Chương I: ĐỊNH NGHĨA, NGUỒN GỐC PHÁT SINH VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN. Chương 1 trong series giáo trình quản lý chất thải rắn. Tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên kỹ thuật môi trường.
Trang 1Chương I: ĐỊNH NGHĨA, NGUỒN GỐC PHÁT SINH VÀ TÍNH CHẤT
CỦA CHẤT THẢI RẮN.
1.1 Định nghĩa:
Chất thải rắn là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế - xã hội của mình (bao gồm hoạt động sản xuất, các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng, ) Trong đó quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và các hoạt động sống.
Chất thải rắn độ thị (gọi chung là rác thải độ thị) được định nghĩa là: Vật chất
mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị mà không được đòi hỏi bồi thường cho sự vứt bỏ đó Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thải rắn đô thị nếu chúng được xã hội nhìn nhận như một thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu gom và tiêu hủy
1.2 Nguồn gốc phát sinh.
Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau:
- Từ khu dân cư: Bao gồm các khu dân cư tập trung, những hộ dân cư tách rời.
Nguồn rác thải chủ yếu là: thực phẩm dư thừa, thuỷ tinh, gỗ, nhựa, cao su, còn có một số chất thải nguy hại
- Từ các động thương mại: Quầy hàng, nhà hàng, chợ, văn phòng cơ quan,
khách sạn, Các nguồn thải có thành phần tương tự như đối với các khu dân cư (thực phẩm, giấy, catton, )
- Các cơ quan, công sở: Trường học, bệnh viện, các cơ quan hành chính: lượng
rác thải tương tự như đối với rác thải dân cư và các hoạt động thương mại nhưng khối lượng ít hơn
- Từ xây dựng: Xây dựng mới nhà cửa, cầu cống, sửa chữa đường xá, dỡ bỏ các
công trình cũ Chất thải mang đặc trưng riêng trong xây dựng: sắt thép vụn, gạch vỡ, các sỏi, bê tông, các vôi vữa, xi măng, các đồ dùng cũ không dùng nữa
- Dịch vụ công cộng của các đô thị: Vệ sinh đường xá, phát quan, chỉnh tu các
công viên, bãi biển và các hoạt động khác, Rác thải bao gồm cỏ rác, rác thải
từ việc trang trí đường phố
- Các quá trình xử lý nước thải: Từ quá trình xử lý nước thải, nước rác, các quá
trình xử lý trong công nghiệp Nguồn thải là bùn, làm phân compost,
- Từ các hoạt động sản xuất công nghiệp: Bao gồm chất thải phát sinh từ các
hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công, quá trình đốt nhiên liệu, bao
bì đóng gói sản phẩm, Nguồn chất thải bao gồm một phần từ sinh hoạt của nhân viên làm việc
- Từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp: Nguồn chất thải chủ yếu từ các cánh
đồng sau mùa vụ, các trang trại, các vườn cây, Rác thải chủ yếu thực phẩm dư thừa, phân gia súc, rác nông nghiệp, các chất thải ra từ trồng trọt, từ quá trình thu hoạch sản phẩm, chế biến các sản phẩm nông nghiệp
Trang 2* Ngoài ra, chất thải rắn được phát sinh từ các hoạt động khác nhau được phân loại theo nhiều cách.
- Theo vị trí hình thành: Tùy theo vị trí hình thành mà người ta phân ra rác thải
đường phố, rác thải vườn, rác thải các khu công nghiệp tập trung, rác thải hộ gia đình
- Theo thành phần hóa học và vật lý: Theo tính chất hóa học có thể phân ra chất
thải hữu cơ, chất thải vô cơ, kim loại, phi kim,
- Theo mức độ nguy hại, chất thải được phân thành các loại sau:
+ Chất thải nguy hại: bao gồm các hoá chất dễ phản ứng, các chất độc hại, chất thải sinh học dễ thối rữa, các chất dễ cháy, dễ gây nổ, chất thải phóng xạ,
+ Chất thải không nguy hại: Là những chất thải không chứa các chất và các hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc gián tiếp
+ Chất thải y tế nguy hại: Là những chất thải có nguồn gốc từ các hoạt động
y tế, mà nó có đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc gián tiếp đến môi trường và sức khỏe của cộng đồng bao gồm bông băng, gạt, kim tiêm, các bệnh phẩm và các mô
bị cắt bỏ,
1.3 Thành phần chất thải rắn phát sinh.
a Thành phần của chất thải rắn.
