chơng 2: Nguồn phát sinh, thành phần, tính chất chất thải rắn đô thị 2.1 Nguồn phát sinh chất thải rắn Từ khu dân c ( chất thải sinh hoạt) Từ trung tâm dịch vụ thơng mại Từ công sở, trờng học , công trình công cộng Từ dịch vụ giao thông nh bến xe, nhà ga, sân bay Từ hoạt động công nghiệp Từ hoạt động xây dựng đô thị Từ trạm xử lý nớc thải từ đờng ống thoát nớc thành phố Phân loại : ) Theo tính chất chất thải rắn: - Độc, không độc - Cháy đợc, không cháy đợc - Bị phân huỷ sinh học, không bị phân huỷ sinh học 2) Theo đặc điểm nơi phát sinh chất thải: - Chất thải sinh hoạt - Chất thải công nghiệp - Chất thải nông nghiệp Bảng Nguồn phát sinh loại chất thải rắn [3] Nguồn Nơi phát sinh, hoạt động phát sinh Loại chất thải Sinh hoạt Khu dân c, hộ gia đình, khu tập thể, ký túc xá Chát thải thực phẩm, giấy, nhựa, gỗ, thuỷ tinh, giẻ, rác, tro, cây, kim loại, đồ dùng hỏng (săm, lốp, acqui, đồ gỗ, đồ điện dân dụng ) Dịch vụ, thơng nghiệp Chợ, cửa hàng ăn uống, cửa hiệu sửa chữa, dịch vụ may mặc, cắt tóc " C¬ quan Trêng häc, bƯnh viƯn, c¬ quan hành " Khu vui chơi Công viên, bÃi tắm, đờng phố Rác sinh hoạt, Xây dựng Xây dựng sửa chữa nhà cửa, đờng xá, cầu cống Gạch, ngói, xi măng, sắt, thép, thuỷ tinh, gỗ Bùn Nhà máy xử lý nớc, xử lý nớc thải Bùn thải Công nghiệp Các sở công nghiệp Chất thải rắn công nghiệp ( xỉ, bụi, bùn, chất thải trình sản xuất) Nông nghiệp Trồng trọt, chăn nuôi, chế biến Rác, bao bì thuốc trừ sâu, phân bón, chất thải thu hoạch mùa màng, thức ăn thừa phân gia xúc, gia cầm, chất thải chế biến sản phẩm nôg nghiệp 3) Theo thành phần hoá học vật lý: Thành phần hữu cơ, vô cơ, Thành phần cháy đợc, không cháy đợc, Thành phần kim loại, phi kim loại, Thành phần da, giẻ vụn, cao su, chất dẻo 4) Theo mức độ nguy hại: Chất thải nguy hại; Chất thải không nguy hại 2.2 Các loại chất thải rắn đô thị điển hình Chất thải rắn sinh hoạt: Là chất thải liên quan đến hoạt động ngời, nguồn tạo thành chủ yếu từ khu dân c, quan, trờng học, trung tâm dịch vụ, thơng mại Thành phần chất thải rắn sinh hoạt: kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm d thừa, hạn sử dụng, xơng động vật, tre, gỗ, lông gà lông vịt, vải, giấy, rơm, rạ, xác động vật, vỏ rau v.v Có thể phân biệt loại chất thải rắn sau: Chất thải thực phẩm bao gồm thức ăn thừa, rau, loại chất thải mang chất dễ bị phân huỷ sinh học, trình phân huỷ tạo mùi khó chịu, đặc biệt điều kiện thòi tiết nóng, ẩm Ngoài loại thứuc ăn d thừa từ gia đình có thức ăn d thừa từ bếp ăn tập thể, nhà hàng, khách sạn, ký túc xá, chợ Chất thải trực tiếp động vật chủ yếu phân, bao gồm phân ngời phân động vật khác Chất thải