Đồ án công trình xử lý rác thải

Biến rác thành phân compost chính là biến rác thành tiền. Không những thế, hoạt động này còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế khác như tiết kiệm chi phí chôn lấp rác, tận dụng được nguồn tài nguyên rác, tạo công ăn việc làm cho người dân. Vậy thì tại sao chúng ta không biến rác thành tiền và xem chúng là một nguồn tài nguyên thay vì coi đó là một vấn nạn xã hội. Do đó ,em đã chọn đề tài cho đồ án của mình là “ đề xuất tính toán và thiết kế xưỡng ủ phân compost cho thị xã Hà Tiên nhằm giảm sức ép đối với bải rác của thị xã góp phần ngăn chặn thảm họa ô nhiễm môi trường do rác gây nên đồng thời cung cấp phân bón hữu cơ sinh học để phục vụ cho nông nghiệp hỗ trợ cho đội cây xanh thị xã (cung cấp phân bón trồng hoa ,trồng cây xanh) góp phần làm cho thị xã Hà Tiên thêm tươi đẹp để sớm trở thành thành phố Hà Tiên

GIANG CÔNG SUẤT 50 TẤN/NGÀY

Sinh viên thực hiện

Lý Văn Thống MSSV : B1404289

Cán bộ hướng dẫn:

TS Nguyễn Xuân Hoàng

Cần Thơ 11, 2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI NÓI ĐẦU iv

LỜI CẢM ƠN v

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH HÌNH vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẮN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 2 3

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 3

2.1.1 Định nghĩa chất thải rắn 3

2.1.2 Nguồn chất thải rắn 3

2.1.3 Phân loại chất thải rắn 5

2.2 THÀNH PHẦN LÝ HỌC–SINH HỌC–HÓA HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN 6

2.2.1 Thành phần chất thải rắn 6

2.2.2 Tính chất chất thải rắn 7

2.2.3 Thành phần sinh học 14

2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CTR ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 17

2.3.1 Ảnh hưởng đến môi trường không khí 17

2.3.2 Ảnh hưởng đến môi trường nước 17

2.3.3 Ảnh hưởng đến môi trường đất 18

2.3.4 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người 18

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 18

2.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 19

1

2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học và hóa học 21

2.4.3 Phương pháp chôn lấp 21

2.5 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PP Ủ PHÂN COMPOST 22

2.5.1 Khái niệm 22

2.5.2 Các phương pháp ủ phân compost 23

2.5.3 Các phản ứng sinh hóa trong quá trình ủ phân compost 29

2.5.4 Các giai đoạn ủ phân compost 29

2.5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân compost 29

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG QUẢN LÍ CHẤT THẢI RẮN TẠI QUẬN BÌNH THỦY 35

3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 35

3.1.1 Vị trí địa lý 35

3.1.2 Địa hình 36

3.1.3 Khí hậu – thủy văn 37

3.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI - GIÁO DỤC 37

3.2.1 Điều kiện kinh tế 37

3.2.2 Điều kiện xã hội 38

3.2.3 Điều kiện giáo dục 39

3.3 HIỆN TRẠNG THU GOM VÀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THỊ XÃ HÀ TIÊN… 39

3.3.1 Hiện trạng chất thải rắn ở Thị Xã Hà Tiên 39

3.3.2 Chất thải rắn sinh hoạt ( RSH ) 40

3.3.3 Chất thải rắn công nghiệp (RCN) 42

3.3.4 Chất thải rắn y tế (RYT) 42

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN 43

PHƯƠNG PHÁP Ủ PHÂN COMPOST 43

4.1 CƠ SỞ PHÁP LÝ 43

4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN 43

4.2.1 Các dấu hiệu cho biết quá trình ủ phân đã kết thúc 43

4.2.2 Các yêu cầu, tiêu chí đánh giá và phương pháp chọn các phương án 43

4.2.3 Đề xuất phương án 44

Phương án 1 44

Phương án 2 46

 Phương án 3 48

4.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 49

CHƯƠNG 5

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 51

5.1 DỰ ĐOÁN LƯỢNG RÁC ĐẾN NĂM 2025 51

5.2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG Ủ PHÂN COMPOST 52

5.2.1 Thiết kế bải chứa tiếp nhận rác 53

5.2.2 Khu phân loại rác và khu sau phân loại: 54

5.2.3 Tính toán thiết kế cho công đoạn nghiền rác và sàng lọc: 54

5.2.4 Thiết kế bể ủ thô 55

5.2.5 Thiết kế công đoạn ủ chín 57

5.2.6 Diện tích trồng cây: 58

5.2.7 Hệ thống thông khí: 58

5.2.8 Thiết kế công trình phụ 59

CHƯƠNG 6 KHÁI TOÁN CÔNG TRÌNH 60

Ước tính phí đầu tư xây dựng 64

Ước tính tính đầu tư thiết bị 65

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

6.1 KẾT LUẬN 67

6.2 KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

3

LỜI NÓI ĐẦU

Bảo vệ môi trường ngày nay đã trở thành vấn đề vô cùng cấp bách và trọng yếucủa mọi quốc gia, vì nó liên quan tới vấn đề sống còn của nhân loại Cùng với sự pháttriển của Khoa học và Công nghệ, cùng với phát kiến về thế giới xung quanh và động

cơ làm giàu một cách vị kỷ, nhiều quốc gia, nhiều công ty, tập đoàn xuyên quốc gia đãtàn phá môi trường – cái nôi nuôi dưỡng chính họ và con người bước đầu đã nhận ranguy cơ này Nhân loại đã thấy rằng, vấn đề của môi trường là vấn đề toàn cầu Ý thứcđược tầm quan trọng của vấn đề này, nước ta đã tham gia các công ước về môi trường

Đất nước ta đang trên đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa và là một nước đôngdân, có mật độ dân cư cao Song song với quá trình ấy, cơ sở vật chất còn nghèo nàn,trang thiết bị cũ kỹ, công nghiệp còn lạc hậu, trình độ nhận thức và ý thức về môitrường của mọi người còn chưa cao, dẫn đến sự tăng nhanh các chất thải sinh hoạt vàsản xuất xả vào môi trường xung quanh Các nguồn chất thải này chưa được quản lýtốt, xử lý một cách thô sơ hoặc không được xử lý Điều đó đã dẫn đến sự ô nhiễm trầmtrọng môi trường sống, ảnh hưởng toàn diện đến sự phát triển kinh tế của xã hội, củađất nước, sức khỏe đời sống của nhân dân và là bạn đồng hành của sự đói nghèo và lạchậu

Để chủ động ngăn chặn sự ô nhiễm môi trường do rác thải gây ra và bảo vệ đếnsức khỏe của người dân Chính vì vây, điều cần thiết mà chúng ta làm hiện nay là xâydựng một mô hình xử lý rác thải nhằm hướng đến một đô thị xanh-sạch-đẹp trongtương lai

Sinh viên thực hiện

Lý Văn Thống

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:

- Thầy Nguyễn Xuân Hoàng, thuộc bộ môn Kĩ Thuật Môi Trường, khoa MôiTrường và Tài Nguyên Thiên Nhiên, trường Đại học Cần Thơ đã hết lòng tậntụy hướng dẫn để tôi cũng như các bạn khác hoàn thành tốt đồ án này

- Tôi chân thành cảm ơn ,anh chị và các thành viên kỹ thuật môi trường đã giúp

đỡ nhiệt tình, hỗ trợ hết mình và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt đồ án

- Rất mong được sự ý kiến của Thầy để tôi có thể rút kinh nghiệm và hoàn thànhtốt trong những môn còn lại trong giảng đường Đại học Cuối cùng, tôi xin kính chúcThầy, dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý

Sinh viên thực hiện

Lý Văn Thống

5

DANH SÁCH BẢNG Bảng.1: Nguồn và các loại rác tiêu biểu 3

Bảng.2: Độ ẩm của rác sinh hoạt 7

Bảng.3: Trọng lượng riêng và ẩm độ các thành phần của rác đô thị 9

Bảng.4: Số liệu tiêu biểu về các chất trơ & năng lượng chứa trong rác đô thị 12

Bảng.5: Thành phần hóa học của các hợp chất cháy được của CTR 13

Bảng.6 : Tỉ lệ phân hủy sinh học của một số thành phần hữu cơ trong rác theo hàm lượng lignin 16