Xác định thành phần của chất thải rắn có ảnh hưởng rất lớn đến sự lựa chọn phương pháp xử lý, thu hồi và tái chế, hệ thống, phương pháp và quy trình thu gom
- Khi phân tích thành phần của chất thải, mẫu được lấy ra từ các tuyến xe thu gom rác hàng ngày, để có độ chính xác cao mẫu lấy khoảng 90kg
Bảng 1.1: Thành phần của chất thải rắn thể hiện cụ thể qua bảng sau đây
Rác thải hữu cơ: Rác thải vô cơ
Giấy catton, bìa cứng Vỏ hộp
Hàng dệt Các kim loại khác Cao su Tro, các chất bẩn
Gỗ Thực phẩm Cành cây, cỏ, lá
Nguồn: ISWM
Để xác định thành phần và tính chất của chất thải rắn thường sử dụng phương pháp:
- Phân tích kiểm tra trực tiếp;
- Phân tích sản phẩm thị trường;
Trang 3- Phân tích sản phẩm của chất thải.
c Những yếu tố ảnh hưởng đến thành phần của chất thải rắn.
- Mùa và vùng: vào những mùa khác nhau thành phần rác thải có sự thay đổi
nhất định, mùa mưa độ ẩm cao, hay vào mùa thu lượng rác thải lá cây lớn; vùng đô thị khác vùng nông thôn,
- Yếu tố xã hội: thói quen trong việc sử dụng bao bì, sử dụng nguồn thực
phẩm Ngoài ra các điểm như đình chùa thành phần chất thải cũng khác so với các địa điểm khác,
- Trình độ công nghệ: Trình độ công nghệ càng cao lượng rác thải càng ít
nhưng sẽ có nhiều thành phần hơn trong rác thải
- Mức sống (điều kiện sinh hoạt)
Đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến lượng chất thải rắn phát sinh và thành phần của nó Người giàu thường có mức tiêu thụ lớn dẫn đến lượng phát thải lớn (thường từ 2-3kg/người/ngày), đối với nhóm người nghèo (nước có thu nhập thấp)
có mức sống thấp và nguồn phát thải của họ cũng thấp hơn (0,2 -0,33kg/người/ngày)
Khi xem xét yếu tố thu nhập (mức sống) người ta phân ra làm 3 mức cụ thể sau
GDP< 750 USD
750 USD<GDP< 5.000 USD
> 5.000USD
Bảng 1.2: Thành phần chất thải rắn đối với các nước có thu nhập khác nhau Thành phần Nước thu nhập
thấp
Nguồn: ISWM
Trang 4Bảng 1.3: Một số giá trị của chất thải rắn
Hợp phần
% trọng lượng Độ ẩm% Trọng lượng riêng
(kg/m3) Khoảng
giá trị (KGT)
Trung
Các chất thải thực
phẩm
Nguồn: Quản lý chất thải rắn - GS.TS Trần Hiếu Nhuệ
1.4 Lượng chất thải rắn phát sinh.
a Lượng rác thải sinh hoạt.
Là lượng rác thải phát sinh từ hoạt động của một người trong một ngày đêm (kg/ng/ngày đêm)
Ở Việt Nam, tuy theo từng đô thị khác nhau và lượng chất thải phát sinh dao động từ 0,35 đến 1,3kg/người.ngày Lượng rác thải trung bình của các đô thị 0,7kg/ngày, trong đó cao nhất là Tp.HCM 1,3kg/ngày, Hà Nội 1,0 kg/ngày, Đà Nẵng 0,9 kg/ngày Đối với khu vực nông thôn trung bình 0,3 kg/ngày
Bảng1 4: Lượng chất thải rắn phát sinh ở một số độ thị ở Việt nam
Tên đô thị Lượng phát sinh
(m3/ngày)
Tp Hồ Chí Minh 4.500 - 5.000
Nguồn: TT Nghiên cứu và Quy hoạch Môi trường Đô thị - Nông thôn, Bộ XD,
2000
Trang 5b Chất thải công nghiệp:
CTR công nghiệp phát sinh khác nhau tùy thuộc quy mô, dây chuyền, loại hình công nghiệp, đầu vào thường được xác định là lượng chất thải phát sinh trên một tấn sản phẩm
Đối với chất thải trong một nhà máy được xác định bằng phương thức sau: Lượng chất thải rắn phát sinh/1 đơn vị sản phẩm × công suất nhà máy
Ngoài ra lượng chất thải phát sinh có thể xác định thông qua cân bằng vật chất giữa đầu vào và đầu ra của dây chuyền sản xuất
c Chất thải rắn nông nghiệp:
Thông thường lượng chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động nông nghiệp được tính bằng:
- Đối với chăn nuôi : khối lượng chất thải trên đầu gia súc chăn nuôi
* Để xác định lượng phân của gia súc thải ra, chúng ta áp dụng cách tính sau:
P= (T×15kg/c.ngày) + (B×10kg/c.ngày) + (L×3kg/c.ngày) + (G.V×0,1kg/c.ngày)
P: Tổng lượng phân thải ra trung bình hàng ngày (kg/ngày)
T: số lượng trâu (con)
B: số lượng con bò (con)
L: số lượng con lợn (con)
G.V: số lượng con gà, vịt (con)
Theo tài liệu hướng dẫn sản xuất Biogas của ESCAP, 1980 thì mỗi con trâu thải ra mỗi ngày 15 - 20kg, bò: 10 - 15kg, lợn: 2,5 - 3,5kg, gà-vịt: 90g
* Tính lượng rơm rạ thải ra: có thể sử dụng cách tính khối lượng rơm rạ / đơn vị diện tích lúa (ha), hoặc khối lượng rơm rạ/ kg thóc
- Trồng trọt : khối lượng chất thải ra/đơn vị ha
d Chất thải rắn y tế:
Chất thải y tế bao gồm bông, băng, kim tiêm, bệnh phẩm, chất thải sinh hoạt của bệnh nhân, bao gồm cả chất thải xuất phát từ các bệnh viện, trung tâm y tế và
cả những nguồn thải từ các hộ gia đình như chăm sóc bệnh nhân tại nhà
Khối lượng trên đầu giường/ngày (1 - 5 kg/người.ngày) (trung bình lượng chất thải y tế chiếm 0,8 % tổng lượng chất thải phát sinh trên toàn quốc -49.300tấn/ngày -2000)
Bảng 1.5 : Chất thải rắn y tế
Ước tính trung bình mỗi năm trên toàn quốc lượng rơm rạ vào khoảng 8 triệu tấn, khối lượng phân trầu bò thải ra vào khoảng 50 triệu tấn
Trang 6Thành phần Phần trăm
(%)
Xi lanh, chai, lọ, ống nhựa 52,9 Chất hữu cơ, thành phần vỏ đồ
hộp
2,9
Đất, cát, sành sứ, 31,7
Nguồn: Quản lý chất thải rắn y tế - Tổng luận
1 5 Xác định khối lượng và thành phần chất thải rắn.
a Cách thức lấy mẫu chất thải rắn.
Lấy mẫu: lấy theo lưới, với lưới lấy mẫu càng dày thì tính đại diện cho mẫu càng chính xác, mẫu được lấy là những điểm tập kết rác hoặc trên các xe vận chuyển
Thông thường lấy khoảng 2m3 rác thải trộn đều rồi đánh đống hình chóp, chia đống chất thải thành 4 phần bằng nhau theo đường
chéo Lấy hai mẫu đối diện (A+C hoặc B+D) trộn đều
từng phần rồi mỗi phần lấy 1/2 cộng với 1/2 phần đối
diện cộng lạilấy mẫu đem đi phân tích
Có nhiều phương pháp để xác định khối lượng và
thành phần chất thải rắn:
- Cân đo trực tiếp: từ việc cho rác thải vào một
dụng cụ sau đó đem cân trực tiếp hoặc cân từ các chuyến
xe trước khi đổ vào các bãi rác
- Xác định từ cân bằng vật chất (vật liệu)
b Xác định khối lượng riêng
Dùng thùng có khối lượng 100 lít cho rác cần xác định khối lượng vào thùng đến đầy, rồi nâng thung lên cao cách mặt đất 30 cm, thả thùng rơi tự do (lặp lại bốn lần liên tục) sau đó cho rác tiếp tục vào để làm đầy thùng, và lặp công đoạn trên cho đến khi rác đầy thùng, tiến hành cân khối lượng và trừ đi khối lượng thùng ban đầu ta có được trọng lượng của 100 lít rác
c Xác định thành phần vật lý.
