Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Môi trường: Xây dựng mô hình quản lý CTR nông thôn theo hướng bền vững tại huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ THỊ NHƯ NGỌC XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN NÔNG THÔN THEO HƯỚNG BỀN VỮNG TẠI HUYỆN HÒA VANG, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60.53.03.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Đà Nẵng - Năm 2017 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS HUỲNH ANH HOÀNG Phản biện 1: TS Lê Thị Xuân Thùy Phản biện 2: TS Huỳnh Ngọc Thạch Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật môi trường họp Đại học Bách khoa vào ngày 29 tháng 12 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách Khoa  Thư viện Khoa Môi trường, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, chất thải rắn (CTR) nông thôn trở thành vấn đề cộm Lượng CTR nông thôn phát sinh ngày nhiều, đa dạng thành phần tính chất độc hại Cơng tác thu gom xử lý cịn lạc hậu, thơ sơ, chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, công tác quản lý cịn nhiều bất cập Ước tính, lượng CTR sinh hoạt nông thôn phát sinh khoảng 18.210 tấn/ngày tương đương với 6.646 triệu tấn/năm [25] Theo thống kê Cục BVTV, kể từ năm 2008, lượng thuốc BVTV nhập lên tới 100.000 Ngoài ra, hàng năm, đàn vật nuôi Việt Nam thải vào môi trường khoảng 73 triệu CTR (phân khô, thức ăn thừa) [27] Tuy nhiên, việc thu gom CTR nông thơn chưa coi trọng, nhiều thơn, xã, chưa có đơn vị chuyên trách việc thu gom CTR nông thôn Tỷ lệ thu gom CTR sinh hoạt khu vực nông thôn đạt khoảng 40 - 55%, có khoảng 40 - 70% CTR nơng nghiệp, chăn ni xử lý [26] Huyện Hịa Vang với tổng thể 11 xã, có xã đạt chuẩn nơng thơn mới, xã cịn lại đường xây dựng nông thôn cụ thể Phú Sơn hai thôn tiến tới xây dựng mơ hình làng sinh thái Hơn q trình thị hóa ngồi việc mang lại cho huyện Hịa Vang diện mạo mới, tích cực đồng thời tạo vấn đề môi trường nhiễm, tích tụ chất thải vệ sinh môi trường Từ lý nêu trên, chọn hướng nghiên cứu “Xây dựng mơ hình quản lý CTR nơng thơn theo hướng bền vững huyện Hịa Vang, thành phố Đà Nẵng” 2 Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng mơ hình quản lý CTR phù hợp tình hình thực tế nơng thơn huyện Hịa Vang Đối tƣợng, nội dung phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu - CTR thôn Phú Sơn 1, xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng bao gồm: + CTR sinh hoạt + CTR nông nghiệp + CTR chăn nuôi b Phạm vi nghiên cứu Thơn Phú Sơn 1, xã Hịa Khương, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tra cứu số liệu; - Phương pháp điều tra, tham vấn cộng đồng; - Phương pháp mơ hình thực nghiệm; - Phương pháp xác định thành phần rác thải; - Phương pháp phân tích mẫu; - Phương pháp kế thừa; - Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa khoa học: Mơ hình quản lý CTR làm tài liệu tham khảo cơng tác