Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng+ Cách tiếp cận: - Nghiên cứu tổng thể để phân loại đối tượng nghiên cứu thành các nhóm đối tượng nhỏ có tính chất đại diện.- Từ đặ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 2005 - 2007 Hà NỘI 2007 NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT NÔNG THÔN VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG NGUYỄN XUÂN KHÔI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: VŨ THỊ THANH HƯƠNG HÀ NỘI - 2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113914381000000 Phần Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước bùng nổ dân số sinh vấn đề chất thải gây ô nhiễm môi trường hầu giới Lượng chất thải rắn phát sinh người dân bình quân năm khoảng 30tấn/người/năm, lượng chất thải sinh hoạt 0,2 ÷ 3,0 kg/người/ngày Lượng thành phần phát sinh rác thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mức sống, mùa, vùng, thói quen, tín ngưỡng, sách quản lý, tốc độ tăng trưởng kinh tế, tăng dân số tốc độ thị hố Do vậy, trình phát sinh rác thải nước, khu vực khác giới khác Tại nước có kinh tế phát triển, đời sống nhu cầu tiêu dùng người dân mức cao khối lượng trung bình thải bỏ lớn, khoảng 1,5 ÷ 2,8 kg/người/ngày Với nước phát triển, điều kiện kinh tế cịn có nhiều khó khăn, lượng rác thải trung bình người dân nước dao động khoảng 0,5 ÷ 1,5 kg/người/ngày Trong thành phần rác thải tỷ lệ chất thải hữu chiếm cao khoảng từ 40 ÷ 65% tỷ lệ có xu hướng giảm dần với phát triển kinh tế đất nước Việt Nam nước nông nghiệp phát triển với 70% dân số sống vùng nông thôn Kết khảo sát mức sống hộ gia đình nơng thơn vùng đồng sơng Hồng cho thấy: Chỉ có 5% rác thải sinh hoạt thu gom, 8% đổ xuống thuỷ vực, 54% đổ bãi rác lộ thiên 33% hình thức khác Lượng rác thải sinh hoạt không thu gom thải bỏ bừa bãi, chôn lấp tuỳ tiện ao hồ, cống rãnh, sơng ngịi bãi đất trống khu vực đồng ruộng gây tượng ô nhiễm môi trường nước, đất không khí Do vậy, để góp phần giải vấn đề rác thải sinh hoạt nông thôn luận văn “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng” góp phần giải tình trạng nhiễm rác thải sinh hoạt nông thôn Mục tiêu nghiên cứu luận văn - Đánh giá trạng thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nơng thơn vùng đồng sơng Hồng - Phân tích, lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn: + Đối tượng nghiên cứu: - Giải pháp công nghệ, kỹ thuật xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng, quy mô cấp xã, thị trấn giai đoạn 2007 ÷ 2010 + Phạm vi nghiên cứu: - Công nghệ, kỹ thuật xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng cấp xã, thị trấn Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng + Cách tiếp cận: - Nghiên cứu tổng thể để phân loại đối tượng nghiên cứu thành nhóm đối tượng nhỏ có tính chất đại diện - Từ đặc điểm nhóm đối tượng nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn + Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp tiếp cận hệ thống - Phương pháp kế thừa, phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu nước liên quan đến công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH - Phương pháp điều tra, khảo sát trường, đánh giá nhanh rác thải nông thôn - Phương pháp thống kê - Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia Nội dung luận văn: - Nghiên cứu tổng quan: Thu thập, tổng hợp tài liệu, kết nghiên cứu nước cơng nghệ xử lý rác thải, phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng - Điều tra, đánh giá thực trạng tình hình thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng xã Xuân Hồng - Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn phù hợp với quy mô địa phương vùng đồng sông Hồng nguyên tắc: công nghệ đơn giản, rẻ tiền, dễ quản lý, vận hành tận dụng tối đa điều kiện sẵn có địa phương - Thiết kế công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn cho xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan công nghệ xử lý rác thải giới 1.1.1 Khối lượng nguồn phát sinh rác thải Trên giới, trình phát sinh chất thải nước, khu vực khác tuỳ theo điều kiện kinh tế, mức sống người dân Bên cạnh đó, khối lượng phát sinh chất thải rắn nước phù thuộc vào chế sách luật mơi trường nước + Tại Nhật Bản, lượng rác thải phát sinh hàng năm lên tới 55 triệu tấn/năm tỷ lệ trung bình phát thải theo đầu người kg/người/ngày [3] + Hàng năm có khoảng 20 triệu chất thải phát sinh Thái Lan tỷ lệ gia tăng chất thải nước tăng nhanh Hầu hết lượng chất thải thải bỏ bãi thải không quy cách Hiện nay, công nghệ tái chế chất thải Thái Lan đạt khoảng 11% tổng lượng chất thải phát sinh, đó, úc tỷ lệ 36% [3] 1.1.2 Thành phần rác thải + Theo GS TS Trần Hiếu Nhuệ (2001): Hàng năm, toàn nước Mỹ phát sinh khối lượng chất thải rắn khổng lồ lên tới 10 tỷ Trong tỷ lệ bao gồm thành phần sau: Rác thải từ q trình khai thác dầu mỏ khí chiếm 75%; Rác thải từ q trình sản xuất nơng nghiệp chiếm 13%; Rác thải từ cặn cống thoát nước chiếm 1%; Rác thải từ hoạt động công nghiệp chiếm 9,5%; Rác thải sinh hoạt chiếm 1,5% [2] + Trong qua trình phát triển mạnh Trung Quốc, lượng chất thải rắn nước đa tăng nhanh gây vấn để môi trường nghiêm trọng Lượng chất thải công nghiệp năm 2001 888 triệu tỷ lệ tăng hàng năm 7% Rác thải sinh hoạt 135 triệu tỷ lệ tăng 4% Cùng với rác thải nguy hại bệnh viện, rác thải điện tử rác thải nông thôn làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường thêm nghiêm trọng [5] - Đối với nước có kinh tế phát triển, đời sống nhu cầu tiêu dùng người dân mức cao khối lượng trung bình thải bỏ lớn, khoảng 1,5 ÷ 2,8 kg/người/ngày như: Mỹ, Nhật, Pháp, Canada, Xingapore, Hồng Kông Thành phần rác thải nước khác nhau, rác thải sinh hoạt phát sinh từ ngành công nghiệp, dịch vụ chủ yếu là: giấy, kim loại, thuỷ tinh, nhựa rác thải thực phẩm chiếm tỷ lệ nhỏ (21% Mỹ) Do đó, vấn đề quản lý rác thải nước phát triển đẩy mạnh hệ sở tái chế, tái sử dụng rác thải [6] - Đối với nước phát triển, điều kiện kinh tế cịn có nhiều khó khăn, lượng thải trung bình người dân nước dao động khoảng 0,5 ÷ 1,5 kg/người/ngày Việt Nam, Đài Loan, Trung Quốc, Thái Lan Trong thành phần rác thải tỷ lệ chất thải hữu chiếm cao khoảng từ 40 ÷ 65% tỷ lệ có xu hướng giảm dần với phát triển kinh tế đất nước Tỷ lệ loại rác thải vơ cơ, rác thải có khả tái chế chiếm tỷ lệ thấp từ 35 ÷ 60% [6] 1.1.3 Công nghệ xử lý rác thải Trên giới có nhiều phương pháp khác nghiên cứu áp dụng để xử lý rác thải như: Chôn lấp chất thải, thiêu đốt, xử lý hoá lý, xử lý sinh học, composting, SERAPHIN, plasma, tái chế, tái sử dụng chất thải Việc xử lý rác thải theo cách khác nhau, theo nước thời đại khác Hiện nay, Italia, nơi sáng tạo phương pháp ủ phân compost có ÷ 3% khối lượng rác xử lý theo phương pháp [7] Còn Anh, nơi sáng tạo phương pháp đốt rác lượng rác đốt giảm xuống 10% [7] Tại nước phát triển lượng rác đốt chiếm từ 10% Bắc Mỹ đến 70% Nhật Bản, Thụy Sĩ [7] a/ Chôn lấp chất thải Phương pháp chôn lấp rác thải coi phương pháp thông dụng nay, đặc biệt nước có diện tích tự nhiên rộng lớn nước phát triển So với nhiều phương pháp xử lý rác thải khác chơn lấp có chi phí đầu tư vận hành thấp hơn, cơng nghệ đơn giản áp dụng cho nhiều loại chất thải khác Bên cạnh đó, chơn lấp rác thải nhiều nhược điểm cần khắc phục đặc biệt khía cạnh mơi trường Việc áp dụng phương pháp xử lý chất thải rắn phụ thuộc nhiều vào điều kiện nước Tỷ lệ chôn lấp rác Nhật Bản Singapore thấp diện tích đất Nhật Bản Singapor ít, điều kiện kinh tế hai quốc gia cho phép áp dụng phương pháp xử lý khác cách hiệu Hoa Kỳ nước kinh tế phát triển tỷ lệ chôn lấp rác cao nước rộng lớn, nhiều đất đai Tuy nhiên từ sau thập kỷ 80, tỷ lệ chôn lấp nước giảm dần giá thành cho chi phí chơn lấp ngày tăng người ta nhận thức đất đai nhiều có hạn Xu hướng chung giới giảm thiểu lượng rác chôn lấp cách tăng cường tái chế Bảng 1.1: Các phương pháp xử lý rác thải Châu [8] Nước Chôn lấp/ bãi Thiêu đốt Chế biến phân compost rác lộ thiên Khác Việt Nam 96 - - Bănglađét 95 - - ấn Độ 70 - 20 10 Inđônêxia 80 10 Nhật Bản 22 74 0,1 3,9 Malayxia 70 10 15 Philipin 85 - 10 Xingapo 35 65 - - Sri Lanka 90 - - 10 Thái Lan 80 10 Hiện nay, chôn lấp rác cách làm thông dụng nhất, nước phát triển Hơn 60% chất thải Mỹ cộng đồng Châu Âu xử lý theo chơn lấp Một số nước có tỷ lệ chơn lấp thấp Nhật Bản 40%, Thụy Sĩ, Thụy Điển, Pháp, Bỉ, ý có tỷ lệ 50% [8] b/Phương pháp thiêu đốt rác thải Đốt rác phương pháp sử dụng rộng rãi nước phát triển Đức, Thụy Sĩ, Hà Lan, Đan Mạch, Nhật Bản Đó nước có diện tích đất tự nhiên nhỏ hẹp Hiện nay, nước Châu Âu có xu hướng giảm việc đốt rác thải hàng loạt vấn đề kinh tế môi trường cần phải xem xét Mặc dù phương pháp thiêu đốt có ưu điểm so với phương pháp xử lý rác thải khác xử lý triệt để rác thải, giảm từ 70% ÷ 90% thể tích chất thải sau xử lý, thời gian xử lý nhanh, gọn, tiết kiệm diện tích xây dựng cơng trình xử lý chi phí đầu tư xây dựng vận hành cao, phù hợp với nước có kinh tế, khoa học phát triển, có tiềm lực kinh tế, nước có diện tích tự nhiên nhỏ, khơng phù hợp cho phương pháp xử lý khác c/Phương pháp tái chế rác thải Hiện nay, trước phát triển khoa học kỹ thuật khan tài nguyên thiên nhiên mà công nghệ tái chế, tái sử dụng chất thải xem biện pháp tốt để giảm thiểu lượng phát sinh chất thải bảo vệ môi trường + Đối với rác thải vô công nghiệp, rác thải vô sinh hoạt tái chế lại làm nguyên liệu sử dụng sản xuất công nghiệp như: thuỷ tinh, kim loại, tái chế làm vật liệu làm vật dụng sử dụng sinh hoạt, xây dựng - Theo Viện nghiên cứu phát triển sản phẩm nông nghiệp Phillipine cho biết: Họ tiến hành tái chế rác thải nhựa để sử dụng làm thùng đựng, loại túi sách tay panel dùng làm vật liệu xây dựng [4] - ấn Độ tiến hành thử nghiệm công nghệ chế biến nhựa phế thải thành nhiên liệu Theo kg nhựa phế thải biến đổi thiết bị trộn nhiên liệu vòng 3,5 cho sản phẩm 800ml dầu [4] + Đối với rác thải hữu chế biến thành phân vi sinh sử dụng nông nghiệp công nghệ ủ Compost - Tại Thụy Điển, giới thiệu phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt loại rác thải hữu thành phân compost Công nghệ tiến hành sau: Rác thải phân loại trọng lực từ tính để tách kim loại vật liệu rắn Rác thải hữu cơ, sau ÷ ngày vi sinh vật phân huỷ điều kiện đảm bảo yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tốt Quá trình ủ rác thải hữu thời gian là3÷7 tuần khơng cần cung cấp hố chất thu sản phẩm phân compost có chất lượng tốt [9] ưu điểm: - Chất thải hữu phân loại làm giảm 50 ÷ 70 % khối lượng rác thải cần phải xử lý chôn lấp đốt - Khéo dài thời gian hoạt động bãi chôn lấp rác thải Hạn chế tác động ô nhiễm nước rác tới nước ngầm - Giảm chi phí cho quản lý xử lý môi trường… - Sản phẩm phân compost tạo thành nguồn nguyên liệu cung cấp dinh dưỡng cho nơng nghiệp, giảm lượng tiêu thụ phân bón hố học, đem lại hiệu kinh tế cao cho người nông dân Nhược điểm: - Cần mặt lớn - Chỉ xử lý nguyên liệu hữu - Đòi hỏi phải phân loại rác cẩn thận để tránh ảnh hưởng tới khả hoạt động vi sinh vật tạp chất vô tới chất lượng sản phẩm 1.1.4 Một số công nghệ xử lý rác thải giới 1.1.4.1 Công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt Mỹ Nguyên lý hoạt động: Một công nghệ xử lý rác thải phổ biến nhà máy xử lý rác thải Mỹ xử lý rác thải thiết bị ủ kín khơng thổi khí Phương pháp ủ kị khí tn theo quy trình: Rác thải tiếp nhận tiến hành phân loại, loại chất thải hữu đưa vào thiết bị ủ kín dạng lị ủ có phối hợp với chủng loại men vi sinh để khử mùi, thúc đẩy trình lên men, sau đưa sấy khơ, nghiền đóng bao Sơ đồ cơng nghệ (hình 1.1) Đánh giá ưu nhược điểm: Ưu điểm: - Xử lý triệt để bảo vệ mơi trường Thu hồi phân bón - Cung cấp nguyên liệu tái chế cho ngành cơng nghiệp - Khơng kinh phí xử lý nước rác