luận văn nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp ctrsh hợp vệ sinh cho tp mỹ tho tỉnh tiền giang

Khí thải từ ô chôn lấp chất thải: là hỗn hợp khí sinh ra từ ô chôn lấp chất thải do quá trình phân hủy tự nhiên trong chất thải rắn Vùng đệm: là dải đất bao quanh dải chôn lấp nhằm mục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Xuân Trường Sinh viên thực hiện : Mai Huy Mân

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt dạy bảo em tận tình, đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quí báu trong suốt thời gian em học tập tại trường

Em xin trân trọng gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả các Thầy, Cô Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, anh Vinh ở Công ty TNHH MTV Công Trình Đô Thị Mỹ Tho và đặc biệt là Thầy Nguyễn Xuân Trường đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn gia đình, những người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất để tôi học tập trong suốt thời gian 4 năm đại học

Ngoài ra, tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả những người bạn thân của tôi, những người đã gắn bó, cùng học tập và giúp đõ tôi trong những năm qua cũng như trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Tp Hồ Chí Minh, 8 tháng 3 năm 2012

Sinh viên

Mai Huy Mân

KHOA MÔI TRƯỜNG & CNSH

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN : MAI HUY MÂN

MSSV : 107108047 LỚP : 07DMT1

1- Đầu đề Đồ án :

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỢP VỆ SINH CHO THÀNH PHỐ MỸ THO – TIỀN GIANG QUY HOẠCH 2011 - 2030

2- Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG

Ngày …… tháng …… năm 2011

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Khoa: Môi Trường & Công Nghệ Sinh Học

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ LÀM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho Thành Phố Mỹ Tho –

Được tiếp tục:  Không tiếp tục: 

Giảng viên hướng dẫn phụ

(Ký và ghi rõ họ tên)

TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Giảng viên hướng dẫn chính

(Ký và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên được giao đề tài:

Mai Huy Mân MSSV: 107108047 Lớp: 07DMT Ngành : Môi Trường

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường

2 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho Thành Phố Mỹ Tho –

5 Đề nghị: Được bảo vệ (hoặc nộp ĐA/KLTN để chấm)  Không được bảo vệ  TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Ghi chú: Đính kèm Phiếu chấm điểm ĐA/KLTN

Khoa: Môi Trường & Công Nghệ Sinh Học

PHIẾU CHẤM ĐIỂMĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên: Mai Huy Mân

MSSV: 107108047 Lớp: 07DMT1

2 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh cho Thành Phố

Mỹ Tho – Tỉnh Tiền Giang

3 Họ và tên người chấm điểm: TS Nguyễn Xuân Trường 4 Nhiệm vụ:

GV hướng dẫn  GV phản biện  GV chấm 

Chủ tịch Hội đồng  Thư ký Hội đồng  Ủy viên Hội đồng 

5 Nhận xét:

6 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10, làm tròn đến phần nguyên):

Bằng số : Bằng chữ :

TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Người chấm điểm

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang bìa i

Nhiệm vụ đồ án Nhận xét GVHD Lời cảm ơn ii

1.1 Sơ lược các công nghệ xử lý chất thải rắn 4

1.1.1 công nghệ tái chế, tái sử dụng rác thải 4

1.1.2 Công nghệ đốt chất thải rắn và thu hồi nhiệt năng 4

1.1.3 Công nghệ làm phân rác hiếu khí 4

1.1.4 Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh 6

1.1.4.1 Khái niệm về bãi chôn lấp hợp vệ sinh 6

1.1.4.2 Những vấn đề liên quan đến chôn lấp CTR 9

1.1.4.3 Phân loại BCL và phương pháp chôn lấp 9

1.1.4.4 Đặc điểm công nghệ BCL hợp vệ sinh 11

1.2 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt đô thị 20

1.2.1 Tính chất vật lý hóa học sinh học của CTRSH 20

1.2.2 Sự chuyển hóa vật lý, hóa học, sinh học của CTRSH 27

1.3 Lựa chọn công nghệ xử lý CTRSH cho TP Mỹ Tho 30

Chương 2 THỰC TRẠNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI THÀNH PHỐ MỸ THO 32

2.1 Giới thiệu về Thành phố Mỹ Tho 33

2.1.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên xã hội 33

2.1.2 Đặc điểm môi trường xã hội 36

2.2 Nguồn gốc phân loại, thành phần CTRSH TP.MT 37

2.2.1 Nguồn gốc phát sinh 37

2.2.2 Các loại chất thải rắn 38

2.2.3 Thành phần chất thải rắn đô thị 39

Xây dựng bãi chôn lấp 44

2.4.1 Hiện trạng môi trường nước 44

2.4.2 Hiện trạng môi trường không khí 46

Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU ĐỂ XÂY DỰNG BÃI CHÔN LẤP 49

3.1 Địa điểm xây dựng bãi chôn lấp 50

3.1.1Đặc điểm địa hình tại khu vực dự án 50

3.1.2 Đặc điểm địa chất công trình khu vực dự án 50

3.1.1.3 Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực dự án 51

3.2 Dự báo khối lượng rác phát sinh TP Mỹ Tho 2011 - 2030 51

3.4.2 Tính lượng khí sinh ra từ một mẫu rác bất kỳ 59

Chương 4 TÍNH TOÁN BÃI CHÔN LẤP 67

Chương 5 KHÁI TOÁN KINH PHÍ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG BCL 76

Chương 6 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 89

Mỹ Tho 43

Hình 4.1 hố chôn lấp 69 Hình 4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến compost kết hợp qúa trình

phân hủy kị khí và ủ hiếu khí 75

Bảng 1.2 Thành phần khí đặc trưng trong bãi chôn lấp 12

Bảng 1.3 Khối lượng phân tử, tỷ trọng, khối lượng riêng của khí trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh ở điều kiện tiêu chuẩn (0oC, 1artm) 12

Bảng 1.4 Sự phân bố các khí trong bãi chôn lấp quan sát được trong 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp đã đóng 15

Bảng 1.5 Thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhanh và chậm trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị 15

Bảng 1.6 Thành phần nước rò rỉ tiêu biểu 17

Bảng 1.7 Khối lượng riêng và độ ẩm của chất thải rắn sinh hoạt 21

Bảng 1.8 Thành phần hóa học trong chất thải rắn sinh hoạt 23

Bảng 1.9 Nguyên tố và chất dinh dưỡng cơ bản trong CTRSHĐT 24

Bảng 1.10 Thành phần có khả năng bị phân hủy sinh học của chất thải rắn hữu cơ dựa vào lignin 26

