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

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, r

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 thức 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 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Hiện trạng phát sinh chất thải rắn sinh hoạt Việt Nam 3

1.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt và thành phần chất thải rắn hữu cơ 3

1.1.2 Hiện trạng phát sinh CTRSH tại Việt Nam 5

1.1.3 Tình hình quản lý CTRSH tại Việt Nam 10

1.1.4 Một số biện pháp xử lý CTRSH 13

1.2 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ tại Việt Nam 15

1.2.1 Tận dụng CTRSH để sản xuất phân hữu cơ 15

1.2.2 Một số mô hình ủ phân compost tại Việt Nam 17

1.3 Phân bón hữu cơ và ứng dụng 23

1.3.1 Định nghĩa 23

1.3.2 Phân loại 24

1.3.3 Ứng dụng 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Đối tượng - Phạm vi nghiên cứu 27

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Phương pháp thu thập - nghiên cứu tài liệu 27

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế (sử dụng phiếu phỏng vấn) 27

2.2.3 Phương pháp dự báo lượng CTRSH phát sinh tại KVNC 27

2.2.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tận dụng CTRSH làm phân bón 28

2.2.5 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng phân bón 33

2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp, đánh giá và xử lý số liệu 34

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

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 35

3.1.1 Lượng phát sinh và thành phần CTRSH tại KVNC 35

3.1.2 Hiện trạng xử lý và tiềm năng tận dụng CTRSH làm phân bón hữu cơ 36

3.2 Đánh giá hiệu quả và chất lượng phân bón thành phẩm từ các công thức ủ thực nghiệm 39

3.2.1 Đánh giá hiệu quả ủ của các loại phân bón chế tạo từ các công thức ủ thực nghiệm 39

3.2.2 So sánh hiệu quả của phân bón làm từ CTRSH và phân bón thương phẩm trên cây cà chua 49

3.3 Đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất 54

3.3.1 Sự chấp nhận sử dụng và mục đích làm phân compost từ CTRSH tại KVNC 54

3.3.2 Hiệu quả kinh tế của việc làm phân bón từ CTRSH ở quy mô hộ gia đình 56

3.3.3 Hiệu quả về mặt môi trường 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

1 Kết luận 61

2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

I Tài liệu tiếng việt 63

II Tài liệu nước ngoài 64

III Tài liệu website 66

PHỤ LỤC 67

PHỤ LỤC A: MẪU PHIẾU ĐIỀU TRA 67

PHỤ LỤC B:TIẾN HÀNH LÀM PHÂN TỪ CTRSH 69

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 4

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của một số chất thải hữu cơ sinh hoạt 5

Bảng 1.3 CTRSH phát sinh tại một số tỉnh, thành phố năm 2010 6

Bảng 1.4 Chỉ số phát sinh CTRSH bình quân đầu người của các đô thị năm 2009 8

Bảng 2.1 Tỷ lệ rác, chế phẩm và tro trấu bổ sung theo ngày 32

Bảng 2.2 Đặc tính chất thải hữu cơ đầu vào 33

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu chất lượng phân bón 33

Bảng 2.4 Các yếu tố hạn chế trong phân bón 34

Bảng 3.3 Đặc tính chất thải hữu cơ đầu vào của 3 mẫu điển hình 40

Bảng 3.4 Chất lượng phân bón qua 3 công thức ở lần ủ 1 45

Bảng 3.5 Chất lượng phân bón qua 3 công thức ở lần ủ 2 45

Bảng 3.6 So sánh các yếu tố hạn chế của công thức ủ 3 và phân hữu cơ thương phẩm 48

Bảng 3.7 Sự tăng trưởng của cây cà chua ở công thức ủ 3 và phân bón thương phẩm (lần 1) 50

Bảng 3.8 Sự tăng trưởng của cây cà chua ở công thức ủ 3 và phân bón thương phẩm (lần 2) 51

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) 52

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) 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tỷ lệ phát sinh CTRSH theo vùng năm 2013 9

Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của nhà máy xử lý CTRSH làm phân bón hữu cơ Cầu Diễn – Hà Nội 18

Hình 1.3: Quy trình sản xuất phân bón từ chất thải rắn sinh hoạt của công ty BIWASE 20

Hình 1.4: Quy trình sản xuất phân bón từ CTRSH của công ty TNHH Môi trường Huê Phương – Tây Ninh 21

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 1 28

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 2 30

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 3 31

Hình 3.2 Biến thiên nhiệt độ của 3 công thức ủ trong 70 ngày 41

Hình 3.3 Biến thiên pH của 3 công thức ủ trong 70 ngày 422

Hình 3.4 Khối lượng phân bón thành phẩm của 3 công thức qua 2 lần lặp lại 433

Hình 3.5 Nhu cầu làm phân bón từ CTRSH 544

Hình 3.6 Mục đích sử dụng phân bón làm từ CTRSH 555 Hình 3.7 Tình hình sử dụng một số loại phân bón của người dân tại KVNC 599

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 năngtận 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,

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

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)

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]

(%)

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

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

Lƣợng CTR sinh hoạt phát sinh (tấn/ngày)

Loại đô thị, Vùng

Đơn vị hành chính

Lƣợng CTR sinh hoạt phát sinh (tấn/ngày)

Bảng 1.4 tỷ lệ phát sinh CTRSH bình quân của các đô thị trong năm 2009

Tỷ lệ phát sinh CTRSH tính bình quân lớn nhất tập trung ở các đô thị phát triển

Các đô thị có tỷ lệ phát sinh CTRSH tính bình quân đầu người thấp nhất

là TP Đồng Hới (Tỉnh Quảng Bình) chỉ 0,31 kg/người/ngày, Thị xã Gia Nghĩa 0,35 kg/người/ngày, Thị xã Kon Tum 0,35 kg/người/ngày, Thị xã Cao Bằng 0,38 kg/người/ngày Trong khi đó tỷ lệ phát sinh bình quân đầu người tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi cả nước là 0,73 kg/người/ngày

Bên cạnh đó, tỷ lệ phát sinh CTRSH đô thị bình quân trên đầu người tại các đô thị đặc biệt và đô thị loại I tương đối cao (0,87 – 0,94 kg/người/ngày),

đô thị loại II và loại III có tỷ lệ phát sinh CTRSH đô thị bình quân trên đầu người là tương đương nhau (0,66 - 0,72 kg/người/ngày), đô thị loại IV và loại

V có tỷ lệ phát sinh CTRSH đô thị bình quân trên một đầu người đạt khoảng (0,6 - 0,62 kg/người/ngày)

Tỷ lệ phát sinh CTRSH tại các đô thị ngày càng có xu hướng tăng cao do

sự tập trung đông dân cư đang gây ra sức ép lớn đối với môi trường Lượng CTRSH phát sinh quá lớn mà việc xử lý các chất thải này còn đang gặp nhiều khó khăn Tình trạng quá tải và ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí tại các BCL đang là vấn đề đáng lo ngại Ngoài việc chủ yếu lựa chọn hình thức chôn lấp CTRSH, cần có những biện pháp phù hợp để giảm thiểu lượng CTRSH phát sinh hàng ngày như một số chương trình phân loại rác 3R thí điểm tại phường Phan Châu Trinh – Hà Nội, xây dựng thêm các nhà máy chế biến CTRSH thành phân bón hữu cơ vừa phục vụ nhu cầu phân bón cho người nông dân vừa giảm thiểu được lượng CTRSH phát sinh hàng ngày

