Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt

Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯MỤC LỤCMỞ ĐẦU ................................................................................................................. 31. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 32. Nội dung, mục đích, yêu cầu và phương pháp nghiên cứu .............................. 32.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 32.2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu ........................................................................... 42.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 4CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ........................................... 51.1. Chất thải rắn .................................................................................................... 51.1.1. Các khái niệm ................................................................................................. 51.1.2. Lịch sử phát triển của chất thải rắn ................................................................ 51.1.3. Ảnh hưởng của chất thải rắn .......................................................................... 61.2. Nguồn gốc, thành phần và tính chất của chất thải rắn ................................. 91.2.1. Nguồn gốc chất thải rắn ................................................................................. 91.2.2. Thành phần của chất thải rắn ......................................................................... 101.2.3. Tính chất của chất thải rắn ............................................................................. 111.2.4. Sự biến đổi tính chất lý - hoá - sinh của chất thải rắn .................................... 131.3. Tổng quan các công nghệ xử lý chất thải rắn ................................................ 131.3.1. Chiến lược 3RVE ............................................................................................ 131.3.2. Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng trên thế giới ....................... 141.3.3. Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng ở Việt Nam ......................... 14CHƯƠNG II: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ....................................................................................... 172.1. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học .............................................. 172.1.1. Giảm kích thước ............................................................................................. 172.1.2. Phân loại ........................................................................................................ 172.1.3. Nén chất thải rắn ............................................................................................ 182.2. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt ................................................ 182.2.1. Hệ thống thiêu đốt .......................................................................................... 182.2.2. Hệ thống nhiệt phân ....................................................................................... 182.2.3. Hệ thống hoá hơi (bốc khí) ............................................................................. 19¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯Thực hiện: Nguyễn Thị Trà My 1 MSSV: 1153067137 Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯2.2.4. Công nghệ đốt ................................................................................................ 19CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ................................. 213.1. Ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học ........... 213.1.1. Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ ép kiện .................................................... 213.1.2. Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ HYDROMEX .......................................... 213.2. Ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt ............. 223.2.1. Công nghệ đốt rác bằng lò đốt ....................................................................... 223.2.2. Công nghệ xử lý chất thải bằng nhiệt phân và khí hóa ở Châu Âu và Nhật Bản................................................................................................................................... 26KẾT LUẬN ............................................................................................................. 301. Kiến nghị ............................................................................................................. 302. Đề xuất ................................................................................................................. 31TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 33

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

1 Đặt vấn đề 3

2 Nội dung, mục đích, yêu cầu và phương pháp nghiên cứu 3

2.1 Nội dung nghiên cứu 3

2.2 Mục đích, yêu cầu nghiên cứu 4

2.3 Phương pháp nghiên cứu 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 5

1.1 Chất thải rắn 5

1.1.1 Các khái niệm 5

1.1.2 Lịch sử phát triển của chất thải rắn 5

1.1.3 Ảnh hưởng của chất thải rắn 6

1.2 Nguồn gốc, thành phần và tính chất của chất thải rắn 9

1.2.1 Nguồn gốc chất thải rắn 9

1.2.2 Thành phần của chất thải rắn 10

1.2.3 Tính chất của chất thải rắn 11

1.2.4 Sự biến đổi tính chất lý - hoá - sinh của chất thải rắn 13

1.3 Tổng quan các công nghệ xử lý chất thải rắn 13

1.3.1 Chiến lược 3RVE 13

1.3.2 Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng trên thế giới 14

1.3.3 Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng ở Việt Nam 14

CHƯƠNG II: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 17

2.1 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học 17

2.1.1 Giảm kích thước 17

2.1.2 Phân loại 17

2.1.3 Nén chất thải rắn 18

2.2 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt 18

2.2.1 Hệ thống thiêu đốt 18

2.2.2 Hệ thống nhiệt phân 18

2.2.3 Hệ thống hoá hơi (bốc khí) 19

2.2.4 Công nghệ đốt 19

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 21

3.1 Ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học 21

3.1.1 Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ ép kiện 21

3.1.2 Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ HYDROMEX 21

3.2 Ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt 22

3.2.1 Công nghệ đốt rác bằng lò đốt 22

3.2.2 Công nghệ xử lý chất thải bằng nhiệt phân và khí hóa ở Châu Âu và Nhật Bản 26

KẾT LUẬN 30

1 Kiến nghị 30

2 Đề xuất 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Xử lý chất thải rắn là giai đoạn cuối cùng trong công tác quản lý chất thải rắn (thu gom, phân loại, vận chuyển và xử lý, kể cả tái sử dụng và tái chế) Xử lý chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, bởi nó không chỉ ngăn chặn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ chất thải rắn (nếu không xử

lý hoặc xử lý không hiệu quả, không đúng quy trình, yêu cầu), mà còn có thể thu hồi vật liệu, sản phẩm để tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên

Trong những năm qua, công tác quản lý và xử lý chất thải rắn tại các đô thị và khu công nghiệp ở nước ta vẫn còn nhiều bất cập và yếu kém Lượng chất thải rắn thu gom chỉ mới đạt khoảng 70% và chủ yếu tập trung ở nội thị; công nghệ xử lý chất thải rắn chưa được chú trọng nghiên cứu và chưa hoàn thiện, còn phân tán, khép kín theo địa giới hành chính; việc đầu tư, quản lý còn kém hiệu quả

