Đánh giá mức độ phát thải khí nhà kính liên quan đến chất thảisinh hoạt hữu cơ bằng phân tích dòng và đề xuất giải pháp giảm thiểu khuvực thị trấn châu quỳ huyện gia lâm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC LƯƠNG THÙY DƯƠNG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT THẢI SINH HOẠT HỮU CƠ BẰNG PHÂN TÍCH DÒNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

LƯƠNG THÙY DƯƠNG

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT THẢI SINH HOẠT HỮU CƠ BẰNG PHÂN TÍCH DÒNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU KHU VỰC THỊ TRẤN

TRÂU QUỲ HUYỆN GIA LÂM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI - 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

LƯƠNG THÙY DƯƠNG

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT THẢI SINH HOẠT HỮU CƠ BẰNG PHÂN TÍCH DÒNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU KHU VỰC THỊ TRẤN

TRÂU QUỲ HUYỆN GIA LÂM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Mã số: chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Thị Hà

HÀ NỘI - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan : Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Thị Hà

Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào

Học viên

Lương Thùy Dương

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của Khoa Sau Đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hà tôi đã thực hiện đề tài

“Đánh giá mức độ phát thải khí nhà kính liên quan đến chất thải sinh hoạt hữu cơ

bằng phân tích dòng và đề xuất giải pháp giảm thiểu khu vực thị trấn Trâu Quỳ huyện Gia Lâm”

Để hoàn thành luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Hà đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thày, cô đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện tại khoa Sau đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội

Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm, ban quản lý bãi xử lý rác thải Kiêu Kỵ đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi thu thập, tổng hợp số liệu và thực hiện các khảo sát thực địa

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất Song do những hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được Tôi rất mong được sự góp ý của quý thày cô và các bạn để luận văn được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày … tháng… năm 20…

Học viên

Lương Thùy Dương

3

Mục lục

Danh mục các ký hiệu viết tắt 5

Danh mục các bảng 6

Danh mục các hình vẽ, biểu đồ 7

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined

1.1 Tổng quan về các nghiên cứu và các phương pháp xử lý rác thải trên thế

giới và khu vực Error! Bookmark not defined

1.1.1 Tổng quan về chất thải sinh hoạt (phát sinh, thành phần, )Error! Bookmark not defined

1.1.2 Hiện trạng và các phương pháp xử lý rác trên thế giới và tại Việt NamError! Bookmark not defined

1.2 Phương pháp MFA và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thảiError! Bookmark not defined

1.2.1 Lịch sử của phương pháp MFA Error! Bookmark not defined

1.2.2 Một số ứng dụng của MFA Error! Bookmark not defined

1.3 Tổng quan về rác thải sinh hoạt hữu cơ và khí nhà kínhError! Bookmark not defined

1.3.1 Tổng quan về rác thải sinh hoạt hữu cơ Error! Bookmark not defined

1.3.2 Tổng quan về khí nhà kính Error! Bookmark not defined

1.4 Sự cần thiết phải thu hồi khí nhà kính (CH4) từ rác thải sinh hoạt hữu cơError! Bookmark not defined

1.4.1 Tác động của khí nhà kính (CH 4 ) Error! Bookmark not defined

1.4.2 Tiềm năng mêtan sinh hóa của chất thải hữu cơError! Bookmark not defined

1.4.3 Quá trình hình thành khí ở các bãi chôn lấp chất thảiError! Bookmark not defined

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined 2.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.1.1 Khí thải nhà kính (metan) Error! Bookmark not defined

2.1.2 Rác thải sinh hoạt hữu cơ: Error! Bookmark not defined

2.2 Phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.3.1 Thu thập, xử lý số liệu Error! Bookmark not defined

2.3.2 Điều tra, khảo sát, phỏng vấn Error! Bookmark not defined

2.3.3 Phân tích hệ thống Error! Bookmark not defined

2.3.4 Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báoError! Bookmark not defined

4

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined

3.1 Kết quả điều tra, khảo sát về các nguồn thải chất thải rắn hữu cơ trên địa

bàn nghiên cứu Error! Bookmark not defined

3.2 Kết quả phân tích dòng chất thải rắn hữu cơ (định lượng)Error! Bookmark not defined

3.3 Kết quả điều tra về hiện trạng quản lý, xử lý chất thải rắn hữu cơ trên địa

bàn thị trấn Trâu Quỳ Error! Bookmark not defined

3.4 Kết quả đánh giá nguy cơ phát thải khí metan từ chất thải rắn hữu cơError! Bookmark not defined

3.4.1 Kết quả tính toán lượng cacbon hữu cơ phát thải tại bãi chôn lấp (định

tính ) Error! Bookmark not defined

3.4.2 Tính lượng khí CH 4 thoát ra từ rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ, Gia

Lâm Error! Bookmark not defined

3.5 Đề xuất các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn hữu cơ nhằm giảm

