Thiết kế ô chôn lấp chất thải rắn

Trong những năm gần đây tuy tình hình kinh tế thế giới không mấy ổn định nhưng Việt Nam đã có những bước tiến vững chắc và sự tiến bộ vượt bậc về kinh tế xã hội. Tuy nhiên, đi kèm theo đó là các hậu quả về môi trường đang ngày càng gây bức xúc lớn trong dư luận xã hội do chưa được các cơ quan chức năng và doanh nghiệp quan tâm đúng mức.

MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây tuy tình hình kinh tế thế giới không mấy ổn định nhưng Việt Nam đã có những bước tiến vững chắc và sự tiến bộ vượt bậc về kinh tế xã hội. Tuy nhiên, đi kèm theo đó là các hậu quả về môi trường đang ngày càng gây bức xúc lớn trong dư luận xã hội do chưa được các cơ quan chức năng và doanh nghiệp quan tâm đúng mức. Nguy cơ ô nhiễm môi trường do các chất thải gây ra đã và đang trở thành một vấn đề cấp bách trong công tác bảo vệ môi trường ở nước ta hiện nay. Và ô nhiễm chất thải rắn là một trong những vấn đề cần quan tâm. Tại Việt Nam, cũng như các vấn đề môi trường khác, việc thu gom và xử lý chất thải rắn và chất thải nguy hại đúng cách chưa được quan tâm đúng mức. Các bãi chôn lấp của Việt Nam đều đã cũ, không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cũng như tải trọng. Chất thải thải ra không được xử lý an toàn sẽ tích tụ lâu dài trong môi trường, gây ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm và không khí, ảnh hưởng đến các hệ sinh thái và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Chính vì vậy việc thiết kế và quy hoạch bãi rác đúng yêu cầu kỹ thuật và chịu được tải trọng là vô cùng quan trọng. Trong đồ án Công nghệ môi trường II nhóm em nhận đề tài thiết kế ô chôn lấp chất thải rắn, đây là một đề tài mới mẻ đối với cả nhóm, vì vậy trong quá trình thiết kế sẽ không tránh khỏi sai sót, rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô để đề tài này được hoàn thiện hơn. Chương 1: TỔNG QUAN Đô thị hóa quá nhanh đã tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lượng môi trường và phát triển không bền vững. Lượng chất thải rắn phát sinh tại các đô thị và khu công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp. Lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại các đô thị ở nước ta đang có xu thế phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10%. Tỷ lệ tăng cao tập trung ở các đô thị đang có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy mô lẫn dân số và các khu công nghiệp, như các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%) Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ phát sinh CTRSH tăng đồng đều hàng năm và với tỷ lệ tăng ít hơn (5,0%). [1] I.Tổng quan về chất thải rắn 1. Khái niệm CTR CTR là những vật ở dạng rắn do hoạt động của con người (sinh hoạt, sản xuất, tiêu dùng…) và động vật gây ra. Đó là những vật đã bỏ đi, thường ít được sử dụng hoặc ít có ích hoặc có lợi cho con người. CTR của một qúa trình sản xuất này có thể là nguyên liệu cho một qúa trình sản xuất khác. CTR của động vật này có thể là thức ăn cho động vật khác trong dây chuyền thực phẩm. 2. Phân loại CTR 2.1 Rác thực phẩm. Đó là những chất thải từ nguồn thực phẩm, nông phẩm hoa quả trong quá trình sản xuất, thu hoạch, chế biến, bảo quản bị hỏng, bị thải loại ra. Tính chất đặc trưng loại này là quá trình lên men cao, nhất là trong điều kiện độ ẩm không khí 85-90% nhiệt độ 30-35 ◦ C. Quá trình này gây mùi thối nồng nặc và phát tán vào không khí nhiều bào tử mầm bệnh. Loại này thường lớn. 2.2 Rác rạp. Từ công sở, nhà ăn, khu chợ. Ở đây vừa có loại phân giải nhanh chóng nhưng lại vừa có loại phân giải chậm hoặc khó phân giải (như bao nilon). Có loại đốt được nhưng có loại không cháy. Loại đốt được bao gồm các chất giấy, bìa, plastic, vải, cao su, da, gỗ lá cây; loại không cháy gồm thuỷ tinh, đồ nhôm, kim loại. 2.3 Xà bần bùn cống. Chất thải của quá trình xây dựng và chỉnh trang đô thị bao gồm bụi đá, mảnh vỡ, bê tông, gỗ, gạch, ngói, đường ống những vật liệu thừa của trang bị nội thất. Loại này chiếm một khoảng 35-40% theo số liệu của công ty dịch vụ công cộng. 2.4 Tro Tro bếp và tro trong các công nghệ đốt có thành phần chủ yếu là carbon và kali, các khoáng chất khác khi khô có gió thì gây bụi bay mù mịt, khi ướt thì kết dính. Tuy nhiên tro có tính hấp phụ lý học rất cao, đặc biệt là hấp phụ mùi. 2.5 Chất thải từ nhà máy nước. Bao gồm bùn cát lắng trong quá trình ngưng tụ chiếm 25-29%. Thành phần cấp hạt có thay đổi đôi chút do nguồn nước lấy vào và quá trình công nghệ. 2.6 Chất thải từ các nhà máy ô nhiễm. Chất thải này có rác từ các hệ thống xử lý nước, nước thải, nhà máy xử lý chất thải công nghiệp. 2.7 Chất thải là sản phẩm thừa nông nghiệp Xuất hiện ở vùng nông thôn thành phần chủ yếu là rơm rạ (trừ loại cho bò ăn và đun nấu), dây khoai cành lá cây trồng, rau bỏ. Khối lượng phụ thuộc vào mùa vụ và đặc tính cũng như phong tục nông nghiệp ở mỗi vùng. Có vùng nó là chất thải nhưng có vùng nó lại là nguyên liệu sản xuất. 2.8 Lá cây và các nhành lá đốn bỏ hoặc gẫy đổ. Trong đô thị các đường phố công viên và khu dân cư thường có cây bóng mát mọc, cành lá của nó gãy cũng gây ra loại rác thải. Tuy vậy loại này không cao, chiếm 1-2%. 2.9 Chất thải độc hại. Bao gồm các chất thải chứa các chất độc nguy hiểm như các chất phóng xạ uranthori, các loại thuốc nổ TNT, chất dễ bắt lửa, chất thải sinh học, chất thải trong sản xuất nhựa hoặc chất thải trong sản xuất vi trùng. Nghĩa là toàn bộ CTR gây hại trực tiếp và rất độc dù ở mức thấp đối với người và động vật. Nguồn phát sinh ra chất thải nguy hại chủ yếu từ các hoạt động y tế, công nghiệp và nông nghiệp. 2.10 Chất thải y tế nguy hại Hiện nay đang được xử lý tại bệnh viện Lao Thành phố bằng phương pháp đốt, phần chất thải này không được đem chôn lấp. Nguồn CTR có thể khác nhau ở nơi này và nơi khác, khác nhau về số lượng, phân bố về thời gian. Trong nhiều trường hợp thống kê, người ta thường phân chia CTR thành 2 loại chính: chất thải công nghiệp và chất thải sinh hoạt. Ở các nước phát triển cũng như các nước đang phát triển, tỷ lệ chất thải sinh hoạt thường cao hơn chất thải công nghiệp. 3. Nguồn gốc phát sinh CTR 3.1 Nguồn gốc phát sinh Nguồn gốc phát sinh, thành phần tốc độ phát sinh của CTR là cơ sở quan trọng để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương trình quản lý hệ thống quản lý CTR Có nhiều cách phân loại nguồn gốc phát sinh CTR khác nhau, nhưng phân loại theo cách thông dụng nhất là: 1. Khu dân cư 2. Khu thương mại 3. Các cơ quan, công sở 4. Các công trường xây dựng và phá huỷ các công trường xây dựng 5. Khu công cộng 6. Nhà máy xử lý chất thải (nước cấp, nước thải, khí thải) 7. Khu công nghiệp 8. Nông nghiệp Bảng 1.1: Nguồn gốc CTR đô thị Nguồn gốc phát sinh Hoạt động và vị trí phát sinh CTR Loại chất thải 1.Khu dân cư - Các hộ gia đình, các biệt thự và khu chung cư. - Thực phẩm, giấy, cát tông, plastic, gỗ, thuỷ tinh, can, thiếc, nhôm, các kim loại khác và các chất thải đặc biệt 2.Khu thương mại - Cửa hàng bách hoá, nhà hàng khách sạn , siêu thị, văn phòng dao dịch, nhà máy in… -Giấy carton, plastic, gỗ, thực phẩm, thuỷ tinh, kim loai, chất thải đặc biệt, chất thải độc hại. 3.Cơ quan, công sở - Trường học, bệnh viện, nhà tù, văn phòng cơ quan nhà nước. - Các chất thải giống như khu thương mại. Hầu hết CTR y tế (rác bệnh viện) được thu gom và xử lý tách riêng biệt bởi vì tính chất độc hại của nó. 4.Công trình xây dựng và phá huỷ - Các công trình xây dựng, công trình sửa chữa hoặc làm mới đường giao thong, cao ốc, sàn nền xây dựng và các mảnh vỡ của vật liệu lót vỉa hè. - Gỗ, thép, bê tông, thạch cao, mảnh vụn, bụi… 5.Dịch vụ công cộng - Hoạt động vệ sinh đường phố, làm đẹp cảnh quan, làm sạch các hồ chứa, bãi đậu xe và bãi biển, khu vui chơi giải trí. - Chất thải đặc biệt, rác quét đường, cành cây và lá cây, xác động vật chết… 6.Các 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 7.Chất thải rắn đô thị. - Tất cả các nguồn kể trên - Bao gồm tất cả các loại kể trên 8.Công nghiệp - Các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, nhà máy hoá chất, nhà máy lọc dầu, các nhà máy chế biến thực phẩm, các ngành công nghiệp nặng và nhẹ,… - Chất thải sản xuất công nghiệp, vật liệu phế thải, chất thải độc hại, chất thải đặc biệt. 9.Nông nghiệp - Các hoạt động thu hoạch trên đồng ruộng, trang trại, nông trường và các vườn cây ăn quả, sản xuất sữa và lò giết mổ súc vật. - Các loại sản phẩm của quá trình nuôi trồng và thu hoạch chế biến như rơm rạ, rau quả, sản phẩm thải của các lò giết mổ heo bò,… Các tác động của CTR tới chất lượng môi trường. Hình 1.1: Sự tác động của chất thải rắn tới môi trường và con người II. Tình hình quản lý CTR ở Việt Nam 1. Quản lý Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trường sống của con người. Các đô thị phải có kế hoạch tổng thể quản lý tổng thể chất thải rắn thích hợp mới có thể xử lý kịp thời và có hiệu quả. Một cách tổng quát, các hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý chất thải rắn được minh hoạ ở hình 1.2. Nguồn phát sinh chất thải Gom, nhặt, tách và lưu giữ tại nguồn Thu gom Trạm trung chuyển và vận chuyển Tách, xử lý và tái chế Tiêu hủy Hình 1.2. Sơ đồ về mối quan hệ trong hệ thống quản lý chất thải rắn Công tác quản lý chất thải rắn ở Việt Nam hiện nay còn chưa tiếp cận được với phương thức quản lý tổng hợp trên quy mô lớn, chưa áp dụng đồng bộ các giải pháp giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế để giảm tỷ lệ chất thải phải chôn lấp. Hoạt động giảm thiểu phát sinh CTR, một trong những giải pháp quan trọng và hiệu quả nhất trong quản lý chất thải, còn chưa được chú trọng. Chưa có các hoạt động giảm thiểu CTRSH. Ở quy mô công nghiệp, số cơ sở áp dụng sản xuất còn rất ít, khoảng 300/400.000 doanh nghiệp. Hoạt động phân loại tại nguồn chưa được áp dụng rộng rãi, chỉ mới được thí điểm trên qui mô nhỏ ở một số thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh. Tỷ lệ thu gom chất thải ở các vùng đô thị trung bình đạt khoảng 80-82%, thấp nhất là đô thị loại IV (65%), ở Hà Nội cao hơn (90%); ở các điểm dân cư nông thôn ~ 40-55% . Khoảng 60% khu vực ở nông thôn chưa có dịch vụ thu gom chất thải, chủ yêu dựa vào tư nhân hoặc cộng đồng địa phương. Tỷ lệ thu gom, vận chuyển CTR tuy đã tăng dần song vẫn còn ở mức thấp, chủ yếu phục vụ cho các khu vực đô thị, chưa vươn tới các khu vực nông thôn. Xã hội hóa công tác thu gom, vận chuyển CTR tuy đã được phát triển nhưng chưa rộng và chưa sâu, chủ yếu được hình thành ở các đô thị lớn[2]. 2. Các giải pháp phòng ngừa và giảm thiểu chất thải rắn - Triển khai rộng rãi công tác phân loại rác thải ngay tại nguồn phát sinh sẽ góp phần giảm bớt gánh nặng cho thu gom và xử lý chất thải đô thị; - Xây dựng hướng dẫn về công tác quản lý chất thải rắn nói chung, chất thải nguy hại nói riêng và phổ biến rộng rãi các hướng dẫn này; - Tăng cường khung thể chế, kể cả phát triển hệ thống thu phí chất thải để cân bằng chi phí cho quản lý chất thải rắn; - Mở rộng chương trình nâng cao nhận thức về quản lý chất thải rắn cho cộng đồng, đặc biệt là đối với các công ty là chủ nguồn thải; - Tăng cường đáng kể nguồn lực giám sát và cưỡng chế thực hiện quy chế quản lý chất thải rắn; - Đầu tư cơ sở vật chất để xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn theo phương thức hợp vệ sinh. Cụ thể là đầu tư hệ thống xử lý chất thải nguy hại và bãi chôn lấp an toàn cho các loại chất thải rắn; - Nâng cao nhận thức của cộng đồng về việc quản lý chất thải rắn và huy động cộng đồng tự giác tham gia giải quyết vấn đề chất thải rắn. III. Phương pháp xử lý CTR 1. Phương pháp đốt Đốt rác thải là một phương pháp được rất nhiều nước sử dụng để làm giảm bớt số lượng và thể tích chất thải rắn cuối cùng ở khu bãi rác và thu hồi năng lượng dưới hình thức hơi đốt hay điện năng. Ưu điểm: - Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải đô thị. - Công nghệ này cho phép xử lý được toàn bộ chất thải đô thị mà không cần diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp rác. - Tận dụng được nhiệt cho các hoạt động khác. Nhược điểm: - Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao. - Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao. - Các nước có thu nhập cao đã phát triển công nghệ đốt rác đến một mức độ hoạt động và bảo trì khá tinh vi. Khí thải là một mối quan tâm tiềm năng giảm đến mức tối thiểu nhờ ứng dụng các công nghệ kiểm soát tinh vi và đắt tiền tại những nước này. Chi phí vốn để cải tạo lại các thiết bị kiểm soát ô nhiễm của các lò đốt rác ở Châu Âu trong những năm 1990 vượt 40-100 triệu USD. Đốt chất thải rắn đô thị không thích hợp ứng dụng rộng rãi ở những nước có thu nhập thấp, mặc dù nó có thể là biện pháp thiết thực nhất cho môi trường so với các biện pháp khác, nhất là đối với các loại rác thải nguy hiểm và rác thải bệnh viện. 2. Làm phân vi sinh Rác tươi được chuyển vào bộ phận nạp rác và được phân loại thành phần của rác trên hệ thống băng tải (Tách các chất hữu cơ dễ phân huỷ, chất vô cơ, chất tái sử dụng) phần còn lại là phần hữu cơ phân huỷ được qua máy nghiền rác và được băng tải chuyển đến khu vực trộn phân bắc để giữ độ ẩm. Máy xúc đưa vật liệu này vào các ngăn ủ, quá trình lên men làm tăng nhiệt độ lên 65 - 70 0 C sẽ tiêu diệt các mầm bệnh và làm cho rác hoại mục, quá trình này được thúc đẩy nhờ quạt gió cưỡng bức. Thời gian ủ là 21 ngày, rác được đưa vào ủ chín trong thời gian 28 ngày. Sau đó sàng để lấy phần lọt qua sàng mà trong đó các chất trơ phải tách ra nhờ khác nhau về tỷ trọng. Cuối cùng ta thu được phân hữu cơ tinh có thể bán ngay hoặc phối trộn thêm với các thành phần cần thiết và đóng bao Ưu điểm: - Xử lý được 50% rác thải sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ là thành phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. - Sử dụng lại 50% các chất hữu cơ có trong thành phần rác thải để chế biến làm phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng thân thiện với môi trường. Hạn chế việc nhập khẩu phân bón hoá học để bảo vệ đất đai. - Tiết kiệm đất để làm bãi chôn lấp. Tăng khả năng chống ô nhiễm môi trường. - Cải thiện điều kiện sống của cộng đồng. - Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng. Dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm. - Giá thành tương đối thấp, có thể chấp nhận được. - Phân loại rác thải sử dụng được các chất có thể tái chế được như (Kim loại màu, sắt thép, thủy tinh, nhựa, giấy, ) phục vụ cho công nghiệp. Nhược điểm: - Mức độ tự động của công nghệ chưa cao. - Việc phân loại chất thải vẫn phải thực hiện bằng phương pháp thủ công nên dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe. - Nạp liệu thủ công, năng suất kém. - Phần tinh chế chất lượng kém do tự trang tự chế. - Phần pha trộn và đóng bao thủ công, chất lượng không đồng đều. 3. Phương pháp chôn lấp Phương pháp chôn lấp rác là phương pháp truyền thống và đơn giản nhất. Phương pháp này chi phí thấp và được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới và đặc biệt phổ biến ở các nước đang phát triển. Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp dựa trên sự phân huỷ của chất thải rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp trên bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amôn và một số khí như CO 2 , CH 4 Ưu điểm: - Công nghệ đơn giản, rẻ và phù hợp với nhiều loại rác thải. - Chi phí cho các bãi chôn lấp thấp. - Là khâu cuối cùng và vì thế không đòi hỏi phải có phần xử lý tiếp theo. - Là phương pháp mang tính linh hoạt, khi cần thiết có thể tăng số lượng rác đổ vào bãi đồng thời chỉ thêm một chút nhân lực hoặc thiết bị. - Sau khi đóng bãi có thể sử dụng cho các mục đích khác nhau như: Bãi đổ xe, sân chơi, sân gôn Nhược điểm: - Chiếm diện tích tương đối lớn. - Không được sự đồng tình của dân cư xung quanh. - Tìm kiếm xây dựng bãi mới là việc làm rất khó khăn. - Nguy cơ dẫn đến ô nhiễm môi trường nước, khí, cháy nổ. - Các tiêu chuẩn bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải được gắn với hoạt động hàng ngày. . trường đang ngày càng gây bức xúc lớn trong dư luận xã hội do chưa được các cơ quan chức năng và doanh nghiệp quan tâm đúng mức. Nguy cơ ô nhiễm môi trường do các chất thải gây ra đã và đang trở. đóng bao thủ công, chất lượng không đồng đều. 3. Phương pháp chôn lấp Phương pháp chôn lấp rác là phương pháp truyền thống và đơn giản nhất. Phương pháp này chi phí thấp và được áp dụng rộng rãi. cộng đồng tự giác tham gia giải quyết vấn đề chất thải rắn. III. Phương pháp xử lý CTR 1. Phương pháp đốt Đốt rác thải là một phương pháp được rất nhiều nước sử dụng để làm giảm bớt số lượng và