Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã phù lãng, huyện quế võ, tỉnh bắc ninh đến năm 2050 và đề xuất các giải pháp quản lý

Trong thành phần chất thải rắn được xử lý thì chất thải hữu cơ chiếm tỷ trọngkhá lớn, do vậy bãi chôn lấp sẽ phát sinh lượng khí ô nhiễm như CH4, NH3, NOx… Trong đó, khí CH4phát sinh tro

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

PHAN KHẮC HUÊ

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TẠI KHU XỬ LÝ CHẤT THẢI

XÃ PHÙ LÃNG, HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH ĐẾN NĂM 2050 VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI - 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

PHAN KHẮC HUÊ

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TẠI KHU XỬ LÝ CHẤT THẢI

XÃ PHÙ LÃNG, HUYỆN QUẾVÕ, TỈNH BẮC NINH ĐẾN NĂM 2050 VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lưu Đức Hải

HÀ NỘI - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu khoa học do cá nhân tôithực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lưu Đức Hải, không sao chépcông trình nghiên cứu của người khác Số liệu và kết quả của luận văn chưa đượccông bốở bất kỳ một công trình khoa học nào khác

Các thông tin cung cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, đượctrích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn

Tác giả

Phan Khắc Huê

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình cao học và luận văn tốt nghiệp này, trước hết, tôi

đã nhận được sự chỉ bảo ân cần, dạy dỗ tận tình, sự góp ý thẳng thắn, chân thànhcủa các thầy cô giáo thuộc Khoa Các khoa học liên ngành - Đại học Quốc gia HàNội Xin cho tôi được gửi lời cảm ơn chân thành của mình tới quý thầy cô, đặc biệt

là những thầy giáo, cô giáo đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và phươngpháp làm việc, nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian tôi học tại lớp K4 - Caohọc Biến đổi khí hậu, Khoa Các khoa học liên ngành - Đại học Quốc gia Hà Nội.Lời cảm ơn sâu sắc nhất, tôi xin được gửi tới PGS.TS Lưu Đức Hải là giáoviên hướng dẫn, thầy đã dành rất nhiều thời giờ quý báu và tâm huyết của mình đểhướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này

Đồng thời, tôi xin được cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp của Trung tâmQuan trắc Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh, đơn vị tôi đang công tác hiện nay,

đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, phân công và hỗ trợ trong công việc để tôi

có thể tham gia khóa học Cao học Biến đổi khí hậu cũng như tiến hành các điềutra, nghiên cứu trong Luận văn tốt nghiệp này

Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè của mình,những người đã luôn bên cạnh, hỗ trợ và động viên tôi vượt qua những khó khăn

để hoàn thành khóa học cao học này

Mặc dù tôi đã hết sức cố gắng, nhưng do hạn chế về thời gian và kinhnghiệm, nên luận văn này vẫn còn có nhiều thiếu sót Rất mong nhận được sự góp

ý của các thầy, cô, bạn bè đồng môn và đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Phan Khắc Huê

ii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 6

1.1 Khí nhà kính và vai trò của khí nhà kính trong biến đổi khí hậu 6

1.2 Tổng quan về chất thải rắn và xử lý chất thải rắn 10

1.2.1 Nguồn phát sinh chất thải rắn 10

1.2.2 Phân loại chất thải rắn 11

1.2.3 Các biện pháp xử lý chất thải rắn ở Việt Nam và thế giới 12

1.3 Tác động của chất thải rắn đối với môi trường và con người 15

1.3.1.Tác động tới môi trường nước 15

1.3.2.Tác động tới môi trường không khí 16

1.4 Hiện trạng thu gom và xử lý chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 17 1.4.1 Hệ thống quản lý chất thải rắn 17

1.4.2 Hệ thống thu gom và vận chuyển rác thải 18

1.4.3 Xử lý rác thải 19

1.5.Phương pháp phân tích dòng vật chất (MFA)và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thải 24

1.5.1 Các bước phân tích một chuyển vật chất 24

1.5.2 Một số ứng dụng của MFA 25

1.6 Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báo theo mô hình LandGEM (Landfill Gas Emissions Model) 27

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu 33

iii

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 33

2.2.2 Phương pháp điều tra thực địa, lấy mẫu 34

2.3 Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báo 36

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Kết quả phân tích thành phần lý học của khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 39

3.2 Khối lượng chất thải rắn được xử lý tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 40

3.3 Phát thải khí nhà kính từ quá trình chôn lấp tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 41

3.3.1.Tính toán các thông số cho mô hình LandGEM 41

3.3.2 Kết quả tính toán phát thải khí nhà kính (CH4, CO2) thoát ra từ chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 44

3.3.3 Kết quả tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ khu xử lý chất thải xã Phù Lãng 44

3.5 Đề xuất các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn hữu cơ nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính (CH4 và CO2) vào môi trường 50

3.5.1 Biện pháp quản lý 50

3.5.2 Biện pháp kỹ thuật 51

3.5.3 Các biện pháp khác 55

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

iv

Bê tông cốt thépChất thải rắnChất thải rắn sinh hoạtHợp vệ sinh

Khu công nghiệpKhu đô thịKhu xử lý

Mô hình phát thải khí bãi rác (Landfill gas emission model)Hàm lượng lignin

Đánh giá vòng đời sản phẩm (Life cycle assessment)Công nghệ xử lý cơ học kết hợp sinh học

Phân tích dòng vật chất (Material flow analysis)Tấn

Quyết địnhQuy hoạch chuẩn Hà NộiRác thải công nghiệpRác thải sinh hoạtRác thải Y tếTấn CO2 tương đương

Ủy ban nhân dânCông ước khung của liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu(UnitedNations Framework Convention on Climate Change)Vật liệu xây dựng

Chất rắn bay hơi

Vệ sinh môi trường

Vi sinh vật

v

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu được sinh ra từ BCL 6

Bảng 1.2 CTR theo các nguồn phát sinh khác nhau 11

Bảng 1.3 Phương pháp xử lý CTR đô thịở một số nước 12

Bảng 1.4 Khả năng phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong CTR SH 16

Bảng 1.5 Nhu cầu nước hàng tháng và chi tiết (cho ủ chín 3 tháng) 22

Bảng 1.6 Nhu cầu nước của khu xử lý MBT 22

Bảng 2.1 Tổng khối lượng rác phát sinh trên địa bàn của Công ty TNHH một thànhviên Môi trường và Công trình Đô thị Bắc Ninh 29

Bảng 2.2 Giá trị MCF theo kiểu bãi chôn lấp CTR của IPCC (2006) 37

Bảng 3.1 Thành phần chất thải rắn tại đầu vào của KXL chất thải xã Phù Lãng 39

Bảng 3.2 Khối lượng CTR tại KXL chất thải xã Phù Lãng giai đoạn 2013 – 2032 và dự tính cho tương lai 40

Bảng 3.3 Thành phần CTR của KXL chất thải xã Phù Lãng dùng để tính DOC 41

Bảng 3.4 Thông số đầu vào để tính phát thải khí CH4 theo LandGEN 44

Bảng 3.5 Kết quả tính toán lượng khí CH4 phát sinh của KXL chất thải xã Phù Lãng trong giai đoạn 2013 – 2032 47

vi

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Sự thay đổi về thành phần khí [21] 9

Hình 1.2 Hệ thống quản lý chất thải rắn Tỉnh Bắc Ninh [4] 17

Hình 1.3 Qui trình vận hành của nhà máy xử lý rác [4] 19

Hình 1.4 Mặt cắt của luống ủ rác thải thông khí thụ động [4] 21

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình các bước phân tích chuyển vật chất [20] 25

Hình 2.1 Hình ảnh khu xử lý chất thải xã Phù Lãng [4] 31

Hình 2.2 Vị trí khu vực nghiên cứu [4] 32

Hình 2.3 Sơ đồ chia chia mẫu chất thải rắn 35

Hình 2.4 Sơ đồ lấy mẫu chất thải rắn 36

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình các bước phân tích chuyển vật chất [20] 46

Hình 3.2 Lượng khí nhà kính phát thải trong giai đoạn 2013 - 2032 theo kịch bản 1 49 Hình 3.3 Lượng khí nhà kính phát thải trong giai đoạn 2013 - 2032 theo kịch bản 2 49

Hình 3.4 Công nghệ lên men kỵ khí kết hợp phát điện[18] .53

Hình 3.5 Hiệu suất phátđiện của công nghệ lên men metan [18] 54

vii

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nằm ở vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, tỉnh Bắc Ninh có một vị trí thuận lợi

về địa lý, kinh tế, chính trị và có mạng lưới giao thông thuận tiện Bắc Ninh liền kề

Hà Nội, gần sân bay Nội Bài và các cảng biển quan trọng (cảng Cái Lân và cảngHải Phòng) và còn nằm trên các hành lang kinh tế Vân Nam (Trung Quốc) - Hà Nội

- Hải Phòng và Nam Ninh (Trung Quốc) - Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh.Bắc Ninh được biết đến như một trung tâm xứ Kinh Bắc cổ xưa với truyềnthống hiếu học và nền văn hóa lâu đời Bắc Ninh nổi tiếng trong cả nước với nhữnglàn điệu dân ca (quan họ) và rất nhiều đền chùa cổ (đền Đô, chùa Dâu, chùa BútTháp) và các làng nghề truyền thống Trước kia, nông nghiệp và nghề thủ công lànhững ngành kinh tế chính của tỉnh Nhưng trong thập niên vừa qua, Bắc Ninh đã

có nhiều thay đổi lớn nhờ chính sách công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước.Tỉnh Bắc Ninh bao gồm thành phố Bắc Ninh và 7 huyện Ngoài thành phốBắc Ninh và các khu ngoại vi, người dân chủ yếu sinh sống tại các làng quê Ranhgiới thành phố Bắc Ninh và các huyện được thể hiện trong bản đồ địa chính dướiđây

Dân số Bắc Ninh hiện nay khoảng 1 triệu người với hơn 80 % sống tại cácvùng nông thôn Dân số chỉ gia tăng tại các khu vực đô thị và ngoại ô thành phố Sốdân sẽ tăng lên khoảng 1,25 triệu người vào năm 2032

Công nghiệp và thương mại đang phát triển nhanh chóng và đang biến nơiđây từ một vùng nông thôn chuyển dần thành khu vực đô thị và ngoại ô Tỉnh BắcNinh đã đạt mức tăng trưởng kinh tế nhanh ở mức 13,5 % trong những năm qua và

sẽ còn tiếp tục tăng theo kế hoạch 5 năm đề ra Nông nghiệp vẫn là ngành sử dụnglao động nhiều nhất và lúa là cây trồng chủ yếu

Cùng với sự phát triển kinh tế và quá trình đô thị hoá, vấn đề ô nhiễm môitrường trở thành vấn đề quan trọng đối với tỉnh Bắc Ninh, trong đó có chất thải rắn.Trong năm 2007, tổng lượng chất thải rắn của toàn Tỉnh là 140.597 tấn với 3.880tấn chất thải rắn công nghiệp và 136.457 tấn rác thải sinh hoạt Lượng rác thải này

1

được thu gom chủ yếu bởi Công ty TNHH Một thành viên Môi trường và Côngtrình Đô thị Bắc Ninh và hệ thống các xí nghiệp và hợp tác xã dịch vụ môi trường

ở các tuyến huyện, xã, phường Rác sau khi được thu gom ngoài một phần nhỏđược tái chế bằng hệ thống tái chế không chính thức còn chủ yếu được đem đichôn lấp Các bãi chôn lấp chất thải rắn hầu như không đạt tiêu chuẩn thiết kế vànằm rải rác tại các huyện khác nhau Hệ thống thu gom và chôn lấp rác thải hiệnnay gần như quá tải và đang gặp rất nhiều khó khăn Dự kiến đến năm 2018 lượngrác thải sinh hoạt sẽ tăng 23,65% Để giải quyết tình trạng chất thải rắn, Tỉnh BắcNinh đã ra Quyết định số 1687/QĐ-UBND ngày 31/11/2007 của Chủ tịch UBNDtỉnh Bắc Ninh về phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình khu xử lý (KXL)chất thải bảo vệ môi trường tại xã Phù Lãng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh do Công tyTNHH Một thành viênMôi trường và Công trình Đô thị Bắc Ninh quản lý, bắt đầuhoạt động từ ngày 01/01/2014 trên diện tích 39 ha tại thôn Đồng Sài Hiện naycông ty đã xây dựng và vận hành 1 ô chôn lấp và chính thức tiếp nhận chất thải củathành phố Bắc Ninh và huyện Quế Võ với lưu lượng khoảng 230 tấn/ngày Hầu hếtCTR của thành phố và huyện Quế Võ được thu gom và xử lý chủ yếu bằng phươngpháp chôn lấp tại bãi rác (mới) vận hành mà không qua khâu phân loại hay tái chếnào Trong thành phần chất thải rắn được xử lý thì chất thải hữu cơ chiếm tỷ trọngkhá lớn, do vậy bãi chôn lấp sẽ phát sinh lượng khí ô nhiễm như CH4, NH3,

NOx… Trong đó, khí CH4phát sinh trong hỗn hợp khí là tương đối lớn Tuy nhiên,hiện tại bãi chôn lấp vẫn chưa được đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và xử lýkhí bãi rác theo công nghệ sản xuất khí sinh học (BIOGAS), chuyển hoá thànhphần chất hữu cơ trong rác thải thành khí đốt, nguồn phân bón và thức ăn bổ sungcho gia súc, gia cầm Bên cạnh đó, việc điều tra, khảo sát đặc điểm chất thải rắn vàcác yếu tốảnh hưởng đến khả năng phát thải các khí nhà kính từ hoạt động chôn lấpchất thải tại thành phố vẫn còn hạn chế và chưa được quan tâm đúng mức Vì vậy

đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường tại bãi chôn lấp, các khu vực xung quanh

và cũng có góp phần nhất định vào hiệu ứng nóng lên toàn cầu nói chung

Với mong muốn nắm được hiện trạng CTR phát sinh, tính toán xác định mức

độ phát thải khí nhà kính tại bãi chôn lấp CTR nhằm cung cấp thông tin cho các cơ

2

quan quản lý vệ sinh môi trường của tỉnh, thành phố nghiên cứu giải pháp giảmthiểu ô nhiễm môi trường, phát thải khí nhà kính trong việc xử lý chất thải rắn chonhững năm tới, đồng thời lồng ghép mục tiêu sử dụng tài nguyên hiệu quả, cải thiệnchất lượng môi trường tại khu vực bãi chôn lấp, nâng cao hiệu quả công tác xử lýchất thải đô thị và góp phần cùng với các cơ quan, ban ngành thực hiện thành côngmục tiêu xây dựng Bắc Ninh trở thành thành phố trực thuộc Trung ương trong

những năm 20 của thế kỷ 21, tôi đề xuất đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050 và đề xuất các giải pháp quản lý”.

