Quản lý chất thải rắn Chương 1. Chương 2: THU GOM CHẤT THẢI RẮN VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI. CHƯƠNG 3. THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN. CHƯƠNG 4: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN. Chương 5. QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN. Đây là chương 4 trong series quản lý chất thải rắn.
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 4.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý Mục tiêu xử lý chất thải rắn giảm loại bỏ thành phần không mong muốn chất thải kỹ thuật xử lý chất thải rắn trình sau: - Giảm thể tích, kích thước học - Giảm thể tích hoá học - Tách loại theo phần - Sấy khô gia tăng độ ẩm Các yếu tố cần xem xét xác định phương pháp xử lý - Thành phần tính chất chất thải rắn (chất thải sinh hoạt, công nghiệp hay nguy hại) - Tổng lượng chất thải rắn cần xử lý - Khả thu hồi sản phẩm lượng - Yêu cầu đảm bảo vệ sinh môi trường 4.2 Các trình xử lý chất thải rắn: - Quá trình tiền xử lý: dập, nghiền, cắt, xé, sàng, phân loại, tách từ, - Các trình nhiệt phân: khí hóa, đốt, nung, - Các trình sinh học: làm phân hữu cơ, biogas - Chôn lấp hợp vệ sinh Tuỳ thuộc vào thành phần tính chất chất thải rắn mà ta lựa chon trình xử lý cho phù hợp 4.3 Xử lý chất thải rắn phương pháp sinh học 4.3.1 Sản xuất phân hữu (compost) a Khái niệm: Ủ sinh học (compost) coi trình ổn định sinh hoá chất hữu để thành chất mùn, với thao tác kiểm soát cách khoa học tạo môi trường tối ưu cho trình b Ưu điểm phương pháp làm phân hữu cơ: - Giảm lượng chất thải phát sinh (khoảng 50% lượng chất thải sinh hoạt) - Tạo sản phẩm phân hữu phục vụ cho trồng trọt (thay phần cho phân hóa học, tạo độ xốp cho đất, sử dụng an toàn, dể dàng) - Góp phần cải tạo đất (giúp tăng độ mùn, tơi xốp đất) - Tiết kiệm bãi chôn lấp, giảm ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường chất thải rắn - Vận hành đơn giản, dễ bảo trì kiểm soát chất lượng sản phẩm - Giá thành để xử lý tương đối thấp c Nhược điểm: - Yêu cầu diện tích đất để xây dựng nhà xưởng lớn - Chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa ổn định - Gặp khó khăn tiêu thụ sản phẩm - Mức độ tự động công nghệ không cao - Việc phân loại mang tính thủ công nên thường ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân làm việc - Nạp nguyên liệu thủ công công suất Yêu cầu chất thải có hàm lượng hữu dễ phân huỷ sinh học lớn 50% Và xu hướng sử dụng phân hữu nhiều nơi chấp nhận, nhiều đô thị xây dựng nhà máy d Cơ sở lý thuyết trình làm phân hữu Rác thải sinh hoạt, rau thực phẩm, xác sinh vật chết (proteins, lipid, cacbon VSV + dd VSV hydrat, xenlulo, lignin, tro đất) + O (không khí) tế bào 22mới + phân hữu cơ, celulo, lignin, tế bào chết + tro → Q, SO4 , NO , H2O, CO2 CaHbOcNd + mO2 VSV + dd VSV nCwHxOyNz+ sCO2 + rH2O + (d-nz)NH3 Cân phương trình theo nguyên tố đối với: C: a= nw + s H: b= nx + 2r + 3(d-nz) O: c= ny + 2s + r - 2m N: d= nz + d- nz (như ý nghĩa nên không cần phải xét đến) m = 1/2(ny + 2s + r -c) Do dựa vào cần phương trình phản ứng xác định lượng ôxy cần thiết cung cấp cho phản ứng e Những yếu tố ảnh hưởng tới trình làm phân hữu cơ: - Vi sinh vật Vi sinh vật theo nhiệt độ phân thành ba nhóm - Nhóm vi sinh vật ưa lạnh: -10 → 200C (150C) - Nhóm vi sinh vật ưa ấm: 20 → 500C (350C) - Nhóm vi sinh vật ưa nóng 45 →750C (550C) Đối với trình phân huỷ chất hữu sản xuất phân hữu cơ, hai nhóm sinh vật ưa ấm ưa nóng chiếm ưu Tuy nhiên vi sinh vật vốn tồn sẵn môi trường tự nhiên, tạo điều kiện thuận lợi để nhóm sinh vật sinh trưởng phát triển - Kích cỡ: Kích cỡ rác thải thường không đồng nhất, lợi cho trình phân huỷ rác thảià phải cắt để rác có kích cỡ theo yêu cầu để đạt hiệu cao, tốt vào khoảng cm - Tỷ lệ C/N Tỷ lệ C/N yếu tố cần ý trình sản xuất phân hữu cơ, xác định nguồn dinh dưỡng cung cấp cho vi sinh vật trình ủ Giới hạn có tỷ lệ tốt vào khoảng từ 20 – 25/1 (trong bùn thường có tỷ lệ thấp, chất thải vườn có tỷ lệ cao) - Độ ẩm: Độ ẩm nhân tố quan trọng cần phải xem xét trình ủ sinh học, độ ẩm thuận lợi cho trình phân huỷ sinh học từ 50 - 60% Độ ẩm điều chỉnh cách trộn thêm thành phần khô nước (nước bùn, phân hầm cầu) Khi độ ẩm thấp 40% khả phân huỷ sinh học chậm độ ẩm cao ảnh hưởng đến trình lưu thông trao đổi khí đống ủ - Nhiệt độ: Hệ thống phân huỷ sinh học hiếu khí phân huỷ nhóm sinh vật ưa nhiệt trung bình (30 - 380C) nhóm ưa nhiệt cao (55 - 60 0C) Trong trình theo dõi hoạt động ủ rác sinh học phát sinh phản ứng toả nhiệt liên quan đến trình hô hấp trao đổi chất Nhiệt độ đống ủ điều chỉnh dòng khí lưu thông Trong ủ rơm rạ điều chỉnh gián tiếp cách đảo trộn Nhìn chung sau trình trộn nhiệt độ giảm xuống - 10 0C, nhiệt độ tăng trở lại với nhiệt độ ban đầu sau vài đồng hồ Nhiệt độ đống ủ giảm sau dần sau đống ủ chín - pH: pH yếu quan trong trình ủ, việc điều chỉnh pH nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho trình ủ Giá trị pH có biến động lớn suốt thời gian ủ Giá trị khởi đầu thành phần hữu rác đặc trưng từ – 7, ngày đầu giá trị pH thiết bị trộn băng tải - Chất thải lỏng pha trộn bồn phản ứng bơm vào thiết bị trộn Chất lỏng rác kết dính với sau khí cho thêm thành phần polyme Sản phẩm dạng bột ướt chuyển đến máy ép khuôn cho sản phẩm Các sản phẩm bền, an toàn mặt môi trường + Công nghệ có ưu nhược điểm sau: - Công nghệ tương đối đơn giản, chi phí đầu tư không lớn - Xử lý chất thải rắn lỏng - Trạm xử ý di chuyển cố định - Rác sau xử lý tạo thành sản phẩm mang lại lợi ích kinh tế - Tăng cường khả tái chế tận dụng chất thải Chất thải rắn chưa phân loại Kiểm tra mắt Cắt xé nghiền nhỏ Chất thải lỏng hỗn hợp Làm ẩm Thành phần polyme hoá Trộn Ép hay đùn Sản phẩm 4.6 Xử lý chất thải rắn phương pháp chôn lấp 4.6.1 Khái niệm vai trò bãi chôn lấp chất thải rắn Quy định TCVN 6696 - 2000, định nghĩa bãi chôn lấp hợp vệ sinh: “Khu vực quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp chất thải phát sinh từ khu dân cư, đô thị khu công nghiệp Bãi chôn lấp chất thải rắn bao gồm ô chôn lấp chất thải, vùng đệm công trình phụ trợ: trạm xử lý nước rác, khí thải, cung cấp điện, ” Thực chất chôn lấp cho rác vào ô chôn lấp cô lập với môi trường xung quanh lớp lót đáy, lót thành hai bên lớp che phủ bên bề mặt, khí nước rác sinh thu gom xử lý riêng cho loại Chôn lấp hợp vệ sinh phương pháp kiểm soát phân huỷ chất thải rắn chúng chôn nén phủ lấp bề Trong phương pháp xử lý chất thải rắn chôn lấp phương pháp phổ biến đơn Chất