Nghiên cứu xử lý chất thải rắn đô thị bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh bán hiếu khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Việt Hà NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH BÁN HIẾU KHÍ Chuyên ngành: Khoa họ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Việt Hà

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ BẰNG

PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH BÁN HIẾU KHÍ

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Cao Thế Hà

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Địa điểm, đối tương, phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Hiện trạng hệ thống quản lý chất thải đô thị Việt Nam 4

1.1.1 Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn 4

1.1.2 Hiện trạng hệ thống quản lý và công tác quản lý chất thải đô thị 4

1.2 Các phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị 11

(1.) Xử lý chất thải bằng công nghệ ép kiện: 11

(2.) Phương pháp ổn định chất thải rắn bằng công nghệ Hydromex: 12

(3.) Công nghệ làm phân compost: 13

(4.) Công nghệ Seraphin: 15

(5.) Nhóm công nghệ nhiệt và nhiệt-hóa: 16

(6.) Công nghệ vi sinh yếm khí – thu hồi biogas: 17

(7.) Phương pháp chôn lấp: 18

1.3 Một số vấn đề môi trường đối với việc xử lý chất thải đô thị bằng phương pháp chôn lấp ở Việt Nam 25

1.3.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật 25

1.3.2 Ô nhiễm môi trường không khí 26

1.3.3 Ô nhiễm môi trường nước 26

1.3.4 Ô nhiễm môi trường đất 27

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1 Thành phần, tính chất, đặc điểm của chất thải đô thị 29

2.1.2 Dự báo lượng chất thải phát sinh ở Việt Nam 30

2.1.3 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh bán hiếu khí 34

2.2 Phương pháp nghiên cứu 47

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 47

2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 47

2.2.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 53

2.2.4 Phương pháp thống kê và phân tích 58

2.3 Nội dung nghiên cứu 58

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

3.1 Diễn biến sự phân hủy chất thải rắn 59

3.2 Diễn biến lượng và chất lượng nước rác 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

1 Kết luận 82

2 Kiến nghị 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

Phụ lục 1 Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm xử lý chất thải rắn 90

Phụ lục 2: Số liệu phân tích các thông số của chất thải rắn và nước rác 93

DANH MỤC BẢNG Bảng 1 1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi chôn lấp của một số địa phương năm 2009 – 2010 (%) [2] 8 Bảng 1 2: Ước tính lượng chất thải rắn đô thị phát sinh đến năm 2025 [2] 10

Bảng 2 1: Thành phần chất thải rắn của mẫu chất thải rắn lấy tại điểm trung chuyển trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội 29 Bảng 2 2: Dân số đô thị và dân số cả nước năm 2009 - 2049 30 Bảng 2 3: Lượng chất thải rắn đô thị phát sinh và diện tích bãi chôn lấp từ năm

2011 - 2041 32 Bảng 2 4: Chất lượng nước rác của các kiểu chôn lấp [40] 40 Bảng 2 5: Phân tích chi phí – lợi ích việc đầu tư bãi chôn lấp bán hiếu khí [36] 46 Bảng 2 6: Các thông số của chất thải rắn được nạp vào hệ thí nghiệm 50 Bảng 2 8: Các chỉ tiêu của các hệ xử lý rác sau khi nạp liệu 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1: Tình trạng xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam [2] 11

Hình 1 2: Kiểu chôn lấp yếm khí [39] 19

Hình 1 3: Kiểu chôn lấp hiếu khí [39] 21

Hình 1 4: Kiểu chôn lấp bán hiếu khí [39] 22

Hình 1 5: Các nguồn gây ô nhiễm đất của một số nước trên thế giới [38] 27

Hình 2 1: Sơ đồ kiểu chôn lấp bán hiếu khí [29] 35

Hình 2 2 : Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ của phương pháp chôn lấp bán hiếu khí [41] 36

Hình 2 3: Sự thay đổi của tỷ lệ độ lún trong mô hình chôn lấp bán hiếu khí và yếm khí [42] 38

Hình 2 4: Tốc độ phân hủy chất hữu cơ theo thời gian [40] 38

Hình 2 5: So sánh hàm lượng BOD trong nước rác của các kiểu chôn lấp theo thời gian [40] 39

Hình 2 6: Biến đổi của các thành phần khí bãi chôn lấp trong bãi chôn lấp bán hiếu khí [27] 41

Hình 2 7: Lượng CO2 và CH4 phát sinh của các kiểu bãi chôn lấp theo thời gian (năm) [40] 42

Hình 2 8: Hình ảnh bãi chôn lấp được sử dụng làm các công trình công cộng sau khi đóng bãi 43

Hình 2 9: Chi phí đầu tư bãi chôn lấp [36] 44

Hình 2 10: Chi phí vận hành bãi chôn lấp [36] 45

Hình 2 11: Chi phí đóng bãi [36] 45

Hình 2 12: Thiết kế cơ sở hệ pilot xử lý chất thải rắn đô thị theo phương pháp yếm

khí và bán hiếu khí 48

Hình 3 1: Độ lún của lớp rác 60

Hình 3 2: Diễn biến nhiệt độ 61

Hình 3 3: Diễn biến độ ẩm của chất thải rắn 62

Hình 3 4: Diễn biến chất hữu cơ trong chất thải rắn 63

Hình 3 5: Mô hình dự báo chất hữu cơ giảm theo thời gian 65

Hình 3 6: Diễn biến nước rác tích lũy theo thời gian 66

Hình 3 7: Tốc độ phát sinh nước rác trên 1kg chất thải rắn trong 1 tháng 68

Hình 3 8: Đồ thị để tìm các hệ số n và k của phương trình (3) 69

Hình 3 9: Đồ thị biểu diễn thể tích nước rác phát sinh thực nghiệm và tính toán theo phương trình (3) 70

Hình 3 10: Đồ thị để tìm các hệ số Vmax và k của phương trình (4) 70

Hình 3 11: Đồ thị biểu diễn thể tích nước rác phát sinh thực nghiệm và tính toán theo phương trình (3) 71

Hình 3 12: Diến biến của pH theo thời gian 72

Hình 3 13: Diễn biến EC, Sal theo thời gian 73

Hình 3 14: Diễn biến ORP theo thời gian 73

Hình 3 15: Diễn biến độ đục, độ màu theo thời gian 74

Hình 3 16: Hình ảnh cảm quan của nước rác theo thời gian 75

Hình 3 17: Diễn biến độ kiềm theo thời gian 75

Hình 3 18: Diễn biến hàm lượng CODMn, CODCr theo thời gian 77

Hình 3 19: Diễn biến SS theo thời gian 78

Hình 3 20: Diễn biến N-tổng, P- tổng theo thời gian 79 Hình 3 21: Diễn biến NH4+, NO2- theo thời gian 80 Hình 3 22: Diễn biến NO3- theo thời gian 81

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Song song với sự phát triển kinh tế - xã hội của các đô thị là việc tạo ra một lượng chất thải khổng lồ đã và đang thách thức các cấp chính quyền cũng như các nhà khoa học Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý chất thải đô thị như phương pháp nhiệt và nhiệt - hóa, phương pháp MBT (Mechanical Biological Treatment) - thu hồi - tái chế, phương pháp làm phân Compost, phương pháp ổn định chất thải bằng ép kiện, phương pháp chôn lấp Ở Việt Nam, đã và đang áp dụng một số phương pháp trên, nhưng không đem lại hiệu quả như mong đợi, nên hiện nay phân lớn chất thải vẫn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp (chôn lấp yếm khí), có thể

là bãi chôn lấp tự phát hay các bãi chôn lấp hợp vệ sinh, nhờ kĩ thuật đơn giản và đặc biệt là chi phí thấp Tuy là bãi chôn lấp hợp vệ sinh nhưng hầu hết các bãi chôn lấp của Việt Nam hiện nay chưa đạt tiêu chuẩn bãi chôn lấp hợp vệ sinh, nước rác

rò rỉ xử lý rất kém hoặc với chi phí rất cao mà vẫn không đạt các tiêu chuẩn xả thải Theo “Dự báo dân số Việt Nam 2009 - 2049 của Tổng cục Thống kê”, đến năm

2041 dân số đô thị là 56,58 triệu người chiếm 52,79% tổng dân số, với tốc độ phát sinh rác ước tính là 1kg/người/ngày thì tổng lượng rác vào năm 2041 khoảng 473 triệu tấn, cần diện tích chôn lấp khoảng 54 triệu m2 Đây là một con số khổng lồ

về chi phí đất với giá đất đô thị hiện nay và diện tích này thường không sử dụng được vào các mục đích khác vì lý do không đảm bảo về mặt môi trường và có thể gây cháy nổ Do vậy, ngoài các vấn đề khó xử như nước rác, mùi-khí thải, lãng phí tài nguyên có thể tái tạo thì kĩ thuật chôn lấp yếm khí luôn đòi hỏi thời gian ổn định kéo dài tới hàng 20 - 30 năm, chiếm đất kéo dài nên mặc dù là giải pháp kĩ thuật đơn giản, chi phí đầu tư thấp nhất vẫn đòi hỏi có những công nghệ thay thế phù hợp Đó là chưa nói tới mục tiêu giảm thiểu chôn lấp của Quyết định số 2149/QĐ-

TTg(17/12/2009) về “Chiến lược quốc gia về quản lí tổng hợp chất thải rắn tới

2025, định hướng tới 2050” theo đó tới 2015 chỉ được phép chôn lấp 40%, tới 2020

và 2025 con số tương ứng là 15 và 10%!!!

Vấn đề đặt ra là có phương pháp xử lý chất thải thay thế vừa phải giảm thiểu nhu cầu sử dụng quỹ đất làm bãi chôn lấp vừa đảm bảo chi phí không quá cao và đảm bảo các tiêu chí bảo vệ môi trường

Xuất phát từ quan điểm đó, đề tài “Nghiên cứu xử lý chất thải đô thị bằng phương

pháp chôn lấp hợp vệ sinh bán hiếu khí” với mong muốn đưa ra phương pháp xử

lý chất thải rắn phù hợp về mặt môi trường cũng như kinh tế cho các quốc gia đang phát triển cũng như các quốc gia kém phát triển

2 Mục tiêu của đề tài

chôn lấp bán hiếu khí trên các khía cạnh: (1) giảm thời gian ổn định của bãi chôn lấp; (2) giảm thiểu nhu cầu sử dụng đất và mở rộng bãi chôn lấp; (3) tăng chất lượng nước rác và khí thải bãi rác ra môi trường góp phần giảm thiểu khí nhà kính

khí và bán hiếu khí trên cơ sở triển khai thí nghiệm

quả thí nghiệm

3 Địa điểm, đối tương, phương pháp nghiên cứu

3.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển bền vững, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu

 Chất thải rắn đô thị

 Công nghệ chôn lấp bán hiếu khí

3.3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập tài liệu

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp thống kê và phân tích

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng hệ thống quản lý chất thải đô thị Việt Nam

1.1.1 Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn

Chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn ở Việt Nam được ban hành theo

“Quyết định số 2149/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ ngày 17 tháng 12 năm

2009 về việc phê duyệt Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn tới năm 2025 và Tầm nhìn tới năm 2050” được xây dựng bởi Bộ Xây dựng (MOC) và

Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) trong năm 2009 Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn đã đưa ra mục tiêu cụ thể về quản lý chất thải rắn trong từng giai đoạn: mục tiêu đến năm 2015, mục tiêu đến năm 2020, mục tiêu đến năm 2025 và tầm nhìn 2050

Trong đó, tầm nhìn đến năm 2050 được nêu trong Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn như sau [17]:

Tầm nhìn đến năm 2050

Phấn đấu tới năm 2050, tất cả các loại chất thải rắn phát sinh đều được thu gom, tái

sử dụng và tái chế và xử lý triệt để bằng những công nghệ tiên tiến, thân thiện với môi trường và phù hợp với điều kiện thực tế của từng địa phương, hạn chế khối lượng chất thải rắn phải chôn lấp tới mức thấp nhất

1.1.2 Hiện trạng hệ thống quản lý và công tác quản lý chất thải đô thị

Hiện trạng hệ thống quản lý chất thải đô thị

a Cấp quốc gia

Cơ quan nhà nước quản lý môi trường ở Việt Nam bao gồm 05 cơ quan chủ yếu là

Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Xây dựng , Bộ Công thương, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Bộ Y Tế

(i) Bộ Xây dựng [13]

Bộ xây dựng là cơ quan trung ương phụ trách trực tiếp về vấn đề quản lý chất thải rắn đô thị và các khu xử lý chất thải rắn Trong đó, đơn vị quản lý được giao trách nhiệm trực tiếp quản lý chất thải rắn là Cục Hạ tầng Kỹ thuật Trách nhiệm và thẩm quyền của Bộ về quản lý chất thải rắn như sau:

- Xây dựng chính sách và thể chế, quy hoạch và xây dựng các cơ sở xử lý chất thải rắn

- Xây dựng và quản lý kế hoạch xây dựng cơ sở hạ tầng về chất thải cấp quốc gia

và cấp tỉnh

(ii) Bộ Tài nguyên và Môi trường

Bộ Tài nguyên và Môi trường là cơ quan chịu trách nhiệm về quản lý và bảo vệ môi trường ở Việt Nam Vai trò của Bộ về quản lý chất thải là phối hợp với các Bộ khác ban hành hướng dẫn, quy định, tiêu chuẩn về quản lý chất thải, xây dựng kế hoạch quản lý chất thải rắn hàng năm và dài hạn, xây dựng chính sách và chiến lược, kế hoạch và phân bổ ngân sách nghiên cứu và phát triển cho các dự án xử lý chất thải Trong đó, Cục Quản lý Chất thải và Cải thiện Môi trường (WEPA) thuộc Tổng Cục Môi trường Việt Nam (VEA) là cơ quan được giao nhiệm vụ trực tiếp về quản lý chất thải rắn thông thường và chất thải rắn nguy hại

(iii) Bộ Y tế

Bộ Y tế Tham gia quản lý chất thải y tế Trách nhiệm của Bộ về quản lý chất thải chủ yếu là đánh tác động chất thải rắn đối với sức khỏe con người, thanh tra, giám sát hoạt động xử lý chất thải bệnh viện Trong đó, Cục Quản lý Môi trường Y tế nhiệm vụ quản lý và kiểm soát chất thải y tế [46]

(iv) Bộ Công thương

Bộ Công thương là cơ quan quản lý chất thải công nghiệp ở Việt Nam Nhiệm vụ chỉ đạo, hướng dẫn, quản lý, kiểm soát chất thải được giao cho Cục Kỹ thuật An Toàn và Môi trường Công nghiệp

(v) Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao trách nhiệm cho Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trường chủ trì hướng dẫn xây dựng kế hoạch, thực hiện giải pháp bảo

vệ môi trường; đánh giá môi trường chiến lược trong ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn

b Cấp địa phương [13]

(1) Ủy ban nhân dân (UBND): là cơ quan chấp hành của Hội đồng nhân dân, chịu trách nhiệm quản lý nhà nước ở địa phương Trách nhiệm quản lý chất thải rắn của UBND như sau:

- Thực hiện quy định quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường ở địa phương, chỉ đạo các cơ quan chức năng tổ chức, phối hợp với các cơ quan chức năng trung ương xây dựng kế hoạch thường niên và dài hạn về quản lý chất thải, áp dụng các biện pháp giúp địa phương thực hiện tốt nhiệm vụ của mình về vệ sinh môi trường

- Phê duyệt các dự án xử lý chất thải ở địa phương trên cơ sở điều kiện dân số, kinh tế xã hội và điệu kiện công nghiệp ở tựng địa phương

- Huy động vốn đầu tư từ các nguồn khác nhau để xây dựng các bãi chôn rác và xây dựng cơ chế các tổ chức phi chính phủ tham gia vào quản lý chất thải

- Chỉ đạo Sở Xây dựng hoặc Sở Tài nguyên và Môi trường cấp địa phương thực hiện các dự án xử lý chất thải gồm thiết kế, xây dựng, giám sát, đánh giá tác động môi trường theo tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

- Chỉ đạo Sở Xây dựng và Công ty Môi trường Đô thị cấp địa phương tổ chức thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải, phê duyệt phí thu gom và xử lý rác thải theo khuyến nghị của Sở Tài chính địa phương

(2) Sở Xây dựng: Chịu trách nhiệm về quản lý chất thải rắn sinh hoạt và quy hoạch, phê duyệt vùng chôn lấp rác thải gồm: giám sát việc thực hiện việc quy hoạch đô thị của tỉnh hoặc thành phố đã được Thủ tướng phê duyệt; tổ chức thiết kế và xây dựng các dự án chôn lấp rác thải theo tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn xây dựng; hỗ trợ UBND ra quyết định về các dự án cơ sở xử lý chất thải; phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường báo cáo và đề xuất vùng chôn lấp rác thải phù hợp cho UBND để phê duyệt

(3) Sở Tài nguyên và Môi trường: Cơ quan này hoạt động dưới sự chỉ đạo của 02 cấp: UBND về mặt hành chính; Bộ Tài nguyên và Môi trường về mặt phối hợp, hỗ trợ và hướng dẫn kỹ thuật Sở Tài nguyên và Môi trường có vai trò quan trọng trong quản lý chất thải, phê duyệt đánh giá tác động môi trường cho các dự án xử lý chất thải rắn, phối hợp với Sở Xây dựng xem xét và lựa chọn các bãi chôn lấp rác thải, sau đó đề xuất với UBND phê duyệt bãi chôn lấp phù hợp

(4) Công ty môi trường đô thị (có thể mỗi tỉnh thành có tên gọi khác nhau tuỳ theo

chức năng và vai trò của công ty): là công ty nhà nước chịu trách nhiệm thu gom,

vận chuyển, xử lý chất thải ở tỉnh hoặc thành phố Về các dự án chôn lấp rác thải, Công ty môi trường đô thị thường được giao làm chủ dự án chôn lấp rác thải đồng thời quản lý, vận hành bãi chôn lấp

Hiện trạng công tác quản lý chất thải rắn đô thị

Theo báo cáo Hiện trạng môi trường Quốc gia năm 2010, lượng chất thải rắn đô thị năm 2003 phát sinh là 6.400.000 tấn/năm tương ứng với tốc độ phát thải trung bình

là 0,8 kg/người/ngày Năm 2008, lượng chất thải rắn đô thị là 12.802.000 tấn/năm tương ứng với tốc độ phát thải trung bình là 1,45 kg/người/ngày Theo con số thống

kê này, lượng chất thải rắn đô thị từ năm 2003 đến năm 2008 tăng khoảng 200% Thành phần chất thải rắn đô thị rất đa dạng và đặc trưng theo từng đô thị Bảng 1.1 cho thấy thành phần chất thải rắn đô thị của một số địa phương

Bảng 1 1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi chôn lấp của một số

địa phương năm 2009 – 2010 (%) [2]

Sơn)

Hà Nội (Xuân Sơn)

Hải Phòng (Tràng Cát)

Hải Phòng (Đình Vũ)

Huế (Thủy Phương)

Đà Nẵng (Khánh Hòa)

Hồ Chí Minh (Đa Phước)

Hồ Chí Minh (Phước Hiệp)

Bắc Ninh (Thị trấn Hồ)

Bên cạnh đó, chất thải rắn đô thị Việt Nam có một số đặc trưng cơ bản sau:

- Độ ẩm cao: đây là một trong những lý do làm tăng chi phí cho phương án xử lý chất thải rắn đô thị bằng phương pháp đốt

- Nhiệt trị thấp: làm giảm hiệu quả thu hồi nhiệt trong quá trình xử lý chất thải bằng phương pháp đốt

Thông tin về thành phần chất thải rắn đóng vai trò rất quan trọng trong việc hoạch định kế hoạch quản lý chất thải rắn, đặc biệt là lựa chọn công nghệ xử lý rác phù hợp cũng như các cơ chế, chính sách ưu đãi của nhà nước liên quan đến tái chế chất thải và thị trường cho các sản phẩm tái chế

Theo Báo cáo hiện trạng Môi trường Quốc gia năm 2010 và năm 2011, năm 2003 tỷ

lệ thu gom toàn quốc là 65%, năm 2004 là 72%, năm 2008 khoảng 80 - 82% và năm

2010 tăng lên 83 – 85% Qua các con số trên cho thấy, công tác thu gom chất thải được các cấp chính quyền ngày càng quan tâm, tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu chung của xã hội do lượng chất thải không ngừng tăng lên, năng lực thu gom và vận chuyển còn hạn chế cả về nhân lực và vật lực, mạng lưới thu gom còn thiếu và yếu Bên cạnh đó, ý thức của người dân trong việc đổ rác đúng quy định

chưa cao gây khó khăn cho việc thu gom rác Điều này là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước, môi trường cảnh quan

đô thị và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng

Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2011 dự báo lượng chất thải đô thị phát sinh đến năm 2025 như sau:

Bảng 1 2: Ước tính lượng chất thải rắn đô thị phát sinh đến năm 2025 [2]

Chỉ số phát sinh chất thải rắn đô thị

Công tác xử lý chất thải rắn đô thị hiện nay chủ yếu là chôn lấp với số lượng trung bình 1 bãi chôn lấp/1 đô thị (riêng Hà Nội và TP Hồ Chí Minh có từ 4 - 5 bãi chôn lấp) Theo thống kê, trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp trong đó, chỉ có 16 bãi chôn lấp được coi là bãi chôn lấp hợp vệ sinh (tập trung ở các thành phố lớn) Công nghệ

xử lý rác theo phương pháp chôn lấp truyền thống vẫn còn nhiều bất cập do việc lựa chọn các bãi chôn lấp chưa đủ căn cứ khoa học, công nghệ xử lý chưa đảm bảo kỹ thuật và trong khâu vận hành không tuân thủ quy trình nên hiện nay, phương pháp này không nhận được sử ủng hộ của đại đa số người dân

Hình 1 1: Tình trạng xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam [2]

Công tác quản lý chất thải rắn hiện nay bao gồm các hoạt động như thu gom, vận chuyển, trung chuyển và xử lý chất thải rắn hợp vệ sinh đảm bảo các QCVN và TCVN Mặc dù hiện nay, công tác quản lý chất thải rắn chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của xã hội, nhưng công tác quản lý chất thải rắn đã từng bước thay đổi nhằm phát huy hơn nữa vai trò và hiệu quả đạt được

1.2 Các phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị

Hiện nay, quá trình đô thị hóa ở Việt Nam diễn ra rất nhanh Xu hướng tiêu dùng của người Việt Nam ngày càng đa dạng theo chiều hướng tăng dần Cùng với sự phát triển đó là một lượng rác thải khổng lồ được tạo ra, điều này tạo ra áp lực cho chính quyền ở các địa phương, đặc biệt là các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, TP Hồ Chí Minh Xử lý chất thải rắn đô thị là một trong những công tác quan trọng không thể thiếu sau công tác thu gom, vận chuyển, góp phần làm giảm áp lực lên chính quyền địa phương Các phương pháp xử lý chất thải rắn: Phương pháp cơ học, Phương pháp hóa học, Phương pháp sinh học, Phương pháp nhiệt, Phương pháp tái chế, Phương pháp kết hợp

Một số công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị trên Thế giới và Việt Nam

(1.) Xử lý chất thải bằng công nghệ ép kiện:

Rác thải được phân loại thủ công trên băng tải, các chất trơ và các chất có thể tận dụng được như kim loại, nilon, giấy, thủy tinh, plastic được thu hồi để tái chế

Những chất còn lại sẽ được băng tải chuyền qua hệ thống ép nén rác bằng thủy lực với mục đích làm giảm tối đa thể tích khối rác và tạo thành các kiện với tỷ số nén rất cao

Các kiện rác đã ép này được sử dụng vào việc đắp các bờ chắn hoặc san lấp những vùng đất trũng sau khi được phủ lên các lớp đất cát Trên diên tích đất này có thể sử dụng mặt bằng để xây dựng công viên, vườn hoa, các công trình xây dựng nhỏ và mục đích chính là làm giảm tối đa mặt bằng khu vực xử lý rác [16]

Ưu điểm [10]:

- Giảm thể tích chất thải,

- Nâng cao hiệu quả vận chuyển chất thải rắn,

- Tiết kiệm diện tích đất cho bãi chôn lấp,

- Hạn chế sự phát tán các chất gây ô nhiễm ra môi trường,

- Tạo ra sản phẩm để xử lý móng, làm đường, lấp nền trong xây dựng

Nhược điểm:

- Chỉ là phương pháp xử lý chất thải sơ bộ

(2.) Phương pháp ổn định chất thải rắn bằng công nghệ Hydromex:

Bản chất của công nghệ này là nghiền nhỏ rác sau đó polyme hóa và sử dụng áp lực lớn để nén ép, định hình các sản phẩm Công nghệ này lần đầu tiên áp dụng ở Hawai, Hoa Kỳ (2/1996) Công nghệ này nhằm xử lý chất thải rắn đô thị (cả chất thải nguy hại) thành các sản phẩm phục vụ xây dựng, làm vật liệu, năng lượng và các sản phẩm nông nghiệp hữu ích Tuy nhiên, công nghệ này chưa được áp dụng

rộng rãi trên thế giới [16]

Ưu điểm [10]:

- Công nghệ tương đối đơn giản, chi phí đầu tư không lớn,

- Trạm xử lý có thể được di chuyển hoặc cố định,

- Sản phẩm sau khi xử lý có thể đem lại lợi ích kinh tế,

- Tăng cường khả năng tái chế, tiết kiệm diện tích bãi chôn lấp (kéo dài tuổi thọ bãi chôn lấp),

Nhược điểm:

- Đây là phương pháp xử lý chất thải sơ bộ, chưa xử lý được triệt để chất thải

đô thị

(3.) Công nghệ làm phân compost:

Phân compost hay phân hữu cơ là chất mùn ổn định thu được từ quá trình phân hủy hữu cơ không chứa các mầm bệnh, không lôi cuốn côn trùng, có thể lưu trữ an toàn

và có lợi cho sự phát triển của cây trồng [19]

Quá trình chế biến phân compost là quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn thành chất mùn nhờ hoạt động của các vi sinh vật yếm khí hoặc hiếu khí tùy thuộc vào điều kiện oxy Sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí là khí biogas (sử dụng như nguồn nhiên liệu sinh học), và chất thải rắn ổn định để cải tạo đất Sản phẩm của quá trình phân hủy hiếu khí là khí thải (chủ yếu là CO2), nước, nhiệt và phân compost Quá trình phân hủy yếm khí chậm hơn quá trình phân hủy hiếu khí nên trong công nghệ làm compost chủ yếu sử dụng quá trình hiếu khí

Có nhiều phương pháp để sản xuất phân compost như phương pháp ủ phân theo luống cấp khí tự nhiên, phương pháp ủ phân theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức, phương pháp ủ container thổi khí cưỡng bức Mỗi phương pháp đều có

ưu nhược điểm riêng và phụ thuộc vào điều kiện hoàn cảnh cụ thể để lựa chọn phương pháp sản xuất compost thích hợp Tuy vậy, công nghệ compost ở Việt Nam

dù nhập ngoại hay nội địa đều qua 3 công đoạn: (1) Tiền xử lý chất thải rắn (phân loại, nghiền tạo kích thước đồng nhất), (2) Phân hủy thành phần hữu cơ trong chất thải rắn (ủ lên men và ủ chín), (3) Chuẩn bị sản phẩm và đóng gói sản phẩm

Vấn đề đặt ra là chất lượng phân như thế nào để cạnh tranh với thị trường phân bón hóa học đã tồn tại như một truyền thống với hiệu quả cao Để giải quyết vấn đề chất lượng phân thì một yếu tố quan trọng là khâu phân loại trước và sau ủ compost để tách loại các chất trơ (đất đá, kim loại, thủy tinh, plastic vụn .), đặc biệt là phân loại trước ủ, tiếp theo là giải quyết bài toán thị trường Đây là lí do phần lớn các nhà máy hoạt động không hết công suất hoặc đóng cửa

Ưu điểm:

- Sử dụng chất thải hữu cơ thải bỏ làm phân bón, giúp cải tạo đất và chăm sóc cây trồng,

- Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng,

- Làm mất hoạt tính của các vi sinh vật gây bệnh do nhiệt độ của khối ủ cao (50 - 600C),

- Giúp kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp,

- Hạn chế diện tích sử dụng đất so với phương pháp chôn lấp,

- Quy trình chế biến phân compost thường có công nghệ đơn giản, dễ vận hành, không đòi hỏi nhiều về trình độ công nhân,

- Chi phí đầu tư thấp

- Khó tìm kiếm thị trường tiêu thụ vì bà con nông dân đã quen dùng sản phẩm phân hóa học và không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng của họ,

- Do thành phần chất hữu cơ luôn thay đổi theo thời tiết, thời gian, nên đôi khi làm cho sự phân bố nhiệt không đồng đều trong toàn khối ủ và không làm mất đi hoạt tính của các sinh vật gây bệnh và chất lượng phân cũng không đồng đều,

- Công nhân tiếp xúc lâu với môi trường độc hại thường dễ mắc các bệnh nghề nghiệp,

(4.) Công nghệ Seraphin:

Rác vào khu xử lý, qua tổ hợp tách sơ bộ loại bỏ rác cá biệt, tiếp đến được chuyển vào tổ hợp nghiền cắt, qua sàng quay tách lọc rác được phân thành hai thành phần chính là rác hữu cơ và vô cơ Rác hữu cơ dễ phân hủy sẽ được xử lý bằng công nghệ vi sinh làm phân compost Phần hữu cơ trơ sẽ tạo các viên đốt RDF hoặc đốt, tro kết hợp với phần vô cơ trơ, bổ sung kết dính ximăng để ép làm gạch lát, ống cống, dải phân cách, cột, cọc tường rào Chất dẻo thu hồi có thể tái chế thành các sản phẩm như bậc cầu thang, tấm vách ngăn, PALET v.v có độ bền cao Với đầu vào là rác thải sinh hoạt, sau khi xử lý bằng công nghệ Seraphin 90% số rác thải đó trở thành sản phẩm hữu ích 10% còn lại là chất thải rắn được dùng để san nền đối với ngành xây dựng Công nghệ này về nguyên tắc là có tương lai nếu các thiết bị kĩ thuật đáp ứng các yêu cầu, và đặc biệt quan trọng là phải có đầu ra cho sản phẩm, nhất là phần chiếm khối lượng lớn nhất là phân compost

Ưu điểm:

- Xử lý toàn bộ chất thải rắn mà không phải tốn đất để chôn lấp,

- Hạn chế tối đa mùi hôi và nước rác phát sinh ra môi trường,

- Thu hồi các chất thải có thể sử dụng lại làm nguyên liệu đầu vào như kim loại, nylon

- Tạo ra các sản phẩm có tiềm năng như viên nhiên liệu dùng cho lò hơi, lò đốt, phát điện gạch không nung sử dụng cho xây dựng đơn giản,

(5.) Nhóm công nghệ nhiệt và nhiệt-hóa:

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt nhằm mục đích giảm thể tích chất thải rắn và thu hồi năng lượng nhiệt Đây là một trong những nhóm công nghệ cao nhất

và chi phí cũng cao nhất nhưng có những đóng góp quan trọng trong xử lý tổng hợp chất thải rắn

Ưu điểm:

- Xử lý được hầu hết các loại chất thải rắn đô thị, giảm thể tích chất thải xuống mức thấp nhất mà tốn ít diện tích đất cho công trình xử lý (lò đốt), do vậy tiết kiệm đất sử dụng cho chôn lấp,

- Xử lý triệt để và loại trừ khả năng gây ô nhiễm của chất thải đô thị,

- Giảm bớt nguy cơ gây hiệu ứng nhà kính, do tổng lượng khí nhà kính phát ra thấp,

- Có thể thu hồi năng lượng để phục vụ cho sản xuất và đời sống

Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư rất cao so với các công nghệ khác, theo quyết định BXD của Bộ Xây dựng ngày 06/04/2012 suất đầu tư xây dựng với công suất

233/QĐ-50 – 300 tấn/ngày và chi phí xử lý là 620 - 4233/QĐ-50 triệu đồng/tấn,

- Vận hành và bảo dưỡng dây chuyền phức tạp, nên đòi hỏi năng lực kỹ thuật

và chuyên môn cao,

- Chi phí tiêu hao năng lượng cao,

- Chi phí đầu tư thiết bị xử lý khí thải cao, chiếm 40 - 60% giá thành đầu tư,

- Không loại trừ hoàn toàn tiềm năng gây ô nhiễm môi trường do khí thải như dioxin, hơi kim loại, hơi thủy ngân…

- Đối với một số quốc gia, do đặc điểm khí hậu cũng như thành phần rác thải, làm lãng phí nhiên liệu đốt và lãng phí nguồn năng lượng tạo thành

(6.) Công nghệ vi sinh yếm khí – thu hồi biogas:

Công nghệ này về bản chất quá trình hoàn toàn như phương pháp chôn lấp yếm khí

đó là sử dụng hệ vi sinh yếm khí để tham gia vào quá trình phân hủy các chất hữu

cơ tạo thành bã hữu cơ và biogas Tuy nhiên, nguyên liệu đầu vào sử dụng cho quá trình này chủ yếu là chất thải hữu cơ dễ phân hủy như: phân heo, phân trâu bò, phân gia cầm, các loại thực vật như bèo, rơm rạ, rau củ phế thải sinh hoạt… hay phế thải

lò giết mổ gia súc, gia cầm, nước thải nhà máy tinh bột, nước thải lò bún, sữa bột hư… Biogas có thể được sử dụng làm nhiên liệu hoặc phát điện

Tuy nhiên, đỉnh cao của hướng này là công nghệ ArrowBio của Israel với đặc thù là

phân loại ướt đi trước cho phép thu hồi rất tốt những thành phần có tiềm năng như kim loại, chất dẻo, thủy tinh, rửa sạch đất cát, phần hữu cơ “sạch” đi vào hệ vi sinh yếm khí cho năng suất khí hóa cao, bã không phân hủy làm chất cải tạo đất tốt

Công nghệ ArrowBio có giá thành cao hơn phương pháp compost, chôn lấp nhưng

thấp hơn tất cả các phương pháp khác, về hiệu quả về sản phẩm và môi trường đang được đánh giá tốt nhất

Ưu điểm:

- Sản xuất nguồn năng lượng tại chỗ, tiết kiệm các chi phí về điện năng và khí đốt cho các hộ gia đình,

- Cung cấp phân hữu cơ giàu dinh dưỡng và ổn định cho cây trồng,

- Giảm mùi hôi, giảm sự ô nhiễm nước mặt và nước ngầm,

- Nhiệt lượng của quá trình phân hủy làm giảm hoạt tính của các vi sinh gây bệnh, giúp cải thiện sức khỏe cộng đồng

- Giảm ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu gây ra bởi khí metan từ bãi chôn lấp, Nhược điểm:

- Đòi hỏi quá trình thiết kế bể biogas nghiêm ngặt, tránh sự rò rỉ, gây nguy hiểm cho con người và chất lượng khí gas,

- Giá thành đầu tư tuy thấp hơn so với các công nghệ khác, nhưng đối với các

hộ dân là khá cao,

- Phát sinh nước thải không đạt quy chuẩn về môi trường,

- Chất thải được xử lý chủ yếu là chất thải hữu cơ,

- Vấn đề bảo dưỡng và vận hành phức tạp và khó khăn, có thể xảy ra sự cố cháy nổ, ngạt thở

phương pháp này là thiếu sự quản lý chặt chẽ bãi chôn lấp về hệ thống quản lý, kỹ thuật lắp đặt và vận hành

Theo cơ chế hoạt động, có thể chia thành 03 kiểu chôn lấp

(7.1) Kiểu chôn lấp yếm khí

Hình 1 2: Kiểu chôn lấp yếm khí [39]

Kiểu bãi chôn lấp yếm khí là kiểu chôn lấp dựa trên quá trình xử lý yếm khí mà chủ yếu là dựa vào khả năng tự nhiên của hệ vi sinh yếm khí tham gia vào quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong chất thải rắn trong điều kiện không có oxy ở điều kiện nhiệt độ từ 30 – 650C Kiểu chôn lấp có lớp lót đáy chống thấm; hệ thống kiểm soát nước rác gọi là kiểu chôn lấp hợp vệ sinh nhằm thu gom nước rác phát sinh, giảm áp lực của khối rác tại vị trí chôn lấp, giảm khả năng ô nhiễm nước ngầm Chất thải rắn sau khi được đổ bỏ tại bãi chôn lấp được phủ một lớp đất hàng ngày nhằm giảm mùi hôi thối, ngăn ngừa các loại động vật kiếm ăn trên bãi rác – là một trong những tác nhận có thể truyền bệnh cho con người Cuối cùng, khi bãi chôn lấp đóng cửa, có một lớp phủ cuối cùng với thảm thực vật để chống mưa và dòng chảy tràn thấm vào bãi rác Kiểu chôn lấp này có một số ưu nhược điểm sau:

Đất phủ CTR

Ống thu nước rác

Nước rác

Lớp lót đáy

Mức mước

- Công nghệ lắp đặt và vận hành khá đơn giản,

- Có thể thu hồi khí biogas nếu bãi chôn lấp được lắp đặt hệ thống thu hồi khí Nhược điểm:

- Bãi chôn lấp là nơi sinh sản lý tưởng của ruồi, muỗi, thu hút các vật chủ gây các bệnh truyền nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng,

- Khó quy hoạch địa điểm và phải đặt xa khu dân cư,

- Đòi hỏi diện tích đất sử dụng cho bãi chôn lấp lớn, tốn quỹ đất của quốc gia

và việc tìm kiếm bãi đất trống để làm bãi chôn lấp khá khó khăn

- Diện tích bãi chôn lấp sau khi đóng bãi thường không được sử dụng làm các công trình công cộng do hệ thống thu hồi khí không đảm bảo,

- Thời gian phân hủy chất thải rất dài (20 - 30 năm)

- Do các thành phần ô nhiễm trong nước rác rất cao, nên nước rác thu gom không được xử lý triệt để có thể lại là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước

và đất

- Quá trình phân hủy yếm khí tạo thành khoảng 60% CH4, đây là một trong

kính góp phần gây biến đổi khí hậu toàn cầu

- Hệ thống thu gom nước chảy tràn hoạt động kém cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nước bề mặt và đất

(7.2) Kiểu chôn lấp hiếu khí

Kiểu chôn lấp này cũng là kiểu chôn lấp được kiểm soát với hệ thống lót đáy, hệ thống thu gom nước rác, hệ thống thoát nước chảy tràn, đất phủ hàng ngày Khác với kiểu chôn lấp yếm khí, kiểu chôn lấp hiếu khí dựa vào quá trình hiếu khí với hệ

vi sinh hiếu khí tham gia vào quá trình phân hủy chất thải rắn Kiểu chôn lấp này được trang bị thêm hệ thống cấp khí vào bãi rác Đây là một trong những điều kiện

để hệ vi sinh hiếu khí phát triển và hoạt động trong bãi rác làm tốc độ phân hủy chất thải rắn nhanh hơn Đây chính là ưu điểm quan trọng nhất của kiểu chôn lấp hiếu khí, đồng thời, kiểu chôn lấp này còn có một số ưu điểm như sau:

- Giảm khí nhà kính CH4: do cơ chế phân hủy hiếu khí chủ yếu sinh ra khí CO2

- Chất lượng nước rác được cải thiện rất nhiều do hàm lượng các chất gây ô nhiễm thấp hơn

- Có thể sử dụng bãi chôn lấp theo kiểu quay vòng, nên đất sử dụng làm bãi chôn lấp sẽ giảm xuống

Hình 1 3: Kiểu chôn lấp hiếu khí [39]

CTR

Hệ thống thu nước rác

Ống cấp khí

CTR

Nước rác

Mức nước

để bơm

Ống cấp khí

Máy thổi khí

Hệ thống thu gom nước rác

Tuy nhiên, do kiểu chôn lấp này được trang bị thêm hệ thống cấp và phân phối khí nên chi phí đầu tư và vận hành bãi chôn lấp cao hơn so với kiểu (1)

(7.3) Kiểu chôn lấp bán hiếu khí

Phương pháp chôn lấp bán hiếu khí, thường gọi là “phương pháp Fukuoka”

Phương pháp này được giáo sư Masataka Hanashima, đại học Fukuoka bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966 và năm 1975 bãi chôn lấp bán hiếu khí đầu tiên được xây dựng ở thành phố Fukuoka, Nhật

Hình 1 4: Kiểu chôn lấp bán hiếu khí [39]

Năm 2010, tại Việt Nam, Cty TNHH Một thành viên Môi trường Đô thị Hải Phòng phối hợp với các chuyên gia môi trường của Trường đại học Fukuoka, Nhật Bản tiến hành xây dựng làm khu xử lý rác thải thí điểm theo phương pháp bán hiếu khí kiểu Fukuoka tại khu vực bãi rác Đình Vũ, Hải Phòng với diện tích thí điểm khoảng 3.000 m2, chiều cao lớp rác khoảng 6m Sau 3 năm triển khai, kết quả tại khu thí

tại bãi rác giảm từ 30,4% xuống còn 8%; khí mêtan giảm từ 67% xuống 6%; COD

và BOD5 trong nước rác giảm từ 80% xuống 20%; rác được phân hủy nhanh hơn [48]

Phương pháp này về cơ bản có các công trình như phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh ở Việt Nam Nhưng hệ thống thu gom nước rác và khí rác đóng thêm một vai

trò quan trọng: khuếch tán không khí tự nhiên từ bên ngoài vào các lớp chôn lấp

Hệ thống thu nước rác

Mức nước

để bơn

Chính vậy, các lớp rác trong bãi chôn lấp luôn ở điều kiện hiếu khí hơn, nồng độ ô nhiễm trong nước rác giảm trong thời gian ngắn hơn, tỷ lệ phát thải khí (CH4 và

có một số ưu điểm như sau:

- Chi phí đầu tư có thể nói là chỉ tương đương với kiểu chôn lấp yếm khí và thấp hơn kiểu chôn lấp hiếu khí

- Nước thải thoát ra nhanh do đường ống thu gom lớn hơn nên giảm được áp lực bởi nước trên bề mặt và giảm nguy cơ rò rỉ của nước rác

- Tạo môi trường hiếu khí, thiếu khí và yếm khí để các hệ vi sinh vật tương ứng phát huy vai trò của mình trong việc phân hủy chất thải rắn

Nếu áp dụng thêm kỹ thuật thu hồi chất thải sau khi ô chôn lấp đã ổn định bằng cách đào phần chất thải sau khi ủ, sàng, phân loại để thu hồi để tái chế các sản phẩm như: chất hữu cơ đã phân hủy được sử dụng như chất cải tạo đất, nhựa, kim loại, thủy tinh; chất vô cơ sử dụng như vật liệu san lấp; những vật liệu không tái chế được thì tiếp tục quay trở lại ô chôn lấp Ô chôn lấp này được sử dụng lại theo cơ chế quay vòng Kiểu bãi chôn lấp này có thể gọi là Bãi chôn lấp – Bồn phản ứng sinh học nối tiếp luân hồi (Sequencing Bio-Reactor Landfill) Với bãi chôn lấp này,

chúng ta có thể sử dụng bãi chôn lấp “vô tận” theo thời gian và vấn đề tốn quỹ đất

gần như được giải quyết cùng với những vấn đề khác về môi trường

Bên cạnh đó, việc áp dụng biện pháp thu hồi các vật liệu từ rác và sử dụng lại ô chôn lấp sau khi sàng, tuyển các vật liệu tái chế, lớp phủ trên cùng của ô chôn lấp không nhất thiết phải sử dụng lớp phủ theo quy định với HPDE sẽ làm giảm một phần chi phí đầu tư vào bãi chôn lấp

Như vậy, với những phân tích ban đầu, có thể thấy rằng kiểu chôn lấp bán hiếu khí

là kiểu chôn lấp với chi phí thấp và thân thiện với môi trường trên các khía cạnh:

Tài chính:

- Giảm được chi phí HPDE ở lớp phủ trên cùng

- Giảm việc phải mở rộng diện tích bãi chôn lấp, vì bãi chôn lấp áp dụng cơ chế luân hồi, tái sử dụng ô chôn lấp Đồng nghĩa với việc giảm chi phí tìm kiếm và mở bãi chôn lấp mới, mà đây là chi phí được quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý

- Chất gây ô nhiễm trong nước rác thấp, giảm chi phí xử lý nước rác

- Có thể có nguồn thu từ việc tái sử dụng các vật liệu sau khi ủ rác

- Chất ô nhiễm trong nước rác giảm, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường xung quanh

Hiện nay, thế giới đã và đang áp dụng rất nhiều các phương pháp xử lý chất thải rắn khác nhau với nhiều công nghệ rất hiện đại Tuy nhiên, phương pháp chôn lấp vẫn đang được áp dụng rất phổ biến và không thể loại bỏ ở rất nhiều nước, kể cả các nước phát triển mạnh như Mỹ, Anh, Đức, … và ở Việt Nam

Bối cảnh Việt Nam hiện nay là một trong những nước có nền kinh tế đang phát triển Vấn đề môi trường đang trở thành một trong những vấn đề cần quan tâm hàng đầu, tuy nhiên, nhiệm vụ phát triển kinh tế nước nhà là nhiệm vụ tiên quyết Do vậy, bài toán giải quyết ô nhiễm môi trường vẫn là bài toán với các giả thiết “chi phí thấp, hiệu quả cao” Đối với xử lý chất thải rắn cũng vậy Bên cạnh việc áp dụng

các công nghệ tiên tiến với chi phí cao thì phương pháp chôn lấp chất thải rắn vẫn được áp dụng phổ biến với các vấn đề lớn về môi trường

1.3 Một số vấn đề môi trường đối với việc xử lý chất thải đô thị bằng phương pháp chôn lấp ở Việt Nam

Mặc dù ở Việt Nam đã có các TCVN 6696:2009 về bãi chôn lấp hợp vệ sinh - yêu cầu bảo vệ môi trường (thay thế TCVN 6696:2000), TCVN 261:2001 về thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh, QCVN 25:2009/BTNMT về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt, QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp (thay thế 24:2009/BTNMT), nhưng hầu hết các bãi chôn lấp của Việt Nam hiện nay chưa đạt tiêu chuẩn bãi chôn lấp hợp vệ sinh, nước rác xử lý rất kém hoặc với chi phí rất cao

mà vẫn không đạt các tiêu chuẩn xả thải Chính vì vậy, có thể sẽ gây ra ảnh hưởng bất lợi rất lớn đến sức khỏe cộng đồng và môi trường hay có thể nói là góp phần làm suy thoái các tài nguyên quốc gia

1.3.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật

Công tác quản lý chất thải rắn không hợp lý không những gây ô nhiễm đến môi trường mà còn ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người dân và sinh vật, đặc biệt là con người và sinh vật sống gần nguồn tập trung rác thải

Theo báo cáo “Đánh giá ảnh hưởng của bãi rác tập trung đến sức khỏe khu dân cư xung quanh, xây dựng hướng dẫn tiêu chuẩn vệ sinh bãi rác” của Viện Y học Lao động và Vệ sinh Môi trường, người dân sống gần các bãi chôn lấp tập trung có nguy

cơ mắc bệnh tiêu chảy, da liễu, đau xương khớp, ho, viêm phế quản, tỷ lệ người ốm

và mắc các bệnh khác cao hơn so với các vùng khác [2]

Kim loại nặng và các chất hữu cơ khó phân hủy gây ô nhiễm môi trường nước và đất có khả năng tích lũy sinh học cao trong mô tế bào của thực vật và động vật trong chuỗi thức ăn, gây nhiều bệnh nguy hiểm đối với sinh vật và con người như vô sinh, quái thai, ung thư, dị tật…

Các chất ô nhiễm của bãi chôn lấp đi vào không khí có thể tác động lên hệ miễn dịch gây ra các bệnh về tim mạch, tê liệt thần kinh, giảm khả năng trao đổi chất trong máu, sảy thai, hô hấp, ung thư, …

Các chất ô nhiễm của bãi chôn lấp đi vào nguồn nước làm ô nhiễm nguồn nước, môi trường sống của rất nhiều sinh vật, gây suy thoái hệ sinh vật nước

1.3.2 Ô nhiễm môi trường không khí

Chất thải rắn Việt Nam có thành phần chất hữu cơ chiếm khoảng 50,27 – 62,22% Dưới tác động của hệ vi sinh vật yếm khí trong bãi chôn lấp sản sinh khí bãi chôn lấp gồm CH4 khoảng 55,5%, CO2 khoảng 41,2%, H2 khoảng 0,01%, N2 khoảng 2,1,

khí:

- Gây cháy nổ

- Ô nhiễm môi trường không khí do các chỉ tiêu phát thải vượt qua tiêu chuẩn cho phép

- Gây mùi khó chịu do sự có mặt của các chất khí NH3, H2S

- Gây tiếng ồn, bụi do việc vận hành các máy móc thiết bị phân loại, đầm nén, vận chuyển…

- Góp phần gây hiệu ứng nhà kính do sự phát sinh CH4 và CO2

1.3.3 Ô nhiễm môi trường nước

Chất thải rắn không được thu gom hoặc có thu gom nhưng không được chôn lấp ở các bãi chôn lấp hợp vệ sinh mà chôn lấp ở các bãi rác tự phát, thiếu quy hoạch làm

ô nhiễm môi trường nước bề mặt như ao, hồ, sông, suối, biển do dòng chảy tràn bề mặt xuất phát từ bãi rác làm tắc nghẽn dòng nước lưu thông, giảm diện tích tiếp xúc của nước với không khí và do sự phân hủy chất hữu cơ của rác làm giảm DO trong nước Chất thải rắn phân hủy gây mùi hôi thối, làm mất cảnh quan, gây hiện tượng phú dưỡng nguồn nước

Bên cạnh đó, đa số các bãi chôn lấp đều không được xây dựng đúng kỹ thuật và đang trong tình trạng quá tải, nước rác rò rỉ từ bãi chôn lấp được thải trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nguồn nước nghiệm trọng, đặc biệt là nước ngầm

Một hình ảnh điển hình minh họa cho ô nhiễm môi trường nước do nước rỉ rác tại Nghệ An: Dòng nước bẩn thải ra từ bãi rác và nhà máy xử lý rác chảy đến hồ Bảy Mẫu (xóm Đông Vinh, xã Hưng Đông, thành phố Vinh) Trước đây, hồ là nơi giặt giũ, lấy nước tưới cho hoa màu nhưng khi bãi rác và nhà máy xử lý rác xuất hiện thì nguồn nước bị ô nhiễm; Chuyển sang nuôi cá, cá chết trắng bụng 120 hộ dân trong xóm dùng giếng khoan để lấy nước sinh hoạt, nay cũng bị nước bẩn ngấm vào [2]

1.3.4 Ô nhiễm môi trường đất

Theo báo cáo của UNEP năm 2004, hoạt động chôn lấp chất thải rắn đô thị trên thế giới gây ô nhiễm đất chiếm khoảng 20% (biểu đồ 1.2)

Hình 1 5: Các nguồn gây ô nhiễm đất của một số nước trên thế giới [38]

Ở Việt Nam, mặc dù chưa có con số thống kê cụ thể, nhưng chúng ta có thể nhận thấy dấu hiệu ô nhiễm đất một cách rõ ràng qua con số phát sinh chất thải hàng năm, tỷ lệ thu gom chất thải, số lượng bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Bên cạnh đó, tại các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, các chất ô nhiễm, vi sinh vật

từ chất thải dễ dàng thâm nhập và gây ô nhiễm đất

Theo nghiên cứu của Viện Y học Lao động và Vệ sinh Môi trường cho thấy các mẫu đất lấy từ bãi rác Lạng Sơn và Nam Sơn đều bị ô nhiễm trứng giun và Coliform [2]

Do ý thức của người dân và việc tuyên truyền của các cơ quan chính quyền chưa sâu sát, nên việc tách các chất thải rắn nguy hại từ các hộ gia đình còn kém Đây chính là nguồn ô nhiễm đất tiềm năng về kim loại nặng và các hóa chất độc hại rất cao

Các vấn đề môi trường do ảnh hưởng của chất thải rắn đang làm đau đầu các cấp chính quyền, đặc biệt là từ bãi chôn lấp Chính vì vậy, mà nhà nước đã ban hành luật, nghị định, thông tư, và các chính sách, chiến lược nhằm giảm thiểu các tác động của chất thải rắn đến sức khỏe con người, môi trường, cũng như ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế xã hội nước ta

Để giải quyết các vấn đề môi trường của bãi chôn lấp ở Việt Nam, đề tài này tiến hành nghiên cứu một kỹ thuật xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp bán hiếu khí để có thể ứng dụng tại Việt Nam

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Thành phần, tính chất, đặc điểm của chất thải đô thị

Mẫu rác thải dùng để phục vụ cho công tác nghiên cứu thực nghiệm là rác thải sinh hoạt đô thị Hà Nội, cụ thể hơn là rác thải được tập kết tại điểm trung chuyển tại trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội Tại điểm trung chuyển này, rác thải chủ yếu lấy từ nhà dân, từ chợ (chợ cóc gần trường và chợ Thượng Đình), trường học,

cơ quan, rác đường phố Tuy chỉ là một điểm trung chuyển, nhưng rác thải ở đây mang đặc trưng của rác thải đô thị nói chung

Bảng 2 1: Thành phần chất thải rắn của mẫu chất thải rắn lấy tại điểm trung chuyển

trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội

Khối lượng (kg)

Tỷ lệ (%)

Khối lượng riêng (kg/l)

Độ ẩm (%)

Chất vô cơ trơ: sành sứ, gạch, đá, sỏi, xi

măng, xỉ than, đất, xương, vỏ ốc, kim

2.1.2 Dự báo lượng chất thải phát sinh ở Việt Nam

Theo phương án trung bình của dự báo dân số Việt Nam 2009 – 2049 [3], dân số thành thị so với dân số cả nước theo thời gian ở Việt Nam như bảng 2.2

Bảng 2 2: Dân số đô thị và dân số cả nước năm 2009 - 2049

m

2009 85.847 25.437 29,63 2030 103.117 45.804 44,42 2,15

2010 86.722 26.251 30,27 3,20 2031 103.586 46.800 45,18 2,17