quản lý, bảo vệ môi trường nông thôn - Ý nghĩa thực tiễn: + Tận dụng chất thải tối đa để tái sử dụng, tái chế + Giảm thiểu tối đa lượng CTR phát thải vào môi trường + Nâng cao nhận thức cho người dân nông thôn việc quản ký CTR theo hướng thân thiện với môi trường Bố cục đề tài Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đối tượng nội dung phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, nguồn gốc phƣơng pháp xử lý CTR 1.1.1 Khái niệm CTR hiểu tất chất thải phát sinh hoạt động người động vật tồn dạng rắn, thải bỏ không cịn hữu dụng hay khơng muốn dùng [20] Tích hợp quản lý CTR định nghĩa lựa chọn áp dụng kỹ thuật phù hợp, cơng nghệ chương trình quản lý để đạt mục tiêu mục tiêu cụ thể quản lý chất thải [23] 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh thành phần CTR a Nguồn gốc CTR CTR phát sinh từ nhiều nguồn gốc khác nhau, nhiều nơi khác b Thành phần CTR CTR từ nguồn phát thải khác khác thành phần lý, tỷ lệ chất hóa học 1.1.3 Các phương pháp xử lý CTR a Phương pháp xử lý CTR sinh hoạt b CTR nông nghiệp c CTR chăn ni 1.2 Tình hình quản lý CTR vùng nông thôn việt nam 1.2.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần CTR Có thể phân loại CTR nơng thơn theo nhóm CTR sinh hoạt, CTR nơng nghiệp, chăn nuôi CTR làng nghề 5 1.2.2 Thu gom xử lý CTR a CTR sinh hoạt b CTR nơng nghiệp c CTR chăn ni 1.3 Tình hình thu gom xử lý CTR địa bàn nghiên cứu 1.3.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu a Giới thiệu huyện Hịa Vang Hình 1.3 Bản đồ hành huyện Hịa Vang b Giới thiệu thơn Phú Sơn Hình 1.4 Ranh giới thơn Phú Sơn 1.3.2 Tình hình thu gom xử lý CTR địa bàn huyện Hịa Vang nói chung thơn Phú Sơn nói riêng Chƣơng ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu - CTR thơn Phú Sơn 1, xã Hịa Khương, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng bao gồm: + CTR sinh hoạt + CTR nông nghiệp + CTR chăn nuôi 2.2 Phạm vi nghiên cứu Thôn Phú Sơn 1, xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp thu thập tra cứu số liệu 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực địa - Tiến hành khảo sát số địa điểm thu gom, vận chuyển thôn - Chụp hình trạng mơi trường địa bàn nghiên cứu - Điều tra thực địa bảng câu hỏi: 2.3.3 Phương pháp mơ hình thực nghiệm a Mơ hình ủ phân compost Hình 2.1 Quy trình ủ phân compost Thành phần nguyên liệu đầu vào phối trộn hai ô ủ thể bảng 2.2 đây: Bảng 2.2 Thành phần khối lượng CTR đem ủ Thành phần Khối lượng ủ (kg) Ô1 Ô2 16,5 18 2 Phân bò 1,5 Tổng cộng 20 20 Rác hữu dễ phân hủy Phụ phẩm nông nghiệp: rơm Bước 4: Chuẩn bị ô ủ Bước 5: Tiến hành ủ Bước 6: Chế biến phân hữu sinh học b Mơ hình đệm lót sinh học + Bước 1: Rải trấu mùn cưa lên toàn chuồng dày 15cm,sau thả gà vào + Bước 2: Sau ngày, quan sát bề mặt chuồng thấy phân rải kín, dùng cào cào sơ qua lớp mặt đệm lót + Bước 3: Sau cào lớp mặt xong rắc chế phẩm BALASA – N01 lên toàn bề mặt chất độn 2.3.4 Phương pháp Xác định thành phần rác thải Tiến hành lấy mẫu CTR sau vận chuyển bãi tập kết trộn mẫu theo phương pháp môt phần tư 2.3.5 Phân tích mẫu Mẫu sau ủ, để đánh giá chất lượng phân sau ủ phân tích theo phương pháp bảng 2.3 đây: Bảng 2.3 Phương pháp phân tích mẫu nguyên liệu Chỉ tiêu Phƣơng pháp phân tích pH TCVN 5979:2007 Hàm lượng chất hữu TCVN 9294:2012 VSV phân giải P khó tan TCVN 96167:1996 VSV phân giải cố định Nitơ TCVN 6166:2002 VSV phân giải Xenlulose TCVN 6168:2002 2.3.6 Phương pháp kế thừa Kế thừa số liệu từ báo cáo tình hình kinh tế xã hội huyện Hòa Vang Và nghiên cứu, đề tài thực có liên quan đến CTR 2.3.7 Phương pháp so sánh Để đánh giá chất lượng phân sau ủ, đề tài dừng lại việc sử dụng QCVN đánh giá chất lượng phân bón vi sinh, Tiêu chuẩn ngành phân hữu làm từ rác sinh hoạt CTR 2.3.8 Phương pháp tổng hợp xử lý số liệu Sử dụng phần mềm phổ biến Exel để tổng hợp thống kê số liệu, thông tin thu thập biểu diễn dạng bảng biểu, biểu đồ minh họa cho vấn đề đề tài 10 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá thực trạng công tác thu gom, xử lý CTR thơn 3.1.1 Tình hình thu gom xử lý CTR sinh hoạt a Thành phần khối lượng CTR sinh hoạt - Thành phần CTR: Quá trình phân loại thực lần kết thể bảng 3.1 đây: Bảng 3.1 Thành phần CTR thôn Phú Sơn Phần trăm theo khối lượng % Thành phần Ngày Ngày Ngày Ngày Trung 7/5 14/5 21/5 28/5 bình Thực phẩm thừa rác vườn 30,5 29 48 37 36,1 Nilong 12,5 20 16 14 15.6 Carton, giấy 24 7.5 11.6 Nhựa 11 15 11 23 15,0 Kim loại 12 8,5 Thành phần khác 15 16 8,5 13 13,1 Tổng cộng 100 100 100 100 100 - Khối lượng CTR: bình quân khoảng 0,54 kg/người/ngày Tình hình phát sinh khối lượng rác hữu vô thôn thể bảng 3.2 sau: 11 Bảng 3.2 Kết khảo sát lượng CTR sinh hoạt phát sinh thôn Phú Sơn Địa điểm Thôn Phú Sơn Thời điểm cân rác Lần ( 07/05/2016) Lần (14/05/2016) Lần ( 21/05/2016) Lần (28/05/2016) Tổng cộng Thành phần rác Vô Hữu (kg) (kg) 1054 759 1680 1254 1297 1526 2047 1662 6078 5201 Tổng cộng 1813 2934 2823 3709 11279 Dựa vào bảng 3.2 ta thấy khối lượng chất hữu chât thải thôn Phú Sơn chiếm khoảng 46% Như vậy, thành phần hữu rác thải thôn Phú Sơn thấp so với thành phần hữu rác thải thành phố Đà Nẵng (74,65%) b Thu gom vận chuyển xử lý CTR sinh hoạt Rác sinh hoạt phát sinh từ hộ dân, phân loại nguồn sau tổ thu gom vận chuyển bãi tập kết chờ xe xí nghiệp mơi trường Hịa Vang đến thu gom; 75 hộ nằm trục đường 14B, CTR hộ xí nghiệp mơi trường Hịa Vang đặt thùng thu gom riêng Cịn hộ giáp ranh với Thơn Phú Sơn 2, tổ thu gom thôn Phú Sơn thu gom Theo kết điều tra, số hộ trả phí cho việc thu gom xử lý rác chiếm 46%; số hộ xử lý phương pháp đốt chiếm 34%; chôn lấp vườn chiếm 9%, lại 11% chọn phương án khác thải bãi đất trống kênh mương 3.1.2 Kết khảo sát công tác thu gom xử lý CTR nông nghiệp a Nguồn gốc phát sinh khối lượng CTR nông nghiệp Lượng phụ phẩm từ q trình trồng trọt thơn Phú Sơn 1, khối lượng thể bảng 3.4 sau: 12 Bảng 3.4 Phát thải từ phụ phẩm nông nghiệp thôn Phú Sơn TT Tên phụ phẩm Diện tích Khối lƣợng (ha) (tấn/ha/năm) Rơm rạ 25 166,5 Lõi ngô, ngô 21,49 Dây lạc 8,9 Tổng cộng 37 196,89 Với diện tích sản xuất nông nghiệp địa bàn thôn khoảng 37 ha, năm thải môi trường khoảng 68,3 - 81,9 kg bao bì thuốc BVTV b Thu gom xử lý CTR nông nghiệp Theo kết điều tra, 55% phụ phẩm từ trình trồng trọt dùng làm thức ăn cho gia súc, 15% bán cho sở sản xuất, lại 30% người dân đốt vị trí đất canh tác Kết điều tra phương pháp xử lý bao bì thuốc BVTV thể theo hình 3.4 sau: Thu gom 34% 46% 54% 9% Đốt 11% Chơn lấp Khác Hình 3.4 Tỷ lệ phương án xử lý vỏ bao bì thuốc BVTV 13 3.1.3 Kết khảo sát công tác xử lý CTR chăn nuôi a Nguồn gốc phát sinh khối lượng CTR chăn nuôi Lượng chất thải hàng ngày phát sinh từ việc chăn nuôi gia súc gia cầm thôn thể bảng 3.6 đây: Bảng 3.6 Tải lượng CTR chăn nuôi thôn Phú Sơn Số lƣợng Khối lƣợng CTR TT Loại (con) (kg/ngày) Trâu 48 720 Bò 78 780 Lợn Gia cầm Tổng cộng 260 520 2890 578 3276 2598 b Tình hình xử lý CTR chăn ni Kết điều tra 100 hộ dân có 90 hộ có chăn ni, 83% hộ chưa có biện pháp xử lý CTR chăn ni, 17% hộ có xử lý hầm biogas 3.1.4 Cân CTR thôn Phú Sơn Với tổng lượng CTR phát sinh thôn Phú Sơn mô tả theo phương trình sau : ∑ MCTR ∑ MCTR SH + ∑ MCTR NN + ∑ MCTR CN (3.1) Phương trình cân vật chất CTR biểu diễn sau[8]: ∑M ∑ Mvào HT + ∑ Mvào HT + ∑ Mphát sinh bên (3.2) Theo phương trình cân vật chất khối lượng CTR cịn lại loại bên mơi trường tính toán lượng CTR phát sinh vào hệ thống loại trừ lượng CTR thu gom xử lý phần phát sinh bên xem không đáng kể cho không 14 Vậy phương trình (3.2), viết lại sau: ∑M ∑ Mvào HT + ∑ Mvào HT (3.3) Ta có : - CTR sinh hoạt vào hệ thống năm tính tốn sau: ∑M 365 * f * N 365 * 0,54 * 1221 240 tấn/năm Tổng lượng CTR khỏi hệ thống tính dựa vào tỷ lệ thu gom thơn : ∑M 240 * 46% 110,4 tấn/năm Vậy khối lượng CTR sinh hoạt cịn lại mơi trường khoảng 129,6 tấn/năm - Tương tự tổng lượng CTR nơng nghiệp cịn lại hệ thống khoảng 59,10 tấn/năm - CTR chăn nuôi cịn lại mơi trường khoảng 692 tấn/năm Vậy tổng lượng CTR đưa vào môi trường chưa thu gom xử lý khoảng 880,7 CTR/năm, chiếm 54% tổng lượng CTR phát sinh thôn 3.1.5 Đánh giá công tác quản lý CTR địa bàn thơn Phú Sơn a CTR sinh hoạt Nhìn chung công tác quản lý CTR sinh hoạt đạt kết đáng kể Tuy nhiên, số điểm hạn chế : - Rác chưa phân loại mà thải chung vào bao nilong - Công tác quản lý rác chưa chặt chẽ - Số hộ đóng phí cho cơng tác thu gom rác khoảng 49% 15 - Tần suất thu gom thôn lần/tuần, so với yêu cầu tỷ lệ thu gom thơn cịn thấp - Kinh phí cho tổ thu gom cịn thấp b CTR nông nghiệp - Các phương pháp xử lý phụ phẩm chưa cách - Bao bì thuốc BVTV cịn vứt bừa bãi c CTR chăn ni Hộ chăn ni nhỏ lẻ chưa trọng đến chất thải 3.2 Đề xuất mơ hình quản lý CTR theo hƣớng bền vững cho thôn Phú Sơn 3.2.1 Cơ sở việc đề xuất Mơ hình quản lý CTR cho thôn Phú Sơn xây dựng nhằm khắc phục vấn đề cịn tồn đọng cơng tác quản lý CTR thôn 3.2.2 Đề xuất mô hình quản lý CTR theo hướng bền vững - Mơ hình quản lý chất thải rắn bền vững hệ thống quản lý CTR phấn đấu thu hồi CTR tối đa thông qua việc tái chế, tái sử dụng nhằm hạn phát sinh chất thải đến mức thấp (không chất thải) Từ sở lý nêu trên, mơ hình quản lý CTR theo hướng bền vững đề xuất hình 3.6 : 16 Hình 3.6 Mơ hình quản lý CTR thơn Phú Sơn 3.3 Triển khai mơ hình thực nghiệm 3.3.1 Mơ hình ủ phân compost a Xác định khối lượng phân sau ủ - Khối lượng ban đầu đem ủ ô 20kg - Kết thúc chu kỳ ủ 40 ngày khối lượng lại ô 9kg ô 10,5kg - Ô 1: hàm lượng HC dễ phân hủy chiếm 30,5 %; 9,5 % HC khó phân hủy 5,0% cịn lại VC phân loại chưa triệt để - Ô 2: hàm lượng HC dễ phân hủy chiếm 25%; HC khó phân hủy chiếm 19,5% cịn lại VC lẫn chiếm 8% b Sự biến đổi nhiệt độ theo thời gian Nhiệt độ đo theo thời gian hai ngày liên tiếp nhau, vòng 40 ngày nhiệt độ ổn định biến thiên gần với nhiệt độ mơi trường ngưng theo dõi kết thể hình 3.10 đây: 17 GĐ phân 70 GĐ chuyển GĐ ổn định 59 63 63 60 56 54 Nhiệt độ (oC) 58 58 50 42 49 49 53 Ô2 42 49 Ô1 36 40 42 40 35 30 33 34 33 33 29 31 31 31 32 32 32 32 32 32 32 32 31 30 30 30 30 30 28 28 20 Thời gian (Ngày) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 Hình 3.10 Sự biến thiên nhiệt độ theo thời gian c Sự thay đổi độ ẩm lượng nước rỉ rác Đề tài xác định độ ẩm theo hàng tuần kết thể hình 3.11 đây: 59 57 51 Độ ẩm (%) 55 59 48 48 52 45 44 ô1 46 33 35 35 25 ơ2 31Thời gian… Hình 3.11 Sự biến thiên độ ẩm theo thời gian Trong hai ô ủ có ủ đạt độ ẩm tối ưu cho q trình ủ tuần thứ nhất, cịn tuần cịn lại khơng đạt độ ẩm thích hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Lượng nước rỉ rác sinh hầm thu khơng có 18 d pH Kết thúc q trình ủ, có pH tương đương 7,8 ủ có pH tương đương 7,3 e Sự biến đổi màu sắc theo thời gian - Về màu sắc: hai khối ủ có màu nâu sẫm Ô ủ cho màu nâu tối - Về độ mịn: Ơ ủ cảm giác mềm mịn ô f Kết phân tích chất lượng phân Kết trình bày bảng 3.7 sau: Bảng 3.7 Kết phân tích chất lượng phân HC Chỉ tiêu Hàm lượng HC tổng số VSV cố định Nitơ VSV phân giải photpho khó tan VSV phân giải xenlulose Đơn vị Ô1 Ô2 TCVN So sánh % 65,5 56,2 22(*) Đạt CFU/g 3,3 x 107 1,3 x 106 CFU/g 1,1 x 107 1,5 x 106 CFU/g 1,7 x 107 8,5 x 106 Đạt (**) Đạt Đạt Từ kết phân tích bảng 3.7 cho thấy, hàm lượng HC tổng số bảng 3.8 ô ủ ô ủ thứ so với TCVN 7185:2002 cao quy định - lần; Mật độ vi sinh vật VSV cố định Nitơ, VSV phân giải photpho khó tan, VSV phân giải xenlulose hai ủ so với 10TCN 526:2002 có giá trị lớn 106 3.3.2 Mơ hình đệm lót sinh học Đề tài thực thí điểm hộ Bà Nguyễn Thị Hồng a Đánh giá khảo sát m i trước sau áp dụng mơ hình đệm lót sinh học - Kết điều tra 10 hộ dân sống lân cận hộ bà Nguyễn Thị Hồng thể biểu đồ 3.12 đây: