GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN

GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT GREEVN

LỜI NÓI ĐẦU

Theo nguyện vọng đông đảo của tất cả các sinh viên, cán bộ ngành môi trường trong cả nước Sau một thời gian biên soạn và hiệu chỉnh, GREE xin giới thiệu đến các bạn bộ giáo trình Quản Lý Chất Thải Rắn Sinh Hoạt (CRTSH)

Bộ giáo trình này bao gồm 9 chương:

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KỸ THUẬT QUẢN LÝ CTRSH

1.1

1.2

Sự hình thành CTRSH Quản lý CTRSH

CHƯƠNG 2 NGUỒN PHÁT SINH, THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CTRSH

2.1

2.2

2.3

Nguồn phát sinh CTRSH Thành phần chất thải rắn sinh hoạt Tính chất CTRSH

2.3.1 Tính chất lý học 2.3.2 Tính chất hoá học 2.3.3 Tính chất sinh học 2 3.4 Quá trình chuyển hoá lý-hoá-sinh học

CHƯƠNG 3 TỐC ĐỘ PHÁT SINH VÀ THU GOM CTRSH

CHƯƠNG 4 PHÂN LOẠI, LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ SƠ BỘ CTRSH TẠI NGUỒN

Xử lý sơ bộ CTRSH tại nguồn

CHƯƠNG 5 THU GOM CTRSH

CHƯƠNG 6 TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN

Tái sinh và tái sử dụng thuỷ tinh Tái sinh và tái sử dụng kim loại

Nước rò rỉ

Hệ thống thu gom và xử lý khí BCL Thu gom và xử lý nước rò rỉ

Thiết kế bãi chôn lấp

Hệ thống giám sát chất lượng môi trường BCL

Hy vọng bộ giáo trình này sẽ giúp ích nhiều cho các bạn trong quá trình học tập cũng như là nguồn tài liệu tham khảo cho các bạn trong quá trình công tác sau này

Đây cũng là lần đầu tiên, cuốn sách điện tử này được xuất bản do đó, sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Để cho cuốn sách ngày càng hoạn thiện, phục vụ nhu cầu thiết thực của đông đảo sinh viên và cán bộ chuyên gia trong ngành, xin các bạn phản hồi những sai sót

Trong thời gian tới, chúng tôi sẽ cố gắng tiến hành biên soạn và tiếp tục giới thiệu đến các bạn những bộ giáo trình điện tử sau:

• Đánh giá tác động môi trường

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KỸ THUẬT QUẢN LÝ CHẤT

THẢI RẮN SINH HOẠT

1.1 SỰ HÌNH THÀNH CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

Hình 1.1 Sự hình thành chất thải rắn

Ghi chú:

Chất thải rắn sinh hoạt sinh ra từ hoạt động hàng ngày của con người Rác sinh hoạt thải

ra ở mọi nơi mọi lúc trong phạm vi thành phố hoặc khu dân cư, từ các hộ gia đình, khu thương mại, chợ và các tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn, công viên, khu vui chơi giải trí, các viện nghiên cứu, trường học, các cơ quan nhà nước…

Cuộc cách mạng về công nghiệp đã mang lại nhiều lợi ích cho con người như nâng cao mức sống, công tác phục vụ ngày càng tốt hơn, nhưng đồng thời cũng sinh ra một lượng chất thải rắn khá lớn Những năm đầu của thập kỷ 80, chất thải rắn công nghiệp đặc biệt

là chất thải độc hại đã trở thành vấn đề môi trường đang được quan tâm hàng đầu Cho đến những năm 1990, khi các thông tin khoa học đang trình bày các vấn đề có thể xảy ra

Tiêu thụ

Chế biến lần 2

Nguyên vật liệu, sản phẩm, và các thành phần thu hồi và tái sử dụng

Chất thải

thì chất thải rắn đã liên tục gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và nhiều nước đã phải đầu

tư không nhỏ để giải quyết vấn đề này bằng các chương trình môi trường đặc biệt

1.2 HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

1.2.1 Cơ cấu và sơ đồ tổ chức quản lý chất thải rắn đô thị

Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trường sống của con người mà các đô thị phải có kế hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn thích hợp mới có thể

xử lý kịp thời và có hiệu quả Một cách tổng quát, các hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt được minh hoạ ở hình 1.2

Sơ đồ tổng thể của hệ thống quản lý chất thải rắn ở một số đô thị lớn ở Việt Nam được trình bày ở hình1.3

Trung chuyển và vận chuyển

Tách, xử lý và tái chế

Tiêu huỷ

Nguồn phát sinh chât thải

Gom nhặt, tách và lưu trữ tại nguồn

Thu gom

Cư dân và khách vãn lai(nguồn tạo ra chất thải rắn)

Hình1.2 Những hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý chất thải rắn

1.2.2 Nhiệm vụ của các cơ quan chức năng trong hệ thống quản lý chất thải rắn ở moat số đô thị lớn ở Việt Nam

Bộ Khoa Học Công Nghệ Và Môi Trường chịu trách nhiệm vạch chiến lược cải thiện môi trường chung cho cả nước, tư vấn cho Nhà nước trong việc đề xuất luật lệ chính sách quản lý môi trường quốc gia

Bộ xây dựng hướng dẫn chiến lược quản lý và xây dựng đô thị, quản lý chất thải

Uỷ ban nhân dân thành phố chỉ đạo Uỷ ban nhân dân các quận, huyện, sở Khoa Học Công Nghệ Và Môi Trường và sở Giao Thông Công Chính thực hiện nhiệm vụ bảo vệ môi trường đô thị, chấp hành nghiêm chỉnh chiến lược chung và luật pháp chung về bảo vệ môi trường của Nhà nước thông qua việc xây dựng các quy tắc, quy chế cụ thể trong việc bảo vệ môi trường của thành phố

Công ty môi trường và đô thị là cơ quan trực tiếp đảm nhận nhiệm vụ xử lý chất thải rắn, bảo vệ vệ sinh môi trường theo nhiệm vụ của sở Giao Thông Công Chính giao

Thu gom, vận chuyển

Xử lý, tiêu huỷ Quy tắc,

quy chế loại bỏ chất thải

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống quản lý chất thải ở một số đô thị lớn ở Việt Nam

CHƯƠNG 2 NGUỒN PHÁT SINH, THÀNH PHẦN,TÍNH CHẤT CỦA

CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

2.1 NGUỒN PHÁT SINH CTRSH

Các nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bao gồm:

+ Từ các khu dân cư;

+ Từ các trung tâm thương mại;

+ Từ các viện nghiên cứu, cơ quan, trường học, các công trình công cộng;

+ Từ các dịch vụ đô thị, sân bay;

+ Từ các trạm xử lý nước thải và từ các ống thoát nước của thành phố;

+ Từ các khu công nghiệp;

Hình 2.1: Các nguồn phát sinh chất thải sinh hoạt

Hoạt động sống và tái sản sinh con người

Các quá

trình phi

sản xuất

CHẤT THẢI SINH HOẠT

Các hoạt động kinh tế xã hội của con người

Các hoạt động quản

lý

Các hoạt động giao tiếp và đối ngoại

2.2 THÀNH PHẦN CTRSH

Thành phần lý, hoá học của chất thải rắn đô thị rất khác nhau tuỳ thuộc vào từng địa

phương, vào các mùa khí hậu, vào điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác

phẩm Cọng rau, vỏ quả, thân cây, lỗi ngô…

d Cỏ, gỗ củi, rơm rạ Các vật liệu và sản phẩm được

chế tạo từ gỗ, tre, rơm…

Đồ dùng bằng gỗ như bàn, ghế, đồ chơi, vỏ dừa…

e Chất dẻo Các vật liệu và sản phẩm được

chế tạo từ chất dẻo Phim cuộn, túi chất dẻo, chai, lọ Chất dẻo, các đầu vòi, dây

điện…

f Da và cao su Các vật liệu và sản phẩm được

chế tạo từ da và cao su

Bóng, giày, ví, băng cao su…

2 Các chất không cháy

a Các kim loại sắt Các vật liệu và sản phẩm được

chế tạo từ sắt mà dễ bị nam châm hút

Vỏ hộp, dây điện, hàng rào, dao, nắp lọ…

b Các kim loại phi sắt Các vật liệu không bị nam

châm hút

Vỏ nhôm, giấy bao gói, đồ đựng…

c Thuỷ tinh Các vật liệu và sản phẩm được

chế tạo từ thuỷ tinh Chai lọ, đồ đựng bằng thuỷ tinh, bóng đèn…

d Đá và sành sứ Bất kỳ các loại vật liệu không

cháy khác ngoài kim loại và thuỷ tinh

Vỏ chai, ốc, xương, gạch, đá, gốm…

3 Các chất hỗn hợp Tất cả các vật liệu khác không

phân loại trong bảng này Loại này có thể chia thành hai phần: kích thước lớn hơn 5mm

và loại nhỏ hơn 5 mm

Đá cuội, cát, đất, tóc…

Bảng 2.2 Các loại chất thải đặc trưng từ nguồn thải sinh hoạt

Khu dân cư và thương mại Chất thải thực phẩm Giấy

Carton Nhựa Vải Cao su Rác vườn

Gỗ Các loại khác: Tã lót, khăn vệ sinh,…

Nhôm Kim loại chứa sắt Chất thải đặc biệt Chất thải thể tích lớn Đồ điện gia dụng

Hàng hoá (white goods) Rác vườn thu gom riêng Pin

Dầu Lốp xe Chất thải nguy hại Chất thải từ viện nghiên cứu,

công sở

Giống như trình bày trong mục chất thải khu dân cư và khu thương mại

Chất thải từ dịch vụ Rửa đường và hẻm phố: Bụi, rác, xác động vật, xe máy hỏng Cỏ, mẫu cây thừa, gốc gây, các ống kim loại và nhựa cũ

Chất thải thực phẩm, giấy báo, carton, giấy loại hỗn hợp, chai nước giải khát, can sữa và nước uống, nhựa hỗn hợp, vải, giẻ rách,…

2.3 TÍNH CHẤT CỦA CTRSH

2.3.1 TÍNH CHẤT LÝ HỌC CỦA CTRSH

Những tính chất lý học quan trọng của chất thải rắn sinh hoạt bao gồm khối lượng riêng,

độ ẩm, kích thước hạt và sự phân bố kích thước, khả năng giữ nước và độ xốp (độ rỗng) của rác đã nén

2.3.1.1 Khối lượng riêng

Khối lượng riêng được định nghĩa là khối lượng vật chất trên một đơn vị thể tích, tính bằng lb/ft3, lb/yd3, hoặc kg/m3 Điều quan trọng cần ghi nhớ rằng, khối lượng riêng của chất thải rắn sinh hoạt sẽ rất khác nhau tuỳ từng trường hợp: rác để tự nhiên không chứa trong thùng, rác chứa trong thùng và không nén, rác chứa trong thùng và nén Do đó, số liệu khối lượng riêng của chất thải rắn sinh hoạt chỉ có ý nghĩa khi được ghi chú kèm theo phương pháp xác định khối lượng riêng Khối lượng riêng của một số thành phần chất thải có trong rác sinh hoạt chứa trong thùng, có nén, hoặc không nén được trình bày trong Bảng 2.1

Khối lượng riêng của rác sẽ rất khác nhau tuỳ theo vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu trữ,… Do đó, khi chọn giá trị khối lượng riêng cần phải xem xét cả những yếu tố này

để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán Khối lượng riêng của rác sinh hoạt ở các khu đô thị lấy từ các xe ép rác thường dao động trong khoảng từ 300 đến 700 lb/yd3 (từ 178 kg/m3 đến 415 kg/m3), và giá trị đặc trưng thường vào khoảng 500 lb/yd3 (297 kg/m3)

2.3.1.2 Độ ẩm

Độ ẩm của chất thải rắn thường được biểu diễn theo một trong hai cách: tính theo thành phần phần trăm khối lượng ướt và thành phần phần trăm khối lượng khô Trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn, phương pháp khối lượng ướt thông dụng hơn

Bảng 2.3 Khối lượng riêng và hàm lượng ẩm của các chất thải có trong rác sinh hoạt

Rác khu phá dỡ (không cháy) 1685-2695 2395 2-10 4

Xác súc vật 340-840 605 - - Lb/yd3 x 0.5933 = kg/m3

2.3.1.3 Kích thước và sự phân bố kích thước

Kích thước và sự phân bố kích thước của các thành phần có trong chất thải rắn đóng vai trò quan trọng đối với quá trình thu hồi vật liệu, nhất là khi sử dụng phương pháp cơ học như sàng quay và các thiết bị tách loại từ tính

2.3.1.4 Khả năng tích ẩm (Field Capacity)

Khả năng tích ẩm của chất thải rắn là tổng lượng ẩm mà chất thải có thể tích trữ được Đây là thông số có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ bãi chôn lấp Phần nước dư vượt quá khả năng tích trữ của chất thải rắn sẽ thoát ra ngoài thành nước rò rỉ Khả năng tích ẩm sẽ thay đổi tuỳ theo điều kiện nén ép rác và trạng thái phân huỷ của chất thải Khả năng tích ẩm của chất thải rắn sinh hoạt của khu dân cư và khu thương mại trong trường hợp không nén có thể dao động trong khoảng 50-60%

Hình 2.1 Kích thước đặc trưng của các thành phần có trong hỗn hợp rác khu dân cư và

khu thương mại

2.3.1.5 Độ thẩm thấu của rác nén

(Hydraulic conductivity) Tính dẫn nước của chất thải đã nén là thông số vật lý quan trọng khống chế sự vận chuyển của chất lỏng và khí trong bãi chôn lấp Độ thẩm thấu thực, chỉ phụ thuộc vào tính chất của chất thải rắn, kể cả sự phân bố kích thước lỗ rỗng, bề mặt, và

độ xốp Giá trị độ thẩm thấu đặc trưng đối với chất thải rắn đã nén trong một bãi chôn lấp thường dao động trong khoảng 10-11 đến 10-12 m2 theo phương thẳng đứng và khoảng 10-

10 m2 theo phương ngang

2.3.2 TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

Tính chất hoá học của chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phương

án xử lý và thu hồi nguyên liệu Ví dụ, khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hoá học của chất thải rắn, đặc biệt trong trường hợp chất thải là hỗn hợp của những thành phần cháy được và không cháy được Nếu muốn sử dụng chất thải rắn làm nhiên liệu, cần phải xác định 4 đặc tính quan trọng sau:

1 Những tính chất cơ bản

2 Điểm nóng chảy

3 Thành phần các nguyên tố

4 Năng lượng chứa trong rác

Đối với phần rác hữu cơ dùng làm phân compost hoặc thức ăn gia súc, ngoài thành phần những nguyên tố chính, cần phải xác định thành phần các nguyên tố vi lượng

2.3.2.1 Những tính chất cơ bản

Những tính chất cơ bản cần phải xác định đối với các thành phần cháy được trong chất thải rắn bao gồm:

1 Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở 1050C trong thời gian 1 giờ)

2 Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lượng mất đi khi nung ở 9500C trong tủ nung kín)

3 Thành phần carbon cố định (thành phần có thể cháy được còn lại sau khi thải các chất

có thể bay hơi)

4 Tro (phần khối lượng còn lại sau khi đốt trong lò hở)

Tính chất cơ bản của các thành phần cháy được có trong chất thải rắn sinh hoạt

2.3.2.2 Điểm nóng chảy của tro

Điểm nóng chảy của tro là nhiệt độ mà tại đó tro tạo thành từ quá trình đốt cháy chất thải

bị nóng chảy và kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ) Nhiệt độ nóng chảy đặc trưng đối với xỉ

từ quá trình đốt rác sinh hoạt thường dao động trong khoảng từ 2,000 đến 22000F (11000C đến 12000C)

2.3.2.3 Các nguyên tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt

Các nguyên tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt cần phân tích bao gồm C (carbon), H (Hydro), O (Oxy), N (Nitơ), S (Lưu huỳnh), và tro Thông thường, các nguyên tố thuộc nhóm halogen cũng thường được xác định do các dẫn xuất của clo thường tồn tại trong thành phần khí thải khi đốt rác Kết quả xác định các nguyên tố cơ bản này được sử dụng

để xác định công thức hoá học của thành phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt cũng như xác định tỷ lệ C/N thích hợp cho quá trình làm phân compost

Bảng 2.4 Tính chất cơ bản và năng lượng của các thành phần có trong chất thải rắn khu

dân cư, khu thương mại và chất thải rắn công nghiệp

Vải, Cao su, Da

Thuỷ tinh, kim loại, …

Thuỷ tinh và khoáng sản 2,0 - - 96-99+ 84* 86 60

Kim loại màu 2,0 - - 94-99+ - - -

Các thành phần khác

Rác văn phòng 3,2 20,5 6,3 70,0 3.669 3.791 13.692 Rác khu dân cư 21,0

(15-40) (40-60) 52,0 (2-45) 7,0 (10-30) 20,0 5.000 6.250 8.333 Rác khu thương mại 15,0

Vải, Cao su, Da

Thuỷ tinh, kim loại, …

Thuỷ tinh và khoáng

(2) Năng lượng có từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm

Bảng 2.6 Thành phần các nguyên tố của các chất cháy được có trong chất thải rắn khu dân cư

Thành phần Carbon Hydro Phần trăm khối lượng khô (%) Oxy Nitơ Lưu huỳnh Tro

(1) Năng lượng có từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm

2.3.2.4 Năng lượng chứa trong các thành phần của chất thải rắn

Năng lượng chứa trong thành phần chất hữu cơ có trong rác sinh hoạt có thể xác định được bằng cách: (1) sử dụng lò hơi như một thiết bị đo nhiệt lượng, (2) thiết bị đo nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm và (3) tính toán nếu biết thành phần các nguyên tố Tuy nhiên, phương án sử dụng lò hơi khó thực hiện nên hầu hết số liệu về năng lượng của các thành phần chứa trong rác đều được xác định bằng máy đo nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm

Bảng 2.7 Năng lượng và phần chất trơ có trong rác sinh hoạt từ khu dân cư

Thành phần Phần chất trơ(1) (%) Năng lượng(2) (Btu/lb)

Khoảng dao động Đặc trưng Khoảng dao động Đặc trưng

(1) Sau khi cháy hoàn toàn

(2) Theo thành phần thu gom được

(3) Năng lượng có từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm

(4) Giá trị năng lượng trong bảng này lớn hơn các giá trị tương ứng, chủ yếu do (1) lượng chất thải thực phẩm bị giảm và (2) thành phần phần trăm nhựa gia tăng (7% thay vì 4%) đối với chất thải rắn sinh hoạt lấy từ khu dân cư

Btu/lb x 2,326 = kJ/kg

2.3.2.5 Chất dinh dưỡng và những nguyên tố cần thiết khác

Nếu thành phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất cc sản phẩm thơng qua qu trình chuyển hố sinh học (phn compost, methane,

và ethanol,…) Số liệu về chất dinh dưỡng v những nguyn tố cần thiết khc trong chất thải đóng vai trị quan trọng nhằm bảo đảm dinh dưỡng cho vi sinh vật cũng như yu cầu của sản phẩm sau qu trình chuyển hĩa sinh học Chất dinh dưỡng và những nguyên tố cần thiết có trong thành phần chất hữu cơ của chất thải rắn sinh hoạt được trình by trong Bảng 2.6

Bảng 2.8 Các nguyên tố có trong các chất hữu cơ cần thiết cho quá trình chuyển hoá sinh học

Thành phần Đơn vị Nguyên liệu cung cấp (tính theo khối lượng khô)

Giấy in báo Giấy công sở Rác vườn Rác thực phẩm

2.3.3 TÍNH CHẤT SINH HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

Ngoại trừ nhựa, cao su, và da, phần chất hữu cơ của hầu hết chất thải rắn sinh hoạt có thể được phân loại như sau:

1 Những chất tan được trong nước như đường, tinh bột, amino acids, và các acid hữu cơ khác

2 Hemicellulose là sản phẩm ngưng tụ của đường 5 carbon và đường 6 carbon

3 Cellulose là sản phẩm ngưng tụ của glucose, đường 6-carbon

4 Mỡ, dầu và sáp là những ester của rượu và acid béo mạch dài

5 Lignin là hợp chất cao phân tử chứa các vòng thơm và các nhóm methoxyl (-OCH3)

6 Lignocellulose

7 Proteins là chuỗi các amino acid

Đặc tính sinh học quan trọng nhất của thành phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt là hầu hết các thành phần này đều có khả năng chuyển hoá sinh học tạo các thành khí, chất rắn hữu cơ trơ, và các chất vô cơ Mùi và ruồi nhặng sinh ra trong quá trình chất hữu cơ bị thối rữa (rác thực phẩm) có trong chất thải rắn sinh hoạt

2.3.3.1 Khả năng phân huỷ sinh học của các thành phần chất hữu cơ

Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS), xác định bằng cách nung ở nhiệt độ 5500C, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân huỷ sinh học của chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt Tuy nhiên, việc sử dụng chỉ tiêu VS để biểu diễn khả năng phân huỷ sinh học của phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt là không chính xác vì một số thành

phần chất hữu cơ rất dễ bay hơi nhưng rất khó bị phân huỷ sinh học (ví dụ giấy in báo,

và nhiều loại cây kiểng)

Bảng 2.10 Thành phần có khả năng phân huỷ sinh học của một số chất thải hữu cơ tính theo hàm lượng lignin

Thành phần VS (% của chất

rắn tổng cộng TS)

Hàm lượng lignin (LC), (% VS)

Phần có khả năng phân huỷ sinh học (BF)*

21,9 0,4 12,9

0,22 0,82 0,47

H2S Quá trình này có thể biểu diễn theo các phương trình sau:

S2- + Fe2+ → FeS

(2-15)

Màu đen của chất thải rắn đã phân huỷ kỵ khí ở bãi chôn lấp chủ yếu là do sự hình thành các muối sulfide kim loại Nếu không tạo thành các muối này, vấn đề mùi của bãi chôn lấp sẽ trở nên nghiêm trọng hơn

Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khi bị khử sẽ tạo thành những hợp chất có mùi hôi như methyl mercaptan và aminobutyric acid

CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH (2-16) Methionine Methyl mercaptan Aminobutyric acid

Methylmercaptan có thể bị thuỷ phân tạo thành methyl alcohol và hydrogen sulfide:

CH 3 SH + H 2 O → CH 4 OH + H 2 S

(2-17)

2.3.3.3 Sự sinh sản ruồi nhặng

Vào mùa hè cũng như tất cả các mùa của những vùng có khí hậu ấm áp, sự sinh sản ruồi

ở khu vực chứa rác là vấn đề đáng quan tâm Quá trình phát triển từ trứng thành ruồi thường ít hơn 2 tuần kể từ ngày đẻ trứng Thông thường chu kỳ phát triển của ruồi ở khu dân cư từ trứng thành ruồi có thể biểu diễn như sau:

Trứng phát triển : 8-12 giờ

Giai đoạn đầu của ấu trùng : 20 giờ

Giai đoạn thứ hai của ấu trùng : 24 giờ

Giai đoạn thứ ba của ấu trùng : 3 ngày

Giai đoạn nhộng : 4-5 ngày

Bảng 2.11 Các quá trình chuyển hoá sử dụng trong quản lý chất thải rắn

Quá trình Phương pháp thực hiện Sự chuyển hoá hoặc các sản phẩm chuyển hoá cơ bản

Lý học

Phân loại Phân loại thủ công hoặc cơ

khí Các thành phần riêng rẽ có trong chất thải rắn sinh hoạt Giảm thể tích Nén, Ép Giảm thể tích chất thải

Giảm kích thước Cắt, xay, nghiền Giảm kích thước chất thải

+2H

Hoá học

Nhiệt phân Chưng cất phân huỷ Dòng khí chứa nhiều chất khí khác

nhau, hắc ín, hoặc dầu, và than

Khí hoá Đốt thiếu khí Khí năng lượng thấp, than chứa

carbon và chất trơ có sẵn trong nhiên liệu, và dầu pyrolic

Sinh học

Làm phân compost hiếu khí Biến đổi sinh học hiếu khí Phân compost

Phân huỷ kỵ khí Biến đổi sinh học kỵ khí CH4, CO2, bùn

Làm phân compost kỵ khí Biến đổi sinh học kỵ khí CH4, CO2, chất thải đã phân huỷ

Phân loại chất thải

Phân loại chất thải là quá trình tách riêng các thành phần có trong chất thải rắn sinh hoạt, nhằm chuyển chất thải từ dạng hỗn tạp sang dạng tương đối đồng nhất Quá trình này cần thiết để thu hồi những thành phần có thể tái sinh tái sử dụng được có trong chất thải rắn sinh hoạt, tách riêng những thành phần mang tính nguy hại và những thành phần có khả năng thu hồi năng lượng

Giảm thể tích cơ học

Phương pháp nén, ép thường được áp dụng để giảm thể tích chất thải Ở hầu hết các thành phố, xe thu gom thường được lắp đặt bộ phận ép rác nhằm tăng khối lượng rác có thể thu gom trong một chuyến Giấy, carton, nhựa và lon nhôm, lon thiếc thu gom từ chất thải rắn sinh hoạt được đóng kiện để giảm thể tích chứa, chi phí xử lý và chi phí vận chuyển đến trung tâm xử lý Hiện nay, một số hệ thống nén áp suất cao được dùng để sản xuất những vật liệu thích hợp cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau như chế tạo thanh đốt lò sưởi từ giấy và carton Thông thường, các trạm trung chuyển đều được lắp đặt hệ thống ép rác để giảm chi phí vận chuyển rác thải đến bãi chôn lấp Tương tự như vậy, để tăng thời gian sử dụng bãi chôn lấp, rác thường được nén trước khi phủ đất

Giảm kích thước cơ học

Giảm kích thước chất thải nhằm thu được chất thải có kích thước đồng nhất và nhỏ hơn

so với kích thước ban đầu của chúng (Hình 2.8) Cần lưu ý rằng giảm kích thước chất thải không có nghĩa là thể tích chất thải cũng phải giảm Trong một số trường hợp, thể tích của chất thải sau khi giảm kích thước sẽ lớn hơn thể tích ban đầu của chúng

2.3.4.2 Chuyển hoá hoá học

Biến đổi hoá học chất thải rắn bao hàm cả quá trình chuyển pha (từ pha rắn sang pha lỏng, từ pha rắn sang pha khí, …) Để giảm thể tích và thu hồi các sản phẩm, những quá

trình chuyển hoá hoá học chủ yếu sử dụng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt bao gồm (1) đốt (quá trình oxy hoá hoá học), (2) nhiệt phân, và (3) khí hoá

Đốt (Oxy hoá hoá học)

Đốt là phản ứng hoá học giữa oxy và chất hữu cơ có trong rác tạo thành các hợp chất bị oxy hoá cùng với sự phát sáng và toả nhiệt Nếu không khí được cung cấp với lượng thừa

và dưới điều kiện phản ứng lý tưởng, quá trình đốt thành phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt có thể biểu diễn theo phương trình phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Không khí (dư) ( N2 + CO2 + H2O + O2 + Tro + Nhiệt (2-18) Lượng không khí được cấp dư nhằm đảm bảo quá trình cháy xảy ra hoàn toàn Sản phẩm cuối của quá trình đốt cháy chất thải rắn sinh hoạt bao gồm khí nóng chứa N2, CO2, H2O,

và O2, và phần không cháy còn lại Trong thực tế, ngoài những thành phần này còn có một lượng nhỏ các khí NH3, SO2, NOx, và các khí vi lượng khác tuỳ theo bản chất của chất thải

Nhiệt phân

Vì hầu hết các chất hữu cơ đều không bền nhiệt, chúng có thể bị cắt mạch qua các phản ứng cracking nhiệt và ngưng tụ trong điều kiện không có oxy, tạo thành những phần khí, lỏng và rắn Trái với quá trình đốt là quá trình toả nhiệt, quá trình nhiệt phân là quá trình thu nhiệt Đặc tính của 3 phần chính tạo thành từ quá trình nhiệt phân chất thải rắn sinh hoạt như sau: (1) dòng khí sinh ra chứa H2, CH4, CO, CO2 và nhiều khí khác tuỳ thuộc vào bản chất của chất thải đem nhiệt phân, (2) hắc ín và/hoặc dầu dạng lỏng ở điều kiện nhiệt độ phòng và chứa các hoá chất như acetic acid, acetone và methanol, và than bao gồm carbon nguyên chất cùng với những chất trơ khác Quá trình nhiệt phân cellulose có thể biểu diễn bằng phương trình phản ứng sau:

3(C6H10O5) → 8H2O + C6H8O + 2CO + 2CO2 + CH4 + H2 + 7C (2-19) Trong Phương trình 2.19, thành phần hắc ín và/hoặc dầu thu được chính là C6H8O

Khí hoá

Quá trình khí hoá bao gồm quá trình đốt cháy một phần nhiên liệu carbon để tạo thành khí nhiên liệu cháy được giàu CO, H2 và một số hydrocarbon no, chủ yếu là CH4 Khí nhiên liệu cháy được sau đó được đốt cháy trong động cơ đốt trong hoặc nồi hơi Nếu thiết bị khí hoá được vận hành ở diều kiện áp suất khí quyển sử dụng không khí làm tác nhân oxy hoá, sản phẩm cuối của quá trình khí hoá sẽ là (1) khí năng lượng thấp chứa CO2, CO, H2, CH4, và N2, (2) hắc ín chứa C và các chất trơ sẵn có trong nhiên liệu, và (3) chất lỏng ngưng tụ được giống như dầu pyrolic

2.3.4.3 Chuyển hoá sinh học

Các quá trình chuyển hoá sinh học phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt có thể áp dụng để giảm thể tích và khối lượng chất thải, sản xuất phân compost dùng bổ sung chất dinh dưỡng cho đất, và sản xuất khí methane Những vi sinh vật chủ yếu tham gia quá trình chuyển hoá sinh học các chất thải hữu cơ bao gồm vi khuẩn, nấm, men, và antinomycetes Các quá trình này có thể được thực hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tuỳ theo lượng oxy sẵn có Những điểm khác biệt cơ bản giữa các phản ứng chuyển hoá hiếu khí và kỵ khí là bản chất của các sản phẩm cuối của quá trình và lượng oxy thực

sự cần phải cung cấp để thực hiện quá trình chuyển hoá hiếu khí Những quá trình sinh học ứng dụng để chuyển hoá chất hữu cơ có trong chất thải sinh hoạt bao gồm quá trình làm phân compost hiếu khí, quá trình phân huỷ kỵ khí và quá trình phân huỷ kỵ khí với ở nồng độ chất rắn cao

Quá trình làm phân compost hiếu khí

Phần chất hữu cơ chứa trong chất thải sinh hoạt sẽ được phân huỷ sinh học Mức độ và thời gian cần thiết cho quá trình phân huỷ xảy ra phụ thuộc vào bản chất của chất thải,

độ ẩm, dinh dưỡng sẵn có, và các yếu tố môi trường khác Dưới điều kiện môi trường được khống chế thích hợp, rác vườn và phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt được chuyển hoá thành phân compost trong một khoảng thời gian tương đối ngắn (từ 4 đến 6 tuần) Quá trình composting xảy ra trong điều kiện hiếu khí có thể biểu diễn theo phương trình sau:

Chất Hữu Cơ + O2 + Dinh Dưỡng → Tế Bào Mới + Phần Chất Hữu Cơ + CO2

Không Phân Huỷ + H2O + NH3 + SO42- + Nhiệt (2-20)

Trong phương trình (2-20), các sản phẩm cuối chủ yếu là tế bào mới, phần chất hữu cơ không phân huỷ, CO2, H2O, NH3, và SO42- Compost là phần chất hữu cơ bền không bị phân huỷ còn lại, thường chứa nhiều lignin là thành phần khó bị phân huỷ sinh học trong một khoảng thời gian ngắn Lignin có nhiều trong giấy in báo, là một hợp chất hữu cơ cao phân tử có trong sợi celluclose của các loại cây lấy gỗ và các loại thực vật khác

Quá trình phân huỷ kỵ khí

Phần chất hữu cơ chứa trong chất thải rắn sinh hoạt có thể phân huỷ sinh học trong điều kiện kỵ khí, tạo thành khí chứa CO2 và CH4 Quá trình chuyển hoá này có thể biểu diễn bằng phương trình sau:

Chất Hữu Cơ + H2O + Dinh Dưỡng → Tế Bào Mới + Phần Chất Hữu Cơ + CO2

Không Phân Huỷ + CH4 + NH3 + H2S + Nhiệt (2-21)

Như vậy, các sản phẩm cuối chủ yếu là CO2, CH4, NH3, H2S, và phần chất hữu cơ không phân huỷ Trong hầu hết các quá trình chuyển hoá kỵ khí, CO2 và CH4 chiếm hơn 99% tổng lượng khí sinh ra Phần chất hữu cơ bền còn lại (bùn) phải được tách nước trước khi đổ ra bãi chôn lấp Bùn đã tách nước thường được ủ phân compost hiếu khí trước khi bón cho đất hoặc đổ ra bãi chôn

2.3.4.4 Vai trò của các quá trình chuyển hoá chất thải trong quản lý chất thải rắn

Các quá trình chuyển hoá lý học, hoá học, và sinh học được áp dụng để (1) gia tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý chất thải rắn, (2) thu hồi các thành phần có khả năng tái sinh và tái sử dụng, (3) thu hồi các sản phẩm chuyển hoá và năng lượng Mối quan hệ mật thiết giữa quá trình chuyển hoá chất thải trong việc thiết kế hệ thống hợp nhất quản

lý chất thải rắn có thể chứng minh như sau: Nếu quá trình làm phân compost là một khâu trong chương trình quản lý chất thải rắn, phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt phải được tách riêng Muốn vậy việc phân loại chất thải phải được thực hiện tại nguồn phát hay tại nhà máy thu hồi chất thải Nếu phân loại tại nguồn, những thành phần nào cần được tách riêng để quá trình làm phân compost đạt tối ưu

Tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý chất thải

Để tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý chất thải rắn và giảm nhu cầu về thể tích tồn trữ chất thải ở những khu nhà cao tầng, chất thải thường được đóng thành kiện Ví dụ, giấy loại thu hồi tái sinh được đóng thành kiện để giảm thể tích chứa và chi phí vận chuyển Trong nhiều trường hợp, chất thải được đóng thành kiện để giảm chi phí vận chuyển đến bãi chôn lấp Tại các bãi chôn lấp, chất thải được nén ép để có thể sử dụng một cách hiệu quả sức chứa của bãi chôn Nếu chất thải được vận chuyển bằng phương pháp thuỷ lực hoặc khí nén, một số thành phần cần được cắt nhỏ để giảm kích thước Giảm kích thước cơ học cũng được áp dụng để tăng hiệu quả sử dụng bãi chôn Phân loại chất thải tại nguồn phát sinh hiện nay được xem là phương pháp hiệu quả để tách một lượng nhỏ chất thải nguy hại có trong chất thải rắn sinh hoạt, nhờ đó bãi chôn lấp được vận hành an toàn hơn Các quá trình hóa học và sinh học có thể áp dụng để giảm thể tích

và khối lượng chất thải cần phải chôn lấp và tạo ra những sản phẩm hữu dụng

Thu hồi nguuyên liệu để tái sinh và tái sử dụng

Những thành phần có thể thu hồi được là những thành phần có thị trường tiêu thụ và tồn tại trong rác thải với lượng đủ lớn Đối với chất thải rắn sinh hoạt, những thành phần có

thể thu hồi được bao gồm giấy, carton, nhựa, rác vườn, thủy tinh, kim loại chứa sắt, nhôm, và những kim loại màu khác

Thu hồi những sản phẩm chuyển hóa và năng lượng.

Phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt có thể chuyển hóa thành những sản phẩm hữu dụng và cuối cùng thành năng lượng theo nhiều cách khác nhau, bao gồm (1) đốt cháy tạo thành hơi và điện, (2) nhiệt phân tạo ra khí tổng hợp, nhiên liệu lỏng hoặc nhiện liệu khí, và chất rắn; (3) khí hóa để tạo nhiên liệu tổng hợp; (4) biến đổi sinh học sản xuất phân compost; và phân hủy sinh học để tạo khí methane và mùn

CHƯƠNG 3 TỐC ĐỘ PHÁT SINH VÀ THU GOM CTRSH

3.1 VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA KHỐI LƯỢNG CTRSH

Khối lượng chất thải rắn sinh ra và thu gom được có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị, vạch tuyến thu gom chất thải, thiết kế thiết bị thu hồi vật liệu và phương tiện thải bỏ chất thải

Khi việc tái sinh các vật liệu có trong chất thải gia tăng, lượng chất thải phát sinh, phân loại để tái sinh và cần thiết thải bỏ trong bãi chôn lấp trở thành những yếu tố quyết định trong việc quy hoạch và thiết kế các thiết bị/phương tiện quản lý chất thải rắn Ví dụ khi thiết kế một loại xe đặc biệt để thu gom kết hợp ép các loại chất thải đã phân loại tại nguồn sẽ phụ thuộc vào khối lượng của các thành phần chất thải riêng lẻ thu gom được Kích thước thiết bị thu hồi chất thải phụ thuộc vào lượng chất thải thu gom được cũng như sự thay đổi khối lượng chất thải hàng giờ, hàng ngày, hàng tuần và hàng tháng Cũng tương tự như vậy, kích thước bãi chôn lấp sẽ phụ thuộc vào lượng chất thải còn lại phải thải bỏ sau khi đã tách riêng những thành phần chất thải có khả năng tái sinh, tái sử dụng

3.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ KHỐI LƯỢNG CTRSH

3.2.1 Các phương pháp đo lường được dùng để xác định khối lượng chất thải rắn

Việc xác định khối chất thải rắn sinh ra, phân loại 0để tái sử dụng và thu gom để tiếp tục

xử lý hoặc thải bỏ ở bãi chôn lấp nhằm cung cấp những số liệu cần thiết cho công tác xây dựng và thực hiện những chương trình quản lý chất thải rắn một cách hiệu quả Do đó, trong bất cứ nghiên cứu quản lý chất thải rắn nào cũng phải đặc biệt chú trọng khi lựa chọn thông tin cần thu thập sao cho có thể phân bố kinh phí một cách hợp lý Các phương pháp đo lượng sử dụng để xác định khối lượng chất thải rắn bao gồm:

3.2.1.1 Phương pháp đo thể tích và khối lượng

Cả thông số thể tích và khối lượng đều được dùng để đo đạc lượng chất thải rắn Tuy nhiên, việc sử dụng thông số thể tích để xác định lượng chất thải rắn có thể gây nhầm lẫn

Ví dụ, 1 yd3 chất thải rắn chưa nén sẽ có khối lượng khác với 1 yd3 chất thải rắn đã được nén trong xe thu gom, và cả hai loại này sẽ khác với khối lượng của 1 yd3 chất thải rắn tiếp tục được ép ở bãi chôn lấp Do đó, nếu sử dụng phương pháp thể tích, các giá trị thể tích xác định được phải tương ứng với mức độ nén ép hoặc khối lượng riêng của chất thải trong điều kiện tồn trữ

Để tránh nhầm lẫn, lượng chất thải rắn phải được biểu diễn dưới dạng khối lượng Khối lượng là cách biểu diễn chính xác nhất vì có thể cân trực tiếp không kể đến mức độ nén

ép Biểu diễn bằng khối lượng cũng cần thiết trong quá trình vận chuyển chất thải rắn vì

lượng chất thải được phép chuyên chở thường được quy định bởi giới hạn khối lượng trên đường cao tốc hơn là bởi thể tích Tuy nhiên, khối lượng và thể tích có ý nghĩa quan trọng như nhau khi biểu diễn sức chứa của bãi chôn lấp

3.2.1.2 Phương pháp biểu diễn tốc độ phát sinh chất thải

Cùng với những thông tin về nguồn và thành phần chất thải rắn cần quản lý, phương pháp biểu diễn lượng chất thải sinh ra cũng không kém phần quan trọng Các đơn vị sử dụng

để biểu diễn các nguồn phát sinh chất thải khác nhau được đề xuất trong Bảng 3.1 Tuy nhiên, cần lưu ý, đơn vị phát sinh chất thải đối với các hoạt động thương mại và công nghiệp có hạn chế Do đó, trong nhiều trường hợp sử dụng đơn vị biểu diễn đối với chất thải rắn sinh hoạt từ khu dân cư để biểu diễn chất thải từ các hoạt động này

Bảng 3.1 Đơn vị biểu diễn lượng chất thải rắn

Từ khu dân cư Do tính tương đối ổn định của chất thải từ khu dân cư ở một khu vực

cho trước, đơn vị chung thường dùng để biểu diễn tốc độ phát sinh chất thải rắn là lb/ng.ngđ (kg/ng.ngđ) Tuy nhiên, thành phần chất thải dao động rất nhiều so với chất thải rắn đô thị đặc trưng (Bảng 3.4), nên khi sử dụng đơn vị lb/ng.ngđ có thể dẫn đến sai số rất nhiều

Từ khu thương

mại

Trước đây, tốc độ phát sinh chất thải rắn thương mại cũng được biểu diễn bằng đơn vị lb/ng.ngđ (kg/ng.ngđ) Mặc dù trong thực tế, đơn vị này vẫn được sử dụng, nhưng thông tin về bản chất của chất thải sinh

ra từ hoạt động thương mại thu được từ cách biểu diễn này không nhiều Cách biểu diễn có ý nghĩa hơn phải thể hiện được mối liên quan đến số lượng khách hàng, trị giá bán được hoặc một số đơn vị tương

tự Với cách này cho phép so sánh được số liệu của mọi nơi trong cả nước

Từ công nghiệp Một cách lý tưởng, chất thải sinh ra từ hoạt động sản xuất phải được

biểu diễn trên đơn vị sản phẩm có thể đo được, chẳng hạn như lb/xe (kg/xe) đối với cơ sở lắp ráp xe hoặc lb/ca (kg/ca) đối với cơ sở đóng gói Số liệu này cho phép so sánh giữa cơ sở có hoạt động sản xuất tương tự trong cả nước

Từ nông nghiệp Hầu hết số liệu về chất thải rắn sinh ra từ hoạt động nông nghiệp được

biểu diễn dựa trên đơn vị sản phẩm có thể đo được, chẳng hạn như kg phân/1400 kg bò và kg chất thải/tấn sản phẩm Hiện này, số liệu sẵn có

về lượng chất thải sinh ra từ nhiều hoạt động nông nghiệp liên quan đến trồng lúa và các loại cây trồng khác

Nguồn: Tchobanoglous et al., 1993

3.2.2 Các phương pháp ước tính khối lượng chất thải

Khối lượng chất thải thường được xác định trên cơ sở số liệu tổng hợp từ những nghiên cứu về tính chất chất thải, số liệu thống kê lượng chất thải phát sinh trước đây, hoặc kết hợp cả hai cách này Các phương pháp chung dùng để đánh giá lượng chất thải rắn sinh

ra là (1) phân tích tổng lượng rác trên xe vận chuyển, (2) phân tích khối lượng – thể tích

và (3) phân tích cân bằng vật chất Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, hầu hết các phương pháp xác định khối lượng chất thải đều thể hiện không chính xác những số liệu báo cáo, ví dụ, khi dự đoán tốc độ phát sinh chất thải rắn sinh hoạt từ khu dân cư, kết quả đo đạc thường không phản ánh tốc độ phát sinh thực sự vì có nhiều biến ẩn (confounding factors) Hầu hết các giá trị tốc độ phát sinh chất thải rắn ghi lại trong các báo cáo trước năm 1900 đều dựa trên số liệu về lượng rác thu gom được chứ không phải lượng rác thật sự sinh ra

3.2.2.1 Phương pháp phân tích tổng lượng rác trên xe

Theo phương pháp này, số lượng xe vận chuyển và tính chất chất thải tương ứng (loại chất thải, thể tích ước tính) được ghi lại trong một khoảng thời gian nhất định, cũng có thể cân và ghi lại số liệu Tốc độ phát sinh chất thải được xác định dựa trên số liệu thực tế

và nếu cần thiết có thể sử dụng số liệu đã công bố

Hình 3.1: Xe thu gom đổ bỏ chất thải rắn tại bãi chôn lấp

3.2.2.2 Phương pháp phân tích khối lượng – thể tích

Mặc dù việc sử dụng số liệu khối lượng – thể tích cụ thể bằng cách cân và đo thể tích của mỗi xe vận chuyển sẽ cung cấp những thông in chính xác hơn về khối lượng riêng của những loại chất thải rắn của địa phương khảo sát, nhưng vấn đề là thật sự những thông gì cần thiết cho mục đích nghiên cứu?

3.2.2.3 Phương pháp phân tích cân bằng vật chất

Cách duy nhất để thu được số liệu đáng tin cậy về tốc độ phát sinh và mức dao động của chất thải rắn là phân tích cân bằng vật chất một cách chi tiết đối với từng nguồn phát sinh chất thải như từng hộ gia đình, từng hoạt động thương mại hoặc công nghiệp Trong một

số trường hợp, phương pháp cân bằng vật chất cần thiết để chứng minh sự phù hợp của các chương trình tái sinh chất thải

Hình 3.2 Sơ đồ định nghĩa phân tích cân bằng vật chất để xác định tốc độ phát sinh CTR

Ứng dụng cân bằng khối lượng vật chất

Điều khó khăn nhất trong thực tế áp dụng phương pháp phân tích cân bằng khối lượng để xác định khối lượng chất thải là việc xác định đúng tất cả các yếu tố đầu vào và đầu ra qua phạm vi hệ thống

3.2.3 Phân tích thống kê khối lượng chất thải

Để xây dựng hệ thống quản lý chất thải rắn thường cần phải xác định đặc tính hệ thống của tốc độ phát sinh chất thải rắn Ví dụ đối với nhiều hoạt động công nghiệp lớn, việc cung cấp dung tích thùng chứa để trữ lượng chất thải rắn lớn nhất ước tính được của một ngày nhất định là không thực tế Dung tích thùng chứa sử dụng phải dựa trên cơ sở phân tích thống kê tốc độ phát sinh chất thải và đặc điểm của hệ thống thu gom

3.3 TỐC ĐỘ PHÁT SINH VÀ TỐC ĐỘ THU GOM CHẤT THẢI RẮN

Vật liệu lưu trữ (nguyên liệu, sản phẩm, chất thải rắn) Dòng ra (khí đốt và tro)

Dòng ra (Chất thải rắn, chất thải rắn trong nước thải )

Dòng ra (vật liệu) Dòng ra (sản phẩm) Dòng vào (vật liệu)

Phạm vi hệ thống

3.3.1 Tốc độ phát sinh chất thải rắn

Dự đoán lượng chất thải rắn sẽ sinh ra theo từng loại chất thải của khu dân cư là rất cần

thiết Phương pháp ước tính lượng chất thải rắn sinh hoạt thường dựa trên cơ sở lượng

chất thải sinh ra tính trên đầu người trong một ngày đêm

3.3.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt

Sự phân bố các chất thải tạo thành chất thải rắn sinh hoạt của một khu dân cư được trình

bày trong Bảng 3.2 Trong trường hợp không có sẵn các số liệu thực tế, có thể sử dụng

các giá trị tốc độ phát sinh chất thải rắn sinh hoạt trong Bảng 3.2 để ước tính

3.3.1.2 Chất thải rắn từ khu dân cư và khu thương mại

Như trình bày ở Bảng 3.2, chất thải từ khu dân cư và khu thương mại, không kể các loại

chất thải đặc biệt và chất thải nguy hại, chiếm khoảng 50-75% tổng khối lượng chất thải

sinh hoạt của khu dân cư Số liệu về sự phát sinh chất thải rắn sinh hoạt từ khu dân cư và

khu thương mại trình bày trong Bảng 3.2 phải được hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện

địa phương Ví dụ, nếu sử dụng máy nghiền chất thải thực phẩm một cách rộng rãi thì

tổng khối lượng CTR sinh hoạt sẽ giảm đi một lượng tương ứng Dữ liệu và thông tin sử

dụng để dự đoán thành phần các chất thải đặc biệt được trình bày trong Bảng 3.3

Bảng 3.2 Khối lượng ước tính các thành phần chất thải tạo thành chất thải rắn sinh

hoạt sinh ra tính trên đầu người trong một ngày đêm ở Mỹ vào năm 1990

g

Đặc trưng

Khoảng Đặc trưng Khoảng Đặc trưng

Chất thải khu dân cư và khu

thương mại, không kể các loại chất

thải nguy hại và chất thải đặc biệt

50-75 62,0

1125-1700

1395,0 3,1-4,7 3,82

Chất thải đặc biệt (lượng lớn, thiết

bị điện tử dân dụng, rác vườn được

thu gom riêng, pin, dầu và vỏ xe)

Chất thải từ khu xây dựng và phá

dỡ

8-20 14,0 180-450 315,0 0,5-1,2 0,86 Chất thải từ dịch vụ

điện, white goods

Cách tốt nhất là xác định số gia đình, ước tính số lượng các loại vật dụng trong một gia đình, dùng số liệu thời gian sử dụng trung bình của mỗi loại Các loại vật dụng có thể sử dụng lại ở các hội từ thiện cũng phải được kể đến

Pin gia dụng 2,5 tỷ pin gia dụng được thải bỏ hàng năm ở Mỹ, có thể sử

dụng giá trị 10 pin/ng.năm để ước tính lượng chất thải

Ắc quy xe ô tô (acid-chì) 70-80 triệu ắc quy xe hơi được tiêu thụ và thay thế hàng

năm ở Mỹ Giá trị sử dụng để ước tính là 0,4 ắc quy/ng.năm

Dầu nhớt thải 200 triệu gallon dầu nhớt thải hàng năm Giá trị ước tính là

3.3.1.3 Chất thải rắn công sở

Nguồn chất thải rắn công sở bao gồm trường học, nhà tù và văn phòng của bệnh viện Ngoại trừ các chất thải phát sinh từ nhà tù và chất thải rắn bệnh viện, sự phân bố thành phần chất thải của CTR từ các nguồn này khá giống nhau nên có thể trộn lẫn với CTR từ khu dân cư và khu thương mại

3.3.2 Tốc Độ Thu Gom Chất Thải Rắn

Chất thải thu gom được là chất thải hỗn hợp (ở những khu dân cư không có chương trình tái sinh chất thải rắn) và chất thải đã phân loại tại nguồn (ở những khu dân cư có chương trình tái sinh chất thải) Mức chênh lệch giữa khối lượng chất thải sinh ra từ khu dân cư

và khu thương mại so với khối lượng chất thải thu gom để xử lý và thải bỏ vào khoảng từ 4-15% Khối lượng chênh lệnh chính là khối lượng chất thải (1) làm phân compost, (2) đốt lò sưởi, (3) thải ra cống rãnh, (4) chuyển cho các tổ chức nhân đạo, (5) bán tại các gara, (6) chuyển đến trung tâm phân loại và tái sinh, (7) tái sinh trực tiếp Một cách tổng quát, phần trăm chênh lệch giữa lượng chất thải sinh ra và lượng chất thải thu gom được

ở các căn hộ (4 – 6%) sẽ nhỏ hơn so với các hộ gia đình có diện tích thích hợp để làm phân compost (8 - 15%)

3.3.3 Sự Biến Thiên Tốc Độ Phát Sinh Và Tốc Độ Thu Gom

Lượng chất thải rắn sinh ra thay đổi hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng và thay đổi theo mùa Dữ liệu về tốc độ phát sinh chất thải rắn lớn nhất, nhỏ nhất từ các hộ gia đình, khu thương mại nhỏ, các khu dân cư nhỏ và lớn được trình bày trong Bảng 3.6 Các dữ liệu này có thể được sử dụng để lựa chọn thiết bị và kích thước của các đơn vị quản lý chất thải rắn Như trình bày ở Bảng 3.6, sự biến thiên tốc độ phát sinh chất thải rắn lớn nhất xảy ra ở các hộ gia đình và khu thương mại nhỏ Tốc độ phát sinh chất thải từ các khu dân cư thường lớn nhất vào mùa giáng sinh và vào những ngày vệ sinh nhà cửa vào mùa xuân Nói chung khi kích thước của nguồn phát sinh chất thải tăng (ví dụ từ hộ gia đình đến khu dân cư) thì mức độ biến thiên vào các ngày, tuần, và tháng cao điểm sẽ giảm Số liệu về khối lượng đặc trưng hàng tháng từ một trạm trung chuyển được trình bày trong Hình 3.4 Do đặc tính biến thiến không theo quy luật của tốc độ phát sinh chất thải như thể hiện ở Hình 3.4, việc ước tính tổng khối lượng chất thải thu gom được theo số liệu của một tháng cho trước sẽ gặp phải sai số rất lớn Ví dụ, nếu sử dụng khối lượng chất thải sinh ra từ tháng 2 để ước tính tổng khối lượng chất thải, khối lượng trung bình thực

sự sẽ bị sai lệnh khoảng 40%

Bảng 3.4 Hệ số phát sinh chất thải lớn nhất và nhỏ nhất đối với chất thải rắn từ các

hộ gia đình, khu thương mại nhỏ và các khu dân cư nhỏ và lớn

nhất

0.5

* Tỷ số giữa giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất so với giá trị trung bình

3.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHÁT SINH CHẤT THẢI

3.4.1 Ảnh hưởng của hoạt động giảm thiểu và tái sinh chất thải tại nguồn

3.4.1.1 Giảm chất thải tại nguồn

Việc giảm chất thải tại nguồn phát sinh có thể thực hiện được qua các bước thiết kế, sản xuất và đóng gói sản phẩm với hàm lượng chất độc hại nhỏ nhất, thể tích vật liệu sử dụng

ít nhất và thời gian hữu dụng của sản phẩm dài nhất Việc giảm chất thải cũng có thể xảy

ra ở các hộ gia đình, khu thương mại hoặc công nghiệp thông qua khuynh hướng mua một cách chọn lọc và tái sử dụng sản phẩm và vật liệu Bởi vì việc giảm chất thải tại nguồn không phải là yếu tố chính trong chương trình giảm chất thải hiện nay nên khó có thể ước tính được ảnh hưởng thực sự của chương trình giảm chất thải tại nguồn đến tổng lượng chất thải sinh ra Tuy nhiên, giảm chất thải tại nguồn sẽ trở thành yếu tố quan trọng của việc giảm khối lượng chất thải trong tương lai Ví dụ, nếu bưu phí của thư cỡ lớn tăng, lượng thư này sẽ giảm đáng kể Một số các khác có thể giảm được chất thải tại nguồn như:

- Giảm đóng gói không cần thiết hoặc đóng gói quá thừa;

- Phát triển và sử dụng các sản phẩm có tính bền và khả năng phục hồi cao hơn ;

- Thay thế các loại sản phẩm chỉ sử dụng được một lần bằng các sản phẩm có khả năng tái sử dụng được (ví dụ dùng đĩa và dao kéo, thùng đựng thức uống, vải quần áo và

khăn tấm loại có thể tái sử dụng được);

- Sử dụng ít tài nguyên hơn (ví dụ photo hai mặt);

- Tăng lượng vật liệu có thể tái sinh được trong sản phẩm;

- Phát triển các chương trình khuyến khích nhà sản xuất tạo ra ít chất thải

3.4.2.1 Quan điểm của quần chúng

Khối lượng chất thải sinh ra sẽ giảm đáng kể nếu người dân sẵn lòng thay đổi ý muốn của

họ – thay đổi thói quen và cách sống để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên và giảm gánh nặng kinh tế liên quan đến quản lý chất thải rắn Để có thể thay đổi được quan điểm của quần chúng cần thực hiện chương trình giáo dục cộng động

Hình 3.3: Người dân phân loại chất thải tại nguồn để tái sinh

3.4.2.2 Những tiểu bang của Mỹ có Luật về thải bỏ vở chứa thức uống

Nhiều tiểu ban đã có luật về thải bỏ vỏ chứa thức uống Luật được ban hành đầu tiên ở Oregan vào năm 1972 Ở những tiểu bang áp dụng luật này, lượng chai và lon trả lại nơi bán dao động trong khoảng 93-96% và 90-96%

3.4.2.3 Luật pháp

Có lẽ yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát sinh của một số loại chất thải là nhờ vào các quy định của địa phương, của tiểu bang và liên bang về việc sử dụng các loại vật liệu đặc biệt Ví dụ luật về vật liệu đóng gói và chứa thức uống Cũng có thể áp dụng phương pháp khác như khuyến khích mua và sử dụng vật liệu tái sinh được bằng cách giảm giá bán từ 5 – 10%

3.4.3 Ảnh hưởng của các yếu tố địa lý tự nhiên đến sự phát sinh chất thải

Các yếu tố địa lý tự nhiên có thể ảnh hưởng đến lượng chất thải sinh ra và lượng chất thải thu gom bao gồm vị trí, mùa trong năm, sử dụng máy nghiền rác thực phẩm từ nhà bếp, chu kỳ thu gom, và đặc điểm của khu vực

3.4.3.1 Vị trí địa lý

Vị trí địa lý, khí hậu có thể ảnh hưởng đến khối lượng cả thời gian phát sinh của một số loại chất thải Ví dụ, sự biến thiên khối lượng rác vườn sinh ra từ những nơi khác nhau phụ thuộc vào khí hậu Ở những vùng ấm áp, mùa trồng trọt sẽ dài hơn những nơi khác,

do đó, rác vườn thu gom được không những có khối lượng lớn hơn đáng kể mà thời gian phát sinh cũng lâu hơn Do tính biến thiên khối lượng của một số thành phần của chất thải rắn theo khí hậu, nên cần phải thực hiện nghiên cứu trong từng trường hợp cụ thể nếu như các giá trị này ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống thiết kế

3.4.3.2 Mùa trong năm

Khối lượng của một số thành phần chất thải rắn cũng bị ảnh hưởng của mùa trong năm

Ví dụ, khối lượng rác thực phẩm liên quan đến mùa trồng rau và trái cây

3.4.3.3 Sử dụng máy nghiền chất thải thực phẩm từ nhà bếp

Mặc dù việc sử dụng máy nghiền rác thực phẩm từ nhà bếp làm giảm đáng kể lượng chất thải thu gom từ nhà bếp, nhưng không thể hiện rõ ảnh hưởng đến sự phát sinh chất thải

Do việc sử dụng máy nghiền rác thực phẩm ở các hộ gia đình rất khác nhau ở những nơi khác nhau, nên cần phải tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của chúng trong từng trường hợp cụ thể Số liệu từ xử lý nước thải cho phép ước tính lượng chất thải rắn thêm vào từ các máy nghiền rác thực phẩm gia đình dao động trong khoảng 0,03 - 0,08 lb/ng.ngđ

(0,014 – 0,036 kg/ng.ngđ) Tuy nhiên, các số liệu từ xử lý nước thải chỉ thể hiện mức gia tăng lượng chất rắn tại trạm xử lý và không phản ánh được phần vật liệu đã bị hoà tan trong quá trình vận chuyển của chúng Trị số thực tế hơn để ước tính ảnh hưởng của máy nghiền rác thực phẩm là 0,08 - 0,12 lb/ng.ngđ (0,036 – 0,054 kg/ngngđ) Đối với các hộ gia đình có máy nghiền rác có thể giả sử rằng 25 - 33% tổng lượng chất thải thực phẩm sinh ra được nghiền

3.4.3.4 Tần xuất thu gom

Nhìn chung, nếu dịch vụ thu gom không bị hạn chế, chất thải sẽ được thu gom nhiều hơn Tuy nhiên, kết luận này không được phép áp dụng để suy luận rằng lượng chất thải sinh

ra sẽ nhiều hơn Ví dụ, nếu hộ gia đình chỉ có một hoặc hai thùng chứa rác trong một tuần, do giới hạn sức chứa của thùng, họ sẽ cất riêng báo và những vật liệu khác; trong khi đó, nếu dịch vụ thu gom không hạn chế, chủ hộ có khuynh hướng thải bỏ luôn cả những thành phần này Trong trường này, lượng chất thải sinh ra có thể giống nhau, nhưng lượng chất thải thu gom được sẽ rất khác nhau Như vậy, vấn đề cơ bản là ảnh hưởng của tần xuất thu gom đến sự phát sinh chất thải vẫn chưa được giải đáp

Hình 3.4: Các thùng chứa rác được đặt trong khu dân cư để thu gom định kì

CHƯƠNG 4 PHÂN LOẠI, LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ SƠ BỘ

CTRSH TẠI NGUỒN

Phân loại, lưu trữ và xử lý chất thải rắn tại nguồn trước khi thu gom là khâu thứ hai trong sáu khâu của hệ thống quản lý chất thải rắn Vì khâu này ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính của chất thải, đến hoạt động của các khâu tiếp theo, đến sức khoẻ cộng đồng và quan điểm của quần chúng về việc vận hành hệ thống quản lý chất thải rắn, nên việc hiểu rõ các yếu tố liên quan đến khâu này có ý nghĩa quan trọng

4.1 THU GOM VÀ PHÂN LOẠI CHẤT THẢI RẮN

4.1.1 Thu gom và phân loại chất thải rắn tại nguồn

Phân loại chất thải rắn tại nguồn trước khi thu gom là bước quan trọng trong quản lý chất thải rắn sinh hoạt của khu dân cư

4.1.2 Thu gom và phân loại chất thải rắn để tái sinh

Phân loại các thành phần chất thải rắn bao gồm giấy loại, carton, lon nhôm, thùng nhựa tại nguồn phát sinh là một trong những phương thức hiệu quả nhất để thu hồi và tái sử dụng vật liệu Khi các thành phần chất thải đã được tách riêng, vấn đề đặt ra là chủ hộ sẽ giải quyết các thành phần này như thế nào cho đến khi chúng được thu gom? Một số chủ

hộ lưu trữ những thành phần đã phân loại ở nhà họ và chuyển định kỳ đến các thùng chứa chất thải đã phân loại Một số chủ hộ khác mang chất thải đã phân loại và thải bỏ ngay vào các thùng chứa theo quy định

Hình 4.1: việc phân loại rác thải được thực hiện tại các bãi rác

4.1.3 Thu gom và phân loại chất thải rắn sinh hoạt tại các hộ gia đình

Có nhiều cách phân loại nhà ở khu dân cư, tuy nhiên, phân loại theo số tầng là cách phù hợp nhất đối với mục đích quản lý và phân loại chất thải rắn ở các hộ gia đình Theo cách phân loại này, nhà thấp hơn 4 tầng được gọi là nhà thấp tầng, nhà từ 4 đến 7 tầng được gọi là trung bình, và nhà cao hơn 7 tầng được gọi là nhà cao tầng Các nhà thấp tầng còn

có thể phân thành căn hộ riêng rẽ, dãy các căn hộ riêng rẽ, và căn hộ nhiều gia đình

4.1.3.1 Nhà thấp tầng loại căn hộ riêng

Dân cư ở các căn hộ riêng thấp tầng có trách nhiệm mang chất thải rắn và vật liệu tái sinh đến các thùng chứa đặt trong hoặc gần nhà (Bảng 4.1) Loại thùng chứa sử dụng tuỳ thuộc vào quy định về phân loại chất thải, có nơi quy định phân loại theo yêu cầu của nhà máy thu hồi vật liệu, có nơi yêu cầu phân loại theo mục đích xử lý,… Đối với một số hệ thống thu gom, chất thải hỗn hợp được chứa trong các thùng chứa tuỳ ý, không theo một tiêu chuẩn cụ thể nào Ở những hệ thống khác, chất thải hỗn hợp được chứa trong các thùng 90 gallon (340 L) có bánh xe (Hình 4.2) Trong cả hai hệ thống này, cư dân có trách nhiệm mang thùng chứa rác đến lề đường nơi thu gom

Bảng 4.1 Những người có trách nhiệm và các dụng cụ phụ trợ cần thiết để quản lý

và phân loại chất thải rắn tại nguồn

Nguồn Người chịu trách nhiệm Dụng cụ và thiết bị phụ trợ

Khu dân cư

- Nhà thấp tầng Cư dân Máy ép hộ gia đình, thùng chứa lớn có

bánh xe, xe đẩy tay nhỏ có bánh xe

- Nhà trung bình Cư dân, nhóm bảo trì chung

cư, dịch vụ trông nom nhà cửa, nhân viên quản lý

Máng đổ rác, máy nâng, xe thu gom, băng chuyền bằng khí nén

- Nhà cao tầng Cư dân, nhóm bảo trì chung

cư, dịch vụ trông nom nhà cửa

Máng đổ rác, máy nâng, xe thu gom, băng chuyền bằng khí nén

Từ sản xuất

công nghiệp

Nhân viên, dịch vụ trông nom nhà cửa Xe thu gom có bánh xe, dãy thùng chứa, máy nâng, băng tải

Từ nông nghiệp Chủ nông trại, nông dân Thay đổi tuỳ từng nơi

Đối với những hệ thống có phân loại chất thải, phần chất thải rắn còn lại sau khi đã tách riêng những thành phần có khả năng tái sinh tái sử dụng, được chứa trong những thùng chứa lớn hơn Thành phần đã tách riêng được chứa trong những thùng chứa đặc biệt hoặc các túi Ở một số khu dân cư, máy ép được dùng để làm giảm thể tích chất thải thu gom Chất thải sau khi ép được chứa trong các thùng hoặc túi nhựa hàn kín Cư dân có trách nhiệm mang thùng chứa rác và thùng chứa chất thải đã tách riêng để tái sinh tái sử dụng đến lề đường nơi thu gom chất thải Nhiều hệ thống thu gom khác nhau, có và không có tái sinh chất thải được trình bày tóm tắt trong Bảng 4.2

4.1.3.2 Nhà thấp tầng và trung bình

Phương pháp xử lý và phân loại chất thải rắn tại các khu nhà thấp tầng và trung bình cũng tương tự như các phương pháp áp dụng cho những căn hộ thấp tầng riêng lẻ, tuy nhiên, những phương pháp này có thể thay đổi đôi chút tuỳ thuộc vào vị trí lưu trữ chất thải và phương pháp thu gom Các vị trí lưu trữ chất thải có thể là tầng hầm, ngoài trời và đặc biệt là có máy ép rác Các hệ thống xử lý và phân loại chất thải tái sinh và không tái sinh ở những khu nhà thấp tầng và trung bình được trình bày trong Bảng 4.3

Chứa ở tầng hầm/thu gom bên lề đường Thu gom chất thải của các nhà thấp tầng và trung bình ở lề đường là phương án thông dụng Với hệ thống này, chủ toà nhà phải dành một phòng ở tầng hầm hoặc một khu vực để chứa chất thải Thùng chứa chất thải để tái sinh thường đặt trong hoặc gần khu vực chứa chất thải rắn Người dân sẽ mang chất thải đến đổ ở những thùng chứa thích hợp Nhân viên bảo trì có trách nhiệm chuyển các thùng chứa đến lề đường nơi thu gom chất thải Ở một số nơi, nhân viên bảo trì có trách nhiệm thu gom chất thải và vật liệu tái sinh đặt bên ngoài cửa các căn hộ hoặc phòng chung của mỗi tầng

Bảng 4.2 Các phương án thu gom chất thải rắn sinh hoạt khu dân cư từ các căn hộ riêng lẻ trong trường hợp không có và có phân loại chất thải tại nguồn

ST