QUẢN lí CHẤT THẢI rắn

Xử lí - thải bỏ: 1 Các phương pháp Nhiệt: Đốt có và không tận thu nhiệt dưới dạng hơi/nước nóng sưởi ấm, sấy, điện năng; Nhiệt phân: tạo CO + H2; than hoạt tính + khí; tạo khí + nấu chảy

Phần 3 QUẢN LÍ CHẤT THẢI RẮN

Tóm tắt quản lí chất thải R

3R: Reduction – Recycling – Reuse (Giảm thiểu – Tái chế (Thu hồi, Phân loại,

Tái chế) – Tái sử dụng)

Để thực hiện tốt 3R cần phân loại.

Giải pháp cuối cùng mới là các biện pháp xử lí, thải bỏ

Xử lí - thải bỏ:

(1) Các phương pháp Nhiệt: Đốt có và không tận thu nhiệt (dưới dạng hơi/nước nóng (sưởi ấm, sấy), điện năng); Nhiệt phân: tạo CO + H2; than hoạt tính + khí; tạo khí + nấu chảy xỉ → kiến thức nhiệt động học ứng dụng; động học phân huỷ/cháy; thành phần, tính chất của chất R, khí; thiết bị đốt tương ứng

(2) Chôn lấp → kiến thức địa chất công trình, thuỷ văn; quản lí đô thị (thu gom, trung chuyển, quản lí bãi rác cả sau khi đóng bãi); kĩ thuật xử lí (công nghệ sinh học MT), xử lí nước rác (phổ biến ở VN và các nước đang phát triển)

(3) Composting (làm phân hữu cơ) → công nghệ sinh học, có thể coi là một thành phần 3R

Chất thải rắn, nhìn chung, không bao gồmm khái niệm chất thải nguy hại, chất thải

lỏng và khí thải Nguồn CTR thường từ hệ thống thương mại, dịch vụ, công nghiệp, các cơ sở công cộng và sinh hoạt

1.1 Các loại chất thải rắn

Có hai nhóm chính:

Chất thải sinh hoạt (TSH) và chất thải cồng kềnh TSH gồm các vật liệu thải kích

thước nhỏ và trung bình từ sinh hoạt gia đình, kinh doanh, dịch vụ, và các công sở Thông thường, các chất thải này ở thành phố được thu gom, vận chuyển bằng hệ

thống vệ sinh công cộng (các Công ty môi trường đô thị) theo các đường đi, chu kì được vạch sẵn.

Chất thải cồng kềnh có kích thước lớn, ví dụ nệm giường, bàn ghế hỏng , hoặc những chất thải thải ra lượng lớn trong thời gian ngắn, ví dụ chất thải khi thay mái nhà, khi xây lại nhà Thường đối với loại này hệ thu gom trên không cáng nổi vì quá cồng kềnh hoặc khối lượng quá lớn, cần thuê riêng Phần lớn chất thải cồng kềnh là nhóm chất thải xây dựng Chúng nếu phải thải bỏ thường có các khu riêng

Bảng 1 Thống kê phát thải CTR ở Việt Nam (Bộ TNMT, Báo cáo MT quốc gia, 2010, Ch,6;

*- Tự tính; **- Tính cả chất thải nguy hại)

Hình 1 Phát thải CTR Theo loại và khu vực so sánh 2008 và 2015

(Bộ TNMT, Báo cáo MT quốc gia, 2010, Ch,6)

Hình 2 Phát thải CTR Theo loại và khu vực so sánh 2008 và 2015

Hình 1 Phát thải CTR Theo loại và khu vực so sánh 2008 và 2015

(Bộ TNMT, Báo cáo MT quốc gia, 2010, Ch,6)

Bảng 2 Thành phần RSH Hà Nội, khả năng thu hồi, tái chế

(Số liệu của Hà Nội Urenco 12, 4/2011)

11 CT nguy hại (acquy, pin, rác điện tử…) 0 ?

1.2 Những chất thải không đưa vào nhóm này

Chúng là các chất thải công, nông nghiệp không nguy hại có khố lượng lớn như đất

đá khai thác mỏ, rơm rạ, sản phẩm thải từ công nghiệp thực phẩm, tro xỉ, bụi xi măng, và bùn thải

Ưu tiên 3R: Reduce – Recycling – Reuse

Nhóm 1 Chôn lấp (bản chất là phân hủy sinh học yếm hoặc hiếu khí)

Đây là nhóm thải bỏ Xử lý “cuối đường ống”

Tiêu hao tài nguyên, ô nhiễm thứ cấp (khí, mùi, nước rác, ruồi bọ )

Tiềm năng thu hồi: khí bãi rác (~biogas)

Hình 3 Sự tiến hóa về mặt quản lý chất thải rắn

Nhóm 2 Compost – thuộc loại thu hồi, bản chất: công nghệ vi sinh học và CNSH

(chuyển hóa thành biogas)

Chỉ áp dụng cho phân đoạn hữu cơ dễ phân hủy (rác nhà bếp, cây cỏ)

Nhóm 3 Công nghệ nhiệt: đốt, nếu thu hồi: phát điện, nhiệt

Chất thải: tro (5 – 10%) → khí thải

Nhóm 3a Công nghệ nhiệt – hóa

Phức tạp, đa dạng (khí hóa, nhiệt phân, cracking )

Sản phẩm (tùy phương pháp): khí tổng hợp CO + H2 làm nhiên liệu, nguyên liệu như trong hóa than, hóa dầu (nên được gọi là biorefinery – chuyển hóa sinh khối).Đây là tương lai gần

Các công nghệ thu hồi, chuyển hóa cần đi kèm Công nghệ phân loại.

2.1 Nguồn gốc

Chủ yếu là các vật dụng và hàng hoá, các sản phẩm phụ Tóm lại là tất cả những gì thường xuyên được sản xuất, mua về, sử dụng và thải ra Nguồn thứ hai có nguồn gốc tự nhiên, ví dụ lá, cành cây rụng, hoặc cắt, cỏ dọn vườn, vườn hoa tóm lại là thải thực vật Trong các khu đô thị còn phải kể đến rác do vệ sinh đường phố

Lượng và loại dòng thải phụ thuộc vào hai yếu tố chính: số sản phẩm sản xuất vaf

sử dụng; và kích cỡ khối lượng của chúng Số sản phẩm thải lại phụ thuộc ngoài việc phụ thuộc vào chính bản thân nhu cầu xã hội (cần bao nhiêu sản phẩm) mà còn phụ thuộc vào vòng đời của mỗi loại sản phẩm Ví dụ, báo sẽ có khối lượng lớn nhất vì vòng đời ngắn, số lượng nhiều; ngược lại dao nhà bếp mặc dù nhà nào cũng có thì rất ít gặp vì vòng đời rất dài Như vậy có thể nói TSH phần lớn sẽ là các sản phẩm nhỏ, sử dụng thường xuyên, số lượng nhiều và có vòng đời ngắn Các chất thải cồng kềnh chủ yếu là sản phẩm của xây dựng, chủng loại không nhiều và

vòng đời lớn Vì vậy khi nói đến thải sinh hoạt sự chú ý sẽ tập trung vào nhóm đầu, các số liệu thống kê cũng vậy

Phần lớn TSH là sản phẩm hoạt động hàng ngày của con người, một lượng nhỏ liên quan đến các sự kiện đặc biệt, ví dụ ngày lễ, liên hoan Về phần mình thói quen sinh hoạt luôn thay đổi, từ thói quen ăn uống tới thư dãn giải trí Ví dụ, trước 1990 ở

VN ít ai nghĩ đến cơm hộp, ngày nay nó là phần không thể thiếu của cuộc sống đô thị, nhất là giới công chức, sinh viên ở các đô thị lớn, hơn nữa là cơm hộp trong các hộp chất dẻo xốp sử dụng một lần Hoặc là vấn đề túi nilon bao gói, trước kia hoàn toàn không có Ngược lại, rác cồng kềnh thường thải ra không thường xuyên, khi

có những sự kiện cụ thể, ví dụ Hà Nội nạo vét sông Tô Lịch, mở đường; nhà ai đó xây lại, thải ra bộ salon cũ, thay TV mới Vì vậy, thành phần chất thải cồng kềnh

sẽ phụ thuộc vào bản chất sự phát sinh, không mang chung, thống kê được như TSH

Về mặt nguồn thải rác TSH ta có: các gia đình, các cơ sở kinh doanh, dịch vụ, các công sở Chất thải cồng kềnh như đã nêu cũng có thể có nguồn gốc từ các nhà dân, từ khối dịch vụ, kinh doanh, công sở nhưng chủ yếu từ hoạt động xây dựng giao thông, nhà cửa Chất thải thành phố chủ yếu xuất phát từ 4 nguồn chính: (1) bao bì xả ra khi lấy sản phẩm, thường loại này tăng dần (nhất là về khía cạnh thức

ăn, đồ dùng một lần), thường chiếm tới 35 - 40% tổng TSH có thể tái sinh; (2) phần sản phẩm không sử dụng được (chủ yếu là thức ăn thừa, và phần nhỏ các loại khác); (3) rác thải cồng kềnh là đất đào, phế thải xây dựng (beton vỡ, gạch vụn, vách ngăn các loại, sắt thép, gỗ, nhựa trong XD, lượng rác loại này chiếm đến 30 - 35% rác thành phố, trừ phần nhỏ thu hồi được (kim loại, plastic, gỗ), phần có tiềm năng thu hồi (beton, gạch vụn) còn lại phải thải bỏ; (4) rác thải thực vật thường chiếm khoảng 5% hoặc hơn tuỳ mức độ xanh của đô thị Thường rác thải loại này

ổn định, trừ khi có các dự án phát triển mới Trong bốn nhóm này thì nhóm 1 chịu nhiều biến động nhất, từ khối lượng (do tăng thói quen dùng đồ 1 lần, do tăng yêu cầu vật liệu bao gói kèm quảng cáo), tới chủng loại (từ giấy sang plastic và có lẽ lại quay về giấy do vấn đề không phân huỷ của chất dẻo) Sự biến động cũng nằm ở thói quen tiêu dùng và tiến bộ kĩ thuật: bia chai thành bia lon, các loại pin, acquy, hoá chất phục vụ sinh hoạt, mĩ phẩm ngày càng đa dạng và sử dụng nhiều

