NGHIÊN cứu mô HÌNH bãi CHÔN lấp CHẤT THẢI rắn SINH HOẠT KIỂU BỂ PHẢN ỨNG VÀ ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH CHO HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU

Trong khi đó, một số kỹ thuật chôn lấp hợp vệ sinh mới có nhiều ưu điểm hơn, thời gian hoạt động ngắn hơn đã và đang áp dụng thành công ở nhiều nước Nhật, Mỹ…, trong đó có kỹ thuật chôn

Trang 1

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT KIỂU BỂ PHẢN ỨNG VÀ ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ BÃI CHÔN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT LẤP HỢP VỆ

SINH CHO HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU

CBHD : Nguyễn Xuân Hoàng SVTH : Lê Thanh Hiền B1205048

Sơn Văn Hùng B1205054

2015

Trang 2

SVTH : Lê Thanh Hiền B1205048

XÁC NHẬN CỦA CÁC BỘ HƯỚNG DẪN

………… ………

Trang 3

LỜI CẢM TẠ

Luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành tốt chính là nhờ sự động viên giúp

đỡ của nhiều cá nhân, gia đình, Thầy Cô và bạn bè Nhân đây chúng tôi xin chân thành kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

Cha mẹ và những người thân yêu đã giúp đỡ động viên cho chúng tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp đúng kế hoạch

Thầy Nguyễn Xuân Hoàng – Bộ môn Kỹ thuật Môi trường đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm và nhắc nhở chúng tôi kịp thời khắc phục những sai sót trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Quý thầy cô giảng dạy chuyên ngành Kỹ Thuật Môi Trường, đặc biệt là quý thầy cô ở Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện

đề tài

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp Kỹ Thuật Môi Trường khóa

38, những người bạn đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 27 tháng 11 năm 2015

Người thực hiện

Lê Thanh Hiền Sơn Văn Hùng

Trang 4

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Hiện nay, xử lý chất thải rắn sinh hoạt chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp Tuy nhiên, các bãi chôn lấp chất thải rắn hiện nay chủ yếu là các bãi rác lộ thiên không đạt tiêu chuẩn môi trường Theo thống kê đến năm 2013, cả nước có 458 bãi chôn lấp, nhưng trong đó có đến 337 bãi chôn lấp không hợp vệ sinh

Chính vì thế chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu mô hình bãi chôn lấp

chất thải rắn sinh hoạt kiểu bể phản ứng và đề xuất thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh cho huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu” với mục đích

nghiên cứu, đánh giá và đề xuất mô hình chôn lấp kiểu bể phản ứng nhằm đa dạng hóa các kiểu mô hình chôn lấp chất thải rắn hợp về sinh, áp dụng vào thực tế

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Xử lý Chất Thải Rắn và Phòng thí nghiệm Xử Lý Nước, Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, khoa Môi trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên, trường Đại học Cần Thơ

Mẫu rác được lấy về và trộn đều tiến hành xác định tỷ trọng của rác, sau đó cho vào mỗi mô hình chôn lấp với khối lượng rác đã trộn đều là 150 Kg Sau khi cho rác vào

mô hình sẽ tiến hành lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu đầu vào như: độ ẩm, %tro,

%C, TP, NH4+ Thí nghiệm được tiến hành trong 4 tháng, định kì phân tích các chỉ tiêu nước rỉ 1 tháng/lần, đo độ sụp lún và khí thải 3 ngày/lần, đo nhiệt độ mỗi ngày vào khung giờ cố định (16 giờ), xác định thể tích nước rỉ và tuần hoàn nước rỉ định

kì 2 ngày/lần Sau hơn 4 tháng thực hiện đề tài đã đạt được các kết quả sau:

- So sánh các chỉ tiêu hóa lý giữa hai mô hình chôn lấp yếm khí và hiếu khí trong điều kiện có tuần hoàn nước rỉ

- Độ sụp lún rác trong mô hình chôn lấp hiếu khí là 29,95% và mô hình chôn lấp yếm khí là 7,25%

- Thành phần khí CH4 sinh ra trong mô hình chôn lấp yếm khí dao động trong khoảng 3 – 6% Lượng khí biogas trung bình mỗi ngày sinh ra là 3.38 lít

Trang 5

CAM KẾT KẾT QUẢ

Chúng tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của chúng tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác

Cần Thơ, ngày 27 tháng 11 năm 2015

Lê Thanh Hiền Sơn Văn Hùng

Trang 6

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA CÁC BỘ HƯỚNG DẪN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT ĐỀ TÀI iii

CAM KẾT KẾT QUẢ iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 2

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 3

2.1.1 Các định nghĩa về chất thải rắn 3

2.1.2 Nguồn gốc phát sinh 4

2.1.3 Thành phần vật lý của rác 5

2.1.9 Đặt tính sinh học của rác 8

2.1.10 Tác động của chất thải rắn đối với môi trường 9

2.1.11 Tác động của chất thải rắn đến sức khỏe cộng đồng 11

2.1.12 Vi sinh vật chuyển hóa chất dinh dưỡng trong rác 11

2.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM 13

2.2.1 Tình hình phát sinh chất thải rắn 13

2.2.2 Tình hình xử lý chất thải rắn ở Việt Nam 13

2.3 TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH 16

2.3.1 Khái niệm 16

2.3.2 Phương pháp xử lý chất thải rắn ở các nước phát triển 17

2.3.3 Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn bãi chôn lấp 17

2.3.4 Sự tạo thành khí từ bãi chôn lấp 20

2.3.5 Sự hình thành nước rỉ rác 21

2.3.6 Sự sụp lún của bãi chôn lấp rác 23

Trang 7

2.4 BÃI CHÔN LẤP KIỂU BỂ PHẢN ỨNG 23

2.4.1 Giới thiệu 23

2.4.2 Các áp dụng của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học 24

2.4.3 Các kết quả nghiên cứu về bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng 26

2.4.4 Các ưu khuyết điểm của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học 27

2.4.5 Các điểm cần chú ý khi thiết kế bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học 27

2.5 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU 32

2.5.1 Vị trí địa lý 32

2.5.2 Địa giới hành chính 32

2.5.3 Tổng quan về điều kiện tự nhiên 33

2.5.4 Tổng quan về điều kiện kinh tế - xã hội 35

2.5.3 Chất thải rắn sinh hoạt tại huyện Giá Rai 35

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 38

3.1 NGUYÊN LIỆU THÍ NGHIỆM 38

3.1.1 Nguyên liệu thí nghiệm 38

3.1.2 Phương tiện và phương pháp 39

3.1.3 Phương pháp phân tích mẫu 40

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

3.2.1 Các bước thực hiện 43

3.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN KIỂU BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC 44

3.3.1 Thiết kế mô hình thí nghiệm kiểu bể phản ứng sinh học 44

3.3.2 Quy trình hoạt động của mô hình 51

3.4 THỜI GIAN THU MẪU 53

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP 54

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56

4.1KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC TRONG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 56

4.1.1Thành phần và đặc tính của nguyên liệu ủ 56

4.1.2 Đánh giá sự biến đổi chất lượng nước rỉ theo thời gian 59

4.2 SỰ BIẾN THIÊN CỦA NHIỆT ĐỘ TRONG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM THEO THỜI GIAN 64

4.3 BIẾN THIÊN LƯỢNG NƯỚC RỈ THEO THỜI GIAN 65

Trang 8

4.4 ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN THIÊN THÀNH PHẦN KHÍ SINH HỌC CỦA

NGHIỆM THỨC Ủ YẾM KHÍ 66

4.4.1 Sự biến động về thể tích khí sinh học 66

4.4.2 Sự biến thiên của thành phần khí sinh học 67

4.5 SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT RẮN TRONG SUỐT QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM 68

4.5.1 Sự biến đổi về thành phần chất thải rắn sau thí nghiệm 68

4.5.2 Sự biến đổi ẩm độ sau thí nghiệm 69

4.5.3 Độ sụt lún rác ở hai mô hình thí nghiệm 70

4.5.4 Biến động hàm lượng Cacbon trong mô hình thí nghiệm 72

4.5.5 Sự biến động hàm lượng tro trong mô hình thí nghiệm 73

4.5.6 Sự thay đổi hàm lượng TP 73

4.5.7 Hàm lượng NH4+ 74

4.6 SỰ THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CỦA CÁC SINH VẬT

………74

Chương 5 ĐỀ XUẤT VÀ THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤPCHẤTTHẢI RẮN HỢP VỆ SINH THEO KIỂU BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC CHO HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU 76

5.1 ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN HỢP VỆ SINH THEO KIỂU BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC CHO HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU 76

5.2 THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN HỢP VỆ SINH THEO KIỂU BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC CHO HUYỆN GIÁ RAI TỈNH BẠC LIÊU 76

5.2.1 Dự báo khối lượng rác phát sinh của huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu trong giai đoạn 2014 – 2029 76

5.2.2 Lựa chọn phương pháp và quy mô chôn lấp 78

5.2.3 Thiết kế bãi chôn lấp 78

5.2.4 Thiết kế các công trình phụ trợ cho bãi chôn lấp 83

5.2.5 Khái toán công trình bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh theo kiểu bể phản ứng sinh học cho huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu 85

Chương 6 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 86

6.1 KẾT LUẬN 86

6.2 KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 89

Trang 9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Nguồn và các loại rác tiêu biểu 4

Bảng 2.2 Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%) 5

Bảng 2.3 Ẩm độ của các thành phần trong rác thải sinh hoạt 6

Bảng 2.4 Trọng lượng riêng của các thành phần của rác đô thị 8

Bảng 2.5 Tình hình phát sinh chất thải rắn năm 2012 13

Bảng 2.6 Phát sinh chất thải rắn và các phương pháp xử lý ở các nước phát triển 17 Bảng 2.7 Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị 17

Bảng 2.8 Quy định khoảng cách tối thiểu khi lựa chọn bãi chôn lấp 19

Bảng 2.9 Diễn biến thành phần khí thải tại bãi rác 21

Bảng 2.10 Các thông số tiêu biểu về thành phần tính chất của nước rỉ rác của bãi chôn lấp mới và lâu năm 22