Nhiều địa phương đã áp dụng một số công nghệ để xử lý chất thải rắn, nhập khẩu các dây chuyền xử lý rác thải của nước ngoài, tuy nhiên, hiện các công nghệ này chỉ xử lý được rác hữu cơ, còn lại phải chôn lấp khoảng 70 - 80%, chưa kể giá nhập khẩu thiết bị rất cao, vốn đầu tư cho lắp đặt lớn Cũng đã xuất hiện những dây chuyền công nghệ xử lý rác do các công ty tư nhân đầu tư, nghiên cứu, thử nghiệm ở một số địa phương trong nước Nhưng cho đến nay, vẫn chưa đạt được kết quả như mong đợi cũng bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, cả chủ quan lẫn khách quan Phần lớn các doanh nghiệp đều gặp khó khăn về huy động tài chính, song lại chưa nhận được sự hỗ trợ cần thiết từ ngân sách Nhà nước

Xuất phát từ thực trạng quản lý, xử lý môi trường và những yêu cầu thực tiễn về cong nghệ xử lý chất thải rắn; với mong muốn được góp phần vào công tác xây dựng các công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp nhằm bảo vệ môi trường phát triển bền

vững, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: "Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt".

2 Nội dung, mục đích, yêu cầu và phương pháp nghiên cứu

2.1 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về chất thải rắn (bao gồm: khái niệm; nguồn gốc, thành phần, tính chất và tổng quan các công nghệ xử lý chất thải rắn).

- Lý thuyết cơ bản về xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt

- Nêu một số ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học

và phương pháp nhiệt đang được sử dụng hiện nay

2.2 Mục đích, yêu cầu nghiên cứu

- Nắm vững lý thuyết cơ bản về xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt

- Nêu các ứng dụng công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt đang được sử dụng hiện nay tại Việt Nam và trên thế giới

- Đề xuất một số giải pháp nhằm tăng cường công tác ứng dụng các công nghệ

xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học và phương pháp nhiệt

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tra cứu thông tin và thu thập tài liệu: Đề tài đã tra cứu thông tin, thu thập tài liệu và tham khảo từ nhiều nguồn đáng tin cậy Đó là bài giảng, giáo trình của những giáo sư, tiến sĩ đang giảng dạy tại các trường đại học trong và ngoài nước; những công trình nghiên cứu khoa học về quản lý và xử lý chất thải rắn Những thông tin tham khảo từ Internet cũng được chọn lọc và trích dẫn cẩn thận

- Phương pháp kế thừa: Đề tài kế thừa các dữ liệu và thông tin trong các nghiên cứu có nội dung liên quan đến công nghệ xử lý chất thải rắn đã thực hiện trước đây

Đó là các bài giảng, giáo trình xử lý chất thải rắn, các nghiên cứu về công nghệ xử lý chất thải rắn của một số nước và ở Việt Nam

- Phường pháp đánh giá: Đánh giá ưu nhược điểm của các công nghệ xử lý chất thải rắn đang được áp dụng, từ đó đề xuất một số ý kiến đóng góp nhằm giúp các nhà quản lý, các đơn vị thi công xây dựng các công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 1.1 Chất thải rắn

1.1.1 Các khái niệm

- Chất thải: là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế - xã hội, bao gồm các hoạt động sản xuất và hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng Chất thải là sản phẩm được phát sinh trong quá trình sinh hoạt của con người, sản xuất công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp, thương mại, du lịch, giao thông, sinh hoạt tại các gia đình, trường học, khu dân cư, nhà hàng, khách sạn

Lượng chất thải phát sinh thay đổi do tác động của nhiều yếu tố như tăng trưởng và phát triển sản xuất, sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá

và sự phát triển điều kiện sống và trình độ dân trí

- Chất thải rắn: được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của con người và động vật tồn tại ở dạng rắn được thải bỏ khi không còn hữu dụng hay không muốn dùng nữa

Thuật ngữ chất thải rắn bao hàm tất cả các vật chất 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, khai khoáng,

- Xử lý chất thải: là dùng các biện pháp kỹ thuật để xử lý các chất thải và không làm ảnh hưởng tới môi trường; tái tạo ra các sản phẩm có lợi cho xã hội nhằm phát huy hiệu quả kinh tế

1.1.2 Lịch sử phát triển của chất thải rắn

Chất thải rắn có từ ngày đầu khi con người có mặt trên mặt đất Con người và động vật đã khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên trên trái đất để phục vụ cho đời sống của mình và thải ra các chất thải rắn Sự thải bỏ các chất thải từ hoạt động của con người không gây ra vấn đề ô nhiễm môi trường trầm trọng bởi vì mật độ dân số lúc bấy giờ còn thấp Bên cạnh đó diện tích đất hữu dụng để đồng hoá các chất thải rắn còn rất lớn nên đã không làm tổn hại đến môi trường sinh thái

Khi xã hội phát triển con người sống tập hợp thành nhóm, cụm dân cư thì sự tích lũy của các chất thải trở nên đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống Sự thải

bỏ các thực phẩm thừa và các loại chất thải khác tại các thị trấn, đường phố, trục giao thông, khu đất trống dẫn đến môi trường thuận lợi cho sự sinh sản và phát triển của các loài gặm nhấm như chuột Các loài gặm nhấm là điểm tựa cho các sinh vật ký sinh như là bọ chét Chúng mang các mầm bệnh gây nên bệnh dịch hạch Do không có sự

thiết lập kế hoạch quản lý chất thải rắn đã dẫn đến sự lan truyền các bệnh trầm trọng vào giữa thế kỷ 14 tại Châu Âu.

Mãi đến thế kỷ 19, việc kiểm soát dịch bệnh liên quan đến sức khỏe cộng đồng mới được quan tâm và họ nhận thấy rằng các chất thải từ thực phẩm dư thừa cần phải được thu gom và tiêu huỷ hợp vệ sinh để kiểm soát các loài gặm nhấm, ruồi và các vectors truyền bệnh

Mối quan hệ giữa sức khoẻ cộng đồng và việc lưu trữ, thu gom và vận chuyển các chất thải không hợp lý đã thể hiện rõ ràng Có nhiều bằng chứng cho thấy chuột, ruồi, và các vectors truyền bệnh sinh sản tại các bãi rác không hợp vệ sinh cũng như tại các căn nhà ổ chuột và các loại côn trùng khác Một trong những nguyên nân gây ô nhiễm môi trường sinh thái (đất, nước, không khí) là do việc quản lý chất thải rắn không hợp lý Các nghiên cứu trước đây cho thấy có 22 loài bệnh của con người liên quan đến việc quản lý chất thải rắn không hợp lý

Các phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để xử lý chất thải rắn từ đầu thế

kỷ 20 là: Thải bỏ chất thải rắn trên mặt đất; Thải bỏ vào nước (sông, hồ, biển); Chôn lấp chất thải vào trong lòng đất; Giảm thiểu và đốt chất thải

Cho đến nay hệ thống quản lý chất thải rắn không ngừng phát triển đặc biệt là ở

Mỹ và các nước công nghiệp tiên tiến Nhiều hệ thống quản lý rác với hiệu quả cao ra đời do sự kết hợp đúng đắn giữa nhiều thành phần

1.1.3 Ảnh hưởng của chất thải rắn

a) Ô nhiễm môi trường không khí do chất thải rắn

Chất thải rắn, đặc biệt là chất thải rắn sinh hoạt, có thành phần hữu cơ chiếm chủ yếu Dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm và các vi sinh vật, chất thải rắn hữu cơ bị phân hủy và sản sinh ra các chất khí (CH4 - 63.8%, CO2 - 33.6%, và một số khí khác) Trong đó, CH4 và CO2 chủ yếu phát sinh từ các bãi rác tập trung (chiếm 3 - 19%), đặc biệt tại các bãi rác lộ thiên và các khu chôn lấp

Khi vận chuyển và lưu giữ chất thải rắn sẽ phát sinh mùi do quá trình phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường không khí Các khí phát sinh từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong chất thải rắn: Amoni có mùi khai, phân có mùi hôi, Hydrosunfur mùi trứng thối, Sunfur hữu cơ mùi bắp cải thối rữa, Mecaptan hôi nồng, Amin mùi cá ươn, Diamin mùi thịt thối, Cl2 hôi nồng, Phenol mùi ốc đặc trưng

Bên cạnh hoạt động chôn lấp chất thải rắn, việc xử lý chất thải rắn bằng biện pháp tiêu hủy cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường không khí Việc đốt rác

sẽ làm phát sinh khói, tro bụi và các mùi khó chịu Chất thải rắn có thể bao gồm các hợp chất chứa Clo, Flo, lưu huỳnh và nitơ, khi đốt lên làm phát thải một lượng không nhỏ các chất khí độc hại hoặc có tác dụng ăn mòn Mặt khác, nếu nhiệt độ tại lò đốt

rác không đủ cao và hệ thống thu hồi quản lý khí thải phát sinh không đảm bảo, khiến cho chất thải rắn không được tiêu hủy hoàn toàn làm phát sinh các khí CO, oxit nitơ, dioxin và furan bay hơi là các chất rất độc hại đối với sức khỏe con người Một số kim loại nặng và hợp chất chứa kim loại (như thủy ngân, chì) cũng có thể bay hơi, theo tro bụi phát tán vào môi trường Mặc dù, ô nhiễm tro bụi thường là lý do khiếu nại của cộng đồng vì dễ nhận biết bằng mắt thường, nhưng tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm hơn nhiều chính là các hợp chất (như kim loại nặng, dioxin và furan) bám trên bề mặt hạt bụi phát tán vào không khí.

b) Ô nhiễm môi trường nước do chất thải rắn

Chất thải rắn không được thu gom, thải vào kênh rạch, sông, hồ, ao gây ô nhiễm môi trường nước, làm tắc nghẽn đường nước lưu thông, giảm diện tích tiếp xúc của nước với không khí dẫn tới giảm DO trong nước Chất thải rắn hữu cơ phân hủy trong nước gây mùi hôi thối, gây phú dưỡng nguồn nước làm cho thủy sinh vật trong nguồn nước mặt bị suy thoái Chất thải rắn phân huỷ và các chất ô nhiễm khác biến đổi màu của nước thành màu đen, có mùi khó chịu