thiểu phát thải khí metan vào môi trường Error! Bookmark not defined

3.5.1 Đề xuất biện pháp quản lý Error! Bookmark not defined

3.5.2 Đề xuất giải pháp công nghệ Error! Bookmark not defined

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined

Phụ lục 1 Error! Bookmark not defined

Phụ lục 2 Error! Bookmark not defined

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 9

5

Danh mục các ký hiệu viết tắt

BCL : Bãi chôn lấp

BĐKH : Biến đổi khí hậu

BOD : Biochemical oxygen demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

CDM : Clean development mechamism (Cơ chế phát triển sạch)

CTSH : Chất thải sinh hoạt

CTSHHC : Chất thải sinh hoạt hữu cơ

CTR : Chất thải rắn

DOC : Dissolved organic carbon (cacbon hữu cơ hòa tan)

LCA : Life cycle assessment (Đánh giá vòng đời sản phẩm)

MFA : Material flow analysis (Phân tích dòng)

tCO2eq : Tấn CO2 tương đương

UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change (Công ước khung của liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu)

6

Danh mục các bảng

Bảng 1.1: Thành phần khí thải từ BCL chất thải Nam SơnError! Bookmark not defined.

Bảng 1.2: Một số khí nhà kính chủ yếu Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.3: Dự báo lượng phát thải khí CH4 (triệu tấn CH4)Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.4: Dự báo nồng độ khí CH4 trong khí quyển (phần tỷ)Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.5: Thành phần khí biogas (% thể tích) Error! Bookmark not defined

Bảng 3 1: Thành phần khí thải tại BCL chất thải Kiêu KỵError! Bookmark not defined.

Bảng 3.2: Tổng lượng rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ xử lý tại bãi Kiêu Kỵ

năm 2012 Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.3: Thành phần rác thải tại bãi xử lý Kiêu KỵError! Bookmark not defined.

Bảng 3.4: Giá trị tương quan của tham số CH4 theo loại bãi chôn lấpError! Bookmark not defined Bảng 3.5: Tỷ lệ gia tăng lượng rác giai đoạn 2012 - 2014Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.6: Dự báo khối lượng phát thải khí metan đến năm 2020Error! Bookmark not defined

7

Danh mục các hình vẽ, biểu đồ

Hình 1.1: Lưu trình của chất hữu cơ trong cuộc sốngError! Bookmark not

defined.

Hình 1.2: Sơ đồ phân hủy rác thải sinh hoạt tại ô chôn lấp có che phủ Error!

Bookmark not defined.

Hình 1.3: Các giai đoạn phân hủy kị khí tạo khí sinh họcError! Bookmark not

defined.

Hình 2 1: Bản đồ địa giới thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm

………Error! Bookmark not defined

Hình 3.1: Phân tích các dòng phát thải khí metan từ rác thải sinh hoạtError! Bookmark not defined

Hình 3.2: Tỷ lệ rác thải sinh hoạt được xử lý tại thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia

Lâm Error! Bookmark not defined

Hình 3.3: Quá trình thu gom rác thải tại thị trấn Trâu Quỳ, Gia LâmError! Bookmark not defined Hình 3.4: Hệ thống thu hồi khí metan được đề xuất Error! Bookmark not defined

Hình 3.5: Hệ thống thu hồi khí metan thụ động được đề xuấtError! Bookmark not defined

Hình 3.6: Hệ thống thu hồi khí metan chủ động được đề xuấtError! Bookmark not defined

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ biến thiên rác thải thị trấn Trâu Quỳ năm 2012Error! Bookmark not defined Biểu đồ 3.2: Dự báo khối lượng phát thải khí metan đến năm 2020Error! Bookmark not defined

8

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Theo thống kê của hiệp hội Đô thị và môi trường Việt Nam, tổng lượng chất thải của cả nước khoảng trên 31,5 triệu tấn Trong đó, lượng rác thải công nghiệp khoảng 5,5 triệu tấn và trên dưới 1 triệu tấn rác thải nguy hại Dự tính, tổng số chất thải rắn phát sinh trong năm 2015 sẽ khoảng 43,6 triệu tấn (trong đó 9,6 triệu tấn chất thải công nghiệp và 1,8 triệu tấn từ các làng nghề)…Với tỷ lệ phát sinh chất thải sinh hoạt tại các khu vực đô thị lớn, khoảng 0,7 - 1kg/người.năm; tỷ lệ gia tăng rác thải sinh hoạt tại các thành phố lớn từ 6,7 - 8,5%/năm Lượng khí phát thải từ các bãi rác là một trong những tác nhân góp phần gây ra biến đổi khí hậu (BĐKH) [Báo cáo hiệp hội Đô thị và môi trường Việt Nam, 2010]

Ảnh hưởng của việc phát thải khí gas tại các bãi chôn lấp rác thải dẫn đến phát sinh khí nhà kính là rất lớn và đứng thứ hai sau ngành năng lượng ở mỗi quốc gia Tại Việt Nam, nếu các bãi chôn lấp trong toàn quốc có lắp đặt hệ thống thu khí gas bãi chôn lấp và đốt khí mêtan cũng sẽ góp phần giảm phát thải (0,25tấn CO2/tấn rác) hay đến 7,8 triệu tấn CO2/năm Đặc biệt, nếu tái sử dụng thành nguồn năng lượng thay thế năng lượng hóa thạch thì con số này sẽ là một đóng góp đáng kể trong ứng phó với BĐKH

Biến đối khí hậu đang là vấn đề rất được quan tâm trên phạm vi toàn cầu Biến đổi khí hậu đã và đang tác động trực tiếp đến đời sống con người và môi trường sinh thái Các biểu hiện liên quan đến biến đổi khí hậu ngày càng rõ: nhiệt độ trung bình năm tăng từ 0,6 – 0,90C (IPCC,2013) , nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn mùa hè, nhiệt độ các vùng phía bắc tăng nhanh hơn phía nam Hiện tượng tiết cực đoan xuất hiện nhiều hơn Hà Nội có những đợt nắng nóng

9

kéo dài với nhiệt độ lớn hơn 400C vào mùa hè và có những đợt rét đậm, rét hại với nhiệt độ xuống tới dưới 100C vào mùa đông

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt:

1 Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Mạnh Khải, Ngô Vân Anh, Nguyễn Minh Phương, Hans B Wittgren, Karin Tonderski, Jans O Drangert (2012) Đánh giá dòng Cadimi trong mối tương quan với hoạt động của cộng đồng xã Cổ Loa, Đông Anh, Hà Nội Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội, Tập 28, Số 4S,

tr 38 – 44

2 Nghiêm Vân Khanh, Nguyễn Kim Thái (2007) Áp dụng phân tích dòng luân chuyển vật chất để cải thiện quản lý tại nhà máy xử lý chất thải rắn hữu cơ Cầu Diễn, Hà Nội Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng, số 1, tr79-tr85

3 Nguyễn Võ Châu Ngân, Lê Hoàng Việt, Nguyễn Xuân Hoàng và Vũ Thành Trung (2014) Tính toán phát thải khí metan từ rác thải sinh hoạt khu vực nội ô thành phố Cần Thơ Tạp chí Khoa học Trường đại học Cần Thơ số 31tr 99

-105

4.Trần Thục, Trần Thị Lan Hương, Đào Minh Trang (2012) Tích hợp biến đổi khí hậu vào kế hoạch phát triển kinh tế xã hội.Nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đổ

5 Hiệp hội công nghiệp và môi trường Việt Nam (2012) Báo cáo tổng kết năm

2012

6 UBND thị trấn Trâu Quỳ (2011) Phương hướng phát triển thị trấn Trâu Quỳ

7 Viện khoa học khí tượng thuỷ văn và môi trường (2010) Biến đổi khí hậu

và tác động ở ViệtNam

8 Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2012).Báo cáo tổng hợp khối lượng rác thải 2012

10

9 Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2012) Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2012

10 Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2013) Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2013

11 Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2014) Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2014

Tài liệu tiếng Anh:

1 Agnès Montangero (2007) Material Flow Analysis A Toolto assess Material Flows for Environmental Sanitation planning in Developing countries,

Department of Water and Sanitation in Developing Countries

2 Agnès Montangero , Belevi H (2007) Assessing nutrient flows in septic tanks by eliciting expert judgement: A promising method in the context of developing countries, Water Research, No 41: 1052-1064

3 Agnès Montangero (2006) Material flow analysis for environmental sanitation planning in developing countries, an approach to assess material flows with limited data availability PhD thesis University Innsbruck

4.Tomoko Okayama and Masako Shimizu (2007) Analysis of Waste Flow and environmental Impact of Waste Management at Aichi EXPO Proceeding of international Symposium on EcoTopia Science 2007, ISETS07

5 UNFCCC (1995) Kyoto protocol refernce manual on accouting of emissisions and assigned amout

6 UNFCCC (2013) Kyoto protocol refernce manual on accouting of emissisions and assigned amout

7 UNFCCC (2013) CDM methodlogy Booklet icon used this booklet

Tài liệu tham khảo mạng

1 www.elsevier.com/locate/watres

2 http://www.ipcc.ch/

3 http://unfccc.int/2860.php

11