kỹ thuật xử lý chất thải rắn

1/17/2015 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Môn học: Kỹ thuật xử lý chất thải rắn Biên soạn: Trần Thanh Thư Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Nội dung môn học • Chủ đề 1: Giới thiệu về chất thải rắn • Chủ đề 2: Hệ thống thu gom chất thải rắn • Chủ đề 3: Hệ thống trung chuyển và vận chuyển • Chủ đề 4: Các phương pháp xử lý chất thải rắn • Chủ đề 5: Tái chế chất thải rắn • Chủ đề 6: Công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ chất thải rắn sinh hoạt • Chủ đề 7: Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt • Chủ đề 8: Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh 2 1/17/2015 2 Đánh giá quá trình Chuyên cần: 10% Thảo luận nhóm: 20% Kiểm tra giữa kỳ: 20% Thi kết thúc học phần: 50% 3 Chủ đề 1: Giới thiệu về chất thải rắn 4 1/17/2015 3 5 6 1/17/2015 4 1.1 Định nghĩa Chất thải rắn (CTR): tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa. CTR đô thị - Municipal solid waste: CTR từ các hoạt động của dân cư, khu thương mại, du lịch và văn phòng. 7 1.2 Lịch sử phát triển và quản lý CTR Giai đoạn khoa học kỹ thuật & công nghệ phát triển Nhiều ngành công nghiệp, sản xuất nhiều loại sản phẩm CTR sinh ra đa dạng, khả năng phân hủy kém hoặc tồn tại lâu trong thiên nhiên Giai đoạn con người sống tập trung Dân cư sinh sống đông đúc Tập trung từng nhóm, bộ lạc, cụm… CTR bị thải bỏ bừa bãi khắp nơi, thành phần phức tạp Giai đoạn tiền sử Lượng dân cư ít Diện tích đất đai rộng lớn khả năng đồng hoá CTR tốt, do đó không gây tổn hại đến môi trường 8 1/17/2015 5 1.2 Lịch sử phát triển và quản lý CTR Do không có kế hoạch quản lý CTR đã gây ra nhiều ô nhiễm môi trường sống của con người 9 1.2 Lịch sử phát triển và quản lý CTR Các phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để xử lý CTR từ đầu thế kỷ 20:  Thải bỏ trên các khu đất trống  Thải bỏ vào môi trường nước  Chôn lấp  Giảm thiểu và đốt 10 1/17/2015 6 1.3 Nguồn gốc phát sinh CTR 11 1.3 Nguồn gốc phát sinh CTR 12 Loại CTR Thành phần chất thải Nguồn gốc phát sinh Rác sinh hoạt - - - Hộ gia đình, cơ quan, trường học , bệnh viện, khu công cộng, nhà hàng, chợ, khách sạn, Vật dụng bỏ đi Dễ cháy: Khó cháy: Tro Rác đường phố Đường phố, vỉa hè, ngõ hẻm, bãi đất trống Chất thải công nghiệp Rất đa dạng, tùy ngành nghề sản xuất: Các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp Chất thải xây dựng Các công trình xây dựng Chất thải nông nghiệp Vùng nông thôn, khu sản xuất nông nghiệp 1/17/2015 7 1.3 Nguồn gốc phát sinh CTR 13 Loại CTR Thành phần chất thải Nguồn gốc phát sinh Rác sinh hoạt Rác thực phẩm giấy , carton, nhựa, túi nylon, vải, da, rác vườn , gỗ, thủy tinh, lon thiếc, kim loại, tro, lá cây, vật dụng gia đình hư hỏng (kệ sách, đèn , tủ,…), đồ điện tử hư hỏng (máy radio, tivi , tủ lạnh, máy giặt) Hộ gia đình, cơ quan, trường học , bệnh viện, khu công cộng, nhà hàng, chợ, khách sạn, Vật dụng bỏ đi Dễ cháy: Giấy, carton, gỗ, vỏ bào, cành cây , giường , kệ sách, bàn ghế hỏng Không cháy: các vật dụng bằng kim loại, thủy tinh, sành sứ Tro Còn lại sau quá trình đốt cháy được sử dụng trong nấu nướng, thiêu đốt Rác đường phố Lá cây, rác vườn, cát, cành cây, phân động vật , rác thực phẩm Đường phố, vỉa hè, ngõ hẻm, bãi đất trống Chất thải công nghiệp Rất đa dạng, tùy ngành nghề sản xuất, Bùn ( trạm xử lý nước thải), rác thải điện tử Các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp Chất thải xây dựng Xà bần, sắt thép, thùng sơn, gỗ, bao bì xi măng Các công trình xây dựng Chất thải nông nghiệp Xác xúc vật, gia cầm, phân gia súc, gia