BÀI GIẢNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

ĐẠI HỌC HUẾ PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊ BÀI GIẢNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Th.S NGUYỄN XUÂN CƯỜNG Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật môi trường LƯU HÀNH NỘI BỘ ĐÔNG HÀ, 2012 MỤC LỤC Chương ĐỊNH NGHĨA, PHÁT SINH VÀ TÍNH CHẤT 1.1 Định nghĩa 1.2 Phân loại 1.3 Thành phần tính chất 1.3.1 Thành phần 1.3.2 Tính chất 1.4 Chất thải rắn phát sinh 1.4.1 Vai trò việc xác định khối lượng CTR 1.4.2 Khảo sát tốc độ chất thải rắn phát sinh 1.5 Xác định khối lượng thành phần 1.5.1 Xác định khối lượng 1.5.2 Phương pháp xác định thông số CTR 10 1.6 Phân loại chất thải rắn (Waste Classification) 12 1.6.1 Thông tin chung 13 1.6.2 Lợi ích việc phân loại CTR nguồn 13 1.7 Chất thải rắn nguy hại 13 1.8 Ảnh hưởng chất thải rắn đến sức khỏe người môi trường 14 1.8.1 Ảnh hưởng đến môi trường 14 1.8.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe người 14 1.9 Hệ thống quản lý 14 1.9.1 Quản lý chất thải rắn thông thường 14 1.9.2 Quản lý chất thải rắn nguy hại 16 Chương THU GOM CHẤT THẢI RẮN 17 2.1 Tổng quan 17 2.1.1 Các kiểu thu gom 17 2.1.2 Các hình thức thu gom 18 2.2 Phân tích hệ thống thu gom vận chuyển CTR 18 2.2.1 Một số khái niệm 18 2.2.2 Tính toán hệ thống Container di động( HCS) 19 2.2.3 Tính toán hệ thống Container cố định (SCS) 22 2.3 Trạm trung chuyển 24 2.3.1 Sự cần thiết trạm trung chuyển 24 2.3.2 Các loại trạm trung chuyển 26 2.3.3 Các thông số trạm trung chuyển 26 Chương CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN 28 3.1 Khái niệm 28 3.2 Phân loại 28 3.3 Chôn lấp hợp vệ sinh (Sanitary landfill) 29 3.3.1 Cấu trúc bãi chôn lấp 30 3.3.2 Các trình xảy bãi chôn lấp 35 3.3.3 Lựa chọn vị trí, quy mô loại hình bãi chôn lấp 36 3.3.4 Quản lý nước rỉ rác 36 3.3.5 Quản lý khí bãi chôn lấp 39 3.3.5 Vận hành đóng cửa bãi chôn lấp 41 3.3.6 Giám sát môi trường bãi chôn lấp 41 3.3.7 Kỹ thuật chôn lấp có tuần hoàn nước 42 3.3.8 Kỹ thuật chôn lấp bán hiếu khí (Semi – aerobic landfill) 42 Chương XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 44 3.1 Nén chất thải rắn 44 3.2 Đóng kiện 44 3.3 Công nghệ Seraphin Hydromex 44 3.3.1 Công nghệ Hydromex 44 3.3.2 Công nghệ Seraphin 45 Chương XỦ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 48 5.1 Phương pháp đốt (Incineration) 48 5.2 Phương pháp nhiệt phân 50 5.2.1 Giới thiệu 50 5.2.2 Sản phẩm tạo thành 50 5.2.3 Công nghệ nhiệt phân 51 5.3 Phương pháp khí hóa 51 5.3.1 Giới thiệu 52 5.3.2 Công nghệ khí hóa 52 5.4 Hệ thống thu hồi lượng 53 5.5 Kiểm soát môi trường trình xử lý nhiệt 53 Chương TÁI CHẾ VÀ TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI RẮN 54 6.1 Khái niệm 54 6.1.1 Tái chế 54 6.1.2 Tái sử dụng 54 6.2 Hoạt động tái chế tái sử dụng 54 6.2.1 Tái chế chất thải rắn thông thường 54 6.2.2 Tái chế chất thải rắn công nghiệp 58 6.2.3 Hoạt động tái sử dụng 59 6.3 Thực trạng tái chế tái sử dụng 59 Chương KẾT HỢP XỬ LÝ VÀ TÁI CHẾ TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI RẮN 61 7.1 Khái niệm 61 7.2 Phương pháp ủ (composting) 61 7.2.1 Giới thiệu 61 7.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ 62 7.2.2 Các phương pháp ủ 64 7.3 Công nghệ khí sinh học (biogas) 64 7.3.1 Khái niệm 64 7.3.2 Cơ chế trình phân hủy kị khí 65 7.3.3 Các nhân tố ảnh hưởng trình Biogas 66 7.3.4 Quá trình hoạt động Biogas 67 7.3.4 Tính toán thiết kế bể biogas 68 7.3.5 Phương pháp làm tinh khiết khí sinh học 70 Chương XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI 72 8.1 Khái niệm đặc điểm 72 8.1.1 Khái niệm 72 8.1.2 Đặc điểm 72 8.2 Xử lý chất thải rắn nguy hại 74 8.2.1 Xử lý đất, bùn, cặn thải 74 8.2.2 Xử lý CTR y tế 78 8.2.3 Xử lý CTR điện tử 82 8.3 Chôn lấp CTR nguy hại 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 Chương ĐỊNH NGHĨA, PHÁT SINH VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN 1.1 Định nghĩa Chất thải rắn (hay rác thải) vật chất dạng rắn (hoặc sệt) thải bỏ hoạt động người động vật 1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại CTR [4,6,7,9]: a Phân loại theo nguồn gốc phát sinh - CTR sinh hoạt (Household solid waste); + CTR sinh hoạt đô thị (Municipal Solid waste); + CTR sinh hoạt nông thôn (Rural solid waste); - CTR công nghiệp (Industrial solid waste); - CTR nông nghiệp b Phân loại theo tính chất độc hại + CTR nguy hại; + CTR không nguy hại c Phân loại theo không gian lãnh thổ + CTR đô thị (Municipal Solid waste); + CTR nông thôn (Rural Solid waste) Ngoài ra, [29] chia CTR thành loại sau: - CTR đô thị (MSW) - CTR xây dựng (C&D) - CTR y tế (BMW) - CTR công nghiệp - CTR nguy hại 1.3 Thành phần tính chất 1.3.1 Thành phần Thành phần CTR phụ thuộc vào: Điều kiện KT-XH; Trình độ quản lý; Ngành nghề sản xuất; Các mùa năm Bảng 1.1: Thành phần đặc trưng CTR sinh hoạt Thành phần CTR Rau, thực phẩm thừa… Cây gỗ Giấy, bao bì giấy Plastic (nhựa) khó tái chế Cao su, đế giày dép Vải sợi, vật liệu sợi Đất đá, béton Thành phần khác % khối lượng 64.7 6.6 2.1 9.1 6.3 4.2 1.6 5.4 Nguồn: HOWADICO,2002 Bảng 1.2: Thành phần đặc trưng CTR Mĩ [21] Waste component Paper Yard waste Food waste Plastics Metals Rubber, leather, textiles Glass Wood Miscellaneous inorganic waste Weight % 38.1 12.1 10.9 10.5 7.8 6.6 5.5 5.3 3.2 Thành phần CTR Tp Hồ Chí Minh [9] 1.3.2 Tính chất * Tính chất vật lý: - Khối lượng riêng: Khối lượng riêng CTRĐT lấy từ xe ép rác thường dao động 200 kg/m3 đến 500 kg/m3, điển hình 279kg/m3 [3]; 180 – 400kg/m3, điển hình 300kg/m3 [9] - Độ ẩm: Là lượng nước chứa CTR, độ ẩm giao động tùy vào thành phần CTR, thành phần thực phẩm có độ ẩm khoảng 70%, giấy 6%, nhựa thủy tinh 2% [20] Bảng 1.3: Giá trị khối lượng riêng độ ẩm CTR [Nguồn: Tchobanoglous cộng sự, 1993 (bản dịch 4,9)] - Kích thước hạt: Tùy loại CTR mà có kích thước hạt khác - Tiềm nhiệt lượng: Lượng nhiệt tiềm phụ thuộc vào độ ẩm H chứa CTR - Khả giữ ẩm thực tế: Khả giữ nước CTRSH không nén giao động 50 – 60 % [9] * Tính chất hóa học: Các thành phần cần quan tâm: C, H, O, N, S tro Tỉ lệ thành phần thường tính theo % khối lượng Thành phần hữu vô CTR thông số để tính toán khả tái chế Dữ liệu thành phần nguyên tố CTR [28] * Tính chất sinh học Về phương diện sinh học, chất hữu (trừ nhựa, cao su, da) phân thành thành loại sau: - Các phân tử tan nước như: đường, tinh bột, amino axit nhiều axit hữu khác; - Xenlulo: sản phẩm ngưng tụ đường 5, carbon; - Dầu, mỡ, sáp: este alcohols axit béo mạch đài; - Lignin: polyme chứa vòng thơm với nhóm methoxyl (-OCH3); - Lignoxenlulo: kết hợp lignin xenlulo; - Protein: chất tạo thành từ kết hợp chuỗi amino axit 1.4 Chất thải rắn phát sinh 1.4.1 Vai trò việc xác định khối lượng CTR * Vai trò: - Đánh giá kết hệ thống gom, tái chế CTR; - Thiết kế phương tiện, thiết bị vận chuyển xử lý CTR; - Quy hoạch, thiết kế hệ thống thu gom xử lý * Đơn vị đo Các đơn vị đo dùng để xác định KL CTR bao gồm: - Thể tích khối lượng Cả thông số thể tích KL dùng để đo lượng CTR Tuy nhiên, việc sử dụng thông số thể tích để xác định lượng CTR gây nhầm lẫn - Thông số khác Bảng 1.4: Đơn vị sử dụng ứng với loại CTR Loại Khu dân cư Thương mại Công nghiệp Nông nghiệp Y tế Đơn vị sử dụng Kg/người.ngđ Kg/người.ngđ, có nhiều hạn chế KLCTR đơn vị sản phẩm, vd kg/xe sở lắp ráp xe kg/ca đối KLCTR đơn vị sản phẩm, vd kg phân/kg bò kg CT/tấn sản phẩm… Biểu diễn KLCTR/giường bệnh bệnh nhân [Nguồn: Tchobanoglous et al., 1993 – (7 dịch, có bổ sung)] 1.4.2 Khảo sát tốc độ chất thải rắn phát sinh CTR có tốc độ phát sinh khác theo thời gian, không gian điều kiện cụ thể khu vực Khảo sát tốc độ phát sinh CTR khu vực thường theo bước sau: Đối với CTR không phân loại: - Bước 1: Thu thập điều kiện TN, KT-X - Bước 2: Xác định mẫu khảo sát - Bước 3: Xác định chu