Bảng 2.11 Đặc tính nước rỉ của bãi chôn lấp theo thời gian 23

Bảng 2.12 Các phương pháp hoàn lưu nước rỉ cho bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học 30

Bảng 2.13 Dân số huyện Giá Rai qua các năm 35

Bảng 3.1 Phương pháp và phương tiện phân tích các chỉ tiêu mẫu rắn 39

Bảng 3.2 Phương pháp và phương tiện phân tích các chỉ tiêu nước rỉ rác 39

Bảng 3.3 Đo thể tích khí và thành phần khí sinh học 40

Bảng 3.4 Kích thước ống nghiệm COD và hóa chất tương ứng 41

Bảng 3.5 Xây dựng đường chuẩn đo photpho 43

Bảng 4.1 Chỉ số pH của nước rỉ giữa hai mô hình theo từng chu kỳ phân tích 59

Bảng 4.2 Kết quả phân tích COD qua các đợt phân tích mẫu 60

Bảng 4.4 Kết quả phân tích qua NH4+ các đợt phân tích mẫu 61

Bảng 4.5 Kết quả phân tích TP qua các đợt phân tích mẫu 63

Bảng 4.6 Biến đổi hàm lượng Cacbon trước và sau thí nghiệm 72

Bảng 4.7 Biến đổi phần trăm tro trước và sau thí nghiệm 73

Bảng 4.8 Sự thay đổi hàm lượng TP trước – sau quá trình thí nghiệm 73

Bảng 4.9 Sự thay đổi hàm lượng NH4+ trước – sau quá trình thí nghiệm 74

Bảng 4.10 Các sinh vật tham gia vào quá trình phân hủy trong mô hình ủ hiếu khí74 Bảng 5.1 Dự báo lượng rác phát sinh trong giai đoạn 2014 – 2029 77

Trang 10

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác 14

Hình 2.2 Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiêu hủy 15

Hình 2.3.Bản đồ hành chính tỉnh Bạc Liêu 32

H nh 2.4 Diễn biến lượng mưa trung bình các tháng trong năm 2006 – 2013 33

H nh 2.5: Diễn biến nhiệt độ trung bình các tháng trong năm 2006 - 2013 34

H nh 2.6 Diễn biến độ ẩm trung bình các tháng trong năm 2006 - 2013 34

Hình 2.7 Dân số huyện Giá Rai qua các năm 35

Hình 2.8 Quy trình thu gom và vận chuyển Chất thải rắn sinh hoạt ở huyện Giá Rai 36

Hình 3.1 Địa điểm lấy rác 39

Hình 3.3 Mô hình chôn chôn lấp kiểu bể phản ứng của M.Sinan Bilgili et al (2008) 45

Hình 3.4 Mô hình chôn chôn lấp kiểu bể phản ứng 46

Hình 3.5 Thể tích khối chứa rác 47

Hình 3.6 Phần chứa nước rỉ của mô hình 48

Hình 3.7 Lưới chắn rác 48

Hình 3.8 Bố trí hệ thống hoàn lưu nước 49

Hình 3.9 Bố trí hệ thống thu khí gas ở mặt trên nắp 50

Hình 3.10 Mô hình bể phản ứng hiếu khí 51

Hình 3.11 Nguyên lý hoạt động của mô hình bể phản ứng yếm khí 52

Hình 3.12 Thời gian thu mẫu phân tích 53

Hình 4.1 Chênh lệch tỉ trọng rác giữa các nghiệm thức 56

Hình 4.2Thành phần của mẫu rác thải đô thị thí nghiệm 57

Hình 4.3 Nồng độ COD biến thiên qua các đợt phân tích mẫu 60

Hình 4.4 Biến động hàm lượng NH4+ theo thời gian 62

Hình 4.5 Biến động hàm lượng TP trong nước rỉ rác theo thời gian 63

Hình 4.6 Sự biến thiên nhiệt độ trong mô hình thí nghiệm theo thời gian 64

Hình 4.7 Biến thiên thể tích nước rỉ theo ngày 65

Hình 4.8 Thể tích khí sinh học cộng dồn theo ngày 66

Hình 4.9 Sự biến động các thành phần khí theo thời gian 67

Hình 4.10 Sự thay đổi thành phần chất thải rắn trước và quá trình thí nghiệm 68

Hình 4.11 Sự thay đổi ẩm độ ở đầu ra so với đầu vào 69

Hình 4.12 Độ lún của hai mô hình biến thiên theo ngày 70

Hình 4.13 Phần trăm độ sụt lún của hai mô hình thí nghiệm 71

Hình 4.14 Biến thiên hàm lượng Cacbon trước – sau quá trình thí nghiệm 72

Hình 4.15 Biến động phần trăm tro của hai nghiệm thức so với đầu vào 73

Hình 4.16 Sự phá triển của nấm 75

Hình 4.17 Sự phá triển của giòi 75

Trang 11

Hình 4.18 Sự phá triển của tảo 75

Hình 5.1 Mặt cắt dọc ô bãi chôn lấp 79

Hình 5.2 Thể tích phần chìm của ô chôn lấp 79

Hình 5.3 Thể tích phần chứa rác V2 (ảnh minh họa) 80

Hình 5.4 Thể tích phần chứa rác V3 80

Hình5.5 Mặt bằng tổng thể của bãi chôn lấp 81

Hình 5.6 Cấu tạo của lớp lót đáy bãi chôn lấp 82

Hình 5.7Chi tiết mặt cắt dọc ống thu gom nước rỉ 83

Trang 12

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

sinh học

Trang 13

Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa đang diễn ra mạnh

mẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh,vượt bậc của nề kinh tế nước nhà Nhưng bên cạnh

đó, chúng cũng tạo ra nhiề hệ lụy cho xã hội, đặc biệt là về ô nhiễm môi trường Đô thị tập trung đông đúc luôn kéo theo nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường như : nước thải, chất thải rắn, khí thải và tiếng ồn Trong đó, đặc biệt là các vấn đề về chất thải rắn đô thị với sự thiếu hụt đất để chôn lấp và chưa có công nghệ xử lý thích hợp Theo báo cáo của Hội nghị môi trường toàn quốc lần thứ IV (2015), trong năm

2014, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt trên toàn quốc chiếm khoảng 23 triệu tấn, tương đương với 63.000 tấn/ngày, trong đó chất thải rắn sinh hoạt đô thị chiếm khoảng 32.000 tấn/ngày Xử lý chất thải rắn sinh hoạt hiện nay chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp, tỷ lệ chất thải rắn được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng CTR thu gom được (trong đó, khoảng 50% được chôn lấp hợp vệ sinh

và 50% chôn lấp không hợp vệ sinh) Theo thống kê tính đến năm 2013 có khoảng

458 bãi chôn lấp chất thải rắn có quy mô trên một ha, ngoài ra còn có các bãi chôn lấp quy mô nhỏ ở các xã chưa được thống kê đầy đủ Trong số 458 bãi chôn lấp có

121 bãi chôn lấp hợp vệ sinh và 337 bãi chôn lấp không hợp vệ sinh Các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh phần lớn là bãi rác tạm, lộ thiên, không có hệ thống thu gom,

xử lý nước rỉ rác, đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường [4]

Theo Nguyễn Xuân Hoàng và cộng sự (2014) cho rằng : khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, hầu hết lượng rác ở các đô thị được thu gom và vận chuyển đến các bãi rác để chôn lấp Cho đến nay, chưa có báo cáo nào về bãi chôn lấp hợp vệ sinh nào trong khu vực Thêm vào đó, một số giải pháp xử lý ủ compost gia đình, ủ compost thí điểm quy mô nhỏ đã được thực hiện tại Bến Tre, An Giang, Kiên Giang, Long

An nhưng công suất ủ không đáng kể và chưa có giải pháp duy trì và phát triển mở rộng.Với lượng rác bình quân đầu người thực tế từ 0,53 – 0,9 cho khu vực đô thị, tỷ

lệ thu gom dao động lớn từ 37 – 90%, trong đó thấp nhất là ở An Giang và Đồng Tháp Các tỉnh còn lại có tỷ lệ thu gom cao hơn 70% Bên cạnh đó, rác phát sinh không được phân loại tại nguồn, một phần chất thải nguy hại gia đình cũng lẫn lộn vào trong rác sinh hoạt và tập trung tại bãi rác

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp ở Việt Nam nói chung và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng thì vẫn là phương pháp chủ đạo trong quản lý

và xử lý chất thải rắn sinh hoạt Hiện nay, các bãi chôn lấp rác, bãi chôn lấp hợp vệ sinh cần nhiều thời gian cho quá trình chôn lấp và mức đầu tư vẫn còn cao Bên cạnh đó, quỹ đất dùng cho chôn lấp ngày càng khan hiếm và giá trị của đất ngày càng tăng cao gây ra áp lực không nhỏ cho việc quản lý và xử lý chất thải rắn; dù bãi chôn lấp đã được sử dụng lâu, nhưng trong những năm qua chưa có nhiều nghiên cứu báo cáo về công nghệ kỹ thuật chôn lấp rác hợp vệ sinh tại Việt Nam nói chung và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng Trong khi đó, một số kỹ thuật chôn lấp hợp vệ sinh mới có nhiều ưu điểm hơn, thời gian hoạt động ngắn hơn

đã và đang áp dụng thành công ở nhiều nước ( Nhật, Mỹ…), trong đó có kỹ thuật chôn lấp rác kiểu bể phản ứng sinh học được xem là một trong các giải pháp cải tiến

Trang 14

và kiểm soát quá trình xử lý chất thải rắn tốt Kỹ thuật chôn lấp này gần đây cũng

đã được áp dụng thí điểm tại bãi rác Đình Vũ (Hải Phòng, đã cho kết quả tích cực)[16]

Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt kiểu bể

phản ứng và đề xuất thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh cho huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu”được đề xuất thực hiện để phân tích đánh giá

khả năng phân hủy của rác thải đô thị và đề xuất thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất thiết kế mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn kiểu bể phản ứng nhằm đa dạng hóa các kiểu mô hình chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

 Đánh giá các mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn và thiết kế chế tạo mô hình bãi

chôn lấp chất thải rắn kiểu bể phản ứng quy mô phòng thí nghiệm

 Đánh giá khả năng phân hủy rác thải hữu cơ trên các mô hình bãi chôn lấp khác

nhau (hiếu khí, yếm khí có tuần hoàn nước rỉ)

 Đề xuất thiết kế mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh tiêu biểu cho

huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu

1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

 Thiết kế mô hình bãi chôn lấp kiểu bể phản ứng sinh học (có hệ thống thông khí

và tuần hoàn nước rỉ)

 Khảo sát và đánh giá khả năng phân hủy rác của 2 mô hình chôn lấp theo kiểu

bể phản ứng thông qua các chỉ tiêu: nhiệt độ, độ sụt lún, COD, photpho tổng (TP), Amonium (NH4+)

 Đề xuất thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh cho huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu

Trang 15

lọ rỗng, giấy bìa…), bùn từ hệ thống xử lý nước thải, nước cấp hay các hệ thống xử

lý ô nhiễm, các chất thải khác ở dạng rắn, bán rắn, lỏng hay khí trong các vật chứa Theo Thông tư liên tịch 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD thì chất thải rắn là chất thải phát sinh từ các hoạt động ở các đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải khu dân cư, chất thải từ các hoạt động thương mại, dịch vụ đô thị, bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải do hoạt động xây dựng

Chất thải rắn (CTR) là tất cả các chất thải ở dạng rắn sản sinh do các hoạt động của con người và động vật Đó là các vật liệu hay hàng hóa không còn sử dụng được

hay không hữu dụng đối với người sở hữu của nó nữa nên bị bỏ đi (Lê Hoàng Việt

và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013 )

Trang 16

2.1.2 Nguồn gốc phát sinh

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), rác được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như khu dân cư, khu thương mại, đô thị, khu công nghiệp, các khu

vực công cộng, khu xử lý và các hoạt động nông nghiệp:

Bảng 2.1 Nguồn và các loại rác tiêu biểu

Nguồn Các hoạt động và khu vực liên

quan đến việc sản sinh rác

Các thành phần của rác

loại khác Khu thương

mại

Các cửa hiệu, nhà hàng, chợ, văn phòng, khách sạn, xưởng in, sửa chữa ô tô

Thức ăn thừa, rác, tro, chất thải do quá trình phá vỡ và xây dựng và các loại khác (có rác nguy hại )

Thức ăn thừa, rác, tro, chất thải do quá trình phá vỡ và xây dựng và các loại khác (đôi khi có cả chất thải nguy hại )

Công nghiệp

( sản xuất )

Xây dựng, dệt, công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ, lọc dầu, hóa chất, khai thác dầu mỏ, điện

Các chất thải từ quy trình sản xuất, các mảng vụn nguyên liệu, rác từ sinh hoạt của công nhân

Khu sản xuất

nông nghiệp

rác các chất thải nguy hại

(Nguồn: Tchobanoglous và Kreith, 2002, trích Nguyễn Hữu Chiếm và Lê Hoàng Việt, 2013)

Trang 17

2.1.3 Thành phần vật lý của rác

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), người ta thường lấy mẫu từ một xe rác, trộn đều chia làm 4 phần bằng nhau, lấy một phần trộn đều, sau đó lại chia thành 4 phần bằng nhau… cho tới khi nào trọng lượng của một của ¼ mẫu khoảng 100 kg thì phân loại, đem cân xác định trọng lượng của các thành phần

Bảng 2.2Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%)

Tỉnh

(nguồn)

Phân hủy sinh học

Các loại Giấy thải

Kim loại

Thủy tinh Vải

Thủy tinh, cao

su

Gạch,

sứ

Nguy hại

Lin

h tinh

Ẩm độ là một tông số quan trọng cho các quá trình xử lý (đốt, ủ phân compost,

khống chế nước rỉ của rác…) Theo Tchobanoglous et al.1993 (trích Lê Hoàng Việt

và Nguyễn Hữu Chiếm,2013) ẩm độ của rác đô thị biến thiên từ 15 – 40% Ở Việt

Nam rất nhiều khu vực và thời điểm rác có ẩm độ lớn hơn 40% Ẩm độ của rác phụ thuộc và thành phần của rác, mùa trong năm, ẩm độ không khí, thời tiết (mưa)

Trang 18

( Nguồn: Tchobanoglous et al.1993 Trích Nguyễn Hữu Chiếm và Lê Hoàng Việt, 2013 )

Theo Nguyễn Văn Phước (2008) cho rằng, ẩm độ của chất thải rắn đô thị mà tiêu biểu là chất hữu cơ vào khoảng 70% Mặc khác, theo Cù Huy Đấu và Trần Thị Hường (2010) cũng cho rằng ẩm độ của chất thải rắn đô thị nằm trong khoảng biến thiên 50 – 80% và giá trị tiêu biểu là 70%

b Khả năng giữ nước của rác

Khả năng giữ nước của rác là tổng lượng nước mà rác có khả năng giữ lại trong mẫu rác sau khi đã để cho nước chảy xuống tự do theo tác động của trọng lực Khả năng giữ nước của rác là một đặc tính tương đối quan trọng trong việc chôn lắp rác

vì nó liên quan đến việc tạo nên nước rỉ của rác khi rác đem chôn có lượng nước trong rác vượt quá khả năng giữ nước của nó Khả năng giữ nước của rác cũng phụ thuộc vào thành phần rác, trạng thái phân hủy, áp suất…Và như thể một nguồn rác

có khả năng giữ nước là 30% tức là lượng nước mà rác có khả năng giữ lại chiếm tỉ

lệ 3/10 Thường hỗn hợp rác của khu dân cư và khu mậu dịch (không nén) có khả

năng giữ nước từ 50 – 60% (Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, Giáo trình

Quản lý và Xử lý chất thải rắn, 2013)

Trang 19

c Khả năng thấm dẫn của rác nén

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013) khả năng thấm dẫn nước của rác

nén cũng là một đặc tính vật lý quan trọng vì nó chi phối sự di chuyễn của nước và không khí tại nơi chôn lấp Hệ số thẩm thấu thường được tính như sau:

Trong đó:

K: hệ số thấm k: khả năng thấm ở bên trong khối rác C: hằng số vô hướng hay yếu tố hình dạng khối rác d: kích thước trung bình của các lổ rổng trong khối rác

 : trọng lượng riêng của nước µ: độ nhớt của nước

Cd2 được xem là hệ số thấm lọc đặt biệt Tính thấm này phụ thuộc vào các tính chất của chất thải rắn: như kích thước các lổ rổng và độ khúc khuỷu của chúng, diện tích

bề mặt của vật liệu, độ xốp Thông thường giá trị trên ở khoảng 10-11 -10-12 m2 theo chiều đứng và 10-10 m2

theo chiều ngang

d Kích cỡ hạt và tỷ lệ của rác

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013, kích cỡ của các hạt và tỉ lệ của

chúng trong rác là một trong các yếu tố quan trọng trong quá trình tái chế lại nguyên vật liệu; đặt biệt là các công đoạn như sang, rây hay phân loại vật liệu theo từ tính Kích thước của các thành phần rác thường được tính theo một trong các công thức sau:

Trang 20

e Trọng lƣợng riêng của rác

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), trọng lượng riêng của một chất

nào đó là trọng lượng của chất đó trên một đơn vị thể tích Bảng 2 trình bày trọng lượng riêng của một số thành phần trong rác thải đô thị

Do trọng lượng riêng của một số loại rác thải thay đổi tùy theo vị trí địa lý, khu vực, mùa, chu kỳ gom rác, việc sử dụng các thiết bị nén rác… vì vậy nên cẩn thận khi sử dụng các số liệu trong bảng này

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), trọng lượng riêng của chất thải rắn đô thị dao

động trong khoảng 180 – 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3

Bảng 2.4 Trọng lượng riêng của các thành phần của rác đô thị

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), ngoài nhựa, cao su, da, các

thành phần hữu cơ của rác đô thị có thể được phân loại như sau:

 Các chất có thể hòa tan trong nước: đường, tinh bột, amino acid và nhiều loại acid hữu cơ khác

 Hemicellulose và các hợp chất tạo thành từ đường 5 và đường 6 carbon

 Cellulose và các hợp chất tạo thành từ đường 6 carbon

 Chất béo, dầu, sáp (ester của rượu và acid béo chuỗi dài)

 Lignocellulose là kết hợp của lignin và cellulose

 Protein là sự kết hợp của các chuỗi amino acid

Trang 21

Các thành phần hữu cơ này liên quan đến một đặc điểm sinh học của rác đó là khả năng phân hủy theo con đường sinh học

Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu cơ trong rác:

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), hàm lượng chất rắn bay hơi

(VS) được xác định bằng cách nung mẫu ở 550oC được dùng để đo khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ trong rác đô thị Tuy nhiên, việc sử dụng thông số này không chính xác vì một số chất hữu cơ rất dễ bay hơi nhưng lại bị phân hủy sinh học rất chậm (ví dụ như giấy báo) Để thay đổi thông số VS người ta dùng hàm lượng lignin để ước lượng khả năng phân hủy sinh học của rác đô thị thông qua mối quan hệ trong phương trình sau:

Trong đó:

BF: tỉ lệ chất hữu cơ có thể bị phân hủy sinh học (dựa trên VS)

0,83: Hằng số thực nghiệm

0,028: Hằng số thực nghiệm

LC: Hàm lượng lignin của các rắn bay hơi ( % trọng lượng khô)

Các chất thải rắn có hàm lượng lignin cao như giấy in có khả năng phân hủy sinh

học kém hơn đáng kể so với các hữu cơ khác trong rác đô thị

 Sự tạo mùi:

Mùi hôi của rác được tạo thành khi rác được trữ quá lâu Việc tạo thành mùi hôi ở các thùng rác gia đình đặc biệt tăng mạnh vào những ngày nhiệt độ cao Thông thường mùi được tạo ra do sự phân hủy yếm khí của các chất hữu cơ

 Sự sản sinh của ruồi:

Theo Tchobanoglous et al (19979)(trích: Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm,

2013), vào mùa hè ở khu vực ôn đới và tất cả các mùa ở khu vực nhiệt đới, việc

sinh sản của ruồi là một yếu tố quan trọng cần lưu ý đến trong việc lưu trữ rác Ruồi

có thể phát triển từ trứng trong khoảng thời gian ngắn 2 tuần Vòng đời của ruồi có thể phân chia như sau:

2.1.10 Tác động của chất thải rắn đối với môi trường

a Ô nhiễm môi trường không khí

Theo Trần Thị Mỹ Diệu (2010), chất thải rắn sinh hoạt, có thành phần hữu cơ là chủ

yếu Dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm và các vi sinh vật, chất thải rắn hữu cơ bị phân hủy và sản sinh ra chất khí (CH4- 63,8%, CO2 – 33,6%, và một số khí khác) Trong đó, CH4 và CO2 chủ yếu phát sinh từ các bãi rác tập trung (chiếm 3-19%),

Trang 22

đặc biệt tại các bãi rác lộ thiên và các khu chôn lấp Khối lượng khí phát sinh từ các bãi rác chịu ảnh hưởng đáng kể của nhiệt độ của không khí và thay đổi theo mùa Lượng khí phát thải tăng khi nhiệt độ tăng, lượng khí phát thải trong mùa hè cao hơn mùa đông Đối với các bãi chôn lấp, ước tính 30% các chất khí phát sinh trong quá trình phân hủy có thể thoát lên mặt đất mà không cần một sự tác động nào Khi vận chuyển và lưu giữ chất thải rắn sẽ phát sinh mùi do quá trình phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường không khí Các khí phát sinh từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong chất thải rắn: amoni có mùi khai, phân có mùi hôi, hydrosunfur mùi trứng thối, sunfur hữu cơ mùi bắp cải thối rữa, mecaptan hôi nồng, amin mùi cá ươn, diamin mùi thịt thối, Cl2 hôi nồng, phenol mùi ốc đặc trưng Bên cạnh hoạt động chôn lấp chất thải rắn, việc xử lý chất thải rắn bằng phương pháp tiêu hủy cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường không khí Việc đốt rác sẽ làm phát sinh khói, tro bụi và các mùi khó chịu Chất thải rắn có thể bao gồm các hợp chất chứa clo, flo, lưu huỳnh và nitơ, khi đốt lên làm phát thải một lượng không nhỏ các chất khí độc hại hoặc có tác dụng ăn mòn Mặt khác nếu nhiệt độ tại lò đốt rác không đủ cao và hệ thống thu hồi quản lý khí thải phát sinh không đảm bảo, khiến cho chất thải rắn không được tiêu hủy hoàn toàn làm phát sinh các khí CO, oxit nitơ, ddiooxin và furan bay hơi là các chất rất độc hại đối với sức khỏe con người

b Ô nhiễm môi trường nước

Theo Trần Thị Mỹ Diệu (2010), chất thải rắn sinh hoạt không được thu gom, thải

vào kênh gạch, sông, hồ, ao gây ô nhiễm môi trường nước, làm tắc nghẽn đường nước lưu thông, giảm diện tích tiếp xúc của nước với không khí dẫn tới giảm DO trong nước Chất thải rắn hữu cơ phân hủy trong nước gây mùi hôi thối, gây phú dưỡng nguồn nước làm cho thủy sinh vật trong nguồn nước mặt bị suy thoái Chất thải rắn phân hủy và các chất ô nhiễm khác biến đổi màu của nước thành màu đen,

có mùi khó chịu Thông thường các bãi chôn lấp chất thải dùng kỹ thuật có hệ thống đường ống, kênh rạch thu gom nước thải và các bể chứa nước rác để xử lý trước khi thải ra môi trường Tuy nhiên, phần lớn các bãi chôn lấp hiện nay đều không được xây dựng đúng kỹ thuật vệ sinh và đang trong tình trạng quá tải, nước rò rỉ từ bãi rác được thải trực tiếp ra ao, hồ gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng Sự xuất hiện của các bãi rác lộ thiên tự phát cũng là một nguồn gây ô nhiễm nguồn nước đáng kể Tại các bãi chôn lấp chất thải rắn, nước rỉ rác có chứa hàm lượng chất ô nhiễm cao (chất hữu cơ: do các rác có phân súc vật, các thức ăn thừa…; chất thải độc hại: từ bao bì đựng phân bò, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, mỹ phẩm) Nếu không được thu gom xử lý sẽ thâm nhập vào nguồn nước dưới đất gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng

Trang 23

c Ô nhiễm môi trường đất

Theo Trần Thị Mỹ Diệu (2010), chất thải rắn sinh hoạt không được thu gom sẽ ảnh

hưởng trực tiếp đến môi trường đất, các loại chất rắn khó phân hủy như: nilon, nhựa, cao su, kim loại,…không được thu gom sẽ nằm lại trong đất có thể gây độc cho môi trường đất, thoái hóa đất, giảm độ phì nhiêu của đất, ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng cây trồng Đặc biệt tại các bãi rác, ngoài những chất rắn ảnh hưởng trực tiếp đến đất còn có nước rỉ rác, đây là một trong những loại nước thải khó xử lý nhất, chứa nhiều chất độc, kim loại nặng, cùng với hàm lượng hữu cơ rất cao Nước rỉ không được thu gom sẽ đi vào đất và làm đất nhiễm độc, khó cải tạo Ngoài ra, nước rỉ rác còn theo các đường mao dẫn đi vào các mạch nước ngầm có thể làm ô nhiễm nguồn nước này

2.1.11 Tác động của chất thải rắn đến sức khỏe cộng đồng

Theo Trần Thị Mỹ Diệu (2010), việc quản lý và xử lý chất thải không hợp lý không

những gây ô nhiễm môi trường mà còn ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe con người, đặc biệt đối với người dân sống gần khu vực làng nghề, khu công nghiệp, bãi chôn lấp chất thải…Người dân sống gần bãi rác không hợp vệ sinh có tỷ lệ mắc bệnh da liễu, viêm phế quản, đau xương khớp cao hơn hẳn những nơi khác

Hiện tại chưa có số liệu đầy đủ về sự ảnh hưởng của các bãi chôn lấp tới sức khỏe của những người làm nghề nhặt rác thải Những người này thường xuyên phải chịu ảnh hưởng ở mức cao do bụi, mần bệnh, các chất độc hại, côn trùng đốt, chích và các loại hơi khí độc hại trong suốt quá trình làm việc Vì vậy, các chứng bệnh thường gặp ở các đối tượng này là các bệnh về cúm, lỵ, giun, lao, dạ dày, tiêu chảy,

và các vấn đề về đường ruột khác Các bãi chôn lấp rác cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ khác đối với cộng đồng làm nghề này Các vật sắc nhọn, thủy tinh vỡ, bơm kim tiêm cũ,… có thể là mối đe dọa nguy hiểm với sức khỏe con người (lây nhiễm một

số bệnh truyền nhiễm như AIDS,…) khi họ giẫm phải hoặc bị cào xước vào tay chân…Một vấn đề cần được quan tâm là chiếm tỷ lệ lớn trong những người làm nghề nhặt rác, phụ nữ và trẻ em đã trở thành nhóm đối tượng dễ bị tổn thương

2.1.12 Vi sinh vật chuyển hóa chất dinh dưỡng trong rác

Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh vật là nhờ hoạt động sống của vi sinh vật phân hủy rác thải thành các thành phần nhỏ hơn, hình thành sinh khối vi sinh vật cao hơn, các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật và các loại khí như CO2, CH4,…

Các quá trình chuyển hóa này có thể xảy ra ở điều kiện hiếu khí hay kỵ khí

a Các vi sinh vật phân giải cellulose

Theo Lê Gia Hy (2010), các nhóm vi sinh phân giải cellulose gồm có :

Trang 24

 Các nhóm vi nấm: Vi nấm là nhóm có khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzym có đầy đủ các thành phần Gồm có các loại nấm sau :

Nấm mốc : chủ yếu thuộc các chi Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Fusarium,…trong đó đáng chú ý là Trichoderma (hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh trong đất, rác và có khả năng phân huỷ cellulose)

Nấm đốm là các loại nấm phát triển sâu trong tế bào gỗ tạo thành các đốm màu nâu Hầu hết các loài thuộc nhóm nấm bất toàn và nấm Ascomysetes như : Ceratocystis

sp, Cladosporium sp, Aureobasidium sp,…

Nấm mục : nấm mục nâu (Phaeolus schweiniti, Piptopous betulinus…), nấm mục trắng (Armillaria mellea, Fonus fomentatius…)

b Các nhóm vi sinh vật phân giải protein

Theo Lê Gia Hy (2010),nhóm vi khuẩn chính phân giải protein là vi khuẩn nitrat

hoá, vi khuẩn nitrit hóa vi khuẩn cố định nitơ Nhóm vi khuẩn nitrit hoá bao gồm

bốn chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystic, Nitrozolobus và Nitrosospira,

chúng đều thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, không có khả năng sống trên môi trường thạch

c.Vi sinh vật phân giải tinh bột

Trong rác có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột Theo Lê Gia Hy

(2010),một số vi sinh vật có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzym

trong hệ enzym amilaza Ví dụ như một số vi nấm bao gồm một số loại trong các

chiAspergillus, , Rhizopus Trong nhóm vi khuẩn có một số loài thuộc chi Bacillus,

Cytophaza, Pseudomonas … Xạ khuẩn cũng có một số các chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus,… có khả năng phân huỷ tinh bột Đa số các vi sinh vật không

có khả năng tiết đầy đủ hệ enzym amilaza phân huỷ tinh bột Chúng chỉ có thể tiết

ra môi trường một hoặc một vài men trong hệ đó

d Vi sinh vật phân giải phosphat

Trong rác thải, phospho tồn tại ở nhiều dạng hợp chất khác nhau Phospho được tích luỹ trong rác khi động thực vật chết đi, những hợp chất phospho hữu cơ này được vi sinh vật phân giải tạo thành các hợp chất phospho vô cơ

Theo Lê Gia Hy (2010),vi khuẩn phân giải phospho hữu cơ chủ yếu thuộc hai chi: Bacillus và Pseudomonas Các loài có khả năng phân giải mạnh là B

Megatherium, B Mycoides, B.butyricus, B.mycoides và Pseudomonas sp, Pseudomonas radiobacter, P.gracilis

Trang 25

2015, khối lượng chất thải rắn ước tính đạt khoảng 44 triệu tấn/năm Theo thống kê các năm gần đây, khoảng 42 – 46% lượng chất thải rắn phát sinh từ các đô thị, khoảng 17% phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp; số còn lại là chất thải rắn nông thôn, làng nghề và chất thải rắn y tế chỉ chiếm phần nhỏ Dự báo cho đến năm 2015, tỷ trọng chất thải rắn đô thị và chất thải rắn công nghiệp sẽ còn tiếp tục tăng lên tương ứng với các con số 50,8 và 22,1%

Bảng 2.5Tình hình phát sinh chất thải rắn năm 2012

Địa phương Lượng chất thải rắn phát sinh (tấn/ngày)

2.2.2 T nh h nh xử lý chất thải rắn ở Việt Nam

a Hình thức thu gom chất thải rắn đô thị

phân loại chất thải rắn tại nguồn vẫn chưa được triển khai rộng rãi, vì vậy hầu hết ở các đô thị ở nước ta, việc thu gom rác chưa phân loại vẫn là chủ yếu Công tác thu

Trang 26

gom thông thường sử dụng 2 hình thức thu gom là thu gom sơ cấp (người dân tự thu gom vào các thùng/túi chứa sau đó được công nhân thu gom vào các thùng rác đẩy tay cỡ nhỏ) và thu gom thứ cấp ( rác các hộ gia đình được công nhân thu gom vào các xe đẩy tay sau đó chuyển đến các xe ép rác chuyên dụng và chuyển đến khu xử

lý hoặc tại các khu dân cư, chợ có đặt container chứa rác, công ty môi trường đô thị

có xe chuyên dụng chở container đến khu xử lý)

Thành phố Hồ Chí Minh có 2 trạm trung chuyển lớn: trạm trung chuyển Quang Trung tiếp nhận 1084 tấn/ngày và trạm trung chuyển Tống Văn Trân tiếp nhận 820 tấn/ngày Rác từ 2 trạm trung chuyển này được các xe lớn chuyển tới khu liên hiệp

xử lý chất thải rắn Đa Phước, Phước Hiệp và nhà máy xử lý rác Vietstar Còn các

đô thị khác thì chưa có trạm trung chuyển rác đúng nghĩa như ở thành phố Hồ Chí Minh Điển hình là Hà Nội chưa có trạm trung chuyển rác trong khi khoảng cách từ

Hà Nội tới khu xử lý Nam Sơn khoảng 50 km Theo đánh giá hiện nay, hầu hết các

đô thị chỉ có các điểm tập kết rác Tuy vậy, các điểm tập kết này cũng chưa đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh môi trường

Hình 2.1 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác

(Nguồn: Nguyễn Xuân Hoàng, Nguyễn Hữu Sang và Nguyễn Hiếu Trung, 2014)

b Tỉ lệ thu gom chất thải rắn đô thị

Công tác thu gom rác trong những năm gần đây đã được quan tâm hơn Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2011 của bộ Tài Nguyên Và Môi Trường, tỉ lệ thu gom ở các đô thị từ 72% năm 2004 tăng lên khoảng 80 – 82% năm 2008 và đạt khoảng 83 – 85% cho năm 2010 Mặc dù tỉ lệ thu gom có tăng nhưng vẫn con khoảng 15 – 17% bị thải vào môi trường hoặc đốt lộ thiên gây ô nhiễm môi trường

c Tình hình xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam

Việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt hiện nay chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp, tỷ

lệ chất thải rắn được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng chất thải rắn thu gom được (trong đó, khoảng 50% được chôn lấp hợp vệ sinh và 50% chôn lấp không hợp vệ sinh) Thống kê trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung

ở các thành phố lớn đang vận hành nhưng chỉ có 16 bãi được coi là hợp vệ sinh Ở phần lớn các bãi chôn lấp, việc chôn lấp rác được thực hiện hết sức sơ sài Như vậy, cùng với lượng CTR được tái chế, hiện ước tính có khoảng 60% CTR đô thị đã được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh và tái chế trong các nhà máy xử

lý CTR để tạo ra phân [8]

Trang 27

Hình 2.2 Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiêu hủy

CTR đô thị ở Việt Nam( Nguồn: TCMT tổng hợp, báo cáo môi trường quốc gia, 2001)

Theo Nguyễn Hoài Đức (2014), ở một số địa phương đã đầu tư xây dựng các nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân compost (25 nhà máy) Tại Cà Mau, nhà máy ủ phân compost được xây dựng và vận hành bởi Công ty Trách nhiệm hữu hạn – Thương mại – Du lịch Công Lý đầu tư với công suất thiết kế 200 tấn/ngày Nhưng việc xử lý chất thải rắn làm phân compost vẫn chưa được phổ biến rộng rãi, chưa có mô hình xử lý, tái chế chất thải rắn sinh hoạt hoàn thiệt đạt cả các tiêu chí

về kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường; chất lượng sản phẩm sản xuất ra chưa cao; khó tìm thị trường tiêu thụ Một số tỉnh đã lắp đặt các lò đốt chất thải rắn sinh

hoạt với quy mô nhỏ cho các vùng nông thôn ( khoảng 30 lò đốt)

Theo Nguyễn Xuân Hoàng và cộng sự (2014) cho rằng : tại Đồng bằng sông Cửu Long, hầu hết lượng rác ở các đô thị được thu gom và vận chuyển đến các bãi rác để chôn lấp Cho đến nay, chưa có báo cáo nào về bãi chôn lấp hợp vệ sinh nào trong khu vực Thêm vào đó, một số giải pháp xử lý ủ compost gia đình, ủ compost thí điểm quy mô nhỏ đã được thực hiện tại Bến Tre, An Giang, Kiên Giang, Long An nhưng công suất ủ không đáng kể và chưa có giải pháp duy trì và phát triển mở rộng Tại Cà Mau, nhà máy ủ compost được xây dựng và vận hành bởi Công ty Trách nhiệm hữu hạn – Thương mại – Du lịch Công Lý đầu tư với công suất thiết

kế 200 tấn/ngày Với lượng rác bình quân đầu người thực tế từ 0,53 – 0,9 cho khu vực đô thị, tỷ lệ thu gom dao động lớn từ 37 – 90%, trong đó thấp nhất là ở An Giang và Đồng Tháp Các tỉnh còn lại có tỷ lệ thu gom cao hơn 70% Bên cạnh đó, rác phát sinh không được phân loại tại nguồn, một phần chất thải nguy hại gia đình cũng lẫn lộn vào trong rác sinh hoạt và tập trung tại bãi rác Điều đó có thể thấy rằng, chất thải nguy hại có thể ảnh hưởng đến các chất thải hữu cơ và chúng có thể gây ức chế hoặc gây độc đối với hoạt động của vi sinh vật trong việc phân giải các hợp chất hữu cơ trong rác

CTR đô thị của Việt Nam

Công nghệ Seraphin,AST

Thải bừa bãi

hữa cơ

Trang 28

Theo Thông tư liên tịch số 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD, các mô hình bãi chôn lấp thường được sử dụng là :

 Bãi chôn lấp khô: là bãi chôn lấp các chất thải thông thường (rác sinh hoạt, rác đường phố và rác công nghiệp)

 Bãi chôn lấp ướt: là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải dưới dạng bùn nhão

 Bãi chôn lấp hỗn hợp khô, ướt: là nơi dùng để chôn lấp chất thải thông thường

và cả bùn nhão Đối với các ô dành để chôn lấp ướt và hỗn hợp bắt buộc phải tăng khả năng hấp thụ nước rác của hệ thống thu nước rác, không để cho nước rác thấm đến nước ngầm

 Bãi chôn lấp nổi: là bãi chôn lấp xây nổi trên mặt đất ở những nơi có địa hình bằng phẳng, hoặc không dốc lắm (vùng đồi gò) Chất thải được chất thành đống cao đến 15m Trong trường hợp này xung quanh bãi phải có các đê và đê phải không thấm để ngăn chặn quan hệ nước rác với nước mặt xung quanh

 Bãi chôn lấp chìm: là loại bãi chìm dưới mặt đất hoặc tận dụng các hồ tự nhiên, moong khai thác cũ, hào, mương, rãnh

 Bãi chôn lấp kết hợp chìm nổi: là loại bãi xây dựng nửa chìm, nửa nổi Chất thải không chỉ được chôn lấp đầy hố mà sau đó tiếp tục được chất đống lên trên

 Bãi chôn lấp ở các khe núi: là loại bãi được hình thành bằng cách tận dụng khe núi ở các vùng núi, đồi cao

Trong hai kiểu bãi chôn lấp khô và ướt thì bãi chôn lấp khô được áp dụng rộng rãi trên thế giới vì nó phù hợp với việc chôn lấp rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp, rác thải thương nghiệp Ở điều kiện Việt Nam bãi chôn lấp khô là thích hợp nhất

Trang 29

2.3.2 Phương pháp xử lý chất thải rắn ở các nước phát triển

Bảng 2.6 Phát sinh chất thải rắn và các phương pháp xử lý ở các nước phát triển

( Nguồn: Viện khoa học môi trường – Viện khoa học công nghệ Việt Nam, 2007 )

2.3.3 Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn bãi chôn lấp

a Quy mô

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), quy mô

bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị phụ thuộc vào quy mô của đô thị như dân số, lượng rác thải phát sinh, đặc điểm rác thải… Có thể căn cứ vào đặc điểm đô thị Việt Nam

có tính đến khả năng phát triển đô thị để phân loại quy mô bãi và có thể tham khảo theo bảng sau:

Bảng 2.7 Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị

STT

Quy mô bãi chôn

lấp

Dân số (Ngàn người)

Lượng chất thải rắn (Tấn/năm)

Diện tích bãi (ha)

Thời hạn

sử dụng (năm)

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001),vị trí bãi

chôn lấp phải gắn nơi sinh chất thải, nhưng phải có khoảng cách thích hợp với những vùng dân cư gần nhất Các yếu tố ảnh hưởng đến các vùng dân cư này là loại

Trang 30

chất thải (mức độ độc hại), điều kiện hướng gió, nguy cơ gây lụt lội,… cần lưu ý thêm là bãi chôn lấp rất hấp dẫn với chim muông, một nguy cơ tiềm tàng đối với máy bay thấp Vì vậy, địa điểm các bãi chôn lấp cần phải xa các sân bay, là các nơi

có các khu vực đất trống vắng, tính kinh tế không cao

Vị trí bãi chôn lấp phải nằm trong tầm khoảng cách hợp lý, nguồn phát sinh rác thải Điều này tuỳ thuộc vào bãi đất, điều kiện kinh tế, địa hình, xe cộ thu gom rác thải Đường xá đi đến nơi thu gom rác phải đủ tốt và đủ chịu tải cho nhiều xe tải hạng nặng đi lại trong cả năm Tác động của việc mở rộng giao thông cũng cần được xem xét

Tất cả vị trí đặt bãi chôn lấp phải được quy hoạch cách nguồn nước cấp sinh hoạt và nguồn nước sử dụng cho công nghiệp chế biến thực phẩm ít nhất là 1000m Ngoài

ra, chú ý các khoảng cách khác để đảm bảo an toàn cho khu vục xung quanh

 Cần đặc biệt lưu ý các vấn đề sau:

 Bãi chôn lấp hợp vệ sinh không được đặt tại các khu ngập lụt;

 Không được đặt vị trí bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh ở những nơi có tiềm năng nước ngầm lớn;

 Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh phải có một vùng đệm rộng ít nhất 50m cách biệt với bên ngoài Bao bọc bên ngoài vùng đệm là hàng rào bãi;

 Bãi chôn lâp chất thải hợp vệ sinh phải hoà nhập với cảnh quan môi trường tổng thể trong vòng bán kính 1000m Để đạt mục đích này có thể sử dụng các biện pháp như: tạo thành vành đai cây xanh, các mô đất hay các hình thức khác để bên ngoài bãi không nhìn thấy được

Trang 31

nhỏ và vừa

Bãi chôn lấp lớn

Bãi chôn lấp rất lớn

> 5000

Không quy định

> 5000

Không quy định Các công

(Nguồn: Thông Tư Liên Tịch số 01/2001/ TTLT - BKHCNMT – BXD, ngày 18/01/2001)

a Địa chất công trình thủy văn

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), địa chất

tốt nhất là có lớp đất đá nền chắc và đồng nhất, nên tránh vùng đá vôi và tránh các vết nứt kiến tạo, vùng đất dễ bị dạn nứt Nếu lớp đá nền có nhiều vết nứt và vỡ tổ ong thì điều cực kỳ quan trọng là đảm bảo lớp phủ bề mặt dầy và thẩm thấu chậm Vật liệu phủ bề mặt thích hợp nhất là đất cần phải mịn để làm chậm quá trình rò rỉ, hàm lượng sét trong đất càng cao càng tốt để tạo ra khả năng hấp thụ cao và thẩm thấu chậm Hỗn hợp giữa đất sét bùn và cát là lý tưởng nhất Không nên sử dụng cát sỏi và đất hữu cơ Đồng thời việc lựa chọn vị trí bãi chôn lấp cũng cần xem xét đến điều kiện khí hậu,thủy văn (hướng gió, tốc độ gió, ít ngập lụt )

Nếu như các điều kiện thủy văn không thỏa mãn, bãi chôn lấp chất thải được chọn phải được lót bằng những chất sao cho chúng có khả năng ngăn ngừa ô nhiễm nước ngầm và các nguồn nước mặt khu vực lân cận Có nhiều kỹ thuật làm lớp lót, các chất có thể sử dụng làm lớp lót như: Đất sét biển, Nhựa đường, Hóa chất tổng hợp (các polymer, cao su), Các màng lót tổng hợp

Trang 32

Ngoài ra, Bãi chôn lấp cần có hệ thống thu khí, nước rò rỉ, trạm xử lý nước rác cục

bộ hoặc dẫn nước thải vào một khu vực tiếp nhận nước thải chung để xử lý

b Những khía cạnh môi trường

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), quá trình

phân huỷ các hợp chất hữu cơ tại bãi chôn lấp có thể gây ra một số nguy hại cho môi trường Các nguy hại này bao gồm:

 Tạo ra một số vật chủ trung gian gây bệnh như ruồi, muỗi, các loại côn trùng có cánh và các loài gặm nhấm;

 Mang rác rưởi cuốn theo gió gây ô nhiễm cho các khu vực xung quanh;

 Gây các vụ cháy, nổ;

 Gây ô nhiễm nguồn nước

Ngoài những yếu tố đã nêu, cần xem xét thêm các tác động môi trường Ví dụ một bãi chôn lấp sẽ tạo ra bụi do xử lý và vùi lấp chất thải, chất thải tươi và sự phân huỷ của nó toả ra mùi hôi thối Gió có thể cuốn theo rác rưởi rơi vãi ra ngoài khu vực và các phương tiện chuyên chở cũng làm rơi vãi rác trong quá trình vận chuyển đến nơi chôn lấp Lưu lượng xe cộ tăng lên có thể gây ách tắc Tiếng ồn và khí xả gây xáo trộn Điều quan trọng để chấp nhận đối với một bãi chôn lấp là cố gắng bố trí bãi chôn lấp xa khỏi tầm nhìn và xa các khu vực giải trí, địa điểm nên khuất gió và

có hướng gió xa hẳn khu dân cư Một điều quan trọng nữa là bãi chôn lấp không ở gần các ngã tư đường hoặc không gây cản trở nào khác đối với trục đường giao thông chính Sau cùng là phải giữ gìn khu vực sạch sẽ, đây là khả năng đạt được tốt nhất về chi phí, hiệu quả và làm giảm bớt sự phản kháng của công chúng

c Các chỉ tiêu kinh tế

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), lựa chọn

bãi chôn lấp phế thải còn phải chú ý đến kinh tế, cố gắng giảm mọi chi phí có thể được để đạt được yêu cầu về vốn đầu tư hợp lý nhưng không được giảm nhẹ lợi ích công cộng và hiệu quả xã hội

2.3.4 Sự tạo thành khí từ bãi chôn lấp

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), các bãi

chôn lấp là nguồn tạo ra khí sinh học mà trong đó khí Metan là thành phần chủ yếu

và chiếm một tỷ lệ cao

Khí sinh học là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong bãi chôn lấp thành phần của khí gas trong giai đoạn đầu chủ yếu là Carbon Dioxit (CO2) và một số loại khí khác như N2 và O2 Sự có mặt của khí CO2 ở trong bãi chôn lấp tạo điều kiện cho vi sinh vật kỵ khí phát triển và từ đó bắt đầu giai đoạn hình thành khí Metan Như vậy khí gas có hai thành phần chủ yếu là CH4 và CO2 trong đó CH4 có khoảng từ 50÷ 60% và CO2 chiếm khoảng 40÷ 50%

Khí CH4 có thể trở thành mối nguy hiểm gây ra cháy, nổ, ô nhiễm môi trường ở bãi chôn lấp và các khu vực xung quanh Vì vậy việc kiểm tra khí bằng phương pháp thoát tán hoặc thu hồi và chuyển thành nguồn năng lượng là một phần quan trọng trong thiết kế và vận hành bãi chôn lấp phế thải hợp vệ sinh vì vậy các bãi chôn lấp

Trang 33

rác hợp vệ sinh nhất thiết phải có một hệ thống thu gom và xử lý tất cả các khí sinh học sinh ra từ bãi đảm bảo yêu cầu giới hạn cho phép sao cho: Nồng độ của khí Metan sinh ra không được vượt quá 25% giới hạn thấp về cháy nổ Thuật ngữ “giới hạn thấp về cháy nổ” được hiểu là nồng độ thấp, tính theo thể tích, một chất khí trong hỗn hợp khí ở nhiệt độ 250C và áp suất 101.325kPa sẽ gây ra cháy trong không khí

Bảng 2.9 Diễn biến thành phần khí thải tại bãi rác

Khoảng thời gian từ lúc

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), nước rỉ rác có thể định nghĩa là

lượng chất lỏng thấm qua rác và trích ra các chất hòa tan hoặc các chất rắn lơ lửng Chất lỏng của nước rỉ từ rác bao gồm: chất lỏng sản sinh ra trong quá trình phân hủy rác (không đáng kể), chất lỏng có sẵn trong rác (ít) và chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài như: mưa, nước ở trên mặt đất, nước ngầm và nước của

các dòng chảy ngầm (phần lớn)

Lượng nước rò rỉ sinh ra từ bãi rác phụ thuộc vào lượng mưa của vùng, mức độ phủ kín bãi rác và lượng nước sẵn có trong rác thải Theo IFEU(1992), khoảng 13% lượng nước mưa thấm vào bãi rác sẽ trở thành nước rò rỉ

Theo Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái (2001), nước rỉ rác

được hình thành khi nước thấm vào các ô chôn lấp, chủ yếu là do:

 Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp

 Mực nước ngầm có thể dân lên vào các ô chôn rác

 Nước có thể rỉ vào qua các vách của ô rác

 Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm vào bãi chôn rác

 Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp rác trước khi phủ đất và trước khi đóng bãi

Trang 34

Thành phần hóa học trong nước rỉ của rác được trình bày ở bảng 2.10 Ta thấy khoảng dao động về hàm lượng của các chất này rất rộng Tính chất của nước rỉ thay đổi rất lớn theo các giai đoạn diễn ra ở bãi rác:

Bảng 2.10 Các thông số tiêu biểu về thành phần tính chất của nước rỉ rác của bãi

chôn lấp mới và lâu năm

Thành phần Đơn vị Bãi mới (dưới 2 năm) Bãi lâu năm

(trên 10 năm) Khoảng Trung bình

(Nguồn: Tchobanoglous et al 1994,trích Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiêm, 2013)

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), tổng lượng nước rỉ rác ở một

bãi rác phụ thuộc phần lớn vào nguồn nước bên ngoài Nếu bãi chôn lấp rác được thiết kế, xây dựng đúng kỹ thuật, nước rỉ sẽ giảm đi một lượng lớn Ở một số bãi rác, người ta còn đưa bùn cống rãnh vào rác để làm tăng sản lượng methane sản sinh Trong trường hợp này các thiết bị kiểm soát, khống chế, xử lý nước rỉ từ rác phải được lắp đặt

Thành phần nước rỉ còn phụ thuộc vào tuổi của bãi chôn lấp, đặc biệt là tỉ lệ BOD/COD sẽ thay đổi lớn theo độ tuổi của bãi chôn lấp rác

Trang 35

Bảng 2.11 Đặc tính nước rỉ của bãi chôn lấp theo thời gian

Tuổi của bãi chôn lấp Tỉ lệ BOD/COD Đặc tính nước rỉ

(Nguồn: Tchobanolgous và Kreith, 2002, trích Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013)

2.3.6 Sự sụp lún của bãi chôn lấp rác

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), trước khi quyết định về cách sử

dụng lại các bãi chôn lấp rác (sau khi đã sử dụng hết công suất), chúng ta cần để ý đến cấu trúc và khả năng bị sụp lún của bãi Thông thường độ sụp lún phụ thuộc vào độ nén ban đầu của rác, mức độ phân hủy, đặc tính của rác và ảnh hưởng của việc hình thành các chất khí và lỏng bên ngoài khối rác nén Độ cao của lớp rác nén cũng ảnh hưởng đến mức độ sụp lún Thông thường 90% độ sụp lún diễn ra ở 5 năm đầu Người ta không đề nghị việc xây dựng các công trình có tải trọng lớn ở khu vực này, ngoại trừ khi đã tiến hành các bước thử tải

2.4 BÃI CHÔN LẤP KIỂU BỂ PHẢN ỨNG

2.4.1 Giới thiệu

Theo Interstate Technology & Regulatory Council – Mỹ (2006) (Trích Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013),có nhiều định nghĩa khác nhau cho các bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học (bioreactor landfill) Các định nghĩa này như sau:

Theo US EPA “bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là bãi chôn lấp có kiểm soát các chất lỏng không nguy hại hoặc lượng nước để thúc đẩy quá trình phân hủy của rác và tăng lượng khí bãi rác sinh ra”

Văn phòng Nghiên cứu và ứng dụng của Cục môi trường Mỹ định nghĩa: “Một bãi chôn lấp có thiết kế và vận hành có kiểm soát để thúc đẩy sự phân hủy của rác đô thị trong lòng bãi chôn lấp được gọi là bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học”

Theo định nghĩa của Pohland (xuất phát từ nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm

về hoàn lưu nước rỉ ở các bãi chôn lấp vào những năm 1970): “ bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là bãi chôn lấp có cho thêm dưỡng chất, chất đệm hay cấy vi sinh và hoàn lưu nước rỉ để ẩm độ của rác đạt từ 40 – 60%”

Theo định nghĩa của hiệp hội chất thải rắn Bắc Mỹ (SWANA), bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là: “ bất kì bãi rác hay ô rác có bơm thêm nước hay

Trang 36

không khí một cách có kiểm soát để thúc đẩy quá trình ổn định sinh học (biostabilization) các chất thải”

Theo quy định của Cục Môi trường Mỹ về các kỹ thuật kiểm soát đạt hiệu quả tối

đa (US EPA MACT rule) thì bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là:

Bất kì một bãi chôn lấp hay một phần bãi chôn lấp được châm thêm chất lỏng (khác với nước rỉ, hoặc kết hợp với nước rỉ) một cách có kiểm soát vào trong rác để đạt

ẩm độ tối thiểu là 40% (tính theo trọng lượng)

Phải lắp đặt hệ thống kiểm soát và thu hồi khí bãi rác trước khi châm chất lỏng Phải vận hành hệ thống kiểm soát khí bãi rác ít nhất 180 ngày kể từ khi độ ẩm rác đạt 40%

Các bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học sẽ đóng lại và việc châm thêm chất lỏng được ngừng sau một năm và hơn một năm

Có thể ngừng kiểm soát sau khi đạt tiêu chuẩn cho phép phát thải

Các loại bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là:

Bãi hiếu khí: trong quá trình vận hành loại bãi này người ta sẽ thu hồi nước rỉ và

hoàn lưu (có thể sử dụng thêm nước nếu cần) một các có kiểm soát để đạt đổ ẩm cần thiết cho quá trình phân hủy, đồng thời không khí cũng được bơm vào lòng bãi rác để cung cấp oxy cho quá trình phân hủy hiếu khí

Bãi yếm khí: trong quá trình vận hành loại bãi này người ta sẽ thu hồi nước rỉ và

hoàn lưu (có thể sử dụng thêm nước nếu cần) một các có kiểm soát để đạt đổ ẩm cần thiết cho quá trình phân hủy, loại bãi này không cần bơm không khí vào lòng bãi rác do quá trình phân hủy cần thúc đẩy là quá trình phân hủy yếm khí Trong trường hợp này khí bãi rác sẽ chứa chủ yếu CO2 và CH4, chúng ta cần thu hồi lại các khí này để sản xuất năng lượng và giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính

Loại bãi kết hợp hiếu khí – yếm khí: loại bãi này kết hợp giữa chuỗi phản ứng phân

hủy hiếu khí – yếm khí của các vi sinh vật trong bãi Phần trên của bãi vận hành theo kiểu hiếu khí để giúp quá trình phân hủy chất thải rắn diễn ra nhanh, phần dưới vận hành theo kiểu yếm khí và có hệ thống thu hồi khí bãi rác

Cơ chế phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong các bãi chôn lấp rác này tương tự như các cơ chế đã trình bày ở phần trên Bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học hiếu khí có tốc độ phân hủy các chất hữu cơ nhanh hơn bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học yếm khí, tuy nhiên, loại bãi này sẽ tiêu tốn thêm năng lượng để bơm không khí vào lòng bãi, trong khí đó lượng khí sinh ra ở bãi chôn lấp yếm khí được thu hồi để tạo ra năng lượng

2.4.2 Các áp dụng của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học

a Áp dụng của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học trên thế giới

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), việc quản lý các khu vực xử lý

môi trường, đặc biệt là bãi chôn lấp chất thải rắn đã được xây dựng hoàn chỉnh ở nhiều quốc gia phát triển như Mỹ, Nhật,… Tuy nhiên, bãi chôn lấp kiểu bể phản ứng đã dần dần trở thành một đề tài càng được nhiều người chú ý Đây có thể xem

Trang 37

như là một kiểu bãi chôn lấp hợp vệ sinh, chủ yếu tăng cường hoạt động của vi sinh vật nhằm phân giải các chất hữu cơ trong quá trình chôn lấp với các giải pháp bổ sung như tuần hoàn nước rỉ nhằm giữ độ ẩm ổn định cho quá trình phân hủy các chất hữu cơ (Solid Waste Association of North America (SWANA), 1997) Từ đó, các giải pháp chôn lấp rác thải theo kiểu bể phản ứng được thực hiện ở nhiều nơi với nhiều cải tiến nhất định nhằm tận dụng lại các dưỡng chất (N, P) từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), bãi chôn lấp rác thải theo kiểu

bể phản ứng sinh học (BCL – PUSH) có thể được chia làm 3 dạng: BCL – PUSH thông khí (aerobic), BCL – PUSH yếm khí (anaerobic) và BCL – PUSH kết hợp (hybrid) Trong đó, hệ thống thông khí có thể được thiết kế từ dưới đáy để cung cấp oxy (thông qua quá trình thông khí) nhằm lằm tăng quá trình phân hủy rác hữu cơ Các công nghệ này sau đó cũng được phát triển nhiều ở các nước Châu Âu và Châu

Á (Nhật Bản, Trung Quốc) Ngoài việc xử lý chất thải với khả năng kiểm soát tốt các thông số ô nhiễm (tỉ lệ dinh dưỡng, độ ẩm, pH, kích thước, các tác nhân ức chế,…) thì thời gian hoạt động và tái sử dụng lại bãi chôn lấp ngắn là một yếu tố quan trọng làm tăng hiệu quả sử dụng và hiệu quả kinh tế của giải pháp này Theo các báo cáo, thời gian vận hành bãi chôn lấp kiểu bể phản ứng sinh học trung bình

từ 5 – 10 năm (Warith et al, 2005)

Thêm vào đó, một số kết quả nghiên cứu còn dự đoán khả năng phát sinh nước rỉ từ bãi chôn lấp rác (Hatfield and Miller,1994 Trích : Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013), cũng như khả năng sinh khí sinh học hay làm giảm khí nhà kính bằng các giải pháp thông khí tích cực (active bioreactor landfill) ( Stessel and Murph, 1992; Hudgins and Harper, 1999; Read et al, 2011, Smith et al, 2000 Trích : Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013) Với điều kiện thương mại phát thải nhà kính thông qua cơ chế phát triển sạch (CDM) khó khăn, hay tại các nước phát triển phải mua lại các phát thải nhà kính thì giải pháp bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản úng sinh học thông khí sẽ là giải pháp thích hợp vừa đảm bảo phân hủy rác tốt, vừa rút ngắn thời gian phân hủy rác phục vụ cho mục đích tái sử dụng đất cho mục đích chôn lấp rác hay cho mục đích khác

b Áp dụng của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học ại Việt Nam

Bãi rác chôn lấp hiện nay vẫn chiếm ưu thế và là giải pháp rất lâu đời ở Việt Nam Tuy nhiên, trên cả nước thì bãi chôn lấp hợp vệ sinh – có kết hợp hoặc thu hồi năng lượng còn nhiều hạn chế Gần đây, các công nghệ ủ phân compost (phân vi sinh), đốt rác thải đô thị đã và đang được đầu tư ở một số tỉnh như Cà Mau, Sóc Trăng, Cần Thơ, Long An tỏ ra chưa thật sự phù hợp lẫn về kinh tế và xử lý môi trường Trong khi đó, một giải pháp xử lý bán hiếu khí bằng công nghệ bãi rác kiểu bể phản ứng (còn gọi là phương pháp bán hiếu khí Fukuoka) được áp dụng tại Hải Phòng cho kết quả tích cực Đây là phương pháp xử lý được đánh giá là tiên tiến, đơn giản

có hiệu suất xử lý cao, thân thiện môi trường, đặc biệt phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam Kết quả tại khu thí điểm của bãi rác Đình Vũ cho thấy, chỉ số CO2 tại bãi rác giảm từ 30,4 % (tại khu vực chưa áp dụng phương pháp Fukuoka) xuống còn 8% đối với khu vực áp dụng; khí metan giảm từ 67% xuống 6%, các chỉ số COD,

Trang 38

BOD5 trong nước rỉ rác giảm từ 80% xuống 20%, thời gian phân hủy rác nhanh hơn

so với thông thường [16]

2.4.3 Các kết quả nghiên cứu về bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), nhiều kết quả nghiên cứu cho

thấy bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học làm tăng vận tốc các quá trình sinh học diễn ra trong bãi, dẫn đến khí bãi rác sẽ được sinh ra sớm hơn và với tốc độ cao hơn so với các bãi chôn lấp rác theo kiểu truyền thống Thêm vào đó, thời gian sinh khí của các bãi rác này sẽ rút ngắn xuống, do tốc độ phân hủy nhanh sẽ làm các chất hữu cơ trong bãi cạn sớm Hầu hết các bãi chôn lấp rác theo kiểu truyền thống chỉ lấp đặt hệ thống thu hồi khí sau khi đóng bãi và phải kiểm soát trong một thời gian dài, trong khi đó ở các bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học, hệ thống thu hồi khí được lấp đặt rất sớm và hoạt động trong suốt thời gian hoạt động của bãi, sau khi đóng bãi chỉ cần theo dõi, kiểm soát trong thời gian ngắn

Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013) cho rằng : một số nghiên cứu khác đã

chỉ ra rằng bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học là một biện pháp khả thi về kinh tế để thu hồi khí bãi rác và giảm thiểu các phát thải Theo Cục Năng lượng Mỹ, nếu áp dụng bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học cho 50% lượng rác thải đô thị của Mỹ hiện nay được chôn lấp thì mỗi năm có thể thu hồi được khoảng 7,6 m3khí methane, lượng khí này nếu dùng để sản xuất điện sẽ đáp ứng được 1% nhu cầu điện năng của Mỹ

Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013) cho rằng : ở các nước ôn đới do độ ẩm

thấp và hàm lượng nước của rác cũng thấp (20 – 25%) do đó lượng nước rỉ tạo ra thường không đủ thường không đủ để hoàn lưu nhằm tạo độ ẩm từ 40 – 60% cho rác thải Vì vậy, người ta phải sử dụng thêm các loại nước thải rác để bổ sung cho bãi chôn lấp rác, US EPA đã đưa ra hướng dẫn về loại nước thải có thể sử dụng để

bổ sung ẩm độ cho các bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học như sau: Các loại chất lỏng sử dụng bổ sung ẩm độ cho rác phải có pH từ 4 – 9 và không chứa các hóa chất nguy hại;

Các chất lỏng sử dụng bổ sung ẩm độ cho rác chỉ nên chứa từ 1 – 5% chất rắn (95 – 99% là nước)

Theo đó các loại nước thải sau đây có thể dùng để bổ sung ẩm độ cho rác:

 Bùn sinh học từ các hệ thống xử lý nước thải (thường chứa 2 – 9% chất rắn)

 Nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm, bia

 Nước thải từ việc rửa các bồn chứa dầu (phải chứa > 95% nước)

 Bùn từ các hệ thống xử lý các chất thải không nguy hại

 Các chất lỏng chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan có thể phân hủy sinh học

Các loại nước thải không nên sử dụng, hay khi sử dụng phải có những biện pháp kiểm soát đi kèm là:

 Nước thải chứa nhiều chất tẩy rửa, có tính axit cao, có chứa nhiều dầu mỡ;

 Nước thải có nhiều chất hữu cơ có thể phân hủy nhanh thành các đường đơn,

ví dụ như nước thải chế biến cà chua; các loại nước thải này sẽ phân hủy nhanh tạo ra nhiều axit bay hơi trong bãi chôn lấp;

Trang 39

 Nước thải có hàm lượng phenol > 2000ppm;

 Nước thải có chứa hàm lượng lưu huỳnh hay cyande cao, nước thải có tính ăn mòn hay cháy;

 Nước thải được xếp loại là nước thải nguy hại

2.4.4 Các ƣu khuyết điểm của bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học

a Các ƣu điểm

Do các phản ứng của cộng đồng về việc xây dựng bãi chôn lấp rác gần nơi cư trú của họ, các áp lực về việc cạn kiệt tài nguyên đất, các áp lực do các quy định về môi

trường ngày càng khắt khe hơn (Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013)

Lê Hoàng Việt va Nguyễn Hữu Chiếm (2013) cho rằng : bãi chôn lấp chất thải theo

kiểu bể phản ứng sinh học được coi là một phương án để giải quyết các vấn đề trên,

do đó nó có các ưu điểm sau:

 Sử dụng hiệu quả công suất cho phép của bãi chôn lấp;

 Ổn định rác trong rác trong một thời gian ngắn hơn;

 Giảm độc tính nước rỉ rác, giảm chi phí xử lý nước rỉ rác;

 Giảm chi phí kiểm soát, quan trắc bãi chôn lấp sau khi đóng bãi;

 Giảm phát thải các khí hại gây ô nhiễm môi trường không khí;

 Tăng lợi nhuận của việc thu hồi và sử dụng khí bãi rác;

 Tạo nhiều phương án hơn cho việc thiết kế, xây dựng lớp phủ bãi chôn lấp rác;

b Các nhƣợc điểm

 Chi phí đầu tư ban đầu cao;

 Đòi hỏi kỹ năng vận hành cao;

 Phải kiểm soát nhiệt độ trong bãi chôn lấp rác;

 Các vấn đề về khả năng ổn định về bề mặt địa chất của bãi;

 Các lớp lót đáy phải có khả năng chịu được các hóa chất;

 Các vấn đề về việc khống chế mùi hôi;

 Lượng nước để bổ sung ẩm độ cho rác

2.4.5 Các điểm cần chú ý khi thiết kế bãi chôn lấp theo kiểu bể phản ứng sinh học

a Chọn vị trí xây dựng bãi chôn lấp

Lê Hoàng Việt va Nguyễn Hữu Chiếm (2013) cho rằng : khi chọn vị trí xây dựng bãi

chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học phải quan tâm đến các vấn đề như: ý kiến của cộng đồng, địa chất của khu vực, khoảng cách chuyên chở, qui hoạch sử dụng đất, kinh tế, môi trường và an toàn lao động Dựa trên các yếu tố này, vị trí bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học được chọn phải thoả mãn:

 Phù hợp với quy hoạch quản lý chất thải rắn của địa phương;

 Phù hợp với quy hoạch sử dụng đất;

 Quan tâm đến ý kiến của cộng đồng;

 Phải ở vị trí mà các phương tiện chuyên chở rác có thể đến được quanh năm;

Trang 40

 Phải có những yếu tố đảm bảo nước mặt và nước ngầm không bị ô nhiễm;

 Phải đảm bảo diện tích dành cho khu vực đệm

 Phải có đủ lượng đất để phủ cho các ô rác và bãi rác khi đóng cửa

 Phải có những biện pháp để không ảnh hưởng đến các khu vực cần bảo tồn ở xung quanh trong thời gian vận hành bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học

 Phải là biện pháp kinh tế cho việc quản lý chất thải rắn dài hạn của cộng đồng;

 Phải có khả năng sử dụng lại diện tích của bãi rác khi đóng bãi

Trong quá trình lựa chọn vị trí, người ta còn đưa thêm nhiều yếu tố khác vào để xem xét; ví vụ như việc đặt một bãi rác gần khu vực ngập nước, khu vực đất không

ổn định, khu vực bị ảnh hưởng bởi địa chấn, khu vực gần sân bay…nếu một trong những yếu tố trên xuất hiện ở khu vực xem xét, chúng ta phải đưa thêm nhiều tiêu chuẩn vào để đánh giá

b Các vấn đề cần phải quan tâm khi thiết kế

Theo Lê Hoàng Việt va Nguyễn Hữu Chiếm (2013), sau khi đã chọn được địa điểm

chúng ta tiến hành thiết kế bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học:

Việc đầu tiên cần phải tiến hành là xác định diện tích và thời gian sử dụng bãi: diện tích bãi bao gồm diện tích chôn lấp, diện tích cho các công trình phụ trợ và diện tích cho khu vực đệm xung quanh bãi Diện tích cho bãi phụ thuộc vào thời gian sử dụng và lượng rác; do đó cần phải ước tính sự thay đổi của lượng rác theo dân số và tình hình phát triển kinh tế của khu vực mà bãi phục vụ trong khoảng thời gian sử dụng bãi Các yếu tố về chính sách liên quan đến chất thải rắn sẽ ảnh hưởng đến lượng và thành phần rác đến bãi chôn lấp cũng cần phải đưa vào xem xét để ước tính lượng rác

Sau khi xác định được diện tích bãi rác, chúng ta sẽ lên bản vẽ sơ bộ mặt bằng tổng thể của bãi chôn lấp rác

Tới đây, chúng ta sẽ tiến hành các thiết kế chi tiết cho bãi chôn lấp, các công việc thiết kế bao gồm:

 Thiết kế hệ thống lót bãi (liner system) bằng các vật liệu có tính chống thấm như đất sét hay vải địa kỹ thuật Các thành phần của rác sẽ ảnh hưởng lớn đến việc chọn và thiết kế hệ thống lót bãi, hệ thống này thường sử dụng một hay hai lớp lót;

 Thiết kế hệ thống thu và bơm nước rỉ của rác, thiết kế ống phân phối nước hoàn lưu tạo độ ẩm cho rác, thiết kế hệ thống xử lý phần nước rỉ thừa;

 Thiết kế hệ thống thu hồi khí bãi rác và hệ thống kiểm soát khí bãi rác;

 Thiết kế hệ thống quản lý nước mặt, nước chảy tràn;

 Thiết kế khối văn phòng, trạm cân, khu vực rửa xe trước khi ra khỏi bãi;

 Thiết kế hàng rào

 Thiết kế hệ thống quan trắc nước ngầm, khí bãi rác;

 Tạo cảnh quan cho khu vực

Trong quá trình thiết kế bãi chôn lấp rác theo kiểu bể phản ứng sinh học, chúng ta nên ứng dụng các kết quả nghiên cứu đã được công bố

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	3,73 MB