Thông thường các bãi chôn lấp chất thải đúng kỹ thuật có hệ thống đường ống, kênh rạch thu gom nước thải và các bể chứa nước rác để xử lý trước khi thải ra môi trường Tuy nhiên, phần lớn các bãi chôn lấp hiện nay đều không được xây dựng đúng

kỹ thuật vệ sinh và đang trong tình trạng quá tải, nước rò rỉ từ bãi rác được thải trực tiếp ra ao, hồ gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng Sự xuất hiện của các bãi rác

lộ thiên tự phát cũng là một nguồn gây ô nhiễm nguồn nước đáng kể

Tại các bãi chôn lấp chất thải rắn, nước rỉ rác có chứa hàm lượng chất ô nhiễm cao (chất hữu cơ: do trong rác có phân súc vật, các thức ăn thừa ; chất thải độc hại: từ bao bì đựng phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, mỹ phẩm) Nếu không được thu gom xử lý sẽ thâm nhập vào nguồn nước dưới đất gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng

c) Ô nhiễm môi trường đất do chất thải rắn

Các chất thải rắn có thể được tích lũy dưới đất trong thời gian dài gây ra nguy

cơ tiềm tàng đối với môi trường Chất thải xây dựng như gạch, ngói, thủy tinh, ống nhựa, dây cáp, bê-tông trong đất rất khó bị phân hủy Chất thải kim loại, đặc biệt là các kim loại nặng như chì, kẽm, đồng, Niken, Cadimi thường có nhiều ở các khu khai thác mỏ, các khu công nghiệp Các kim loại này tích lũy trong đất và thâm nhập vào cơ thể theo chuỗi thức ăn và nước uống, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe Các chất thải có thể gây ô nhiễm đất ở mức độ lớn là các chất tẩy rửa, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, công nghiệp sản xuất pin, thuộc da, công nghiệp sản xuất hóa chất

Tại các bãi rác, bãi chôn lấp chất thải rắn không hợp vệ sinh, không có hệ thống

xử lý nước rác đạt tiêu chuẩn, hóa chất và vi sinh vật từ chất thải rắn dễ dàng thâm nhập gây ô nhiễm đất

Chất thải rắn đặc biệt là chất thải nguy hại, chứa nhiều độc tố như hóa chất, kim loại nặng, phóng xạ nếu không được xử lý đúng cách, chỉ chôn lấp như rác thải thông thường thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường đất rất cao

Trong khai thác khoáng sản, quá trình chế biến/làm giàu quặng làm phát sinh chất thải dưới dạng quặng đuôi, chứa các kim loại và các hợp chất khác ảnh hưởng đến môi trường Một vài mỏ hiện vẫn thải quặng đuôi trực tiếp xuống đất, làm đất bị ảnh hưởng xấu

d) Tác động của chất thải rắn đối với sức khỏe con người

Việc quản lý và xử lý chất thải rắn không hợp lý không những gây ô nhiễm môi trường mà còn ảnh hưởng rất lớn tới sức khoẻ con người, đặc biệt đối với người dân sống gần khu vực làng nghề, khu công nghiệp, bãi chôn lấp chất thải

Người dân sống gần bãi rác không hợp vệ sinh có tỷ lệ mắc các bệnh da liễu, viêm phế quản, đau xương khớp cao hơn hẳn những nơi khác Hiện tại chưa có số liệu đánh giá đầy đủ về sự ảnh hưởng của các bãi chôn lấp tới sức khỏe của những người làm nghề nhặt rác thải Những người này thường xuyên phải chịu ảnh hưởng ở mức cao do bụi, mầm bệnh, các chất độc hại, côn trùng đốt/chích và các loại hơi khí độc hại trong suốt quá trình làm việc Vì vậy, các chứng bệnh thường gặp ở đối tượng này là các bệnh về cúm, lỵ, giun, lao, dạ dày, tiêu chảy, và các vấn đề về đường ruột khác

Các bãi chôn lấp rác cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ khác đối với cộng đồng làm nghề này Các vật sắc nhọn, thuỷ tinh vỡ, bơm kim tiêm cũ, có thể là mối đe dọa nguy hiểm với sức khoẻ con người (gây bệnh uốn ván, AIDS, ) khi họ dẫm phải hoặc

bị cào xước vào tay chân, Một vấn đề cần được quan tâm là, do chiếm tỷ lệ lớn trong những người làm nghề nhặt rác, phụ nữ và trẻ em đã trở thành nhóm đối tượng dễ bị tổn thương

Hai thành phần chất thải rắn được xếp vào loại cực kỳ nguy hiểm là kim loại nặng và chất hữu cơ khó phân hủy Các chất này có khả năng tích lũy sinh học trong nông sản, thực phẩm cũng như trong mô tế bào động vật, nguồn nước và tồn tại bền vững trong môi trường gây ra hàng loạt bệnh nguy hiểm đối với con người như vô sinh, quái thai, dị tật ở trẻ sơ sinh; tác động lên hệ miễn dịch gây ra các bệnh tim mạch, tê liệt hệ thần kinh, giảm khả năng trao đổi chất trong máu, ung thư và có thể di chứng di tật sang thế hệ thứ 3

e) Tác động của chất thải rắn đối với kinh tế - xã hội

- Chi phí xử lý chất thải rắn ngày càng lớn: Trong thời gian qua, lượng chất thải rắn ngày càng gia tăng Chi phí thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn vì thế cũng tăng lên, chưa kể đến chi phí xử lý ô nhiễm môi trường liên quan đến chất thải rắn Các chuyên gia về kinh tế cho rằng, với điều kiện kinh tế hiện nay, dựa trên các tính toán cơ bản về tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành, chi phí quản lý, khấu hao, lạm phát, thì ngân sách của các địa phương hàng năm phải chi trả một khoản khá lớn cho công tác thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn.

- Ảnh hưởng đến du lịch và nuôi trồng thuỷ sản do chất thải rắn: Việc xả rác bừa bãi, quản lý chất thải rắn không hợp lý gây ô nhiễm môi trường tại các địa điểm danh lam thắng cảnh, các khu di tích lịch sử văn hoá và các địa điểm du lịch, ảnh hưởng đến tiềm năng phát triển du lịch Vấn đề ô nhiễm môi trường tại chính các làng nghề đã gây cản trở lớn tới các hoạt động phát triển du lịch làng nghề, làm giảm lượng khách du lịch, dẫn đến giảm nguồn thu từ hoạt động này tại các địa phương có làng nghề Các bãi trung chuyển rác lộ thiên và bãi chôn lấp rác không đảm bảo vệ sinh thường xuyên gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy sản

1.2 Nguồn gốc, thành phần và tính chất của chất thải rắn

1.2.1 Nguồn gốc chất thải rắn

Có nhiều cách phân loại nguồn gốc phát sinh chất thải rắn khác nhau nhưng phân loại theo cách thông thường nhất là: (1) khu dân cư, (2) khu thương mại, (3) cơ quan, công sở, (4) xây dựng và phá hủy các công trình xây dựng, (5) khu công cộng, (6) nhà máy xử lý chất thải, (7) công nghiệp, (8) nông nghiệp Chất thải đô thị có thể xem như chất thải công cộng, ngoài trừ các chất thải trong quá trình chế biến tại các khu công nghiệp và chất thải nông nghiệp

Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, căn cứ vào đặc điểm chất thải

có thể phân chia thành 3 nhóm lớn: Chất thải đô thị, công nghiệp và nguy hại Nguồn thải của rác thải đô thị rất khó quản lý tại các nơi đất trống, bởi vì tại các vị trí này sự phát sinh các nguồn chất thải là một quá trình phát tán

Chất thải nguy hại thường phát sinh tại các khu công nghiệp, do đó những thông tin về nguồn gốc phát sinh và đặc tính các chất thải nguy hại tại các loại hình công nghiệp khác nhau là rất cần thiết Các hiện tượng như chảy tràn, rò rỉ các loại hoá chất cần phải đặc biệt chú ý, bởi vì các chất thải nguy hại bị chảy tràn chi phí thu gom

và xử lý rất tốn kém Ví dụ, chất thải nguy hại bị hấp phụ bởi các vật liệu dễ ngậm nước như rơm rạ, và dung dịch bị thấm vào trong đất thì phải đào bới đất để xử lý Lúc này các chất thải nguy hại có thể xem như gồm các thành phần chất lỏng chảy tràn, chất hấp phụ (rơm, rạ), và cả đất bị ô nhiễm

1.2.2 Thành phần của chất thải rắn

Thành phần của chất thải rắn biểu hiện sự đóng góp và phân phối của các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm

theo khối lượng Thông tin về thành phần chất thải rắn đóng vai trò rất quan trọng

trong việc đánh giá và lựa chọn những thiết bị thích hợp cần thiết để xử lý, các quá trình xử lý cũng như việc hoạch định các hệ thống, chương trình và kế hoạch quản lý chất thải rắn

Thông thường trong rác thải đô thị, rác thải từ các khu dân cư và thương mại chiếm tỉ lệ cao nhất từ 50 - 75% Giá trị phân bố sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào sự mở rộng các hoạt động xây dựng, sữa chữa, sự mở rộng của các dịch vụ đô thị Thành phần riêng biệt của chất thải rắn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng quốc gia

Bảng 1.1 Nguồn gốc, nơi phát sinh và các dạng chất thải rắn

Khu dân cư Hộ gia đình, biệt thự, chung cư Thực phẩm dư thừa, giấy,

can nhựa, thuỷ tinh, can thiếc, nhôm

Khu thương mại Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách

sạn, nhà trọ, các trạm sữa chữa

và dịch vụ

Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

Cơ quan, công sở Trường học, bệnh viện, văn

phòng cơ quan

Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

Công trình xây dựng

và phá huỷ

Khu nhà xây dựng mới, sữa chữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc, san nền xây dựng

Gạch, betong, thép, gỗ, thạch cao, bụi,

Dịch vụ công cộng đô

thị

Hoạt động dọn rác vệ sinh đường phố, công viên, khu vui chơi giải trí, bãi tắm

Rác vườn, cành cây cắt tỉa, chất thải chung tại các khu vui chơi, giải trí

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

Công nghiệp Công nghiệp xây dựng, chế tạo,

công nghiệp nặng, nhẹ, lọc dầu, hoá chất, nhiệt điện

Chất thải do quá trình chế biến công nghiệp, phế liệu,

và các rác thải sinh hoạt.Nông nghiệp Đồng cỏ, đồng ruộng, vườn cây

ăn quả, nông trại

Thực phẩm bị thối rửa, sản phẩm nông nghiệp thừa, rác, chất độc hại

Nguồn: Integrated Solid Waste Management,

McGRAW-HILL 1993

Dữ liệu khối lượng riêng rất cần thiết được sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác cần phải quản lý.

Khối lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu giữ chất thải Do đó cần phải thận trọng khi chọn giá trị thiết

kế Khối lượng riêng của một chất thải đô thị biến đổi từ 180 - 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3

- Độ ẩm: Được biểu diễn bằng một trong 2 phương pháp sau:

Theo phương pháp khối lượng ướt: độ tính theo khối lượng ướt của vật liệu là phần trăm khối lượng ướt của vật liệu

Theo phương pháp khối lượng khô: độ ẩm tính theo khối lượng khô của vật liệu

là phần trăm khối lượng khô vật liệu

- Kích thước và cấp phối hạt: Đóng vai trò rất quan trọng trong việc tính toán

và thiết kế các phương tiện cơ khí như thu hồi vật liệu, đặc biệt là sử dụng các sàng lọc phân loại bằng máy hoặc phân chia loại bằng phương pháp từ tính

- Khả năng giữ nước thực tế: Là toàn bộ lượng nước mà nó có thể giữ lại trong

mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực Khả năng giữ nước của chất thải rắn là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân huỷ của chất thải Khả năng giữ nước của hỗn hợp chất thải rắn (không nén) từ các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50 - 60%

- Độ thấm (tính thấm) của chất thải đã được nén: Là một tính chất vật lý quan

trọng, chi phối và điều khiển sự di chuyển của các chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và các khí bên trong bãi rác

b) Tính chất hoá học:

- Phân tích gần đúng - sơ bộ: Bao gồm: Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở

105oC trong thời gian 1 giờ); Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lượng mất

đi khi nung ở 950oC trong tủ nung kín); Thành phần carbon cố định (thành phần có thể

cháy được còn lại sau khi thải các chất có thể bay hơi); Tro (phần khối lượng còn lại sau khi đốt trong lò hở).

- Điểm nóng chảy của tro: Đây là nhiệt độ mà tại đó tro tạo thành từ quá trình

đốt cháy chất thải bị nóng chảy và kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ) Nhiệt độ nóng chảy đặc trưng đối với xỉ từ quá trình đốt rác sinh hoạt thường dao động trong khoảng

từ 2.000 đến 2.200oF (1.100oC đến 1.200oC)

- Phân tích thành phần nguyên tố tạo thành chất thải rắn: Các nguyên tố cơ

bản trong chất thải rắn sinh hoạt cần phân tích bao gồm C (carbon), H (Hydro), O (Oxy), N (Nitơ), S (Lưu huỳnh) và tro Thông thường, các nguyên tố thuộc nhóm halogen cũng thường được xác định do các dẫn xuất của clo thường tồn tại trong thành phần khí thải khi đốt rác

- Nhiệt trị của chất thải rắn: Nhiệt trị là lượng nhiệt sinh ra do đốt cháy hoàn

toàn một đơn vị khối lượng chất thải rắn

- Chất dinh dưỡng và những nguyên tố cần thiết khác: Số liệu về chất dinh

dưỡng và những nguyên tố cần thiết khác trong chất thải đóng vai trò quan trọng nhằm bảo đảm dinh dưỡng cho vi sinh vật cũng như yêu cầu của sản phẩm sau quá trình chuyển hóa sinh học

+ Bán cellulose: các sản phẩm ngưng tụ của 2 đường 5 và 6 carbon

+ Cellulose: sản phẩm ngưng tụ của đường glucose 6 carbon

+ Dầu, mỡ, và sáp: là những ester của alcohols và acid béo mạch dài

+ Lignin: một polymer chứa các vòng thơm với nhóm methoxyl (-OCH3)

+ Lignocelluloza: hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau

+ Protein: chất tạo thành từ sự kết hợp chuỗi các amino acid

Tính chất quan trọng nhất trong thành phần hữu cơ của phần chất thải rắn đô thị

là hầu hết các thành phần hữu cơ có thể được chuyển hoá sinh học thành khí, các chất

vô cơ và các chất trơ khác Sự tạo mùi hôi và phát sinh ruồi cũng liên quan đến tính dễ phân hủy của các vật liệu hữu cơ trong chất thải rắn đô thị

- Khả năng phân huỷ sinh học của các thành phần chất hữu cơ: Hàm lượng

chất rắn bay hơi, xác định bằng cách nung ở nhiệt độ 550oC, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân huỷ sinh học của chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt

- Sự hình thành mùi: Mùi sinh ra khi tồn trữ chất thải rắn trong thời gian dài

giữa các khâu thu gom, trung chuyển và thải ra bãi rác nhất là ở những vùng khí hậu nóng do quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong chất thải rắn sinh hoạt

- Sự sinh sản ruồi nhặng: Vào mùa hè cũng như tất cả các mùa của những vùng

có khí hậu ấm áp, sự sinh sản ruồi ở khu vực chứa rác là vấn đề đáng quan tâm

1.2.4 Sự biến đổi tính chất lý - hoá - sinh của chất thải rắn

Chất thải rắn có thể biến đổi bằng các phương pháp lý, hoá và sinh học Khi thực hiện hoá trình biến đổi thì mục đích quan trọng nhất là phải có hiệu quả bởi vì sự biến đổi các đặc tính của chất thải rắn có ảnh hưởng rất lớn đến kế hoạch phát triển chương trình quản lý chất thải rắn tổng hợp

a) Biến đổi vật lý:

Bao gồm các phương pháp: tách loại các thành phần; giảm thể tích bằng cơ khí; giảm kích thước bằng cơ khí Biến đổi vật lý không ảnh hưởng đến sự thay đổi giữa các pha (ví dụ từ rắn sang lỏng)

b) Biến đổi hoá học:

Biến đổi hoá học ảnh hưởng đến sự biến đổi giữa các pha (ví dụ: rắn sang lỏng hoặc rắn sang khí) Mục đích là làm giảm thể tích và thu hồi các sản phẩm biến đổi Bao gồm các phương pháp: Đốt (oxy hoá hoá học) và sự nhiệt phân Các phương pháp này xem như là quá trình nhiệt

c) Biến đổi sinh học:

Biến đổi sinh học các thành phần hợp chất hữu cơ trong chất thải mục đích là làm giảm thể tích và trọng lượng của các vật chất, sản xuất phân compost, các chất mùn làm ổn định đất, khí metan Các loại vi khuẩn, nấm và men đóng vai trò rất quan trọng trong việc biến đổi các hợp chất hữu cơ Quá trình biến đổi này xảy ra trong điều kiện hiếu khí và yếm khí tùy thuộc vào sự hiện diện của oxy Bao gồm 2 phương pháp: Phân huỷ hiếu khí và phân huỷ kị khí

1.3 Tổng quan các công nghệ xử lý chất thải rắn

1.3.1 Chiến lược 3RVE

Hiện nay, nhiều nước phát triển trên thế giới đang thực hiện chiến lược 3RVE

trong quản lý và xử lý chất thải rắn Đó là: Reduce (giảm thiểu), Reuse (sử dụng lại), Recycle (tái sinh, tái chế), Validate (nâng cao giá trị chất thải bằng cách áp dụng các

công nghệ xử lý "sinh lợi" nhằm thu hồi lại vật chất và năng lượng từ chất thải rắn Cuối cùng, những thành phần còn lại không thể tận dụng được nữa phải xử lý thải bỏ (Eliminate), chủ yếu là chôn lấp Tuy nhiên, khi chôn lấp cũng phải xem xét khả năng

có thể thu hồi khí gas phục vụ cuộc sống Chiến lược 3RVE được thể hiện thứ tự ưu tiên để lựa chọn phương thức quản lý và công nghệ xử lý (nghĩa là giảm thiểu, sử dụng lại, tái chế/tái sinh, nâng cao giá trị chất thải rắn và thải bỏ).

1.3.2 Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng trên thế giới

Tuỳ theo thành phần, tính chất, khối lượng chất thải rắn và tuỳ theo điều kiện

cụ thể của từng địa phương mà chọn công nghệ xử lý chất thải rắn cho thích hợp Các công nghệ xử lý chất thải rắn được chia ra các loại sau:

- Theo mục tiêu xử lý, gồm có:

+ Xử lý nhằm sử dụng lại thu hồi sản phẩm - vật liệu, tái tạo tài nguyên để giải quyết yêu cầu kinh tế, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên

+ Xử lý thải bỏ nhằm giải quyết yêu cầu bảo vệ môi trường

- Theo nguyên tắc công nghệ, gồm có:

+ Xử lý sơ bộ (tách, phân loại, giảm thể tích, giảm kích thước chất thải)

+ Xử lý sinh học (ủ hiếu khí, ủ yếm khí để xử lý các chất thải có thành phần hữu cơ)

+ Xử lý hoá học và nhiệt (đốt, thuỷ phân, chưng chân không, nhiệt phân ).+ Xử lý cơ học (nén, ép kiện, nghiền)

Ngoài ra còn có một số công nghệ khác (hoá dầu, hydromex )

Các loại chất thải rắn (sinh hoạt, xây dựng, công nghiệp, y tế), sau khi thu gom, phân loại tách các thành phần có thể tái chế, sử dụng lại thường được xử lý theo các công nghệ sau:

- Chất thải rắn sinh hoạt: Ủ sinh học để chế biến phân compost, thu khí; chôn lấp (truyền thống và đặc biệt chế biến khí, sản xuất phân Compost); đốt (có hoặc không thu hồi năng lượng)

- Chất thải rắn công nghiệp: Nếu không nguy hại thì xử lý như chất thải rắn sinh hoạt; chất thải rắn nguy hại thì xử lý: đốt, chôn lấp đặc biệt (có xử lý trước bằng các phương pháp hoá lý, sinh học), ổn định hoá rắn

- Chất thải rắn y tế chứa nhiều thành phần nguy hại, cần xử lý: khử khuẩn (bằng các phản ứng hoá học trong những thiết bị đặc biệt, bằng nhiệt khô hoặc nhiệt ẩm, bằng vi sóng), đốt hoặc chôn lấp trong các hộc đặc biệt