Bảng XXX- Nguồn chất thải rắn ở VN, 2004

Công nghiệp không nguy hại 2.510.000 1.740.000 770.000

Bảng XXX- Tình hình thu gom chất thải rắn ở VN (tấn/d), 2004

Lượng Gom Lượng Gom Lượng Gom Lượng Gom Lượng Gom

Nguồn: CEETIA – HCU & Bộ CD, 2005 Nguồn: Báo cáo 2005 MoNRE

Khu vực nông thôn VN có điểm đặc trưng là có hệ thống làng nghề khá phát triển và đóng góp lớn cho sự ổn định và phát triển nông thôn Sản xuất kiểu làng nghề là một dạng sản xuất công nghiệp, dịch vụ chuyên môn hoá, chủ yếu dựa trên quy mô nhỏ, trong đó quy mô gia đình là chính Loại hình sản xuất này có ý nghĩa rất lớn về khía cạnh tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho khối dân cư nông thôn, tạo nhiều sản phẩm độc đáo cho xã hội Tuy nhiên do quy mô nhỏ nên quản lí chất thải rất khó khăn, kể cả việc thu thập số liệu Theo Báo cáo hiện trạng MT quốc gia 2005 (Bộ TNMT, 2005) số liệu là:

Bảng XXX- Thành phần chất thải rắn ở một số địa phương, 2004

Content,% Bãi Namson HN(2002, n=10) (2003, n=25)Hải Phòng Gia đình Thành phố HCM

Nhà hàng Phước Hiệp Bãi rác Gò Cát

Độ ẩm Số liệu cho vật liệu ẩm 64-85 71-86 61-73 65-72

Pin, acquy 0,1(nguy hại) 5,5+nguy hại 0,0-0,2 0,0-3,0 0,0- 0,0-0,3

Nguồn: Các báo cáo khoa học

Phân loại theo IPCC (Inter Panel of Climate Change)

(1) Food: rác nhà bếp = thức ăn thừa, phần thải khi chuẩn bị, bao bì

(2) Garden: rác vệ sinh vườn = cỏ, lá, cành cây

(3) Paper: giấy, bìa (xellulô)

(4) Wood: gỗ (ligno-xellulô), thải từ đồ dùng cũ, xây dựng

(5) Textile: vải sợi các nguồn gốc tự nhiên, tổng hợp

(6) Nappies: tã lót

(7) Plastics, other inert: chất dẻo, nhựa và các thành phần trơ khác

Phân loại này cho phép sử dụng trực tiếp phần mềm của IPCC để tính tiềm năng phát thải khí nhà kính

2.2 Khối lượng

Lượng chất thải tăng theo dân số, mức sống, đặc điểm sinh hoạt của dân

Lượng TSH tính theo đầu người (kg/(ng.d)) thường được dùng để thống kê Thường đại lượng này thường tính bằng pt.:

trong đó: kg/(ng.d) = số kg TSH tính cho 1 người.ngày

T = số tấn khu vực khảo sát thải ra trong 1 năm

P = số dân ở khu vực khảo sátNói chung T bao gồm cả lượng thải từ các khu vực công cộng Franklin Associates’s (1992) đánh giá lượng TSH ở Mĩ năm 1990 là hơn 2 kg/người.d, ở các thành phố lớn của VN con số này dao động xung quanh 1 kg/(người.d.), rõ ràng là mức sống quyết định rất nhiều định mức thải

2.3 Tác động

Các tác động xấu của rác thải sinh hoạt:

• Ổ nuôi dưỡng vi khuẩn, kể cả gây bệnh

• Nguồn thu hút các tác nhân truyền bệnh chuột, bọ, ruồi muỗi

• Nguồn gốc mùi khó chịu

• Lãng phí nguyên vật liệu, năng lượng

• Tác động xấu tới môi trường xung quanh (khí, đất, nước)

Hình 3.1 Lượng rác phát thải theo tháng (Camp Dresser & McKee Inc 1992, 1991 và )

Thời tiết lạnh Khu nghỉ mát mùa hè

Các số liệu trung bình của 8 địa điểm có khí hậu lạnh dao động không lớn, tuy nhiên

từ các tháng ấm mùa xuân có giá trị tăng hơn rõ rệt (Camp Dresser & McKee Inc

1992, 1991; Child, Pollette, and Flosdorf 1986; Cosulich Associates 1988; HDR Engineering, Inc 1989; Killam Associates 1990; North Hempstead 1986; Oyster Bay

1987) Sự gia tăng lượng rác phát thải là do các hoạt động tăng, nhất là sự vệ sinh

nhà cửa, sự tái sinh của cây xanh và các hoạt động khác Hình 3.1 cho thấy số liệu

về lượng rác phát sinh ở khu vực resort ở Cape May County, New Jersey, các giá trị tăng vọt về mùa hè ứng với hoạt động nghĩ dưỡng theo mùa (Camp Dresser & McKee Inc 1991) Thông thường lượng rác phát thải theo tháng ở những vùng ấm cũng có cùng quy luật như Hình 3.1 tuy nhiên sự khác biệt ít hơn Ở Việt Nam chưa

có các số liệu nghiên cứu tương tự, tuy nhiên vào dịp Tết và các ngày lễ các Cty môi trường đô thị cũng thường thông báo sự gia tăng rất mạnh lượng rác sinh hoạt

ở các thành phố

Thành phần RSH rất phụ thuộc lối sống, hệ thống quản lí Ví dụ ở VN rác nhà bếp chiếm tới 60% rác đô thị, tro chiếm dưới 10%; trong khi đó ở Bắc Kinh tro than có thể lên tới 20-30% Thành phần RSH cũng còn thay đổi theo mùa, theo mức sống Với các thành phố ở các nước phát triển, rác thải thường được phân loại tại gia, vì vậy việc phân loại và đánh giá thành phần RSH chính xác hơn nhiều (Bảng 3.1)

BẢNG 3.1 THÀNH PHẦN CHẤT THẢI R THƯỜNG GẶP (USA)

Loại chất thải R Thành phần thường gặp, % b Khoảng thành phần, % b

Hữu cơ/Đốt được

Giấy

Giấy báo

Bìa đa lớp

Giấy Kraft (bao gói)

Bìa đa lớp và Kraft

- 4,0-13,1 3,5-14,8 0,5-2,3 5,4-15,6 17,6-30,6 0,6-3,2 16,9-25,4 1,0-2,9 12,5-23,7 2,5-4,5 3,6-5,7 - 2,8-19,6 0,3-6,5 - 6,8-17,3 6,3-12,6 0,1-0,5 0,4-1,1 5,8-10,2 0,5-1,5 0,02-0,1 5,3-9,5 3,5-4,0 2,8-4,4 - 1,0-6,6 1,5-6,3 2,6-9,2 2,8-4,0 1,7-2,8 1,8-4,1 -

-Chất vô cơ/ không cháy

Có thuỷ tinh không phải đồ chứa

Không có thuỷ tinh không phải đồ chứa

13,4 5,8 1,0 0,6 0,4 1,5 3,3 4,5 4,8 4,3 0,5 0,1 3,2 2,7

- 0,6-1,2 0,3-1,2 0,2-0,9 0,9-2,7 1,1-6,9 2,8-5,5 2,3-9,7 2,0-7,7 - 0,04-0,1 1,9-4,9 1,8-3,8

-a “Khác” chứa tất cả vật liệu trong nhóm trên nó nhưng không phải vật liệu trên nó.

b Phần trăm khối lượng

Bảng 3.1 liệt kê thành phần đặc trưng của RSH ở Mỹ và một số vùng Canada liền

kề, không kể các thành phần đã được tách riêng để thu hồi và làm phân compost Đây là kết quả tổng hợp của 24 nghiên cứu thực tế ở 12 bang của Mỹ và tỉnh British Columbia của Canada Khoảng giá trị trên bảng là các giá trị trung bình năm, dao động theo mùa được bỏ qua

3.2 Thành phần thải cồng kềnh

Số liệu về RSH cồng kềnh ít phổ biến Bảng 3.2 cho thấy vùng thành phần thường gặp (RSH của Mỹ) Cột số liệu đầu là thành phần ở hai thị trấn gần nhau ở nam bang New Jersey, bao gồm cả R được tái sinh Cột cuối là thành phần RSH cồng kềnh thải bỏ (sau thu hồi-tái chế), và cột giữa là phần tái sinh của mỗi loại rác thành phần Lưu ý là phần tái sinh nói chung là 80%

Bảng 3.2 Thành phần rác quá khổ và khả năng thu hồi-tái chế

Nguồn: Camp Dresser & McKee, 1992, Atlantic County (NJ) Solid Waste Characterization Program(Edison, N.J [May]) and Idem, 1991, Cape May County Multi-Seasonal Solid Waste Composition Study(Edison, N.J [August])

a Phần trăm khối lượng

Thành phần trước thu hồi-tái sinh rất khác thành phần sau thu hồi Ví dụ: phần vô

cơ chiếm tới gần ¾ trước tái sinh nhưng sau tái sinh chỉ còn lớn hơn ¼ đôi chút Theo kinh nghiệm, thành phần RSH cồng kềnh ở Mĩ tớ bãi rác thường gần giống số liệu trong cột đầu hoặc cột ba của Bảng 3.2, hoặc ở mức trung bình giữa hai cột số liẹu này

Thành phần RSH không thay đổi mạnh theo mùa Ngay cả phần dễ thay đổi nhất là rác vườn có thê ỏn định ở các vùng khí hậu tương đối mềm Ở các vùng có mùa đông lạnh thường gặp cực tiểu phát thải rác vườn vào cuối đông, sự bùng nổ rác vườn gặp vào cuối thu vào mùa lá rụng khi rác không được đưa đi làm compost hoặc làm lớp che phủ giữ ẩm cho đất

Trong từng loại rác mật độ rác tăng khi độ bất thường hình dạng giảm Rác còn bị nén trong các đống rác, đống rác càng cao rác càng bị nén chặt, mật độ rác càng cao Trong phần lớn các trường hợp cắt/nghiền nhỏ rác làm giảm độ bất thường hình dạng và tăng độ bị nén Sự giảm kích thước của các loại rác đã định hình, ví

dụ như giấy văn phòng lại tăng độ bất thường hình dạng và giảm mật độ rác

Bảng 3.3 Khối lượng riêng của RSH và thành phần rác

Chai thủy tinh nguyên

Kim loại nhẹ, cả lon

3.3 Khối lượng riêng

Như trong Mục 3.2, khối lượng riêng của RSH phụ thuộc vào thành phần Bảng 3.3

cho ta khái niệm về vùng giá trị khối lượng riêng của rác thải SH Tất nhiên các giá trị này còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể, nhất là độ ẩm, độ nén

Hình 3.2 cho ta phân bố RSH theo kích thước từ nghiên cứu của Hilton, Rigo, and Chandler (1992) Trong CNMT thường đánh giá kích thước bằng phương pháp rây qua các rây có kích thước từ 0,5” (1 inch = 25,4mm) tới 10” (25,4cm) Như trên hình, RSH không có kích thước đặc trưng, các thành phần cũng không có kích thước đặc trưng.

Loại rác

Hình 3.2 Representative size distribution of MSW (D Hilton, H.G Rigo, and A.J Chandler, 1992, Composition and size distribution of a blue-box separated waste stream, presented at SWANA’s

Waste-to-Energy Symposium, Minneapolis, MN, January 1992 )

RSH không có khả năng tự “chảy” Khi ta đổ rác ra từ xe ép rác đống rác gần như giữ nguyên dạng Khi ta xúc hết một góc bồn chứa rác, ví dụ trong lò đốt rác, đống rác còn lại cũng không tự “lở” vào vị trí trống máy xúc vừa tạo ra Điều này là đặc trưng cần chú ý khi nhận rác để bố trí lối xe ra vào phù hợp

RSH khi trộn có xu thế tách lớp, các hạt nhỏ hơn và nặng hơn có xu thế rơi xuống các lớp dưới, rác kích thước lớn hơn và nhẹ hơn có xu thế dồn lên trên Tuy nhiên nếu chỉ rung thì rác không phân lớp Điều này cần chú ý khi cọn máy phân loại rác theo kích thước

Mặc dù RSH nhìn chung là mềm và xốp ta vẫn có thể bắt gặp một lượng đáng kể các vật cứng, ăn mòn và làm hỏng dao cắt là thủy tinh, kim loại, sỏi đá

3.5 Đặc trưng khi đốt

Đặc trưng nhiệt thường được xác định trong phòng thí nghiệm, rất cần nếu công nghệ đốt được lựa chọn Các chỉ tiêu chính là thành phần tương đối, thành phần chính xác và nhiệt trị

3.5.1 THÀNH PHẦN GẦN ĐÚNG (TƯƠNG ĐỐI)

Các thành phần gần đúng cần có là độ ẩm (H%), tro, chất bay hơi, và C cố định H

% được xác định bằng phương pháp khối lượng sau sấy ở 105oC Phần tro được xác định sau khi đốt Đây là hai thành phần không cháy, trong đó H% còn tiêu hao năng lượng khi đốt

Chất bay hơi là lượng hữu cơ bị hóa hơi khi nung rác ở 950°C trong 7 min không có ôxy Đây là các hợp chất hữu cơ bay hơi được (volatile organic compounds – VOCs) Trong phân tích tương đối VOCs thường được cộng với H% (mặc dù cháy được khi có O2 nhưng đóng góp rất nhỏ vào thiêu nhiệt)

C cố định là phần cháy chính khi rác còn ở thể rắn Trong phòng thí nghiệm phần C

cố định được tính từ:

Bảng 3.4 Thành phần tương đối và chi tiết của RSH

Thành phần TĐ − Theo chất khô Thành phần chi tiết − Theo chất khô a

Các giá trị tính cho chất khô trong Bảng 3.4 được chuyển thành giá trị thực (tính cho rác ẩm) bằng phương trình:

A = D(100% − M) 3(2)trong đó:

Nguồn rác ẩm nữa là các loại khăn ướt, tã lót, giấy ăn Các vật liệu có tính hút nước như giấy, bìa, bìa sóng khi gặp mưa sẽ là nguồn ẩm lớn

Giá trị của các phép phân tích gần đúng là giới hạn vì (1) chúng không thể hiện mức

có thể ôxi hóa (đốt) của rác đốt được và (2) cúng không cho thông tin về những khí thải có thể phát sinh Khi đó thông tin từ phân tích (thành phần nguyên tố của RSH) chi tiết sẽ là nguồn bổ sung

3.5.2 THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CHI TIẾT

H% và tro là thông tin từ phân tích tương đối, phân tích chi tiết cho ta thông tin về thành phần hóa học của R Các thành phần cần phân tích của phần cháy được là carbon, hyđrô, nitơ, lưu huỳnh và ôxi, ngoài ra clo rất quan trọng đối với rác đem đốt Lưu huỳnh có thể được xác định dưới các dạng S hữu cơ, sulfua và sulfat; còn clo là các dạng lo-hữu cơ (không tan) và vô cơ (tan) (Niessen 1995)

Carbon, hyđrô, nitơ, lưu huỳnh và clo được phân tích trực tiếp; riêng ôxi phải tính bằng cách lấy 100% trừ đi các thành phần khác (kể cả hàm ẩm và tro) Bảng 3.4

cho ta các số liệu về thành phần RSH Từ thành phần khô chuyển về thành phần thực dùng pt 3(2)

Thành phần chính xác của RSH thể hiện sự có mặt của 6 nhóm chất cơ bản: xellulo, lignin, chất béo, protein, hydrocarbon và vật liệu vô cơ Xellulo thường có 42,5% carbon, 5,6% hyđrô và 51,9% ôxi và là thành phần chính trong RSH Trong các loại giấy xellulo chiếm từ 75% trong các loại giấy thấp cấp tới gần 90% trong giấy cao cấp Gỗ có khoảng 50% xellulo, xellulo cũng là thành phần chính trong rác vườn, trong thức ăn thừa và trong tã lót Vải sợi bông có tới 98% xellulo (Masterton, Slowinski, and Stanitski 1981)

Mặc dù RSH có nhiều xellulo, phần carbon trong RSH vẫn nhiều hơn ôxi vài:

• RSH luôn chứa % đáng kể các loại plastic, ví dụ polyetylen, polystyren và polypropylen, những loại này hầu như không chứa ôxi

• Các loại sợi vải tổng hợp nhiều carbon hơn ôxi, cao su cũng có ít ôxi

• Giấy bao giờ cũng chứa một lượng đáng kể lignin, thành phần lignin cũng nhiều carbon hơn ôxi.

• Các chất béo chứa nhiều carbon hơn ôxi

N trong RSH chủ yêu slà dưới dạng hữu cơ Đóng góp N chính là thức ăn thải (protein), cỏ cắt (protein) và vải sợi tựu nhiên-tổng hợp (len, nylon và acrylamit) Clo

có cả hai xuất xứ hữu cơ và vô cơ Nguồn Cl hữu cơ lớn nhất là PVC hoặc vinyl PVC thường gặp dưới dạng plastic hay thành phần sợi vải Nguồn Cl vô cơ chính là muối ăn Lưu huỳnh không nhiều trong rác đốt được, trong rác SH nguồn S chính là thạch cao từ vật liệu xây dựng Trong Bảng 3.4, thạch cao là một thành phần của nhóm vô cơ/không đốt được, phần được coi 100% là tro vì không có các thông tin phân tích thành phần chi tiết Nhóm vô cơ/không đốt được đóng góp phần lớn thành phần tro của RSH, phần còn lại chính là tro thực sự khi đốt phần hữu cơ/đốt được,

đó là các chất độn trong giấy, kể cả giấy cao cấp, đất cát, bụi trong phần hữu cơ, xương, vỏ cứng của nhuyễn thể trong thức ăn, amiawng trong một số vật liệu vinyl–amiawng trong xây dựng, sợi thủy tinh trong vật liệu compozit

3.5.3 GIÁ TRỊ NHIỆT

Đại lượng này được xác định bằng calorimeter (nhiệt lượng kế) trên cơ sở đo nhiệt

lượng tỏa ra khi đốt m gram mẫu Bảng 3.5 cho ta các số liệu xác định trong phòng thí nghiệm Các tính toán từ các số liệu đo ở lò đốt thực thường cho các kết quả thấp hơn (xem Mục 5)

Bảng 3.5 Giá trị thiêu nhiệt của các thành phần RSH a (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg)

khô (HHV in Btu/lb)

Hàm ẩm (%)

Thiêu nhiệt rác ẩm (HHV in Btu/lb)

Các giá trị ở đây là HHV (higher heating value) trong giá trị HHV năng lượng để loại bỏ độ ẩm chưa được trừ.

b Các giá trị để tính tổng

Nhiệt trị ở Mỹ, Anh và Canada thường dùng dưới dạng higher heating value

(HHV)-ẩn nhiệt cao HHV bao gồm cả (HHV)-ẩn nhiệt hóa hơi nước tạo ra trong quá trình đốt Khi

trừ đị giá trị nhiệt này ta có lower heating value (LHV) -ẩn nhiệt thấp (Niessen (1995))

Giá trị nhiệt trị của rác thực tỷ lệ thuận với phần đốt được (nghĩa là không tính H%

và tro) và hàm lượng carbon trong phần đốt được Nhiệt trị của rác plastic là lớn nhất vì % carbon cao, ít tro, ít H% Giấy có nhiệt trị trung bình do % carbon, H% trung bình, phần tro từ ít tới trung bình Rác vườn, thức ăn có nhiệt trị thấp vì H% quá cao

Các chất thải được vi sinh phân hủy là thức ăn thải, giấy, rác vườn và gỗ nên chúng được được phân loại là rác sinh hủy được Tã lót cũng được sinh hủy phần lớn, kể

cả các thành phần là bông và len

Kể cả trong nhóm sinh hủy được, khả năng phân hủy sinh học của chúng rất khác nhau Các vật liệu dễ phân hủy nhất là những chất có độ ẩm và hàm lượng N cao, chúng là: thức ăn thải, cỏ cắt và các loại rác vườn Lá cây có khả năng sinh hủy trung bình Gỗ, sợi bông và len, mặc dù cũng sinh hủy được, song phân hủy chậm hơn, chũng được coi là những thành phần không làm phân compost được

Bảng 3.6 Nồng độ kim loại trong RSH ở hai thị trấn a Loại rác Arsen Cadmi Crom Đồng Chì Thủy ngân Nikel Kẽm

CM BC CM BC CM BC CM BC CM BC CM BC CM BC CM BC Hữu cơ/Cháy được

Giấy

Giấy báo 0.1 0.7 ND b 0.1 ND 49 17 18 ND 7 0.3 2 ND 28 58 21 Bìa sóng 0.2 0.6 ND 0.1 ND 2 13 3 19 4 0.2 0.1 6 4 56 10 Giấy Kraft 0.3 0.8 ND 0.1 5 5 11 11 15 9 0.1 0.5 ND 8 30 22 Giấy cao cấp 0.7 1 ND 0.1 ND 3 7 8 ND 5 0.1 0.3 ND 8 28 208

Tạp chí 0.4 1 ND 0.2 4 11 46 32 ND 3 0.09 0.3 ND 13 88 27 Khác 0.4 1 ND 1 4 27 52 25 9 182 0.07 0.3 ND 7 58 71 Rác vườn 0.9 6 ND 5 4 87 10 571 14 137 0.1 1 3 21 89 321 Thức ăn 0.1 1 ND 2 ND 23 9 43 ND 72 0.02 0.3 2 5 20 186 Plastic

PET ND 0.8 ND 5 15 17 30 31 59 62 0.07 0.2 ND 8 21 97 HDPE 0.2 0.5 ND 3 52 15 14 24 211 61 0.1 0.2 ND 7 58 142 Màng mỏng 0.5 0.6 ND 5 100 102 25 23 450 325 0.1 0.2 ND 7 120 658 Khác 0.4 0.7 8 82 7 279 8 58 19 342 0.04 0.3 ND 40 69 231 Other organics

Gỗ 34 24 ND 0.4 52 77 32 68 108 408 2 0.3 ND 3 205 174 Vải sợi & Dày dép 0.8 0.4 19 4 387 619 25 62 48 129 0.3 1 5 1 666 222 Vụn 3 7 1 4 14 115 179 243 273 259 0.2 1 18 54 352 654

Tã bỉm 0.1 - ND - 1 - 2 - ND - 0.02 - ND - 28

-Vô cơ/Không cháy

Kim loại

Hộp sắt (đồ ăn uống) 4 7 16 43 527 191 375 104 350 342 0.68 133 161 145 155 2 Lon nhôm ND 0.4 ND 5 72 91 107 1105 30 41 0.7 0.4 54 21 80 229 Kim loại khác 9 280 22 25 4702 768 6816 2082 1279 95 0.7 0.4 411 24 1675 199,000

Đồ thủy tinh ND 2 ND 4 ND 91 ND 26 84 103 0.2 0.2 ND 15 ND 71 Pin acquy gia dụng

Pin C-Zn & acquy kiềm c 7 2 53 1027 45 57 8400 6328 236 94 2900 136 - 512 180,000 103,000 Acquy Ni-Cd - 4 175,

on MSW incineration: The fate and behaviour of metals Final report of the mass burn MSW

incineration study ( Burnaby, B.C ),Vol 1, Summary report (Toronto [April]); and H.G Rigo, A.J Chandler, and S.E Sawell, 1993, Debunking some myths about metals, in Proceedings of the 1993

International Conference on Municipal Waste Combustion ( Williamsburg, Va [30 March–2 April]).

a Đơn vị mg/kg rác thực Các giá trị từ nghiên cứu ở Cape May County, New Jersey and Burnaby, British Columbia CM là Cape May, và BC là Burnaby ; b ND = Not detected = không ghi nhận được;

c Các giá trị của Hg xấp xỉ hoặc thấp hơn giá trị đo được ở Burnaby

Franklin Associates, Ltd (1989) cung cấp các thông tin về nguồn gốc Pb và Cd trong RSH, Rugg and Hanna (1992) thu thập các thông tin về nguồn gốc Pb trong RSH ở Mĩ

Phần lớn các RSH mà được gọi là nguy hại có các chất độc gốc hữu cơ Trước khi được kiểm soát tốt nhiều chất độc hữu cơ dùng trong sinh hoạt hoặc công nghiệp

đã được chôn trong nhiều bãi rác, hiện nay ở Mỹ chúng được coi là bãi chữa chất thải nguy hại Các bãi rác chứa chất thải nguy hại quy mô lớn (thường là công nghiệp) đã và đang được cô lập, tuy nhiên chất thải nguy hại trong RSH đang là vấn

đề lớn Các đánh giá về vấn đề này còn rất mâu thuẫn, đôi hi thiếu thuyết phục, ví dụ:

Nhiều người đưa cả những chất không độc lắm vào diện chất thải nguy hại,

ví dụ sơn latex

Nhiều người khi định lượng tính cả khối lượng bao bì rỗng

Những chất độc hại mạnh trong RSH thường chiếm ít hơn nhiều 0,5% khối lượng và chúng rất phân tán Rác cồng kềnh cũng không nhiều chất độc hơn, tuy nhiên ta có thể phát hiện những nguồn chất nguy hại riêng biệt Ở tầm cỡ tiểu bang của Mĩ nghiên cứu chi tiết về vấn đề này có ở Minnesota, (Minnesota Pollution

Control Agency 1992; Minnesota Pollution Control Agency and Metropolitan Council

1993) cung cấp các số liệu thống kê chi tiết về chất thải nguy hại trong RSH

Phần lớn amiăng trong RSH nằm trong compozit dạng vinyl–amiăng dùng lót nền Ở trạng thái này, amiăng được cố định tốt, có thể coi amiăng là không nguy hại

Tài liệu tham khảo

Camp Dresser & McKee Inc 1990 Sarasota County waste stream com-position study.Draft report (March).

——— 1991a Cape May County multi-seasonal solid waste composi-tion study.Edison, N.J (August).

——— 1991b Cumberland County (NJ) waste weighing and composi-tion analysis.Edison, N.J (January).

——— 1992 Atlantic County (NJ) solid waste characterization pro-gram.Edison, N.J (May).

Chandler, A.J., & Associates, Ltd et al 1993 Waste analysis, sampling, testing and evaluation (WASTE) program: Effect of waste stream characteristics on MSW incineration: The fate and behaviour of met-als Final report of the mass burn MSW incineration study (Burnaby, B.C.) Volume

I, Summary report.Toronto (April).

Child, D., G.A Pollette, and H.W Flosdorf 1986 Waste stream analy-sis Waste Age(November) Cosulich, William F., Associates, P.C 1988 Solid waste management plan, County of Monroe, New York: Solid waste quantification and characterization.Woodbury, N.Y (July).

Franklin Associates, Ltd 1989 Characterization of products containing lead and cadmium in municipal solid waste in the United States, 1970 to 2000.U.S EPA (January).

HDR Engineering, Inc 1989 Report on solid waste quantities, compo-sition and characteristics for Monmouth County (NJ) waste recovery system.White Plains, N.Y (March).

Killam Associates 1990 Somerset County (NJ) solid waste generation and composition study.Millburn, N.J (May).

Masterton, W.L., E.J Slowinski, and C.L Stanitski 1981 Chemical prin-ciples.5th ed Philadelphia: Saunders College Publishing.

Minnesota Pollution Control Agency 1992 Minnesota solid waste com-position study, 1990–1991 part I.Saint Paul, Minn (November).

Minnesota Pollution Control Agency and Metropolitan Council 1993.

Minnesota solid waste composition study, 1991–1992 part II.Saint Paul, Minn (April).

Niessen, W.R 1995 Combustion and incineration processes: Applications in environmental engineering.2d ed New York: Marcel Dekker, Inc.

North Hempstead, Town of (NY), transfer station scalehouse records, August 1985 through July 1986.1986.

Oyster Bay, Town of (NY), transfer station scalehouse records, September 1986 through August 1987.1987.

Rigo, H.G., A.J Chandler, and S.E Sawell Debunking some myths about metals In Proceedings of the 1993 International Conference on Municipal Waste Combustion, Williamsburg, VA, March 30– April 2, 1993.

Rugg, M and N.K Hanna 1992 Metals concentrations in compostable and noncompostable components of municipal solid waste in Cape May County, New Jersey Proceedings of the Second United States Conference on Municipal Solid Waste Management, Arlington, VA, June 2–5, 1992.

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG

Các phương pháp phân tích, xác định các đặc trưng rất quan trọng, chúng cung cấp các thông tin về số lượng, chủng loại, thành phần, đặc trưng đốt, hàm lượng kim loại trong CTR Các thông tin này sẽ là chỗ dựa để xây dựng các phương án quản

lí, xử lý và thiết kế hệ thống xử lý

4.1 Mục đích xác định các đặc trưng

Về khía cạnh hệ thống xử lý, các số liệu về RSH cho phép:

Tính toán quy mô, công suất và thiết kế nội dung hệ thống xử lý chất thải,Tiềm năng thu hồi, tái chế, tái sử dụng dòng thải,

Đánh giá hiệu quả của các chương trình (nếu có) về giảm thải, thu hồi-tái sinh-tái chế, hoặc ra quyết định cấm một chủng loại vật liệu nào đó (ví dụ: magf PE bao gói),

Đánh giá các nguồn ô nhiễm tiềm tàng trong RSH

Trong thực tế các nghiên cứu về CTR chỉ nhằm phục vụ những yêu cầu của cơ quan quản lý hoặc phục vụ công tác thiết kế của các nhà thầu

Về khía cạnh thiết kế xử lý, nếu tất cả RSH đem chôn lấp thì các số liệu cần có là

số lượng, khối lượng riêng và khả năng nén được, thành phần RSH không quá quan trọng Nếu CTR sẽ được đốt các số liệu cần có là: lượng, nhiệt trị, phần đốt được và hàm lượng tro.Nếu định thu hồi – tái chế cần làm rõ phần có thể TT, làm phần compost và từ đó chọn các thiết bị phân loại và xử lý phù hợp

4.2 Các phương pháp xác định đặc trưng cơ bản

Để có phương pháp xử lí phù hợp phải làm rõ các đặc trưng của chất thải, có hai phương pháp Phương pháp đầu là thu thập và phân tích các thông tin từ nhà sản

xuất về các sản phẩm đi vào rác thải, phương pháp này được gọi là pp dòng chất

thải (material flows methodology) Phương pháp thứ hai gọi là direct field study of the waste itself (nghiên cứu rác thải tại chỗ trực tiếp) Phương pháp kết hợp cả hai

được gọi là hybrid methodologies (phương pháp lai hóa) (ví dụ xem trong Gay, Beam, & Mar [1993])

PP nghiên cứu tại chỗ trực tiếp rất tốt song để có số liệu mang tính thống kê có nghĩa cần chi phí rất lớn, ví dụ để có độ chính xác (accuracy) tới 10% với độ tin cậy (confidence) tới 90% cần chi phí tới $100,000 Các chuyên viên kinh nghiệm, trình

độ cao có thể cung cấp bổ sung những số liệu có ích chỉ bằng cách quan sát

Ưu điểm của pp dòng vật chất nó cung cấp các số liệu thường xuyên trên cơ sở được cung cấp số liệu từ các cơ sở-nguồn phát thải và chính quyền PP này có một

số ưu điểm Trước hết, lượng, loại chất thải được lượng hóa không cần lấy mẫu mà

căn cứ vào các thống kê từ các nguồn phát thải, khi đó số liệu ít bị tác động như lấy

mẫu hiện trường, số liệu sẽ tin cậy hơn Thứ hai, khi nguồn cung số liệu được thiết

lập, cập nhật số liệu theo phương pháp này đơn giản, không tốn kém so với lấy

mẫu Thứ ba, phương pháp dòng chất thải cho phép đánh giá được những thay đổi

khi điều kiện kinh tế thay đổi gây ảnh hưởng tới dòng CTR

Nhược điểm của phương pháp này là: (i) Rất khó để xây dựng được số liệu cho mỗi

dòng CTR Ví dụ, số liệu về các loại thức ăn đêm đi tiêu thụ có thể có, tuy nhiên không phải tất cả đều bán được và tất cả đều ăn được Lượng thức ăn thải là luôn

có, kể cả tại nơi bán, con số này luôn thay đổi và khó nắm bắt (ii) PP nay không xác định được dòng thải từ chất thải dọn sân vườn (iii) Không đánh giá được nhiều dòng thải, ví dụ các vật liệu không đạt chuẩn không đi vào sản xuất, đất cát, bụi, phân động vật nuôi ở nhà, và thành phần trong tã lót

Một số loại vật liệu có thể bị xếp không đúng chỗ, ví dụ trong ngành quảng cáo, giấy thải được coi là giấy in tái chế được cùng giấy báo nhưng trong pp này lại coi là giấy in thương mại

Trong nghiên cứu về phương pháp dòng chất thải cho U.S EPA, Franklin Associates đưa ra các đánh giá về thức ăn thải, rác dọn sân vườn và các dòng vô

cơ khác phải sử dụng các số liệu từ PP nghiên cứu tại chỗ sau phân loại Đố với tã lót Franklin Associates (1992) sử dụng số liệu sản xuất (PP1) hiệu chỉnh theo các

số liệu thống kê khi sử dụng

Nói chung, số liệu có ích nhất cho sử dụng là số liệu thể hiện đầy đủ nhất các đặc điểm địa phương.thường là kết hợp cả 2 PP

4.3 Đánh giá số lượng thải

Phương pháp tốt nhất là lắp các thiết bị định lượng ngay khi xe vào ra tại nơi

nhận-xử lí rác Các cơ sở lớn ở VN đều có cân, tuy nhiên cơ sở nhỏ thường không có.Đối với các xe bịt kín thì có thể đánh giá theo khối tích, khi đó cần có chính sách khuyến khích xe chở đầy Ở Viêt Nam thường áp dụng phương pháp cân, điều này

có thể dẫn tới sự gian lận, ví dụ như bơm thêm nước vào rác

Để tính chuyển từ m3 sang T thì dùng công thức tính chuyển sau:

ở đây:

M = khối lượng CTR, tấn

V = thể tích CTR, m3

d = khối lượng riêng CTR, T/m3

Công thức (4.1) rất đơn giản, tuy nhiên trong thực tế sẽ rất khó áp dụng vì khối lượng riêng của CTR thay đổi rất mạnh, phụ thuộc vào địa phương, thậm chí thay đổi từ xe này tới xe khác Đối với các dòng rác nhỏ khối lượng riêng của RSH

thường dao động lớn trong khoảng 0,275 (hoặc nhỏ hơn) – 0,475 T/m3, với các nguồn lớn sử dụng xe chở rác lớn và ép rác nên khối lượng riêng lệch về phía nặng hơn; tuy nhiên phương pháp này có thể có ích đối với nguồn rác cụ thể.

Ở những bãi/nơi nhận rác không có thiết bị cân đo chuyên dụng có thể các dụng cụ xách tay để đánh giá chính xác hơn

Đơn giản nhất là cân tất cả các xe vào đầy rác và xe ra rỗng Trường hợp không cân được tất cả các xe thì cân một phần (ví dụ 1/5 xe vào/ra bãi) Khi đó tổng lượng rác vào bãi tính từ:

W = T1(w1/t1) + T2(w2/t2) + Tn(wn/tn) (4.3)where: W = tổng lượng rác vào bãi

T1 = số xe vào bãi giờ thứ nhất

T2 = số xe vào bãi giờ thứ hai

Tn = số xe vào bãi giờ thứ n

w1 = lượng rác vào bãi giờ thứ nhất

w2 = lượng rác vào bãi giờ thứ hai

wn = lượng rác vào bãi giờ thứ n (cuối ngày)

t1 = số xe được cân giờ thứ nhất

t2 = số xe được cân giờ thứ hai

tn = số xe được cân giờ thứ n (cuối ngày)

4.4 Lấy mẫu để đánh giá thành phần

Bài toán lấy mẫu, phân loại, thống kê lượng và loại rác rất quan trong để phục vụ các bước ra quyết định Khi lấy mẫu cần thực hiện các nguyên tắc sau:

Mỗi kg mẫu phải mang đủ thông tin như nhau về loại rác cần đánh giá

Số mẫu càng nhiều, số liệu càng chính xác.

Loại mẫu càng nhiều thì số mẫu cầng cần nhiều

Chi phí thời gian lấy mẫu càng nhiều thì thời gian để phân loại còn càng ít.Mẫu càng được tiền xử lý trước thì số liệu càng kém chính xác (trường hợp của Việt Nam)

Thời gian thực hiện nghiên cứu cũng rất quan trọng: 1 tuần đầy đủ là phù hợp vì thể hiện hầu hết các thay đổi về sinh hoạt của người dân Tiếp theo là lấy mẫu theo mùa, tốt nhất là mỗi mùa một đợt lấy mẫu (1 tuần) Mùa xuân là mùa cần lưu ý vì lượng rác phát sinh đột biến, nhất là rác dọn sân vườn Ngoài ra, còn cần lưu ý mùa Tết, nhu cầu tiêu dùng tăng đột biến

Câu hỏi tiếp theo là lấy mẫu ở đâu? Ở nơi phát thải hay nơi nhận rác? Lấy mẫu ở nơi phát thải mang lại nhiều thông tin, tuy nhiên cũng có bất lợi:

Thông tin về đặc thù của nguồn phát thải, ví dụ các cửa hàng

Phát hiện ra các nguồn thải đặc biệt

Số lượng điểm lấy mẫu có thể lớn, phân tán, tăng chi phí

Có thể không tiếp cận được những điểm cần quan tâm

Có thể không có chỗ triển khai công tác phân loại tại chỗ

Có chỗ không đủ rác để thực hiện công tác hiệu quả

Lấy mẫu tại nơi phát thải thường chi phí cao hơn tại nơi nhận rác, thông tin tản mạn hơn, kém tin cậy hơn so với lấy mẫu tại nơi nhận Thiết kế kế hoạch lấy mẫu và báo cáo cũng phức tạp hơn

Có hai nguyên nhân cơ bản làm giảm giá trị lấy mẫu tại chỗ Thứ nhất, sẽ có những

loại chất thải không lấy được, đó là do các trường hợp các cơ sở không cho phép

Đó là trường hợp liên quan đến sở hữu riêng, hoặc rác đang được chứa trong những thiết bị chuyên dùng, hoặc có những cơ sở đã chuyển rác đi trước khi cán bộ

lấy mẫu đến Thứ hai, những bồn rác có thể không thể hiện được tất cả đặc trưng

vào thời điểm lấy mẫu vì rất khó nắm bắt thời điểm bồn rác được đem đi đổ, nếu lấy sớm hơn sẽ thiếu các đặc trưng cần có Lấy mẫu kiểu ngẫu nhiên sẽ không đánh giá được đầy đủ về rác vì khi lấy sớm sẽ không thể hiện được phần rác đưa vào thùng rác ngay trước khi đổ

Các nhược điểm này thể hiện ít hơn khi lấy RSH ở các khu dân cư nhưng thể hiện

rõ hơn nếu là rác cơ quan, công sở, dịch vụ công cộng RSH ở các khu dân cư thường tiếp cận dễ trước lúc nó được thu gom vào xe trung chuyển, hoặc lấy từ các chỗ chứa rác tạm chờ cho một khu dân cư RSH gia đình nhìn chung có thành phần khá đồng nhất, phù hợp cho phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên Tuy nhiên sự đồng nhất này lại không thấy đối với rác công sở khi so công sở này với công sở kia.Như vậy một quy trình lấy mẫu chung là không thể có Tuy nhiên các nguyên lí chung là:

Lấy mẫu từ càng nhiều nguồn/công đoạn thải càng tốt, lượng lấy tỷ lệ với lượng thải, tránh lấy nhiều mẫu từ những nguồn không quan trọng.

Nếu có thể, tổ chức lấy mẫu ở các cơ sở dịch vụ, thương mại về lượng và theo tần suất ứng kích thước chỗ chứa và tần suất chở rác đi

Lấy mẫu từ các gia đình độc lập, từ nơi chứa rác tập thể, lượng rác lấy tỷ lệ thuận với số người

Lấy mẫu rác từ điểm thu gom bao giờ cũng ít chi phí hơn lấy mẫu từ các nguồn phát thải (ít chi phí đi lại hơn), kết quả cũng đại diện hơn hơn

Lấy mẫu từ trạm xử lý thải có hai giai đoạn: chọn một xe rác để lấy mẫu và lấy mẫu từ thiết bị xả rác của xe rác đó

LỰA CHỌN MẪU

The American Society for Testing and Materials (1992) Standard test method for

determination of the composition of unprocessed municipal solid waste (ASTM D

5231): Phương pháp xác định thành phần RSH chưa xử lý

LẤY MẪU

4.5 Số lượng mẫu cần để đánh giá thành phần

Để có kết quả thống kê tốt, số mẫu cần để đạt độ tin cậy thống kê cho trước là hàm

của độ lệch chuẩn của mỗi mẫu độc lập và kiểu phân bố kết quả Không có yếu tố

nào ở đây được biết trước, song cả hai có thể đánh giá được thông qua các nghiên cứu khác Theo ASTM D5231 phương trình sau được sử dụng để xác định số mẫu cần lấy phân tích:

Bảng 4.1 là các giá trị đại diện cho thành phần và hệ số sai lệch của mỗi thành phần

trong CTR Hệ số sai lệch thu được bằng cách lấy độ lệch chuẩn chia cho phần%

trung bình, vì vậy nếu nhân % trung bình với hệ số sai lệch thì thu được độ lệch

chuẩn Bảng 4.2 là các hệ số thống kê Student t.

Bảng 4.1 Thành phần RSH và hệ số sai lệch của mỗi rác thành phần trong RSH

Loại rác Phần khối lượng tb (%) Hệ số sai lệch a (%)

a Độ lệch chuẩn chia cho giá trị trung bình, lượng mẫu trung bình = 100 – 150 kg

b Nhóm “khác” bao gồm bất kì cái gì thuộc loại đã nêu nhưng không gồm các loại đã nêu.

Bảng 4.1 cho ta các hệ số sai lệch, nó khác với độ lệch chuẩn bởi vì độ lệch chuẩn

thường tăng khi giá trị trung bình tăng, trong khi đó hệ số sai lệch thường là tương đối ít thay đổi Do đó, độ lệch chuẩn của tập hợp các giá trị trung bình ở trong bảng

có thể tính từ hệ số sai lệch trong bảng

Bảng 4.2 Các giá trị của hệ số thống kê t student

Số lượng mẫu (n) Hệ số thống kê t student

Độ tin cậy 90% Độ tin cậy 95%

Độ tin cậy là xác suất thống kê mà giá trị trung bình thực nằm ở vùng giá trị xác

định giữa các giá trị trên và dưới trung bình, giá trị trung bình ở đây nằm ở điểm giữa vùng (hay khoảng) tin cậy Trong nghiên cứu CTR thường sử dụng độ tin cậy

90% Vùng tin cậy được tính trên cơ sở các kết quả nghiên cứu (Bảng 4.3 phía sau)

Độ chính xác sai số tối đa chấp nhận được, được thể hiện dưới dạng % (hoặc phần

10) của giá trị phần trăm lượng cân trung bình Lưu ý là giá trị mức chính xác thấp hơn nghĩa là độ chính xác cao hơn Độ chính xác 10% (0,1) thường được coi là mục tiêu, song khó đạt trong thực tế

Sau khi tính n ban đầu trên cơ sở t * ban đầu tính được cần tính lại t* ứng với n.

Phương trình (4.4) chấp nhận là các giá trị của mỗi biến số sẽ được xác định (cụ

thể ở đây là % trung bình x của mỗi thành phần) và các giá trị này phân bố bình

thường (đường phân bố dạng hình chuông) với phần lớn các giá trị xác định được bằng giá trị trung bình Trong thực tế các giá trị phần của các thành phần trong RSH phân bố không bình thường, vị trí cực đại thường lệch sang phải, có những số liệu lớn hơn trung bình vài lần Giá trị thường gặp thường nhỏ hơn trung bình, trong một

số trường hợp thậm chí gần zero Càng nhiều thành phần trong RSH thì độ lệch đường phân bố càng lớn

Klee (1991; 1993) và Klee và Carruth (1970) đã đề xuất các phương trình để tính đến tác động của đường phân bố lệch đối với số mẫu cần có, tuy nhiên sử dụng các phương trình này là cả một vấn đề Tương tự phương trình (4.4), chúng được đề

xuất để sử dụng cho một loại rác vào một thời điểm Đối với các loại RSH có x lớn

hơn so với độ lệch chuẩn, n tính từ các phương trình này lớn hơn so với khi tính từ

(4.4) Theo kinh nghiệm, kết quả này là hợp lí vì sẽ cần nhiều mẫu hơn để đánh giá các thông số có giá trị không tuân thủ phân bố tiêu chuẩn Đối với các thành phần

RSH có x nhỏ hơn so với độ lệch chuẩn hai lần, n từ các phương trình này nhỏ hơn

so với khi tính từ (4.4) Kết quả này ngược với suy đoán

Một cách tiếp cận khác để tính tới sự lệch đường phân bố chuẩn là từ kết quả phân tích số liệu chọn hoặc tìm một phương trình nào đó phù hợp cho mỗi loại rác thành phần Hilton, Rigo và Chandler (1992) đã cung cấp các kết quả phân tích thống kê hiện tượng sai lệch so với phân bố chuẩn cho mỗi loại rác thành phần

Phương trình (4.4) cho kết quả khác nhau khi áp dụng cho các thành phần rác khác nhau Từ x trung bình của mỗi thành phần và hệ số sai lệch như trong Bảng 4.1 và chấp nhận độ chính xác 10% ở độ tin cậy 90%, tính được số lượng mẫu theo pt (4.4) là 45 đối với giấy không có bìa sóng, kraft, và giấy cao cấp; kết quả gần 700 đối với rác dọn sân vườn; và hơn 2400 đối với cỏ cắt Như vậy, chỉ có các giá trị tính từ pt (4.4) làm định hướng để thiết kế quá trình lấy mẫu là chưa hoàn toàn hợp lí

Phương pháp khác để tính số mẫu là tính số mẫu sao cho đủ để có mức chính xác của khối lượng trung bình bằng với mức chính xác theo yêu cầu Mức chính xác của khối lượng trung bình là trung bình của mức chính xác của mỗi thành phần CTR Mức chính xác của mỗi thành phần CTR tính từ phương trình sau (là e từ pt (4.4)):

CÁC KHU VỰC PHÂN LOẠI

CÁC CONTAINER PHÂN LOẠI

để tránh quá nặng, bất lợi khi di chuyển Đối với phần lớn các công tác sau đó thì khối lượng 45kg (100 lb) là đủ Cân điện tử với khoảng cân 0–100 lb (0-45,4 kg)

thường đọc được tới 0.1 lb, cân cơ học cỡ 0–100 lb thường độ chính xác thấp hơn Nên dùng cân bàn với mặt cân có kích thước ít nhất là 1 ft2 (0,093 m2) Lí tưởng nhất là một người đặt thùng lên cân, người thứ hai kiểm tra mức độ phân loại và ghi

số cân, ghi cả loại thùng đựng và khối lượng của riêng thùng đựng

HỦY MẪU

4.7 Xử lí kết quả phân loại

Sau khi cân mẫu, ghi cả khối lượng mẫu + thùng chứa, tính lượng mẫu ghi vào bảng biểu chuẩn bị trước Nếu mẫu đựng trong nhiều thùng thì phải cộng lại Mỗi loại mẫu sẽ có 1 kết quả và kết quả của mẫu tổng, tính phần trăm của mỗi loại mẫu Công việc phải hoàn ngay trong ngày Phần vụn của mẫu dẫn tới sai số, phần quá khổ cần được đánh giá riêng

Trong bảng biểu hoặc file ghi chép phải thể hiện:

1 % khối lượng của mỗi loại

2 % trung bình của mỗi loại nếu có nhiều mẫu

3 Độ lệch chuẩn của % của mỗi loại mẫu

4 Độ tin cậy của phép cân

Tính % mỗi loại bằng cách lấy tổng khối lượng loại ấy chia cho lượng tổng chứ không tính từ % mỗi loại nhiều lần rồi lấy trung bình % Thường thì khố lượng mẫu không giống nhau, khi đó hai cách tính sẽ cho hai kết quả khác nhau Tính kiểu đầu (theo tổng khối lượng các mẫu) sẽ tốt hơn đối với các mẫu có nhiều vật liệu nặng,

có xu thế dồn cục khối lượng Tính kiểu thứ hai (lấy trung bình % từ các mẫu) tăng ảnh hưởng của mỗi mẫu vào kết quả ASTM D 5231 làm rõ các cách tính giá trị trung bình các thành phần mẫu

Bảng 4.3 cho ta ví dụ bảng tính từ phần trăm mỗi loại mẫu, độ lệch chuẩn, độ bất định, mức chính xác và vùng tin cậy của phép phân tích nhóm 200 mẫu RSH có các đặc trung được cho trong Bảng 4.1 Vùng tin cậy được tính từ đại lượng độ bất định (đôi khi còn gọi là độ chính xác) Độ bất định được tính từ:

ở đây:

Uc = độ bất định ứng với độ tin cậy đã cho, thường là 90%

t* = thống kê student t statistic ứng với độ tin cậy đã cho

s = độ lệch chuẩn

n = số mẫu

Phương trình này tương đương với phương trình tính mức chính xác (4.5), khi chia

hai vế cho x trung bình thì 4.6 thành 4.5 – mức chính xác Sự bổ sung thêm giá trị

độ không xác định vào giá trị cân trung bình của mỗi loại rác sẽ giúp tính được mức (vùng) chính xác của phép cân đối với mỗi loại rác

Phương trình (4.6), tương tự là (4.4) và (4.5), khi chấp nhận số liệu % lượng tuân theo phân bố bình thường Như đã nêu, điều này khó đạt trong thực tế, vì sự chuẩn hóa thường khó đạt, và vì khó có phương pháp đơn giản để đánh giá ảnh hưởng của sự vắng mặt của yếu tố chuẩn hóa đối với độ chính xác thống kê của kết quả Phép phân tích đại diện chính xác chỉ có được nếu được thực hiện với số lượng mẫu đủ lớn và đại diện cho đối tượng Ví dụ, nếu 40% lượng CTR là rác thương mại, trong khi đó 60% số mẫu nghiên cứu phân loại lại lấy từ nguồn rác thương mại thì số liệu thu được sẽ ít đại diện, kém ý nghĩa

Bảng 4.3 Ví dụ về tính mức độ tin cậy và vùng tin cậya

Loại rác

Phần khối lượng

x (%)

Độ lệch chuẩn, s (%)

Hệ số student (t*) cho n=200 mẫu, độ tin cậy 90%

Phần không xác định (%) (U 90 =t*s/n 1/2 )

Độ chính xác (%) (U 90 /x)

90%

Vùng tin cậy (%)

4.11 Đánh giá đặc trưng cháy trên bằng phép thử phòng thí nghiệm

Các đặc trưng cháy của các loại vật liệu khô khác nhau thường có thể tra cứu được Độ ẩm và thành phần mẫu thường dao động lớn Để loại trừ các yếu tố này,

một trong các giải pháp là đầu tiên phải phân loại và xác định độ ẩm của các mẫu

đã phân loại để có số liệu về độ ẩm của mẫu thứ cấp (đã phân loại) Sau đó từ các tài liệu tra cứu các giá trị nhiệt cho vật liệu khô, khi đó có thể tính được nhiệt trị của mẫu ban đầu Phương pháp tính thứ hai có chi phí thấp hơn là tính từ thành phần nguyên tố tuyệt đối Để tính ta có một số phương trình sau (Niessen 1995):

HHV = Nhiệt trị cao, Btu/lb (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg)

Ở đây phần trăm nguyên tố cần viết dưới dạng giá trị phần (ví dụ: 35% = 0,35) Sử dụng các số liệu thành phần rác từ Bảng 3.4 đưa vào các phương trình trên thu được các kết quả trong Bảng 4.4

Các giá trị ở đây gần với các giá trị trong Bảng 3.5 là các số liệu thu thập từ kết quả phòng thí nghiệm với các thành phần chi tiết được cho trong Bảng 3.4 Các giá trị phòng thí nghiệm thường gần các giá trị trung bình hơn là các giá trị tính từ mỗi phương trình riêng rẽ

Bảng 4.4 Nhiệt trị tính từ các phương trình BOIE, CHANG và DULONG

5310 5370 5392 5357 5348

Tài liệu tham khảo

American Society for Testing and Materials 1992 Standard test method for determination

of the composition of unprocessed municipal solid waste.ASTM Method D 5231-92 (September).

Britton, P.W 1971 Improving manual solid waste separation studies U.S EPA (March) Franklin Associates, Ltd 1992 Characterization of municipal solid waste in the United States: 1992 update U.S EPA, EPA/530-R-92-019, NTIS no PB92-207 166 (July).

Gay, A.E., T.G Beam, and B.W Mar 1993 Cost-effective solid-waste characterization methodology J of Envir Eng.(ASCE) 119, no 4 (Jul/Aug).

Hilton, D., H.G Rigo, and A.J Chandler 1992 Composition and size distribution of a box separated waste stream Presented at SWANA’s Waste-to-Energy Symposium, Minneapolis, MN, January 1992.

blue-Klee, A.J 1991 Protocol: A computerized solid waste quantity and composition estimation system.Cincinnati: U.S EPA Risk Reduction Engineering Laboratory.

——— 1993 New approaches to estimation of solid-waste quantity and composition J of Envir Eng.(ASCE) 119, no 2 (Mar/Apr).

Klee, A.J and D Carruth 1970 Sample weights in solid waste compo-sition studies J of the Sanit Eng Div., Proc of the ASCE96, no.SA4 (August).

McCamic, F.W (Ferrand and Scheinberg Associates) 1985 Waste com-position studies: Literature review and protocol.Mass Dept of Envir Mgt (October).

Niessen, W.R 1995 Combustion and incineration processes: Applications in environmental engineering.2d ed New York: Marcel Dekker, Inc.

SCS Engineers 1979 Municipal solid waste survey protocol.Cincinnati: U.S EPA.

5 CÁC MỐI QUAN HỆ TRONG NỘI DUNG QUẢN LÍ CHẤT THẢI RẮN

Ở đây sẽ nêu lên các mối quan hệ giữa các đặc trưng của chất thải với các biện pháp để xử lí/quản lí chúng Điều này sẽ dẫn đến các lựa chọn nhằm giảm thiểu, thu hồi, phân loại, tái sử dụng, làm phân hữu cơ, đốt hay chôn lấp

Chất thải rắn là nguồn vật liệu, năng lượng phong phú nhưng ở dạng tiềm ẩn Những nét thấy được là mùi, là chất thải kể cả gây ô nhiễm nguy hiểm nhất là về khía cạnh nguồn bệnh và tác nhân truyền bệnh Tương tự như chất thải sinh hoạt, các chất thải cồng kềnh cũng tiềm tàng khả năng gây ô nhiễm bên cạnh tiềm năng thu hồi nguyên liệu/năng lượng Chính vì các yếu tố nguy hiểm nên các loại chất thải R phải được nhanh chóng cách lí khỏi dân cư Về khía cạnh thu hồi và tái sử dụng, vì chúng thường là các nguyên liệu khác nhau và bẩn nên sẽ gặp khó khăn

về khía cạnh phân loại, làm sạch Chỉ có một công nghệ duy nhất cho phép sử dụng chất thải gần như không phân loại là đốt Thậm chí trong trường hợp này do nhiều yếu tố, ví dụ dioxin, cũng phải phân loại Tóm lại, phân loại trở yếu tố quyết định thành công trong công tác quản lí chất thải R hiệu quả

5.1 Những vấn đề liên quan đến sự giảm thải

Sự giảm thiểu chất thải có nghĩa là giảm lượng chất thải R đi vào hệ thống quản lí

chất thải mà không ảnh hưởng đến chất lượng các hoạt động sử dụng chúng trước

khi chúng trở thành chất thải Cần phân biệt sự giảm thải (Reduction) với Tái chế

(Recycling) Chúng đều dẫn tới kết quả chung là giảm lượng chất thải R cần thải bỏ

nhưng Tái chế không giảm lượng chất thải R cần quản lí

Tuỳ vào thành phần chất thải R (Mục 3) mà áp dụng, các biện pháp đơn giản sau sẽ ảnh hưởng đến lượng chất thải R đi vào hệ thống quản lí chất thải R:

• Khi cắt cỏ để cỏ đã cắt lại vườn, bãi cỏ

• Tăng cường sử dụng chất thải hữu cơ ủ làm phân tại gia

• Bán sản phẩm dưới dạng chưa đóng gói, đóng gói lớn

• Mua thức ăn vừa đủ

• Sử dụng đồ chứa dùng nhiều lần thay vì đồ dùng một lần

• Sử dụng làn, túi đi chợ dùng nhiều lần thay vì túi nilon

• Sử dụng thùng rác thay vì túi đựng rác

• Sử dụng khăn vải dùng nhiều lần thay vì dùng giấy

• Sử dụng hợp lí quần áo và các sản phẩm khác, giảm thiểu thải bỏ chỉ vì “cũ”

• Giảm thiểu, cấm các sản phẩm in ấn chỉ vì quảng cáo khống cần thiết

5.2 Những vấn đề liên quan đến hệ thống xử lí thải

Cần đánh giá sự dao động của lượng thải, hệ xử lí thải phải đáp ứng thời điểm thải tối đa Các điểm chứa tạm, hầm chứa không nên quá lớn vì vấn đề mùi và nguy cơ mất vệ sinh, cần lưu ý sự nguy hiểm của chất thải cháy được

Với chất thải chưa phân loại, thiết bị xử lí phải có khả năng thích nghi

Chất thải R không chảy nên vận chuyển nội bộ chủ yếu bằng băng tải

Do kích thước khác nhau nên trong quá trình phân loại thường phải xáo trộn nên sàng quay sẽ là cơ cấu chủ lực

Do nhiều vật liệu thải cứng, có tính mài mòn nên các thiết bị băm chặt, nghiền cần được chế tạo bằng vật liệu tốt, có thể dễ dàng thay thế khí cần

Do kích thước và vật liệu chưa phân loại hiện tượng kẹt băng tải, kẹt máy cần được lưu ý

5.3 Những vấn đề liên quan đến sự Thu hồi và Tái sử dụng thải

Hầu như tất cả các chất thải R về nguyên tắc đều có thể thu hồi và tái sử dụng dưới dạng này hay dạng khác, miễn là chúng ta có ý muốn và có khả năng tài chính Do khả năng tài chính luôn có giới hạn nên cần phân biệt khả năng thu hồi và tái sử dụng của từng loại vật liệu thải Bảng 5.1 phân loại chất thải R thành các nhóm đốt

được, làm phân hữu cơ được và tái chế được Những vật liệu được coi là tái chế được nếu chúng có thị trường và có công nghệ tái chế phù hợp, đây là lí do mà nội dung vật liệu tái chế có thể khác nhau từ nước này sang nước khác, từ vùng này sang vùng khác

BẢNG 5.1 PHÂN LOẠI CHẤT THẢI RẮN THEO NHÓM ĐỐT, LÀM PHÂN, TÁI CHẾ

Loại chất thải % tổng thải R b Loại chất thải % tổng thải R b

Đốt được, không làm phân và tái chế được

Các loại nhựa khác Gỗ

Vải sợi/cao su/da Rác hữu cơ khác

17,2

7,3 4,0 4,5 1,4

Đốt được, tái chế được,

không làm phân được

Tái chế được, không

Không đốt, không làm phân, ko tái chế được

Kim loại màu khác Al Các kim loại khác c

Pin, acquy Rác vô cơ khác

5,5

0,4 1,8 0,1 3,2

Tổng tái chế được a

Tổng làm phân được Tổng đốt được

32,6 67,3 86,6

a Vật liệu được coi là tái chế được nếu có thị trường và công nghệ phù hợp tại địa phương.

b Từ bảng 3.1 Không có các số liệu tái chế gần đây.

c Phần đáng kể ở đây có thể tái chế, tuy nhiên phần còn lại không tái chế được Có thể tái chế nếu

có hệ tách-thu hồi từ tính hiệu quả, thường có ở các nhà máy đốt.

Thông thường tỷ lệ tái chế, ngay cả ở các nước phát triển không bao giờ đạt con số tái chế được như bảng trên Đó là do nhiều nguyên nhân:

• Một phần chất có khả năng tái chế trở nên không tái chế được do nhiễm bẩn

• Phần đáng kể vật liệu tái chế được không thu gom được

• Phần tái chế được có thể bị lẫn sang phần đốt được và đi đốt

• Một phần làm phân được đi vào làm phân nhưng thực tế không phân huỷ, bị thải loại trong quá trình làm phân

• Phân compost không tiêu thụ được phải chôn lấp

Sự nhiễm bẩn là nguyên nhân chính làm giảm phần tái chế thực tế Ví dụ, các vỏ đồ hộp kim loại, đồ nhựa, thuỷ tinh, giấy thải tới nhà máy ở trạng thái quá bẩn Thông thường phần giấy thu hồi được lớn hơn 50% giấy thải

Đối với rác hữu cơ đi vào làm compost thì tỷ lệ C/N là đặc trưng về khả năng làm phân bón của rác Tốc độ phân huỷ tạo compost cao nhất, gây mùi thấp nhất khi tỷ

lệ C/N = 25/1 - 30/1 Nếu cao hơn thời gian “chín” sẽ kéo dài, thấp hơn sẽ gây mùi

với C/N = 14/1, cần tăng tỷ lệ này bằng cách trộn với, ví dụ cỏ, lá rụng từ dọn vườn Giấy, lá, cành cây, các rác thải dọn vườn, đường phố là các thành phần giàu C

Ghi chú: Từ bảng 3.4

Khi làm compost đặc trưng cần quan tâm là hàm lượng kim loại trong rác vì khi bón phân nhiều lần sẽ gây sự tích luỹ kim loại nặng tới mức nguy hiểm Các nước công nghiệp có các tiêu chuẩn về kim loại nặng cho compost, trong đó người ta chỉ tính đến nồng độ kim loại tổng, không quan tâm đến dạng tồn tại của chúng Ví dụ, nồng

độ chì trong màu in trên bao bì cũng coi như chì trong thuỷ tinh, mặc dù chì trong thuỷ tinh về nguyên tắc hầu như không tan vào môi trường nếu so với chì trong màu in Tương tự Cr(VI) trong màu cromat cũng được coi như Cr trong thép không

gỉ

Các nghiên cứu về kim loại nặng trong chất thải R thường cho kết quả rất mâu thuẫn Ví dụ, nghiên cứu của (Camp Dresser & McKee Inc., 1991; Rugg & Hanna,

1992) ở Cape May County, New Jersey tìm thấy các kim loại nặng tập trung trong các thành phần hữu cơ không phân huỷ khi làm phân compost Tuy nhiên, nghiên cứu ở Burnaby, British Columbia, lại tìm thấy kim loại nặng tập trung hơn ở trong các thành phần dễ phân huỷ khi làm phân compost (Bảng 3.6) (Rigo, Chandler & Sawell, 1993)

Băng vệ sinh phụ nữ được coi là phân huỷ sinh học được như trong bảng 5.1 mặc

dù chúng có lớp vỏ bọc là plastic Đó là vì khối lượng chính của chúng là các chất thải và xellulô phân huỷ được Tuy nhiên cần lưu ý các loại băng vệ sinh kiểu mới thường có cấu tạo nhiều lớp phức tạp rất khó phân huỷ

Đồ gỗ phân huỷ sinh học, tuy nhiên rất chậm nên không được coi là có thể làm compost Tương tự như vậy là các sản phẩm từ sợi bông, len, đặc biệt là các loại vải sợi tổng hợp/cao su/đồ da như trong bảng 5.1

5.4 Những vấn đề liên quan đến công nghệ Đốt và Thu hồi năng lượng

Nhiệt trị (Thiêu nhiệt) của rác sinh hoạt ở phương Tây (11.165–12.561 kJ/kg =

2668÷3002 kcal/kg) thường nhỏ hơn so với các nhiên liệu thông dụng là củi (12.561–16.748 kJ/kg = 3002÷4003 kcal/kg), than đá (16.283–34.892 kJ/kg = =

3892÷8339 kcal/kg), và các sản phẩm dầu khí (41.870–55.827 kJ/kg = 10.007÷13.343 kcal/kg) (Camp Dresser & McKee, 1991, 1992a,b; Niessen, 1995)

Tiêu chuẩn đốt được EU: 11.000 kJ/kg = 2629 kcal/kg Mặc dù vậy giá trị này cũng

đủ để duy trì quá trình đốt chất thải R mà không cần bổ xung nhiên liệu khác Khi áp dụng kĩ thuật đốt để xử lí rác giá trị thiêu nhiệt là đại lượng đầu tiên cần quan tâm Giá trị này càng lớn thì hệ xử lí cần có kích thước càng lớn và tiêu thụ nhiên liệu (nếu cần) càng nhỏ

Về thành phần hoá học chất thải R thường có hàm lượng tro cao hơn các loại nhiên liệu khác Phần tro thường nằm ở các đối tượng kích thước lớn, vì vậy khi đốt không bay lên theo ngọn lửa và ra theo khói được (Niessen, 1995) Vì vậy vấn đề lấy tro ra khỏi buồng đốt cần được quan tâm khi thiết kế và vận hành thiết bị đốt

Do độ tro, độ ẩm của chất thải rắn thường cao, tỷ khối thấp nên so với nhiên liệu

thông thường chất thải R được coi là loại nhiên liệu có mật độ năng lượng (thiêu

nhiệt/1 đơn vị thể tích) thấp (Niessen 1995) Khi đó hệ đốt chất thải R cần được thiết kế để thích nghi với thể tích nhiên liệu lớn

Khi áp dụng các chương trình tái chế thành phần chất thải R đi vào hệ đốt sẽ thay đổi, khi đó thiết kế và vận hành các hệ đốt cần có sự thay đổi phù hợp, tuy nhiên còn ít thông tin tin cậy về vấn đề này (Camp Dresser & McKee, 1992a) Có thể dự báo là nếu các thành phần tái chế có dự trữ nhiệt nhỏ hơn giá trị trung bình của chất thải R thì sự tái chế sẽ tăng dự trữ nhiệt của nhiên liệu đi đốt Ngược lại, nếu

phần tái chế có nhiệt trị lớn hơn mức trung bình của chất thải R thì sự tái chế làm giảm nhiệt trị của chất thải R đem đốt Như vậy, khi tái chế kim loại, thuỷ tinh thì nhiệt trị của phần còn lại sẽ tăng, phần tro sẽ giảm, còn khi tái chế plastic, giấy thì nhiệt trị của phần còn lại sẽ giảm So với phần còn lại giấy có hàm ẩm thấp hơn, nhiệt trị của giấy thải thường lớn hơn 30% - 40% so với chất thải R nói chung Sự tăng nhiệt trị của chất thải R nhờ tái chế ki loại, thuỷ tinh thường lớn hơn sự giảm nhiệt trị do tái chế giấy Phần plastic thường nhỏ nên sự giảm nhiệt trị do tái chế plastic là không lớn Vì vậy có thể dự báo chương trình tái chế có thay đổi đôi chút

về nhiệt trị, tăng hay giảm chưa rõ nhưng lợi ích thiết thực là giảm hàm lượng tro Thành phần lưu huỳnh trong chất thải R đem lại hiệu ứng xấu vì tạo ra sulfur oxit (SOx), đây là khí có tính axit nên gây ăn mòn thiết bị và đầu độc khí quyển Trong khí quyển SOx tác dụng với ôxi và hơi nước tạo axit sulfuric gây mưa axit Trong hệ đốt nhiệt độ trong ống khói phải duy trì lớn hơn điểm sương (dew point) của axit sulfuric nhằm giảm thiểu sự ăn mòn do axit sulphuric (Niessen, 1995)

Tương tự như lưu huỳnh, các hợp chất clo khi cháy cũng tạo axit HCl và gây ra các hiệu ứng ăn mòn và độc hại Ngoài ra sự có mặt của clo trong hỗn hợp cháy là nguyên nhân hình thành các hợp chất nhóm dioxin và furan Có thể nói các hệ đốt

là nguồn dioxin và furan chính hiện nay

Trong quá trình đốt chất thải R sẽ hình thành một lượng nhất định các ôxit nitơ (NOx), một phần từ N trong thành phần chất thải, một phần từ N không khí NOx phản ứng với ôxi trong khí quyển tạo ozon và các chất khác, làm giảm tầm nhìn, kích thích niêm mạc mắt (Niessen 1995)

Sự hình thành SOx, NOx, các hợp chất clo, và các hợp chất hydrocacbon chưa cháy hết là sự ô nhiễm thứ cấp của kĩ thuật đốt cần phải kiểm soát (Niessen, 1995)

Sự hình thành hydrocacbon và cơ clo thường được giảm thiểu bằng kĩ thuật đốt Đối với kim loại hoặc là chúng sẽ biến thành tro (dưới dạng ôxit), hoặc bay hơi, trong một số trường hợp dưới dạng hợp kim nóng chảy lẫn trong xỉ có thể thu hồi Trong trường hợp bay hơi, ví dụ Hg các nước công nghiệp thường có tiêu chuẩn Mức độ bay hơi của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ:

• Độ bay hơi của kim loại

• Dạng ban đầu của kim loại

• Mức độ liên kết của kim loại với vật liệu, đặc biệt trong vật liệu không cháy

• Khả năng hơi kim loại được xử lí bởi hệ xử lí khí thải

Sự phát thải của kim loại từ lò đốt rất khó dự báo nếu chỉ dựa vào nồng độ ban đầu của kim loại trong nhiên liệu Thuỷ ngân là kim loại bay hơi rõ nhất, để xử lí hơi Hg người ta sử dụng các hệ xử lí khí thải Hệ bẫy Hg thường là các hệ lọc khí nhiều tầng bằng dung dịch kiềm hoặc hấp phụ bằng than hoạt-kẽm Các kim loại kém bay

hơi hơn Hg thường hoặc là nằm lại trong tro, xỉ, hoặc là phần lớn được giữ lại trong các hệ xử lí khí

Tác động môi trường của tro đốt phụ thuộc vào khả năng hoà tan kim loại (nhất là

Pb, Cd) Trong một số trường hợp tro đốt rác được coi là chất thải nguy hại (vì chứa kim loại nặng) nên được quản lí dưới dạng chất thải nguy hại Thường phải chôn lấp Thông tin khá đầy đủ về quan hệ kim loại trong các thành phần chất thải R với kim loại trong khí thải lò đốt, trong tro có trong báo cáo của Chandler & Associates, Ltd et al

5.5 Những vấn đề liên quan đến kĩ thuật chôn lấp

Tỷ khối của rác càng cao trên cùng diện tích bãi chôn rác ta có thể chôn lấp được càng nhiều rác hơn Để tăng tỷ khối của rác có thể áp dụng các phương pháp sau:

• Sử dụng các máy đầm nén phù hợp (Surprenant & Lemke, 1994)

• Dàn rác thành lớp mỏng trước khi đầm nén (Surprenant and Lemke, 1994)

• Băm chặt nhỏ rác cồng kềnh trước khi chôn lấp

Do rác thải có thể chứa các chất độc hại (Mục 3), các bãi chôn lấp phải có lớp ngăn chống thấm và hệ thu gom nước rỉ rác (leachate) Vật liệu chống thấm phải bền đối với mội tác động từ bất kì thành phần rác nào, ví dụ dung môi Lớp rác đầu phải không chứa các vật liệu gồ ghề, sắc gây rách lớp chống thấm

Về lượng nước rác, ở mức độ nhất định, độ ẩm của rác quyết định lượng nước rác tạo ra Trong phần lớn các trường hợp lượng mưa là yếu tố quyết định hơn

Tài liệu tham khảo

Camp Dresser & McKee Inc 1991 Cape May County multi-seasonal solid waste composition study.Edison, N.J (August).

——— 1992a Atlantic County (NJ) solid waste characterization pro-gram.Edison, N.J (May).

——— 1992b Prince William County (VA) solid waste supply analy-sis.Annandale, Va (October).

Chandler, A.J., & Associates, Ltd et al 1993 Waste analysis, sampling, testing and evaluation (WASTE) program: Effect of waste stream

characteristics on MSW incineration: The fate and behaviour of met-als Final Report of the Mass Burn MSW Incineration Study (Burnaby, B.C.).Toronto (April).

Niessen, W.R 1995 Combustion and incineration processes: Applications in environmental engineering,2d ed New York: Marcel Dekker, Inc.

Rigo, H.G., A.J Chandler, and S.E Sawell 1993 Debunking some myths about metals In Proceedings of the 1993 International Conference on Municipal Waste Combustion, Williamsburg, VA, March 30–April 2, 1993.

Rugg, M and N.K Hanna 1992 Metals concentrations in compostable and noncompostable components of municipal solid waste in Cape May County, New Jersey Proceedings of the Second United States Conference on Municipal Solid Waste Management, Arlington, VA, June 2–5, 1992.

Surprenant, G and J Lemke 1994 Landfill compaction: Setting a den-sity standard Waste Age(August).

Bảo tồn nguồn nguyên liệu và Thu hồi

6 GIẢM THẢI, THU HỒI (TÁCH LOẠI) VÀ TÁI SỬ DỤNG

6.1 Giảm lượng TSH

6.1.1 TÁI SỬ DỤNG SẢN PHẨM

6.1.2 TĂNG THỜI GIAN SỐNG CỦA SẢN PHẨM

6.1.3 GIẢM ĐỊNH MỨC VẬT LIỆU TRÊN ĐƠN VỊ SẢN PHẨM

6.1.4 GIẢM TIÊU THỤ

6.1.5 GIẢM ĐỘC TÍNH CỦA THẢI

6.2 Phân loại tại nguồn

“HOÁ ĐƠN CHAI LỌ”

7 THU HỒI VẬT CHẤT

7.2.1 GIẤY VÀ BÌA

7.2.2 BAO BÌ NHÔM VÀ THIẾC

7.2.3 PLASTIC VÀ THUỶ TINH

7.3.1 NHÀ MÁY CHẾ TẠO NHIÊN LIỆU TỪ RÁC TSH PHÂN LOẠI MỘT PHẦN7.3.2 NHÀ MÁY THU HỒI VẬT LIỆU