kì khảo sát mẫu - Bước 4: Thời gian lấy mẫu - Bước 5: Chuẩn bị dụng cụ tập huấn khảo sát - Bước 6: Tiến hành khảo sát - Bước 7: Phân tích số liệu Sử dụng phương pháp xác suất thống kê để phân tích số liệu, thông số cần phân tích bao gồm: + Giá trị trung bình mean; + Độ lệch chuẩn; + Hệ số dao động; + Tần suất xuất giá trị tốc độ phát sinh CTR tính kg/người.ngđ CTR phân loại: Có thay đổi bước bước - Bước 4: Thời gian lấy mẫu phải khác loại rác Rác thực phẩm ngày/lần, rác khác – ngày/tuần - Bước 6: Đối với rác thực phẩm, cân trực tiếp bỏ vào xe thu gom Rác khác, thường đưa phòng thí nghiệm xác định thành phần 1.4.4 Dự báo khối lượng chất thải rắn phát sinh a Dự báo CTRSH Dự báo CTR, có PP: theo quy mô dân số, theo cấu ngành nghề theo mức tăng GDP CT dự báo theo quy mô dân số: WSH = k.(Pn.wSH)/1.000 Trong đó: WSH: Khối lượng CTRSH đô thị (tấn/ngày) Pn: Quy mô dân số thời điểm dự báo (người) wSH: Chỉ tiêu phát sinh chất thải rắn (kg/người.ngày) k: Tỷ lệ thu gom Theo Quy chuẩn quốc gia quy hoạch xây dựng (QCVN: 01/2008/BXD) b Dự báo CTR CN * Đối với sở CN hoạt động Trên sở số liệu trạng phát sinh CTR, dự báo tốc độ gia tăng CTR từ 6-6,5%/năm (Bộ Xây dựng, Chiến lược Quản lý CTR đô thị KCN Việt Nam đến năm 2020) * Đối với sở CN, KCN chuẩn bị xây dựng - Quy mô, tính chất KCN, CCN lấy sở quy hoạch phát triển công nghiệp địa phương phê duyệt - Khối lượng chất thải rắn công nghiệp phát sinh tính toán sở ước tính hệ số phát sinh dao động từ 0,1 - 0,3 tấn/ha.ngđ (Bộ XD 2004, Rà soát chiến lược QLCTR đô thị KCN Việt Nam đến năm 2020) c CTR y tế Theo ước tính ENTEC (Trung tâm Công nghệ MT – Hội BVTN MT VN) năm giường bệnh thải 1,5 rác theo kết nhiều công trình nghiên cứu bệnh viện nước, rác thải y tế có 25% rác có thành phần nguy hại 1.5 Xác định khối lượng thành phần 1.5.1 Xác định khối lượng a Phương pháp đếm tải Quan sát, đo đếm, ghi chép phương tiện chuyên chở CTR điểm tập kết, trạm trung chuyển, BCL theo lịch trình, thời gian định Ví dụ minh họa: Số liệu điểm tập kết thời gian tuần: - Số lượng xe ép CTR: xe - Dung tích trung bình xe ép CTR: 12,3 m3 - KL riêng CTR xe ép CTR : 300 kg/m3 - Số lượng xe đẩy tay: 20 xe - Thể tích ước tính xe đẩy tay : 0,23 m - KL riêng CTR xe đẩy tay: 89 kg/m3 Kết quả: Loại xe Số lượng xe Thể tích TB (m3) KLR (kg/m3) Tổng KL (kg/tuần) Xe nén ép 12,3 300 18.450 Xe đẩy tay 20 0,23 89 409,4 Tổng số 18.859,4 b Phương pháp cân vật chất Đây PP cho kết xác nhất, thực cho nguồn phát sinh riêng lẻ hộ dân cư, nhà máy cho khu công nghiệp khu thương mại Các bước thực sau: - Bước 1: Hình thành hộp giới hạn nghiên cứu - Bước 2: Nhận diện tất hoạt động phát sinh CTR xảy bên hệ thống nghiên cứu ảnh hưởng đến KL CTR - Bước 3: Xác định tốc độ phát sinh CTR liên quan đến hoạt động nhận diện bước - Bước 4: Sử dụng mối quan hệ toán học để xác định CTR phát sinh, thu gom lưu trữ Cân KL vật liệu biểu công thức đơn giản sau : Tích lũy = vào - - phát sinh Hoặc, tích lũy = vào – ra, = (sản phẩm +CT) Bài tập ví dụ (xem thêm [4, 9]) 1.5.2 Phương pháp xác định thông số CTR *Phương pháp xác định khối lượng riêng: dùng thùng lấy mẫu; xáo “kĩ thuật ¼” sau [9]: Đổ nhẹ mẫu CTR vào thùng thí nghiệm tích biết (tốt thùng tích 100lít) chất thải đầy đến miệng thùng Nâng thùng lên cách mặt sàn khoảng 30cm thả rơi tự xuống lần Đổ nhẹ mẫu CTR vào thùng thí nghiệm để bù vào phần chất thải nén xuống Cân ghi khối lượng vỏ thùng thí nghiệm CTR Trừ khối lượng cân cho khối lượng vỏ thùng thí nghiệm ta khối lượng CTR thí nghiệm Chia khối lượng CTR cho thể tích thùng thí nghiệm ta khối lượng riêng CTR Chương XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI 8.1 Khái niệm đặc điểm 8.1.1 Khái niệm Thuật ngữ CTNH (hazardous waste) xuất Châu Âu – Mỹ, theo nước mà có hiểu phát biểu khác khác [14] CTRNH chất thải dạng rắn có độc tính, hoạt tính mạnh, dễ cháy – nỗ, ăn mòn lây nhiễm CTRNH gia đình (household hazardous solidwaste) CTR sinh hoạt hàng ngày pin, ắc quy, CT y tế, thủy ngân sản phẩm, dầu sử dụng, chất chống đông, bóng đèn… Theo 12/2011/TT-BTNMT, quy định tính chất nguy hại bao gồm: Dễ nỗ (N), dễ cháy (C), dễ ôxy hóa (OH), ăn mòn (AM), có độc tính (Đ), độc sinh thái (ĐS) dễ lây nhiễm (LN) CTRNH chủ yếu có tính chất nguy hại: dễ nổ, cháy, ôxi hóa, ăn mòn, có độc tính, dễ lây nhiễm chủ yếu ngành hóa chất, luyện kim, dầu khí, hệ thống xử lý CT… 8.1.2 Đặc điểm Thông tư 12/2011/TT-BTNMT mô tả đặc tính CTNH sau: Số Tính chất Ký TT nguy hại hiệu Dễ nổ N Ví dụ Mô tả Các CT thể rắn lỏng mà thân chúng Thuốc nổ TNT, nổ kết phản ứng hoá học (khi tiếp xúc với Axit nitric axit lửa, bị va đập ma sát), tạo loại khí nitrơ thải nhiệt độ, áp suất tốc độ gây thiệt hại cho MT xung quanh Dễ cháy C CT lỏng dễ cháy: CT dạng lỏng, hỗn hợp Véc ni dung môi chất lỏng chất lỏng chứa chất rắn hoà tan tẩy sơn thải, dịch lơ lửng, có nhiệt độ bắt cháy thấp theo tiêu chuẩn thải từ trình hành chiết tách CTR dễ cháy: CTR có khả tự bốc cháy Bồn chứa xăng dầu, phát lửa bị ma sát điều kiện vận Dầu chất cô từ chuyển CT có khả tự bốc cháy: CTR lỏng tự nóng lên điều kiện vận chuyển bình thường, tự nóng lên tiếp xúc với không khí có khả bốc cháy trình phân tách, hắc ín, than hoạt tính thải CT tạo khí dễ cháy: CT tiếp xúc với nước có khả tự cháy tạo lượng khí dễ cháy nguy hiểm Oxy hoá OH Các CT có khả nhanh chóng thực phản ứng CT chứa Ag từ oxy hoá toả nhiệt mạnh tiếp xúc với chất trinh XLCT ngành khác, gây góp phần đốt cháy chất phim ảnh, thải Pemanganat (MnO4) Ăn mòn AM Các CT, thông qua phản ứng hoá học, gây tổn Chất tẩy rửa, DD thương nghiêm trọng mô sống tiếp xúc, tẩy màu, hắc ín trường hợp rò rỉ phá huỷ loại vật liệu, axit thải hàng hoá phương tiện vận chuyển Thông thường chất hỗn hợp chất có tính axit mạnh (pH nhỏ 2), kiềm mạnh (pH lớn 12,5) Có độc tính Đ Độc tính cấp: Các CT gây tử vong, tổn thương Rất nhiều chất: đất nghiêm trọng có hại cho sức khoẻ qua đường ăn sét lọc qua sử uống, hô hấp qua da dụng, lọc dầu, Độc tính từ từ mãn tính: Các CT gây nước ảnh hưởng từ từ mãn tính, kể gây ung CTXL ; Chất sinh thư, ăn phải, hít thở phải ngấm qua da từ khí độc đất đèn (CaC2) kết hợp với Sinh khí độc: Các CT chứa thành phần mà nước sinh tiếp xúc với không khí với nước giải phóng axetilen (C2H2) khí độc, gây nguy hiểm người sinh vật Có độc tính ĐS Các CT gây tác hại nhanh chóng từ Các thiết bị phận sinh thái từ MT thông qua tích luỹ sinh học và/hoặc có chứa Gg, PCB, gây tác hại đến hệ sinh vật nước la canh, dung môi thải Dễ nhiễm lây LN Các CT có chứa VSV độc tố gây bệnh cho Gia súc, gia cấm người động vật chết dịch bệnh, CT từ trình vệ sinh chuồng nước rỉ rác trại, 8.2 Xử lý chất thải rắn nguy hại 8.2.1 Xử lý đất, bùn, cặn thải 8.2.1.1 Phương pháp xử lý chỗ (in situ) a Xử lý đất trích ly bay Xử lý đất trích ly bay (soil vapor extraction – SVE) – gọi “soil venting – thông gió cho đất” “vacuum extraction – trích ly chân không” kỹ thuật dùng để xử lý đất bị ÔN chất hữu bay (VOC) [14] Công nghệ xử lý hiệu đất nhiễm dầu mỏ, đất nhiễm xăng Hình 8.1: Mô hình SVE [17] Hình 8.2: Sơ đồ hệ thống xử lý đất trích ly bay [14] b Ôxy hóa hóa học Ôxy hóa trình chuyển đổi chất độc hại thành chất độc hại (như chất ổn định hơn, trơ mặt hóa học, linh động) với tác nhân ôxy hóa chủ yếu như: 03, H2O2 (Hydroperoxit), Hypoclorite (ClO-), Chlorine dioxide (Cl02), MnO-4 Hình 8.3: Phương pháp ôxy hóa [30] c PP điện động học (Electrokinetic Separation/ER – Electrokinetic Remediation) Là PP dùng dòng điện để loại bỏ kim loại hợp chất hữu đất có độ thấm nước kém, bùn thải, sản phẩm nạo vét biển (marine dredging) Quá trình sử dụng chế điện động học điện hóa học để gỡ bỏ bám dính, loại bỏ kim loại sinh vật tích điện Hình 8.4: Mô hình phương pháp điện động học [30] Chí phí PP ER ước khoảng 117USD/m3 CTR d Phương pháp tia nước PP dùng nước để phun vào đất tiêm nước vào tầng nước ngầm để nâng cao mực nước vùng đất bị ô nhiễm Chất ÔN vào tầng nước ngầm, trích ly xử lý Hình 8.5: Mô hình Soil Flushing [30] Công nghệ ứng dụng để xử lý VOCs, SVOCs (semi volatite organic compounds), nhiên liệu, thuốc trừ sâu e PP ổn định/rắn hóa (Solidification/Stabilization) Đây PP làm cho chất ÔN bị giữ chặt giới hạn bên khối ổn định, phản ứng hóa học tạo nhân tố bền vững ÔN để giảm tính linh động chúng f PP nhiệt PP dùng nhiệt từ không khí điện (điện trở, sóng vô tuyến, quang điện) để làm tăng khả bay hợp chất hữu bán bay (SVOC) dễ trích ly Có thể xem biện pháp tăng cường PP SVE Hình 8.6: Mô hình xử lý CTR (đất, bùn) nhiệt (dòng điện) [30] Mô hình bao gồm điện cực tạo mặt bao quanh vùng ÔN (Typical SixPhase Soil Heating System- SPSH), bên đặt ống thông khí kết nối với hệ thống máy hút Hình 8.7: Mô hình hệ thống xử lý CTR nhiệt (khí nóng) g PP thông gió sinh học (bioventing)[30] Sử dụng VSV địa để phá hủy hợp chất hữu bám dính đất, trầm tích, đá sỏi bùn trạng thái chưa bão hòa Quá trình loại bỏ chất bám dính hydrocarbons, vài loại thuốc trừ sâu, chất bảo quản gỗ, dầu hỏa, dầu diesel số hợp chất hữu khác Thời gian làm từ vài tháng đến vài năm Hình 8.8: Mô hình bioventing [30] h PP sinh học tăng cường (Enhanced Bioremediation) PP tạo tuần hoàn nước đất nhằm kích thích phá hủy hợp chất hữu Ngoài tăng cường cách bổ sung chất dinh dưỡng, ôxy để tăng cường trình phân hủy sinh học loại bỏ chất bám dính khỏi bề mặt vật liệu Hình 8.8: Mô hình phương pháp sinh học tăng cường [30] Giá thành xử lý công nghệ khoảng 30 – 100 USD/m3 k Khử độc thực vật (Phytoremediation) Đây PP sử dụng thực vật nhằm loại bỏ, chuyển đổi, ổn định phá hủy chất ÔN (vô hữu cơ) đất trầm tích PP loại bỏ kim loại, dung môi, thuốc trừ sâu, chất nổ, PAHs, dầu thô… 8.2.1.2 Phương pháp xử lý chuyển vị (ex situ) - Phương pháp ủ đống (biopiles) - Phương pháp ủ hiếu khí (composting) - Cánh đồng đất (landfarming) - Pha loãng (Slurry phase) - Phương pháp trích ly hóa học (Chemical Extraction) - Phương pháp ôxy hóa hóa học (Chemical Reduction/Oxidation) - Phương pháp khử halogen (Dehalogenation) - Phương pháp tách (Separation) - Phương pháp “rửa đất” (Soil Washing) - Phương pháp đóng rắn (Solidification/Stabilization) - Phương pháp khử nóng (Hot Gas Decontamination) - Phương pháp lò đốt (Incineration) - Phương pháp đốt (Open Burn/Open Detonation) - Phương pháp nhiệt phân (Pyrolysis) - Phương pháp giải hấp nhiệt (Thermal Desorption) 8.2.2 Xử lý CTR y tế Theo Dự thảo Báo cáo Quản lý nguy môi trường Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện nguồn vốn vay Ngân hàng giới (http://www.moh.gov.vn): Khoảng 75- 90% chất thải bệnh viện chất thải thông thường, 10-25% CTNH chia làm nhóm sau đây: - Chất thải lây nhiễm; - Chất thải hóa học; - Chất thải phóng xạ; - Bình chứa áp suất KL CTRNH BV đa khoa TW 0,3 kg/người/ngày; đa khoa tuyến tỉnh 0,25 kg/người/ngày; 0,175 kg/người/ngày Hiện (Công văn 7164/BYT-KCB, 2008) nước có gần 200 lò đốt CTR y tế vận hành xử lý cho 73,3% số bệnh viện, 26,7% bệnh viện chôn lấp chất thải rắn y tế thiêu đốt trời 8.2.2.1 Phương pháp xử lý không đốt Trong Chiến lược quản lý chất thải y tế, công nghệ xử lý CTR thân thiện MT khuyến khích, có công nghệ không đốt Theo 43/2007/QĐ-BYT QLCT y tế, phương pháp XL CTRYT không đốt sau: - Khử khuẩn nhiệt ướt (lò hấp), lò vi sóng; hóa học: - Oxy hóa: - Sử dụng máy nghiền, cắt tiêu hủy kim tiêm (kim tiêm, xi lanh tái chế): - Lưu giữ an toàn để phân hủy CT phóng xạ; - Trơ hóa kết hợp với chôn lấp (CT hóa học dược phẩm): - Chôn lấp Bảng 8.1: Các công nghệ không đốt (http://www.moh.gov.vn) Lò đốt nhiệt phân Lò hấp (khử khuẩn nhiệt ) Khử khuẩn vi sóng Khử khuẩn hóa học Chôn lấp Đóng rắn Trung an toàn hòa Chất thải lây nhiễm Sắc nhọn Có Có Có Có Có Không Không - Không sắc nhọn Có Có Có Có Có Không Không - Lây nhiễm cao Có Có Có Có Có Không Không - Giải phẫu Có Không Không Không Có Không Không - Khác Chất thải hóa học Dược phẩm Gây độc tế bào Hóa chất nguy hại Số lượng nhỏ Không Không Không Có Có Có Không Không Không Không Không Có Có Số lượng Không Không Không Không Không Trả nhà cung cấp Trả nhà cung cấp Trả nhà nhỏ Có Chất thải phóng xạ Không Không Không Không Không Bình chứa khí nén Không Không Không Không Có cung cấp Lưu giữ Không Không bán hủy Trả nhà Không Không cung cấp Bảng 8.2: Ưu nhược điểm công nghệ không đốt Ưu điểm Công nghệ không đốt Máy cắt kim - Ngăn ngừa tái sử dụng kim tiêm tiêm - Dễ vận hành, chi phí thấp - Xi lanh tái chế Máy hủy kim tiêm Đóng rắn Hố chôn xi măng - Khử khuẩn phá hủy kim tiêm điện - Dễ vận hành, chi phí thấp - Xi lanh tái chế - Có thể áp dụng cho chất thải hóa học chất thải dược phẩm - Dễ vận hành, chi phí thấp - Có thể áp dụng cho chất thải sắc nhọn chất thải bệnh phẩm - Dễ vận hành, chi phí thấp Chôn lấp hợp vệ sinh - Tương đối an toàn hạn chế tiếp cận thẩm thấu qua thành hố chôn - Chi phí đầu tư vận hành thấp Khử khuẩn nước (lò hấp) - Hiệu suất khử khuẩn cao - Giảm thể tích chất thải có máy nghiền - Chi phí vận hành thấp - Thân thiện với môi trường - Công nghệ phổ biến bệnh viện Khử khuẩn vi sóng - Hiệu suất khử khuẩn cao - Giảm thể tích chất thải có máy nghiền - Chi phí vận hành thấp - Thân thiện với môi trường Nhược điểm - Kim tiêm cần xử lý tiếp sau cắt phân loại - Cần có điện - Gốc kim tiêm sau hủy Chi phí (thời điểm 2010) - Chi phí đầu tư: 2-80 USD - Vận hành 200,000 lần cắt - Chi phí đầu tư: 100 – 150 USD - Không áp dụng cho - Chi phí đầu tư cho xi loại chất thải khác măng cát - Đòi hỏi đất khoảng trống - Tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm nước ngầm thiết kết xây dựng không đảm bảo - Chỉ áp dụng cho bệnh viện miền núi nông thôn - Chi phí đầu tư: 100– 200 USD/m3 - Không phù hợp chất thải giải phẫu, chất thải dược phẩm chất thải hóa học chất thải hấp - Đòi hỏi nhân công có trình độ - Chi phí đầu tư cao, đòi hỏi túi chịu nhiệt - Không phù hợp chất thải giải phẫu, chất thải dược phẩm chất thải hóa học chất thải hấp - Đòi hỏi nhân công có trình độ - Chi phí đầu tư: 500 – 50,000 USD - Chi phí vận hành: 0.33 USD/kg - Chi phí đầu tư: nhân công, mái che, hàng rào - Chi phí đầu tư: 70,000 – 50,000 USD - Chi phí vận hành: 0.33 USD/kg - Chi phí đầu tư cao, đòi hỏi túi chịu nhiệt Khử khuẩn - Hiệu suất khử khuẩn cao - Không phù hợp - Chi phí đầu tư: - Giảm thể tích chất thải có chất thải giải phẫu, chất 180,000 – 250,000 nước kết máy nghiền thải dược phẩm chất USD hợp vi sóng - Chi phí vận hành thấp thải hóa học - Chi phí vận hành: - Thân thiện với môi trường chất thải hấp 0.33 USD/kg - Đòi hỏi nhân công có trình độ - Chi phí đầu tư cao, đòi hỏi túi chịu nhiệt Khử khuẩn - Hiệu suất khử khuẩn cao, đặc biệt - Không phù hợp - Chi phí vận hành hóa học chất thải lây nhiễm dạng lỏng chất thải giải phẫu, chất cho hóa chất khử - Giảm thể tích chất thải kèm thải sắc nhọn, chất thải khuẩn theo máy nghiền dược phẩm chất thải - Một số hóa chất khử khuẩn không hóa học - Đòi hỏi nhân công có đắt trình độ - Hóa chất nguy hại gây ô nhiễm môi trường Nguồn: Dự thảo Báo cáo Quản lý nguy môi trường Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện nguồn vốn vay Ngân hàng giới 2010 (http://www.moh.gov.vn) 8.2.2.2 Phương pháp đốt Các lò đốt CTR y tế bao gồm kiểu lò đốt buồng hai buồng Công nghệ thường phát sinh dioxin, furan, thủy ngân, chì nhiều chất độc hại khác lò đốt phận xử lý khí thải đạt yêu cầu Tiêu chí lựa chọn công nghệ đốt: - Phù hợp Chiến lược QL CTR Bộ Y tế; - Phù hợp QCVN 02:2008/BTNMT; - Lò đốt sử dụng công nghệ thân thiện MT, thiết bị, nguyên liệu đốt có sẵn địa phương; - Dễ thao tác, vận hành; - Chi phí đầu tư vận hành phù hợp với điều kiện đia phương; - Hiệu suất xử lý tuổi thọ cao, phù hợp với khuôn viên BV; - Dễ nâng cấp, mở rộng; - Nhà cung cấp thiết bị, công nghệ uy tín Để đảm bảo yêu cầu, nên lò đốt CTR y tế buồng, số tiêu chí cần thiết lò đốt 02 buồng: 1) Nhiệt độ bên (vỏ buồng) không 50 độ C; 2) Cửa nạp dễ dàng, buồng đốt kín áp suất bên phải âm; 3) Nhiệt độ buồng sơ cấp không thấp 800; thứ cấp 1050 độ C; ống khói không lớn 200 độ C; 4) Thông gió cưỡng bức; 5) Mức ồn không vượt tiêu chuẩn theo QCVN 26:2010/BTNMT: từ 6h – 21h với khu vực đặc biệt không 55db, khu vực thông thường 70dBA; từ 21h – 6h tương ứng 45, 55dBA (thường đo cách nguồn ồn khoảng 1m); 6) Có buồng thu tro xỉ, hàm lượng tro cháy không lớn 0,5%; 7) Ống khói cao m phải cao nhà phạm vi 40m 3m (nếu có); tốc độ thải khói lớn 15m/s; 8) Không sử dụng nhiên liệu rắn cho lò đốt; 9) Nước thải (nếu có) phải đảm bảo QCVN nhất; 10) Có thiết bị kiểm soát nhiệt độ cảnh báo; 11) An toàn chống cháy nổ Bảng 8.3: Ưu nhược điểm kiểu lò đốt (http://www.moh.gov.vn) Lò đốt Lò đốt buồng Ưu điểm - Hiệu suất khử khuẩn tốt - Giảm đáng kể thể tích khối lượng chất thải - Không cần công nhân vận hành có trình độ Lò đốt hai buồng - Phù hợp với tất chất thải lây (lò đốt nhiệt nhiễm, hầu hết chất thải hóa học phân) chất thải dược phẩm - Giảm đáng kể khối lượng thể tích chất thải Nhược điểm - Phát sinh khí thải gây ô nhiễm không khí - Không hiệu hóa chất thuốc chịu nhiệt độ cao - Không phá hủy toàn chất thải gây độc tế bào - Chi phí đầu tư tương đối cao - Chi phí vận hành cao - Đòi hỏi công nhân có trình độ - Phát sinh khí thải gây ô nhiễm không khí vận hành bảo dưỡng không đảm bảo 8.2.3 Xử lý CTR điện tử Theo số liệu LHQ, rác thải điện tử giới hàng năm lên tới 40 triệu tấn, khoảng 10-15% số xử lý thích hợp Công nghệ xử lý CTR điện tử chủ yếu tái chế Sau số quy trình tái chế CTR điện tử: Chất thải rắn điện tử Phân loại theo sản phẩm sản xuất Phân loại nguồn Chất thải rắn sản xuất Chất thải bao gói Tuyển trọng lực Đôt nhiệt độ Hoá tách hoá học theo bậc Phân đoạn phân đoạn nhẹ Hoá phẩm Hoà tan Kết tủa-tạo Trao đổi ion Oxy hoá-khử Trao đổi ion-chiết Tái thu hồi: kết tinh, điện phân Gia công sản phẩm tái chế Linh kiện, bo mạch hỏng Đập nghiền Đốt nóng chảy HCL H2SO4 HCL HNO3 Kim loại Sn Chất rắn Lọc tách Dung dịch PbCl2 Phần rắn Fe Lọc tách Dung dịch CuSO4 Phần rắn Dung dịch Au Pb Phần rắn chôn lấp Nguồn: Hội thảo Quốc gia Công nghệ xử lý chất thải đô thị & Khu công nghiệp Hà Nội 3/2009 8.3 Chôn lấp CTR nguy hại BCL CTRNH xem nơi xử lý, lưu giữ thải bỏ CT( treatment, storage, and disposal - TSD) Theo [16] nghiên cứu BCL CTNH bao gồm nội dung sau: - Đặc điểm, tính chất CTRNH - Đánh giá, lựa chọn vị trí - Thiết kế xây dựng - Đóng cửa đóng cửa bảo trì (post-closure care) - Kế hoạch dự phòng giảm nhẹ - Đảm bảo tài lưu trữ hồ sơ Theo [14] CT nguy hại chôn BCL cần đáp ứng tiêu chuẩn sau: - Chỉ có CT vô (ít hữu cơ) - Tiềm nước rỉ rác thấp - Không có chất lỏng - Không có chất nổ - Không có chất phóng xạ - Không có lốp xe - Không có CT lây nhiễm Thông thường CT nguy hại thường chôn lấp bao gồm : - CT kim loại có chứa chì - CT có thành phần thủy ngân - Bùn xi mạ bùn kim loại - CT amiăng - CTR có xyanua - Bao bì nhiễm bẩn thùng chứa kim loại - Cặn từ trình thiêu đốt CT Theo Trung tâm hỗ trợ thông tin quản lý MT – Fed Center (thuộc EPA) (www.fedcenter.gov), CT dạng khối lớn lỏng không đóng thùng không đưa vào BCL CTRNH CÁC TỪ VIẾT TẮT Cụm từ Môi trường TN Ô nhiễm Chất thải Chất thải rắn Nước thải Phương pháp Bãi chôn lấp Vi sinh vật Viết tắt MT TN ÔN CT CTR NT PP BCL VSV Cụm từ Chất thải rắn Nước thải Phương pháp BCL Khối lượng Chất thải rắn Khối lượng Trạm trung chuyển Kinh tế-Xã hội Viết tắt CTR NT PP BCL KL CTR KL TTC KT-XH TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Ngọc Bảo (2009), Tái chế giấy nước khu vực Việt Nam, from http://www.vietpaper.com.vn/content/view/1422/ Bộ Tài nguyên Môi trường (2004), Báo diễn biến môi trường VN, chủ đề chất thải rắn from http://www.monre.gov.vn/ Bộ tài nguyên Môi trường (2010), Báo cáo Hiện trạng môi trường quốc gia, http://www.monre.gov.vn/ Đại học Dân lập Văn Lang (2004) Sở TN&MT TPHCM, Tài liệu Quản lý chất thải rắn đô thị cho cán kĩ thuật Jica (2007), Lý lựa chọn Công nghệ Fukuoka, Nhật Nguyễn Ngọc Lân, Xử lý chất thải rắn đô thị tập 1, from http://www.ebook.edu.vn Võ Đình Long, Nguyễn Văn Sơn (2008), Tập giảng Quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại, Viện KHCN Quản lý MT, Trường ĐHCN TPHCM Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái (2001), Chất thải rắn đô thị tập 1, Nxb Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Văn Phước (2005), Quản lý xử lý chất thải rắn, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM 10 Nguyễn Danh Sơn (2010), Quản lý tổng hợp chất thải - Vấn đề giải pháp sách nước ta From http://vea.gov.vn/VN/truyenthong/tapchimt/ 11 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), Giáo trình Công nghệ môi trường, Nxb ĐHQG Hà Nội 12 Thông tư liên tịch 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD (2001), "Hướng dẫn quy định bảo vệ môi trường việc lựa chọn địa điểm, xây dựng vận hành bãi chôn lấp chất thải rắn " from www.tbtvn.org/media/1lt2001.pdf 13 Dương Thị Tơ nnk, Phân loại rác nguồn - Sự khởi đầu công nghệ tái chế chất thải, from www.lrc.ctu.edu.vn/pdoc/8/8ktmtruong.pdf 14 Lâm Minh Triết, Lê Thanh Hải (2006), Giáo trình Quản lý chất thải rắn nguy hại, Nxb Xây dựng Hà Nội 15 Trung tâm TT KH CN Quốc gia, Tổng luận Xây dựng xã hội tái chế from http://vst.vista.gov.vn/ Tiếng Anh 16 CCME (2006), National Guidelines for Hazardous Waste Landfills, from http://www.ccme.ca/assets/pdf/pn_1365_e.pdf 17 EPA (2004), How To Evaluate Alternative Cleanup Technologies For Underground Storage Tank Sites: A Guide For Corrective Action Plan Reviewers, from http://www.epa.gov/oust/pubs/tums.htm 18 EPA (2005), Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 3.02 User’s Guide, from http://www.epa.gov 19 FAO (1992), Biogas process for sustainable development, from http://www.fao.org/docrep/T0541E/T0541E00.htm 20 George Tchobanoglous, Hilary Theisen, Samuel Vigil (1993), Intergrated Solid Waste Management, McGraw-HillInc, USA 21 Heijo Schar, Joeri Jacobs (2006), Applying guidance for methane emission estimation for landfills, from http://www.afvalzorg.nl/Afvalzorg/pdf/OverAfvalzorg/Publicaties/Rapporten%20stortgas/Paper -comparison-of-methane-emission-models-and-measurements.pdf 22 IPCC (2006), Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Vol 3, from http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol3.html 23 National Academy of Sciences (NAS) (1997), Methane Generation from Human, Animal, and Agricultural Wastes, from http://agrienvarchive.ca/bioenergy/download/methane_generation_1977.pdf 24 Nicholas P Cheremisinoff (2003), Handbook of Solid Waste Management and Waste Minimization Technologies, Publisher’s Elsevier Science, USA 25 Rainer Stegmann, Hans-Jürgen Ehrig, Gerhard Rettenberger (2001), Landfill gas formation, quality and prediction, from http://www.konetic.or.kr/?p_name=env_morgue&sub_page=morgue&gotopage=1&query=v iew&unique_num=974 26 Sunil Kumar, S.A Gaikwad, A.V Shekdar, P.S Kshirsagar, R.N Singh (2004), “Estimation method for national methane emission from solid waste landfill” from http://www.seas.columbia.edu/earth/wtert/sofos/SK_Methane1.pdf 27 The Blue Ridge Environmental Defense League (2009), Waste gasificaion, Impact on evironment and public, from http://www.bredl.org/pdf/wastegasification.pdf 28 UNEP (2005), Solid Waste Management 29 UNEP (2009), Development Integrate Solid Waste Management Plant, Vol 30 US DOD (2011), Remediation technologies screening matrix and reference guide from http://www.frtr.gov/matrix2/top_page.html