Lấy từ mẫu phân loại ra các
* Độ ẩm:
Công thức độ ẩm trọng lượng ẩm: (1-3)
Trong đó: M: độ ẩm (%)
Gthùng rác - Gthùng
V
ρ =
100
×
−
=
w
d w M
C D
Trang 7w: Trọng lượng mẫu ban đầu d: trọng lượng mẫu sau khi sấy ở 1050C (Hầu hết chất thải đều có độ ẩm từ 15 - 40%, nhưng khác nhau tùy mùa và tùy vào thời tiết)
* Kích cỡ rác.
Kích cỡ ủa các thành phần rác được định nghĩa bởi một trong các cách sau:
l
Sc=
2
w l
Sc= +
3
h w l
Sc= + +
Sc= l×w Sc= 3 l×w×h (1-4) Trong đó: - Sc là kích cỡ của rác thải
- l: chiều dài
- h: chiều cao
- w: chiều rộng Nhìn chung người ta thường xác định kích cỡ của rác thường là lọt qua rây (có kích cỡ nhất định)
* Nhiệt lượng của các thành phần chất thải rắn: Đối với các chất thải chưa biết
được thành phần, chúng ta có thể xác định nhiệt lượng bằng cách đốt và thu hồi nhiệt sau đó xác định được nhiệt lượng được tỏa ra từ quá trình đốt
Khi biết được thành phần của chất thải rắn chúng ta có thể xác định được nhiệt trị của rác qua công thức sau:
d Xác định thành phần hóa học:
Việc xác định thành phần hóa học của chất thải rắn là rất quan trọng vì nó liên quan đến việc đánh giá, lựa chọn phương pháp xử lý
- Thành phần hoá học của chất thải rắn
Đặc trưng sản phẩm sau cùng của chất thải rắn liên quan đến % C, H, O, N, S
và tro Kết quả của quá trình phân tích cuối cùng thường đặc trưng cho tính chất hoá học của rác hữu cơ trong đô thị
Bảng 1 6: Thành phần hoá học của các hợp phần cháy được củachất thải rắn
KJ/kg = 2,326 [145C + 610 (H
2 - O
2 ) + 40S + 10N (1-5)
Trang 8Hợp phần Phần trăm trọng lượng theo trạng thái khô
Trang 9Thực phẩm 48 6,4 37,6 2,6 0,4 5
Bụi, gạch vụn
tro
[Quản lý chất thải răn - trang 23]
1.6 Quản lý chất thải nguy hại:
1.6.1.Định nghĩa: Chất thải rắn nguy hại là chất thải có một trong những tính
chất sau:
Là rác thải tạo ra sự nguy hiểm đối với an toàn sức khỏe của con người và môi trường Bất cứ chất thải rắn nào gây cháy, nổ, phản ứng, độc và có thể bền vững hoặc có thành phần độc đối với sức khỏe và an toàn của con người hoặc môi trường khi không thể quản lý Những phản ứng dẫn đến tạo ra các chất hóa học nguy hiểm như những chất gây mùi, gây nổ
Những tính chất của chất thải rắn nguy hại: Gây cháy nổ, gây ăn mòn, ngộ độc, ung thư, sinh quái thai, viêm nhiễm (thông thường chiếm từ 0,01 - 0,1 % chất thải sinh hoạt)
Tổng lượng chất thải nguy hại phát sinh hàng năm khoảng 160.000 tấn chất thải (chiếm 1% - 2003)
1.6.2 Nguồn phát sinh chất thải nguy hại
Nguồn phát sinh: sinh hoạt, dịch vụ, nông nghiệp,
+ Nguồn sinh hoạt: các acqui, pin hỏng vứt bỏ, dung môi sơn,
+ Dịch vụ: tráng phim, chất thải từ chăm sóc y tế, hoá trị liệu, chất thải phóng xạ, trong đó y tế khoảng 21.000 tấn hàng năm
+ Công nghiệp: Mạ kim loại các kim loại nặng Cr, Ni, dung dịch axit, khoảng 130.000 tấn hàng năm (trong đó Công nghiệp nhẹ chiếm 47%, CN hoá chất 24%, Luyện kim 20%, Chế biến thực phẩm 8%, Điện, điện tử 1%)