1.3.3 Các công nghệ xử lý chất thải rắn đang áp dụng ở Việt Nam

Ở nước ta, hiện nay đang sử dụng các công nghệ xử lý chất thải rắn sau: Chôn lấp, chế biến phân vi sinh, thiêu đốt, tái sinh/tái sử dụng và xử lý chất thải bằng công nghệ ASC, Seraphin và công nghệ MBT-CD-08

có 16/98 bãi chôn lấp vệ sinh, 82/98 bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, chỉ là những bãi

tự nhiên hoặc hoạt động không hiệu quả

Về thực chất, đa số bãi chôn lấp chất thải rắn đó chỉ đơn thuần là nơi đổ rác, chưa được quy hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành đúng theo quy định bãi chôn lấp

vệ sinh: vị trí gần khu dân cư (cách 200 - 500m, thậm chí có bãi chỉ cách 100m); không có lớp chống thấm ở thành và đáy ô chôn lấp; không có hệ thống thu gom và xử

lý nước rác, khí rác nên đã gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và hệ sinh thái, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng

b) Chế biến phân vi sinh (Compost):

Nước ta hiện có hơn 10 nhà máy chế biến rác thải hữu cơ thành phân bón vi sinh Các nhà máy này thường thực hiện ở các thành phố lớn nhưng với quy mô và công suất nhỏ Đó là nhà máy chế biến rác thải Cầu Diễn (Hà Nội) với công suất xử lý 50.000 tấn rác/năm (công nghệ Tây Ban Nha); Nhà máy xử lý rác thải Nam Định với công suất xử lý 250 tấn/ngày (công nghệ Pháp); công nghệ Dano - Đan Mạch tại Hoóc Môn, TP Hồ Chí Minh công suất 240 tấn/ngày; Nhà máy xử lý rác thải Hải Phòng với công suất 200 tấn/ngày Ngoài ra, một số đô thị khác như Việt Trì, Vinh, Sơn Tây, Huế, Ninh Thuận cũng có nhà máy xử lý rác thành phân bón, nhựa tái sinh, vật liệu xây dựng hoàn toàn do Việt Nam tự nghiên cứu và chế tạo

Chất lượng phân bón của nhà máy chế biến rác thải Cầu Diễn (Hà Nội) do Tây Ban Nha và Nam Định do Pháp đầu tư được đánh giá tốt Đối với phân bón hữu cơ do các nhà máy của Việt Nam nghiên cứu chế tạo đang trong thời kỳ thử nghiệm với kết quả khả quan

c) Thiêu đốt:

Ngoài công nghệ thiêu đốt chất thải rắn nguy hại từ công nghiệp tại khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Sơn (Hà Nội), hiện nay nước ta chỉ sử dụng công nghệ thiêu đốt đối với chất thải rắn y tế Tính đến năm 2007, cả nước có 61 lò đốt chất thải rắn y tế, trong đó:

- 14 lò sản xuất trong nước, các lò khác đều nhập từ nước ngoài

- 3/61 lò đốt có thiết bị xử lý khí thải (nhưng chỉ có hai lò đốt vận hành thiết bị

xử lý khí thải)

- 2/61 lò dốt công suất lớn sử dụng chung (công suất trên 1 tấn/ngày) được đặt bên ngoài bệnh viện; các lò đốt khác đều đặt trong khuôn viên bệnh viện.

Tại thành phố Hà Nội, ngoài lò đốt chất thải y tế tập trung ở Cầu Diễn (công suất 3,2 tấn/ngày) và một số lò đốt riêng của một số bệnh viện, còn có lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại (công suất 150 kg/giờ) đã hoạt động từ năm 2003

d) Tái chế/tái sử dụng:

Ngoài chế biến rác hữu cơ thành phân bón, các thành phần khác (như nilon, nhựa, cao su ) cũng được chế biến thành hạt nhựa, ống cống và vật liệu xây dựng tại một số nhà máy Đa số các thành phần kim loại, nhựa, nilon, giấy, thuỷ tinh, cao su

có trong rác thải (khoảng 20% chất thải rắn) được lực lượng "đồng nát" thu mua và đưa đi tái sử dụng/tái chế tại các làng nghề

e) Các công nghệ khác (do Việt Nam nghiên cứu, chế tạo):

Trong vài năm gần đây, nước ta xuất hiện một số công nghệ xử lý chất thải rắn

do Việt Nam tự nghiên cứu, chế tạo Đáng kể là:

- Bộ Quốc phòng và Công ty TNHH Xuân Kiên nghiên cứu chế tạo lò đốt chất thải rắn y tế với công suất nhỏ

- Công ty Cổ phần Môi trường xanh nghiên cứu mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân Compost theo công nghệ Seraphin tại Đông Vinh (thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An) và tại Sơn Tây (Hà Tây cũ)

- Công ty Cổ phần Tâm Sinh Nghĩa - ASC nghiên cứu mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân Compost theo công nghệ An Sinh (ASC) tại Thuỷ Phương (Thừa Thiên Huế)

- Công ty TNHH Thuỷ lực máy nghiên cứu mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành nhiên liệu đốt dân dụng và công nghiệp theo công nghệ MBT-CD-08 tại thị trấn Đồng Văn (huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam)