Kosuke Kawai • Lương Thị Mai Hương •Masato Yamada • Masahiro OsakoNgày nhận: 25 Tháng 1 2014 Phê duyệt: 21 Tháng 12 2014Xuất bản trực tuyến: 1 tháng 1 2015 © Springer Japan 2014Tóm tắt: Phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị ở Đông Nam Á, khu vực có độ ẩm cao, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng chất thải. Chính quyền địa phương cần chú ý đến thành phần của chất thải để xác định các công nghệ quản lý chất thải thay thế khác. Nghiên cứu này đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để mô tả các thay đổi về thành phần gần đúng và tỷ lệ thành công trong phân tách từ nguồn chất thải rắn đô thị và xác định các thách thức kỹ thuật về các công nghệ quản lý chất thải thay thế như đốt, ủ, và sản xuất nhiên liệu sạch không có nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch dựa trên phân tích vật lý và thành phần gần đúng của chất thải gia đình được lấy mẫu ở Hà Nội, Việt Nam, như một trường hợp nghiên cứu. Phân tích chỉ ra hiệu quả của các kiểu phân tách từ nguồn khác nhau cũng như mức độ thành công khác nhau của phân tách từ nguồn như là một cơ chế điều chỉnh cho thành phần gần đúng của chất thải. Việc phân loại chất thải thích hợp để phân tách từ nguồn là cần thiết để sử dụng thích hợp các công nghệ quản lý chất thải thay thế. Kết quả cho thấy, với tốc độ phân tách từ nguồn chỉ lớn hơn 0,52 trong sơ đồ phân tách ba chiều, chất thải được phân tách thành chất thải dễ cháy sẽ phù hợp để đốt và thu hồi năng lượng. Dựa trên các đề án được thiết kế tốt của phân tách từ nguồn, các công nghệ quản lý chất thải thay thế có thể được áp dụng.
Trang 1BÀI BÁO GỐC
Thành phần gần đúng của rác thải sinh hoạt và khả năng ứng dụng công nghệ quản lý chất thải bằng cách phân tách từ nguồn tại Hà Nội, Việt Nam
Kosuke Kawai • Lương Thị Mai Hương •
Masato Yamada • Masahiro Osako
Ngày nhận: 25 Tháng 1 2014/ Phê duyệt: 21 Tháng 12 2014/Xuất bản trực tuyến: 1 tháng 1 2015 © Springer Japan 2014
Tóm tắt: Phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị ở Đông Nam Á, khu vực có độ ẩm cao, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng chất thải Chính quyền địa phương cần chú ý đến thành phần của chất thải để xác định các công nghệ quản lý chất thải thay thế khác Nghiên cứu này đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để mô tả các thay đổi về thành phần gần đúng và tỷ lệ thành công trong phân tách từ nguồn chất thải rắn đô thị
và xác định các thách thức kỹ thuật về các công nghệ quản lý chất thải thay thế như đốt, ủ, và sản xuất nhiên liệu sạch không có nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch dựa trên phân tích vật lý và thành phần gần đúng của chất thải gia đình được lấy mẫu ở Hà Nội, Việt Nam, như một trường hợp nghiên cứu Phân tích chỉ ra hiệu quả của các kiểu phân tách từ nguồn khác nhau cũng như mức độ thành công khác nhau của phân tách từ nguồn như là một cơ chế điều chỉnh cho thành phần gần đúng của chất thải Việc phân loại chất thải thích hợp để phân tách từ nguồn là cần thiết để sử dụng thích hợp các công nghệ quản lý chất thải thay thế Kết quả cho thấy, với tốc độ phân tách từ nguồn chỉ lớn hơn 0,52 trong
sơ đồ phân tách ba chiều, chất thải được phân tách thành chất thải dễ cháy sẽ phù hợp để đốt và thu hồi năng lượng Dựa trên các đề án được thiết kế tốt của phân tách từ nguồn, các công nghệ quản lý chất thải thay thế có thể được áp dụng
Từ khóa Rác thải sinh hoạt - Phân tách từ nguồn - Công nghệ quản lý chất thải - Thành phần gần đúng
- Nước đang phát triển
[K Kawai - M Yamada - M Osako
Trung tâm nghiên cứu quản lý chất thải và chu kỳ vật liệu, Viện nghiên cứu môi trường quốc gia, 16-2 Onogawa, Tsukuba, Ibaraki
305-8506, Nhật Bản
e-mail: kawai.kosuke@nies.go.jp
L.T M Hương
Viện Môi trường đô thị và Công nghiệp Việt Nam, 56/221, Đê La Thành, Đống Đa, Hà Nội
Giới thiệu
Ở Đông Nam Á, chất thải rắn đô thị thường được thu gom mà không cần phân tách từ nguồn hoặc xử lý trước và được vận chuyển trực tiếp đến các bãi chôn lấp hoặc bãi thải mở, hầu hết chúng hiếm khi được quản lý về mặt kỹ thuật do hạn chế về ngân sách [1] Lượng mưa lớn, kết hợp với quản
lý kém các khu xử lý, dẫn đến rất nhiều nước rỉ rác chưa được xử lý rò rỉ vào môi trường nước gần các khu vực rác thải Hơn nữa, quản lý chất thải rắn đô thị kém dẫn đến phát thải khí mê-tan, được tạo ra trong quá trình phân hủy sinh học chất thải hữu cơ trong khí hậu nhiệt đới của Đông Nam Á và có hiệu ứng nhà kính lớn hơn khoảng 21 lần so với cacbon dioxit Các chính quyền địa phương ở các nước
Trang 2Đông Nam Á đã phải vật lộn để kéo dài tuổi thọ của các khu xử lý hiện tại và đảm bảo các cơ sở xử lý mới có thể giải quyết lượng chất thải được thu gom tăng lên đáng kể do dân số và tăng trưởng kinh tế
ở khu vực thành thị đang tăng nhanh
Các mô hình đánh giá vòng đời (LCA) khác nhau đã đánh giá hiệu quả môi trường của các cơ
sở quản lý chất thải rắn đô thị và làm rõ sự bất lợi của các bãi chôn lấp được quản lý kém so với các công nghệ quản lý chất thải thay thế [2, 3] Các công nghệ quản lý chất thải thay thế như thiêu đốt, ủ phân và sản xuất nhiên liệu sạch không có nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch (RDF) có thể làm giảm khối lượng chất thải rắn đô thị được xử lý tại các bãi chôn lấp Thiêu đốt cũng có thể tạo ra điện nếu đủ giá trị gia nhiệt của chất thải, việc ủ phân có thể tạo ra phân bón hữu cơ có thể thay thế cho phân bón hóa học và RDF có thể thay thế cho tài nguyên thiên nhiên tiêu thụ làm nhiên liệu [4] Với một số trường hợp ngoại lệ như cơ sở xử lý Phuket ở Thái Lan [5] và các cơ sở khác ở Singapore [6, 7], các cơ sở đốt rác quy mô lớn để quản lý chất thải rắn đô thị rất hiếm ở Đông Nam Á, mặc dù một số thành phố lớn gần đây đã bắt đầu xem xét lắp đặt chúng [8, 9] Xử lý phân hữu cơ hoặc hiếu khí đã được áp dụng ở cấp cộng đồng và khu vực lân cận cũng như ở cấp thành phố như là một thành phần của hệ thống xử lý sinh học cơ học (MBT) [10, 11] Chính quyền thành phố Bangkok tại Thái Lan cũng đã bắt đầu sản xuất RDF như một thành phần của MBT [12]
Chính quyền địa phương gặp nhiều khó khăn khi thay thế các bãi chôn lấp bằng các công nghệ quản lý chất thải thay thế vì những hạn chế kỹ thuật và ngay cả khi có thể thực hiện các giải pháp thay thế, các bãi chôn lấp không thể được thay thế hoàn toàn vì các dư lượng còn lại vẫn cần phải được chôn lấp Phần hữu cơ chứa độ ẩm cao và chiếm tỷ lệ lớn trong chất thải rắn đô thị ở Đông Nam Á [13-16] Độ ẩm cao có thể làm cản trở hoạt động của các công nghệ quản lý chất thải, yêu cầu thêm nhiên liệu và vật liệu hoặc tiền xử lý [17] Các nghiên cứu LCA trước đây [5, 18-20] đã đánh giá hiệu quả môi trường của các hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị sử dụng các công nghệ quản lý chất thải thay thế ở Đông Nam Á cho rằng các công nghệ thay thế được áp dụng, mà không cần xem xét các thông số định tính cơ bản cho hoạt động của công nghệ, ví dụ, thành phần gần nhất của chất thải (độ
ẩm, chất dễ bay hơi và tro) Chính quyền địa phương ở Đông Nam Á cần chú ý đầy đủ đến các đặc điểm của chất thải rắn đô thị của họ để xác định xem các công nghệ quản lý chất thải thay thế có phù hợp với chất thải hay không
Nghiên cứu này đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để xác nhận xem thành phần gần đúng của chất thải rắn đô thị có phù hợp để đốt, ủ phân và sản xuất RDF bằng cách sử dụng các phân tích thành phần vật lý và gần đúng của chất thải sinh hoạt ở Hà Nội, Việt Nam, như một nghiên cứu điển hình Nghiên cứu này cũng xác định những thách thức kỹ thuật trong quản lý chất thải rắn đô thị, cho thấy phạm vi thay đổi thành phần gần đúng bằng biểu đồ tam giác có liên quan đến mức độ thành công khác nhau của ba loại phân loại chất thải sinh hoạt Lưu ý rằng nghiên cứu này không tính đến các khía cạnh liên quan khác, chẳng hạn như tính chất hóa học của chất thải và tính khả thi tài chính, cũng rất quan trọng trong các cuộc thảo luận về việc áp dụng các hệ thống quản lý chất thải mới ở các nước đang phát triển
Phương pháp nghiên cứu
Phân tích vật lý và thành phần gần đúng
Chất thải gia đình được lấy mẫu từ bốn quận nội thành (Ba Đình, Hoàn Kiếm, Đống Đa, và Hai
Ba Trung; Hình 1) tại Hà Nội Chúng tôi đã chọn tám điểm thu gom chất thải rắn đô thị từ bốn quận (hai điểm mỗi quận) một cách ngẫu nhiên và yêu cầu sự hợp tác của các nhà lãnh đạo cộng đồng và
Trang 3công nhân thu gom chất thải rắn đô thị trong việc lấy mẫu chất thải từ các hộ gia đình Chất thải gia đình bị vứt đi được thu gom hàng ngày vào buổi tối tại Hà Nội và chúng tôi đã lấy mẫu chất thải gia đình từ tám điểm thu gom mỗi tối từ 17:00 đến 19:00 trong 8 ngày từ 25 tháng 11 đến 3 tháng 12 năm
2011 trừ ngày 1 tháng 12, không tiến hành lấy mẫu vì mưa Tổng cộng có 828 kg chất thải được thu gom từ 339 hộ gia đình (1252 cư dân), tương đương với khoảng 0,12% dân số ở bốn quận (1.055.800
cư dân [21]) Mỗi ngày, các mẫu ngay lập tức được vận chuyển đến một khu vực có mái che tại Nhà máy phân hữu cơ Cầu Diễn nằm cách trung tâm thành phố Hà Nội 10 km về phía tây
Tốt nhất, nên tiến hành phân tích thành phần vật lý ngay sau khi lấy mẫu vì độ ẩm của chất thải ướt như chất thải thực phẩm rất có khả năng thấm vào các loại chất thải khác như giấy Tuy nhiên, các mẫu chất thải được lưu trữ trong nửa ngày vì những hạn chế thực tế liên quan đến việc thực hiện công việc vào ban đêm Do đó, phân tích thành phần vật lý được tiến hành vào mỗi buổi sáng từ 8:00 đến 10:00 vào ngày hôm trước thu thập mẫu
Hình 1 Bản đồ Hà Nội, Việt Nam