2 Mục tiêu của đề tài

- Tính toán được lượng khí nhà kính phát thải từ việc chôn lấp chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050

- Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

(1) Quy trình thu gom và công nghệ xử lý chất thải rắn tại khu xử lý chất thải

xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

(2) Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

(3) Phương pháp tính toán phát thải khí nhà kính theo tài liệu hướng dẫn 2006

IPCC-(4) Chất thải rắn và khí nhà kính phát sinh từ chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

(5) Các giải pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Hiện trạng quy trình thu gom và công nghệ xử lý các loại chất thải đô thị tạikhu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

3

- Tính toán lý thuyết lượng phát thải khí nhà kính từ hoạt động chôn lấp chất thải tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.

- Chỉ giới hạn trong phạm vi tại kh xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế

Võ, tỉnh Bắc Ninh

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

4.1 Nội dung nghiên cứu

- Ước tính lượng và thành phần rác thải tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050

- Ước tính lượng phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050

- Phân tích được các giải pháp tối ưu để giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

- Đề xuất các giải pháp quản lý để giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử

lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

4.2 Phương pháp nghiên cứu

a Phương pháp thu thập thông tin và kế thừa

Thu thập các tài liệu, số liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam

và trên thế giới Phân tích, đánh giá, tổng hợp và kế thừa các kết quả nghiên cứutrong thời gian qua và trên thực tế

b Phương pháp phân tích dòng vật chất (MFA)

Cơ sở nghiên cứu của đề tài là dựa trên phương pháp phân tích dòng vật chất(MFA) nhằm đánh giá các dòng vật chất lưu thông và tích trữ trong một hệ thốngđược xác định trong một không gian và thời gian nhất định Phương pháp MFAliên kết các nguồn, con đường và các hoạt động trung gian và cuối cùng của vậtchất Dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả của phương pháp MFA cóthể được kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất đơn giản giữa các dòng vào,dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình Đặc tính riêng biệt này của MFA giúpphương pháp này hữu dụng như một công cụ hỗ trợ ra quyết định trong việc quản

lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải và quản lý môi trường

4

MFA dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả của phương pháp MFA

có thể được kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất đơn giản giữa các dòng vào,dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình MFA đang là công cụ hỗ trợ ra quyếtđịnh trong việc quản lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải, và quản lý môi trường

c Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu: Khảo sát ngoài thực địa, lấy mẫu

và phân tích mẫu

d Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu phân tích, đánh giá, so sánh

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Khí nhà kính và vai trò của khí nhà kính trong biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang trở thành vấn đề môi trường toàn cầu

ảnh hưởng đến tất cả các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam Theo tính

toán của tổ chức y tế thế giới WHO Việt Nam được xếp vào một trong 10 nước

bịảnh hưởng nặng nề nhất bởi BĐKH và là nước bịảnh hưởng thứ tư bởi nước

biển dâng Do đó, ứng phó với BĐKH trở thành nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu của

Việt Nam và nhiều quốc gia khác trên thế giới

Nguyên nhân dẫn tới BĐKH đã được các nhà khoa học trên thế giới xác định

là do sự gia tăng nhanh chóng của các khí nhà kính như: CO2, NOx, CH4, hơi

H2O…trong bầu khí quyển do sự phát thải khí nhà kính từ các hoạt động của con

người trong đó có các thành phần khí metan, dioxit cacbon thải ra từ các bãi chôn

lấp, xử lý chất thải rắn sinh hoạt

Quá trình hình thành các khí chủ yếu từ bãi chôn lấp

Khí bãi rác là một hỗn hợp phức tạp của các loại khí khác nhau được tạo ra từ

quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ khi có mặt các vi sinh vật trong bãi rác

Các khí đặc trưng cho bãi rác như CH4, CO2, H2S, NH3, chất hữu cơ bay hơi và

các khí gây mùi hôi khác Nhưng thành phần chủ yếu là khí CH4 chiếm 45 - 60%;

CO2 chiếm 40 - 50% là các sản phẩm chính của quá trình phân hủy kỵ khí thành

phần chất thải hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học của chất thải rắn hữu cơ,

lượng khí này sẽ được tạo thành liên tục trong thời gian đầu và sẽ giảm dần Nếu

không được thu gom để xử lý và tái sử dụng năng lượng, các loại khí trên sẽ gây ô

nhiễm nặng nề đến môi trường không khí, đặc biệt là khí CH4 và CO2 gây ảnh

hưởng tới biến đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính

Bảng 1.1 Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu được sinh ra từ BCL

1234567

6

89Chất thải rắn hữu cơ tại các bãi chôn lấp là một trong những nguồn phát thảikhí CH4 lớn nhất của con người tạo nên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo rakhí trong BCL được diễn ra theo 5 giai đoạn và nguồn vi khuẩn chính cung cấp chocác hoạt động sinh học này là vi khuẩn trong đất sử dụng để làm lớp phủ hàng ngày

và lớp phủ cuối cùng cho bãi chôn lấp CTR Quá trình hình thành khí CH4 trongbãi chôn lấp được diễn giải như sau:

Giai đoạn 1: Đây là giai đoạn khởi đầu, trong giai đoạn nàyCTR sẽ trải qua

quá trình phân hủy hiếu khí do các VSV hiếu khí sử dụng lượng oxi còn sót lạitrong các lỗ trống của chất thải rắn để phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủysinh học Giai đoạn này nó có thểkéo dài nhiều ngày hoặc nhiều tháng, tùy thuộcvào lượng oxi có trong CTR, nó phụ thuộc vào độ nén của CTR và lớp đất phủhàng ngày [12] Sự phân hủy này được mô tả bằng phương trình phản ứng sau:Chất hữu cơ phân hủy sinh học + O2 CO2 + H2O+ sinh khối + nhiệt +

NH3+ CTR đã phân hủy một phần

Giai đoạn 2: Đây là giai đoạn chuyển tiếp, trong giai đoạn này lượng oxy

trong bãi chôn lấp bị cạn kiệt nhanh chóng và quá trình phân hủy kỵ khí (một quátrình mà không cần oxy) bắt đầu được diễn ra, vi khuẩn chuyển đổi các hợp chấttạo thành bởi vi khuẩn hiếu khí vào acetic, lactic, axit formic và cồn (methanol vàethanol) Khi đó trong các phản ứng sinh hóa NO3; SO42- sẽ là những chất nhậnđiện tử và chúng bị khử thành N2 và H2S, Việc khử NO3; SO42- diễn ra ở hiệu điệnthế oxy hóa khử từ -50 mV đến -100mV và các khí CH4 sinh ra các phản ứng oxyhóa khử xảy ra ở hiệu điện thế từ -150mV đến -300mV Thời gian chôn lấp càng lâuthì thế điện động giữa các pha càng tăng, các vi sinh vật là yếu tố làm cho các chấtthải sinh hoạt chuyển hóa thành CH4, cacbonic (CO2) và chuyển sang giai đoạn 3 làgiai đoạn hình thành các axit hữu cơ phức tạp Một điều đáng chú ý là ở giai đoạnnày pH trong nước rò rỉ đã bắt đầu giảm do sự có mặt của các axit hữu cơ

7

Giai đoạn 3: Trong giai đoạn này các vi khuẩn đã bắt đầu hoạt động mạnh, làm

tăng nhanh các acid hữu cơ đồng thời làm giảm các khí hydro sinh ra Bước đầu tiêncủa này là các chất hữu cơ cao phân tử (lipid, các polymer hữu cơ, protein) được thủyphân nhờ các men trung gian (enzyme- mediated) trở thành những hợp chất hữu cơ cómạch ngắn hơn thích hợp cho các vi sinh vật Bước tiếp theo là quá trình acid hóa cáchợp chất hữu cơ được sinh ra ở bước đầu tiên thành các hợp chất trung gian có phân tửlượng thấp hơn Trong đó phần lớn là acid acetic, một phần nhỏ acid fulvic và các acidhữu cơ phức tạp hơn Các khí được hình thành trong giai đoạn này chủ yếu là khí CO2

và một lượng nhỏ khí H2 Những vi khuẩn sinh ra trong nhóm này thường được gọi lànhóm vi khuẩn acid hóa Bởi vì sự có mặt của các acid hữu cơ và các khí CO2 đã làmcho pH có mặt trong nước rỉ rác giảm xuống

ởmức 5 hay thấp hơn; BOD5, COD, độ dẫn điện tăng lên đáng kể trong giai đoạnnày Do pH giảm thấp nên các kim loại nặng có trong chất thải rắn cũng bị hòa tanlàm cho nồng độ các kim loại nặng trong nước rò rỉ tăng cao

Giai đoạn 4:Ở trong giai đoạn này có 2 nhóm các vi sinh vật chuyển hóa các

acid acetic (CH3COOH) và các khí hydro (H2) thành các khí CH4 và CO2 Quátrình này sẽ làm cho pH của nước rỉ rác tăng trở lại và đạt ở mức pH = 6,8- 8 Cũngtương ứng với điều đó thì nồng độ BOD, COD, độ dẫn điện của nước rỉ rác cũnggiảm xuống, do pH giảm nên nồng độ các kim loại nặng trong nước rỉ rác cũnggiảm xuống

Giai đoạn 5: Giai đoạn này diễn ra khi các chất hữu cơ đã chuyển hóa hoàn

toàn thành CH4 và CO2, tốc độ khí bãi rác giảm đáng kể vì lượng dưỡng chất đãtheo nước rỉđi ra khỏi chất thải rắn và các chất nền còn lại thường là những chấtkhông phân hủy sinh học Nước rỉ rác ở giai đoạn này thường chứa nhiều mùn vàmột vài chất hữu cơ (acid humic, acid fulvic) do phân hủy sinh học chậm Độ dàicủa giai đoạn này tùy thuộc vào tỷ lệ chất hữu cơ, lượng chất, độẩm của chất thảirắn và độ nén ban đầu của chất thải rắn khi chôn lấp

Sự phân hủy kỵ khí các chất thải rắn hữu cơ trong bãi chôn lấp được đơn giảnhóa bằng phương trình phản ứng sau:

Các chất hữu cơ (CTR) + H2O + Chất dinh dưỡng Chất

hữu cơ mới + Mùn + CO2 + CH4 + NH3 + H2S + Nhiệt lượng

8

Giả sử quá trình phân hủy rác xảy ra hoàn toàn:

Thông thường chất hữu cơ có trong chất thải rắn được phân làm hai loại:

- Các chất hữu có khả năng phân hủy nhanh (từ 3 tháng đến 5 năm)

- Các chất hữu có có khả năng phân hủy chậm (trên 50 năm)

Ngoài ra hàm lượng chất hữu cơ bay hơi (VOC) và các khí vi lượng thoát ra

từ bãi chôn lấp Hiện nay các khí này vẫn chưa được phân tích và giám sát đầy đủ.Theo các nghiên cứu mới nhất tại các bãi chôn lấp chất thải rắn nếu các khí nàykhông được giám sát chặt chẽ sẽ gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nước mặt,nước dưới đất và môi trường không khí xung quanh khu vực

không khí tại các bãi chôn lấp tùy thuộc vào lớp đất phủ bề mặt Nếu không có lớpđất phủ thì tất các các khí bãi rác được tạo thành sẽ thải trực tiếp lên khí quyển vàđược khuếch tán một cách nhanh nhất Có một số bãi chôn lấp, các hố chôn lấpđược chứa đầy chất thải rắn lúc đó mới được phủ một lớp đất ở trên bề mặt Lớpđất phủ bề mặt nếu không được phủ thường xuyên mỗi ngày thì trong suốt giaiđoạn vận hành hố chôn, các khí được hình thành vẫn thải vào khí quyển, khi đó sẽgây ra mùi hôi thối và có nhiều loại côn trùng phát tán vào môi trường gây ảnhhưởng tới môi trường, đến khu vực dân cư xung quanh

9

1.2 Tổng quan về chất thải rắn và xử lý chất thải rắn

Chất thải rắn được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động củacon người và động vật tồn tại ở dạng rắn, được thải bỏ khi không còn hữu dụnghay khi không muốn dùng nữa [12]

Như vậy, chất thải rắn bao gồm những chất thải rắn không đồng nhất từ cáckhu dân cư và các chất thải đồng nhất từ các khu công nghiệp, nông nghiệp đượcthải bỏ từ tất cả các hoạt động sản xuất, dịch vụ thương mại, công sở, văn phòng vàsinh hoạt của con người Chất thải rắn sinh hoạt hay rác thải sinh hoạt là một bộphận cấu thành của chất thải rắn, được hiểu là chất thải rắn phát sinh từ các hoạtđộng sinh hoạt thường ngày của con người

1.2.1 Nguồn phát sinh chất thải rắn

Nói đến chất thải rắn người ta thường nghĩ ngay đến các khu đô thị và cáckhu công nghiệp Vì đô thị là nơi tập trung đông và thu hút nhiều dân cư, các hoạtđộng kinh tế - xã hội rất đa dạng và phong phú, điều kiện sống, mức tiêu dùng củangười dân ngày càng cao, điều đó đã dẫn tới CTR phát sinh ngày càng nhiều Nếulượng CTR này không được quản lý tốt thì nó sẽảnh hưởng ngày càng lớn và nócòn là mối hiểm họa cho con người

Trong công tác quản lý chất thải rắn, việc xác định các nguồn phát sinh chấtthải rắn đóng vai trò rất quan trọng Mặc dù có rất nhiều cách để phân định vềnguồn gốc phát sinh chất thải rắn sinh hoạt nhưng chủ yếu từ nguồn chính:

- Từ các hộ dân (sinh hoạt gia đình);

- Từ hoạt động thương mại và dịch vụ (chợ, dịch vụ ăn uống, thương mại, công cộng);

- Từ các công sở, các trường học, viện nghiên cứu;

- Từ đường phố, các bến xe, các nhà ga, sân bay;

- Từ các bệnh viện, các khu công nghiệp;

- Từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp;

- Từ các hệ thống xử lý nước thải và từ các đường cống thoát nước …Các loại chất thải rắn được thải ra từ các hoạt động khác nhau thì việc xác định về nguồn gốc phát sinh cũng khác nhau

10

Bảng 1.2 CTR theo các nguồn phát sinh khác nhau

1.2.2 Phân loại chất thải rắn

Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn chủ yếu là do hoạt động của con người

Chính vì vậy chất thải rắn rất đa dạng và phong phú về thành phần Có rất nhiều

cách để phân loại chất thải rắn: Phân loại theo nguồn gốc phát sinh, theo thành

phần hóa học, theo tính chất độc hại…[12]

 Phân loại theo vị trí hình thành

Phân loại theo cách này, tuy theo lĩnh vực hoạt động của con người mà CTR sinh ra được phân loại thành:

- CTR đô thị: CTR từ các hộ gia đình, chợ, trường học, cơ quan…

- CTR nông nghiệp: rơm rạ, trấu, lõi ngô, bao bì thuốc bảo vệ thực vật…

- CTR công nghiệp: chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp, KCN…

11

 Phân loại chất thải rắn sinh hoạt theo thành phần hóa học

- CTR hữu cơ: chất thải thực phẩm, rau củ quả, phế thải nông nghiệp, chất thảichế biến thức ăn…

- CTR vô cơ: chất thải vật liệu xây dựng như đá, sỏi, xi măng, thủy tinh…

- Chất thải phân hủy sinh học, chất thải khó phân hủy sinh học;

- Chất thải cháy được, chất thải không cháy được;

- Chất thải tái chế được: kim loại, cao su, giấy, gỗ, nhựa…

 Phân loại chất thải rắn sinh hoạt theo mức độ nguy hại

- CTR thông thường: giấy, vải, thủy tinh…

- CTR nguy hại: chất thải công nghiệp nguy hại, chất thải nông nghiệp nguyhại (phân bón hóa học, các loại thuốc trừ sâu), chất thải y tế nguy hại, các chấtphóng xạ

1.2.3 Các biện pháp xử lý chất thải rắn ở Việt Nam và thế giới

1.2.3.1 Xử lý chất thải rắn ở một số nước trên thế giới

Tại các nước phát triển chôn lấp vẫn là công nghệ xử lý chủ yếu (trên 50%),chỉ các nước có đất đai chật hẹp như Luxembourg, Nhật Bản và Singapore thì tỷlệchôn lấp mới thấp (từ 7 - 24%) Công nghệủ phân vi sinh ít được sử dụng, caonhất tại Tây Ban Nha và Áo là 20 và 17% Công nghệ đốt khoảng từ 5 - 76% và caonhất ở các nước có tỷ lệ chôn lấp thấp do chi phí cao hơn chôn lấp từ 10 - 15 lần[9]

Tại các nước có thu nhập trung bình như Thái Lan (Thủ đô Băng Cốc) vàPhilippines, chôn lấp chiếm khoảng 85 - 90% [9]

Tại Mỹ: Hàng năm có 27% chất thải rắn được tái chế, khoảng 16% được thiêu

đốt, 57% còn lại được chôn lấp ở 2900 bãi rác Mỹ đang thực hiện phương pháp

xử lý chuyển chất thải thành năng lượng (113 nhà máy đang thực hiện) Vớiphương pháp này có thể giảm được 79-90% tổng lượng chất thải rắn và thu hồinhiệt lượng để chuyển thành điện năng [11]

Tại Thụy Điển: Thực hiện chiến lược giảm tối thiểu lượng chất thải rắn và

tăng cường thu hồi phế liệu cho tái chế (chiếm 25% tổng số chất thải rắn phát sinhnăm 1997), áp dụng công nghệ tiên tiến để phân loại và thu gom, vận chuyển và xử

lý chất thải rắn Thụy Điển hiện có 282 bãi chôn lấp với tổng số 4,75 triệu tấn chấtthải rắn được chôn lấp Và là một trong những nước thực hiện việc phân loại chấtthải rắn tại nguồn có hiệu quả với sự tham gia tích cực của cộng đồng dân cư [8]

Tại Singapore: Là một đất nước sạch, đẹp, văn minh, CTR được phân loại

ngay tại nguồn và được thu gom vào túi nilon đặc biệt Singapore có 5 nhà máy đốtrác với công suất 9.000 tấn/ngày (khoảng 93%), số CTR còn lại được chôn lấp đặcbiệt ở biển (khoảng 7%) Trong quá trình thiêu hủy CTR, nhiệt được thu hồi đểchạy máy phát điện [11]

Tại Nhật Bản: Nhật Bản là một nước có diện tích đất đai rất hạn hẹp, nên hiện

nay phương pháp chủ yếu Nhật Bản đang áp dụng là phương pháp thiêu hủy chấtthải rắn (chiếm 68% tổng lượng chất thải rắn, với 1919 xí nghiệp đốt chất thải rắnhoạt động) Công suất của các xí nghiệp lớn nhất lên đến 1980 tấn/ngày đêm [11]

13

Tại Đức: Chính phủ Đức quy định công nghệ chôn lấp phải là tiên tiến, các

bãi chôn lấp chỉ tiếp nhận chất thải rắn đã qua thiêu hủy hoặc xử lý sơ bộ (nghiền,nén) Bởi vậy tại nước này rất chú trọng đến biện pháp tái sinh chất thải rắn, lượngchất thải rắn chôn lấp có xu hướng giảm dần (năm 1990 có 70% thì những nămcuối thế kỷ 20 chỉ còn lại 46%) [11]

Tại Hà Lan: Trong nhiều năm đất nước này đã tiến hành tiêu hủy chất thải

công nghiệp ở ngoài biển nhưng đến năm 1990 thì chấm dứt hoàn toàn Hiện nay,chính phủ nước này đã, đang quan tâm đến quy trình công nghệ đốt chất thải rắn vàchôn lấp không gây ô nhiễm môi trường

Tại Fukuoka - Nhật Bản: Mô hình xây dựng nhà máy xử lý chất thải rắn thành

khu sinh thái Kytaky Ushu Thành phố Fukuoka có diện tích khoảng 2.200 ha, cóquỹ đất 20 ha xây dựng cụm, nhà máy xử lý chất thải rắn công nghiệp, gia dụng,phế liệu xây dựng… trị giá 60 tỷ Yên Với tỷ vốn đầu tư: tư nhân 70%, nhà nước20% và địa phương là 10% Ở đây quy trình xử lý phụ thuộc rất nhiều vào côngđoạn phân loại (CTR vô cơ, hữu cơ thành 12 thành phần chất thải) và hình thứcphân loại được áp dụng triệt để: như bắt buộc các nhà sản xuất các vật dụng phảighi rõ trên bao bì sản phẩm loại nhựa, cấu tạo gồm những hợp chất gì, nhữngnguyên tố nào có ảnh hưởng tới đường hô hấp, mắt, qua da … các CTR được đưavào buồng kín để tách riêng các hợp chất bằng các thiết bị chuyên dùng…[11]

1.2.3.2 Xử lý chất thải rắn ở Việt Nam

Theo Báo cáo diễn biến môi trường thế giới Việt Nam - Word Bank, các khu

đô thịở Việt Nam lượng chất thải rắn sinh hoạt hàng năm ước tính khoảng hơn 20triệu tấn chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau

Lượng chất thải rắn của thành phố Hà Nội sau khi mở rộng lên tới 2,25 triệutấn, xử lý chất thải rắn chủ yếu là phương pháp chôn lấp và còn tồn tại nhiều bấtcập Phần lớn các bãi chôn lấp CTR chưa hợp vệ sinh, hệthống xử lý chất thải cònthiếu, không tập trung và không an toàn Theo tiêu chuẩn Quốc tế thì Việt Namhiện có 17 trong tổng số 91 bãi chôn lấp hợp vệ sinh (bãi Thủy Phương - Huế, NamSơn - Hà Nội, Gò Cát - TP HCM…), các bãi chôn lấp còn lại đều không hợp vệsinh hoặc xây dựng hợp vệ sinh nhưng mà hoạt động không được hiệu quả, gây ônhiễm môi trường [11]

14

Theo thực tiễn Hà Nội hiện nay có khoảng 20% được thu hồi tái chế, tái sửdụng tại nguồn và các KXL; ủ sinh học để sản xuất phân vi sinh tại Cầu Diễnkhoảng 70 tấn/ngày mới đạt khoảng 1% khối lượng CTR phát sinh; sử dụng côngnghệ đốt tại KXL Xuân Sơn khoảng 100 tấn/ngày, mới đạt khoảng 1,5% Còn lạitới khoảng 75% chất thải rắn sinh hoạt được chôn lấp hợp vệ sinh không thu hồinăng lượng [9].

Tại thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày có khoảng 6.000 tấn chất thải rắn đượcmang tới các bãi chôn lấp Tuy nhiên do địa hình và quỹ đất nên tại thành phố HồChí Minh có rất nhiều bãi chôn lấp để phục vụ cho công tác xử lý chất thải rắn Một

số bãi chôn lấp đã đóng cửa và một số bãi vẫn đang còn hoạt động [12]

Bãi chôn lấp CTR Đa Phước thuộc khu liên hợp xử lý chất thải rắn Đa Phướcchủ yếu phục vụ xử lý rác thải khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh với tổngdiện tích khu liên hợp là 73,64 ha trong đó diện tích để xây dựng ô chôn lấp chấtthải rắn là 29,7 ha với công suất tiếp nhận 3.000 tấn/ngày đêm

Tại Miền Bắc, bãi chôn lấp CTR Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội là bãi chôn lấpchất thải lớn nhất, xử lý chất thải rắn cho toàn thành phố Hà Nội Hiện nay, mỗingày bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn tiếp nhận khoảng 3.000 tấn chất thải rắn và cóthể tăng lên đến 4.000 tấn/ngày và đã lấp đầy 6/9 ô chôn lấp Tiếp theo là bãi chônlấp Xuân Sơn, Sơn Tây, Hà Nội mỗi ngày tiếp nhận khoảng 200 tấn CTR sinh hoạt,bãi chôn lấp CTR sinh hoạt Kiêu Kỵ, Gia Lâm, Hà Nội tiếp nhận mỗi ngày 70tấn/ngày, khu xử lý Núi Thoong, Xuân Mai, Hà Nội xử lý khoảng 40 tấn mỗingày… [9]

1.3 Tác động của CTR đối với môi trường và con người

1.3.1 Tác động tới môi trường nước

Trong quá trình vận hành bãi chôn lấp, một trong những nguồn gây ô nhiễmlớn nhất đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước (nước dưới đất và nướcmặt), là nước rỉ rác từ bãi chôn lấp Lượng nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễmnặng nề đến môi trường sống cả về lưu lượng lớn và nồng độ chất ô nhiễm cao.Nước rỉ rác chính là do chất lỏng thấm qua chất thải rắn sau đó nó mang theocác chất rắn lơ lửngvà các chất rắn hòa tan Trong hầu hết các bãi chôn lấp, nước rỉrác bao gồm lượng chất lỏng chuyển vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài như

15

nước bề mặt, nước mưa, nước dưới đất và nước tạo thành trong quá trình phânhủy chất thải rắn (nếu có) Khi nước thấm qua chất thải rắn đang trong quá trìnhphân hủy, các thành phần sinh học và hóa học bị hòa tan vào dung dịch.

Nếu thành phần nước rỉ rác có chứa nhiều kim loại thì nó sẽ gây hiện tượng

ăn mòn kim loại trong môi trường nước Sau đó phân hủy trong môi trường có vàkhông có oxy, gây ô nhiễm môi trường sinh thái và nguồn nước Những chất thảinguy hại như chì, thủy ngân, Asen, Cadimi hoặc những chất phóng xạ thì có tínhchất nguy hiểm rất cao

1.3.2 Tác động tới môi trường không khí

Thông thường, chất hữu cơ có trong CTR được phân làm hai loại: (loại 1) cácchất có khả năng phân hủy nhanh (3 tháng đến 5 năm) và (loại 2) chất hữu cơ cókhả năng phân hủy chậm ( 50 năm) Tỷ lệ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinhhọc tùy thuộc rất nhiều vào hàm lượng lignin của chất thải rắn Sự phân hủy sinhhọc của các chất hữu cơ dựa vào hàm lượng lignin của chất thải rắn Dưới nhữngđiều kiện thông thường, tốc độ phân hủy được xác định trên cơ sở tốc độ sinh đạtcực đại trong vòng hai năm đầu, sau đó giảm dần và kéo dài trong vòng 25 nămhoặc hơn nữa

Bảng 1.4 Khả năng phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong CTR SH

TT

Thành phần chất hữu cơ

Bãi chôn lấp chất thải rắn có thể được coi là một thiết bị phản ứng sinh hóa,

với chất thải rắn và nước là nguyên liệu chính đầu vào và khí BCL, nước rò rỉ làsản phẩm chính đầu ra Chất thải rắn chôn lấp bao gồm một phần là chất hữu cơ(chiếm tỷ trọng khoảng 83%) có khả năng phân hủy sinh học và các chất vô cơ

16

khác Khí BCL có thể sử dụng để sản xuất năng lượng hoặc được đốt dưới điều

kiện kiểm soát để tránh thải các thành phần độc hại vào môi trường không khí

Khí BCL được hình thành từ những thành phần khí hiện diện với lượng lớn

(các khí chủ yếu như khí CH4, khí CO2) và những thành phần khí chiếm lượng rất

nhỏ (khí vi lượng) Các khí chủ yếu được hình thành trong quá trình phân hủy

phần chất hữu cơ có trong CTRSH Một số khí vi lượng, mặc dù tồn tại với lượng

nhỏ có thể mang tính độc và nguy cơ tác hại đến sức khỏe cộng đồng cao Nếu các

khí trên không được thu gom để xử lý và tái sử dụng vào các mục đích khác, chúng

sẽ gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường không khí, đặc biệt là các khí CO2 và khí

CH4 là những “khí nhà kính” gây nóng lên toàn cầu.

1.4 Hiện trạng thu gom và xử lý chất thải rắn tại KXL chất thải xã Phù Lãng

1.4.1 Hệ thống quản lý chất thải rắn

Hiện nay, Công ty TNHH một thành viên Môi trường và Công trình Đô thị

Bắc Ninh là đơn vị được UBND tỉnh Bắc Ninh giao cho quản lý và vận hành toàn

bộ hoạt động của KXL và chôn lấp rác thải tại KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện

Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

Toàn bộ rác thải trên địa bàn tỉnh được công ty thu gom và vận chuyển thông

qua các hợp đồng dịch vụ UBND tỉnh và Sở Xây dựng có trách nhiệm giám sát

toàn bộ các hoạt động của công ty

Hình 1.2 Hệ thống quản lý chất thải rắn Tỉnh Bắc Ninh [4]

17

1.4.2 Hệ thống thu gom và vận chuyển rác thải

a Hệ thống thu gom và vận chuyển rác thải sinh hoạt ở thành phố và các thị trấn, huyện

Hệ thống thu gom rác gồm có các hệ thống xe đẩy tay (dung tích chứa 0,7 m3),mỗi khu phố/thôn đặt 01 container hở (có dung tích 20 m3) để lưu giữ tạm thời và dàn

xe tải chuyên chở có rơ-moóc, như vậy tổng dung tích chuyên chở có thể đạt

40 m3

b Hệ thống thu gom rác ở khu vực nông thôn

Rác thải tại các khu vực nông thôn trung bình khoảng 2 ngày được thu gom

01 và sử dụng loại xe container 15m3 thu gom rác, việc thu gom này có thể kết hợpnhiều làng với nhau Vị trí đặt conteiner cho một số thôn, làng với bán kính giaothông tối đa là 5km Do việc thu gom rác bằng xe đẩy tay chỉ giới hạn trong khoảng1km nên những loại xe khác (dùng xe bò hoạc xe công nông) cũng được sử dụngthay thế

c Thu gom rác công nghiệp

Rác thải công nghiệp được thu gom hàng ngày hoặc 2 ngày/lần tuỳ thuộc vàocác khu công nghiệp và các làng nghề

Đối với các làng nghề, việc thu gom rác thải công nghiệp sẽ được thực hiệngiống như việc thu gom rác thải sinh hoạt tại các khu vực nông thôn Tuy nhiên, sẽ

sử dụng các quy định khác nhau (phân biệt bằng màu sắc) để tránh sự nhầm lẫngiữa rác công nghiệp và rác thải sinh hoạt

d Thu gom rác thải y tế

Rác y tế hiện nay được phân loại tốt ở các bệnh viện và được đốt trong các lòđốt rác (01 huyện/01 lò đốt) Tro đã nguội và không độc hại được vận chuyển cùngvới rác sinh hoạt

e Thu gom rác thải nguy hại

Rác thải nguy hại từ khu vực công nghiệp không được thu gom và xử lý tạikhu KXL chất thải xã Phù Lãng mà do các công ty tự ký hợp đồng với những đơn

vị có chức năng thu gom và xử lý

Rác thải nguy hại từ người dân không được phân loại mà được thu gom chungvới rác thải sinh hoạt Đối với một số các điểm dịch vụ có số lượng rác lớn (từ các hộdân) như sơn thừa, ắc qui hỏng, cặn dầu, được lưu trữ trong các thùng chứa có

18

nắp đậy Được Công ty thu gom tập trung và chuyển tới các công ty chuyên nghiệp

có chứng chỉ hành nghề để vận chuyển rác nguy hại tới KXL như Công ty Môitrường Thuận Thành, Công ty Hùng Hưng Môi trường Xanh,…

1.4.3 Xử lý rác thải

a Xử lý rác thải sinh hoạt từ các hộ dân

Tại KXL chất thải xã Phù Lãng, áp dụng xử lý sơ bộ CTR SH bằng cách phânloại các phế liệu có giá trị cao (ví dụ như nhựa), sau đó ủ trong các luống ủcompost đơn giản ngoài trời và cuối cùng là chôn lấp rác đã ủ vào bãi chôn lấp hợp

vệ sinh

Những sản phẩm phụ từ quá trình này được tái chế hoặc tái sử dụng Ngoài

ra, do thành phần hữu cơ trong sản phẩm rác sau ủ cao nên có thể được sử dụnglàm chất cải tạo đất

Mô tả quy trình công nghệ:

Công nghệ xử lý cơ học kết hợp sinh học nhìn chung bao gồm những bước sau:

- Tiếp nhận và kiểm soát rác thải đầu vào

- Xử lý cơ học

- Xử lý sinh học

- Xử lý cơ học cuối cùng và chôn lấp rác thải sau khi đã xử lý tại bãi chôn lấp

Vật liệu không phân huỷ sinh học

Vật liệu tái chế

Vật liệu hàm chứa năng lượng cao

TIẾP NHẬN VÀ KIỂM SOÁT RÁC

XỬ LÝ CƠ HỌC

Phân loại bằng từ Trộn đều rác

19

Xử lý cơ học:

Xử lý sơ bộ bằng cơ học nhằm ổn định rác thô để có thể tối ưu hoá quá trìnhphân huỷ sinh học các thành phần hữu cơ, bao gồm các khâu nghiền, trộn đều(đồng nhất hoá), và điều chỉnh thành phần nước tối ưu cho việc phân huỷ sinh họcđồng thời có thể phân loại các vật liệu có thể gây hại hoặc làm ô nhiễm ngoàinhững vật liệu có thể tái chế

Sử dụng máy trộn kiểu tang trống rác để làm giảm kích thước của các thànhphần rác nhằm tạo bề mặt thích hợp cho xử lý sinh học Rác cần được trộn đều vàtưới thêm nước ví dụ như trong tang trống quay để đạt được thành phần nước và

độ đồng nhất tối ưu Sử dụng thiết bị phân loại sử dụng từ tính để tách kim loạihoặc sàng để tách các vật liệu tái chế, đặc biệt là các vật liệu có nhiệt lượng cao sửdụng để đốt ví dụ sử dụng cho nhà máy ximăng Ngoài ra phân loại thủ công đểtách các vật liệu tái chế như nhựa, giấy từ rác Các kỹ thuật được áp dụng tại KXLchất thải xã Phù Lãng là:

- Trộn quay kiểu tang trống

- Phân loại thủ công

- Phân loại bằng từ tính

Ổn định sinh học:

Quá trình quan trọng trong giai đoạn phân huỷ sinh học được dựa trên việcbiến đổi sinh học các thành phần hữu cơ có thể phân hủy được (hợp chất carbon).Quá trình chuyển hoá trong đa số trường hợp xảy ra với sự có mặt của ôxy (quátrình hiếu khí), đây là sự khác biệt chính so với quá trình phân huỷ yếm khí xảy ratrong bãi chôn lấp mà không kiểm soát được và sản sinh ra các khí độc hại như là

CH4

20

(lớp lọc sinh học)

Rác

Không khí Lớp nền có thể thông khí

(chẳng hạn như các tấm palét)

Hình 1.4 Mặt cắt của luống ủ rác thải thông khí thụ động [4]

Nước rác tạo ra do nước mưa thấm vào được thu gom và tái sử dụng trongquá trình làm ướt cho quá trình trộn rác bằng tang trống hoặc chuyển đến nhà máy

xử lý nước thải

Nước mưa và nước rác từ các luống ủ rác cần được thu gom và chuyển sang

hệ thống thoát nước riêng biệt khác Rác thô ban đầu sẽ được đánh luống trên nềnvật liệu có thể thông khí (tốt nhất là các tấm rơm/pa-lét cũ hoặc cành cây/gỗ đã bịcắt nhỏ) Các ống thoát nước nhỏ được đặt trong lớp thông khí và cấp rác đồngthời với không khí và thoát hơi nước Rác có thể đánh thành luống với độ cao lêntới 2-3 m Bề rộng tối đa của luống rác khoảng 30 m là thực tế Chiều dài khônghạn chế và phụ thuộc vào không gian của khu vực xử lý

Để giảm tỉ lệ các chất hữu cơ trong khí thoát ra trên bề mặt luống rác và khíthải hôi thối, cần phủ lên bề mặt luống rác một lớp bằng vật liệu đã được phân huỷsinh học Các luống rác không cần được xới lên trong quá trình xử lý sinh học Tuỳvào điều kiện khí hậu mà cài đặt hệ thống tưới nước nhằm đảm bảo độẩm liên tụctrong các luống rác

Rác được ủ ít nhất là 3 tháng trước khi được đem đi chôn lấp, thời gian ủcàng lâu thì cho ra kết quả càng tốt

Quản lý nước trong khu vực xử lý:

Nước mưa thu được từ mái che nên được xả không cần xử lý Nước từ khuvực xử lý và các đường nội bộ cần được xem xét như nước rỉ rác với độ đậm đặcthấp Tuy nhiên, chúng cần được dự tính trước trong phần thiết kế chi tiết rằngnước chảy từ các các đường nội bộ có thể chứa trong các hồ trữ nước rác và nướctràn có thể chảy ra sông

21

Như chỉ ra trong bảng nhu cầu về nước là liên tục thậm chí cả trong mùa mưa.

Nhu cầu nước trên 1 tấn rác cho quá trình phân huỷ sinh học 3 tháng là:

Bảng 1.5 Nhu cầu nước hàng tháng và chi tiết (cho ủ chín 3 tháng)

Mục đích của việc quản lý nước là nhằm sử dụng nước từ các đường nội bộ

và nước rỉ rác từ bãi chôn lấp để tưới cho các luống rác Có hai bể chứa nước rỉ

rác để có thể làm sạch/duy tu

Nước rỉ rác và hồ chứa nước:

Lượng nước cần thiết để xử lý cho một tấn rác và lượng nước rỉ rác từ bãi

chôn lấp có thể tái sử dụng được thể hiện ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Nhu cầu nước của khu xử lý MBT

2019

Nguồn [4].

b Xử lý rác thải công nghiệp

Thông thường, rác thải công nghiệp không nguy hại được tận dụng thu gom

và tái chế Riêng xỉ than được sử dụng trong ngành xây dựng Xỉ than không được

đưa vào bãi chôn lấp trừ phi được đóng gói hay đóng bánh để tránh gây nhiều bụi

Rác thải công nghiệp từ chế biến thực phẩm và các loại RTCN hữu cơ khác

không nguy hại được đưa vào khu vực xử lý sơ bộ với RTSH trong máy trộn đều

rác Chúng làm tăng tỉ lệ C-N và làm tăng chất lượng của chất cải thiện đất

c Xử lý bùn cặn

Bùn cặn cần chôn lấp (nếu không bán được cho nông nghiệp) phải đáp ứng

được các yêu cầu đối với các thành phần khô và tỉ lệ này phải đạt ít nhất 35%

Hiện nay, bùn cặn thường được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý

d.Xử lý rác thải y tế (RTYT)

Các công nghệ được áp dụng nhiều nhất bao gồm lò đốt và các phương pháp

xử lý bằng nhiệt, hoá chất và phi bức xạ Công nghệ dùng lò đốt và các phương

pháp dùng nhiệt và hoá chất là các phương pháp được áp dụng rộng rãi nhất

e Xử lý rác thải nguy hại

Tại KXL chất thải xã Phù Lãng không thể xử lý được rác thải nguy hại Rác

thải nguy hại được các công ty trong ngành công nghiệp ký hợp đồng với các cơ sở

có năng lực khác như hệ thống hiện tại Song, một khối lượng nhỏ rác thải nguy

hại thu gom từ các hộ gia đình được xử lý ở đây

23

1.5 Phương pháp phân tích dòng vật chất (MFA)và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thải

Phân tích chuyển vật chất (MFA) là một phương pháp để mô tả, điều tra, đánhgiá sự trao đổi chất của dòng chảy tài nguyên trong một hệ thống nào đó được xácđịnh trong không gian và thời gian

Hệ thống đó có thể là: một phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp, công ty, thànhphố, thị trấn, quốc gia hay vùng lãnh thổ…

MFA có thể được xem như là một công cụ cơ bản trong các lĩnh vực khácnhau như kinh tế, quản lý môi trường, quản lý tài nguyên, quản lý chất thải Ngoài

ra, MFA còn được áp dụng như một công cụ có giá trị quản lý chất bởi vì nó có thểchi phí - hiệu quả xác định thành phần nguyên tố của chất thải một cách chính xác

1.5.1 Các bước phân tích một chuyển vật chất

Một MFA là một quá trình được lặp đi lặp lại, được lựa chọn các yếu tố (cácnguyên tố, chất, sản phẩm, quy trình, ranh giới hệ thống) và các dữ liệu phải có độchính xác cao, MFA bao gồm các bước như sau:

Bước 1: Xác định các vấn đề và các mục tiêu cho phù hợp Phân tích hệ thốngcác sản phẩm và các quy trình

Bước 2: Xác định các chất có liên quan và giới hạn hệ thống cho phù hợp vớicác quy trình, các chất đã lựa chọn Các dòng khối lượng của các sản phẩm trongcùng một đơn vị thời gian

Bước 3: Xác định các dòng nguyên tố trong một đơn vị thời gian và tính sựthay đổi khối lượng và thành phần qua sự thay đổi về khối lượng và nồng độ cácchất có trong các dòng chảy khối lượng

Bước 4: Phân tích, trình bày kết quả thu được một cách thích hợp

24