người

Rác thải nếu không được thu gom tốt cũng là một trong những yêu tố gâycản trở dòng chảy, làm giảm khả năng thoát nước của các sông rạch và hệ thốngthoát nước

2.3 Những nguyên tắc kỹ thuật trong quản lý chất thải rắn.

2.3.1 Quản lý và phân loại chất thải rắn tại nguồn

Quản lý và phân loại CTR tại nguồn bao gồm hoạt động nhặt, tập trung vàphân loại chất thải rắn để lưu trữ, chế biến chất rắn trước khi được thu gom.Trong quản lý và phân loại chất thải rắn tại nguồn các loại nhà ở và công trìnhphân loại dựa vào số tầng Ba loại thường được sử dụng nhất là:

* Nhà thấp tầng: dưới 4 tầng

* Nhà trung tầng: từ 4 đến 7 tầng

* Nhà cao tầng: trên 7 tầng

Những người chịu trách nhiệm và các thiết bị hỗ trợ được sử dụng cho việc

quản lý và phân loại chất thải rắn tại nguồn được trình bày ở Bảng 2.10

Bảng 2.10: Nguồn nhân lực và thiết bị hỗ trợ trong việc quản lý và phân loại

chất thải rắn tại nguồn

Trung tầng Người thuê nhà, nhân viên

phục vụ, người coi nhà, nữngngười thu gom theo hợp đồng

Các máng đổ rác trọng lực, cácbăng chuyền chạy bằng khínén, máy năng, xe thu gom

Cao tầng Người thuê nhà, nhân viên

phục vụ, người coi nhà

Các máng đổ rác trọng lực, cácbăng chuyền chạy bằng khínén, máy năng, xe thu gom

Thương mại Nhân viên, người gác cổng Các xe thu gom có bánh lăn, các

thùng chứa, máy nâng, băngchuyền chạy bằng khí nén

Công nghiệp Nhân viên, người gác cổng Các xe thu gom có bánh lăn, các

thùng chứa, máy nâng, băng tải

Trạm xử lý Các nhân viên vận hành trạm Các loại băng tải khác nhau, các

thiết bị vận hành thủ công

Nông nghiệp Người chủ vườn, công nhân Thay đổi khác nhau tuỳ theo sản

phẩm

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

2.3.2 Thu gom, lưu giữ và vận chuyển chất thải rắn

Thu gom chất thải là quá trình thu nhặt rác thải từ các nhà máy, các côngsở hay từ những điểm thu gom, chất chúng lên xe và chở đến địa điểm xử lý,chuyển tiếp, trung chuyển hay chôn lắp

Dịch vụ thu gom rác thải thường có thể chia ra thành các dịch vụ” sơ cấp”và “ thứ cấp” Sự phân biệt này phản ánh yếu tố là ở nhiều khu vực, việc thu gom