+ Nông nghiệp: Bao bì thuốc trừ sâu, các thuốc trừ sâu cấm sử dụng, các loại thuốc hết hạn sử dụng, Theo thống kê của Cục MT thuốc BVTV tồn đọng trong năm 2000 - 2001 của 61 tỉnh thành là 300 tấn, trong đó:
- Thuốc BVTV dạng lỏng : 97.374 lít
- Thuốc BVTV dạng bột : 109.145kg
- Các bao bì chưá thuốc BVTV : 2.137.850 (hộp, bao, chai lọ)
Trang 10Ở Việt Nam lượng rác thải độc hại từ nông nghiệp hàng năm là 3.600 tấn/ năm, chưa kể 37.000 tấn chất hoá chất cấm sử dụng đang tồn kho chưa có biện pháp xử lý
Nhìn chung nguồn phát sinh chất thải nguy hại phần lớn xuất phát từ các hoạt động công nghiệp
1.6.3.Phân loại chất thải nguy hại:
+ Dựa vào tính chất:
Chất dễ cháy (nhiệt độ cháy <600C, dễ bốc cháy ở nhiệt độ phòng), dễ nổ, hóa học, chất độc tính sinh học, các chất phóng xạ được dùng trong tế, quốc phòng
+ Dựa vào ngưỡng gây độc
- LD50(Lethal dose 50%): Liều lượng lượng của hóa chất gây chết 50% sinh vật thí nghiệm đơn vị mg/kg cơ thể động vật trên cạn; mg/m2 qua da
Bảng 1.8: Một số liều lượng gây độc Nhóm Liều lượng LD 50
(mg/kg)
Mức độ
Nguồn: Độc học môi trường
- LC50 (Lethal concerntration): Nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị mg/L dung dịch hóa chất Thường dùng để đánh giá độc tính của chất độc dạng lỏng hòa tan trong nước sông suối hay nồng độ hơi hoặc bụi trong môi trường không khí ô nhiễm có thể gây chết 50% động vật thí nghiệm
Là liều lượng gây chết 50% đối với số động vật thí nghiệm trong 96 giờ (mg/l, mg/m3)
Bảng 1.9: Liều lượng và tính độc Liều lượng LC 50
(mg/L)
Tính độc
Nguồn: Độc học môi trường
Có 3 con đường dẫn mà độ tính xâm nhập vào cơ thể con người: ăn uống; hít thở và tiếp xúc qua da LC, LD càng bé độc tính càng cao: HgCl
* Dựa vào độ bền vững: xác định bằng thời gian bán hủy (thời gian phân hủy hết 50%)
Trang 11- Chất ít bền gây tác hại trong thời gian ngắn, phạm vi hẹp
- Chất bền gây tác hại trong thời gian dài, phạm vi rộng có thể rất xa nguồn phát sinh chất thải
* Chất thải nguy hại được chia làm 4 nhóm tùy thuộc vào thời gian bán hủy của chất thải đó:
- Không bền thời gian bán hủy từ 1 - 12 tuần (một số thuốc trừ sâu được cho phép sử dụng)
- Bền vững trung bình: từ 1 - 18 tháng
- Bền: 2 - 5 năm
- Rất bền: trên 5 năm
1.7 Ảnh hưởng của các chất thải rắn và chất thải nguy hại đế sức khỏe và môi trường.
- Gây mùi khó chịu từ quá trình bay hơi, phân huỷ rác thải
- Quá trình phân huỷ rác thải tạo ra lượng nước rỉ rác gây ra ô nhiễm đất, ô nhiễm nước ngầm ảnh hưởng đến đời sống người dân
- Rác thải làm mất mỹ quan đô thị
- Rác thải là nơi tập trung của nhiều côn trùng, động vật nguy cơ dẫn đến lan truyền dịch bệnh
- Rác thải nguy hại có thể chứa các chất độc, các mầm bệnh rất nguy hiểm đối với những người tiếp xúc
- CTR, CTNH
- Thu gom
- Tái chế, xử lý, phân hủy
MT KK
Kim loại độc thăng hoa
Cr, As, Pb, Dioxin Hơi dung môi, hơi các chất hữu cơ, bụi, CO2,
NOx, SO2, CO,
Nước rác: Kim loại nặng,
Pb, Cu, Cr, Hg,
Chất HC, TBVTV , Dầu mỡ,
ÔN nước mặt ÔN nước ngầm ÔN đất Mỹ quan
Người Thở
Ăn uống