Bảng.7: Các phương pháp xử lý CTR 19

Bảng.8: Tỷ số C/N của một số chất thải 30

Bảng.9: Yêu cầu kỹ thuật về phân hữu cơ vi sinh sản xuất từ rác thải sinh hoạt 34

Bảng.10:Tổng khối lượng CTR phát sinh hiện trạng tại Thị xã Hà Tiên 40

Bảng.11:Tỷ lệ thu gom CTR hiện trạng tại Thị xã Hà Tiên 40

Bảng.12: Các loại thành phần trong rác thải 41

Bảng.13 : Tỷ lệ các nguồn phát sinh rác đô thị 42

Bảng.14 Ưu và khuyết điểm các phương án 50

Bảng.15 : Kết quả của mỗi chỉ tiêu 51

Bảng.16 : Dự báo khối lượng rác thu gom thị xã Hà Tiên được đến năm 2025 52

Bảng.17 : Yêu cầu kỹ thuật 53

Bảng 18: khu ủ thô 22 bể … ………61

Bảng 19: Ước tính phí đầu tư xây dựng……… 64

Bảng 20: Ước tính tính đầu tư thiết bị……… 65

DANH SÁCH HÌNH Hình.1: Qui trình công nghệ ủ yếm khí tùy nghi 24

Hình 2: Quy trình công nghệ ủ hiếu khí 27

Hình.3: Bản đồ địa chính thị xã Hà tiên 36

Hình 4: Sơ đồ phương án 1 44

Hình 5 : Sơ đồ phương án 2 46

Hình 6: Sơ đồ phương án 3 49

Hình 7: Máy nghiền rác 55

Hình 8: Mặt bằng khu vực ủ thô 57

Hình 9:Mặt bằng khu vực ủ chín 58

7

9

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẮN ĐỀ

Thị Xã Hà Tiên là vùng đất có vị trí quan trọng trong giao thương quốc tế, đặc biệt

là với các nước Campuchia, Thái Lan Bên cạnh đó, Hà Tiên là cửa ngõ tiền tiêu vớiđường biên giới dài 13,7 km giáp với Vương quốc Campuchia Trước đây, dưới thờiPháp thuộc, Hà Tiên đã từng là trung tâm của một tỉnh Sau ngày giải phóng, Hà Tiên

là một huyện, đến năm 1998 được chia tách thành huyện Kiên Lương và thành lập thị

xã Hà Tiên cho đến nay.Trên lĩnh vực kinh tế, đẩy mạnh công tác tuyên truyền, quảng

bá và xây dựng thương hiệu du lịch Hà Tiên phát triển du lịch khai thác tối đa tiềmnăng du lịch của địa phương

Vấn đề vệ sinh môi trường luôn là mục tiêu hàng đầu của các cấp lãnh đạo thànhphố Đặc biệt chất thải rắn là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động đếncảnh quan đô thị và môi trường sinh thái ãnh hưởng nghiêm trọng đối với sự phát triểnkinh tế du lịch của thị xã Hà Tiên và đe dọa trực tiếp đến đời sống và sức khỏe củangười dân trong khu vực

Năm 2012 dân số toàn thị xã là 77.191 người, mật độ dân số bình quân toàn thị xã

775 người/ km2 , trong đó dân số khu vực nội thị 61.642 người, chiếm 79,85%, dân sốkhu vực ngoại thị 15.549 người, chiếm 20,14% Hiện nay thị xã có 7 đơn vị hành chínhtrực thuộc gồm 4 phường và 3 xã.Tổng lượng CTR phát sinh khoảng 47,16 tấn/ngày.Trong đó CTRSH khoảng 41,52 tấn/ngày, CTRYT khoảng 0,14 tấn/ngày, CTRXDkhoảng 5,5 tấn/ngày Bãi rác rộng 10ha, tại khu phố III, phường Đông Hồ, là bãi chônlấp hợp vệ sinh Hiện tại bãi rác chỉ sử dụng được 1/3 diện tích, những lượng rác nàyhầu như được đem chôn lấp

Biến rác thành phân compost chính là biến rác thành tiền Không những thế, hoạtđộng này còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế khác như tiết kiệm chi phí chôn lấp rác, tậndụng được nguồn tài nguyên rác, tạo công ăn việc làm cho người dân

Vậy thì tại sao chúng ta không biến rác thành tiền và xem chúng là một nguồn tàinguyên thay vì coi đó là một vấn nạn xã hội Do đó ,em đã chọn đề tài cho đồ án củamình là “ đề xuất tính toán và thiết kế xưỡng ủ phân compost cho thị xã Hà Tiên nhằmgiảm sức ép đối với bải rác của thị xã góp phần ngăn chặn thảm họa ô nhiễm môitrường do rác gây nên đồng thời cung cấp phân bón hữu cơ sinh học để phục vụ chonông nghiệp hỗ trợ cho đội cây xanh thị xã (cung cấp phân bón trồng hoa ,trồng câyxanh) góp phần làm cho thị xã Hà Tiên thêm tươi đẹp để sớm trở thành thành phố HàTiên

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

 Đưa ra quy trình chế biến phân Compost từ rác sinh hoạt của thị xã Hà Tiên mộtcách tối ưu nhất trước tình hình chất thải rắn sinh hoạt ngày càng gia tăng nhanhchóng, có khả năng gây nhiều tác hại đến con người và môi trường trong mộttương lai gần

 Tính toán và thuyết kế công trình (khái toán công trình )

 Góp phần bảo vệ môi trường, giữ cho thị xã Hà Tiên luôn xanh – sạch – đẹp

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

 Thu thập số liệu về tình hình quản lý và xử lý chất thải rắn của thị xã Hà Tiên

 Tham khảo tài liệu có liên quan đến đề tài

 Khảo sát khối lượng rác của thị xã Hà Tiên

 Phân tích thành phần trong rác thải sinh hoạt

 Dự báo lượng chất thải rắn phát sinh cho đến năm 2025

 Đề xuất, lựa chọn, thiết kế quy trình công nghệ sản xuất phân compost từ rác thảihữu cơ tại thị xã Hà Tiên

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN

2.1.1 Định nghĩa chất thải rắn

Chất thải rắn có rất nhiều định nghĩa, chất thải rắn là những chất thải dạng rắn,phát sinh do quá trinh hoạt động của cong người và sinh vật, bị bỏ đi khi nó không còngiá trị sử dụng

Chất thải rắn (CTR) là tất cả các chất thải ở dạng rắn sinh ra do các hoạt động củacon người ( sinh họat, sản xuất, tiêu dùng,…) và động vật gây ra Đó là các vật liệuhàng hóa không còn sử dụng được hay không còn hữu dụng đối với người sở hữu của

nó nên bị bỏ đi, kể cả chất thải của các hoạt động sống của sinh vật

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2005.)

Rác, chất thải rắn xuất hiện đồng thời với sự xuất hiện của động vật và con ngườitrên trái đất Lấy từ tài nguyên trên trái đất những vật liệu, thức ăn để phục vụ cho đờisống của con người để rồi thải các chất thải rắn ra môi trường xung quanh

(Nguồn: Lê Huy Bá, 2000.)

Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc sệt (còn gọi là bùn thải) được thải ra từ sản

xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác (theo Nghị định số

38/2015/NĐ-CP).

Theo Nghị định 59/2007/NĐ-CP của Chính phủ (2007) thì chất thải rắn là chất thải

ở thể rắn, được thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc cáchoạt động khác

2.1.2 Nguồn chất thải rắn

Rác được sinh ra từ các quá trình sinh hoạt hay sản xuất của con người Nó sinh ra

ở các hộ gia đình, khu dân cư, khu công nghiệp, thương mại,… hoặc từ nhiều quá trìnhsản xuất khác

Bảng 0: Nguồn và các loại rác tiêu biểu

Nguồn Các hoạt động và khu vực liên quan đễn việc sản sinh ra rác Các thành phần rác

Khu dân cư Các hộ gia đình(nhà riêng, tập thể,

cao tầng)

Thức ăn thừa, rác, tro vàcác loại khác

Khu thương mại Cửa hiệu, nhà hàng, khách sạn, chợ,

xưởng in, sửa chữa ô tô, … Thức ăn thừa, rác, tro,chất thải do quá trình

phá vỡ và xây dựng vàcác loại khác (có rácnguy hại)

Cơ quan Trường học, bệnh viện, cơ quan nhà

Thức ăn thừa, rác, tro,chất thải do quá trìnhphá vỡ và xây dựng vàcác loại khác (đôi khi córác nguy hại)

Dịch vụ công cộng Đường phố, khu vui chơi, bãi biển,

Khu xử lý Nước, nước thải và các qui trình xử

lý khác Các chất thải sau xử lý,thường là bùnCông nghiệp (sản

xuất) Xây dựng, dệt, công nghiệp nặng,công nghiệp nhẹ, lọc dầu, hóa chất,

khai thác mỏ, điện,…

Các chất thải từ quitrình sản xuất, các mảnhvụn nguyên liệu, rác từsinh hoạt của côngnhân…

Khu sản xuất nông

nghiệp Ruộng vườn, chăn nuôi Phụ phế phẩm nôngnghiệp, rác, các chất

thải nguy hại

(Nguồn: Giáo trình quản lý và xử lý CTR, Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013)

2.1.3 Phân loại chất thải rắn

Chất thải rắn sinh hoạt được phân loại tại nguồn phù hợp với mục đích quản lý, xử lýthành các nhóm như sau: Nhóm hữu cơ dễ phân hủy (nhóm thức ăn thừa, lá cây, rau,

củ, quả, xác động vật); Nhóm có khả năng tái sử dụng, tái chế (nhóm giấy, nhựa, kim

loại, cao su, ni lông, thủy tinh); Nhóm còn lại (theo Nghị định số 38/2015/NĐ-CP).

Theo GS.TS Trần Hiếu Nhuệ chất thải rắn được chia thành các nhóm sau:

 Theo bản chất và nguồn gốc tạo thành,:

- Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm: Kim loại, sành sứ, thủy tinh gạch ngối, đất, đá, cao

su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng,…

- Chất thải rắn công nghiệp: Là chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất côngnghiệp, tiểu công nghiệp Bao gồm bao bì dống gói sản phẩm, các phế phẩm từ nguyênliệu phục vụ cho sản xuất, tro, xỉ trong các nhà máy nhiệt điện

- Chất thải xây dựng: Là các chất phế thải như đất, đá, gạch, ngói, bê tông vỡ do cáchoạt động phá đỡ, xây dựng công trình

- Chất thải nông nghiệp: Là những chất thải và mấu thải ra từ cá , hoạt động nôngnghiệp như: trồng trọt, của các lò giết mỏ gia súc,…

 Theo mức độ nguy hại

- Chất thải nguy hại: Bao gồm các loại chất dễ gây phản ứng, độc hại, chất thải sinhhọc dễ thối rữa, các chất dễ cháy, nổ hoặc các chất phóng xạ, các chất nhiễm khuẩn, lâylan,…

- Chất thải không nguy hại: Là những chất thải không chứa các chất và các hợp chất

có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thành phần

Theo nghị định 59/2007/NĐ-CP của Chính phủ (2007) thì CTR thông thường từcác nguồn thải khác nhau dược phân loại theo hai nhóm chính:

 Nhóm các chất có thể thu hồi để tái sử dụng, tái chế: phế liệu thải ra từ quá trìnhsản xuất, các thiết bị điện, điện tử dân dụng và công nghiệp, các phương tiện giaothông, các sản phẩm phục vụ sản xuất và tiêu dùng đã hết hạn sử dụng; bao bì bằnggiấy, kim loại, thuỷ tinh, hoặc chất dẻo khác

 Nhóm các chất thải cần xử lý, chôn lấp: các chất thải hữu cơ (các loại cây, lá cây,rau, thực phẩm, xác động vật, ), các sản phẩm tiêu dùng chứa các hoá chất độc hại(pin, ắc quy, dầu mỡ bôi trơn, ), các loại chất thải rắn khác không thể tái sử dụng.

2.2 THÀNH PHẦN LÝ HỌC–SINH HỌC–HÓA HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN

2.2.1 Thành phần chất thải rắn

Thành phần của chất thải rắn rất đa dạng và đặc trưng cho từng loại đô thị (thóiquen, mức độ văn minh, tốc độ phát triển…) Một số đặc trưng điển hình của chất thải

ở Việt Nam:

- Hợp phần có thành phần hữu cơ cao (50,27% - 62,22%)

- Chứa nhiều đất cát, sỏi đá vụn, gạch vỡ, vỏ sò, sành sứ…

- Độ ẩm cao, nhiệt trị thấp (900kcal/kg)

Theo Lê Hoàng Việt (2005), thành phần của rác là:

- Thức ăn thừa (rác thực phẩm): Là các mảnh vụn thực vật, động vật trong các quátrình chế biến và ăn uống của con người Loại rác này bị phân hủy và thối rửa nhanh(đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao) gây nên mùi hôi

- Các thứ bỏ đi: Bao gồm các loại chất rắn cháy được và không cháy được của giađình, cơ quan, khu dịch vụ ngoại trừ thức ăn thừa và các chất dễ thối rửa

 Các loại cháy được như vải, giấy, carton, nhựa, cao su, da, gỗ, lá, cành cây cắttỉa từ cây kiểng

 Các loại không cháy là: Những vật liệu trơ như thủy tinh, sành sứ, gạch nung,kim loại và số ít vật liệu cháy cục bộ cũng được kể vào thành phần trên

- Rác trong quá trình tháo dở và xây dựng: bao gồm bụi, gạch vụn, bê tông, vữa,các ống nước hư và các thiết bị điện bị bỏ đi

- Chất thải từ các nhà máy xử lý: Ở dạng rắn và bán rắn thành phần tùy thuộc vàoquy trình xử lý

- Chất thải nông nghiệp: Phụ phế phẩm nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi), rơm,

rạ, phân gia súc

- Rác độc hại:

+ Rác độc hại của khu đô thị bao gồm những vật liệu có kích thước lớn, nhữngdụng cụ tiêu thụ điện đã hao mòn hay thậm chí lỗi thời như radio, stereo, bếp điện, tủ

lạnh, máy rửa, máy giặt,……Những món rác trên cần được thu gom riêng và tháo gỡ

để lấy lại một số vật liệu cho việc tái sử dụng

+ Pin và bình acquy cũng là một trong những nguồn rác độc hại từ các hộ giađình và các phương tiện giao thông Loại rác này có chứa một lượng lớn kim loại nhưthủy ngân, bạc, kẽm, nicken, catmi

+ Dầu cặn thất thoát từ việc thu thập khai thác và tái sử dụng nếu không thugom riêng thì sẽ trộn lẫn với các loại rác thải khác và làm giảm giá trị tái sử dụng

+ Bánh xe cao su cũng được tính là một loại rác thải độc hại do sự phân hủychúng rất lâu và gây tác động xấu đến nơi chôn lấp

+ Ngoài ra, các hóa chất gây cháy nổ, phóng xạ, ăn mòn, các nguồn rác từ khubệnh viện,… Ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người

2.2.2 Tính chất chất thải rắn

2.2.2.1 Tính chất vật lý của chất thải rắn

Những tính chất vật lý quan trọng nhất của chất thải rắn đô thị là trọng lượng riêng

Độ ẩm, kích thước, sự cấp phối hạt, khả năng giữa ẩm tại thực địa, độ xốp của rác néncủa các vật chất trong thành phần chất thải rắn

 Độ ẩm

Độ ẩm CTR được định nghĩa là lượng nước chứa trong một đơn vị trọng lượng chất

thải ở trạng thái nguyên thủy ( Trần Hiếu Nhuệ và CTV, 2001)

Độ ẩm của rác đô thị biến thiên từ 15-40% phụ thuộc vào thành phần rác, mùa trong

năm, ẩm độ không khí, thời tiết,… (Lê Hoàng Việt, 1998)

Theo Lê Hoàng Việt (2005) ẩm độ tương đối được xác định bằng cách đem từng

thành phần sấy khô ở 1050C trong 1 giờ, sau đó đem cần lại và tính % ẩm độ:

a : trọng lượng ban đầu của mẫu

b : trọng lượng sau khi sấy khô ở nhiệt độ 1050C

Bảng 0: Độ ẩm của rác sinh hoạt

Trọng lượng riêng thải đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí địa lý, mùa trongnăm, thời gian lưu trữ chất thải… trọng lượng riêng của một chất thải đô thị điển hình

là khoảng 500 lb/yd3 (300kg/m3)

Ghi chú: 1lb = 0,4536 kg, 1yd3 = 0,764m3

Phương pháp xác định trọng lượng riêng của chất thải rắn:

Mẫu chất thải rắn để xác định trọng lượng riêng có thể có thể tích khoảng 500lít sau khi xáo trộn bằng kỹ thuật “Một phần tư” các bước tiến hành như sau:

1 Đổ nhẹ mẫu chất thải rắn vào phòng thí nghiệm có thể tích đã biết (tốt nhất làthùng có dung tích 100 lít) cho đến khi chất thải đầy đến miệng thùng

2 Nâng thùng chứa lên cách mặt sàn khoảng 30 cm và thả rơi tự do, lặp lại 04 lần

3 Tiếp tục làm đầy thùng bằng cách đổ thêm mẫu chất thải rắn vào thùng thínghiệm để bù vào phần chất thải đã đè xuống.

4 Cân và ghi khối lượng của cả thùng thí nghiệm và chất thải rắn

5 Trừ khối lượng cân được ở trên cho khối lượng của thùng thí nghiệmđược khối lượng của phần chất thải thí nghiệm

6 Chia khối lượng tính từ bước trên cho thể tích của thùng thí nghiệm ta đượckhối lượng của phần chất thải rắn thí nghiệm

7 Lập lại thí nghiệm ít nhất hai lần để có giá trị trọng lượng riêng trung bình

Bảng 0: Trọng lượng riêng và ẩm độ các thành phần của rác đô thị

Khoảng biến thiên

Giá trị tiêu biểu

 Kích thước và cấp phối hạt

Kích thước và cấp phối hạt đóng vai trò rất quan trọng trong việc tínhtoán, thiết kế các phương tiện cơ khí như thu hồi vật liệu, đặc biệt là sử dụng các sànlọc phân loại bằng máy hoặc phân chia bằng phương pháp từ tính Kích thước củatừng thành phần chất thải có thể xác định bằng 1 hoặc nhiều phương pháp như sau:

 Kích cỡ của các hạt và tỉ lệ của chúng:

Kích cỡ của các hạt và tỉ lệ của chúng trong rác là một yếu tố quan trọng trong quátrình tái chế lại nguyên vật liệu, đặc biệt là các công đoạn sàng, rây hay phân loại vậtliệu theo từ tính

Các biến đổi lý học: không biến đổi từ thể rắn sang các thể khí hay lỏng.

- Phân loại thành phần rác: có thể thực hiện bằng thủ công hoặc cơ khí Quá trình nàynhằm tạo ra các thành phần tương đối đồng nhất về chủng loại để phục vụ cho việc tái

sự dung, tái chế và xử lý về sau

- Làm giảm thể tích rác bằng quá trình cơ học: sử dụng các thiết bị nén giúp làmgiảm chi phí vận chuyển ở các xe ép rác; giảm diện tích sử dụng ở các khu vực chônlấp rác; giảm thể tích và giá chuyên chở đến các cơ sở tái chế

- Làm giảm kích thước rac bằng quá trình cơ học: như cắt, xay, nghiền rác nhằm tạonên một hỗn hợp rác có kích thước đồng nhất và nhỏ hơn kích thước ban đầu Tổng thểtích có thể tăng lên

Theo Nguyễn Văn Phước (2009), khi sử dụng các phương pháp khác nhau thì kết quả

sẽ có sự sai lệch Do đó tùy thuộc vào hình dáng kích thước của chất thải mà chúng tachọn phương pháp đo lường cho phù hợp Khả năng giữ nước và thấm nước tại thựcđịa (hiện trường)

 Khả năng giữ nước thực tế của CTR là tổng lượng nước mà rác có khả năng giữ

lại trong mẫu sau khi đã để nước chảy xuống tự do theo tác động của trọng lực Khảnăng giữ nước của rác là một đặc tính tương dối quan trọng trong việc chôn lấp rác vì

nó liên quan đến việc tạo nên nước rỉ của rác khi rác đem chôn có lượng nước trongrác vượt quá năng giữ nước của nó Khả năng giữ nước phụ thuộc vào thành phần rác,

trạngthái phân hủy, áp suất,…

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2005)

 Khả năng thấm dẫn của rác nén:

Theo Nguyễn Văn Phước (2009): Tính thấm của CTR đã được nén là một tính chất

vật lý quan trọng, chi phối và điều khiển sự di chuyển của chất lỏng (nước rò rỉ, nướcngầm, nước thấm) và chất khí bên trong bãi rácHệ số thấm được tính như sau:

Trong đó:

K – hệ số thấm, m2/s

C – hằng số không thứ nguyên

d – kích thước trung bình trong các lỗ rỗng trong rác, m

γ – trọng lượng riêng của nước, kg.m/s2

μ – độ nhớt động học của nước, Pa.s

k – độ thấm riêng, m2

Độ thấm riêng k = Cd2 phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của chất thải rắn baogồm: sự phân bố kích thước của các lỗ rỗng, bề mặt riêng, tính góc cạnh, độ rỗng Giátrị điển hình cho độ thấm riêng đối với chất thải rắn được nén trong bãi rắn nằm trongkhoảng m2/s theo phương đứng và khoảng 10-10 m2/s theo phương ngang

2.2.2.2 Tính chất hóa học của chất thải rắn

Các thông tin về thành phần hóa học đóng vai trò rất quan trọng trong việcđánh giá các phương pháp lựa chọn phương thức xử lý và tái sinh chất thải Có 04phân tích hóa học quan trọng nhất là:

- Phân tích gần đúng sơ bộ

- Điểm nóng chảy của tro

- Phân tích cuối cùng (các nguyên tố chính)

- Hàm lượng năng lượng của chất thải rắn.

 Phân tích sơ bộ

Phân tích sơ bộ gồm các thí nghiệm sau:

- Độ ẩm (lượng nước mất đi sau khi sấy ở 1050C trong 1h)

- Chất dễ cháy bay hơi (trọng lượng mất đi thêm vào khi đem mẫu chất thải rắn

đã sấy ở 1000C trong 1h, đốt cháy ở nhiệt độ 9500C trong lò nung kín)

- Carbon cố định (phần vật liệu còn lại dễ cháy sau khi loại bỏ các chất bay hơi)

- Tro (trọng lượng còn lại sau khi đốt cháy trong lò hở)

 Điểm nóng chảy của tro

Điểm nóng chảy của tro là nhiệt độ đốt cháy chất thải để tro sẽ thành một khốirắn (gọi là clinker) do sự nấu chảy và kết tụ, và nhiệt độ này khoảng 2000 đến 22000F(1100 đến 12000C)

 Phân tích cuối cùng các thành phần tạo thành chất thải rắn

Phân tích cuối cùng các thành phần tạo thành chất chủ yếu xác định phần trăm (%)của các nguyên tố C, H, O, N, S và tro Kết quả phân tích cuối cùng mô tả các thànhphần hóa học của chất hữu cơ trong chất thải rắn Kết quả này còn đóng vai trò rấtquan trọng trong việc xác định tỉ số C/N của chất thải có thích hợp cho quá trìnhchuyển hóa sinh học hay không

 Hàm lượng năng lượng của các thành phần chất thải rắn

- Hàm lượng năng lượng của các thành phần chất hữu cơ trong chất thải rắn cóthể xác định bằng một trong các cách sau:

- Sử dụng nồi hay lò chưng cất qui mô lớn

- Sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí nghiệm

- Bằng cách tính toán nếu công thức hóa học hình thức được biết

Nhiệt trị

Giá trị nhiệt tạo thành khi đốt chất thải rắn

Giá trị này được xác định theo công thức Dulong cải tiến:

Nhiệt trị rác Btu/lb = 145C + 610(H2 – 1/8O2) + 40S + 10N) KJ/kg = (Btu/lb).2,326 ; (%)

Với: C: cacbon (%), H: hydrogen (%), O: oxygen (%), S: sulfur (%), N: nitơ (%)

Btu/lb (trọng lượng khô)= Btu/lb (rác khi loại thải) * [100/(100 - % ẩm độ - %tro)]Trong đó:

C: % trọng lượng của Carbon H: % trọng lượng của Hidro.

O: % trọng lượng của Oxi

S: % trọng lượng của Sulfua N: % trọng lượng của Nitơ

Bảng 0: Số liệu tiêu biểu về các chất trơ & năng lượng chứa trong rác đô thị

Thành phần

Chất trơ, % sau khi đốt hoàn

Khoảng biến thiên Giá trị tiêu biểu Khoảng biến thiên Giá trị tiêu biểu

(Btu/lb x 2,326 = KJ/kg (George Tchobanoglous et al 1977)

Bảng 0: Thành phần hóa học của các hợp chất cháy được của CTR.

Hợp phần % trọng lượng theo trạng thái khô

37,64444,622,831,2không xđ11,63842,72

2,60,30,3không xđ4,62103,40,20,5

0,40,20,2không xđ4,6không xđ0,40,30,10,2

565102,4510104,51,568

(Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái, Quản lý chất thải rắn đô thị, NXB Xây Dựng – Hà Nội -2001)

Các biến đổi hóa học:

 Đốt rác:

{CHON}+ O2 N2 + CO2 + H2O + tro + nhiệt

 Nhiệt phân: các chất hữu cơ không bền ở nhiệt độ cao bị phân hủy bởi quá trìnhcracking nhiệt và ngưng tụ trong điều kiện không có oxy tạo nên các chất khí, lỏng,rắn

 Gasification ( hóa khí ) là quá trình đốt không hoàn toàn các vật liệu có chứ C đểtạo các chất khí có thể cháy được như CO, H2 và một số hydrocarbon bão hòa, chủyếu là CH4 Khí này được sử dụng trong các lò hơi hoặc các động cơ đốt trong

 Các biến đổi hóa học khác

 Hemicellulose và các hợp chất tạo thành từ đường 5 và 6 cacbon

 Cellulose và các hợp chất tạo thành từ đường 6 cacbon

 Chất béo, dầu và sáp (este của rượu và axit béo chuỗi dài)

 Lignin và các chất cao phân tử có chứa nhân thơm với nhóm metoxyl (-OCH3),chất này hiện diện trong giấy in và giấy bồi.

 Lignocellulose: Là kết hợp của lignin và cenllulose

 Protein: Là sự kết hợp các chuỗi amino axit

Khả năng phân hủy sinh học của các chất hữu cơ:

Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS), xác định bằng cách nung CTR ở nhiệt độ 950ºC,thường được dùng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của phần hữu cơ trong rác

đô thị để thay thế thông số VS người ta dùng hàm lượng lignin để ước lượng khả năngphân hủy sinh học của rác đô thị thông qua mối quan hệ trong phương trình sau:

Bảng 0 : Tỉ lệ phân hủy sinh học của một số thành phần hữu cơ trong rác theo hàm lượng lignin

tổng chất rắn)

Hàm lượng lignin % của VS

2CH3CHOCOOH + SO42- 2 CH3COOH + S2- + H2O + CO2

4 H2 + SO4 2- S2- +4 H2O

S2- + 2 H+ H2SSulfide no có thể kết hợp với các muối của kim loại để tạo nên sulfide kim loại Màuđen bên dưới các đống rac là do sự hình thành các sulfide kim loại

S2- + Fe2+ FeS

 Sự sinh sản của ruồi:

Theo Tchobanoglous et al (1977) vào mùa hè ở khu vực ôn đới và tất cả các mùa ở

khu vực nhiệt đới , việc sản sinh ra ruồi là một yếu tố quan trọng cần phảu chú ý tớitrong việc lưu trữ rác Ruồi phát triển từ trứng trong khoảng thời gian ngắn hơn 2 tuần.Vòng đời của ruồi được phân chia như sau :

Trứng phát triển : 8-12 ngày

Ấu trùng giai đoạn 1 : 20 giờ

Ấu trùng giai đoạn 2 : 24 giờ

Ấu trùng giai đoạn 3 : 3 giờ

Giai đoạn chuyển thành ruồi : 4-5 ngày

Tổng cộng : 9 – 11 ngày

Giai đoạn phát triển của ấu trùng trong các thùng chứa rác đóng vai trò rất quan

trọng và chiếm khoảng 5 ngày trong đời sống của ruồi Vậy nên thu gom CTR trongthời gian này, để thùng lưu trữ rỗng, nhằm hạn chế sự di chuyển của ấu trùng (giòi)

Các biến đổi sinh học: có thể dùng để giảm thể tích hoặc trọng lượng rác, sản xuất

compost hoặc biogas Các VSV tham gia gồm: vi khuẩn, nấm, nấm men và khuẩn tia.Các quá trình sinh học này có thể diễn ra trong quá trình hiếu khí hoặc yếm khí và cácquá trình thường sử dụng xử lý rác thải là ủ phân compost hiếu khí, lên men yếm khí

2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CTR ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI

2.3.1 Ảnh hưởng đến môi trường không khí

Rác sinh ra các chất khí gồm có NH3, CO2, CO, H2, H2S, CH4, NH2 Trong đó CO2

và CH4 sinh ra trong quá trình phân hủy kị khí trong các đống rác Quá trình này kéodài mãi cho đến 18 tháng mới dừng hẳn Hầu hết khí trong đống rác chủ yếu là CO2 và

CH4 (chiếm khoảng 90%) Các nghiên cứu chứng tỏ rằng không gian cách đống rác120m nồng độ của hai chất này ở mức độ 40% Nếu đống rác không được xử lí đúng kỉthuật thì khí metan ( CH4) và một phần CO2, N2 bay vào khí quyển gây nguy hiểm chosinh vật, môi trường, gây nên hiệu ứng nhà kính

( Lê Huy Bá, 2000)

2.3.2 Ảnh hưởng đến môi trường nước

Các loại rác hữu cơ có trong môi trường sẽ bị phân hủy nhanh chóng Phần nổi lênmặt nước sẽ có quá trình khoáng chất hữu cơ tạo ra các sản phẩm trung gian, sau đó tạo

ra các sản phẩm cuối cùng là các chất khoảng và nước Phần chìm trong nước bị phânhủy yếm khí tạo ra các hợp chất trung gian và sản phẩm cuối cùng là H2S, CH4, H2O

và CO2 Các chất trung gian này đều gây ra mùi hôi thối và các độc chất Ngoài ra, môitrường nước bị ô nhiễm còn do vi trùng và siêu vi trùng Rác thải là những chất kimloại thì chúng bị hiện tượng ăn mòn trong môi trường nước, quá trình oxy hóa của cácchất này sẽ gây nhiễm bẩn nguy hại rất lớn cho con người và các loài thủy sinh

Tại các bãi rác, nước rỉ rác và khí bãi rác là mối đe dọa đối với nguồn nước mặt vànước ngầm trong khu vực Xả thải bừa bãi chất thải rắn xuống kênh rạch đã làm ônhiễm nguồn nước mặt ở nhiều khu vực

(Nguồn: Trần Thị Mỹ Diệu, 2010.)

Nước rỉ tại hầu hết các bãi rác là lượng nước sinh ra trong quá trình phaan hủy chấtrắn và lượng nước thấm qua rác từ nhiều nguồn nhước như nước mưa, nước ngầm dothấm qua rác nước rò rĩ chứa nhiều các chất hòa tan Sự có mặt của nước rò rĩ trong bãirác có cả mặt tích cực và mặt tiêu cực cho hoạt động của bãi rác Nước rĩ rác rất cần

cho quá trình hóa học và sinh học trong bãi chôn lấp nước rĩ còn có thể chảy qua cáctầng nước ngầm và dòng nước sạch và từ đó gây ra ô nhiểm đến nguồn nước sinh hoạt.

2.3.3 Ảnh hưởng đến môi trường đất

Các chất hữu cơ sẽ được phân hủy trong môi trường đất Cùng trong hai điều kiệnyếm khí và hiếu khí khi có độ ẩm thích hợp để rồi qua hàng loạt sản phẩm trung giancuối cùng tạo ra các chất khoáng đơn giản, các chất H2O, CO2 Nhưng nếu là yếm khí,thì sản phẩm cuối cùng chủ yếu là CH4, H2O, CO2 gây độc cho môi trường Với mộtlượng vừa phải thì khả năng tự làm sạch của môi trường đất sẽ làm cho các chất từ ráckhông trở thành ô nhiễm Nhưng với lượng rác lớn thì môi trường đất sẽ trở nên quá tải

và gây ô nhiễm Ô nhiễm này sẽ cùng với ô nhiễm kim loại nặng,chất độc hại theonước trong đất chảy xuống mạch nước ngầm

2.3.4 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Các chất thải hữu cơ, xác chết động vật qua nhưng vật trung gian truyền bệnh sẽ gây

nên nhiều bệnh tật nhiều lúc trở thành dịch ( Lê Huy Bá, 2000).

Các chất thải rắn đô thị thường tập trung vào các bãi rác chúng gây ra ô nhiễm môitrương xung quanh, người ta đã xác định đây là nguồn gốc của 35 loại bệnh tật, kể cảbệnh sốt rét ảnh hưởng sức khỏe của cư dân ở các vùng xung quanh

Rác làm thức ăn cho chuột, từ chuột dễ lan chuyền cho người các bệnh như: dịchhạch, sốt do xoắn trùng leptospirose,…

Một cách tổng quát, CTR đô thị được xử lý theo các phương pháp trong bảng sau

Bảng 0: Các phương pháp xử lý CTR

1.Cơ học Giảm kíchthước

Phân loạitheo kíchthước

Phân loạitheo KLR

Phân loạitheo điện,

từ trường Nén

3 Sinh học và

( Theo PGS.TS Nguyễn Văn Phước, 2008)

2.4.1 Phương pháp xử lý cơ học

a/ Giảm kích thước:

Nhằm mục đích làm giảm kích thước của các vật liệu Các vật liệu này có thể sửdụng trực tiếp nhưu là lớp che phủ trên mặt đất hay là sử dụng làm phân compost hoặctái sinh chất thải rắn Các thiết bị thường sử dụng là búa đập, kéo cắt, máy nghiền.b/ Phân loại theo kích thước:

Phân loại theo kích thước hay sàng lọc là phân loại hỗn hợp các vật liệu có kíchthước khác nhau Quá trình này thường gắn liền với quá trình tiếp theo của chế biếnchất thải rắn

c/ Phân loại theo khối lượng:

Là một kĩ thuật được sử dụng rất rộng rãi Phương pháp này được sử dụng để táchrời các loại vật liệu từ quá trình tách nghiền thành 2 loại khác nhau: khối lượng riêngnhẹ (giấy, nhựa,…) và khối lượng riêng nặng (kim loại, gỗ,…)

Phương pháp thường áp dụng cho việc phân loại này là dựa vào không khí Nguyêntắc của phương pháp này là dùng không khí đi từ dưới lên trên và các vật liệu nhẹ sẽđược tách khỏi các vật liệu nặng

d/ Phân loại theo từ tính và điện trường:

Dựa vào tính chất điện từ và từ trường của các loại vật liệu có trong thành phần củachất thải rắn Phương pháp này thường được dùng để tách ly các kim loại màu và kim

loại đen Ngoài ra, còn có thể áp dụng để tách ly nhựa và giấy dựa vào sự khác nhau về

Đây là quá trình cuối cùng nếu không thể áp dụng các phương pháp khác

b/ Hệ thống nhiệt phân:

Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hóa học của chất thải rắn xảy ra donung nóng trong điều kiện không có sự tham gia của oxy và sản phầm cuối cùng là cácchất dưới dạng rắn, lỏng, khí

Nhiệt phân bằng hồ quang – plasma Thực hiện quá trình đốt ở nhiệt độ cao có thểlên đến 10.0000C để tiêu hủy chất thải có tính độc cực mạnh Sản phần là khí H2, CO,khí acid và tro

c/ Hệ thống khí hóa:

Là quá trình đốt các loại vật liệu trong điều kiện thiếu oxy Phương pháp này được

áp dụng với mục đích làm giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng

Một số ưu điểm và khuyết điểm của các phương pháp lý học:

Ưu điểm

 Thể tích và khối lượng chất thải rắn giảm tới mức nhỏ nhất so với ban đầu, chấtthải rắn được xử lý khá triệt để (giảm 80 – 90% khối lượng thành phần hữu cơ trongchất thải rắn trong thời gian ngắn hơn các phương pháp khác)

 Thu hồi năng lượng

 Có thể xử lý chất thải rắn tại chỗ mà không cần phải vận chuyển đi xa, tránhđược các rủi ro và chi phí vận chuyển

 Hiệu quả cao đối với các loại chất thải hữu cơ chứa vi trùng lây nhiễm (chất thải

y tế), cũng như các loại chất thải nguy hại khác (thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu

cơ, chất thải nhiễm dầu…)

Nhược điểm

 Không phải tất cả chất thải rắn đều có thể đốt được, ví dụ chất thải rắn có độ ẩmquá cao hay các thành phần không cháy cao

 Chi phí đầu tư xây dựng lò đốt, chi phí vận hành và xử lý khí thải cao

 Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, người vận hành lò đốt đòi hỏi phải cótrình độ chuyên môn cao

 Lò sau một thời gian hoạt động phải dừng để bảo dưỡng, làm gián đoạn quátrình xử lý

 Đặc biệt quá trình đốt chất thải có thể gây ô nhiễm mơi trường nếu các biệnpháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không được đảm bảo

2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học và hóa học

a/ Quá trình ủ phân hiếu khí:

Là quá trình biến đổi sinh học được sử dụng rộng rãi, mực đích là biến đổi chất thảirắn dạng hữu cơ tạo thành cac chất vô cơ (khoáng hóa) dưới tác dụng của VSV để tạothành sản phầm dạng mùn, gọi là phân compost

b/ Quá trình lên men kỵ khí:

Là quá trình biến đổi sinh học được sử dụng để phân hủy các chất thải có hàm lượngchất thải rắn từ 4 – 8% dưới tác dụng VSV trong điều kiện yếm khí Quá trình này tạo

ra sản phẩm là khí CH4 là chủ yếu

c/ Quá trình chuyển hóa hóa học:

Kỹ thuật xử lý chất thải rắn bằng phương pháp hóa học phổ biến nhất là phản ứngthủy phân cellulose dưới tác dụng của acid và quá trình biến đổi metan thành methanol.d/ Năng lượng từ quá trình chuyển hóa sinh học và hóa học của chất thải rắn:

Một khi quá trình biến đổi các sản phẩm được hình thành từ chất thải rắn hoặc từquá trình phân hủy yếm khí (tạo khí metan) hoặc là từ biến đổi hóa học (tạo thànhmethanol), những bước tiếp theo hoặc là lưu trữ Nếu năng lượng được sinh ra từ cácsản phẩm này có thể được sử dụng tiếp Biogas có thể sử dụng trực tiếp để đốt cácđộng cơ đốt trong hoặc sử dụng làm khí quay tuabin tạo ra điện năng

e/ Giảm thể tích bằng phương pháp hóa học:

Phương pháp trung hòa hóa rắn kết hợp với các chất phụ gia đông cứng khi đó thểtích các chất thải hữu cơ có thể giảm đến 95%

(Trần Hiếu Nhuệ và CSV, 2001)

2.4.3 Phương pháp chôn lấp

Đây là bước cuối cùng cũng là lựa chọn cuối cùng và không thể thiếu được trongquản lý tổng hợp CTR

Quá trình sử dụng bãi chôn lấp bao gồm 4 giai đoạn: tìm địa điểm, thiết kế, vậnchuyển và kết thúc hoạt động.

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh được thực hiện bằng nhiều cách, mỗi ngày trãi rác thanhlớp mỏng, sau đó nén ép chúng lại bằng các loại xe cơ giới, sau cùng là trãi lên các lớp

rác bị nén chặt một lớp đất mỏng khoảng 15cm Công việc này cứ như thế tiếp tục ( Lê

Huy Bá, 2000)

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh được định nghĩa là bãi chôn lấp chất thải rắn được thiết kế

và vận hành sao cho tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường được giảm đến

mức thấp nhất (Nguyễn Văn Phước, 2008).

Theo TCXDVN 261:2001 Bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh được quy hoạch về

địa điểm, có kết cấu và xây dựng đúng với quy định và công năng để chôn lấp chất thảirắn thông thường phát sinh từ các khu dân cư và các khu công nghiệp Bãi chôn lấpchất thải rắn hợp vệ sinh bao gồm các ô để chôn lấp chất thải, vùng đệm, các công trìnhphụ trợ như: trạm xử lý nước, trạm xử lý khí thải và trạm cung cấp điện và nước, trạmcân, văn phòng điều hành và các hạng mục khác

Sản phẩm sinh ra từ quá trình chôn lấp thường là khí CH4, CO2 và nước thấm Dovậy, cần phải có hệ thống thu gom nước rò rỉ từ rác và xử lý khí (bằng hệ thống câyxanh bao quanh bãi chôn lấp nhằm giảm nồng độ các chất gây ô nhiễm không khí)

 Ưu điểm:

 Ít tốn kém

 Hình thức chôn lấp dễ thực hiện

 Chi phí đầu tư thấp hơn các phương pháp khác (đốt, ủ)

 Dùng để xử lý hầu hết các loại chất thải rắn

 Không gian kín hạn chế côn trùng và chuột lây lan mầm bệnh

 Giảm mùi hôi

 Mặt trên của bãi chôn lấp có thể tận dụng để xây dựng

 Nhược điểm :

 Đòi hỏi diện tích mặt bằng rộng

 Có nguy cơ gây ô nhiễm cho đất và nước ngầm do sự rò rỉ của nước rác

 Sản phẩm khí sinh ra từ bãi chôn lấp CH4, CO2 những trong đó CH4 là khí dễ gâycháy nổ

 Phần đất chôn lấp khó kiu gọi vào đầu tư

2.5 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PP Ủ PHÂN COMPOST

2.5.1 Khái niệm

Theo US EPA ủ phân compost là sự phân hủy sinh học có kiểm soát của các chất hữu

cơ trong điều kiện có oxy để tạo thành mùn Các biện pháp kiểm soát quá trình ủ phâncompost bao gồm xới trộn, thông khí cho hỗn hợp ủ

Ủ compost được hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu cơ dễphân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới sự tác động và kiểm soát của con người,sản phẩm giống như mùn được gọi là compost Quá trình diễn ra chủ yếu giống nhưtrong phân hủy tự nhiên, nhưng được tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điềukiện môi trường cho hoạt động của VSV Compost là sản phẩm giàu chất hữu cơ và có

hệ VSV phong phú, ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho đất và câytrồng

Một định nghĩa khác gần đây được chấp nhận rộng rãi ở châu Âu (trích từ tài liệu

của Lê Hoàng Việt, 2013) “quá trình ủ phân compost là quá trình phân hủy hiếu khí có

kiểm soát được thực hiện bởi nhiều vi sinh vật (VSV) khác nhau thuộc hai nhóm ưa ẩm

và ưa nhiệt, cho ra sản phẩm là CO2, nước, khoáng và các chất hữu cơ ổn định” Tuynhiên, thực tế cho rằng thì quá trình ủ phân compost có thể xảy ra trong điều kiện hiếukhí hay hiếm khí

- Ủ phân compost hiếu khí là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong điều kiện cóoxy và sản phầm là CO2, H2O, NH3 và năng lượng Vì ủ hiếu khí có tốc độ phân hủynhanh hơn và không sinh ra mùi hôi nên được nhà kỹ thuật chọn

- Ủ phân compost yếm khí là sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có khíoxy và sản phẩm tạo ra là CH4, CO2 và một số loại khí khác, một số acid hữu cơ phân

tử thấp Vì quá trình đơn giản hơn nên được người dân ứng dụng rộng rãi

Theo Haug (1980) định nghĩa “quá trình ủ phân compost là quá trình phân hủy và ổnđịnh các chất hữu cơ trong điều kiện nhiệt độ cao (từ 40-600C), do nhiệt độ được sảnsinh ra trong các quá trình sinh học”

Thông thường thì quá trình ủ phân compost được dùng để xử lý chất thải rắn và bánrắn như là phân người, bùn, phân gia súc, phế phẩm nông nghiệp và rác của các đô thị Quá trình ủ phân compost có thể phân loại theo điều kiện ủ (yếm khí, hiếu khí, ưa

ấm, ưa nhiệt) hay phân loại theo kỹ thuật (ủ theo luống hay ủ trong các bể ủ)

2.5.2 Các phương pháp ủ phân compost

Tùy thuộc vào đặc điểm của địa phương sẽ ứng dụng công nghệ ủ phân compostkhác nhau Sau đâu là các công nghệ ủ phân ở một số nơi:

Ủ yếm khí tùy nghi

Là phương pháp ủ kín, không có quá trình cung cấp khí bổ sung hay đảo trộn trongsuốt quá trình ủ Sự phân hủy chất hữu cơ trong chất thải rắn được thực hiện bởi nhóm

vi sinh vật kỵ khí Phương pháp này không cần đầu tư nhiều về công nghệ, vận hành

đơn giản, hàm lượng các chất dinh dưỡng trong mùn cao, nhưng quá trình phân hủychất hữu cơ xảy ra chậm (thời gian ủ kéo dài từ 2 – 3 tháng, có khi 1 năm) Vì vậy, diệntích đất cho xây dựng hầm ủ rất lớn, trong quá trình ủ sinh ra các khí như: H2S, NH3,

CH4,… và các vi khuẩn gây bệnh vì nhiệt độ phân hủy thấp

Hình 1: Qui trình công nghệ ủ yếm khí tùy nghi

Ưu điểm của công nghệ này là không sinh ra nước rỉ rác, mùi hôi rất nhẹ, chất lượngphân compost tốt, ít ruồi, quy mô công suất phù hợp cho việc áp dụng cho các bãi rácnông thôn

Thuyết minh công nghệ :

 Giai đọan xử lý sơ bộ

Rác thải thu gom được đưa về sân thao tác Xé các túi nilon đựng rác để lấy rác, nhặtloại riêng rác có kích thước lớn

Rác thải thu gom đưa về sân

Thành phần phi hữu cơ Sàng phân loại tách mùn và thành phần phi hữu cơ (*)

Nhựa, nilon, kim

loại

Nghiền mùn

Tách mùn, đất, cát, kim loại bằng biện pháp khí động học

Mùn nguyên liệu để làm phân bón và các sản phẩn khácĐất, cát, gạch

Tái chế/chôn lấp

Phun, rải đều rác với các chế phẩm sinh học P.MET và phụ gia trước khi đưa vào hầmủ.

Thời gian ủ rác 28-30 ngày Trong quá trình ủ rác, kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm, có thể

bổ sung P.MET hoặc nước để đảm bảo vi sinh và độ ẩm giúp cho vi sinh vật phân hủychất hữu cơ nhanh

 Giai đoạn sàng phân loại

Rác sau khi ủ (28-30) ngày được đưa lên sàng phân loại thu được mùn hữu cơ Mùn loại 1: kích thước nhỏ hơn 3 mm

Mùn loại 2: kích thước từ nhỏ hơn 6 mm

Các thành phần phi hữu cơ được đem tái chế hoặc chôn lấp (tùy theo khối lượng vàđiều kiện kinh tế)

Ủ hiếu khí:

Là một quá trình phân giải phức tạp với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí chuyểnhóa các chất hữu cơ thành mùn ổn định Các sản phẩm chính của quá trình gồm: mùnhữu cơ, CO2, nước, nhiệt và sinh khối Thường thì chỉ sau 2 ngày, nhiệt độ rác ủ tănglên khoảng 45oC và sau 6-7 ngày đạt tới 70-75oC Sự phân hủy hiếu khí diễn ra rấtnhanh, các mầm bệnh bị tiêu diệt do nhiệt độ ủ cao Công nghệ ủ hiếu khí thường được

ủ rác theo đống, có hệ thống cung cấp khí cưỡng bức hoặc ủ đống có đảo định kỳ, vừathổi khí vừa đảo tạo môi trường hiếu khí tối ưu cho các vi sinh vật hoạt động

Công nghệ ủ hiếu khí đã được áp dụng tại các tỉnh như: Sóc Trăng, Kiên Giang

Có 4 kỹ thuật làm phân Compost hiếu khí được sử dụng rộng rãi trên thế giới:

+ Compost bằng cách chất thành đống không thổi khí

+ Compost bằng chất thành đống có thổi khí

+ Compost chất thành luống dài có đảo trộn thường xuyên

+ Compost ủ trong các bể ủ

 Phương pháp chất thành đống không thổi khí

Đây là phương pháp ủ thủ công Do đó, các chất thải rắn cũng không hoàn toànđược phân loại trước, chất thải được thu gom và vận chuyển đến nơi ủ

Trong quá trình ủ tự nhiên này, nhiệt độ trong khối ủ tăng rất nhanh vì thời gian đầu

độ ẩm còn rất cao nên các loài vi sinh vật thường phát triển mạnh, trong đó vi khuẩnchiếm số lượng nhiều hơn cả

Nhiệt độ tối ưu cho sự phân hủy rác là 45 – 55oC Nếu tăng nhiệt quá 55oC và chưađạt đến 45 oC, tốc độ phân hủy sẽ chậm lại Khi ngừng ở nhiệt độ < 45 oC, sau đó tăngnhiệt từ 45 - 55 oC, vi sinh vật không bị chết, tốc độ phân hủy xảy ra tối đa, nhưng nếuđưa nhiệt lên > 55 oC, sau đó giảm nhiệt < 45 oC rồi lại tăng nhiệt 45 - 55 oC , tốc độphân giải không tăng do trước đó ta tăng nhiệt quá 55oC nhiều vi sinh vật đã chết, sự

khôi phục lại là khó thực hiện (Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003)

Khi đổ thành đống như trên, người ta để quá trình lên men tự nhiên Cứ sau mộttháng hoặc ba tuần, người ta đào xới khối ủ, sàn để thu nhận phần chất thải đã phânhủy có kích thước nhỏ hơn 2cm, phần hữu cơ qua sàng được sử dụng như một loạiphân hữu cơ

Phương pháp ủ thành đống có thổi khí

Để khắc phục thời gian kéo dài của phương pháp trên, người ta thiết kế hệ thốngcung cấp từ phía dưới các đống chất thải Hệ thống phân phối khí thải có thể là mộtống, cũng có thể nhiều ống tùy theo khối lượng đống chất thải Không khí được thổivào đống chất thải gây ra những tác động cơ bản sau:

Điều hòa lại sự phát tán nhiệt trong đống chất thải, khi đó sự phát tán nhiệt khônggiống như trong đống nhiệt tĩnh Nhiệt độ không quá cao này giúp vi sinh vật phát triểntốt hơn và như thế sẽ đẩy mạnh hơn quá trình chuyển hóa vật chất có trong chất thải.Phần lớn nhiệt này sẽ thoát ra ngoài theo không khí

Khi thổi khí, ta cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí phát triển Oxy đóng vai tròrất quan trọng cho các quá trình oxy hóa sinh học

Khi thổi khí, các chất khí được tạo ra trong quá trình ủ chất thải sẽ được thoát rangoài nhanh hơn Nhờ đó các chất khí thải sẽ không ảnh hưởng đến sự phát triển vàquá trình phân giải của vi sinh vật trong đống chất thải

Phương pháp ủ thành luống dài có đảo trộn thường xuyên

Nguyên liệu ủ được chất thành luống, hoặc có kích thước thích hợp cho việc quản lý

và xới, đảo luống ủ được xới, đảo thủ công hoặc cơ giới

Hàng ngày các luống ử này được phun các chất kích thích sự phát triển vi sinh vật vànước để điều chỉnh độ ẩm Độ ẩm của khối ủ trong tháng đầu tiên luôn luôn được giữtrong khoảng 50-55oC, sao đó không cần điều chỉnh độ ẩm Cuối thời gian ủ, độ ẩmgiảm xuống <30% sản phẩm được nghiền nhỏ cho kích thước đồng đều

Ngoài số lượng vi sinh vật tự nhiên có trong khối ủ, người ta còn bổ sung nhiều visinh vật đặc chủng phân giải chất thải và phun chất kích thích sinh trưởng vi sinh vật

Do đó quá trình phân giải này thường rất ngắn (khoảng 45 ngày)

Phương pháp này có ưu điểm là chi phí đầu tư ban đầu khống cao, dễ thực hiện vàquá trình lên men khá ổn định, chất lượng sản phẩn khá đồng đều Tuy nhiên phươngpháp này chỉ thực hiện được nếu mặt bằng rộng, xa khu dân cư Phương pháp này cũngkhông quản lý khí thải mà chỉ quản lý nước thải.

Phương pháp này là phương pháp đảo trộn, không cần thổi khí nên chi phí về điệnrất ít

Phương pháp ủ chất thải trong các bể ủ

Phương pháp này được sử dụng phổ biến nhất hiện nay Để thực hiện ủ theo phươngpháp này, người ta thiết kế một số hạng mục công trình

Phương pháp ủ chất thải trong các bể ủ thường được thực hiện trong các nhà xưởng

có mái che Do đó hoàn toàn tách được nước mưa riêng, các quá trình khác cũng đượckiểm soát chặt chẽ hơn Máy móc, thiết bị chính phục vụ cho phương pháp này baogồm: băng tải dùng để phân loại và vận chuyển qua từng bể ủ, các máy nghiền, sàng

Ưu điểm của công nghệ này là mùi hôi rất nhẹ, chất lượng phân compost tốt, ít ruồi,chế phẩm sinh học dễ mua, quy mô công suất phù hợp cho việc áp dụng cho các bãi rácnông thôn

Hình 2: Quy trình công nghệ ủ hiếu khí

 Thuyết minh công nghệ:

Bước 1:

Rác được thu gom từ chợ, hộ gia đình (có thể được phân loại tại nguồn) đưa lên

xe thu gom rác, tại đây rác được người thu gom phân loại sơ bộ các loại rác có kíchthước lớn và rác có thể tái chế tái sử dụng cho vào bao đựng riêng

Thời gian (30 – 35 ngày)

Kiểm soát nhiệt (50 – 70OC)

Hoàn lưu

Rác không tái chế

Chôn lấp

Rác được vận chuyển về sân thao tác của khu phân loại, tại đây rác được phân loạithành rác hữu cơ, rác vô cơ (tái chế hoặc không tái chế) và xé các túi đựng rác bằngdao chuyên dụng thủ công Ngoài ra băm nhỏ ra các chất hữu cơ có kích thước lớn đểnâng cao hiệu quả cho quá trình ủ.

 Rác tái chế được có thể tận dụng được đem bán cho các cơ sở thu mua phế liệu

 Rác không tái chế được mang đi chôn lấp

 Rác hữu cơ còn lại được đưa trở lại vào ô ủ để tiến hành công đoạn ủ tiếp theo Rác hữu cơ sau khi cho vào ô ủ Compost (được thiết kế thoáng khí xung quanh vàbên trong ô) được ủ trong thời gian 30 – 35 ngày, trong ô ủ rác được chia thành từnglớp (0,2m) và phun chế phẩm sinh học Giữa hai lớp có thể phủ thêm lớp tro trấu hoặcxác cà phê, nhiệt độ trong hầm ủ có thể đạt được 60 – 70oC sau 2 ngày ủ, độ ẩm 40 –60% Trong quá trình ủ sinh ra nước rỉ rác, lượng nước này có thể hoàn lưu dùng đểtưới trở lại ô ủ để đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ cho quá trình ủ

Bước3:

Sau khi tiến hành ủ 30 – 35 ngày, lượng rác này được đem ra ô chứa và tiến hành ủchín trong thời gian khoảng 7 ngày Lượng rác sau khi ủ chín được đem ra sàng quaybằng tay để phân loại Sản phẩm thu được gồm: mùn loại 1 (kích thước nhỏ hơn 3mm),mùn loại 2 (kích thước nhỏ hơn 6mm) và rác khó phân hủy, rác vô cơ còn lại

 Mùn loại 2 và rác khó phân hủy được tiếp tục ủ cho mẻ ủ tiếp theo

 Rác vô cơ còn sót lại được mang đi chôn lấp

Mùn loại 1 thu được cho vào bao chứa và đưa đi tiêu thụ Mùn có hàm lượngdưỡng chất cao nên có thể được dùng để bón cho cây trồng, cải tạo đất

Bước 4:

Quy trình cung cấp và ứng dụng của sản phẩm: Sản phẩm phân compost thô sẽđược đưa đi phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng (N, P, K…), song song đó sẽ được bón thửtrên một số loại cây trồng (mô hình trình diễn) và theo dõi khả năng tăng sinh trưởngcủa các lọai cây này Căn cứ trên kết quả này, phân compost thô này sẽ được cung cấpthêm một số chỉ tiêu vi lượng bị thiếu và viên hạt nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởngcủa từng lọai cây trồng, tiếp theo sản phẩm sẽ được tiến hành đăng ký chất lượng vànhãn mát sản phẩm và giới thiệu đến người tiêu dùng thông qua một số kênh phân phốitại các đại lý

Phân compost thành phẩm được đóng bao theo quy chuẩn và lưu giữ tại kho (nếukhông bán hết), nơi lưu giữ phải thóang mát, không bị ẩm ướt, nhưng thời gian lưu giữkhông vượt quá 60 ngày kể từ ngày đóng bao, nếu vượt quá thời gian trên chất lượngsản phẩm sẽ bị giảm

2.5.3 Các phản ứng sinh hóa trong quá trình ủ phân compost