cầm , rơm rạ, túi nylon, bao bì đựng phân bón , thuốc trừ sâu Vùng nông thôn, khu sản xuất nông nghiệp 1.4 Thành phần CTR - Thành phần CTR mô tả các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải. - Sự liên hệ giữa các thành phần thường được biểu thị bằng phần trăm khối lượng. - Thành phần CTR có vai trò quan trọng đối với việc lựa chọn: - Thiết bị xử lý - Quá trình xử lý - Hoạch định các chương trình và hệ thống quản lý 14 1/17/2015 8 1.4 Thành phần CTR 15 STT THÀNH PHẦN % KHỐI LƯỢNG Chất hữu cơ 1 Thực phẩm thừa 9.0 2 Giấy 34.0 3 Giấy Cacton 6.0 4 Nhựa 7.0 5 Vải vụn 2.0 6 Cao su 0.5 7 Da 0.5 8 Rác vườn 18.5 9 Gỗ 2.0 Chất vô cư 1 Thủy tinh 8.0 2 Can thiếc 6.0 3 Nhôm 0.5 4 Kim loại khác 3.0 5 Bụi , tro 3.0 Bảng 1.1: Thành phần CTR sinh hoạt ở Mỹ Nguồn: Intergrated solid waste management McGRAW-HILL 1993. 1.4 Thành phần CTR 16 Stt Thành phần Khối lượng (%) 1 Thực phẩm 65 – 95 2 Giấy 0 .05 – 25 3 Carton 0 .00 – 0.01 4 Vải 0 .00 – 5.00 5 Túi nylon 1 .50 – 17.0 6 Nhựa cứng 0 .00 – 0.01 7 Da 0 .00 – 0.05 8 Gỗ 0 .00 – 3.50 9 Cao su mềm 0 .00 – 1.50 10 Cao su cứng 0 .00 – 0.01 11 Lon đồ hộp 0 .00 – 0.06 12 Kim loại màu 0 .00 – 0.03 13 Sắt 0 .00 – 0.01 14 Thủy tinh 0 .00 – 1.30 15 Sành sứ 0 .00 – 1.40 16 Xà bần, tro 0 .00 – 6.10 Bảng 1.2: Thành phần CTR sinh hoạt tại Tp.Hồ Chí Minh Nguồn: CENTEMA, 1997 1/17/2015 9 1.4 Thành phần CTR 17 Thành phần Các quốc gia thu nhập thấp Các quốc gia thu nhập trung bình Các quốc gia thu nhập cao Chất hữu cơ 1. Thực phẩm 40 -85 20 -65 6 -30 2. Giấy 1 -10 8 -30 20 -45 3. Carton 5 -15 4. Plastic 1 -5 2 -6 2 -8 5. Vải 1 -5 2 -10 2 -6 6. Cao su 1 -5 1 -4 0 -2 7. Da 0 -2 8. Rác làm vườn 1 -5 1 -10 10 -20 10. Gỗ 1 -4 Chất vô cơ 11. Thủy tinh 1 -10 1 -10 4 -12 12. Can thiếc (đồ hộp ) - - 2 -8 13. Nhôm 1 -5 1 -5 0 -1 14. Kim loại khác - - 1 -4 15. Bụi, tro, gạch 1 -40 1 -30 0 -10 Bảng 1.3: Thành phần CTR sinh hoạt của các quốc gia có mức thu nhập khác nhau (không tính phần vật liệu đã thu hồi) (1990) Máy nghiền rác thực phẩm 18 1/17/2015 10 1.4 Thành phần CTR - Thành phần CTR phụ thuộc vào:  Mức sống của dân cư  Trình độ sản xuất  Tài nguyên  Mùa vụ trong năm - Thành phần riêng biệt của CTR thay đổi theo:  Vị trí địa lý, thời gian  Mùa trong năm  Điều kiện kinh tế 19 Phương pháp xác định thành phần rác thải đô thị tại hiện trường Kỹ thuật “một phần tư” (quarter technique) 20 [...]... thống nghiên cứu 33 1.5.3 PP cân bằng vật chất Khối lượng vật chất tích lũy bên trong hệ thống (tích lũy) Khối lượng vật chất đi vào hệ thống (nguyên + nhiên liệu) Khối lượng vật chất đi ra khỏi hệ thống (sản phẩm + chất thải tuần hoàn) Khối lượng chất thải phát sinh trong hệ thống (chất thải rắn + khí thải + nước thải) 34 17 1/17/2015 1.5.3 PP cân bằng vật chất BTVD: Một nhà máy chế biến đồ hộp nhập... gom 26 13 1/17/2015 1.5.2 PP đếm tải - số lượng xe thu gom, - đặc điểm, - tính chất của chất thải tương ứng (loại chất thải, thể tích ước lượng) được ghi nhận trong suốt một thời gian dài 27 1.5.2 PP đếm tải Khối lượng chất thải phát sinh trong thời gian khảo sát (gọi là khối lượng đơn vị-lượng chất thải TB theo đầu người thải ra trong 1 ngày) được tính bằng cách sử dụng các số liệu thu thập tại khu... lưu trữ và sử dụng trong tương lai; 25% thải bỏ như chất thải rắn, 50% còn lại là hỗn hợp các loại chất thải và trong số đó có 35% được dùng để tái chế, phần còn lại được xem như CTR đem đi thải bỏ • Thiết lập sơ đồ cân bằng vật liệu dựa vào các dữ kiện trên • Xác định lượng chất thải phát sinh và tái chế khi sản xuất 1 tấn sản phẩm? 35 1.5.3 PP cân bằng vật chất Lời giải BTVD 1 Đầu vào của nhà máy... 1/17/2015 1.5.3 PP cân bằng vật chất Lời giải BTVD: 3 Xác định số lượng các dòng vật chất Tổng khối lượng vật liệu lưu trữ (tích lũy): Tổng khối lượng vật chất đầu vào: Tổng khối lượng vật chất đầu ra: Hỗn hợp chất thải phát sinh: 37 1.5.3 PP cân bằng vật chất Lời giải BTVD: 4 Chuẩn bị bảng cân bằng vật liệu Tổng khối lượng các vật liệu lưu trữ =Vật liệu vào -Vật liệu ra Chất thải phát sinh Vật liệu lưu... người) Rác thải (m3/ngày) 5,000 1,000 2,000 140,000 4,000 4,500 – 5,000 3,100 400 300 900 100 200 – 300 2,663 228 200 – 240 Nha Trang 90 180 140 Quảng Ngãi 395 64 66 Vũng Tàu 500 140 20 Buôn Ma Thuột 194 163 55 Cần Thơ 450 250 130 Hà Nội Hồ Chí Minh Hải Phòng Đà Nẵng Huế 44 Nguồn: giáo trình “Kinh tế chất thải , NXB Giáo dục, 2006 22 1/17/2015 1.6 Tính chất của chất thải rắn 1.6.1 Tính chất vật lý - Khối... đổ chung với các loại chất thải khác • Tạp chí có trọng lượng bằng 5% lượng giấy báo và sau khi xem xong được lưu trữ tại gia đình • Các vật liệu khác sau khi sử dụng thải bỏ hoàn toàn Kiểm tra cân bằng vật liệu và tính lượng chất thải phát sinh mỗi 40 ngày? 20 1/17/2015 1.5.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng CTR  Các hoạt động tái sinh và giảm thiểu khối lượng chất thải rắn tại nguồn phát sinh:... trữ = Vật liệu đầu vào = Vật liệu đầu ra = Chất thải phát sinh = Kiểm tra cân bằng vật liệu: 38 19 1/17/2015 1.5.3 PP cân bằng vật chất Lời giải BTVD: 5 Xác định lượng chất thải phát sinh và tái chế khi sản xuất 1 tấn sản phẩm • Tổng khối lượng sản phẩm: • Hỗn hợp CTR phát sinh = = Vật liệu tái chế = = 39 1.5.3 PP cân bằng vật chất BT: Để đánh giá lượng chất thải phát sinh tại một hộ gia đình Người ta... cư: Tổng khối lượng CTR cần thu gom: 2 Lượng rác thải phát sinh tính trên đầu người 30 15 1/17/2015 1.5.2 PP đếm tải BT: Một khu dân cư gồm có 12,000 căn hộ, mỗi hộ trung bình có 4 nhân khẩu Trong khu vực có một trạm trung chuyển để tiếp nhận toàn bộ lượng chất thải rắn thu gom từ khu dân cư này trước khi chúng được vận chuyển đến bãi chôn lấp chất thải rắn Số liệu thu thập trong một tuần quan sát nghiên... • Lignocellulose: là kết hợp của lignin và cellulose 68 • Protein: chất tạo thành từ sự kết hợp chuỗi các amino acid 34 1/17/2015 1.6.3 Tính chất sinh học CTR Khả năng phân hủy sinh học Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) - nung CTR ở nhiệt độ 550oC, thường được dùng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của phần hữu cơ trong chất thải rắn Tuy nhiên, sử dụng VS có thể không chính xác, vì một vài thành... giữ ẩm tại thực địa - Độ thấm 45 1.6.1 Tính chất vật lý Khối lượng riêng: khối lượng trong một đơn vị thể tích (kg/m3, T/m3) KLR sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích CTR phải quản lý KLR của CTR thay đổi theo vị trí địa lý, mùa trong năm và thời gian chứa trong container => cẩn thận lựa chọn giá trị khi thiết kế 46 23 1/17/2015 1.6.1 Tính chất vật lý Độ ẩm: thường được xác định theo phương . học: Kỹ thuật xử lý chất thải rắn Biên soạn: Trần Thanh Thư Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Nội dung môn học • Chủ đề 1: Giới thiệu về chất thải rắn • Chủ đề 2: Hệ thống thu gom chất thải. rắn • Chủ đề 3: Hệ thống trung chuyển và vận chuyển • Chủ đề 4: Các phương pháp xử lý chất thải rắn • Chủ đề 5: Tái chế chất thải rắn • Chủ đề 6: Công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ chất thải. thiệu về chất thải rắn 4 1/17/2015 3 5 6 1/17/2015 4 1.1 Định nghĩa Chất thải rắn (CTR): tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật, được thải