Đánh giá tiềm năng tận dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ quy mô hộ gia đình

Hiện trạng sử dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ tại Việt Nam Error!. Đánh giá tiềm năng về chất thải hữu cơ tận dụng làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất phân bón tại địa bà

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

–––––––––––––––––––––––––––

NGUYỄN THỊ THU THẢO

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TẬN DỤNG CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số : 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ THỊ HOÀNG OANH

TS LÊ VĂN CHIỀU

HÀ NỘI - 2016

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS Lê Thị Hoàng Oanh và TS Lê Văn Chiều đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc t ới các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ Môi trường, Khoa khoa học Môi trường đã tạo điều kiện cho tôi học tập, nâng cao kiến thứ c chuyên ngành và giúp đỡ tôi trong thời gian qua

Tôi xin cảm ơn Ủy ban nhân dân phường Cam Giá cùng toàn thể người dân thuộc bốn tổ 6, 9, 11, 16 đã cung cấp cho tôi những văn bản và những thông tin quý báu để tôi hoàn thiện luận văn của mình

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, khuyến khích tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn

Trong quá trình làm luận văn không tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong nhận được góp ý của hội đồng nghiệm thu để đề tài của mình được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2016 Học viên

Nguyễn Thị Thu Thảo

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 9

1.1 Hiện trạng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt Việt Nam 9

1.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt và thành phần chất thải rắn hữu cơ 9

1.1.2 Hiện trạng phát sinh CTRSH tại Việt Nam 12

1.1.3 Tình hình quản lý CTRSH tại Việt Nam 17

1.1.4 Một số biện pháp xử lý CTRSH 20 1.2 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ tại Việt Nam

Error! Bookmark not defined

1.2.1 Tận dụng CTRSH để sản xuất phân hữu cơ Error! Bookmark not defined 1.2.2 Một số mô hình ủ phân compost tại Việt Nam Error! Bookmark not defined

1.3 Phân bón hữu cơ và ứng dụng Error! Bookmark not defined

1.3.1 Định nghĩa Error! Bookmark not defined 1.3.2 Phân loại Error! Bookmark not defined 1.3.3 Ứng dụng Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined

2.1 Đối tượng - Phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.2.1 Phương pháp thu thập - nghiên cứu tài liệu Error! Bookmark not defined

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế (sử dụng phiếu phỏng vấn)

Error! Bookmark not defined

2.2.3 Phương pháp dự báo lượng CTRSH phát sinh tại KVNC Error! Bookmark not defined

2.2.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tận dụng CTRSH làm phân bón

Error! Bookmark not defined

2.2.5 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng phân bón Error! Bookmark not defined

2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp, đánh giá và xử lý số liệu Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Error!

Bookmark not defined

3.1 Đánh giá tiềm năng về chất thải hữu cơ tận dụng làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất phân bón tại địa bàn nghiên cứu Error! Bookmark not defined

3.1.1 Lượng phát sinh và thành phần CTRSH tại KVNC Error! Bookmark not defined

3.1.2 Hiện trạng xử lý và tiềm năng tận dụng CTRSH làm phân bón hữu cơ

Error! Bookmark not defined

3.2 Đánh giá hiệu quả và chất lượng phân bón thành phẩm từ các công thức ủ thực nghiệm Error! Bookmark not defined

3.2.1 Đánh giá hiệu quả ủ của các loại phân bón chế tạo từ các công thức ủ thực

nghiệm Error! Bookmark not defined

3.2.2 So sánh hiệu quả của phân bón làm từ CTRSH và phân bón thương phẩm

trên cây cà chua Error! Bookmark not defined

3.3 Đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất Error! Bookmark not defined

3.3.1 Sự chấp nhận sử dụng và mục đích làm phân compost từ CTRSH tại

KVNC Error! Bookmark not defined

3.3.2 Hiệu quả kinh tế của việc làm phân bón từ CTRSH ở quy mô hộ gia đình

Error! Bookmark not defined

3.3.3 Hiệu quả về mặt môi trường Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined

1 Kết luận Error! Bookmark not defined

2 Kiến nghị Error! Bookmark not defined

TÀI LIỆU THAM KHẢO 22

I Tài liệu tiếng việt 22

II Tài liệu nước ngoài 24

III Tài liệu website 26

PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined

PHỤ LỤC A: MẪU PHIẾU ĐIỀU TRA Error! Bookmark not defined

PHỤ LỤC B:TIẾN HÀNH LÀM PHÂN TỪ CTRSH Error! Bookmark not defined

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần CTRSH tại đầu vào của các bãi chôn lấp của một số thành phố lớn: Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Tp HCM và Bắc Ninh năm 2009 – 2010 10

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của một số chất thải hữu cơ sinh hoạt 12 Bảng 1.3 CTRSH phát sinh tại một số tỉnh, thành phố năm 2010 13 Bảng 1.4 Chỉ số phát sinh CTRSH bình quân đầu người của các đô thị năm 2009

15

Bảng 2.1 Tỷ lệ rác, chế phẩm và tro trấu bổ sung theo ngày Error!

Bookmark not defined

Bảng 2.2 Đặc tính chất thải hữu cơ đầu vào Error! Bookmark not defined Bảng 2.3 Các chỉ tiêu chất lượng phân bón Error! Bookmark not defined Bảng 2.4 Các yếu tố hạn chế trong phân bón Error! Bookmark not defined

Bảng 3.3 Đặc tính chất thải hữu cơ đầu vào của 3 mẫu điển hình Error! Bookmark not defined

Bảng 3.4 Chất lượng phân bón qua 3 công thức ở lần ủ 1 Error! Bookmark not defined

Bảng 3.5 Chất lượng phân bón qua 3 công thức ở lần ủ 2 Error! Bookmark not defined

Bảng 3.6 So sánh các yếu tố hạn chế của công thức ủ 3 và phân hư ̃u cơ

thương phẩm Error! Bookmark not defined

Bảng 3.7 Sự tăng trưởng của cây cà chua ở công thức ủ 3 và phân bón

thương phẩm (lần 1) Error! Bookmark not defined

Bảng 3.8 Sự tăng trưởng của cây cà chua ở công thức ủ 3 và phân bón

thương phẩm (lần 2) Error! Bookmark not defined

Bảng 3.9 Trọng lượng trung bình của quả cà chua sử dụng phân bón công thức ủ 3 và phân bón thương phẩm (lần 1) Error! Bookmark not defined Bảng 3.10 Trọng lượng trung bình của quả cà chua sử dụng phân bón công thức ủ 3 và phân bón thương phẩm (lần 2) Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tỷ lệ phát sinh CTRSH theo vùng năm 2013 17

Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của nhà máy xử lý CTRSH làm phân bón hữu cơ Cầu Diễn – Hà Nội Error! Bookmark not defined.

Hình 1.3: Quy trình sản xuất phân bón từ chất thải rắn sinh hoạt của công ty BIWASE Error! Bookmark not defined.

Hình 1.4: Quy trình sản xuất phân bón từ CTRSH của công ty TNHH Môi trường Huê Phương – Tây Ninh Error! Bookmark not defined.

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 1 Error! Bookmark not defined.

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 2 Error! Bookmark not defined.

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 3 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ của 3 công thức ủ trong 70 ngày Error!

Bookmark not defined.

Hình 3.3 Biến thiên pH của 3 công thức ủ trong 70 ngày Error! Bookmark not defined.2

Hình 3.4 Khối lượng phân bón thành phẩm của 3 công thức qua 2 lần lặp lại Error! Bookmark not defined.3

Hình 3.5 Nhu cầu làm phân bón từ CTRSH Error! Bookmark not defined.4 Hình 3.6 Mục đích sử dụng phân bón làm từ CTRSH Error! Bookmark not defined.5

Hình 3.7 Tình hình sử dụng một số loại phân bón của người dân tại KVNC

Error! Bookmark not defined.9

MỞ ĐẦU

Chất thải nói chung và chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) nói riêng đang là vấn đề đáng lo ngại tại nhiều quốc gia trên thế giới Việc quản lý và xử lý chất thải rắn không hợp lýsẽ gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống của con người và hệ sinh thái

Tại Việt Nam, tốc độ tăng dân số và quá trình đô thị hóa nhanh chóng đang gây sức ép và làm suy giảm môi trường sống do thiếu kiểm soát lượng chất thải phát sinh Theo thống kê của Viện quy hoạch đô thị và nông thôn, Bộ Xây dựng khoảng 42 - 46% lượng CTR phát sinh là từ các đô thị, khoảng 17% CTR là từ các hoạt động sản xuất công nghiệp; số còn lại là CTR của nông thôn, làng nghề và CTR y tế chỉ chiếm phần nhỏ, tổng lượng rác thải sinh hoạt phát sinh từ các đô thị có xu hướng tăng trung bình

từ 10 – 16 % Trong đó, tỉ lệ thu gom rác thải tại các đô thị bình quân trên cả nước chỉ đạt khoảng 70 % - 85 % [3]

Rất nhiều bãi chôn lấp chất thải rắn (CTR) có quy mô lớn như: Bãi rác Nam Sơn (Hà Nội), Đá Mài – Tân Cương (Thái Nguyên), Tràng Cát (Hải Phòng) đang trở nên quá tải và gặp nhiều khó khăn trong xử lý nước rỉ rác và thu khí metan Phường Cam Giá thuộc địa phận thành phố Thái Nguyên - một tỉnh miền núi phía Bắc đang phải đối mặt với lượng rác thải lớn và việc đưa ra các biện pháp hiệu quả để xử lý còn gặp nhiều khó khăn

CTRSH tại các hộ gia đình thuộc phường Cam Giá được chia thành ba nhóm chính: (1) Chất thải từ những hộ gia đình có điều kiện kinh tế khá, không chăn nuôi đóng

lệ phí để thu gom; (2) Chất thải từ các hộ gia đình khó khăn không chăn nuôi và diện tích vườn nhỏ không được thu gom do không đóng lệ phí thu gom rác; (3) Chất thải từ các hộ gia đình có chăn nuôi gia súc, gia cầm và có ao hồ, ruộng vườn Vấn đề nảy sinh ở nhóm

1 và nhóm 2, thông thường rác chỉ được thu gom vào mỗi buổi sáng hàng ngày vì vậy đối với các hộ gia đình nộp lệ phí thu gom rác sẽ được gom lại để chờnhân viên tới thu gom Tuy nhiên, chất thải hữu cơ để lộ thiên qua đêm sẽ bị phân hủy gây ra mùi khó chịu ảnh hưởng tới cuộc sống của người dân Đối với các hộ không đóng lệ phí thu gom rác,

không có hình thức xử lý cụ thể đối với chất thải hữu cơ này Các chất thải này khi bị phân hủy sinh ra các khí CO2, CH4,… gây ra mùi khó chịu, bên cạnh đó việc liên tục tiếp xúc với các khí này sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe của các hộ gia đình này Các loại bìa caton, giấy vụn được đem đốt hoặc đổi bán Còn lượng rác thải khó phân hủy sinh học như: Túi nilon, chai lọ nhựa, bao bì đựng thực phẩm thì được thu gom thành đống để đốt hoặc chôn lấp, thậm chí có những hộ gia đình vứt rác bừa bãi ra vườn, ao gây ảnh hưởng xấu tới mĩ quan khu vực và môi trường xung quanh Chính từ những vấn đề thực tế

vừa nêu trên, đề tài “Đánh giá tiềm năngtâ ̣n dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ quy mô hộ gia đình”được thực hiện với mục tiêuđánh giá tiềm năng và nghiên cứu

tận dụng CTRSH làm phân bón quy mô hộ gia đình góp phần tận dụng tài nguyên và giảm ô nhiễm tại tại khu vực nghiên cứu (KVNC)

Các nội dung nghiên cứu gồm:

- Đánh giá tiềm năng về chất thải hữu cơ tận dụng làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất phân bón tại địa bàn nghiên cứu

- Đánh giá hiệu quả ủ và chất lượng phân bón thành phẩm từ các công thức ủ thực nghiệm

- Đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Hiện trạng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt Việt Nam

1.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt và thành phần chất thải rắn hữu cơ

Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là những chất thải liên quan đến các hoạt động sinh hoạt của con người, nguồn gốc tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các

cơ quan, trường học, trung tâm dịch vụ, thương mại Đặc điểm chung của CTRSH tại các đô thị Việt Nam là thành phần chất hữu cơ chiếm tỷ lệ cao và có độ ẩm tương

đối lớn [2]

Chất thải hữu cơ là những chất có khả năng phân hủy sinh học bao gồm các chất thải trong nhà bếp (vỏ củ, quả, lá rau…), chất thải thực phẩm (thức ăn thừa trong nhà hàng, trái cây hư hỏng, rau củ quả hỏng), chất thải sân vườn (cỏ, lá cây…) [29]

Thành phần CTRSH của các bãi chôn lấp (BCL) tại một số thành phố được thể hiện rõ trong bảng 1.2 dưới đây Theo khảo sát đầu vào của các BCL ở một số thành phố như: Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh Thành phần CTRSH đa dạng bao gồm: Rác hữu cơ, giấy, vải, gỗ, da và cao su, kim loại,… Trong thành phần rác thải đưa đến các BCL, lượng rác thải có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ rất cao từ 54 - 77,1%; nếu tính trung bình khoảng 60% là thành phần hữu cơ thì mỗi năm Việt Nam có khoảng 9 triệu tấn chất thải hữu cơ có thể dùng để sản xuất compost, tiếp theo là thành phần nhựa: 8 - 16%; thành phần kim loại đến 2%; chất thải nguy hại (CTNH) bị thải lẫn vào chất thải sinh hoạt nhỏ hơn 1%

Bảng 1.1 Thành phần CTRSH tại đầu vào của các bãi chôn lấp của một số thành phố lớn: Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Tp HCM và Bắc Ninh năm 2009 –

Hà Nội (Xuân Sơn)

Hải Phòng (Tràng Cát)

Hải Phòng (Đình Vũ)

Huế (Thủy Phương)

Đà Nẵng (Hòa Khánh)

HCM (Đa Phước)

HCM (Phước Hiệp)

Bắc Ninh (Thị trấnHồ)

Tổng 100 100 100 100 100 100 100 100

Trong thành phần của CTRSH, chất thải hữu cơ chiếm tỷ lệ cao nhất Phân tích về thành phần hóa học của một số chất thải hữu cơ được thể hiện dưới bảng 1.2 Đây là những thông số có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế hệ thống xử lý chất thải hữu cơ Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) thường được sử dụng để đánh giá sơ bộ khả năng phân hủy sinh học của thành phần hữu cơ trong chất thải rắn Với hàm lượng VS cao chiếm tỷ lệ >

90 % thì chất thải thực phẩm từ rau, động vật, chất thải nhà bếp, củi gỗ thích hợp cho phân hủy sinh học [27]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của một số chất thải hữu cơ sinh hoạt [27]

Nguyên liệu N (%) K (%) P (%) TS

(%)

VS (%)

1.1.2 Hiện trạng phát sinh CTRSH tại Việt Nam

Lượng phát sinh CTRSH tại các đô thị với quy mô dân số khác nhau là khác nhau Hiện nay, Việt Nam có tổng cộng 755 đô thị các loại, trong đó có 2 đô thị loại đặc biệt (Hà Nội và TP Hồ Chí Minh), 4 đô thị loại I (TP), 13 đô thị loại II (TP), 43 đô thị loại III (TP), 36 đô thị loại IV (thị xã), 631 đô thị loại V (thị trấn và thị tứ) Trong những năm qua, tốc độ đô thị hóa diễn ra rất nhanh đã trở thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế – xã hội của đất nước Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích về kinh tế -

xã hội, đô thị hóa quá nhanh đã tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lượng môi trường và phát triển không bền vững Lượng CTR phát sinh tại các đô thị và khu

công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp [17]

Dưới đây là chi tiết bảng 1.3 lượng phát sinh CTRSH tại một số tỉnh, thành phố năm 2010 Lượng CTRSH phát sinh tại các đô thị đặc biệt là TP HCM, Hà Nội là cao nhất lần lượt là 7081 và 6500 tấn/ngày Các đô thị loại I như Đà Nẵng lượng CTRSH phát sinh cũng khá cao 805 tấn/ngày Khu vực Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung lượng CTRSH cao nhất là tỉnh Bình Thuận 594 tấn/ngày, thấp nhất là tỉnh Phú yên 142 tấn/ngày Khu vực Tây Nguyên lượng CTRSH cao nhất là tỉnh Lâm Đồng 459 tấn/ngày, thấp nhất là tỉnh Đăk Nông 69 tấn/ngày Khu vực Đông Nam bộ lượng CTRSH cao nhất

là tỉnh Đồng Nai 773 tấn/ngày, thấp nhất là Tỉnh Tây Ninh 134 tấn/ngày Khu vực ĐBSCL lượng CTRSH phát sinh cao nhất là tỉnh Cần Thơ là 876 tấn/ ngày, thấp nhất là tỉnh Trà vinh 124 tấn/ngày

Bảng 1.3.CTRSH phát sinh tại một số tỉnh, thành phố năm 2010 [3]

Loại đô

thị, Vùng

Đơn vị hành chính

Lượng CTR sinh hoạt phát sinh (tấn/ngày)

Loại đô thị, Vùng

Đơn vị hành chính

Lượng CTR sinh hoạt phát sinh (tấn/ngày)