đem chôn chất không tái chế, không làm phân hữu cơ, thải từ trình làm phân hữu cơ, đốt, trình khác, Việt Nam 90% rác thu gom xử lý phương pháp chôn lấp 4.6.2 Phân loại bãi rác chôn lấp Bãi chôn lấp chất thải rắn phân loại theo nhiều hình thức khác * Theo loại chất thải chôn lấp - Bãi chôn lấp rác sinh hoạt - Bãi chôn lấp chất thải công nghiệp 10 - Bãi chôn lấp chất thải nguy hại - Bãi chôn lấp tro xỉ * Theo kích cỡ quy mô diện tích bãi chôn lấp phân thành: - Bãi chôn lấp nhỏ Có diện tích nhỏ hơn10 - Bãi chôn lấp trung bình Từ 10 - 30 - Bãi chôn lấp lớn Từ 30 đến 50 - Bãi chôn lấp lớn Trên 50 * Theo kết cấu bãi chôn lấp chia thành ba loại: - Bãi chôn lấp nổi: Chất thải chất cao lên mặt đất, bãi chôn lấp thường áp dụng vùng đất phẳng, xung quanh bãi chôn lấp phải có hệ thống đê kè để cách ly chất thải, nước rác với môi trường xung quanh - Bãi chôn lấp chìm: Chất thải chôn lấp sâu mặt đất cách ly với môi trường thông qua hệ thống lớt lớp phủ bên - Bãi chôn lấp nứa chìm nổi: Một phần chôn lấp sâu đất, phần lên mặt đất 4.6.3 Yêu cầu bãi chôn lấp: Khi xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn cần xét yêu cầu sau: a Vị trí: - Gần nơi sinh nguồn rác - Vị trí bãi chôn lấp tương đối cao, tránh vùng bị lũ lụt Các công trình Đô thị Sân bay, khu công nghiệp, hải cảng Cụm dân cư đồng trung du Cụm dân cư miền núi Vị trí bãi rác đến số công trình Đặc điểm quy Khoảng cách tối thiểu từ vành đai công trình tới mô công trình bãi chôn lấp, (m) Bãi chôn lấp nhỏ vừa Bãi chôn lấp Bãi chôn lấp lớn lớn 3000 - 5000 5000 - 15000 15000 - 30000 1000 - 2000 2000 - 3000 3000 - 5000 > 15 hộ cuối hướng gió > 1000 > 1000 >1000 hướng khác > 300 > 300 > 300 theo khe núi (có dòng chảy xuống) 3000-5000 > 5000 > 5000 Các thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ từ quy mô nhỏ đến lớn 11 Công trình khai thác nước ngầm c.suất < 100 m3/ng Q < 10.000 m3/ng Q > 10.000 m3/ng 50 - 100 > 100 > 500 > 100 > 500 > 1000 > 500 > 1000 > 5000 b Địa chất công trình thuỷ văn - Bãi chôn lấp tránh vùng có đất yếu, vùng hay xảy chấn động địa chất, vết nứt, - Tránh vùng có cấu tạo đá vôi - Cách xa khu vực có trữ nước ngầm lớn - Những khu vực có hàm lượng sét đất cao thuận lợi để xây dựng bãi rác c Các hạng mục bãi chôn lấp Đối với bãi chôn lấp để đảm bảo yêu cầu vệ sinh, hoạt động chôn lấp thực cách liên tục yếu cầu bãi chôn phải có hạng mục công trình sau: - Ô chôn lấp (đối với bãi chôn lấp có nhiều ô) - Hệ thống thu gom xử lý nước rác - Hệ thống thu gom xử lý khí bãi rác - Lấy mẫu phân tích mẫu nước rác, khí rác - Hệ thống đường giao thông - Trạm cân để quan lý lượng rác thải chôn lấp - Khu nhà hành sảo bảo dưỡng phương tiện máy móc hoạt động bãi chôn lấp - Hệ thống tường rào bao quanh - Hệ thống thoát nước mưa 4.6.4 Cấu tạo bãi chôn lấp Cấu tạo bãi chôn lấp hoàn chỉnh bao gồm lớp lót đáy, lớp phủ trung gian, hệ thống thu gom nước rác, ô chôn lấp, hệ thống thu gom khí, lớp phủ bên trên, rành thu gom nước mưa a Cấu tạo lớp lót đáy Rác Lớp đất bảo vệ 60cm Lớp vải kỹ thuật Lớp thu gom nước rác cát sỏi (30cm) Đường kính từ 15 -20cm Lớp lót đáy màng địa chất (1,5 mm) Lớp nén đất sét 12 (60cm, hệ số thấm K 10-6 - 10-7cm/s) Mục đích lớp lót đáy: Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường, tránh nguồn nước rỉ rác xâm nhập vào gây ô nhiễm môi trường đất, nước ngầm, lớp lót phải bảo đảm cách ly lượng nước rác bên môi trường Để đảm bảo cho nước rác không thấm qua làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, yếu cầu lớp lót đáy cần phải đảm bảo đứng thiết kế số yêu cầu sau - Lớp vải lọc đia chất nhằm ngăn không cho cát sỏi nhỏ roi vào ống thu gom làm tắt nghẽn hệ thống thu gom nước rác - Lớp sỏi cát nhằm lọc nước rác từ phần rác chôn lấp - Màng địa chất nhằm ngăn chặn nước thấm qua - Lớp sét tạo độ an toàn cho hệ thống thu gom nước ngầm (nên có độ nghiên từ 1-2% để tập trung nước) lớp đất phủ bề mặt (60cm) b Hệ thống lớp phủ cùng: Lớp cát sỏi thoát nước (60cm) Màng địa chất Lớp đất sét (60cm, K< 10-4 cm/s) Rác Mục đích: - Ngăn chặn bốc mùi, gây ô nhiễm - Ngăn chặn nước mưa thấm vào bãi rác làm tăng lượng nước rác - Thu gom lượng khí thải phát sinh - Khôi phục lại cảnh quan ban đầu - Ngăn cản loại côn trùng, ruồi muỗi sinh sôi phát triển - Độ dốc tối thiểu bề mặt lớp phủ 2% c Hệ thống thu gom nước rác Nước rác nước bao gồm: lượng nước có sẵn ban đầu rác thải, từ phản ứng hoá sinh xảy bãi chôn lấp, nước mưa thấm vào, Do phải có hệ thống thu gom nước rác, hệ thống thu gom đặt bãi chôn lấp nằm phía hệ thống lớp lót đáy Khi thiết kế hệ thống thu gom nước rác tuân thủ số nguyên tác sau đây: - Hệ thống thu gom phải đủ lớn để thu gom hết lượng nước rác phát sinh - Hệ thống thu gom lắp đặt hạn chế nước đọng lại đáy, độ dốc tối thiểu 1% - Ống thu gom nhẵn, đường kính từ 15 - 20 cm 13 d Hệ thống thu gom khí: Sau rác chôn lấp vào bãià xảy hàng loạt phản ứng sinh hoá (bao gồm hiếu khí yếm khí) bãi rác làm phát sinh khí thải: CO2, CH4, NOx, SOx, Do trình yếm khí lâu dài nên lượng khí CH4 tạo lớn, quy mô bãi rác lớn thu hồi nguồn khí sinh học để sản sinh lượng Nếu ô chôn lấp kín tạo áp suất lớn ảnh hưởng có hại đến bãi chôn lấp Ống thu gom khí Sơ đồ hệ thống thu gom khí thải từ bãi rác 4.6.5 Kỹ thuật vận hành bãi chôn lấp 14 a Phương pháp bề mặt Phương pháp trải lớp đất dày từ 40 -80cm, tiếp đến đầm nén tiếp tục trải lớp khác lên trên, cuối ngày lớp rác dày đến - 2,2m phủ lớp đất dày 10 60 cm (30cm) lên đầm nén Phương pháp thường sử dụng vùng có địa hình phẳng nguy hiểm nước ngầm b Phương pháp mương rãnh Rác đổ vào mương rãnh đào sẵn, phương pháp vận hành đạt độ cao mong muốn Các mương cần có chiều rộng dài đủ lớn loại xe (xe đổ rác, xe ủi, xe đầm nén) di chuyển Nếu hướng mương vuông góc với hướng gió làm hạn chế rác thải bay phát tan xung quanh Các mương thường thiết kế độ sâu từ 4- 5m c Phương pháp hồ chứa Đây phương pháp sử dụng hố nhân tạo hố tự nhiên có sẵn cho hoạt động chôn lấp rác d Nguyên tắc vận hành Việc vận hành bãi chôn lấp tuân thủ nguyên tắc sau đây: - Toàn rác thải đổ thành lớp riêng rẽ, độ dày lớp không 60cm - Khi lớp rác đầm nén xong gò rác đạt độ cao thích hợp phủ lớp đất vật liệu tương tự khác dày khoảng 10 - 15cm - Rác cần phủ lớp đất sau 24 tiếng vận hành trường hợp vận hành liên tục - Tiến hành biện pháp phòng ngừa thích hợp để tránh hoả hoạn - Nên phủ lớp đất vật liệu tương tự dày 20 - 30cm ô rác để chôn lấp chất hữu dễ bị thối rữa - Mỗi gò rác cần phải kết thúc trước bắt đầu gò tiếp theo, độ cao phù hợp - 2,5m - Bảo đảm đủ số lượng công nhân hoạt động bãi chôn lấp e Phương pháp vận hành Rác đổ vào ô chôn lấp sau đầm nén (thông thường có số loại xe giới), sau đổ lớp đất dày 20 cm sau đầm nén lại (trong ngày) Ngày hôm sau tiếp tục trình chôn lấp trước 4.6.5 Quan trắc môi trường bãi rác sau khí đóng bãi a Quan trắc biến động vật lý Sau đóng bãi chôn lấp (hoặc ô chôn lấp), nhiều biến đổi vật lý khác bãi chôn lấp ảnh hưởng đến môi trường xung quanh: địa hình bề mặt xung quanh bị thay đổi, sụt lún bề mặt bãi chôn lấp, trượt đất, Do việc phát sớm tượng để khắc phục cố xảy b Quan trắc nước rác 15 Bao gồm quan trắc chất lượng số lượng nước rác Căn vào kết phân tích thành phần nước rác xu hướng biến đổi nước rác xem xét nghiên cứu trình biến đổi chất thải bãi chôn lấp, từ có giải pháp giúp cho việc thiết kế, xây dựng mạng lưới quan trắc ô chôn lấp chất thải theo để có biện pháp xử lý thích hợp Nắp đậy lỗ khoan Bê tông lỗ khoan Lớp sét trám lỗ khoan Ống kẽm Đất sét Ống lọc inox Lớp cuội sỏi lọc ngược Tầng nước ngầm Ống lắng Sơ đồ cấu trúc khoan quan trắc nước (theo văn hướng dẫn chôn lấp CTNH) c Quan trắc chất lượng nước ngầm Do nguy tiềm tàng rò rỉ nước rác từ bãi chôn lấp chất thải tới nước ngầm Mạng lưới quan trắc chất lượng nước ngầm bao gồm lỗ khoan đặt phía trước sau bãi rác theo hướng dòng chảy nước ngầm Việc quan trắc nước ngầm thực từ điều tra lựa chọn vị trí đến xây dựng vận hành đóng bãi hậu đóng bãi Các yếu tố quan trắc: năm mức nước đo tháng lần, năm ba tháng đo lần Đối với mẫu lấy phân tích phòng thí nghiệm ba tháng lấy mẫu lần để xác định tính chất sinh - lý - hoá Thời gian quan trắc bãi chôn lấp kéo dài thường 50 năm sau đóng bãi năm đầu quan trắc liên tiếp không phát thấy chất ô nhiễm thời gian quan trắc giảm xuống tối thiểu quan trắc phải kéo dài 20 năm d Quan trắc môi trường khí thải Khí thải quan trắc trình Thời gian quan trắc chất lượng môi trường không khí thực song song với quan trắc nước ngầm Chế độ quan trắc thông thường tháng tiến hành quan trắc lần Trong giai đoạn cuối qúa trình vận hành thời kỳ sau trình đóng bãi chương trình quan trắc khí nên tập trung vào nơi phát thải khí miệng ống thoát vùng không khí xung quanh 4.6.6 Đóng bãi chôn lấp 16 Việc đóng bãi chôn lấp cần thực khi: - Lượng chất thải lấp đạt thể tích lớn theo thiết kế ban đầu bãi chôn lấp - Chủ vận hành bãi chôn lấp khả tiếp tục vận hành - Hoặc đóng bãi chôn lấp nguyên nhân khác Trong trường hợp có kế hoạch đóng bãi chôn lấp chủ vận hành phải gửi công văn tới quan quản lý nhà nước môi trường để thông báo thời gian đóng bãi Thông thường kế hoạch đóng bãi hậu đóng bãi có từ lập dự án Trong thời hạn từ đến tháng kể từ ngày đóng bãi chôn lấp, chủ vận hành bãi chôn lấp phải báo cáo cho quan quản lý nhà nước trạng bãi chôn lấp: - Tình trạng hoạt động, khả vận hành tất công trình bãi chôn lấp: hệ thống chống thấm, hệ thống thu gồm xử lý nước rác khí thải, lớp phủ bề mặt, - Kết quan trắc chất lượng nước (nước rò rỉ, nước mặt, nước ngầm), khí - Nêu thuận lợi, khó khăn kiến nghị với quan có thẩm quyền phối hợp để giải - Sau đóng bãi cần quản lý chặt chẽ không nên cho người súc vật vào khu vực bãi rác 17