Là một trong những huyện đi đầu cả nước về “Nông thôn mới” vấn đề phát sinh CTR được đặt lên hàng đầu trong công cuộc phát triển của huyện. Báo cáo năm 2021 trong một năm huyện phát sinh 469,6 tấnngày, lượng rác phát sinh trong một ngày trên đầu người là 0.3 kgngườingày đêm. Với tỉ lệ thu gom CTR là 85% Cho đến nay phương thức thu gom, tái chế chất thải rắn vẫn chủ yếu diễn ra tự phát, do các đơn vị sản xuất kinh doanh tự chịu trách nhiệm. Chất thải rắn công nghiệp nguy hại vẫn đang thu gom xử lý với chất thải rắn thông thường. Việc tái chế chất thải rắn công nghiệp phụ thuộc vào từng doanh nghiệp và từng ngành nghề sản xuất của doanh nghiệp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ NĂM HỌC 2020 - 2021 ĐỀ TÀI: HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI RẮN VÀ QUY HOẠCH QUẢN LÝ ĐẾN NĂM 2030 TẠI HUYỆN HẢI HẬU , NAM ĐỊNH Hà Nội, Ngày tháng 9, năm 2021 Mục Lục Chương I: Mở đầu 1.1 Đặc điểm chung tự nhiên xã hội 1.2 Hiện trang phát sinh chất thải rắn huyện Hải Hậu .1 Chương II: Nội Dung .2 2.1 Tính tốn lượng chất thải rắn sinh hoạt giai đoạn 2021 – 2030 2.2 Dự báo khối lượng rác phát sinh 2.3 Đề xuất phương án thu gom chất thải rắn 2.3.1 Phương án 1: thu gom không phân loại nguồn 2.3.2 Phương án 2: thu gom phân loại nguồn 2.4 Tính số xe thu gom rác 2.5 Tính tốn lượng điện phát sinh theo hiệu suất chuyển hóa 2.6 đề xuất số phương án xử lý chất thải rắn a Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý b Thu hồi tái chế chất thải rắn c Xử lý chất thải rắn phương pháp học d Xử lý chất thải phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh 11 e Xử lý chất thải biện pháp sinh học 11 f Xử lý chất thải phương pháp đốt .12 2.7 Tính tốn bãi chơn lấp .12 Danh mục bảng Bảng Thành phần chất thải rắn Bảng 2 Dự báo khối lượng chất thải rắn phát sinh từ năm 2021 đến năm 2030 Bảng Tính tốn số xe đẩy tay số xe thùng Bảng Thành phần nguyên tố rác thải công thức rác thải khô .7 Bảng Bảng thành phần nguyên tố rác thải công thức rác thải ướt .7 Bảng Lượng điện chuyển hóa Danh mục hình Hình Sơ đồ thu gom phương án Hình 2 Sơ đồ thu gom phương án Chương I: Mở đầu 1.1 Đặc điểm chung tự nhiên xã hội 1.1.1 Vị trí địa lý Hải Hậu huyện thuộc tỉnh Nam Định, cách thành phố Nam Định phía đơng nam khoảng 35 km cách trung tâm thu Tp Hà Nội khoảng 135 km có vị trí địa lý: Tọa độ từ 19o59’ đến 20o15’ vĩ độ Bắc, 106o11’ đến 106o21’ Kinh độ Đơng Phía đơng tiếp giáp: huyện Giao Thủy Phía tây tiếp giáp: huyện Trực Ninh huyện Nghĩa Hưng Phía nam tiếp giáp: biển đơng Phía bắc tiếp giáp: huyện Xn Trường Cực Nam huyện nằm cửa Lạch Giang sông Ninh Cơ, thị trấn Thịnh Long, ranh giới với huyện Nghĩa Hưng Bờ biển Hải Hậu dài dọc theo thị trấn Thịnh Long xã Hải Hòa, Hải Triều, Hải Chính, Hải Lý, Hải Đơng giáp với huyện Giao Thủy Huyện có diện tích 230.22 km2 Tồn diện tích huyện Hải Hậu đồng với khoảng 32 km bờ biển, địa bàn huyện núi 1.1.2 Đặc điểm