Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn

Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn Bài giảng môn học quản lý và kỹ thuật xử lý chất thải rắn

Trang 1

BÀI GIẢNG MÔN HỌC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

Chương 1: CHƯƠNG MỞ ĐẦU

GVHD: TS NGUYỄN TẤN PHONG

NỘI DUNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1.1 Định nghĩa chất thải rắn

1.2 Tổng quan về lịch sử quản lý chất thải rắn

1.3 Sự phát sinh chất thải rắn trong xã hội công nghiệp

1.4 Aûnh hưởng của chất thải rắn đến môi trường sinh thái

1.5 Hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị

1.6 Quản lý tổng hợp chất thải rắn

1.7 Những thách thức của việc quản lý chất thải rắn trong

tương lai

Trang 2

1.1 Định nghĩa chất thải rắn

Chất thải rắn (CTR)bao gồm tất cả các chất thải ở

dạng rắn sinh ra do các hoạt động của con người và

động vật bị vứt bỏ khi không còn hữu dụng nữa.

rắn không đồng nhất thải ra từ cộng đồng dân cư ở đô

thị cũng như các chất thải đồng nhất của các ngành

sản xuất nông nghiệp, công nghiệp ,

Tài liệu này sẽ đề cập chủ yếu đến CTR đô thị , bởi vì

ở đó sự tích lũy và lưu cữu chất thải rắn ảnh hưởng

rất lớn đến đời sống của người dân.

1.2 Tổng quan về lịch sử quản lý

chất thải rắn (1)Chất thải rắn (CTR) có từ những ngày đầu khi con người có mặt

trên trái đất.

Trong giai đoạn tiền sử : khi mật độ con người thấp, diện tích

rộng lớn và khả năng tự làm sạch của thiên nhiên CTR

không ảnh hưởng lớn môi trường sinh thái.

Khi con người sống tập trung ở các đô thị: CTR trở thành quan

tâm của cộng đồng con người do khối lượng lớn, thành phần

phức tạp, sự phát sinh và tích tụ của chúng.

Giai đoạn khoa học kỹ thuật và công nghệ phát triển: sinh ra

nhiều loại CTR không có khả năng phân hủy hoặc tồn tại rất

Trang 3

chất thải rắn (2)

Kém hiểu biết về công tác quản lý CTR đã gây ra nhiều bệnh

dịch khủng khiếp trên thế giới như dịch hạch, dịch tả ở Châu Aâu

trong những năm 30-40 của thế kỷ 19.

Do tác động có hại về mặt sức khỏe cộng đồng vấn đề quản

lý CTR đã được đặt ra từ đầu thế kỷ XX.

Các phương pháp quản lý CTR đơn giản nhất là :

- Đổ chất thải rắn trên mặt đất;

- Đổ chất thải rắn vào nước (sông, hồ, biển);

- Chôn chất thải rắn trong lòng đất;

- Làm thức ăn cho gia súc;

- Đốt chất thải rắn ;

1.2 Tổng quan về lịch sử quản lý

chất thải rắn (3)

Đến năm 1906, lý thuyết về vấn đề quản lý CTR ra đời do tác

giả H.de B.Parsons viết với quyển sách mang tựa đề “Đổ bỏ rác

thải đô thị”.

Hiện nay hệõ thống quản lý CTR không ngừng phát triển, đặc

biệt là ở Mỹ và các nước công nghiệp phát triển tiên tiến.

Nhiều hệ thống quản lý CTR với hiệu quả cao ra đời do sự kết

hợp hợp lý giữa các thành phần sau đây:

- Hệ thống tổ chức quản lý;

- Quy hoạch quản lý;

- Công nghệ xử lý;

Trang 4

trong xã hội công nghiệp

Chất thải còn lại của quá trình sản xuất

Mãnh vỡ vụn còn lại VẬT LIỆU THÔ

SẢN XUẤT

TÁI CHẾ VÀ

TÁI SINH SẢN XUẤT THỨ CẤP

NGƯỜI TIÊU DÙNG

ĐỔ BỎ SAU CÙNG

Nguyên liệu thô, sản phẩm, và vật liệu tái sinh Chất thải

1.4 Aûnh hưởng của chất thải rắn

đến môi trường sinh thái (1)

Rác hữu cơ phân hủy nhanh, sản sinh ra mùi hôikhó chịu và

trở nên cực kỳ hấp dẫn với chuột, ruồi, bọ.

Trong rác sinh hoạt của các đô thị và thành phố lớn với thành

phần chất hữu cơ chiếm 30 >70%, trong điều kiện nhiệt đới ẩm

như Việt Nam (độ ẩm 50-70%) là môi trường tốt cho các vi sinh

vật gây bệnhphát triển.

Vi trùng gây bệnh: thương hàn (Salmonnella typhi,

Salmonnella paratyphi A&B); lỵ (Shtaalla spp); tiêu chảy

(Escherichia coli); lao (Mycobacterium tubecudis); bạch hầu

(Coryner bacterium doptheriac); giun sán (Ascaris lumbricosdis

taciaasaginata);

Trực khuẩn thương hàn, trực khuẩn lỵ, trực khuẩn lao tồn tại

Trang 5

Việc thu gom, xử lý rác bất hợp lý cũng là nguyên

nhân quan trọng làm tăng sự xuống cấp nghiêm trọng

của hệ thống thoát nước.

Rác rất nhiều khi được xã bừa bãi thẳng vào hệ thống

cống rãnh cũng như kênh rạch làm tắc cống, cản trở dòng

chảy và gây ô nhiễm nặng nề đến nguồn nước.