lỏng chủ yếu bùn ga cống rÃnh, chất thải từ khu vực sinh hoạt dân c Tro chất d thừa thải bỏ khác bao gồm loại vật liệu sau đốt cháy , sản phẩm sau đun nấu than , củi chất thải dễ cháy khác gia đình, kho công sở, quan, xí nghiệp, loại xỉ than Các chất thải rắn từ đờng phố có thành phần chủ yếu cây, que, củi, nilon, vỏ bao gói Chất thải xây dựng: Là phế thải tạo thành từ hoạt động phá dỡ , xây dựng công trình vv TD: Đất, đá, gạch ngói, bê tông vỡ, kim loại vụn Chất thải xây dựng gồm: - Vật liệu xây dựng trình dỡ bỏ công trình xây dựng - Đất đá việc đào móng xây dựng Các vật liệu nh kim loại, chất dẻo Các chất thải từ hệ thống sở hạ tầng : Bùn cặn từ trạm xử lý nớc thiên nhiên, nớc thải sinh hoạt, Bùn cặn từ cống thoát nớc thành phố Chất thải rắn công nghiệp: Là chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Các trình sản xuất có công nghệ thiết bị cũ sản nhiều chất thải/ đơn vị sản phẩm hiệu sử dụng nguyên liệu lợng thấp làm phí phạm nguồn tài nguyên, nguồn ngày bị khai thác cạn kiệt Hình Nguồn phất sinh chất thải rắn công nghiệp chế biến quặng Chất thải nông nghiệp: Chất thải mẩu thừa thải từ hoạt động nông nghiệp, thí dụ nh trồng trọt, thu hoạch loại trồng, sản phẩm thỉa từ chế biến sữa, lò giết mổ Hiện việc quản lý xả loại chất thải nông nghiệp không thuộc trách nhiệm đô thị Chất thải nguy hại: bao gồm loại hoá chất, dễ gây phản ứng, độc hại, chất thải sinh học dễ thối rữa, chất dễ cháy, nổ chất thải phóng xạ, chất thải nhiễm khuẩn, lây lan có nguy đe doạ tới sức khoẻ ngời, động vật cỏ Nguồn phát sinh chất thải nguy hại chủ yếu từ hoạt động y tế, công nghiệp nông nghiệp Chất thải y tế nguy hại : chất thải có chứa chất hợp chất có mmột đặc tính gây nguy hại trực tiếp tơng tác với chất khác gây guy hại tới môi trờng sứac khoẻ cộng đồng Theo Qui chế quản lý chất thải y tế, loại chất thải y tế nguy hại đợc phát sinh từ hoạt động chuyên môn bệnh viện, trạm xá trạm y tế Nguồn phát sinh chất thải bệnh viện bao gồm: Các loại băng, gạc, nẹp dùng khám bệnh, điều trị, phẫu thuật Các loại kim tiêm, ống tiêm Các chi thể cắt bỏ, tổ chức mô cắt bỏ Chất thải sinh hoạt từ bệnh nhân Các chất thải có chứa chất có nồng độ cao sau đây: chì, thuỷ ngân, Cadmi, Arsen, Xianua Các chất thải phóng xạ bệnh viện Các chất thải nguy hại từ công nghiệp: có tính độc hại cao, tác động xấu đến sức khỏe, đó, việc xử lý chúng phải có giải pháp kỹ thuật để hạn chế tác động độc hại Các chất thải nguy hại từ hoạt động nông nghiệp: chủ yếu loại phân hoá học, loại thuốc bảo vệ thực vật, Chất thải không nguy hại: loại chất thải không chứa chất hợp chất có đặc tính nguy hại trực tiếp tơng tác thành phần 2.3 Tốc độ phát sinh chất thải rắn đô thị Tốc độ phát sinh chất thải rắn đô thị hay gọi tiêu chuẩn tạo rác đợc định nghĩa lợng rác thải phát sinh từ hoạt động ngời ngày đêm ( Kg/ngời-ngày đêm) Tốc độ phát sinh chất thải rắn: thành phố lớn Việt nam: từ 0,5-0,8 kg/ngời.ngày, thành phố nhỏ, thị xÃ, thị trấn 0,3-0,4 kg/ngời.ngày Bảng Tốc độ phát sinh trung bình theo đầu ngời loại chất thải rắn đô thị Nguồn Tiêu chuẩn Kg/ng ngđ Khoảng giá trị Trung bình Sinh hoạt đô thị x 1-3 1,59 Công nghiệp 0,5 - 1,6 0,86 Vật liệu phế thải bị tháo dỡ 0,05 - 0,4 0,27 Nguồn thải sinh hoạt khác + 0,05 - 0,3 0,18 Ghi x : Kể nhà trung tâm dịch vụ thơng mại + : Không kể nớc nớc thải Bảng 2a Thành phần phân loại chất thải rắn đô thị Hợp phần % trọng lợng Độ ẩm (%) Tỷ trọng (kg/m3) Khoảng giá trị (KGT) Trung bình KGT TB KGT TB Chất thải thực phÈm 6-25 15 50-80 70 128-80 228 GiÊy 25-45 40 4-10 32-128 81,6 Cát tông 3-15 4-8 38-80 49,6 ChÊt dỴo 2-8 1-4 32-128 64 V¶i vơn 0-4 6-15 10 32-96 64 Cao su 0-2 0,5 1-4 96-192 128 Da vôn 0-2 0,5 8-12 10 96-256 160 S¶n phÈm vên 0-20 12 30-80 60 84-224 104 Gỗ 1-4 15-40 20 128-20 240 Thñy tinh 4-16 1-4 160-480 193,6 Can hép 2-8 2-4 48-160 88 Kim loại không thép 0-1 2-4 64-240 160 Kim lo¹i thÐp 1-4 2-6 128-1120 320 Bơi, tro, g¹ch 0-10 6-12 320-960 480 Tỉng hỵp 100 15-40 20 180 - 420 300 Bảng 2b Thành phần chất thải rắn sinh hoạt số thành phố số nớc Thành phần ( % kl) Mỹ Anh Hồng kông Singapor Băng cốc Rau quả, xác xúc vật nhỏ 15 28 9,42 44,4 44 GiÊy 44 37 32,46 28,3 24,6 Kim lo¹i 2,17 4,8 Thủ tinh 9,72 4,1 GiỴ 9,58 9,3 Chất dẻo cao su 3,5 6,24 11,8 Rác cháy đợc 6,44 6,6 Rác không cháy đợc 3,5 Chất trơ kích thớc < 10 mm 14,09 6,4 4,8 Bảng 2c Thành phần chất thải nớc có thu nhập khác [21] Các Các Các Các thông số nớc thu nhập thấp nớc thu nhập trung bình nớc thu nhập cao Lợng rác kg/ngời/ngày 0,4-0,6 0,5-0,9 0,7-1,8 Chất thải thực phẩm, % 40-85 20-65 20-50 GiÊy, % 1-10 15-40 15-40 Plastic, % 1-5 2-6 2-10 Kim lo¹i, % 1-5 1-5 3-13 Thủ tinh, % 1-10 1-10 4-10 Cao su, hỗn tạp, % 1-5 1-5 2-10 Hạt nhỏ, % 15-60 15-50 5-20 Độ ẩm, % 40-80 40-60 20-30 Khối lợng riêng, kg/m3 250-500 170-330 100-170 Nhiệt trị thấp, kcal/kg 800-1100 1000-1300 1500-2700 Bảng 2c Thành phần chất thải rắn số thành phố Việt nam năm 2000 Thành phần ( % KL) Hà nội Việt Trì Hạ Long Thái nguyên Đà nẵng Chất hữu 53,0 55,0 49,2 55,0 45,47 Cao su, nhùa 9,15 4,52 3,23 3,0 13,1 GiÊy, cat ton, giỴ vơn 1,48 7,52 4,6 3,0 6,36 Kim lo¹i 3,40 0,22 0,4 3,0 2,30 Thuû tinh, gèm, sø 2,70 0,63 3,7 0,7 1,85 Đất đá, cát, gạch vụn 30,27 32,13 38,87 35,3 - §é Èm 47,7 45,0 43,0 44,23 49,0 §é tro 15,9 13,17 11,0 17,15 10,9 Tû 0,42 0,43 0,5 0,45 0,5 Nguồn: Báo cáo kết khảo sát CEETIA -2001 Thành phần chất thải công nghiệp: Tuỳ thuộc vào loại hình công nghiệp, công nghệ, thiết bị, nguyên vật liệu sử dụng mà chất thải công nghiệp đợc tạo có thành phần lợng khác Các nớc có trình độ khoa học kỹ thuật phát triển, công nghiệp phát triển lợng chất thải công nghiệp lớn chất thải công nghiệp đa dạng hơn, nhiên lợng chất thải đơn vị sản phẩm thờng nhỏ so với nớc có công nghiệp phát triển 2.4 Tính chất vật lý chất thải rắn Khối lợng riêng ( ,kg/m3 : Khối lợng riêng chất thải rắn đợc xác định theo công thức: ( = M/V kg/m3 M - Khối lợng mẫu chất thải rắn, kg V - Thể tích mẫu chất thải rắn, m3 Khối lợng riêng chất thải rắn thay đổi tuỳ thuộc vào loại chất thải , vào vị trí địa lý theo mùa, vào áp suất nén, vào thời gian lu thùng rác Giá trị khối lợng riêng số chất thải cho bảng II.1 Độ ẩm chất thải rắn W ( %): Độ ẩm chất thải rắn đợc xác định theo công thức: EMBED Equation.2 Đ Trong : w - Độ ẩm, % G1 - Khối lợng mẫu ban đầu, kg G2 - Khối lợng mẫu sau sấy 105 oC Độ ẩm chất thải rắn thay đổi theo thành phần chất thải, điều kiƯn thêi tiÕt ( ®é Èm, nhiƯt ®é, tèc ®é gió, nắng, ma) Giá trị độ ẩm số chất thải cho Bảng Bảng Giá trị khối lợng riêng độ ẩm số chất thải rắn Loại chất thải Khối lợng riêng, kg/m3 Độ ẩm, % kl Khoảng giá trị Giá trị điển hình Khoảng giá trị Giá trị điển hình Chất thải sinh hoạt khu dân c Chất thải thực phẩm 131 - 481 291 50 - 80 70 GiÊy 42 - 131 89 - 10 C¸tton 42 - 80 50 -8 ChÊt dỴo 42 - 131 65 -4 GiỴ 42 - 101 65 - 15 10 Cao su 101 - 202 131 -4 Da 101 - 261 160 - 12 10 ChÊt th¶i vên 59 - 225 101 30 - 80 60 Gỗ 131 - 320 237 15 - 40 20 Thuỷ tinh 160 - 481 196 -4 Vá hép thiÕc 50 - 160 89 -4 Nh«m 65 - 240 160 -4 Các kim loại khác 131 - 1151 320 -4 §Êt, tro 320 - 1000 184 - 12 ChÊt th¶i vờn khu dân c Lá ( lồng phồng kh«) 30 - 148 59 20 - 40 30 Cá xanh ( lång phång vµ Èm) 208 - 297 237 40 - 80 60 Cỏ xanh ( ớt bị nÐn) 593 - 831 593 50 - 90 80 ChÊt thải thơng nghiệp Chất thải thực phẩm ( ớt) 475 - 949 540 50 - 80 70 Phô tïng, dông ®iƯn 148 - 202 181 -2 Thïng gỗ, sọt 110 - 160 110 10 - 30 20 Chất thải xây dựng Chất thải phá rỡ ( không cháy đợc) 1000 - 1599 1421 - 10 Chất thải phá rỡ ( cháy đợc) 300 - 400 359 - 15 Chất thải xây dựng ( cháy đợc) 181 - 359 261 - 15 G¹ch 1198 - 1801 1243 -5 Chất thải công nghiệp Bùn nhà máy hoá chất ( ít) 801 - 1101 1000 75 - 99 80 Tro bay 700 - 899 801 - 10 M¶nh vơn da 101 - 249 160 - 15 10 Mảnh vụn kim loại nặng 1501 - 1999 1780 -5 Mảnh vụn kim loại nhẹ 498 - 899 739 -5 Mảnh vụn kim loại hỗn hợp 700 - 1501 899 -5 DÇu, nhùa, asphalts 801 - 1000 949 -5 Đất cát 101 - 350 291 10 - 40 20 Chất thải ngành dệt 101 - 220 181 - 15 10 Gỗ hỗn tạp 400 - 676 498 30 - 60 25 KÝch thíc chất thải rắn: Kích thớc vật liệu rắn chất thải xác định công thức sau đây: L = l ( 1) L = (l+b)/2 (2) L = ( l + b + h ) / ( 3) L = ( l x b )1/2 (4) L = ( l x b x h )1/3 (5) Trong ®ã: L - KÝch thíc chất thải, m l - Chiều dài, m b - ChiÒu réng, m h - ChiÒu cao, m Sè liệu điển hình phân bố kích thợc vật liệu rắn chất thải sinh hoạt đa hình sau: Các thành phần Khoảng giá trị giá trị điển hình Chất thải thực phẩm Giấy Catton Chất dẻo Giẻ Cao su Da Chất thải vờn Gỗ Thuỷ tinh Hộp thiếc Nhôm Các kim loại khác Đất cát, tro 600 mm 100 200 300 400 500 1.4.3 Tính chất hoá học chất thải rắn Các thông số liên quan tới khả cháy chất thải rắn bao gồm: Thành phần nguyên tố: C, H, O, N, S, Cl,Tro, % kl kh« §é Èm cđa vËt liƯu , % kl ( phÇn ẩm bị bay sấy mẫu 105 oC giờ) Hàm lợng chất bốc, % kl ( phần khối lợng chất bốc bị nung mÉu ë 950 oC cèc kÝn) C¸c bon, % kl ( phần chất cháy lại mẫu sau đà tách chất bốc) Tro, % kl ( phần khối lợng chất lại sau đốt cháy mẫu cốc hở) Nhiệt độ chảy mềm tro giá trị nhiệt độ chảy mềm tro thêng n»m kho¶ng 1100 - 1200 oC Nhiệt trị chất thải rắn, kj/kg ( Nhiệt toả đốt cháy kg chất thải rắn) Các thông số liên quan tới khả biến đổi sinh học chất thải rắn: Trừ chất dẻo, cao su da chất hữu chất thải sinh hoạt phân loại nh sau: Các chất hoà tan nớc nh: đờng, tinh bột, amino acid acid hữu khác Hemicellulose sản phẩm trùng ngng đờng 5-6 cacbon Cellulose sản phẩm trùng ngng đờng glucose cacbon Chất béo, dầu xáp ester rợu acid béo mạch dài Lignin hợp chất polymer chứa nhân thơm với nhóm (-OCH3) , chất xác phân tử cha biết rõ (có giấy báo, ép ) Lignocellulose hợp chất liên kết lignin cellulose Protein gồm chuỗi acid amin Các chất hữu bị vi sinh vật phân huỷ điều kiện hiếu khí yếm khí Ngoài thành phần hữu vi sinh vật cần nguyên tố đa lợng vi lợng để xây dựng tế bào phần nguyên tố có sẵn chất thải kết phân tích nguyên tố số chất thải đa bảng Møc ph©n hủ sinh häc cđa mét sè chÊt thải hữu Khả phân huỷ nhờ vi sinh vật chất hữu phụ thuộc vào chất chất hữu Ngời ta thấy có mối quan hệ mức phân huỷ vi sinh vật với hàm lợng chất bốc hàm lợng lignin chất thải theo phơng trình thực nghiệm sau: x phsh = 0,83 - 0,028 C lig x phsh - Mức phân huỷ sinh học biểu diễn sở chất bốc chất thải C lig - Hàm lợng lignin chất bốc chất thải, % khối lợng khô 0,83 0,028 - Các số thực nghiệm Giá trị mức phân huỷ sinh học mét sè chÊt th¶i cho b¶ng B¶ng Thành phần nguyên tố đa lợng vi lợng mét sè chÊt th¶i CÊu tư