dân số Trong năm 2021 huyện có 690660 người với 45% tổng số dân huyện theo đạo Thiên Chúa, phân bổ 32 xã, thị trấn với mật độ dân số 3000 người/ km2, tốc độ gia tăng dân số huyện trung bình 1,1% năm Tốc độ tăng trưởng kinh tế hàng năm từ đến 10% Huyện vinh dự phong tặng Danh hiệu Anh hùng lao động, Anh hùng lực lượng vũ trang, Huân chương độc lập; từ năm 1978 đến liên tục giữ vững điển hình văn hố cấp huyện nước 1.2 Hiện trang phát sinh chất thải rắn huyện Hải Hậu Là huyện đầu nước “Nông thôn mới” vấn đề phát sinh CTR đặt lên hàng đầu công phát triển huyện Báo cáo năm 2021 năm huyện phát sinh 469,6 tấn/ngày, lượng rác phát sinh ngày đầu người 0.3 kg/người/ngày đêm Với tỉ lệ thu gom CTR 85% Cho đến phương thức thu gom, tái chế chất thải rắn chủ yếu diễn tự phát, đơn vị sản xuất kinh doanh tự chịu trách nhiệm Chất thải rắn công nghiệp nguy hại thu gom xử lý với chất thải rắn thông thường Việc tái chế chất thải rắn công nghiệp phụ thuộc vào doanh nghiệp ngành nghề sản xuất doanh nghiệp Chương II: Nội Dung 2.1 Tính tốn lượng chất thải rắn sinh hoạt giai đoạn 2021 – 2030 2.1.1 Số liệu đầu vào Dân số năm 2021: 690660 người Dự kiến dân số năm 2030: 762122 người Tỷ lệ gia tăng dân số: 1.1% Tỷ lệ thu gom: 85% Tiêu chuẩn thải rác: 0.8 kg/người/ngày đêm Khối lượng riêng chất thải rắn: 350 kg/m3 Thành phần chất thải rắn thể qua bảng: Thành phần Phần trăm khối lượng (%) Chất hữu 57.56 Giấy 5.42 Vải 5.12 Gỗ 3.7 Nhựa 11.28 Da Cao su 1.9 Kim loại 0.25 Thủy tinh 1.35 Sành sứ 0.44 Đất Cát 2.96 Xỉ than 6.06 Nguy hại 0.05 Bùn 2.75 Các loại khác 1.14 Bảng Thành phần chất thải rắn[1] 2.2 Dự báo khối lượng rác phát sinh - Tính dân số Dân số = Diện tích khu vực x mật độ dân số x tốc độ gia tăng dân số (người) - Tính lượng rác thải Lượng rác = Dân số x tiêu chuẩn thải rác (kg/nđ) - Lượng rác thu gom hàng năm Lượng rác thu gom = Lượng rác x tỷ lệ thu gom x 365 (Tấn/năm) Khối lượng riêng rác: 350 (kg/m3) Kết cụ thể thực sau: Năm Mật độ dân Diện tích Tỷ lệ Số dân Tiêu số khu vực gia (người) (người/km2) (Km2) tăng rác dân số (Kg/người (%) nđ) Tỷ lệ chuẩn thải thu gom (%) Lượng rác Lượng rác thu gom thu gom trong ngày (kg) năm (Tấn) 2021 3000 230,22 690660 0,8 85% 552528,00 171421,81 2022 3033 230,22 1,1 698257 0,8 85% 558605,81 173307,45 2023 3066 230,22 1,1 705938 0,8 85% 564750,47 175213,83 2024 3100 230,22 1,1 713703 0,8 85% 570962,73 177141,19 2025 3134 230,22 1,1 721554 0,8 85% 577243,32 179089,74 2026 3169 230,22 1,1 729491 0,8 85% 583592,99 181059,73 2027 3204 230,22 1,1 737516 0,8 85% 590012,52 183051,38 2028 3239 230,22 1,1 745628 0,8 85% 596502,65 185064,95 2029 3274 230,22 1,1 753830 0,8 85% 603064,18 187100,66 2030 3310 230,22 1,1 762122 0,8 85% 609697,89 189158,77 Bảng 2 Dự báo khối lượng chất thải rắn phát sinh từ năm 2021 đến năm 2030 2.3 Đề xuất phương án thu gom chất thải rắn Cho đến nay, CTR khu vực thu gom chưa triệt để Việc thu gom vận chuyển diễn tự phát, khu cơng nghiệp việc đơn vị sản xuất kinh doanh tự chịu trách nhiệm Hiện địa bàn huyện chưa áp dụng phân loại CTR nguồn Vậy quy hoạch đề xuất phương án thu gom: + Phương án 1: Thu gom không phân loại nguồn + Phương án 2: Thu gom có phân loại nguồn 2.3.1 Phương án 1: thu gom không phân loại nguồn Nguồn phát sinh Xe đẩy tay Khu xử lý Điểm tập kết Xe giới chuyên dụng Hình Sơ đồ thu gom phương án Thuyết minh sơ đồ thu gom: Đối với CTR sinh hoạt thông thường cơng nhân thu gom rác thải theo xe đẩy tay dung tích 750 lít ngõ phố vào thời gian định trước ngày Các hộ gia đình có trách nhiệm mang CTR chứa bịch nilon thùng rác đổ trực tiếp vào xe thu gom Sau đẩy xe đầy rác tới điểm tập kết chờ xe ép rác tới vận chuyển tiến thẳng tới trạm xử lý Vì lượng chất thải rắn phát sinh khối lượng lớn, để tránh tồn lưu rác ngày, gây ảnh hưởng xấu đến đời sống người dân, phù hợp với quy hoạch tổng thể, ta chọn sau: + Xe ép rác: dung tích 15m3 + Xe đẩy tay: dung tích 0.75 m3 + Hệ số nén xe ép rác là: + Hệ số chất đầy xe đẩy tay là: 0.5 2.3.2 Phương án 2: thu gom phân loại nguồn Nguồn phát sinh Chất thải rắn vô Chất thải rắn hữu Xe đẩy tay Điểm tập kết Xe giới chuyên dụng Khu xử lý Hình 2 Sơ đồ thu gom phương án Thuyết minh sơ đồ thu gom: CTR thông thường: Đối với CTR sinh hoạt thông thường: Rác thải người dân tự phân loại hộ gia đình Tại ngõ, phố, công nhân thu gom rác thải theo xe đẩy tay dung tích 750 lít dọc theo đường đi, thùng xanh chứa rác hữu cơ, thùng vàng chứa rác vơ khó phân hủy sinh học Các xe thu gom đẩy tay sau thu đầy rác vận chuyển tập trung tới điểm tập kết sau xe nén ép rác chuyên dụng thu gom loại chất thải vận chuyển thẳng đến trạm xử lý Vì lượng chất thải rắn phát sinh khối lượng lớn, để tránh tồn lưu rác ngày, gây ảnh hưởng xấu đến đời sống người dân, phù hợp với quy hoạch tổng thể, ta chọn sau: + Xe ép rác: dung tích 15m3 + Xe đẩy tay: dung tích 750 lít + Hệ số nén: + Hệ số chất đầy: 0.5 2.4 Tính số xe thu gom rác Dữ liệu đầu vào Xe ép rác: dung tích 15 m3 Xe đẩy tay: dung tích 0.75 m3 Hệ số nén: Khối lượng riêng chất thải rắn: 350 kg/m3 Năm Lượng Hệ số nén Xe thùng (xe) Xe đẩy tay CTR phát (xe) sinh năm (tấn) 2021 171422 16 435 2022 173307 17 440 2023 175214 17 445 2024 177141 17 450 2025 179090 17 455 2026 181060 17 460 2027 183051 17 465 2028 185065 18 470 2029 187101 18 475 2030 189159 18 480 Bảng Tính tốn số xe đẩy tay số xe thùng 2.5 Tính tốn lượng điện phát sinh theo hiệu suất chuyển hóa Dữ liệu đầu vào Hiệu suất chuyển hóa điện 45% Hệ số chuyển đổi từ kJ sang kW là: 3600 Nhiệt trị: 11.782 kJ Nguyên tử khối Cacbon: 12 Nguyên tử khối Hydro: Nguyên tử khối Oxy: 16 Nguyên tử khối Nito: 0.5 Nguyên tử khối lưu huỳnh : 32 Cơng thức tính số mol : n = m/M (mol) Khối lượng thành phần nguyên tố = Lượng phát sinh chất thải rắn x tỷ lệ % nguyên tố chất thải rắn Số mol độ ẩm : khối lượng ẩm / khối lượng nước Tỷ lệ với lưu huỳnh : nC : xS, nH : nS, nO : nS, nN : nS Công thức rác thải: CxHyOzNgS Công thức rác thải khô sau: Cacbon Hydro Oxy Nito Lưu Ẩm Tro Tên huỳnh 30% 3,6% 23% 0,5% 0,2% 24% 18,7% tỷ lệ % 51426,54 6171,18 39427,01 857,11 342,84 41141,23 32055,87 khối lượng 4285,54 6171,18 2464,19 61,22 10,71 2285,62 400 576 230 5,71 Số mol C400H576O230N5,7S Bảng Thành phần nguyên tố rác thải công thức rác thải khô Công thức rác thải ướt sau Số mol công thức rác thải ướt: số mol Hyro Oxy công thức rác thải khô + số mol ẩm có rác Cacbon Hydro Oxy Nito Lưu Ẩm Tro Tên 2285,62 32055,87 Số mol huỳnh 4285,55 10742,43 6571,17 61,22 10,71 400 1002,67 613,3 5,71 C400H1002,6O613,3N5,7S Bảng Bảng thành phần nguyên tố rác thải công thức rác thải ướt Lượng điện chuyển hóa Cơng thức: Lượng điện chuyển hóa = Khối lượng rác năm x Nhiệt trị x 45% Năm Lượng điện chuyển hóa kJ kW 2021 908861,305 252,46 2022 918858,7794 255,24 2023 928966,226 258,05 2024 939184,8545 260,88 2025 949515,8879 263,75 2026 959960,5626 266,66 2027 970520,1288 269,59 2028 981195,8502 272,55 2029 991989,0046 275,55 2030 1002900,884 278,58 Bảng Lượng điện chuyển hóa 2.6 đề xuất số phương án xử lý chất thải rắn Các phương pháp xử lý chất thải rắn [2] Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý Mục tiêu xử lý chất thải rắn giảm loại thành phần không mong muốn chất thải Các kỹ thuật xử lý chất thải rắn q trình sau: - Giảm thể tích, khích thước học - Giảm thể tích hóa học - Tách loại theo thành phần khác • Các yếu tố cần xem xét xác định phương pháp xử lý: - Thành phần tính chất chất thải rắn ( chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp hay chất thải rắn nguy hại…) - Tổng khối lượng chất thải rắn cần xử lý - Khả thu hồi sản phẩm tái chế lượng - Yêu cầu đảm bảo vệ sinh môi trường b Thu hồi tái chế chất thải rắn Tái chế chất thải hoạt động thu hồi lại chất thải có thành phần CTR sau chế biến thành sản phẩm phục vụ cho sản xuất sinh hoạt • Lợi ích hoạt động tái chế chất thải rắn: - Tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên sử dụng vật liệu tai chế thay cho nguồn tài nguyên thiên nhiên cần phải khai thác - Giảm lượng rác cần phải xử lý, giảm chi phí cho q trình xử lý, nâng cao thời gian sử dụng bãi rác - Một số chất thải trình tái chế tiết kiệm lượng trình sản xuất từ nguyên liệu thô ban đầu - Giảm tác động đến mơi trường lượng rác thải gây - Có thể thu hồi nguồn lợi nhuận từ lượng rác vứt bỏ - Tạo công ăn việc làm cho lực lượng lao động • Những khó khăn gặp phải tái chế chất thải rắn: - Đối với hoạt động tái chế, thường mang lại lợi nhuận thấp khơng có hiệu kinh tế, chương trình tái chế chất thải rắn cần có hỗ trợ cấp quyền - Những sản phẩm tái chế thường có chất lượng khơng cao sản phẩm sản xuất từ nguyên liệu tinh ban đầu - Thị trường tiêu thụ sản phẩm gặp nhiều khó khăn - Yêu cầu mức độ phân loại cao - u cầu quy trình cơng nghệ để tái chế c Xử lý chất thải rắn phương pháp học • Giảm kích thước phương pháp pháp học (băm ,chặt, nghiền) Giảm kích thước phương pháp pháp học nhằm thu chất thải có tính đồng nhỏ kích thước ban đầu Để giảm kích thước CTR người ta thường băm, chặt nghiền số công đoạn sau: - Tại khu nhà - Tại trạm trung chuyển - Tại khu xử lý Ưu điểm: - Nâng cao hiệu vận chuyển công đoạn xử lý tiếp theo, - Đảm bảo độ chặt, khít rác nén ép rác dễ dàng thuận lợi hơn, tiết kiện diện tích bãi chơn lấp, - Ở đống ủ người ta thường sử dụng phương pháp học để cắt nhỏ rác hữu dạng sợi, có kích thước lớn thành nhỏ cho dễ phân hủy, - Đối với công đoạn xử lý sơ (tách chia hợp phần): chất thải cắt nhỏ nên thu chất thải có kích thước đồng nhất, thuận lợi cho việc sấy khơ, quạt gió (đối với chất thải loại nhẹ), sàng phân chia hợp phần chất thải rắn • Giảm thể tích chất thải phương pháp nén ép Nén ép rác khâu quan trọng trình xử lý chất thải rắn - Ưu điểm: Tăng khả chuyên chở chất thải rắn, đảm bảo tải trọng sức chữa xe, giảm diện tích bãi chơn lấp - Nhược điểm: Tuy nhiên loại chất thải hữu thức ăn thừa, rau quả, loại chất thải hữu thể ướt khơng nên nén, ép nhiều nước, gây khó khăn phức tạp cho trình xử lý Do phương pháp thích chất thải thể khơ Người ta thường dùng thiết bị cuốn, ép để nén, ép rác Thiết bị nén, ép rác máy nén cố định, di động thiết bị cao áp • Tách, phân chia hợp phần chất thải rắn Để thu hồi tài nguyên thiên nhiên, người ta thường dùng nhiều phương pháp khác để tách chia hợp phần chất thải rắn: tách kim loại (nhơm, đồng, chì, sắt), giấy viết, bìa carton, báo ảnh, loại đồ nhựa, đồ thủy tinh… Các phương pháp tách chia hợp phần thực thủ công giới hay kết hợp hai, sàng, quạt gió, từ trường nam châm Tùy theo yêu cầu vật liệu thu, vị trí tách chia mà chọn thiết bị cho phù hợp - Tách chia hợp phần thủ công: Khi tách giấy, báo, bìa carton chai lọ thủy tinh, nhựa có màu sắc khác nhau, loại chất dẻo có màu hay khơng có màu, tách riêng kim loại (đồng, chì, sắt…) - Tách chia hợp phần giới: Thường dùng công nghệ có sấy khơ, băm, chặt, nghiền sau dùng thiết bị: sàng rung quạt gió, cyclon, hệ thống từ tính để tách phân chia hợp phần chất thải rắn d Xử lý chất thải phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh 10 Đây phương pháp phổ biến nước phát triển, có diện tích đất rộng rãi Phương pháp dựa phân hủy yếm khí điều kiện tự nhiên bãi chôn lấp hợp vệ sinh Rác thải sau vận chuyển đến bãi chôn lấp tập trung vào ô chôn lấp, bổ sung vi sinh vật để hạn chế mùi tăng cường khả phân hủy xử lý theo quy trình vận hành bãi chơn lấp - Ưu điểm: + Đơn giản, dễ quản lý, bãi chôn lấp hợp vệ sinh chơn lấp tất loại rác mà không cần qua khâu phân loại rác + Chi phí vận hành thấp + Có thể thu hồi khí rác cho mục đích sản xuất nhiệt - Nhược điểm: + Chưa triệt để mặt mơi trường: sau xử lý phải có thời gian để kiểm sốt tác động mơi trường sử dụng vùng đất + Tốn diện tích đất + Phát sinh nước rác nhược điểm khó khăn khâu xử lý tính chất nhiễm e Xử lý chất thải biện pháp sinh học Ủ sinh học coi q trình ổn định sinh hóa chất hữu để thành chất mùn, với thao tác sản xuất kiểm soát cách khoa học tạo mơi trường tối ưu q trình Đây trình sử dụng hoạt động tự nhiên vi sinh vật để phân giải hợp chất hữu có rác thải Chính q trình trao đổi chất, trình tổng hợp tế bào sinh sản vi sinh vật tạo thành sản phẩm phân compost - Ưu điểm: + Loại trừ 50% lượng rác thải sinh hoạt bao gồm chất hữu thành phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước khơng khí + Sử dụng lại chất hữu có thành phần rác thải để chế biến làm phân bón phục vụ nơng nghiệp + Tiết kiệm đất cho chôn lấp chất thải + Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng - Nhược điểm: + Mức độ tự động công nghệ chưa cao 11 + Việc phân loại chất thải phải thực phương pháp thủ công nên ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân + Phần pha trộn đóng bao thủ cơng chất lượng khơng f Xử lý chất thải phương pháp đốt Đốt rác áp dụng cho số loại rác định Đây giai đoạn oxy hoá nhiệt độ cao với có mặt oxy khơng khí, rác độc hại chuyển hóa thành khí chất thải khơng cháy, tro Các chất khí sau làm ngồi khơng khí, tro đem chơn lấp - Ưu điểm + Có thể đốt hầu hết loại chất thải rắn + Tiết kiệm diện tích chơn lấp + Vận hành dễ dàng - Nhược điểm + Chi phí đầu tư ban đầu lớn + Khó khăn sửa chữa có hỏng hóc 2.7 Tính tốn bãi chơn lấp - Thể tích CTR mang chôn lấp V CTRSH = M CTR 1801609514,06 = =2252011,89(m ) b 800 Trong đó: VCTRSH : Thể tích chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2021 đến năm 2030 MCTR : Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt b : tỷ trọng chất thải rắn kg/m3 Diện tích chơn lấp S1= V CTRSH 2252011,89 = =112600,59 (m2) H 20 Trong đó: S1 : Diện tích chơn lấp m2 VCTRSH : Thể tích chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2021 đến năm 2030 H : Chiều cao chơn lấp 20 m Diện tích bãi chơn lấp 12 Trong đó: S = S1 x S2 = 112600,59 x 28150,14866 = 140750,74 (m2) S1 S2 S : Diện tích chơn lấp : Diện tích phụ trợ = 25% Diện tích chơn lấp : Tổng diện tích bãi chô 13 Tài liệu tham khảo [1] UBND Huyện Hải Hậu (2015), “Báo cáo quy hoạch sử dụng đất huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định” [2] PGS.TS Nguyễn Văn Phước (2008), " Quản lý xử lý chất thải rắn" ... phương pháp xử lý: - Thành phần tính chất chất thải rắn ( chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp hay chất thải rắn nguy hại…) - Tổng khối lượng chất thải rắn cần xử lý - Khả thu hồi... 2030 3310 23 0,2 2 1,1 762122 0,8 85% 60969 7,8 9 18915 8,7 7 Bảng 2 Dự báo khối lượng chất thải rắn phát sinh từ năm 2021 đến năm 2030 2.3 Đề xuất phương án thu gom chất thải rắn Cho đến nay, CTR khu... phương án xử lý chất thải rắn a Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý b Thu hồi tái chế chất thải rắn c Xử lý chất thải rắn phương pháp học d Xử lý chất thải phương