Hiện nay ở một số nơi đã đợc đầu t xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh, loại bãi chôn lấp này đã giảm thiểu đợc các tác động có hại tới môi trờng, tuy nhiên còn nhiều bất cập trong khâ
bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC bách khoa hµ néi - - Luận văn thạc sĩ khoa học Khảo sát, đánh giá trạng bÃi chôn lấp yếm khí chất thải rắn Tân Cơng - Thái Nguyên; đề xuất & thiết kế ô chôn lấp bán hiếu khí để cải thiện hiệu chôn lấp chất thải rắn Ngành: Kỹ thuật môi trờng Mà số: 60-85-06 Họ tên: Hoàng Lê Phơng Ngời hớng dẫn khoa học: TS Tởng Thị Hội Hà Néi, 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131506271000000 Mục lục Mở đầu Chơng I Tổng quan quản lý chôn lấp chất thải rắn I.1 Khái niệm chất thải rắn nguồn gốc phát sinh I.1.1 Kh¸i niƯm chÊt thải rắn I.1.2 Nguån gèc ph¸t sinh I.2 Tác động chất thải rắn đến môi trờng I.3 Qu¶n lý xử lý chất thải rắn I.3.1 Thu gom vËn chuyển chất thải rắn I.3.2 Thu hồi tái chế chất thải r¾n I.3.3 Xử lý chất thải rắn I.4 Chôn lấp chất thải rắn 12 I.4.1 Các loại b·i ch«n lÊp 13 I.4.2 Xư lý níc r¸c khí bÃi rác 16 Chơng II Khảo sát đánh giá trạng bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng Thái Nguyên 24 II.1 Hiện trạng quản lý chất thải rắn thành phố Thái Nguyên 24 II.1.1 Các quan chình tham gia vào trình quản lý chất thải rắn thành phố Thái Nguyên 24 II.1.2 Nguån vµ khèi lợng chất thải rắn phát sinh 25 II.1.3 HiƯn tr¹ng thu gom vËn chun chất thải rắn 26 II.1.4 Hiện trạng xử lý chất thải rắn 29 II.2 Đặc điểm môi trờng, địa hình bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng Thái Nguyên 29 II.3 Hiện trạngkhu xử lý chất thải rắn Tân Cơng -Thái Nguyên 32 II.3.1 Hiện trạng hoạt động 32 II.3.2 Hiện trạng môi trờng không khí 36 II.3.3 HiƯn tr¹ng m«i trêng níc 50 Chơng III Đề xuất biện pháp chôn lấp nhằm giảm thiểu tác động có hại 82 III.1 Đặc điểm phơng pháp chô lÊp b¸n hiÕu khÝ 82 III.1.1 Đặc điểm hình thành khí r¸c 82 III.1.2 Đặc điểm nớc rác 83 III.1.3 Đặc điểm cấu tróc 84 III.2 Tính toán thiết kế ô chôn lấp sè theo kiĨu b¸n hiÕu khÝ 85 III.2.1 TÝnh to¸n hƯ thèng thu gom khÝ gas 85 III.2.2 Tính toán hệ thống thu nớc ma quanh b·i r¸c 87 III.2.3 HƯ thèng chèng thấm đáy thành bÃi, lớp phủ 90 III.2.4 HƯ thèng thu gom níc r¸c 94 III.3 Tính toán kinh tế xấy dựng ô chôn lấp sè theo kiĨu b¸n hiÕu khÝ 111 Kết luận kiến nghị 113 Tµi liƯu tham kh¶o 115 Phô lôc 117 Danh mơc h×nh vÏ Ký hiƯu Néi dung H×nh 1.1 H×nh 1.2 H×nh 1.3 H×nh 1.4 H×nh 1.5 H×nh 1.6 H×nh 1.7 H×nh 1.8 H×nh 1.9 H×nh 1.10 H×nh 1.11 H×nh 2.1 H×nh 2.2 H×nh 2.3 H×nh 2.4 H×nh 2.5 H×nh 2.6 H×nh 2.7 H×nh 2.8 H×nh 2.9 H×nh 2.10 H×nh 2.11 H×nh 3.1 H×nh 3.2 H×nh 3.3 H×nh 3.4 H×nh 3.5 Dòng nguyên liệu phát sinh chất thải rắn Tác động chất thải rắn tới môi trờng ngời Những hợp phần chức hệ thống quản lý chất thải rắn Cấu tạo ô chôn lấp 12 Cấu tạo lớp lót đáy ô chôn lấp 13 Cấu trúc loại bÃi chôn lấp 15 Cấu tạo ống thu khí theo kiểu bị ®éng 17 S¬ ®å hƯ thèng thu khÝ theo kiĨu chủ động 17 Sơ đồ hệ thống sử dụng khí bÃi rác để phát điện 18 Hệ thống thu khí bÃi rác để phát điện bÃi rác Vancouver Mỹ 19 Hệ thống thu gom nớc rác 20 Toàn cảnh ô chôn lấp số 30 Cấu tạo địa tầng bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng-Thái Nguyên 30 Cấu tạo mơng thu gom nớc rác 33 Mặt bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng-Thái Nguyên 35 Hệ thống mơng thu nớc ma quanh ô số 33 Vận hành ô chôn lấp số 36 Các giai đoạn hình thành khí bÃi rác 38 Đồ thị biểu diễn tốc độ tạo khí ô chôn lấp 40 Tèc ®é sinh khÝ theo thêi gian ®èi víi thành phần rác phân huỷ nhanh 44 Tốc độ sinh khí theo thời gian thành phần rác phân huỷ chậm 46 Sơ đồ cân nớc bÃi ch«n lÊp 52 CÊu tróc « ch«n lÊp m khÝ bán hiếu khí 84 Cấu tạo giếng thu khí gas 86 Mặt cắt mơng thu nớc ma ô số 89 Cấu tạo lớp chông thấm đáy bÃi thành bÃi 90 Đồ thị biểu diễn tốc độ sinh khí theo thời gian thành phần rác phân huỷ nhanh 97 Đồ thị biểu diễn tốc độ sinh khí theo thời gian thành phần rác phân hủ chËm 98 KÕt cÊu èng thu gom níc r¸c 100 Cấu tạo mơng thu nớc rác 109 Mặt hệ thống thu nớc rác ô chôn lấp số 110 H×nh 3.6 H×nh 3.7 H×nh 3.8 H×nh 3.9 Trang Danh mục đồ thị Ký hiệu Nội dung Đồ thị 1.1 Đồ thị 1.2 Đồ thị 1.3 Xu hớng gia tăng chất thải rắn sinh hoạt số nơi giới Tỉ lệ tái chế sản phẩm bao bì nớc châu Âu Tỉ lệ áp dụng phơng pháp xử lý rác thải đô thị tịa số quốc gia giới 10 Tốc độ phát sinh chất thải rắn thành phố Thái Nguyên từ năm 2000-2004 26 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt thành phố Thái Nguyên 26 Tổng lợng khí phát sinh ô chôn lấp 47 Sự tạo thành khí CO2 khí CH ô chôn lấp bán hiếu khí ô chôn lấp yếm khí 83 Sự thay đổi thành phần BOD nớc rác loại ô chôn lấp 84 Đồ thị 2.1 Đồ thị 2.2 Đồ thị 2.3 Đồ thị 3.1 Đồ thị 3.2 Trang R R R R Danh mơc b¶ng biĨu Ký hiƯu Néi dung Trang B¶ng 1.1 Bảng 1.2 Lợng chất thải phát sinh Việt Nam năm 2003 Lợng chất thải rắn sinh hoạt đô thị miền bắc từ năm 2000-2004 Bảng 2.1 B¶ng 2.2 B¶ng 2.3 B¶ng 2.4 B¶ng 2.5 B¶ng 2.6 B¶ng 2.7 B¶ng 2.8 B¶ng 2.9 B¶ng 2.10 B¶ng 2.11 Bảng 2.12 Bảng 2.13 Thành phần loại khí bÃi rác Đặc tính rác hữu thành phố Thái Nguyên Thành phần hoá học rác thải đô thị Khối lợng thành phần rác thải Thành phần nớc rác Lợng nớc ma, nớc bay nớc ngấm qua bÃi rác Lợng nớc xâm nhập vào bÃi rác thời gian đóng cửa bÃi rác Lợng nớc rác sinh ô chôn lấp Chất lợng nớc qua giai đoạn xử lý Chất lợng nứơc mặt khu vực xung quanh bÃi rác Đá Mài tháng 1/2006 Chất lợng nứơc mặt khu vực xung quanh bÃi rác Đá Mài tháng 7/2006 Chất lợng nứơc ngầm xung quanh bÃi rác Đá Mài tháng 7/2006 Chất lợng nứơc ngầm xung quanh bÃi rác Đá Mài th¸ng 1/2006 37 41 41 42 51 57 59 70 75 76 77 79 79 B¶ng 3.1 B¶ng 3.2 B¶ng 3.3 Nồng độ số chất ô nhiễm xung quanh bÃi rác 94 Khối lợng thành phần rác thải 94 Tổng kinh phí đầu t cho xây dựng ô chôn lấp số theo phơng pháp bán hiếu khí 111 Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trờng Luận văn tốt nghiệp cao học Mở đầu Phơng pháp xử lý chất thải nớc ta chủ yếu chôn lấp, song bÃi chôn lấp hầu hết bÃi rác hở tự nhiên, khảo sát, thiết kế Các bÃi rác kiểu đà gây ô nhiễm môi trờng nớc không khí xung quanh làm ảnh hởng đến sức khoẻ ngời dân vùng Hiện số nơi đà đợc đầu t xây dựng bÃi chôn lấp hợp vệ sinh, loại bÃi chôn lấp đà giảm thiểu đợc tác động có hại tới môi trờng, nhiên nhiều bất cập khâu thiết kế vận hành, khâu xử lý nớc rác gặp nhiều khó khăn BÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng - Thái Nguyên bÃi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh Hiện có ô chôn lấp số hoạt động đợc 4,5 năm nhiên đà có nhiều bất cập khâu thiết kế khâu xử lý nớc rác Trong tơng lai ô lại vào hoạt động khâu thiết kế khâu xử lý nớc rác không đợc cải tạo nâng cấp bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng - Thái Nguyên gây ô nhiễm môi trờng xung quanh nghiêm trọng Để cải thiện tình trạng cần phải xác định đợc tác động ®Õn m«i trêng cđa b·i ch«n lÊp hiƯn nh từ đa giải pháp khắc phục Xuất phát từ mục đích luận văn sâu nghiên cứu đánh giá tình trạng ô nhiễm bÃi chôn lấp chất thải rắn Tân Cơng - Thái Nguyên gây đề xuất biện pháp chôn lấp bán hiếu khí nhằm giảm thiểu tác động có hại Nội dung luận văn gồm chơng, phần cuối kết luận kiến nghị: Chơng I: Tổng quan quản lý chôn lấp chất thải rắn Chơng II: Khảo sát đánh giá trạng bÃi chôn lấp chất thải rắn T ân Cơng - Thái Nguyên Chơng III: Đề xuất biện pháp chôn lấp nhằm làm giảm thiểu tác động có hại Kết luận kiến nghị Đây đề tài mang tính thực tiễn, kết đề tài giúp cho nhà quản lý nắm vấn đề sâu có định phù hợp để cải tạo bÃi rác cũ thiết kế bÃi rác theo phơng pháp bán hiếu khí nhằm giảm thiểu tác động tới môi trờng sức khoẻ cộng đồng khu vực xung quanh bÃi rác gây Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trờng Luận văn tốt nghiệp cao học Chơng I tổng quan quản lý chôn lấp chất thải rắn I.1 Khái niệm chất thải rắn nguồn phát sinh I.1.1 Khái niệm chất thải rắn Theo quan niệm mới: Chất thải rắn đô thị (gọi chung rác thải đô thị) đợc định nghĩa: vật chất mà ngời tạo ban đầu vứt bỏ khu vực đô thị mà không đòi hỏi đợc bồi thờng cho vứt bỏ Thêm vào chất thải đợc coi chất thải rắn đô thị chúng đợc xà hội nhìn nhận nh thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu gom tiêu huỷ [2] I.1.2 Nguồn gốc phát sinh Chất thải rắn phát sinh tất công đoạn trình sản xuất tiêu dùng sản phẩm nguyên liệu thô Hình 1.1 : Dòng nguyên liệu phát sinh chất thải rắn [20] Sự phát sinh chất thải rắn ngày gia tăng gắn liền với gia tăng dân số, mức tăng trởng kinh tế, mức thu nhập đời sống ngời dân, trình công nghiệp hoá, đô thị hoá Ngời ta dự đoán gia tăng chất thải rắn sinh hoạt số nớc nh sau: Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trờng Luận văn tốt nghiệp cao học Đồ thị 1.1 Xu hớng gia tăng chất thải rắn sinh hoạt số nơi giới [24] Qua đồ thị ta thấy lợng chất thải rắn ngày gia tăng Đặc biệt nớc phát triển lợng chất thải rắn lớn nh nớc Bắc Mỹ, Tây Âu, nớc phát triển lợng chất thải rắn Tỉ lệ phát sinh chất thải rắn phụ thuộc chủ yếu vào thói quen sinh hoạt, mức sống thu nhập ngời dân, trình đô thị hoá, công nghiệp hoá nơi nớc phát triển, ngời dân có thu nhập cao tỉ lệ chất thải rắn phát sinh lớn nh nớc Tây Âu, Hoa Kỳ, nớc có công nghiệp phát triển nớc phát triển tỉ lệ chất thải rắn phát sinh thấp nhiều so với nớc phát triển Ví dụ nh Mỹ tỉ lệ phát sinh lên đến 2,5kg/ngời/ngày cao gấp 6,25 lần so với vùng Tây Nam châu (0,4kg/ngời/ngày) Việt Nam hàng năm lợng chất thải rắn phát sinh khoảng 15 triệu năm, chất thải sinh hoạt từ hộ gia đình, nhà hàng, khu chợ kinh doanh chiếm 80% tổng lợng chất thải phát sinh nớc Lợng lại phát sinh từ sở công nghiệp, y tế Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trờng Luận văn tốt nghiệp cao học Bảng 1.1 Lợng chất thải phát sinh Việt Nam năm 2003 [14] Các loại chất thải rắn Toàn quốc Tổng lợng phát sinh chất thải sinh hoạt 12.800.000 Đô thị Nông thôn 6.400.000 6.400.000 (tấn/năm) Chất thải nguy hại từ công nghiệp 128.400 125.000 2.400 (tấn/năm) Chất thải không nguy hại từ công nghiệp 2.510.000 1.740.000 770.000 (tấn/năm) Chất thải y tế lây nhiễm (tấn/năm) 21.000 - - Tỷ lệ thu gom trung bình (%) - 71 20 Tỷ lệ phát sinh chất thải đô thị trung bình - 0,8 0,3 theo đầu ngời (kg/ngời/ngày) Nguồn: Báo cáo diễn biến môi trờng Việt Nam 2004 - chất thải rắn Nhìn chung chất thải đô thị đợc chia thành loại: chất thải sinh hoạt, chất thải bệnh viện, chất thải xây dựng, chất thải công nghiệp chất thải nông nghiệp Phần trăm loại chất thải phụ thuộc vào khu vực đặc điểm kinh tế nơi + Chất thải sinh hoạt: Là chất thải liên quan đến hoạt động sinh hoạt ngời, nguồn tạo thành chủ yếu từ khu dân c, quan, trờng học, trung tâm dịch vụ thơng mại Các thành phố nguồn phát sinh chất thải sinh hoạt Việt Nam Các khu đô thị dân số chiếm 24% dân số nớc nhng lại phát sinh triệu chất thải năm chất thải rắn sinh hoạt chiếm 60 ữ 70%, số đô thị 90% chất thải rắn sinh hoạt Theo số liệu thống kê đến năm 2004 lợng chất thải rắn sinh hoạt bình quân 0,9 ữ 1,2 kg/ngời/ngày thành phố lớn, 0,5 ữ 0,65kg/ngời/ngày đô thị nhỏ Theo kết nghiên cứu xây dựng năm 2005 cho thấy tổng lợng chất thải sinh hoạt phát sinh từ đô thị có xu hớng tăng trung bình từ 10 ữ 16% năm Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trờng Luận văn tốt nghiệp cao học Bảng 1.2 Khối lợng chất thải rắn sinh hoạt đô thị miền Bắc từ năm 2000ữ 2004 [14] Năm Hà nội Hải phòng Nam Định Thái Nguyên Lào Cai PS TG PS TG PS TG PS TG PS TG 2000 1478 1075 667 504 165 110 106 55 76 46 2001 1656 1250 732 556 170 112 112 59 80 48 2002 1800 1440 785 572 177 124 116 64 84 54 2003 2154 1640 810 585 155 124 120 69 88 58 2004 2540 2080 920 690 160 127 132 76 88 58 Trung b×nh 1926 1497 783 581 165 119 117 65 83 53 Tû lÖ TG (%) 80 70 70 60 60 Qua bảng cho thấy lợng chất thải rắn phát sinh hàng năm đô thị lớn nh Hà Nội tăng nhanh nhng số đô thị nhỏ nh Thái Nguyên, Nam Định Lào Cai tăng không nhiều tốc độ đô thị hoá chậm Thành phần chất thải rắn sinh hoạt gồm: kim loại, sành sứ, thuỷ 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 Tỉ lệ thành phần không ổn định phụ thuộc vào vị trí địa lý, mức sống ngời dân, nguồn lợng thời tiết Nhìn chung nớc thu nhập thấp thành phần chất hữu chiếm khoảng 40 ữ 65% tổng lợng chất thải + Chất thải công nghiệp: Là chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất c«ng nghiƯp, tiĨu thđ c«ng nghiƯp tËp trung chđ u vùng kinh tế trọng điểm, khu công nghiệp tập trung đô thị phát triển Số lợng thành phần chất thải rắn công nghiệp phụ thuộc vào quy mô, ngành nghề tính chất sản xuất nhà máy xí nghiệp thành phố Cho đến chất thải rắn công nghiệp đô thị nớc ta cha đợc thu gom xử lý riêng, cha tiến hành kiểm kê đăng ký chất thải công nghiệp nguy hại cha cã sè liƯu thĨ vỊ khèi lỵng