Bảng 1.4 Chỉ số phát sinh CTRSH bình quân đầu người của các đô thịnăm

2009 [3]

Cấp đô thị Đô thị

CTR sinh hoạt bình quân đầu người (kg/

người/ngày)

Cấp đôthị Đô thị

CTR sinh hoạt bình quân đầu người (kg/người/ngày)

Đô thị loại

đặc biệt

Đô thị loại 3:

Thành phố

loại 5 Thịtrấn,T hịtứ

Tủa Chùa

Bên cạnh đó, CTR nói chung không còn là vấn đề cấp bách của riêng các đô thị và các thành phố lớn mà đã trở thành vấn đề đáng báo động cả ở các vùng nông thôn trong toàn quốc CTRSH nông thôn có tỷ lê ̣ khá cao chất hữu cơ và ph ần lớn là chất hữu cơ dễ phân hủy (chiếm khoảng 65%) Theo ước tính, với lượng phát thải khoảng 0,3 kg/người/ngày thì lượng chất thải hữu cơ phát sinh năm 2013 khoảng 18.200 tấn/ngày, tương đương với 6,6 triệu tấn/năm

Hình 1.1 mô tả tỷ lệ phát sinh CTRSH phát sinh theo vùng năm 2013 Lượng phát thải các loại CTRSH có sự phân hóa tương ứng với số dân nông thôn của từng vùng, theo đó, ĐBSH (23%) và ĐBSCL (22%) có lượng CTRSH nông thôn phát sinh lớn nhất, Bắc Trung Bộ và DHMT (25%), và Đông Nam Bộ (15%) (hình 1.1) Người dân nông thôn (đặc biệt là ở vùng sâu, vùng xa) vẫn giữ thói quen đổ rác thải bừa bãi

ở ven đường làng, bờ sông, ao hồ , tạo nên các bãi rác tự phát, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống và cảnh quan nông thôn Việc làm này không chỉ gây mất mỹ quan mà còn dẫn đến nhiều tác hại cho môi trường cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con người [4]

Hình 1.1 Tỷ lệ phát sinh CTRSH theo vùng năm 2013 [4]

Theo ước tính của BTNMT, lượng CTRSH tại các đô thị ở nước ta đang có

xu thế phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10% Tỷ lệ tăng cao tập trung ở các đô thị đang có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy mô lẫn dân số và các khu công nghiệp, như các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%),

TP Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%) Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ phát sinh CTRSH tăng đồng đều hàng năm và với tỷ lệ tăng ít hơn (5,0%) [17]

Dự báo tổng lượng CTRSH đô thị và nông thôn đến năm 2020 khoảng gần

30 triệu tấn/năm, trong đó chất thải hữu cơ là 17,85 triệu tấn (chiếm > 50 %) tổng lượng CTRSH Do đó tiềm năng về nguồn nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất phân bón từ chất thải hữu cơ là rất cao [17]

1.1.3 Tình hình quản lý CTRSH tại Việt Nam

1.1.3.1.Công tác phân loa ̣i, thu gom và vâ ̣n chuyển CTRSH

Những năm gần đây, tại Việt Nam đã áp dụng thử nghiệm hình thức phân loại rác kiểu mới: 3R (Reduce, Reuse, Recycle), hay 3T (Tiết giảm, Tái sử dụng , Tái chế) với nền tảng cơ bản là hoa ̣t đô ̣ng phân loa ̣i ta ̣i nguồn Các thành phố áp dụng thử nghiệm phân loại rác tại nguồn như TP HCM, Hà Nội, Đà Nẵng… đã thu đươ ̣c những kết quả nhất đi ̣nh Tuy nhiên , chương trình này vẫn chưa được triển khai rô ̣ng rãi vì nhiều lý do như: chưa đủ nguồn lực tài chính để mua sắm trang thiết

bị, đầu tư cơ sở ha ̣ tầng cũng như nguồn nhân lực thực hi ện; CTR sau khi đươ ̣c người dân tiến hành phân loa ̣i ta ̣i nguồn la ̣i bi ̣ thu gom và đổ lẫn lô ̣n vào xe vâ ̣n chuyển để mang đến bãi chôn lấp chung ; tỷ lệ người dân tự nguyện tham gia phân loại rác chỉ chiếm khoảng 70%, mô ̣t số người tham gia cũng thực hiê ̣n chưa tốt [9]

Về công tác thu gom , hiện có 2 phương thức thu gom CTR đang được áp dụng trên cả nước đó là : 1) Phương thức thu gom CTR sơ cấp (từ nơi phát sinh đến điểm tâ ̣p trung CTR ) dùng xe đẩy tay 3 bánh 2) Phương thức thu gom thứ cấp (từ điểm tâ ̣p trung đến tra ̣m trung chuyển hoă ̣c khu xử lý CTR ) hiê ̣n thường dùng các

xe nén ép có dung tích lớn từ 8 – 15 m3, thâ ̣m chí đến 20 m3 [9]

Giải pháp thu gom sơ cấp là tổ chức thu theo nhóm nhà Ngoài vỉa hè, trước cửa mô ̣t nhóm nhà sẽ bố trí các thùng đựng rác với dung tích và màu sắc khác nhau Các thùng đựng rác này kích thước vừa phải , có nắp đậy, dán nhãn ký hiê ̣u loa ̣i rác đươ ̣c bỏ và phải được dọn thường xuyên , không gây mất cảnh quan và gây mùi khó chịu Cần phải tổ chức thu gom nhiều lần trong ngày với các phương tiện nhỏ , phù hợp vệ sinh như xe đẩy ba bánh cải tiến (thùng chứa rác chia ngăn đựng các loa ̣i rác

khác nhau, có nắp cho từng ngăn để khi đổ loại rác nào vào xe nén ép thì khóa nắp các ngăn còn lại ) Đối với các đô thị nhỏ hoặc các khu phố chật hẹp , đề xuất

thêm hình thức thu gom theo khối (các gia đình trong ngõ mang CTR ra đầu ngõ có

xe thu gom đứng chờ sẵn)

Xe thu gom có gắn đô ̣ng cơ để thu gom nhanh chóng vâ ̣n chuyển về các xe ép rác nhỏ Phương án đề xuất thu gom thứ cấp là chuyển sang các loa ̣i xe thu gom có kích thước nhỏ từ 1,5 – 2,5 tấn, đi được vào các ngõ và hoa ̣t đô ̣ng thường xuyên trong

ngày để không gây tồn lưu CTR trong đô thị Khu vực nào có đường xá rô ̣ng thì có

thể dùng xe đến 5 tấn để thu gom Các xe này sau đó sẽ tập kết CTR ta ̣i các tra ̣m trung chuyển để chuyển sang các xe có dung tích lớn hơn đưa CTR đến khu xử lý [9]

Tại các đô thị, việc thu gom, vận chuyển CTRSH do Công ty môi trường đô thị hoặc Công ty công trình đô thị thực hiện Bên cạnh đó, trong thời gian qua với chủ trương xã hội hóa trong lĩnh vực môi trường của Nhà nước, đã có các đơn vị tư nhân tham gia vào công tác thu gom, vận chuyển CTRSH tại đô thị Nguồn kinh phí cho hoạt động thu gom, vận chuyển CTRSH đô thị hiện nay do Nhà nước bù đắp một phần từ nguồn thu phí vệ sinh trên địa bàn Mức thu phí vệ sinh hiện nay từ

4000 - 6000 đồng/người/tháng hoặc từ 10.000 - 30.000 đồng/hộ/tháng tùy theo mỗi địa phương Mức thu tại các cơ sở sản xuất, dịch vụ từ 120.000 - 200.000 đồng/cơ sở/tháng tùy theo quy mô, địa phương Công tác thu gom CTR đô thi ̣ mă ̣c dù ngày càng được chính quyền các cấp quan tâm tỷ lệ thu gom vẫn chưa đạt yêu cầu Tuy tỷ

lê ̣ thu gom ở các đô thi ̣ tăng từ 72% năm 2004 lên 80 – 82% năm 2008 và đạt khoảng

83 – 85% năm 2010 nhưng vẫn còn khoảng 15 – 17% CTR đô thi ̣ bi ̣ thải bỏ bừa bãi gây ô nhiễm môi trường [5]

Tại khu vực nông thôn, việc thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt phần lớn là do các hợp tác xã, tổ đội thu gom đảm nhiệm với chi phí thu gom thỏa thuận với người dân đồng thời có sự chỉ đạo của chính quyền địa phương Mức thu

và cách thu tùy thuộc vào từng địa phương, từ 20.000 - 40.000 đồng/hộ/tháng và do thành viên hợp tác xã, tổ đội thu gom trực tiếp đi thu Hiện có khoảng 40% số thôn,

xã hình thành các tổ, đội thu gom CTRSH tự quản, công cụ phục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển hầu hết do tổ đội tự trang bị Tuy nhiên, trên thực tế tại khu

vực nông thôn không thuận tiện về giao thông, dân cư không tập trung còn tồn tại hiện tượng người dân vứt bừa bãi chất thải ra sông suối hoặc đổ thải tại khu vực đất trống mà không có sự quản lý của chính quyền địa phương [5]

Tỷ lệ thu gom CTRSH hiện nay tại khu vực nội thành của các đô thị trung bình đạt khoảng 85% so với lượng CTRSH phát sinh và tại khu vực ngoại thành của các đô thị trung bình đạt khoảng 60% so với lượng CTRSH phát sinh Tỷ lệ thu gom CTRSH tại khu vực nông thôn còn thấp, trung bình đạt khoảng 40 - 55% so với lượng CTRSH phát sinh, tỷ lệ thu gom CTRSH tại các vùng nông thôn ven đô hoặc các thị trấn, thị tứ cao hơn tỷ lệ thu gom CTRSH tại các vùng sâu, vùng xa [5] Quyết đi ̣nh 04/2008/QĐ-BXD của Bô ̣ Xây dựng về quy hoạch xây dựng đưa ra quy chuẩn về tỉ lệ thu gom: đô thi ̣ đă ̣c biê ̣t và loa ̣i I là 100%, đô thi ̣ loa ̣i II ≥ 95 %, đô thi ̣ loại III - IV ≥ 90%, đô thi ̣ loa ̣i V ≥ 85% Tính đến nay, tỷ lệ thu gom của phần lớn các đô thi ̣ vẫn chưa đa ̣t được quy chuẩn này

1.1.3.2 Quy hoạch các điểm tập trung CTR, các trạm trung chuyển CTR Hiê ̣n nay, hầu hết các đô thi ̣ Viê ̣t Nam đều chưa có quy hoa ̣ch khu tâ ̣p trung CTR Các xe đẩy tay thu gom CTR lạc hậu , không có nắp đâ ̣y và chất CTR quá tải , đươ ̣c tâ ̣p trung ngay dưới lòng đường ; sau đó chờ xe ôtô nén ép với tải tro ̣ng từ 7 -

10 tấn đến cẩu lên xe và vâ ̣n chuyển đi xử lý, gây ô nhiễm môi trường, mất mỹ quan

đô thi ̣ và ách tắc giao thông [9]

Viê ̣c quy hoạch xây dựng (QHXD) cải tạo các khu tập trung CTR đối với khu đô thi ̣ cũ thường phức ta ̣p hơn các khu đô thi ̣ mới Giải pháp quy hoạch là:

- Đối với các khu đô thị cũ : Diê ̣n tích đất đô thi ̣ dành cho viê ̣c xây dựng các

điểm tâ ̣p trung CTR và các tra ̣m trung chuyển rất ha ̣n chế Do đó cần ha ̣n chế tối đa bố trí các điểm tâ ̣p kết cố đi ̣nh (là những khu đất dành sẵn để bố trí vị trí đặt thùng rác và xe ra vào thu gom) mà thay thế bằng các điểm tập kết di động (là những điểm

xe tải nhỏ đứng chờ sẵn ) CTR sau khi được các xe đẩy tay c ải tiến thu gom tập trung ta ̣i điểm cẩu vào mô ̣t giờ nhất đi ̣nh, được xe nén ép đến thu gom luôn, hạn chế thời gian rác lưu ta ̣i điểm tập trung [9]

- Đối với khu đô thị mới : Thiết kế khu tâ ̣p trung CTR gồm : diê ̣n tích để

thùng rác, diê ̣n tích đất dành cho giao thông, sân bãi, diê ̣n tích cây xanh Nền sân để

các thùng rác phải cao ráo , không bi ̣ ngâ ̣p úng ; có bố trí vòi nước để tiện cho công tác vệ sinh và tẩy rửa thùng chứa Khi bố trí các công trình nà y trong quy hoa ̣ch , cần phải lưu ý đến yếu tố mă ̣t bằng thuâ ̣n tiê ̣n cho công viê ̣c bốc dỡ , đảm bảo vê ̣ sinh môi trường, có thể có tường bao và cây xanh cách ly với khu vực xung quanh

và phải đảm bảo đủ diện tích tập kết CTR của các điểm thu gom

- Mô ̣t trong những khó khăn của các đô thi ̣ hiê ̣n nay trong công tác thu gom CTR là thiếu các đi ̣a điểm trung chu yển rác Với các đô thị mới: Nhất thiết phải có quy hoạch cho nơi trung chuyển tạm thời Yêu cầu đối với trạm trung chuyển CTR

là phải tiếp nhận và vận chuyển hết CTR trong thời gian không quá 48 tiếng; phải

có bãi đỗ xe vệ sinh chuyên dùng , có hệ thống thu gom nước rác và xử lý sơ bộ ; khoảng cách an toàn môi trường của trạm trung chuyển CTR ≥ 20m Các trạm có hệ thống nén ép hiê ̣n đa ̣i để giảm tối đa thể tích cần vâ ̣n chuyển [9]

1.1.4 Một số biện pháp xử lý CTRSH

Trên thế giới đã đưa ra rất nhiều các biện pháp khác nhau để xử lý CTRSH Tại Việt Nam CTRSH được xử lý chủ yếu bằng ba biện pháp sau: Chôn lấp hợp vệ sinh, ủ sinh học, thiêu đốt

a Xử lý bằng công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh

Chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp chôn lấp an toàn với các lớp chống thấm thành và đáy , hê ̣ thống thu gom nước rác , khí rác, lớp đất phủ trung gian và phủ bề mặt , kèm theo việc rắc các chế phẩm sinh học làm tăng quá trình phân huỷ rác thải và giảm mùi

Hiê ̣n nay, nhiều đô thi ̣ chưa có BCL hợp vê ̣ sinh và nhà máy xử lý rác , mà

quy hoa ̣ch và phân bố nhỏ lẻ Nhiều bãi trước đây nằm cách xa khu dân cư nhưng

do đô thi ̣ mở rô ̣ng nên chúng nằm trong khu vực nô ̣i thi ̣, gây ra rất nhiều vấn đề tiêu cực đến môi trường Tỷ lệ CTR được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 – 82% lượng CTR thu gom được (trong đó, khoảng 50% được chôn lấp hợp vệ sinh và 50% chôn lấp không hợp vệ sinh) Thống kê trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung ở các thành phố lớn đang vận hành nhưng chỉ có 16 bãi được coi là hợp vệ sinh Ở phần lớn các bãi chôn lấp, việc chôn lấp rác được thực hiện hết sức sơ sài

Như vậy, cùng với lượng CTR được tái chế, hiện ước tính có khoảng 60% CTR đô thị đã được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh và tái chế trong các nhà máy xử lý CTR để tạo ra phân compost, tái chế nhựa, [3]

vô cơ ≥ 100m, với Nhà máy xử lý CTR (đốt có xử lý khí thải , sản xuất phân hữu cơ) ≥500m Cơ sở xử lý phải bố trí ngoài phạm vi đô thị , cuối hướng gió chính ,

chiều rô ̣ng ≥ 20m; không được bố trí ở vùng thường xuyên bị ngập nước, vùng địa hình cax-tơ, vùng có vết đứt gãy kiến tạo [9]

b Xử lý bằng công nghệ ủ sinh học

Để tăng khả năng tái sử dụng của CTR thì xử lý rác bằng phương pháp chế biến CTR thành phân bón là một phương pháp cần được phát triển Đặc điểm chung của CTR đô thị ở nước ta là có thành phần hữu cơ cao, sau khi được phân loại rất thích hợp để chế biến làm phân bón bằng phương pháp lên men tự nhiên hoặc lên men cưỡng bức Có thể chọn công nghệ phân huỷ dùng vi khuẩn hiếu khí hoặc yếm khí Tuy nhiên để tiến hành chế biến phân bón từ CTR cần có các biện pháp phân loại CTR từ nguồn, điều đó sẽ đảm bảo chất lượng phân bón được tạo ra [9]

c Xử lý bằng công nghệ đốt

Tổng lượng rác đem đốt là 67,92%, trong đó rác đốt được thu gom từ khâu phân loại sơ bộ (33,16%) và một phần rác phi hữu cơ (rác hữu cơ khó phân hủy sinh học ≈ 34,76%) từ công đoạn sàng phân loại thu mùn hữu cơ Đối với rác tương đối khô (độ ẩm ≤ 25 %) sẽ được đốt trước; Rác có độ ẩm cao hơn sẽ được phơi khô trên sân phơi bê tông hoặc trên sàn nhà đốt Việc đốt rác được tiến hành khi gom đủ lượng rác để có thể đốt liên tục tối thiểu trong một ngày làm việc (1 ca làm việc) hoặc đốt trong vài ngày liên tục [9]

Công nghệ đốt rác: Không sử dụng nhiên liệu; Thiết kế lò đốt đảm bảo tuân thủ theo quy chuẩn; thành phần nguy hại trong tro xỉ sau đốt đảm bảo QCVN 07:2009/BTNMT - Ngưỡng CTNH, khí thải lò đốt được xử lý đảm bảo theo 2 cấp

và tuân thủ QCVN 30:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải công nghiệp trước khi đi vào ống khói và xả ra môi trường Chôn lấp rác vô cơ:

Phần rác được đưa đi chôn lấp hợp vệ sinh bao gồm rác vô cơ từ khâu phân loại sơ

bộ (≈10,39 %) và phần tro lò đốt (≈ 12,7 % so với lượng rác đốt) Tổng lượng rác đưa đi chôn lấp là 15,24 % (tỷ lệ chôn lấp) Ngoài ra, Dự án còn sử dụng một phần tro xỉ để trộn với mùn hữu cơ và đất để trồng sắn dây, trồng bí ngô… mang lại hiệu quả kinh tế, đồng thời giảm tỷ lệ chôn lấp xuống còn khoảng ≈ 10%

Công nghê ̣ xử lý CTR ta ̣i Viê ̣t Nam trong thời gian tới cần phải được phát triển theo hướng giảm tối đa lượng rác thải chôn lấp , tăng tỷ lê ̣ tái chế , tái sử dụng Hiện nay đã có một số mô hình ủ phân compost được áp dụng tại Việt Nam, tuy nhiên việc áp dụng các mô hình này chưa được nhân rộng do quy mô nhỏ [9]

1.2.Hiện trạng sử dụng chất thải rắn sinh hoạt làm phân bón hữu cơ tại Việt Nam

1.2.1 Tận dụng CTRSH để sản xuất phân hữu cơ

Lịch sử phát triển nông nghiệp Việt Nam đã trải qua thời kỳ canh tác hữu cơ

Đó là thời kỳ mà ngành công nghiệp hóa học chưa phát triển, các loại phân hữu cơ chưa xuất hiện nhiều trên thị trường, nhất là các nước nghèo và lạc hậu như Việt Nam Lúc đó, nền nông nghiệp Việt nam sản xuất chủ yếu dựa vào các nguồn phân hữu cơ nội tại là chính như: phân chuồng, bùn ao, phân xanh, xác bã mắm, phân dơi trong hang núi Tuy nhiên, đó chỉ là giai đoạn canh tác nông nghiệp hữu cơ theo tình thế, còn lạc hậu và mất cân đối

Trong giai đoạn hiện nay với tốc độ phát triển khá nhanh, nền khoa học sản xuất phân bón ngoài việc đã sử dụng khá nhiều các loại phân vô cơ thì Việt Nam đã đang và sẽ ứng dụng các loại phân bón hữu cơ từ các nguồn khác nhau nhằm góp phần tích cực vào việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do các nguyên liệu này gây ra [8]

Hiện nay đã có nhiều tổ chức và cá nhân đã thành công trong việc nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ vi sinh trên nền những chất mang khác nhau và ứng dụng trên nhiều cây công nghiệp, nông nghiệp như: PGS.TS Đỗ Châu Thu, TS Nguyễn Ích Tâm cùng cộng sự của trung tâm Nghiên cứu và phát triển Nông nghiệp Bền vững thuộc trường Đại học Nông nghiệp I đã hợp tác với khoa Sinh học và kinh tế Nông nghiệp thuộc Đại học Udine (Italia) tiến hành đề tài: “Sản xuất phân compost

từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông nghiệp dùng làm phân bón cho 3 loại rau sạch ở ngoại ô thành phố như: Rau ăn lá (cải bắp), rau ăn củ (củ cải), rau ăn quả (cà chua)” [8]

Cán bộ trung tâm nghiên cứu phát triển cộng đồng Nông thôn đã sản xuất thành công loại phân Compost đa chuẩn loại quy mô hộ gia đình trên nền nguyên liệu chủ yếu là rác thải, phế phẩm nông nghiệp, phân gia súc, bèo tây, hay thân ngô

Phan Thị Thanh Hoài, Đặng Ngọc Huệ, Nguyễn Nữ Quỳnh Giang, Nguyễn

Nữ Quỳnh Giang và Nguyễn Bá Dũng (ĐH Tây Nguyên) đã thành công trong việc sản xuất phân compost từ vỏ cà phê và cũng đã được ứng dụng cho một số loại cây như: Chè, cà phê, lúa, ngô, cây ăn quả,… Nông dân đều nhận xét loại phân này làm cho cây phát triển tốt, đỡ sâu bệnh, đất tơi xốp và thấy tác dụng của phân bền lâu hơn so với phân bón hóa học, năng suất tăng tăng rõ rệt[8]

Bên cạnh đó nhiều nhà máy về sản xuất phân bón từ CTRSH đã được đưa vào hoạt động tại hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước, nhằm giảm bớt lượng CTRSH tại các BCL rác, đảm bảo vệ sinh môi trường đem lại cho người dân các sản phẩm phân bón đảm bảo chất lượng thân thiện môi trường, tốt cho cây trồng

Miền Bắc: Nhà máy sản xuất phân bón Cầu Diễn - Hà Nội đã đưa vào xử lý

137 tấn CTRSH/ngày để sản xuất ra 36 tấn phân bón vi sinh Hàng năm có khoảng 50.000 tấn CTRSH được xử lý để tạo 13.260 tấn phân bón hữu cơ bằng công nghệ ủ khí cưỡng bức [19]

Miền Trung: Hàng năm Hà Tĩnh, tái sử dụng được khoảng 17 – 25% lượng phế phụ phẩm nông nghiệp, CTRSH sẽ tạo ra được từ 200.000 - 270.000 tấn phân bón hữu cơ vi sinh, giúp tiết kiệm khoảng 150 tỷ tiền mua phân bón/năm

Miền Nam: Năm 2012 Công ty TNHH Xử lý chất thải rắn Việt Nam (VWS) tỉnh Bình Dương sẽ sản xuất 1.000 tấn phân/ngày Với sự xuất hiện của dây chuyền sản xuất phân compost từ rác hỗn hợp này, lượng rác chôn lấp tại Khu Liên hợp Xử

lý chất thải rắn Đa Phước vì thế sẽ giảm “Cứ mỗi tấn rác hỗn hợp đưa vào sản xuất,

sẽ cho ra được khoảng 600 kg phân compost, còn lại là 10% rác khác như kim loại, nilon sẽ được tái chế, 20% sẽ tiêu hủy trong quá trình sản xuất sấy khô, 10% rác

còn lại vẫn phải chôn lấp với công nghệ hợp vệ sinh, có hệ thống thu gom khí metan để sản xuất điện.

1.2.2 Một số mô hình ủ phân compost tại Việt Nam

Compost là sản phẩm giàu chất hữu cơ và có hệ VSV dị dưỡng phong phú, ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho đất và cây trồng Sản phẩm compost được sử dụng chủ yếu làm phân bón hữu cơ trong nông nghiệp hay các mục đích cải tạo đất và cung cấp dinh dưỡng cây trồng Bên cạnh đó, compost còn được biết đến trong nhiều ứng dụng như là các sản phẩm sinh học trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, hay các sản phẩm dinh dưỡng, chữa bệnh cho vật nuôi và cây trồng Tại Việt Nam, mô hình ủ phân compost đã được triển khai tại một số địa phương trong cả nước và thu được một số kết quả nhất định Dưới đây là một số mô hình sản xuất phân compostđược áp dụng tại một số nhà máy của Việt Nam

Hình 1.2 mô tả quy trình sản xuất phân bón hữu cơ từ CTRSH của nhà máy sản xuất phân bón Cầu Diễn bằng công nghệ ủ sinh học với dây chuyền và công nghệ nhập khẩu từ Tây Ban Nha Đây là công nghệ ủ lên men vi sinh có thổi khí để phân huỷ các chất hữu cơ trong chất thải mà không gây ra mùi hôi Toàn bộ các công đoạn như: tuyển lựa, phân loại, tinh chế và đóng bao được cơ giới hoàn toàn

và có trang bị máy móc vi tính cho tất cả các công đoạn để điều khiển hoạt động của thiết bị

Ưu điểm: CTRSH được phân loại, sàng lọc kỹ lưỡng trước khi đưa vào chế biến phân bón hữu cơ, không phát sinh mùi, sản phẩm phân bón thành phẩm có hàm lượng chất hữu cơ cao

Nhược điểm: Chí phí đầu tư trang thiết bị ban đầu lớn làm giá thành phân bón thành phẩm cao

Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của nhà máy xử lý CTRSH làm phân

bón hữu cơ Cầu Diễn – Hà Nội [19]

Tiếp nhận rác

Băng chuyền cung cấp

vật liệu

Cắt và xé Phân loại

Các chất hữu cơ

Trộn với phân bể

tự hoại

Ủ lên men và ủ chín Sàng phân loại Compost Trộn N, P, K Đóng gói Lưu kho và bán

Chất thải nhỏ

Bổ sung

nước, không

khí

Chất thải

Hình 1.3 mô tả quy trình sản xuất phân bón hữu cơ tại công ty cổ phần nước – môi trường Bình Dương (BIWASE) Quy trình sản xuất phân compost được thực hiện bán tự động, rác thu gom tập kết tại hố tiếp nhận rồi chuyển sang băng chuyền phân loại với nhiều kích cỡ lỗ sàn khác nhau, tại công đoạn phân loại các phế liệu được tận thu để tái chế thành nhiều vật liệu hữu ích Phần chất hữu cơ từ giai đoạn sàn được đưa vào các bể ủ lên men sau đó chuyển qua giai đoạn ủ chín và sàn tuyển

để thành phân compost Trước khi đóng bao thành phẩm, phân compost được phối trộn thêm những thành phần dinh dưỡng như N, P, K

Với trang thiết bị vận hành hiện đại, quy trình khép kín và chất thải phát sinh

ra trong quá trình sản xuất không đáng kể Thu hồi được các nguồn nguyên liệu có ích để quay vòng tái chế, tái sử dụng Giảm đáng kể lượng CTRSH tại các BCL

Hình 1.3: Quy trình sản xuất phân bón từ chất thải rắn sinh hoạt của công ty

BIWASE [38]

Hình 1.4 mô tả quy trình sản xuất phân bón tại công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Môi trường Huê Phương CTRSH sau khi được phân loại sẽ được trộn các chất bổ sung N, P, K nhằm đạt được tỷ C/N đảm bảo cho quá trình ủ phân compost Sau đó rác được đưa vào bể ủ có bổ sung chế phẩm Trong quá trình ủ theo dõi chặt chẽ nhiệt độ, độ ẩm, pH và tiến hành đảo trộn nhằm cấp đủ không khí để đảm bảo

cho VSV hoạt động Kết thúc quá trình ủ phân bón được sàng lọc, đóng gói và bảo quản phù hợp với tiêu chuẩn chất lượng của bộ NN & PTNT

Ưu điểm: Quy trình thực hiện đơn giản, dễ thực hiện, chi phí ban đầu không lớn, chất lượng phân bón thành phẩm tốt đảm bảo chặt chẽ các yếu tố quan trọng quyết định chất lượng phân bón

Nhược điểm: Phát sinh nhiều khí thải trong quá trình ủ phân compost đòi hỏi chi phí đầu tư thiết bị giảm thiểu các khí thải này

Hình 1.4: Quy trình sản xuất phân bón từ CTRSH của công ty TNHH

Môi trường Huê Phương – Tây Ninh [38]

Bên cạnh đó, một số địa phương cũng triển khai mô hình làm phân compost thí điểm với quy mô nhỏ như:

- Mô hình xử lý CTRSH tại thôn Lai Xá, xã Kim Chung, Hà Nội: Là xã có khoảng 5.000 hộ dân, lượng CTRSH khoảng 3 tấn/ngày Rác thải hàng ngày được tập kết tại trạm xử lý rác thải Để lên mem ủ rác các VSV hiếu khí, chịu nhiệt, phân hủy rác triệt để cần thực hiện các biện pháp Xây 4 bể ủ rác, mỗi bể có dung tích 30

dần dần và có phối trộn BioMicromix, chiều cao khối ủ khoảng 1,2 - 1,5 m, có đảo trộn, tạo điều kiện để VSV hiếu khí phát triển Thời gian lên men trong bể kéo dài

từ 50 – 60 ngày Khi quá trình ủ đã kết thúc, đống ủ xẹp xuống, nhiệt độ đống ủ

phân loại Phân hữu cơ được tận dụng làm phân bón, nước rác được thu gom vào bể chứa qua hệ thống rãnh, khi đống ủ bị khô dùng nước này để bổ sung Mô hình này

đã được tổ chức YWAM cùng chính quyền địa phương và nhân dân đánh giá tốt Là

mô hình xử lý rác sạch, không gây ô nhiễm môi trường, không tốt diện tích đất chôn lấp và tận dụng nguồn phế thải hữu cơ để sản xuất phân bón phục vụ cho nông nghiệp Tuy nhiên, mô hình này còn hạn chế do điều kiện kinh phí hạn chế nên không thể đầu tư máy móc như băng chuyền hoặc máy nén khí, không có hệ thống bơm khí do đó rác phân hủy chậm [16]

- Mô hình sản xuất phân hữu cơ tại dân ấp Hoàng Lân, xã Tân Hưng Đông, huyện Cái Nước, tỉnh Cà Mau

Tại đây, mô hình ủ phân compost từ rác hữu cơ được thí điểm từ tháng 6/2010 Với mô hình này, mỗi gia đình cần chuẩn bị thùng gỗ, thùng xốp, hoặc thùng nhựa lớn đục nhiều lỗ nhỏ xung quanh để thoát nước, có không khí, có hai cửa phía dưới để lấy phân thành phẩm ra ngoài Rác hữu cơ bỏ vào trong thùng là các loại thức ăn thừa, phần bỏ đi của rau, củ, quả, lá cây, cỏ…không được cho rác

vô cơ vào thùng ủ vì không phân hủy được Hàng ngày, người dân có thể bỏ các loại rác hữu cơ vào thùng, nếu trong thùng khô quá thì cho thêm một ít nước để tăng

độ ẩm Phân này đem bón cho cây, hoa, rau màu rất tốt, giúp rau xanh mướt, hoa nở

to đẹp, cây mau lớn, cho nhiều trái.Hiện nay, Hội Liên hiệp Phụ nữ tỉnh đã triển

khai mô hình cho 9/9 huyện, thành phố, có 39.015 gia đình cán bộ, hội viên thực hiện phân loại rác, ủ rác hữu cơ Trong đó, mô hình ủ rác hữu cơ thành phân compost được 3.289 thùng/3.289 hộ [16]

- Mô hình sản xuất phân bón tại xã Lịch Hội Thượng, huyện Long Phú tỉnh Sóc Trăng

Ở huyện Long Phú, Sóc Trăng thì mô hình xử lý rác thải làm phân compost thuộc dự án “ Phát triển cộng đồng có sự tham gia của người dân” do Tổ chức Care (Đan Mạch) tài trợ đang được thực hiện tại xã Lịch Hội Thượng Dự án được thực hiện từ tháng 3/2009 với kinh phí xây dựng nhà xưởng khoảng 550 triệu đồng, tới nay đã được đưa vào hoạt động hơn 7 tháng, 312 hộ dân tham gia dự án được cấp các dụng cụ chứa rác và được hướng dẫn cách phân loại rác hữu cơ và vô cơ tại hộ gia đình Qua phân loại, rác thải hữu cơ thường chiếm 40%, nếu không được xử lý kịp thời sẽ gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến môi trường và cuộc sống của người dân Lợi ích lớn nhất mà dự án mang lại chính là ý thức bảo vệ môi trường trong cộng đồng dân cư đã được nâng lên rõ rệt Rác thải này được nhân viên thu gom phân loại lần hai trước khi đưa vào bể ủ Mỗi bể ủ chứa từ 800 – 850 kg rác thải hữu cơ

có bổ sung chế phẩm EM, sau 55 ngày sẽ bị phân hủy thành nguồn phân compost có ích cho nhiều cây trồng Tuy nhiên việc xây dựng nhà máy sản xuất phân bón gần khu dân cư tiềm ẩn nhiều mối nguy hại với sức khỏe của người dân [16]

Như vậy, mô hình ủ phân compost được thử nghiệm và áp dụng thành công tại khá nhiều địa phương trên cả nước giúp giảm thiểu lượng CTRSH phát sinh hàng ngày, đồng thời tạo ra các sản phẩm phân bón an toàn, thân thiện với môi trường Bên cạnh đó, việc tiếp cận với mô hình ủ phân compost giúp người dân nâng cao nhận thức trong việc phân loại rác tránh làm thất thoát một lượng lớn tài nguyên từ quá trình phân loại rác đem lại

1.3.Phân bón hữu cơ và ứng dụng

1.3.1 Định nghĩa

Phân bón hữu cơ là loại phân bón được sản xuất từ nguồn nguyên liệu hữu cơ bao gồm than bùn, phế thải chăn nuôi và thủy sản, rác thải hữu cơ, chất thải công nghiệp chứa hữu cơ, phế phụ phẩm trồng trọt và các nguồn hữu cơ

khác; có chỉ tiêu chất lượng đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và tiêu chuẩn công bố áp dụng [1]

- Nhóm phân hữu cơ truyền thống

Phân chuồng: Các loại phân gia súc, gia cầm như chất thải của trâu, bò, lợn,

gà, vịt Các loại chất thải này nếu sử dụng nguyên chất thì có hàm lượng dinh dưỡng khá cao Ví dụ, trong phân bò tươi có chứa chất đạm khoảng 0,341%, phân trâu có chứa 0,306% còn trong phân lợn có 0,669% chất N Nhưng trong phân chuồng, do cần có lượng phân nhiều nên thường cho thêm chất độn như rơm, rác, lá cây, cỏ… Hàm lượng dinh dưỡng trong phân chuồng có nhiều hay ít tùy theo lượng chất độn được cho thêm vào[2]

Phân xanh: Là loại phân sử dụng các loại bộ phận trên mặt đất của cây Phân

xanh thường được sử dụng tươi, không qua quá trình ủ Vì vậy, phân xanh chỉ phát huy hiệu quả sau khi được phân huỷ Người ta thường dùng phân xanh để bón lót cho cây hàng năm hoặc dùng để “ép xanh” (tủ gốc) cho cây lâu năm Ở một số địa phương vùng Trung Bộ, phân xanh được chặt nhỏ và bón cho ruộng lúa, người ta gọi là “bón bổi” Cây phân xanh thường là cây họ đậu, ngoài ra cũng có một số loài cây thuộc các họ khác như cỏ lào, cây quỳ dại, v.v cũng được dùng làm phân xanh Các loại cây họ đậu thường có các VSV cộng sinh sống trên rễ và giúp cây hút đạm từ không khí Lượng đạm này về sau có thể cung cấp một phần cho cây trồng Cây họ đậu còn có khả năng hút lân khó tiêu và kali từ những lớp đất sâu mạnh

hơn nhiều loài cây khác Ngoài việc được sử dụng làm phân bón cho cây trồng, các loài cây phân xanh còn được dùng để làm cây phủ đất, cây che bóng, cây giữ

đất chống xói mòn, cây cải tạo đất, nâng cao độ phì nhiêu của đất [2]

Phân than bùn:Phân than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác

nhau Xác thực vật được tích tụ lại, được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều năm Với điều kiện phân huỷ yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 – 24%, phần còn lại là các chất hữu cơ Theo số liệu điều tra của các nhà khoa học, trên thế giới trữ lượng than bùn có khoảng 300 tỷ tấn, chiếm 1,5% diện tích bề mặt quả đất Than bùn được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau Trong nông nghiệp than bùn được sử dụng để làm phân bón và tăng chất hữu cơ cho đất Than bùn cho phản ứng chua Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn thay đổi tuỳ thuộc vào thành phần các loài thực vật

- Nhóm phân hữu cơ chế biến công nghiệp

Phân hữu cơ: Có hàm lượng hữu cơ khoảng 20%, chứa chất đạm từ 2% trở lên, tỷ lệ C/N khoảng 12 (chất hữu cơ so với chất đạm) [1]

Phân hữu cơ khoáng: Có hàm lượng hữu cơ phải chiếm từ 15% trở lên và

tổng số N+P+K phải được 8% trở lên (8 – 18%)

Phân hữu cơ sinh học: Hàm lượng các axit Humic, Fulvic hay Humin hoặc

tổng các axit amin, vitamin hay hợp chất sinh học khác phải đạt từ 2 % trở lên

Phân hữu cơ vi sinh: Chất hữu cơ trên 15%, có ít nhất 1 VSV hữu ích có mật

quả sử dụng của phân vô cơ, dinh dưỡng vô cơ tạm thời được giữ lại để cung cấp từ

từ cho cây trồng, hạn chế rửa trôi Từ đó, mà làm giảm số lượng sử dụng phân vô cơ tạo nên nền nông nghiệp bền vững và hiệu quả Bên cạnh đó, với nhiều loại cây trồng khác như cây ngô, cây rau, cam, hồi, thanh long…việc sử dụng phân bón vi sinh cũng làm tăng năng suất, chất lượng cây trồng đáng kể, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, tạo ra sản phẩm có uy tín, chất lượng và sức cạnh tranh cao trên thị trường ở nhiều địa phương trong tỉnh, đặc biệt là giúp cây trồng thích ứng tốt với việc biến đổi khí hậu ngày nay, giúp người nông dân giảm rất nhiều chi phí trong sản xuất [12]

Tại Ấp Cầu Tre xã Phú Cần huyện Tiểu Cần tỉnh Trà Vinh, người dân đã sử dụng phân hữu cơ vi sinh để bón cho cây trồng như cây lương thực, cây thực phẩm, cây ăn quả Hiện nay trung bình sản xuất phân compost trong nước vào khoảng 400.000 tấn/năm, tương lai nhóm phân bón này vẫn có khả năng phát triển do tác dụng của chúng với cây trồng, làm tơi xốp đất, trong khi đó nguyên liệu được tận dụng từ các loại rác và phế thải cùng than mùn sẵn có ở nước ta

Đối với cây cà phê, việc ứng dụng phân bón sinh học tại Công ty cổ phần sản xuất kinh doanh phân bón Vinacafe giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt, tăng năng suất từ 750-870 kg tấn hạt khô/ha, tăng 11,2 - 13,0 % so với phân bón vô cơ

Đối với cây lúa, việc ứng dụng phân bón sinh học tại hợp tác xã chăn nuôi dịch vụ Cổ Đông - Sơn Tây góp phần làm tăng năng suất lúa so với phân vô cơ từ 480-560 kg/ha, hiệu quả kinh tế tăng từ 1,78 - 2,73 triệu đồng/ha

Với cây cao su, việc ứng dụng phân bón sinh học tại Công ty TNHH MTV Cao su Eah’leo – Đăks lắk, Binh Đoàn 15 (Gia Lai) cho thấy cây sinh trưởng tốt, năng suất mủ cao su mỗi chu kỳ tăng từ 5,7 - 8,5% so với lô cao su sử dụng phân vô

cơ

TS Nguyễn Đăng Nghĩa (Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Tư vấn Nông nghiệp Nhiệt đới - TARCC), sản xuất và sử dụng phân bón thế hệ mới, trong đó có phân bón sinh học là một trong những xu hướng ứng dụng kỹ thuật cao trong nông nghiệp giúp tăng năng suất cây trồng, cải tạo đất và không gây tác hại đến môi trường Xu hướng nghiên cứu và sản xuất hiện nay tập trung vào các loại phân hữu

cơ từ than sinh học (biochar), phân bón chuyên dùng, phân bón chức năng, phân

bón công nghệ nano [12]

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng - Phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng:

+ Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH)

+ Chế phẩm sinh học EM.2 sử dụng trong quá trình ủ phân

+ Quy trình sản xuất phân bón quy mô hộ gia đình từ CTRSH tại khu vực phường Cam Giá, thành phố Thái Nguyên

- Phạm vi: Nghiên cứu được thực hiện tại 95 hộ gia đình thuộc phường Cam Giá, TP Thái Nguyên và tiến hành thử nghiệm làm phân compost ở một hộ gia đình trong địa bàn KVNC

2.2.Phương pháp nghiên cứu

2.2.1.Phương pháp thu thập - nghiên cứu tài liệu

- Thu thập thông tin, tài liệu, số liệu từ các tài liệu đã được công bố đáng tin cậy để phục vụ cho quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài

- Số liệu thống kê về hiện trạng CTRSH của Việt Nam những năm gần đây của Bộ Tài Nguyên và môi trường

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

- Việc điều tra khảo sát thực tế tại KVNC nhằm tìm hiểu tình hình phát sinh, quá trình thu gom, xử lý CTRSH Từ đó đánh giá tiềm năng về nguồn nguyên liệu cho quá trình sản xuất phân bón quy mô hộ gia đình

- Thu thập thông tin qua phiếu điều tra, phỏng vấn (phụ lục A)

Tiến hành phỏng vấn điều tra 95 hộ gia đình, cá nhân theo tiêu chí ngẫu nhiên, đồng thời có sự cân đối về trình độ học vấn, thu nhập, lứa tuổi, đa dạng về

nghề nghiệp Trong đó có sự ưu tiên chọn đối tượng phỏng vấn là nữ giới

2.2.3.Phương pháp dự báo lượng CTRSH phát sinh tại KVNC

Để dự báo lượng CTRSH của phường Cam Giá, tác giả lựa chon phương pháp dự báo theo quy mô dân s ố tức là qua s ố liệu thống kê về dân số và lượng CTRSH để tính lươ ̣ng CTR phát th ải đầu người từ đó tính được lượng ch ất thải

trong tương lai thông qua dự báo dân số theo công thức: Tw = (Gw x P)/1.000

Tw: Tổng lượng CTRSH phát sinh (kg/ngày)

Gw: Chỉ số CTRSH bình quân đầu người (kg/ người /ngày)

P: Dân số

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

- Căn cứ vào cơ sở lựa chọn công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng rất khó đánh giá, phụ thuộc vào thành phần chất thải vào điều kiện sẵn có của địa phương KVNC là khu nông thôn, điều kiện kỹ thuật, cơ sở hạ tầng còn nhiều chưa hoàn thiện nên các công nghệ đòi hỏi vốn đầu tư chi phí, vận hành cao, kỹ thuật vận hành khó không thích hợp, do đó mô hình lựa chọn công nghệ ủ phân Compost Với nguồn nguyên liệu đầu vào sẵn có và chi phí không đáng kể, thao tác thực hiện không quá phức tạp sẽ giúp người dân dễ dàng tiếp cận

- Tiến hành ủ phân bón từ CTRSH với 3 công thức thí nghiệm

+ Công thức 1: Ủ phân từ CTRSH hữu cơ không sử dụng chế phẩm

Chuẩn bị: 1,5 kg chất thải hữu cơ (gồm vỏ rau, củ, quả, thực phẩm thừa ), thùng xốp (50 x 70 cm) Hình 2.1 mô tả quy trình ủ phân từ CTRSH hữu

cơ không bổ sung chế phẩm

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 1

Thùng xốp

Phân thành phẩm Đảo trộn Rác hữu cơ

Đậy kín thùng xốp

Lượng rác hữu cơ trong ngày của hộ gia đình được thu gom lại có khối lượng khoảng 1,5 kg Băm chặt rác thành từng khúc có kích thước từ 3 – 5 cm

Thùng xốp chứa rác được đục lỗ xung quanh và dưới đáy để tránh nước rác ứ đọng trong thùng, thiết kế khay thu hồi nước rỉ rác ở đáy thùng xốp để thu hồi và tuần hoàn lại đống ủ tạo điều kiện tối ưuđể VSV phân hủy các chất hữu cơ, duy trì

độ ẩm khối ủ, cung cấp lại nitơ cho quá trình ủ phân Rác sau khi băm chặt được bỏ vào thùng xốp Đậy kín nắp thùng xốp Hàng ngày cho tiếp tục bổ sung chất thải hữu cơ vào thùng xốp này Tiếp tục làm tương tự như các bước trên trong vòng 10 ngày khi khối lượng rác trong thùng đạt 15 kg thì không bổ sung thêm rác nữa Bịt kín thùng xốp để ủ Sau 20 ngày tiến hành đảo trộn nhằm cung cấp không khí cho khối ủ giúp VSV sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ, giải phóng nhiệt Đồng thời kiểm tra độ ẩm của rác Nếu bóp thấy nước rỉ ra ngoài kẻ tay là thừa nước, phải sung thêm lá cỏ khô, mùn cưa để điều chỉnh độ ẩm Nếu bóp thấy rác dính chặt thì

độ ẩm đạt yêu cầu Nếu bóp thấy rác không dính chặt (bời rời) thì không đủ nước, cần bổ sung thêm nước (vừa đủ).Rác hữu cơ được phân hủy thành phân vi sinh sau khoảng 60 ngày

+ Công thức 2: Ủ phân từ CTRSH hữu cơ có chế phẩm EM2

Các bước chuẩn bị nguyên liệu ban đầu giống như công thức 1 và chuẩn bị thêm 1 lít chế phẩm sinh học EM2 giúpphân hủy chất thải hữu cơ nhanh hơn và giảm mùi trong khối ủ.Đây là chế phẩm được dùng quá trình thí nghiệm của đề tài, chế phẩm này được sản xuất tại “Trung tâm ứng dụng và chuyển giao công nghệ,

tổ 23, Phường Thịnh Đán, Thành Phố Thái Nguyên”.Thành phần VSV chủ yếu trong chế phẩm EM2 thuộc 5 nhóm sau:

– Vi khuẩn quang hợp: có tác động thúc đẩy các VSV khác nhau sản xuất các chất dinh dưỡng cho cây trồng

– Vi khuẩn axit lactic: có tác dụng khử trùng mạnh Phân huỷ nhanh chất hữu cơ làm mất mùi thối, giảm khí độc và làm sạch môi trường

– Men: tạo ra quá trình phát triển các chất sinh trưởng cho cây trồng và VSV – Xạ khuẩn: có tác dụng phòng chống các VSV có hại

– Nấm men: tác dụng khử mùi, ngăn ngừa các côn trùng có hại

Chế phẩm mua về ở dạng nước đậm đặc cần phải pha loãng Cứ 1 lít chế phẩm EM2 xử lý được 15 kg rác Tỷ lệ pha loãng 1:5 (cứ 1 lít chế phẩm pha loãng trong 5 lít nước).Hình 2.2 mô tả quy trình ủ phân từ CTRSH hữu cơ bổ sung chế phẩm EM2

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 2

Rác sau khi băm chặt được bỏ vào thùng xốp, tưới đều chế phẩm sinh học

đã pha chế lên lớp rác đó Đậy kín nắp thùng xốp Hàng ngày cho tiếp tục bổ sung rác hữu cơ vào thùng xốp này, tưới chế phẩm Các bước tiếp theo tiến hành tương

tự công thức ủ 1

Thùng xốp

Phân thành phẩm Đảo trộn

Rác hữu cơ

Đậy kín thùng xốp Tưới đều chế phẩm

+ Công thức 3: Ủ phân từ CTRSH hữu cơ trộn với tro trấu có chế phẩm

Các bước chuẩn bị nguyên liệu ban đầu giống như công thức 1 và chuẩn bị thêm 1 lít chế phẩm sinh học E.M2, tro trấu (tro trấu được tạo ra bằng cách đốt vỏ trấu trong điều kiện thiếu oxy để tạo ra sản phẩm tro trấu có màu đen).Hình 2.3 mô

tả quy trình ủ phân từ CTRSH hữu cơ bổ sung chế phẩm và tro trấu

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình ủ phân theo công thức 3

Rác sau khi băm chặt được bỏ vào thùng xốp, tưới đều chế phẩm sinh học đã pha chế lên lớp rác đó Tiếp theo rải một lớp mỏng tro trấu dày khoảng 1,5 cm lên phía trên Đậy kín nắp thùng xốp Hàng ngày cho tiếp tục bổ sung rác hữu cơ vào thùng xốp này, tưới chế phẩm, rải tro trấu Các bước tiếp theo tiến hành tương tự công thức ủ 1

Thùng xốp

Rải một lớp mỏng tro trấu

Phân thành phẩm Đảo trộn

Rác hữu cơ

Bịt kín thùng xốp Tưới đều chế phẩm

Bảng 2.1 dưới đây mô tả chi tiết khối lượng, lượng chế phẩm và tro trấu bổ sung trong 10 ngày tiến hành ủ

Bảng 2.1 Tỷ lệ rác, chế phẩm và tro trấu bổ sung theo ngày[10]

Thời gian Lƣợng rác (kg) Lƣợng chế phẩm pha loãng

(ml)

Tro trấu (kg)

Việc tăng tỷ lệ chế phẩm qua từng ngày nhằm mục đích giúp lượng rác hữu

cơ trong thùng xốp bổ sung ở những ngày tiếp theo phân hủy nhanh hơn, kịp với tốc

độ phân hủy rác của lượng rác được bổ sung những ngày trước đó.Việc bổ sung tro trấu nhằm mục đích làm giảm mùi và duy trì độ ẩm thích hợp cho khối ủ