Bảng 1.11 Các quá trình chuyển hóa được sử dụng để quản lý chất thải rắn 30

Bảng 2.1 Các đơn vị hành chính của thành phố Mỹ Tho 33

Bảng 2.2 Nguồn chất thải rắn trong cộng đồng dân cư 38

Bảng 2.3 Sự phân bố chất thải rắn sinh hoạt ở thành phố Mỹ Tho 40

Bảng 2.4 Thành phần, khối lượng, độ ẩm của chất thải rắn sinh hoat đô thị 40

Bảng 2.5 Khối lượng chất thải rắn Thành phố Mỹ Tho 41

Bảng 2.6 Hình thức xử lý chất thải rắn tại Thành phố Mỹ Tho 42

Bảng 2.7 Thành phần chất thải rắn Thành phố Mỹ Tho 42

Bảng 2.8 Trang thiết bị dùng thu gom vận chuyển CTRSH 43

Bảng 2.9 Kết quả phân tích 2 mẫu nước trong khu vực bãi rác hiện có 44

Bảng 2.10 Kết quả phân tích mẫu nước ngầm 46

Bảng 2.11 Kết quả phân tích chất lượng không khí 47

Bảng 3.1 Bảng dự đoán tốc độ gia tăng dân số từ 2011 – 2030 51

Bảng 3.2 Dự đoán tốc độ phát sinh rác 2011 – 2030 52

Bảng 3.3 Lượng rác làm Compost và mang đi chôn lấp 54

Bảng 3.4 Lượng rác mang chôn ở mỗi giai đoạn 55

Bảng 3.5 Thành phần rác 57

Bảng 3.6 Thành phần rác sau khi làm Compost 58

Bảng 3.7 Bảng thành phần % các nguyên tố có trong rác phân hủy nhanh: (1kg) 58

Bảng 3.8 Bảng thành phần % các nguyên tố có trong rác phân hủy chậm: (1kg) 58

Bảng 3.9 Thành phần khối lượng khô trong 1kg rác 59

Bảng 3.10 Khối lượng khí và thể tích khí sinh ra trong 1 kg chất thải rắn 60

Bảng 3.11 Lượng khí sinh ra trong 1kg rác qua các năm 61

Bảng 3.12 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 1 62

Bảng 3.13 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 2 63

Bảng 3.14 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 3 63

Bảng 3.15 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 4 64

Bảng 3.16 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 5 64

Bảng 3.17 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 6 65

Bảng 3.18 Lượng khí sinh ra trong ô chôn lấp 7 66

Bảng 4.1 Thể tích rác 70

Bảng 5.1 Kinh phí mua sắm trang thiết bị 77

CTRSH : chất thải rắn sinh hoạt BCL : bãi chôn lấp

TP : thành phố TNHH : trách nhiệm hữu hạn MTV : một thành viên QĐ : quyết định UBND : Ủy ban nhân dân CTRĐT : chất thải rắn đô thị TT : Thông tư

BXD : Bộ Xây Dựng BKHCN&MT : Bộ Khoa Học Công Nghệ Và Môi Trường

MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

1 Sự cần thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển không ngừng của quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa nông nghiệp, nông thôn trong cả nước, thành phố Mỹ Tho cũng đang có những bước đổi thay không ngừng

Dân số tăng nhanh, cơ sở hạ tầng được mở rộng ra các xã vùng ngoại thành - nơi mà trước đây mật độ dân số thấp, hoạt động chính là sản xuất nông nghiệp

Dân số tăng kéo theo lượng rác thải ra trong quá trình sinh hoạt tăng lên Và đặc biệt Bãi chôn lấp hiện tại ở xã Tân Lập , Huyện Tân Phước, Tỉnh Tiền Giang đang trong những ngày tháng hoạt động cuối và chuẩn bị đóng cửa Vì vậy, nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh mới tại Xã Tân Lập 1, Huyện Tân Phước, Tỉnh Tiền Giang – cạnh bãi rác cũ sẽ giúp giải quyết được vấn đề rác thải của thành phố, đảm bảo vệ sinh môi trường và mỹ quan đô thị khi bãi chôn lấp cũ đóng cửa

2 Mục tiêu đề tài

Thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh để xử lý rác thải họp lý Từ đó có thể phát triển thành một khu phức hợp xử lý rác thải một cách hợp lý và hiệu quả nhất

3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp thành phần còn lại chất thải rắn sinh hoạt sau phân loại ( Compost, Chôn lấp) của Thành phố Mỹ Tho – Tiền Giang

4 Nội dung nghiên cứu

Tổng quan các phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt Thực trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại Thành Phố Mỹ tho Tính toán các thông số ban đầu để xây dựng Bãi chôn lấp

Tính toán bãi chôn lấp Khái toán kinh phí đầu tư xây dựng Bãi chôn lấp

5 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập số liệu đề xuất giải pháp, tính toán thiết kế

Chương 1

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

SINH HOẠT

1.1 Sơ lược các công nghệ xử lý chất thải rắn

Các công nghệ xử lý chất thải rắn được sử dụng trong hệ thống quản lý chất thải rắn bao gồm:

- Công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải - Công nghệ đốt chất thải rắn và thu hồi nhiệt năng - Công nghệ làm phân rác

- Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh

1.1.1 Công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải

Công nghệ gồm các công đoạn cơ bản sau:

- Vật liệu được tách ra khỏi chất thải rắn sinh hoạt đô thị để tái chế và sử dụng lại những vật liệu được tách ra bao gồm: nhôm, sắt, giấy, nhựa, thủy tinh, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng và phá hủy công trình

- Xử lý sơ bộ như phân loại và nén - Vận chuyển

- Xử lý cuối cùng - Cung cấp nguyên liệu thô cho nhà máy sản xuất Ưu điểm cơ bản của công nghệ này là tiết kiêm được nguồn tài nguyên tự nhiên và diện tích bãi chôn lấp

Nhược điểm việc thu gom và vận chuyển nguyên liệu đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và nhân công

1.1.2 Công nghệ đốt chất thải rắn và thu hồi nhiệt năng

Công nghệ này được áp dụng để giảm thiểu thể tích, khối lượng của chất thải và thu hồi năng lượng dưới dạng nhiệt năng Như đã đề cập, thành phần hữu cơ của chất thải rắn sinh hoạt đô thị có thể bị chuyển hóa bởi các quá trình hóa học và sinh học Quá trình chuyển hóa hóa học được sử dụng phổ biến nhất là đốt chất thải rắn

Ưu điểm: có khả năng giảm 90 – 95% trọng lượng thành phần hữu cơ trong chất thải trong thời gian ngắn, có thể xử lý tại chỗ

Nhược điểm: đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cho xây dựng lò đốt, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn, vận hành lò đốt phức tạp Quá trình đốt chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường nếu các biện pháp biện pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo

1.1.3 Công nghệ làm phân rác hiếu khí ( Compost)

1.1.3.1 Khái niệm

Đây là công nghệ sinh học ứng dụng để chuyển hóa thành phần chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị thành sản phẩm phân bón Thể tích và khối lượng rác thải sẽ giảm đáng kể so với khối lượng ban đầu

Quá trình làm phân Compost có 4 pha:

Pha thích nghi (latent phase): là giai đoạn cần thiết để sinh vật thích nghi với môi trường mới

Pha tăng trưởng ( growth phase): đặc trưng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt độ mesophilic

Pha ưa nhiệt: là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất đây là giai đoạn ổn định chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất

Pha trưởng thành: giai đoạn giảm nhiệt độ đến mức mesophilic và cuối cùng cân bằng nhiệt độ môi trường

1.1.3.2 các phương pháp ủ Compost

1.1.3.2.1 Phương pháp ủ thôi luống dài và thổi khí thụ động có xáo trộn:

Vật liệu ủ được sắp xếp theo các luống dài và hẹp Không khí ( oxy) được cung cấp tới hệ thống theo các con đường tự nhiên Các luống Compost được xáo trộn định kỳ thường xuyên để xáo trộn đều kích thước chất thải rắn

Ưu điểm: chất lượng Compost thu được khá đều do xáo trộn thường xuyên Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cung cấp oxygen

Nhược điểm: cần nhiều nhân công, thời gian ủ dài, khó kiểm soát mầm bệnh, nhiệt độ Gây thất thoát Nito và gây mùi,…

1.1.3.2.2 Phương pháp ủ Compost theo luống dài, đống và thổi khí cưỡng bức

Vật liệu phủ được sắp xếp thành đống hoặc luống dài Không khí ( oxy) được cung cấp tới bằng quạt thổi hoặc bơm nén và hệ thống phân phối khí

Ưu điểm: dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống (nhiệt độ và nồng độ oxy) Giảm

mùi hôi và mầm bệnh, thời gian ủ ngắn Có thể làm luống Compost cao và rộng hơn, tiết kiệm quỹ đất

Nhược điểm: hệ thống phân phối khí dễ bị tắt nghẽn, cần bảo trì thường xuyên,

chi phí bảo trì hệ thống và chi phí năng lượng thổi khí làm tăng tổng chi phí

1.1.3.2.3 Phương pháp ủ trong Container

Vật liệu ủ được chứa trong Container, túi đựng hay trong nhà, thổi khí cưỡng bức

Ưu điểm: ít chịu ảnh hưởng của thời tiết kiểm soát quá trình ủ và mùi tốt hơn Thời gian ủ ngắn hơn, nhu cầu diện tích nhỏ hơn Chất lượng Compost tốt hơn Nhược điểm: Vốn đầu tư cao, chi phí vận hành và bảo trì hệ thống cao, thiết kế phức tạp và đòi hỏi trình độ cao, công nhân vận hành đòi hỏi trình độ cao

1.1.4 Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh

Công nghệ này tương đối đơn giản, chôn lấp là phương pháp có thể chấp nhận về khía cạnh môi trường và có kinh tế nhất để xử lý chất thải rắn Cả những nước phát triển và những nước đang phát triển đều áp dụng công nghệ xử lý này

Thậm chí với việc thực hiện các kỹ thuật chuyển hóa, tái chế giảm thiểu chất thải, việc đổ chất thải rắn trong những bãi chôn lấp hợp vệ sinh vẫn là Phuong pháp quan trọng trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn

Tuy nhiên, khi xây dựng các bãi chôn lấp, chúng ta cần quan tâm ảnh hưởng của bãi rác đến môi trường như nước rỉ rác và khí tạo thành trong quá trình phân hủy kỵ khí trong các bãi rác

1.1.4.1 Khái niệm về bãi chôn lấp hợp vệ sinh Bãi chôn lấp là phương pháp thải bỏ chất thải rắn kinh tế nhất và chấp nhận được về mặt môi trường Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm lượng chất thải, tái sinh, tái sử dụng và cả các kỹ thuật chuyển hóa chất thải, việc thải bỏ phần chất thải còn lại ra bãi chôn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong chiến lược quản lý hợp nhất chất thải rắn Công tác quản lý bãi chôn lấp kết hợp chặt chẽ với quy hoạch, thiết kế, vận hành, đóng cửa, và kiểm soát sau khi đóng cửa hoàn toàn bãi chôn lấp

1.1.4.1.1 Giải thích thuật ngữ ( Theo thông tư

01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD)

Bãi chôn lấp chất thải rắn: là một diện tích hoặc một khu đất đã được qui hoạch,

được lựa chọn, thiết kế, xây dựng để xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn nhằm giảm tối đa các tác động tiêu cực của bãi chôn lấp tới môi trường

Bãi chôn lấp bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm và các công trình phụ trợ khác như trạm xử lý nước, khí thải, cung cấp điện, nước và văn phòng điều hành

Chất thải rắn: là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động của đô thị và khu công

nghiệp, bao gồm chất thải khu dân cư, chất thải từ hoạt động thương mại, dịch vụ ly dị, bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải do hoạt động xây dựng

Nước rác: là nước phát sinh trong quá trình phân hủy tự nhiên chất thải rắn, có

chứa các chất gây ô nhiễm

Khí thải từ ô chôn lấp chất thải: là hỗn hợp khí sinh ra từ ô chôn lấp chất thải do

quá trình phân hủy tự nhiên trong chất thải rắn

Vùng đệm: là dải đất bao quanh dải chôn lấp nhằm mục đích ngăn cản, giảm thiểu

ảnh hưởng tác động xấu của bãi chôn lấp đến môi trường

Lớp lót: là các vật liệu được trải trên toàn bộ diện tích đáy và thành bao quanh ô

chôn lấp chất thải nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu sự ngấm, thẩm thấu nước rác vào tầng nước ngầm

Lớp che phủ:là lớp vật liệu phủ trên toàn bộ bãi chôn lấp trong khi vận hành và

khi đóng BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu tác động từ ô chôn lấp tới môi trường xung quanh và từ bên ngoài vào ô chôn lấp CTR

Hệ thống thu gom khí thải: là hệ thống các công trình, thiết bị thu gom khí thải

sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nguy cơ gây cháy, nổ

Hệ thống thu gom nước rác: là hệ thống các công trình bao gồm tầng thu gom,

đường ống dẫn, mương dẫn để thu gom nước rác về hố tập trung hoặc tới trạm xử lý

Hàng rào bảo vệ: là hệ thống tường, rào chắn, vành đai cây xanh hoặc vật cản có

chiều cao nhất định bao quanh BCL nhằm hạn chế tác động từ các hoạt động chôn lấp CTR đến môi trường xung quanh

Thời gian hoạt động của BCL: là toàn bộ khoảng thời gian từ khi bắt đầu chôn

Chủ đầu tư BCL: là tổ chức, cá nhân người Việt Nam hoặc tổ chức, cá nhân

người nước ngoài chịu trách nhiệm quản lý vốn/cung cấp vốn đầu tư xây dựng BCL

Chủ vận hành BCL: là tổ chức, cá nhân Việt Nam hoặc tổ chức, cá nhân nước

ngoài chịu trách nhiệm trước chủ đầu tư về quản lý khai thác và sử dụng BCL

Tổ chức chuyên môn kiểm tra BCL: là tổ chức có tư cách pháp nhân thực hiện

giám sát, kiểm định, lấy mẫu, phân tích các hạng mục và các chỉ tiêu liên quan tới hoạt động của BCL

1.1.4.1.2 Các Phản Ứng Xảy Ra Trong Bãi Chôn Lấp Chất thải rắn đổ ra bãi chôn lấp hợp vệ sinh sẽ chịu những biến đổi sinh học, hóa học và lý học xảy ra đồng thời và tương tác với nhau