Quan sát hai bên bờ sông, kênh rạch nước đen ngòm,

hôi thối bị ô nhiễm năng vì tải trọng chất bẩn quá cao

một phần do CTR Nguồn nước mất khả năng làm sạch

Các bãi rác lộ thiên nếu không được nâng cấp, quản lý

kỹ, rất không hợp vệ sinh và gây ra nhiều vấn đề nghiêm

trọng khác như báo chí đã đưa tin nhắc nhở trong những

năm qua

Đó là nơi nuôi dưỡng ruồi nhặng, chuột bọ, truyền

mầm bệnh là nguồn gây ra ô nhiễm môi trường không khí,

đất và nước, nhất là nguồn nước ngầm

Vào mùa mưa, các nguồn nước rò rĩ đen ngồm chảy từ

bãi rác xuống đồng ruộng, kênh mương gần đó và thấm

qua đất xâm nhập vào nguồn nước ngầm gây ô nhiễm môi

Trang 6

Mùi hôi được tạo thành do sự phân hủy kị khí các thành phần

hữu cơ có khả năng phân rã nhanh có trong rác.

Ví dụ dưới điều kiện kị khí, sulfate có thể bị khử thành

sulfide(S 2- ), và sau đó nó kết hợp hydrô tạo thành H2S có mùi hôi

khó chịu.

Sự biến đổi sinh học của hợp chất hữu cơ chứa gốc sulfur có thể

dẫn đến sự hình thành các hợp chất có mùi hôi như methyl

mercaptan và acid aminobutyric.

Sự biến đổi của methioine và amino acid như sau:

CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH -> CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH

Methionine methyl mercaptan aminobutyric acid

Methyl mercaptan có thể bị thủy phân sinh hóa thành methyl alcohol

và H2S:

CH3SH + H2O -> CH4OH + H2S

thải rắn và chứa nhiều chất hoà tan và lơ lửng hoá

học và các chất sinh học từ CTR.

Một phần nước rò rĩ là do chất lỏng sinh ra từ

sự phân hủy chất thải và phần còn lại là do chất

lỏng đi từ ngoài vào bãi rác như: nước mưa, nước

ngầm.

Trang 7

TỪ BÃI RÁC Thành phần Khoảng giá trị(mg/l) Giá trị trung bình(mg/l)

Độ kiềm tính bằng CaCO3 1.000 -10.000 3.000

Độ cứng tổng cộng CaCO3 300 -10.000 3.500

1.5 Hệ thống quản lý CTR đô thị

NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI RẮN

THU GOM, PHÂN LOẠI, LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ TẠI NGUỒN

THU GOM BÊN NGOÀI (THU GOM, THỨ CẤP)

TRUNG CHUYỂN

VÀ VẬN CHUYỂN PHÂN LOẠI, TUẦN HOÀN, XỬ LÝ VÀ VẬN CHUYỂN

Trang 8

1.6 Quản lý tổng hợp CTR(1)

Công nghệ+kỹ thuật + chương trình quản lý

phù hợp (ISWM)

Thứ bậc hành động ưu tiên trong việc thực

hiện quản lý tổng hợp CTR:

• 1) Giảm thiểu tại nguồn

• 2) Tái chế

• 3) Chế biến chất thải

• 4) Chôn lấp hợp vệ sinh

Giảm thiểu tại nguồn

Giảm số lượng CTR, giảm chi phí phân loại

và những tác động bất lợi đối với môi trường

Trong sản xuất thiết kế, sản xuất và đóng gói

sản phẩm nhằm giảm thành phần độc hại,

giảm thể tích bao bì và tạo sản phẩm bền

hơn

Hộ gia đình, khu thương mại, nhà máy… từ

việc lựa chọn hàng hóa cho đến tái sử dụng

Trang 9

Tái chế

Giảm nhu cầu sử dụng tài nguyên và giảm

đáng kể khối lượng CTR phải chôn lấp

3 giai đoạn:

1) Phân loại và thu gom CTR

2) Chuẩn bị nguyên liệu cho việc tái sử dụng,

tái chế

3) Tái sử dụng và tái chế

Chế biến chất thải

Biến đổi lý, hóa, sinh của CTR

• 1) Nâng cao hiệu quả hệ thống quản lý CTR

2) Tái sinh và tái sử dụng

• 3) Sử dụng sản phẩm tái chế

Sự chuyển hóa CTR sẽ giảm đáng kể dung

tích các bãi chôn lấp Giảm thể tích CTR

bằng cách đốt là một ví dụ điển hình

Trang 10

Chôn lấp

CTR không có khả năng tái chế, tái sử dụng

hoặc phần còn lại sau khi chế biến và đốt

Hai hướng chôn lấp CTR

• 1)Thải bỏ trên mặt đất hay chôn lấp vào đất

• 2)Thải bỏ xuống biển

1.7 Những thách thức của việc

quản lý CTR trong tương lai

• 1) Thay đổi thói quen tiêu thụ sản

• 2) Giảm lượng CTR tại nguồn;

• 3) Xây dựng bãi chôn lấp an toàn hơn;

4) Phát triển công nghệ mới.

Trang 11

BÀI GIẢNG MÔN HỌC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

Chương 2: NGUỒN GỐC, THÀNH

PHẦN, KHỐI LƯỢNG VÀ TÍNH CHẤT

CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ

GVHD: TS NGUYỄN TẤN PHONG

NỘI DUNG CHƯƠNG II

2.1 Nguồn gốc chất thải rắn

2.2 Thành phần chất thải rắn

2.2.1 Sự thay đổi thành phần chất thải rắn trong tương lai

2.2.2 Cách xác định thành phần rác thải đô thị tại hiện trường

2.3 Khối lượng chất thải rắn

2.3.1 Tầm quan trọng của việc xác định khối lượng chất thải rắn

2.3.2 Các phương pháp sử dụng để tính khối lượng chất thải rắn

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng chất thải rắn

2.3.4 Các phương pháp dự báo khối lượng CTR phát sinh

trong tương lai

2.4 Tính chất của chất thải rắn

2.4.1 Tính chất vật lý

2.4.2 Tính chất hóa học

Trang 12

2.1 NGUOĂN GOÂC CHAÂT THẠI RAĨN (1)

1) Khu dađn cö

2) Khu thöông mái

3) Caùc cô quan, cođng sôû

4) Caùc cođng tröôøng xađy döïng vaø phaù hụy caùc cođng

trình

5) Khu cođng coông

6) Nhaø maùy xöû lyù chaât thại (nöôùc caâp, nöôùc thại,

sinh phaùt sinh chaât thại raĩn Hoát ñoông hoaịc vò trí Loái chaât thại raĩn

1 Khu dađn cö Caùc hoô gia ñình, caùc bieôt

thöï, vaø caùc caín hoô chung cö

Thöïc phaơm, giaây, caùc tođng, plastic, goê, thụy tinh, can thieâc, nhođm, caùc kim loái khaùc, tro, caùc “chaât thại ñaịc bieôt” (bao goăm vaôt dúng to lôùn, ñoă ñieôn töû gia dúng, raùc vöôøn, voû xe, ), chaât thại ñoôc hái

2 Khu thöông mái Cöûa haøng baùch hoùa, nhaø

haøng, khaùch sán, sieđu thò, vaín phoøng giao dòch, nhaø maùy in, cöûa haøng söûa chöõa,

Giaây, caùc tođng, plastic, goê, thöïc phaơm, thụy tinh, kim loái, chaât thại ñaịc bieôt, chaât thại ñoôc hái

3 Cô quan, cođng sôû Tröôøng hóc, beônh vieôn,

nhaø tuø, vaín phoøng cô quan nhaø nöôùc

Caùc loái chaât thại gioâng nhö khu thöông mái Chuù yù, haău heât chaât thại raĩn y teẩ (raùc beônh vieôn) ñöôïc thu gom vaø xöû lyù taùch rieđng bôûi vì tính chaât ñoôc hái cụa noù.

Trang 13

2.1 NGUỒN GỐC CHẤT THẢI RẮN (3)

Nguồn phát

sinh Hoạt động hoặc vị trí phát sinh chất thải rắn Loại chất thải rắn

5 Dịch vụ công

cộng Hoạt động vệ sinh đường phố, làmđẹp cảnh quan, làm sạch các hồ

chứa, bãi đậu xe và bãi biển, khu vui chơi giải trí

Chất thải đặc biệt, rác quét đường, cành cây và lá cây, xác động vật chết

6 Các nhà máy

xử lý chất thải

đô thị

Nhà máy xử lý nước cấp, nước thải và các quá trình xử lý chất thải công nghiệp khác

Bùn, tro.

7 Chất thải rắn

đô thị Tất cả các nguồn kể trên. Bao gồm tất cả các loại kể trên.

8 Công nghiệp Các nhà máy sản xuất vật liệu xây

dựng, nhà máy hóa chất, nhà máy lọc dầu, các nhà máy chế biến thực phẩm, các ngành công nghiệp,…

Chất thải sản xuất công nghiệp, vật liệu phế thải, chất thải độc hại, chất thải đặc biệt.

9 Nông nghiệp Các hoạt động thu hoạch trên đồng

ruộng, trang trại, nông trường và lò giết mổ súc vật,…

Các loại sản phẩm phụ của quá trình nuôi trồng và thu hoạch hoặc chế biến như rơm rạ, rau quả, sản phẩm thải của các lò giết mổ heo, bò,

2.2 THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN (1)

Thành phần của CTR mô tả các phần riêng biệt

mà từ đó nó tạo nên dòng chất thải

Sự liên hệ giữa các thành phần này thường được

biểu thị bằng phần trăm theo khối lượng

Thành phần CTR có vai trò rất quan trọng trong

việc lựa chọn:

Các thiết bị xử lý,

Các quá trình xử lý,

Hoạch định các chương trình và hệ thống quản lý

CTR

Trang 14

2.2 THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN (2)

Thành phần của CTR phụ thuộc vào:

Mức sống của người dân;

Trình độ sản xuất;

Tài nguyên của đất nước; và

Mùa vụ trong năm.

Thành phần riêng biệt của CTR thay đổi theo:

Vị trí địa lý, thời gian;

Mùa trong năm; và

Điều kiện kinh tế.

Bảng 2-2: Thành phần CTR sinh hoạt của Mỹ (không tính phần vật

liệu đã thu hồi cho tái sinh và phần thực phẩm đổ bỏ vào hệ thống

thoát nước) (1990)

THÀNH PHẦN PHẦN TRĂM KHỐI LƯỢNG (%)

KHOẢNG DAO ĐỘNG GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH

Chất hữu cơ

Trang 15

nhập khác nhau (không tính phần vật liệu đã thu hồi) (1990)

Thành phần Các quốc gia

thu nhập thấp Các quốc gia thu nhập trung bình Các quốc gia thu nhập cao

Chất hữu cơ

13 Kim loại khác - - 1-4

14 Bụi, tro, gạch 1-40 1-30 0-10

Thành phần chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hồ Chí

11 Lon đồ hộp 0,00 - 0,06

12 Kim loại màu 0,00 - 0,03

Trang 16

Minh tại bãi chôn lấp (CENTEMA, 1998)

STT Thành phần Khối lượng (%)

1 Rau lá và trái cây 62,2 - 76,6

2 Tre, nứa, gỗ 0,87 - 3,02

12 Gạch, bêtông, sét 0,78 - 4,92

13 Chất hữu cơ khác 0,65 - 10,81

THÀNH PHẦN CTR ĐÔ THỊ CỦA MỘT SỐ

THÀNH PHỐ Ở VIỆT NAM

( Nguồn: NĐ Lượng, 2003)

Thành phố

Thành phần

Hà Nội Hải Phòng Hạ Long Đà Nẵng

Thủy tinh, sứ, gốm 1,8 0,63 3,9 – 8,5 1,8

Đất đá, cát, gạch vỡ 35,9 36,53 47,5 – 36,1 36,0

Trang 17

Phương pháp xác định thành phần CTR

Phương pháp thường sử dụng nhất là kỹ thuật lấy mẫu ngẫu

nhiên và kỹ thuật “một phần tư” (quarter technique).

Mẫu chất thải rắn ban đầu lấy từ khu vực nghiên cứu có khối lượng khoảng

100-250 kg.

Tại phòng thí nghiệm, mẫu này sẽ được đổ trên nền, xáo trộn đều bằng cách

vun thành đống hình côn nhiều lần.

Khi mẫu đã trộn đều đồng nhất, chia hình côn thành 4 phần bằng nhau Kết

hợp hai phần chéo nhau và tiếp tục trộn đều thành hai đống hình côn.

Thực hiện bước trên cho một hình côn cho đến khi đạt được 2 mẫu thí nghiệm

có khối lượng khoảng 20-30kg để phân tích thành phần.

Mẫu thí nghiệm sẽ được phân loại thủ công bằng tay.

Mỗi thành phần sẽ được đặt vào mỗi khay tương ứng Sau đó đem cân các

khay và ghi khối lượng của các thành phần.

Kết quả sẽ được tính toán theo phần trăm trọng lượng ban đầu của mẫu thí

B1: Trộn đều mẫu nhiều

lần bằng cách vun

thành đống hình côn

B2: Chia hình côn thành 4 phần bằng nhau

B3: Kết hợp hai phần chéo nhau và tiếp tục trộn đều thành hai đống hình côn

Trang 18

CÁC VẬT LIỆU THU HỒI TỪ CTR CHO

TÁI SINH VÀ TÁI SỬ DỤNG (1)

Vật liệu có thể tuần hoàn Nguồn gốc và loại chất thải

Nhôm Can chứa bia và các loại nước giải khác

Giấy

Giấy cũ Quầy bán báo, báo thải bỏ từ các hộ gia đình

Các tông Sử dụng đóng gói các thùng hàng lớn

Giấy cao cấp Giấy in mát tính, giấy thải từ các văn phòng

Giấy hỗn hợp Hỗn hợp giấy vụn, tạp chí, giấy in,…

Plastic các loại

Polyvinyl chloride (PVC/3) Oáng dẫn nước, chai lọ và bao bì gói thực phẩm

Polyethylene trọng lượng

thấp (LDPE/2)

Giấy gói, ba o bì và các vật liệu trong ngành phim ảnh

Polypropylene (PP/5) Nhãn hiệu và bao bì cho các chai lọ và bình

chứa, vỏ bọc ắc qui, lớp lót bên trong hộp đựng thực phẩm

Polystyrene (PS/6) Bao bì cho các linh kiện điện -điện tử, bìn h chứa

thức ăn nhanh, dao, muông nĩa và đỉa đựng thức

an trong lò vi sóng

CÁC VẬT LIỆU THU HỒI TỪ CTR CHO

TÁI SINH VÀ TÁI SỬ DỤNG (2)

Vật liệu có thể tuần hoàn Nguồn gốc và loại chất thải

Thủy tinh Chai lọ và bình chứa

Kim loại đen Nhôm, đồng, chì,…

Rác vườn thu gom tách

riêng

Sử dụng làm phân bón hay nguyên liệu đốt Phần h ữu cơ của chất

thải rắn đô thị

Sử dụng làm phân bón cho đất, lên men kị khí sản xuất khí đốt mêtan

Chất thải rắn xây dựng Bê tông, gỗ, kim loại,

Dầu thải Dầu thải từ xe ô tô, xe tải ở các tr ạm sữa chữa

và bảo hành

Aéc qui acid -chì Aéc qui xe ô tô, xe tải, cắt ra để thu hồi các

Trang 19

2.3 KHỐI LƯỢNG CHẤT THẢI RẮN (1)

2.3.1 Tầm quan trọng của việc xác định khối lượng chất thải rắn

Hoạch định hoặc đánh giá kết quả của chương trình thu hồi

tái tuần hoàn vật liệu.

Thiết kế các phương tiện, thiết bị vận chuyển và xử lý chất

thải rắn.

Ví dụ:

Thiết kế các xe chuyên dụng để thu gom các chất thải đã được phân loại tại

nguồn phụ thuộc vào khối lượng của các thành phần chất thải riêng biệt.

Kích thước của các phương tiện phụ thuộc vào lượng chất thải thu gom cũng

như sự thay đổi của chúng theo từng giờ, từng ngày, hàng tuần, hàng tháng.

Kích thước của bãi rác cũng phụ thuộc vào lượng chất thải rắn còn lại phải

đem đổ bổ sau khi đã tái sinh hoàn toàn.

2.3.2 Các phương pháp tính toán khối lượng CTR

Các phương pháp thường được sử dụng để ước lượng khối lượng

chất thải rắn là:

Phương pháp phân tích thể tích–khối lượng.

Phương pháp đếm tải.

Phương pháp cân bằng vật liệu.

Đơn vị biễu diễn khối lượng CTR:

Khu dân cư và thương mại: kg/người/ngày đêm;

Khu vực công nghiệp:

Đơn vị khối lượng/đơn vị sản phẩm (kg/tấn sản phẩm);

Đơn vị khối lượng/ca (kg/ca sản xuất);

Trang 20

Phương pháp phân tích thể tích–khối lượng

Khối lượng hoặc thể tích (hoặc cả khối lượng hoặc thể tích) của chất thải rắn

được xác định để tính toán khối lượng CTR Nhưng phương pháp đo thể tích

có nhiều sai số.

Ví dụ: 1 m 3 khối CTR (không nén) sẽ có khối lượng nhỏ hơn so với 1 m 3 khối

CTR được nén chặt trong xe thu gom và cũng có khối lượng khác so với chất thải

rắn được nén rất chặt ở bãi chôn lấp.

Để tránh sai số, khối lượng chất thải rắn nên được xác định bằng phương

pháp xác định khối lượng trực tiếp.

Khối lượng là cơ sở nghiên cứu chính xác nhất vì trọng tải xe thu gom có

thể được cân trực tiếp với bất kỳ mức độ nén chặt nào của chất thải rắn.

Phương pháp xác định cả thể tích và khối lượng rất quan trọng trong tính

toán thiết kế công suất bãi chôn lấp rác.

Phương pháp đếm tải (1)

Trong phương pháp này số lượng xe thu gom, đặc

điểm và tính chất của chất thải tương ứng (loại chất

thải, thể tích ước lượng) được ghi nhận trong suốt một

khoảng thời gian xác định

Khối lượng chất thải phát sinh trong khoảng thời gian

khảo sát (gọi là khối lượng đơn vị) sẽ được tính toán

bằng cách sử dụng các số liệu thu thập tại khu vực

Trang 21

Phương pháp đếm tải (2)

• Bài tập ví dụ 2.1: Phương pháp đếm tải Ước tính

lượng chất thải phát sinh bình quân trên đầu người từ

khu dân cư theo các dữ liệu sau:

• Khu dân cư gồm 1.500 hộ dân

• Mỗi hộ dân gồm 6 nhân khẩu

• Thời gian tiến hành giám sát là 7 ngày

• Tổng số xe ép rác: 9 xe

• Thể tích một xe ép rác: 15m3

• Tổng số xe đẩy tay: 20 xe

• Thể tích xe đẩy tay: 0,75m3

• Biết rằng khối lượng riêng của rác trên xe ép rác là

300kg/m3 và xe đẩy tay là 100kg/m3

1 Xác định lượng CTR thu gom trong 1 tuần tại khu

42.000

2 Xác định lượng rác phát sinh tính trên đầu người

ngay nguoi kg

kg

/ 67 , 0 ngay/tuan 7

6 500

.

1

tuan / 000 42

=

×

=

Trang 22

Bài tập 2.1 Một khu dân cư gồm có 1200 căn hộ, mỗi hộ

trung bình có 4 nhân khẩu Trong khu vực có một trạm

trung chuyển để tiếp nhận toàn bộ lượng chất thải rắn thu

gom từ khu dân cư này trước khi chúng được vận chuyển

đến bãi chôn lấp chất thải rắn Số liệu thu thập trong một

tuần quan sát nghiên cứu trạm trung chuyển như sau:

a Số xe thu gom có thiết bi ép rác = 9 chiếc, dung tích thùng chứa =

12m 3 , trọng lượng riêng của chất thải rắn sau khi nén = 350 kg/m 3

b Số xe thu gom không có thiết bi ép rác = 7 chiếc, dung tích thùng

chứa = 6m 3 , trọng lượng riêng của chất thải rắn = 150 kg/m 3

c Số xe thu gom tư nhân = 20 chiếc, dung tích thùng chứa = 0,8m 3 ,

trọng lượng riêng của chất thải rắn sau khi nén = 100 kg/m 3

Xác định khối lượng đơn vị (Lượng chất thải trung bình theo đầu người

thải ra trong một ngày).

Phương pháp cân bằng vật liệu (1)

Bước 1: Thành lập một khối “hộp” giới hạn hệ thống nghiên cứu.

Bước 2: Nhận diện tất cả các hoạt động xảy ra bên trong hệ thống nghiên cứu

mà nó ảnh hưởng đến khối lượng CTR.

Bước 3: Xác định tốc độ phát sinh CTR liên quan đến từng hoạt động nhận diện

ở bước 2 Sử dụng quan hệ toán học để xác định khối lượng chất thải phát sinh,

vật liệu chứa lại trong hệ thống, khối lượng sản phẩm,

VẬT LIỆU TÍCH LŨY

(Nguyên liệu thô, sản phẩm)

Trang 23

Cân bằng khối lượng vật liệu được biểu diễn tổng quát như sau:

Khối lượng vật liệu

tích bên trong hệ

(Chất thải rắn +

khí thải + nước

thải)

Dạng đơn giản:

Tích lũy = Vào –Ra-Chất thải

Biển diễn ở dạng toán học

dM/dt:Tốc độ tích lũy vật chất bên trong hệ thống nghiên cứu

vào

Trang 24

nguyên liệu, 5 tấn hộp (can), 0,5 tấn các tông và 0,3 tấn các vật liệu khác.

Trong 12 tấn sản phẩm thô thì 10 tấn được chế biến thành sản phẩm, 1,2 tấn trở

thành chất thải làm thức ăn cho gia súc và phần còn lại được đổ bỏ cùng với nước thải

của nhà máy.

Trong số 5 tấn can được nhập thì 4 tấn hộp được trữ trong kho để sử dụng trong tương

lai và phần còn lại được sử dụng để đóng hộp, khoảng 3% hộp sử dụng bị hư hỏng,

chứa tách riêng và được tái sử dụng.

Các tông được sử dụng hết để đóng kiện, khoảng 5% lượng các tông bị hư hỏng phải

tách riêng ra để tái sử dụng.

Đối với các vật liệu khác: 25% được tích trữ dùng cho tương lai; 50% trở thành chất

thải, trong số chất thải này khoảng 35% được tách ra để tuần hoàn, phần còn lại được

đổ bỏ ở dạng chất thải; 25% còn lại trở thành hổn hợp vật liệu thải ở dạng rắn.

Tính toán phân tích cân bằng vật liệu của nhà máy này; Vẽ sơ đồ dòng vật liệu với

các số liệu tính toán cho tất cả các vật liệu; Xác định lượng chất thải trên 1 tấn sản

phẩm.

• 1-Đầu vào của nhà máy sản xuất đồ hộp

• 12 tấn nguyên liệu thô

• 5 tấn can

• 0,5 tấn giấy carton

• 0,3 tấn các loại nguyên liệu khác.

Trang 25

• 2-Các dòng luân chuyển trong quá trình sản xuất

10 tấn sản phẩm được sản xuất; 1,2 tấn được làm

thức ăn gia súc; 0,8 tấn được thải vào hệ thống xử

lý nước thải

4 tấn can được lưu trữ trong kho; 1 tấn đựơc sử dụng

để đóng hộp; 3% trong số được sử dụng bị hỏng và

được dùng để tái chế

0,5 tấn carton được sử dụng và 5% trong số được sử

dụng bị hỏng và đem đi tái chế

25% các loại nguyên liệu khác được lưu trữ; 25%

thải bỏ như là chất thải rắn; 50% còn lại là hỗn hợp

các loại chất thải và trong số đó thì 35% được dùng

để tái chế, phần còn lại được xem như CTR loại bỏ

Chất thải phát sinh từ nguyên liệu thô

• Chất thải được sử dụng làm thức ăn gia súc: 1,2 tấn

• Chất thải được đưa vào hệ thống xử lý nước thải: 12 10

-1.2 = 0,8 tấn.

Can

• Can bị hỏng và sử dụng để tái chế: 0,03 (5-4) = 0,03 tấn

• Sử dụng để đóng hộp: 1 - 0,03 = 0,97 tấn

Trang 26

Các loại vật liệu khác

• Số lượng lưu trữ: 0,25 x 0,3 = 0,075 tấn

• Giấy được tái chế: 0,5 x 0,35 x 0,3 = 0,053 tấn

• Hỗn hợp chất thải: (0,3 -0,075 - 0,053) = 0,172

Tổng khối lượng các vật liệu lưu trữ =Vật liệu vào -Vật

liệu ra - Chất thải phát sinh

Cân bằng vật liệu

• Vật liệu lưu trữ = (4 + 0,075) tấn = 4,075 tấn

• Vật liệu đầu vào = (12 + 5,0 + 0,5 + 0,3) tấn

Trang 27

• Thiết lập sơ đồ cân bằng vật liệu

0,3 tấn các loại

vật liệu khác

Vật chất lưu trữ trong hệ thống 4,075 tấn

11,445 tấn sản phẩm 1,2 tấn phế thải làm TAGS

0,03 tấn can tái chế 0,025 tấn carton tái chế

0,053 tấn các loại vật liệu khác tái chế

0,8 tấn chất thải đưa vào hệ thống xử lý nước thải

0,172 tấn hỗn hợp chất thải rắn

5-Xác định lượng chất thải phát sinh khi sản xuất 1

tấn sản phẩm

Vật liệu tái chế

= (1,2+ 0,03 + 0,025 + 0,053) tấn /11,445tấn sản phẩm

= 0,11(tấn vật liệu tái chế/tấn sản phẩm)

Hỗn hợp CTR phát sinh

= (0,8 + 0,172) tấn CTR/11,445 tấn sản phẩm

= 0,08 (tấn CTR/tấn sản phẩm)

Trang 28

Bài tập 2.2: Để đánh giá lượng chất thải phát sinh tại một hộ

gia đình Người ta tiến hành khảo sát lượng hàng hoá mà gia

đình này mua vào một ngày là10 kg Hàng hoá bao gồm:

thực phẩm, báo, tạp chí và các vật dụng khác

3,5 kg thực phẩm được tiêu thụ và 2,5kg được lưu trữ

Các loại can và chai được tái sử dụng và có trọng lượng

bằng 20% trọng lượng thực phẩm tiêu thụ

Giấy báo có trọng lượng bằng 22% tổng lượng hàng hoá

mua vào Sau khi xem xong có 20% lượng giấy báo được

đốt và phần còn lại được đưa vào các thùng chứa để đổ

chung với các loại chất thải khác

Tạp chí có trọng lượng bằng 5% lượng giấy báo và sau khi

xem xong được lưu trữ tại gia đình

Các loại vật liệu khác sau khi sử dụng thải bỏ hồn tồn

Vẽ sơ đồ cân bằng vật liệu và tính lượng chất thải phát sinh

mỗi ngày?

2.3.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHỐI LƯỢNG CTR (1)

a Các hoạt động tái sinh và giảm thiểu khối lượng chất thải rắn

tại nguồn phát sinh:

Giảm phần bao bì không cần thiết hay thừa.

Thay thế các sản phẩm chỉ sử dụng 1 lần bằng các sản phẩm có thể tái

sử dụng (ví dụ: Các loại dao, nĩa, dĩa có tể tái sử dụng, các loại thùng

chứa có thể sử dụng lại…)

Sử dụng tiết kiệm nguyên liệu (ví dụ: giấy photocopy 2 mặt).

Gia tăng các vật liệu tái sinh chứa trong các sản phẩm.

Phát triển các cơ cấu, tổ chức khuyến khích các nhà sản xuất thải ra ít

chất thải hơn.

Trang 29

b Luật pháp và thái độ chấp hành luật pháp của người dân

Thái độ, quan điểm của quần chúng:

Khối lượng CTR phát sinh ra sẽ giảm đáng kể khi và nếu người dân bằng

lòng và sẵn sàng thay đổi ý muốn cá nhân, tập quán và cách sống của họ

để duy trì và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên đồng thời giảm gánh nặng

kinh tế có liên quan đến vấn đề quản lý CTR.

Sự ban hành luật pháp

Sự ban hành các luật lệ, qui định có liên quan đến việc sử dụng các vật

liệu và đổ bỏ phế thải,… Ví dụ như: qui định về các loại vật liệu làm

thùng chứa và bao bì,… Chính những qui định này nó khuyến khích việc

mua và sử dụng lại các loại chai lọ chứa….

c Các yếu tố địa lý và tự nhiên

Vị trí địa lý;

Mùa trong năm;

Việc sử dụng máy nghiền rác;

Tần suất thu gom chất thải;

Đặc điểm của khu vực phục vụ.

Ví dụ: Tần suất thu gom

Ở những nơi dịch vụ thu gom không hạn chế thì người chủ

nhà sẽ có xu hướng thải nhiều CTR hơn.

Trang 30

(Nguồn: CITENCO, 2000 và NT Việt, 2007)

Rác sinh hoạt Rác xây dựng Tổng Cộng Năm

Tấn/năm Tấn/ngày Tấn/năm Tấn/ngày Tấn/năm Tấn/ngày

Dân số nội thị (nghìn người)

Rác thải (m 3 /ngày)

Trang 31

Lượng chất thải đô thị tính trên đầu người trong

một ngày ở một số nước trên thế giới.

Nguồn: Công Nghệ sinh học môi trường, NĐ Lượng, 2003

STT Tên nước Lượng CTR

2.4 TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN(1)

2.4.1 Tính chất vật lý của CTR

Khối lượng riêng

ðộ ẩm

Kích thước hạt

Khả năng giữ ẩm tại thực địa (hiện trường)

ðộ thấm

a Khối lượng riêng

Khối lượng riêng: khối lượng trong một đơn vị thể tích (kg/m3, T/m 3 ).

Khối lượng riêng sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích CTR phải

quản lý.

CTR đô thị lấy ra từ các xe ép rác thường có khối lượng riêng từ 170–415

kg/m 3 , trung bình là 300 kg/m 3

Trang 32

Mẫu CTR sử dụng để xác định khối lượng riêng có thể tích khoảng 500 lít sau khi

xáo trộn đều bằng kỹ thuật “một phần tư” Các bước tiến hành như sau:

1 Đổ nhẹ mẫu CTR vào thùng thí nghiệm có thể tích đã biết (V≈100 lít) cho đến

khi chất thải đầy đến miệng thùng;

2 Nâng thùng lên cách mặt sàn khoảng 30 cm và thả rơi tự do xuống 4 lần;

3 Đổ nhẹ thêm mẫu CTR vào thùng thí nghiệm để bù vào phần chất thải đã lèn

xuống;

4 Cân và ghi khối lượng của cả thùng thí nghiệm và CTR;

5 Trừ khối lượng cân được ở trên cho khối lượng của thùng thí nghiệm ta được

khối lượng của phần CTR thí nghiệm;

6 Chia khối lượng tính được từ bước trên cho thể tích của thùng thí nghiệm sẽ

được khối lượng riêng;

7 Lập lại thí nghiệm ít nhất 2 lần để có khối lượng riêng trung bình;

b Độ ẩm

Độ ẩm CTR thường được xác dịnh theo phương pháp khối lượng ướt

và tính toán theo công thức:

) 4 2 ( 100

M: độ ẩm %

w: trọng lượng ban đầu của mẫu, kg (g)

d: trọng lượng của mẫu sau khi sấy khô ở 105 o C, kg (g)

Trang 33

Khối lượng riêng, lb/yd 3 độ ẩm, % STT Thành phần khoảng dao

động

giá trị trung bình

khoảng dao động

giá trị trung bình

Bài tập ví dụ 2.3:Ước tính độ ẩm (%) của CTR từ khu đô thị khi

biết thành phần khối lượng dựa trên bảng số liệu 2.5

Bảng 2.6 Khối lượng của một số thành phần hiện diện trong CTR

Thành phần % Khối lượng Độ ẩm, (% khối lượng) Khối lượng khô (kg)

70 6 5 2 10 2 10 60 20 2 3 2 3

8

2,7 32,0 5,7 6,9 1,8 0,5 0,4 7,4 1,6 7,8 5,8 0,5 2,9 2,8 78,8

Trang 34

c Kích thước hạt

Kích thước hạt quan trọng trong tính toán thiết kế các thiết bị cơ

khí như: sàng phân loại, máy phân loại từ tính.

Kích thước của thành phần chất thải có thể được xác định bằng

một hay nhiều tiêu chuẩn sau:

( ) ( 2 9 )

) 8 2 (

) 7 2 ( 3

) 6 2 ( 2

) 5 2 (

S

w l S

h w l S

w l S

l S

c c c c c

l = chiều dài, mm

w = chiều rộng, mm

h = chiều cao, mm

d Khả năng giữ nước tại thực địa (hiện trường) (field capacity)

Khả năng giữ nước tại hiện trường của CTR là toàn bộ lượng nước mà nó có

thể giữ lại trong mẫu CTR dưới tác dụng của trọng lực.

Khả năng giữ nước của CTR là một tiêu chuẩn quan trọng trong tính toán xác

định lượng nước rò rỉ từ bãi rác.

Nước đi vào mẫu chất thải rắn vượt quá khả năng giữ nước sẽ thoát ra tạo

thành nước rò rỉ.

Khả năng giữ nước tại hiện trường thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng

thái phân hủy của chất thải.

Khả năng giữ nước của hỗn hợp chất thải rắn (không nén) từ các khu dân cư và

thương mại thường dao động trong khoảng 50 ÷ 60%.

Trang 35

e Độ thấm

Độ thấm của CTR đã được nén là một tính chất vật lý quan trọng, chi phối sự

di chuyển của các chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và các khí bên

trong các bãi rác.

Hệ số thấm thường được viết như sau:

K: hệ số thấm

C: hằng số không thứ nguyên

d: kích thước trung bình của lỗ rỗng trong rác

γ: trọng lượng riêng của nước

µ: độ nhớt động học của nước

k: độ thấm riêng

Giá trị điển hình cho độ thấm riêng k = Cd2 đối với chất thải rắn được nén

trong bãi rác nằm trong khoảng 10 -11 ÷ 10 -12 m 2 theo phương đứng và khoảng

10 -10 m 2 theo phương ngang.

)10.2(

2

µ

γµ

γ

k Cd

2.4.2 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CTR

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

a Phân tích sơ bộ

Phân tích sơ bộ bao gồm các thí nghiệm sau:

Độ ẩm (lượng nước mất đi sau khi sấy ở 105oC trong 1h).

Chất dễ cháy bay hơi (trọng lượng mất đi thêm vào khi đem mẫu

chất thải rắn đã sấy ở 105 o C trong 1h đốt cháy ở nhiệt độ 950 o C

trong lò nung kín).

Cacbon cố định (phần vật liệu dễ cháy còn lại sau khi loại bỏ các

chất bay hơi).

Trang 36

b Điểm nóng chảy của tro

Điểm nóng chảy của tro được định nghĩa là nhiệt độ đốt cháy

chất thải để tro sẽ hình thành một khối rắn (gọi là clinker) do sự

nấu chảy và kết tụ,

Nhiệt độ nóng chảy để hình thành clinker từ chất thải rắn trong

khoảng 2000 ÷ 2200 o F (1100 o C ÷ 1200 o C).

c Phân tích cuối cùng các nguyên tố thành phần

Phân tích cuối cùng xác định phần trăm (%) của các nguyên tố C,

H, O, N, S và tro.

Trong suốt quá trình đốt chất thải rắn, sẽ phát sinh các hợp chất

chlor hóa nên phân tích cuối cùng thường bao gồm phân tích xác

định các halogen.

Kết quả phân tích cuối cùng được sử dụng để mô tả các thành

phần hóa học của chất hữu cơ trong CTR.

Đánh giá tỉ số C/N của CTR có thích hợp cho quá trình chuyển

hóa sinh học hay không.

Trang 37

phần của CTR sinh hoạt

Phần trăm trọng lượng khô (%) STT THÀNH

PHẦN Carbon Hydrô Oxy Nitơ Sulfur Tro

Bài tập ví dụ 2.4: Xác định thành phần hoá học của một mẫu rác

đô thị dựa vào các thông tin về khối lượng ướt, khối lượng khô

và các nguyên tố hoá học được cho trong Bảng 2.5,2.6 và 2.7

1 Tính khối lượng các nguyên tố hoá học trong CTR khô

Thành phần KL ướt KL khô

Thành phần hoá học, g

2,7 32,0 5,7 6,9 1,8 0,5 0,4 6,5 1,6

1,30 13,92 2,51 4,14 0,99 039 0,24 3,11 0,79

0,17 1,92 0,34 0,50 0,12 0,05 0,03 0,39 0,10

1,02 14,08 2,54 1,57 0,56 - 0,05 2,47 0,68

0,07 0,10 0,02 - 0,08 0,01 0,04 0,22 -

0,01 0,06 0,01 - - - - 0,02 -

0,14 1,92 0,28 0,69 0,05 0,05 0,04 0,29 0,02 Tổng cộng 79,5 58,1 27,39 3,62 22,97 0,54 0,10 3,48

Trang 38

2.Tính khối lượng các nguyên tố hoá học có trong CTR

khô và ướt

27,39

6,00 41,99

0,54 0,10 3,48

3.Tính số mol của các nguyên tố trong CTR bỏ qua phần tro

Thành

phần

Khối lượng nguyên tử g/mol

Số mol

Không tính nước Có nước

2,280 3,584 1,436 0,038 0,003

2,280 5,940 2,624 0,038 0,003

Trang 39

4 Xác định tỉ số mol và công thức hoá học của CTR

có và không có S, có và không có nước

60,0 156,3 69,1 1,0 0,1

760,0 1194,7 478,7 12,7 1,0

760,0 1980,0 874,7 12,7 1,0

Công thức hoá học (bỏ qua nguyên tố S) là:

• Không tính nước: C60.0H94 3O37.8N

• Có nước: C60.0H156.3O69.1N

Công thức hoá học (có nguyên tố S) là:

• Không có nước: C760.0H 1194.7O478.7N12.7S

• Có nước: C760.0H1980.0O874.7N12.7S

• Ghi chú: Công thức hoá học sau khi tính toán thường được

làm tròn số

Trang 40

d Hàm lượng năng lượng của các thành phần CTR

Xác định theo một trong các cách sau:

Sử dụng thiết bị calorimeter ở qui mô lớn (full scale).

Sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí nghiệm.

Tính toán theo công thức hóa học hình thức (nếu biết).

Do khó khăn trong việc trang bị thiết bị qui mô lớn, nên hầu hết

các số liệu về giá trị năng lượng của các thành phần CTR đều căn

cứ trên kết quả sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí

nghiệm

Nếu giá trị hàm lượng năng lượng Btu không có sẵn, có thể tính gần

đúng bằng công thức Dulông cải tiến:

)11.2()1040

8

1(

610145

hoặc Q = 0,556 x {145C + 610 (H2 – 1/8 O2) + 40S +10N}; kCal/kg

Trong đó:Q:Nhiệt trị

(kcal/kg, kJ/kg, 1Btu/lb=2,326 kJ/kg=0,556cal/kg)

C: % trọng lượng của Carbon;H 2 :% trọng lượng của Hydro

O : % trọng lượng của Oxy; S: sulfua % trọng lượng

Định dạng
Số trang	411
Dung lượng	3,92 MB