Sáu công nhân đã tự phân loại tất cả các mẫu chất thải thành 16 loại chất thải vật lý: giấy, nhựa, thủy tinh và kim loại là chất thải có thể bán được; và thực phẩm, vườn, giấy, nhựa, gỗ, vải, cao su và da, thủy tinh, kim loại, tro than, gốm sứ, và các vật liệu khác là chất thải không bán được Tro than là phần còn lại từ đốt than bánh để nấu ăn Đây là nguồn nhiên liệu thường được sử dụng tại Hà Nội [22], nhưng nó không phải là một đặc điểm chung của chất thải gia đình ở các quốc gia Đông Nam Á khác Trong một số quốc gia, tro than được phân loại là chất thải nguy hại vì hàm lượng kim loại nặng tương đối cao Giấy, nhựa, thủy tinh và kim loại thường được coi là tài nguyên có thể bán được, nhưng các sản phẩm giấy rất ướt hoặc bẩn, thủy tinh vỡ, túi nhựa và giấy nhôm dính dầu mỡ được coi là không thể bán được Tỷ lệ chất thải có thể bán được trên tổng chất thải trong các mẫu có thể thấp hơn tỷ lệ thực tế vì chỉ chất thải chắc chắn có giá trị thị trường được coi là có thể bán được trong nghiên cứu này và một số chất thải có thể được phân loại là không thể bán được Sau khi các mẫu chất thải được phân loại thành 16 loại, chúng được cân với thang đo kỹ thuật số (CJ- 8200, Shinko Denshi Co., Ltd., Tokyo, Nhật Bản) với số đọc tối thiểu 0,1 g Các trọng số đã được xác minh để phát hiện lỗi nhập dữ liệu bằng cách so sánh tổng trọng lượng trước và sau khi phân loại
Nhà máy phân hữu cơ Cầu
Diễn
Bãi rác Nam Sơn
Quận nội thành
Trang 4Dữ liệu thành phần gần đúng (dữ liệu về độ ẩm, hàm lượng bay hơi và lượng tro) của tất cả các loại mẫu chất thải được lấy hai lần trong thời gian lấy mẫu 8 ngày và giá trị trung bình của từng loại chất thải được dùng làm cơ sở ước tính thay đổi thành phần gần đúng chất thải gia đình sau khi phân tách từ nguồn Các quy trình sau đây đã được sử dụng để phân tích thành phần gần đúng Các mẫu của mỗi loại trong số 15 loại chất thải (không bao gồm “loại khác”) đã được giảm xuống còn khoảng 100 g mỗi loại bằng phương pháp phân loại hình nón Các mẫu phụ giảm được sấy khô trong máy sấy trong phòng thí nghiệm ở 85 ° C trong 3 ngày để đo độ ẩm Mặc dù một phương pháp được ủy quyền tại Nhật Bản [23] nói rằng các mẫu nên được sấy khô ở 105 ° C để đo độ ẩm, chúng tôi đã sử dụng 85 ° C
để ngăn mẫu nhựa nóng chảy Các mẫu khô được đốt ở 800 ° C trong 2 giờ trong lò đốt để đo hàm lượng chất bay hơi (dễ cháy) và tro Chúng tôi không ước tính hàm lượng dễ bay hơi của thủy tinh, kim loại và gốm sứ, được phân loại là không cháy Thành phần gần trung bình của tất cả 11 mẫu chất thải không thể xử lý được thay thế cho loại “khác”
Thành phần độ ẩm, chất bay hơi, tro của rác thải sinh hoạt được tính toán từ công thức 1, 2 và 3 như sau:
Trong đó WH là độ ẩm của chất thải gia đình (%), Wi là độ ẩm của chất thải loại i (%), Mi là thành phần vật lý của chất thải loại i (%), VH là hàm lượng dễ bay hơi trong chất thải gia đình (%), Vi hàm lượng
dễ bay hơi của chất thải loại i (%), AH là hàm lượng tro của chất thải gia đình (%) và Ai là hàm lượng tro của loại chất thải i (%)
Chúng tôi đã phát hiện sự chuyển nước đáng chú ý từ chất thải thực phẩm sang chất thải giấy không bán được và chất thải nhựa vì phải mất ít nhất nửa ngày để bắt đầu phân tích độ ẩm của chất thải sau khi lấy mẫu Để mô phỏng độ ẩm ban đầu của chất thải trước khi chuyển nước do sự chậm trễ, chúng tôi đã điều chỉnh độ ẩm của chất thải giấy không bán được và chất thải nhựa để phù hợp với chất thải có thể bán được, có độ ẩm thấp hơn nhiều Độ ẩm của chất thải thực phẩm sau đó đã tăng lên tương ứng Các tỷ lệ giữa hàm lượng chất bay hơi và tro trong thực phẩm và chất thải giấy không bán được và chất thải nhựa được duy trì ở cùng giá trị trước và sau khi điều chỉnh Một số thông số bao gồm độ không chắc chắn là kết quả của các yếu tố khác nhau Những ảnh hưởng gây ra bởi những sự không chắc chắn này nên được xem xét trong phân tích của chúng tôi Trong đó, độ ẩm trong chất thải gia đình đóng một vai trò quan trọng việc xác định khả năng ứng dụng của công nghệ quản lý chất thải Do đó, trong phần trình bày kết quả, độ không chắc chắn về độ ẩm được thể hiện dưới dạng phạm
vi khi hình dung các phạm vi thay đổi trong thành phần gần đúng của chất thải gia đình tùy thuộc vào mức độ đạt được của phân tách từ nguồn Độ không chắc chắn của độ ẩm của tất cả các loại chất thải dao động từ -5 đến 5% giá trị đo trung bình và thành phần gần đúng dựa trên độ không chắc chắn được tính bằng phương trình 4, 5 và 6, tương ứng:
Trang 5Trong đó WHU là độ ẩm của chất thải gia đình dựa trên độ không chắc chắn (%), U là độ không chắc chắn về độ ẩm của tất cả các loại chất thải, VHU là hàm lượng dễ bay hơi trong chất thải gia đình dựa trên độ không chắc chắn (%) và AHU là hàm lượng tro của chất thải gia đình dựa trên độ không chắc chắn (%) Độ không chắc chắn của hàm lượng độ ẩm thay đổi cùng một lúc đối với tất cả các chất thải trong phạm vi xác định (U <0:05)
Bối cảnh và tỷ lệ đạt được của việc phân tách từ nguồn
Phân tách từ nguồn chất thải gia đình được coi là một chính sách cơ bản của quản lý chất thải tại Nhật Bản Mỗi chính quyền địa phương thiết kế các danh mục phân tách từ nguồn riêng phù hợp với chính sách và điều kiện địa phương Các thành phố đã phụ thuộc phần lớn vào công nghệ đốt rác
để quản lý chất thải rắn đô thị; hầu hết tất cả các đô thị đều có chất thải dễ cháy (thường bao gồm chất thải thực phẩm) như là một loại phân loại từ nguồn Ngoài chất thải dễ cháy, thùng chứa và chất thải bao bì như bìa cứng, chai nước giải khát và lon nhôm cũng thường được thu gom riêng Ít phổ biến hơn, một số đô thị thu gom chất thải thực phẩm riêng biệt để ủ phân hữu cơ hoặc phân hủy kỵ khí Do các loại phân tách từ nguồn ở Nhật Bản khác nhau tùy theo đô thị, nên người dân mới ban đầu có thể
bị nhầm lẫn ở các loại phân tách từ nguồn đôi khi khá phức tạp
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất ba bối cảnh phân tách từ nguồn, tất cả đều được thiết
kế dễ hiểu Trong bối cảnh I, chất thải gia đình được chia thành hai loại: chất thải dễ cháy để đốt hoặc chất thải sản xuất RDF và chất thải không cháy để chôn lấp Trong bối cảnh II, chất thải gia đình cũng được chia thành hai loại: chất thải phân hủy sinh học để làm phân hữu cơ và chất thải không phân hủy sinh học để đốt hoặc chôn lấp Trong bối cảnh III, chất thải gia đình được chia thành ba loại: chất thải kết hợp để đốt hoặc sản xuất RDF, chất thải không cháy để chôn lấp và chất thải phân hủy sinh học để làm phân hữu cơ
Trang 6Phân loại chính xác Phân loại không chính xác Hình 2 Tỷ lệ đạt được của phân tách từ nguồn (x) cho hai loại chất thải được phân loại
Chất thải phân loại B
Phân loại chính xác Phân loại không chính xác Hình 3 Tỷ lệ đạt được của phân tách từ nguồn (x) cho ba loại chất thải được phân loại
Phân loại rác thải A Phân loại rác thải B
Phân loại rác thải A Phân loại rác thải C
Phân loại C
Phân loại B Phân loại A
Trang 7Bởi vì hầu như mọi người trong thực tế sẽ không thể phân tách hoàn toàn rác thải sinh hoạt của mình, chúng tôi đã định nghĩa "tỷ lệ đạt được của việc phân tách từ nguồn" là phân số của tỷ lệ phân tách thực tế (x) Khi chất thải gia đình được phân thành hai loại (A và B; tương ứng với bối cảnh I và II), một số chất thải được phân loại là A sẽ được phân tách một cách thích hợp là A (x), nhưng một số
sẽ được phân tách không phù hợp là B (1 - x) (Hình 2) Trong các bối cảnh I và II, tỷ lệ đạt được giả định là từ 0,5 đến 1 và tỷ lệ đạt được 0,5 ngụ ý rằng việc sắp xếp là ngẫu nhiên và chất thải được phân loại là A sẽ có chất lượng tương đương với chất thải được phân tách là B Tỷ lệ đạt được 0,7 trong bối cảnh I, ví dụ, đại diện cho tình huống trong đó 0,7 chất thải dễ cháy theo trọng lượng được phân tách thích hợp là chất thải dễ cháy và 0,3 theo trọng lượng còn lại được bao gồm không chính xác là chất thải không cháy Tỷ lệ đạt được là 1 có nghĩa là tất cả rác thải sinh hoạt được phân tách hoàn hảo Khi chất thải gia đình được phân thành ba loại (A, B và C; tương ứng với bối cảnh III), chúng tôi giả định rằng tỷ lệ phân tách không phù hợp là (1 - x) x 0,5 (Hình 3) Trong bối cảnh III, tỷ lệ đạt được giả định
là từ 0,33 đến 1,0 và tỷ lệ đạt được là 0,33 ngụ ý rằng việc phân loại là ngẫu nhiên và chất thải được phân tách thành A sẽ có chất lượng tương đương với chất thải được phân tách là B và C Tỷ lệ đạt được phân loại nguồn thải là A, B và C được đặt thành một tham số đơn để đơn giản hóa nghiên cứu
Có tính đến độ không chắc chắn trong các phép đo độ ẩm, phạm vi thay đổi thành phần gần đúng được thể hiện trên sơ đồ tam giác trong kết quả biểu thị tỷ lệ đạt được nằm trong khoảng từ 0,5 đến 1,0 trong các bối cảnh I và II và từ 0,33 đến 1,0 trong bối cảnh III Tại Nhật Bản, hầu hết các đô thị đều xử lý chất thải thực phẩm và vườn tại các nhà máy đốt rác Do đó, chất thải thực phẩm và vườn được phân loại là chất thải dễ cháy trong bối cảnh I theo thông lệ quản lý chất thải ở Nhật Bản và là chất thải có thể phân hủy sinh học trong các bối cảnh II và III (Bảng 1) Chất thải từ giấy và gỗ không được phân loại là chất thải phân hủy sinh học trong các bối cảnh II và III vì thời gian phân hủy sinh học cần nhiều thời gian hơn so với chất thải thực phẩm và vườn
Bảng 1 Kiểu và phân loại rác thải sinh hoạt dựa trên bối cảnh phân tách từ nguồn
Phân loại
Bối
cảnhKiểu
Thức
ăn Vườn Giấy Nhựa Gỗ Vải
Cao su
và da Kính
Kim loại
Than tro Gốm
Các vật liệu khác1
Không cháy
II Phân hủy sinh
Không phân hủy
Không cháy
Phân hủy sinh
: bao gồm
Trang 8Ranh giới thành phần gần đúng
Mỗi công nghệ quản lý chất thải có giới hạn ứng dụng tùy thuộc vào thành phần gần nhất của loại chất thải cụ thể [24] Nghiên cứu này đã thông qua các giới hạn phạm vi của Tanaka et al [25] như sau
Công thức 7 cho thấy phạm vi của hàm lượng chất bay hơi và độ ẩm cho quá trình đốt chất thải
tự duy trì (Hình 4) và Phương trình 8 cho thấy phạm vi của chúng để phục hồi năng lượng bằng cách đốt (Hình 5):
3352<HL = (210 x V) - (25 x W), (7)
6285 <HL = (210 x V) - (25 x W) (8)
Trong đó HL là giá trị gia nhiệt thấp hơn (kJ kg-1), V là hàm lượng dễ bay hơi (%) và W là độ ẩm (%)
Công thức 9 cho thấy phạm vi của độ ẩm cho phép cung cấp đủ oxy và nước cho quá trình phân hủy hiếu khí để làm phân bón và công thức 10 cho thấy mối quan hệ giữa độ ẩm và hàm lượng
dễ bay hơi cho phép hơi ẩm bay hơi với nhiệt trao đổi chất hiếu khí (Hình 6):
50< W<70 (9)
và
25 x W < 168 x V x 0,5: (10)
Công thức 11 cho thấy ranh giới độ ẩm cho sản xuất RDF mà tại đó không cần thiết phải lắp đặt một cơ sở tiền xử lý để sấy chất thải và phương trình 12 cho thấy ranh giới hàm lượng dễ bay hơi
mà tại đó chất thải có sẵn là nhiên liệu trên 12,570 kJ kg-1 có giá trị gia nhiệt cao hơn (Hình 7)
và
12,570 <210 x V (12)
Công thức 13 cho thấy ranh giới độ ẩm cho xe tải bốc dỡ, di chuyển thiết bị nặng và phủ đất trong quá trình chôn lấp (Hình 8):
Kết quả và thảo luận
Thành phần vật lý và gần đúng
Chất thải thực phẩm là thành phần lớn nhất của chất thải gia đình, chiếm 57,3% tổng chất thải; nó cũng có độ ẩm cao nhất (76,1%; Bảng 2) Độ ẩm trung bình, dễ bay hơi và hàm lượng tro trong chất thải gia đình được thu gom lần lượt là 57,7, 24,1 và 18,2% Tro than chiếm 11,3% chất thải gia đình tính theo trọng lượng và được phân loại là chất thải không cháy khi xét đến hàm lượng chất bay hơi tương đối thấp (6,7%) và hàm lượng tro cao (81,1%) Phân tích này chỉ ra rằng việc sử dụng than bánh
để nấu ăn có ảnh hưởng đáng kể đến thành phần vật chất và gần đúng của chất thải gia đình ở Hà Nội Tuy nhiên, than bánh dự kiến sẽ được thay thế trong tương lai gần bằng khí propan khi các điều kiện sống được cải thiện Trong trường hợp đó, các hộ gia đình sẽ tạo ra một lượng tro than nhỏ hơn nhiều
Độ ẩm của giấy và nhựa được phân loại là chất thải không bán được vượt quá 50%, rất có thể là do việc chuyển độ ẩm từ chất thải thực phẩm Chất thải có thể bán được chỉ chiếm 3,6% trong tổng số và
độ ẩm của giấy và nhựa được phân loại là chất thải có thể bán được thấp hơn nhiều, dưới 10% trong mỗi trường hợp Như đã nêu trước đây, tỷ lệ chất thải có thể bán được thực tế có thể cao hơn bởi vì các tiêu chí phân loại thành phần vật lý là rất bảo thủ Các chất thải nguy hại trong gia đình như ống tiêm, đèn huỳnh quang và pin khô đã được quan sát trong quá trình phân tích thành phần vật lý, nhưng tỷ lệ
Trang 9này rất nhỏ và các mặt hàng được đưa vào danh mục thích hợp (ví dụ: ống tiêm, nhựa; đèn huỳnh quang, thủy tinh; và pin khô, kim loại)
Hình 4 Phạm vi ứng dụng của thiêu đốt cho các bộ khác nhau của thành phần gần đúng HL là giá trị gia nhiệt thấp hơn Khu vực bóng mờ biểu thị khu vực, nơi công nghệ khả thi với các điều kiện gần đúng
Hình 5 Phạm vi ứng dụng của thiêu đốt với thu hồi năng lượng cho các bộ khác nhau của thành phần gần đúng HL là giá trị gia nhiệt thấp hơn Khu vực bóng mờ biểu thị khu vực, nơi công nghệ khả thi với các điều kiện gần đúng
Trang 10Hình 6 Phạm vi ứng dụng của phân hữu cơ cho các bộ khác nhau của thành phần gần đúng Khu vực bóng mờ biểu thị khu vực nơi công nghệ khả thi với các điều kiện gần đúng
Hình 7 Phạm vi ứng dụng của sản xuất RDF cho các bộ thành phần gần đúng Khu vực bóng mờ biểu thị khu vực nơi công nghệ khả thi với các điều kiện gần đúng
Hình 8 Phạm vi ứng dụng của bãi chôn lấp cho các bộ khác nhau của thành phần gần đúng Khu vực bóng mờ biểu thị khu vực nơi công nghệ khả thi với các điều kiện gần đúng
Bảng 2 Thành phần vật lý và gần đúng của chất thải gia đình được lấy mẫu ở Hà Nội (%)
Phân loại Thành phần vật lý Thành phần gần đúng
Độ ẩm Chất bay hơi Tro
Có thể bán được
Không bán được