Các phản ứng sinh học

Các phản ứng sinh học quan trọng nhất xảy ra trong bãi chôn lấp là các phản ứng biến đổi các chất hữu cơ thành khí bãi rác và các chất lỏng Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí thường xảy ra trong khoảng thời gian ngắn ngay sau khi bắt đầu phân hủy chất thải cho đến khi lượng oxy ban đầu không còn nữa Trong giai đoạn phân hủy hiếu khí, khí thải sinh ra chủ yếu là CO2 Khi oxy bị tiêu thụ hoàn toàn, quá trình phân hủy trở thành kỵ khí, chất hữu cơ bị chuyển hóa thành CO2, CH4, và một phần nhỏ khí NH3 và H2S Nhiều phản ứng hóa học khác lại chính là phản ứng trung gian của chuỗi phản ứng sinh học nhưng do vô số các tác động tương hỗ nên khó có thể xác định điều kiện tồn tại trong bãi chôn lấp hoặc từng phần của bãi chôn lấp theo từng giai đoạn khác nhau

Các phản ứng hóa học

Các phản ứng hóa học quan trọng xảy ra trong bãi chôn lấp bao gồm sự hòa tan và tạo huyền phù các vật liệu có trong bãi chôn lấp và các sản phẩm chuyển hóa sinh học trong chất lỏng thấm qua chất thải, sự hóa hơi và bốc hơi các hợp chất hóa học và nước tạo thành khí bãi rác, sự hấp thụ các hợp chất hữu cơ bay hơi và các hợp chất nửa bay hơi có trong chất thải, sự halogen hóa và phân hủy các hợp chất hữu cơ, và các phản ứng oxy hóa khử ảnh hưởng đến sự hòa tan kim loại và các muối kim loại Sự hòa tan các sản phẩm chuyển hóa sinh học và các hợp chất khác, nhất là các hợp chất hữu cơ, vào nước rò rỉ đặc biệt có ý nghĩa quan trọng, vì những thành phần này có thể lan truyền ra ngoài theo nước rò rỉ Những hợp chất hữu cơ này, sau đó, có thể phát tán vào môi trường không khí qua đất (ở những bãi chôn lấp không có lớp lót đáy) hoặc từ thiết bị xử lý nước rò rỉ không che phủ Những phản ứng hóa học quan trọng khác phải kể đến là phản ứng giữa các chất hữu cơ với lớp lót bằng đất sét, do có thể làm thay đổi cấu trúc và độ thẩm thấu của các vật liệu lót đáy

Các phản ứng lý học

Những biến đổi lý học quan trọng là quá trình khuếch tán khí trong bãi chôn lấp và sự phát tán khí bãi rác ra môi trường xung quanh, sự chuyển động của nước rò rỉ

bên trong bãi chôn lấp, lớp đất phía đáy và sự sụt lún do quá trình kết dính và phân hủy chất thải Sự chuyển động và phát tán khí bãi rác có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong quản lý bãi chôn lấp Khí sinh ra bên trong bãi chôn lấp có thể làm áp suất bên trong bãi tăng lên và gây hiện tượn nứt lớp che phủ Nước thấm vào bãi qua các khe nứt này thúc đẩy tốc độ sinh khí và làm lớp che phủ bị nứt nhiều hơn Khí bãi rác thoát ra môi trường có thể mang theo các hợp chất gây bệnh ung thư và bệnh quái thai ở mức vi lượng Vì khí bãi rác thường có hàm lượng methan cao nên có nguy cơ gây cháy nổ Bên cạnh đó, nước rò rỉ cũng là một vấn đề đáng quan tâm Trong quá trình di chuyển xuống phía đáy bãi chôn lấp, nước rò rỉ có thể mang theo các hợp chất và các vật liệu có trong bãi chôn lấp đến những vị trí mới, ở đó chúng có thể phản ứng hoàn toàn hơn Nước rò rỉ chiếm chỗ các lỗ rỗng trong bãi chôn lấp và gây cản trở đối với quá trình thoát khí bãi rác

1.1.4.2 Những đặc điểm liên quan đến Bãi Chôn lấp

Những vấn đề liên quan đến việc chôn lấp chất thải rắn bao gồm:

Thải không kiểm soát khí bãi rác có thể phát tán vào môi trường xung quanh gây mùi hôi và những nguy cơ nguy hại khác;

Ảnh hưởng của việc thải không kiểm soát khí bãi rác đến hiệu ứng nhà kính; Thải không kiểm soát nước rò rỉ có thể thấm xuống tầng nước ngầm hoặc nước mặt;

Sự sinh sản những sinh vật gây bệnh do quản lý bãi chôn lấp không hợp lý; Tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường do các khí vi lượng sinh ra từ những chất thải nguy hại thường đổ bỏ tại bãi chôn lấp trước đây

1.1.4.3 Phân Loại Bãi Chôn Lấp Và Phương Pháp Chôn Lấp

Việc Phân loại bãi chôn lấp được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.1 Các loại bãi chôn lấp

Loại Loại chất thải I Chất thải nguy hại II Chất thải theo quy định III Chất thải rắn sinh hoạt

Các loại bãi chôn lấp chính có thể phân loại như sau:

(1) Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hỗn hợp (2) Bãi chôn lấp chất thải rắn đã nghiền

(3) Bãi chôn lấp riêng biệt giành cho các chất thải đặc biệt hoặc chất thải theo quy định

Bên cạnh những bãi chôn lấp cổ điển đã mô tả, một số phương pháp chôn lấp đặc biệt đã được thiết kế tùy theo mục đích quản lý bãi chôn lấp như

(1) bãi chôn lấp được thiết kế nhằm tăng tốc độ sinh khí (2) bãi chôn lấp vận hành như những đơn vị xử lý chất thải rắn hợp nhất Bãi chôn lấp được thiết kế để tăng tốc độ sinh khí Nếu lượng khí bãi rác sinh ra và thu hồi từ quá trình phân hủy kỵ khí chất thải rắn được khống chế đạt cực đại, khi đó cần thiết kế bãi chôn lấp đặc biệt Chẳng hạn, tận dụng độ sâu, chất thải rắn đổ ở từng đơn nguyên riêng biệt không cần lớp che phủ trung gian và nước rò rỉ được tuần hoàn trở lại để tăng hiệu quả quá trình phân hủy sinh học Điểm bất lợi của loại bãi chôn lấp này là lượng nước rò rỉ dư phải được xử lý

Bãi chôn lấp đóng vai trò như những đơn vị xử lý chất thải rắn hợp nhất Theo phương pháp này, các thành phần hữu cơ được tách riêng và đổ vào bãi chôn lấp riêng để có thể tăng tốc độ phân hủy sinh học bằng cách tăng độ ẩm của rác sử dụng nước rò rỉ tuần hoàn, bổ sung bùn từ trạm xử lý nước thải hoặc phân động vật Rác đã bị phân hủy dùng làm vật liệu che phủ cho những khu vực chôn lấp mới và đơn nguyên này lại được dùng cho loạt rác mới

Ngoài ra còn có Phương pháp chôn lấp trên khu đất bằng phẳng,…

Ưu Điểm Của Phương Pháp Chôn Lấp

Ở những nơi có đất trống, phương pháp chôn lấp thường là phương pháp kinh tế nhất cho việc đổ bỏ chất thải

Côn trùng và chuột bọ khó có khả năng xâm nhập

Giảm mùi hôi thối, giảm phát tán ra môi trường bên ngoài

Hiện tượng cháy nổ khó xảy ra Đáy BCL được chống thấm tốt tránh tính trạng ô nhiễm nước ngầm và ô nhiễm đất Sau khi đóng BCL có thể xây dựng thành các công viên, các sân chơi, sân vận động hay các công trình phục vụ nghỉ ngơi giải trí Thí dụ như ở Hoa Kỳ có các sân vận động Denver, Colorado, Mount Trashmore có nguồn gốc là các bãi rác Chi phí vận hành không cao

1.1.4.4 Đặc điểm công nghệ Bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Thành phần, tính chất, sự hình thành, di chuyền khí thải trong bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt

Bãi chôn lấp chất thải rắn có thể được coi là bể phản ứng sinh hóa, với chất thải rắn và nước là những thành phần chính đi vào bãi chôn lấp, và với khí cùng cới nước rò rỉ là những thành phần đi ra chính Những chất thải đi vào bãi chôn lấp bao gồm chất hữu cơ bị phân hủy một phần và những chất thải vô cơ Xây dựng những hệ thống kiểm soát khí bãi chôn lấp để ngăn ngừa khí thải đi vào khí quyển và vùng xung quanh khu vực bãi chôn lấp Thu hồi khí có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng hoặc có thể đốt dưới điều kiện kiểm soát để loại trừ việc thải những chất nguy hiểm vào khí quyển

Thành phần và tính chất của khí bãi chôn lấp

Khí bãi chôn lấp bao gồm: khí chủ yếu ( xuất hiện với hàm lượng nhiều) và khí vi lượng ( xuất hiện với hàm lượng nhỏ dạng vết) Những khí chủ yếu được tạo ra từ sự phân hủy các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn đô thị Một số khí vi lượng mặc dù xuất hiện với một lượng nhỏ cũng có thể ga6yn độc và ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng

Thành phần khí chủ yếu trong bãi chôn lấp bao gồm: ammonia, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, hydrogen sulfide, methane, nitrogen và oxygen Sự phân bố khí của chất thải rắn sinh hoạt đô thị trong bãi chôn lấp được cho trong bảng khối lượng phân tử, tỷ trọng, khối lượng riêng của khí trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh ở điều kiện tiêu chuẩn

Thành phần khí đặc trưng trong bãi chôn lấp và Khối lượng phân tử, tỷ trọng, khối lượng riêng của khí trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh ở điều kiện tiêu chuẩn (0oC, 1artm) được trình bày cụ thể trong bảng 1.2 và 1.3

Bảng 1.2 Thành phần khí đặc trưng trong bãi chôn lấp

Bảng 1.3 Khối lượng phân tử, tỷ trọng, khối lượng riêng của khí trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh ở điều kiện tiêu chuẩn (0oC, 1artm)

Gas Công thức Khối lượng

phân tử

Tỷ trọng g/l

Khối lượng riêng lb/ft3

Ammonia NH3 17.03 0.7708 0.0482 Carbon dioxide CO2 44.00 1.9768 0.1235 Hydrogen H2 2.016 0.0898 0.0056 Hydrogen sulfide H2s 34.08 1.5392 0.0961 methane CH4 16.03 0.7167 0.0448 Nitrogen N2 28.02 1.2507 0.0782

Carbon monoxide CO 28.00 1.2501 0.0781

(Nguồn: Chemical engineers` handbook, 1984)

Sự hình thành khí trong bãi chôn lấp

Sự hình thành khí chính trong bãi chôn lấp theo 5 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Giai đoạn điều chỉnh ban đầu

Trong giai đoạn này thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị sẽ chịu sự phân hủy khi chúng được đưa vào bãi chôn lấp Trong giai đoạn 1, sự phân hủy sinh học diễn ra dưới điều kiện hiếu khí một lượng khí còn được giữ lại trong bãi chôn lấp Nguồn vi sinh vật làm nhiệm vụ phân hủy chủ yếu nằm trong đất dùng làm vật liệu phủ Ngoài ra còn có các nguồn khác như bùn sau khi đã ổn định từ các nhà máy xử lý nước thải,…

Giai đoạn 2: Giai đoạn chuyển tiếp

Trong giai đoạn này oxygen bị kiệt quệ và điều kiện kỵ khí bắt đầu phát triển Khi bãi chôn lấp trở thành kỵ khí, nitrate và sulfate được sử dụng như chất nhận điện tử trong phản ứng chuyển hóa sinh học, thường bị khử thành khí nitrogen và hydrogen sulfide Khí methane hình thành khi giá trị điện thế oxy hóa nằm trong khoảng 150-300 mV Khi điện thế oxy hóa khử tiếp tục giảm, thành phần vi sinh vật chịu trách nhiệm chuyển hóa chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị thành khí methane và carbon dioxide bắt đầu chuyển qua giai đoạn 3, với sự chuyễn hóa chất hữu cơ phức tạp thành acid hữu cơ và những sản phẩm trung gian Trong giai đoạn 2, PH của nước rò rỉ, nếu được hình thành sẽ bắt đầu giảm do sự hiện diện của các acid hữu cơ và ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 tăng cao trong bãi chôn lấp

Giai đoạn 3: Giai đoạn acid

Hoạt động của vi sinh vật hình thành trong giai đoạn 2 đã gia tăng đáng kể lượng acid hữu cơ và hydrogen

Bước thứ nhất trong giai đoạn 3 này là sự thủy phân các hợp chất đại phân tử( lipid, polysaccharide, protein, ncleic acid) thành những hợp chất thích hợp cho vi sinh vật làm nguồn năng lượng và tổng hợp tế bào mới

Bước thứ hai ( sự acid hóa) bao gồm sự chuyển hóa thành acid acetic và hàm lượng nhỏ các fulvic và những acid hữu cơ phức tạp khác Carbon dioxide là khí chính được taọ ra trong giai đoạn 3 này Một lượng nhỏ hydrogen cũng được tạo ra trong giai đoạn này Vi sinh vật trong giai đoạn này là nonmethanogenic, bao gồm vi khuẩn tùy tiện và kỵ khí bắt buộc ( vi khuẩn tạo acid) Độ PH trong nước rỉ rác thường nhỏ hơn 5 do sự hiện diện của các acid hữu cơ và nồng độ cao của khí CO2 trong bãi chôn lấp nhu cầu oxy sinh học 5 ngày ( BOD5) và nhu cầu oxy hóa học ( COD), độ dẫn điện của nước rỉ rác sẽ gia tăng đáng kể trong giai đoạn 3

Do giá trị PH thấp trong nước rò rỉ, một số thành phần vô cơ, chủ yếu là kim loại nặng sẽ hòa tan vào nước rò rỉ trong giai đoạn 3 này

Giai đoạn 4: Giai đoạn lên men methane

Trong giai đoạn này, nhóm vi sinh vật thứ hai sẽ chuyển hóa acid acetic và hydrogen thành khí CH4 và CO2, những vi sinh vật đảm nhiệm trong giai đoạn này là methanogenic Trong giai đoạn 4, sự hình thành khí methane và acid đều diễn ra đồng thời, mặc dù tốc độ hình thành acid bị giảm đáng kể

Do acid và hydrogen được chuyển hóa thành khí CH4 và CO2 trong giai đoạn 4, PH trong bãi chôn lấp sẽ tăng đến giá trị trong khoảng 6.8-8.0 Lần lượt PH trong nước rò rỉ sẽ tăng và nồng độ BOD5 và COD, độ dẫn điện của nước rò rỉ sẽ giảm

Giai đoạn 5: Giai đoạn hoàn chỉnh

Giai đoạn này xuất hiện sau khi chất hữu cơ có khả năng bị phân hủy sinh học đã được chuyển hóa thành khí CH4 và CO2 trong giai đoạn 4 Do độ ẩm liên tục di chuyển qua chất thải, thành phần chất hữu cơ có khả năng bị phân hủy sinh học chưa bị phân hủy trước đây sẽ tiếp tục được phân hủy trong giai đoạn này

Tốc độ tạo ra khí giảm nhiều trong giai đoạn 5 Do hầu hết các chất dinh dưỡng đã bị khử đi cùng với nước rò rỉ trong giai đoạn trước và cơ chất còn lại trong bãi chôn lấp có khả năng bị phân hủy sinh học một cách chậm chạp Những khí chủ yếu trong giai đoạn 5 bao gồm CH4 và CO2 Trong giai đoạn hoàn chỉnh, nước rò rỉ thường chứa humic và fulvic acid, chúng gây cản trở cho quá trình sinh học sau này

Khoảng thời gian cho mỗi giai đoạn

Thời gian của từng giai đoạn tạo khí trong bãi chôn lấp sẽ thay đổi tùy thuộc vào:

- Sự phân bố thành phần chất hữu cơ trong bãi chôn lấp - Chất dinh dưỡng sẵn có hay không trong bãi chôn lấp - Độ ẩm của chất thải

- Độ ẩm hằng ngày trong bãi đổ - Mức độ nén chặt ban đầu

Các số liệu đặc trưng cho phần trăm phân bố của những khí chủ yếu trong bãi chôn lấp mới phụ thuộc vào thời gian được cho trong sự phân bố các khí trong bãi chôn lấp quan sát được trong 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp đã đóng

Thể tích khí sinh ra trong bãi chôn lấp

Phản ứng hóa học tổng quát đối với quá trình phân hủy kỵ khí chất thải rắn Chất hữu cơ + H2O→ chất hữu cơ đã phân hủy + CH4 + CO2+ khí

(CTR)

Nếu thành phần hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị ( ngoại trừ nhựa) được biểu diễn bằng công thức CaHbOcNd thì thể tích khí tổng cộng có thể được tính toán theo công thức sau ( giả thiết chất thải chuyển hóa hoàn toàn thành khí CH4

và CO2)

CaHbOcNd + ( 4a –b -2c -3d/4) H2O → ( 4a – b – 2c – 3d/8) CH4 + ( 4a – b + 2c + 3d/8) CO2 + dNH3

Sự phân bố các khí trong bãi chôn lấp quan sát được trong 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp đã đóng được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng1.4 Sự phân bố các khí trong bãi chôn lấp quan sát được trong 48 tháng đầu sau khi một ô chôn lấp đã đóng

Quảng thời gian từ khi một ô chôn lấp hoàn tất ( tháng)

Giá trị trung bình % thể tích Nitrogen Carbon dioxide Methane

(Nguồn: Special Studies of A Sanitary Landfill, 1970)

Tổng quát, chất hữu cơ hiện diện trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị có thể chia ra làm 2 nhóm:

- Chất hữu cơ phân hủy nhanh ( từ 3 tháng đến 5 năm) - Chất hữu cơ phân hủy chậm ( trên 50 năm hoặc nhiều hơn)

Thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhanh và chậm trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng 1.5 Thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhanh và chậm trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị

Thành phần chất hữu cơ

Khả năng phân hủy sinh học nhanh

Khả năng phân hủy sinh học chậm

Chất thải nông nghiệp X

(Nguồn: Special Studies of A Sanitary Landfill, 1970)

Sự di chuyển của các chất khí chính trong bãi chôn lấp

Mặc dù hầu hết khí methane thoát ra khí quyển, người ta phát hiện ra cả methane

và carbon dioxide trong đất với nồng độ đến 40% ở khoảng cách theo chiều ngang 120 m tính từ bìa mép của bãi chôn lấp Khi bãi chôn lấp không được thông khí thì mức độ di chuyển theo chiều ngang của các chất khí này thay đổi tùy theo tính chất của vật liệu phủ và đất đai xung quanh Trường hợp khí methane đươc thông khí không thích đáng, nó có thể tích tụ ở bên dưới các khu nhà ở hoặc trong các khoảng trống gần bãi chôn lấp ( do khối lượng riêng của

methane nhỏ hơn của không khí)

Sự di chuyển lên trên của khí trong bãi chôn lấp

Methane và carbon dioxide có thể thoát qua lớp phủ vào khí quyển bằng sự đối lưu hoặc khuếch tán

Sự di chuyển xuống dưới của khí trong bãi chôn lấp

Carbon dioxide do khối lượng riêng lớn hơn không khí 1.5 lần và lớn hơn khí methane 2.8 lần, nên nó cp1 khuynh hướng tích tụ dưới đáy bãi chôn lấp, nếu chúng ta sử dụng đất làm lớp lót, thì khí CO2 có thể di chuyển từ đó xuống phía dưới tới mạch nước ngầm ( sự di chuyển của CO2 có thể bị hạn chế bằng màng chông thấm) Carbon dioxide hòa tan vào trong nước theo phương trình:

CO2 + H2O → H2CO3

Phản ứng này làm cho PH của nước thấp và làm gia tăng độ cứng và thành phần khoáng của nước ngầm Chẳng hạn nếu Calcium Carbonate hiện diện trong đất, carbonic acid sẽ phản ứng với nó để hình thành Calcium bicarbonate theo phương trình phản ứng:

bên ngoài như thoát nước bề mặt, nước mưa, nước ngầm, nước do phân hủy chất thải

Thành phần của nước rò rỉ

Thành phần chính xác của nước rò rỉ thay đổi và phụ thuộc vào loại chất thải tiếp nhận tại bãi thải, tuổi của chất thải và lượng mưa So sành với nước thải sinh hoạt có COD khoảng 250 – 1000 mg/l, và TSS khoảng 100-400 mg/l nước rò rỉ của bãi chôn lấp có hàm lượng COD rất cao có nơi lên đến 60000 mg/l, và TSS đạt đến 1000 mg/l Thành phần nước rò rỉ giao động rất lớn

Thành phần nước rò rỉ tiêu biểu được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng1.6 Thành phần nước rò rỉ tiêu biểu

Thành phần

Giá trị mg/l Bãi chôn lấp mới ( < 2 năm) Bãi chôn lấp

hoàn chỉnh ( > 10 năm)

Dãy dao động Đặc trưng

Organic nitrogen 10-800 200 80-120 Ammonia

Thành phần hóa học của nước rò rỉ sẽ giao động sẽ giao động rất lớn tùy thuộc vào tuổi của bãi chôn lấp Nếu mẫu nước thải rò rỉ được lấy để phân tích các chỉ tiêu của nó trong giai đoạn acid hóa thì giá trị PH sẽ thấp và hàm lượng của BOD5

và COD, chất dinh dưỡng và kim loại nặng sẽ cao Mặc khác ne6uy1 mẫu được lấy trong giai đoạn lên men methane thì giá trị PH sẽ nằm trong khoảng 6.5-7.5 và BOD5 và COD, chất dinh dưỡng sẽ thấp đáng kể

Khả năng phân hủy sinh học của nước rò rỉ sẽ thay đổi theo thời gian Sự thay đoổi khả năng phân hủy sinh học của nước rò rỉ có thể kiểm tra bằng tỷ số BOD5/COD Ban đầu tỷ số này nằm trong khoảng 0.5 hoặc lớn hơn Tỷ số này nằm trong khoảng 0.4-0.6 nói lên rằng chất hữu cơ trong nuo7cf1 rò rỉ đã bị phân hủy sinh học trong những bãi chôn lấp đã hoàn chỉnh, tỷ số đó thường nằm trong dãy : 0.05 – 0.20 tỷ số này giảm do nước rò rỉ từ những bãi chôn lấp hoàn chỉnh chủ yếu chứa humic và fulvic acid, chúng không có khả năng bị phân hủy sinh

học

Những yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng nước rò rỉ

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước rò rỉ những yếu tố sau đây được coi là những yếu tố chính làm cho chất lượng nước rò rỉ thay đổi:

- Thành phần rác thải - Thời gian rác nằm trong bãi chôn lấp - Nhiệt độ của không khí xung quanh bãi chôn lấp - Độ ẩm của không khí

- Hàm lượng oxygen trong bãi chôn lấp

Những yếu tố ảnh hưởng đến lượng nước rò rỉ

Cũng như chất lượng, hàm lượng nước rò rỉ cũng phụ thuộc vảo khí hậu và điều kiện hoạt động thực tế tại bãi chôn lấp Những yếu tố chính

- Lượng mưa hàng năm - Sự xâm nhập của nước ngầm vào bãi chôn lấp - Độ ẩm của rác thải

- Thiết kế lớp phủ bề mặt cuối cùng

Đánh giá lượng nước rò rỉ

Lượng nước rò rỉ phụ thuộc nhiều vào lượng mưa, do đó rất khó mà đánh giá chính xác Tốc độ sinh ra nước rỉ trước và sau khi đóng cửa bãi chôn lấp dao động rất lớn và các phương pháp tính toán chúng cũng rất khác nhau Việc đánh giá tốc độ tão ra nước rò rỉ trước khi đóng cửa bãi chôn lấp là rất cần thiết để xác định khoảng cách và kích thước của hệ thống ống thu gom nước rò rỉ bố trí tại đáy của

bãi chôn lấp, kích thước của bể thu gom nước rò rỉ, và thiết kế nhà máy xử lý nước rò rỉ sau khi đóng bãi chôn lấp dùng để đánh giá chi phí vận hành sau này Tốc độ tạo ra nước rò rỉ cao trong giai đoạn hoạt động của bãi chôn lấp, và giảm từ từ sau khi xây dựng xong lớp phủ bề mặt của bãi chôn lấp

Tốc độ sinh ra nước rò rỉ trước khi đóng bãi chôn lấp

Nước rò rỉ tạo ra chủ yếu là do lượng mưa và khả năng nén ép rác đổ vào bãi chôn lấp Sự phân hủy của khối lượng rác có khả năng bị thối rửa cũng tạo ra nước/ dung dịch Trong thiết kế thực tế thể tích nước rò rỉ tạo ra do phân hủy có thể bỏ qua Nước chảy tràn bề mặt có thể được gia tăng lượng nước rò rỉ Tuy nhiên trong thiết kế đúng đắn nước bề mặt trên bãi chôn lấp không được đi vào chất thải Do đó, vấn đề này cũng không đề cập

Tốc độ tạo ra nước rò rỉ trước khi đóng cửa bãi chôn lấp được tính toán theo phương trình sau:

Thành phần nước mưa hoặc lượng nước có sẵn trong bãi chôn lấp có thể bốc hơi dưới những điều kiện thích hợp Bốc hơi phụ thuộc vào những yếu tố như : nhiệt độ môi trường xung quanh, tốc độ gió, chênh lệch áp suất giữa bề mặt bốc ho8i và không khí, áp suất khí quyển và khối lượng riêng của chất lỏng bay hơi

Tốc độ tạo ra nước rò rỉ khi bãi chôn lấp được đóng lại

Sau khi xây dựng lớp phủ cuối cùng trên bề mặt bãi chôn lấp, thì chỉ có nước nào có khả năng thấm qua lớp phủ mới có thể thấm qua chất thải và tạo ra nước rò rỉ Có 5 phương pháp tính toán tốc độ tạo ra nước rò rỉ trong một thời gian dài Là:

- Phương pháp cân bằng nước - Phương pháp sử dụng phương trình kinh nghiệm - Phương pháp mô hình tính toán kết hợp với phương pháp cân bằng

nước

- Phương pháp mô hình toán học - Phương pháp đo lường thấm trự tiếp Ở đây sử dụng phương pháp cân bằng nước để dự đoán lượng nước rò rỉ sinh ra sau khi bãi chôn lấp được đóng lại hoàn toàn

Phương pháp cân bằng nước

Được sử dụng để dự đoán tốc độ tạo ra nước rò rỉ trong một thời gian dài Lv` = P – ET – R - S

Trong đó:

Lv` thể tích nước rò rỉ sau khi bãi chôn lấp đã đóng P thể tích nước mưa

ET thể tích nước tổn thất do bốc hơi R thể tích nước chảy trên bề mặt S thể tích nước chứa trong nước thải và đất Khi nước mưa rơi trên bề mặt lớp phủ bại chôn lấp, một phần chảy trên bề mặt và một phần tổn thất do bốc hơi, phần còn lại sẽ thấm qua lớp phủ, nhưng một phần của nó sẽ được hấp thụ bởi đất và chất thải Phương pháp cân bằng nước chỉ có thể áp dụng đối với những bãi chôn lấp trong đó lớp phủ cuối cùng là đất có tính thấm nước nhỏ

1.2 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt đô thị

1.2.1 Tính chất vật lý, hóa học, sinh học của chất thải rắn sinh hoạt

1.2.1.1 Tính chất vật lý

Những tính chất vật lý bao gồm: khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước rác, sự phân bố kích thước

Khối lượng riêng

Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu Do khối lượng riêng được cho ở trạng thái không chặt, không nén và nén Các số liệu về khối lượng riên thường cần thiết để đánh giá khối lượng và thể tích tổng cộng của chất thải rắn được quản lý

Độ ẩm

Độ ẩm được xác định bằng công thức M= (w-d/w)100

Trong đó: M là độ ẩm (%) w trọng lượng ban đầu của mẫu rác (kg) d trọng lượng của mẫu rác sau khi sấy khô ở 105oC (kg)

Khối lượng riêng và độ ẩm của chất thải rắn sinh hoạt được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng 1.7 Khối lượng riêng và độ ẩm của chất thải rắn sinh hoạt

Loại chất thải Khối lượng riêng, lb/yd

3 Độ ẩm, % Dãy dao động Đặc trưng Dãy dao động Đặc trưng KHU DÂN CƯ (không nén)

( cháy được)

Rác rưởi (không cháy được)

Rác rưởi ( hỗn hợp)

CÔNG NGHIỆP

Tro bay 1180-1515 1350 2-10 4 Phế liệu kim

loại nặng

Phế liệu kim loại nhẹ

Phế liệu kim loại hỗn hợp

Dầu, asphalt,…

Gỗ hỗn hợp 675-1140 840 30-60 25

NÔNG NGHIỆP

Nông nghiệp hỗn hợp

Chất thải trái cây hỗn hợp

Chất thải rau cải hỗn hợp

(Nguồn: Landfill Technology, 1985)

Ghi chú: lb/yd3x 0.5933= kg/m3

Kích thước và sự phân bố kích thước của chất thải rắn sinh hoạt

Kích thước và sự phân bố kích thước của các thành phần trong chất thải rắn là một nghiên cứu quan trọng trong việc thu hồi nguyên liệu Kích thước của chất thải rắn có thể được tính toán bằng một trong những công thức sau:

l chiều dài, mm w chiều rộng, mm h chiều cao, mm Kích thước trung bình của các thành phần trong chất thải rắn sinh hoạt nằm trong khoảng 175-200mm

1.2.1.2 Tính chất hóa học

Những tính chất hóa học của chất thải rắn sinh hoạt đô thị đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ xử lý và thu hồi chất thải rắn Phân tích tính chất hóa học của chất thải rắn là xác định theo phần trăm nguyên tố C (carbon), H (hydro), O (oxy), N(nitrogen), S (sulfur) và tro Kết quả phân tích sẽ được xác định tỷ lệ C/N thích hợp cho quá trình chuyển hóa sinh học

Thành phần hóa học trong chất thải rắn sinh hoạt được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng 1.8 Thành phần hóa học trong chất thải rắn sinh hoạt

Loại chất thải Phần trăm khối lượng ( tính theo khối lượng khô)

Carbon Hydrogen Oxygen Nitrogen Sulfur Tro THỰC PHẨM

Chất thải thự phẩm( hỗn hợp)

48.0 6.4 37.6 2.6 0.4 5.0

Chất thải trái cây

48.5 6.2 39.5 1.4 0.2 4.2

Chất thải thịt 59.6 9.4 24.7 1.2 0.2 4.9 GIẤY

Bìa cứng 43.0 5.9 44.8 0.3 0.2 5.0 Tạp chí 32.9 5.0 38.6 0.1 0.1 23.3 Báo 49.1 6.1 43.0 < 0.1 < 0.1 0.4 Giấy ( hỗn

hợp)

43.4 5.8 44.3 0.3 0.2 6.0

Carton 59.2 9.3 30.1 0.1 0.1 1.2 NHỰA

Nhựa ( hỗn hợp)

Polyethylene 85.2 14.2 - < 0.1 < 0.1 4.3 Polystryrene 87.1 8.4 4.0 0.2 - 0.3 polyurethane 63.3 6.3 17.6 6.0 < 0.1 4.3

Polyvinyl chloride

46.0 6.0 38.0 3.4 0.3 6.3

THỦY TINH, KIM LOẠI Thủy tinh 0.5 0.1 0.4 < 0.1 - 98.9 Kim loại 4.5 0.6 4.3 < 0.1 - 90.5 Dầu, sơn 66.9 9.6 5.2 2.0 - 16.3

(Nguồn: Landfill Technology, 1985)

1.2.1.3 Những chất dinh dưỡng và thành phần cơ bản khác

Khi thành phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị được sử dụng làm nguyên liệu cho việc sản xuất ra những sản phẩm chuyển hóa sinh học, chẳng hạn như làm phân hữu cơ, thu khí methane, cồn ethanol Những số liệu về chất dinh dưỡng và nguyên tố cơ bản trong chất thải rắn là rất quan trọng đối với sự cân bằng dinh dưỡng vi sinh vật

Nguyên tố và chất dinh dưỡng cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.9 Nguyên tố và chất dinh dưỡng cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị

Thành phần Đơn vị

Cơ chất ( khô) Báo Giấy văn

phòng

Chất thải làm vườn

Chất thải thực phẩm

Ngoài trừ nhựa, cao su và da Thành phần hữu cơ của hầu hết chất thải rắn sinh hoạt dđô thị có thể phân loại như sau:

- Thành phần hòa tan được trong nước như: đường, bột, amino acid và những dạng acid hựu co khác

- Hemicellulose sản phẩm ngưng tụ của đường 5 và 6 carbon - Cellulose sản phẩm ngưng tụ của đường glucose 6 carbon - Mỡ, dầu và sáp chúng là những este của cồn và acid béo mạch dài - Lignin, chất cao phân tử chứa vòng thơm với nhóm methoxyl, chúng

hiện diện trong các sản phẩm giấy báo,… - Lignocellulose hợp chất của lignin và cellulose - Protein chúng bao gồm chuỗi amino acid

Đặc tính sinh học quan trọng nhất của thành phần hữu cơ chất thải rắn đô thị là hầu hết các thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học thành khí và những chất hữu cơ, vô cơ trơ Vấn đề sinh ra mùi và ruồi nhặng cũng liên quan đến loại gây mùi của chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị

Khả năng phân hủy sinh học của thành phần chất thải hữu cơ

Thành phần chất rắn dễ bay hơi (VS) được xác định bằng phương pháp đốt cháy ở nhiệt độ 550oC, thường được sử dụng để đo lường khả năng bị phân hủy sinh học của thành phần hữu cơ chất thải rắn sinh hoạt đô thị

Thành phần lignin của chất thải cũng có thể được sử dụng để đánh giá thành phần có khả năng bị phân hủy sinh học theo phương trình sau:

BF = 0.83-0.028LC Trong đó:

BF thành phần có khả năng bị phân hủy sinh học

0.83 hằng số kinh nghiệm 0.028 hằng số kinh nghiệm LC thành phần lignin

Thành phần có khả năng bị phân hủy sinh học của chất thải rắn hữu cơ dựa vào lignin được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.10 Thành phần có khả năng bị phân hủy sinh học của chất thải rắn hữu cơ dựa vào lignin

Thành phần

Chất rắn bay hơi ( VS), phần trăm của chất rắn tổng cộng(TS)

Thành phần lignin (LC), phần trăm của VS

Thành phần có thể phân hủy sinh học (BF)

Dưới điều kiện kỵ khí, sulfat có thể bị khử thành sulide, sau đó nó kết hợp với hydrogen thành H2S theo phương trình phản ứng sau: