THU hồi và tái CHẾ CHẤT THẢI rắn các TRẠM TRUNG CHUYỂN

THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN Chương THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN 6.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TÁI CHẾ VÀ TÁI SỬ DỤNG LẠI CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ Tái chế hoạt động thu hồi lại từ chất thải thành phần sử dụng để chế biến thành sản phẩm sử dụng lại cho hoạt động sinh hoạt sản xuất Tái chế vật liệu: bao gồm hoạt động thu gom vật liệu tái chế từ dòng rác, xử lý trung gian sử dụng vật liệu để tái sản xuất sản phẩm sản phẩm khác Tái chế nhiệt: bao gồm hoạt động khôi phục lượng từ rác thải Củng coi hoạt động tái chế hoạt động tái sinh lại chất thải thông qua: Tái sinh sản phẩm chuyển hóa hóa học: chủ yếu dùng phương pháp đốt để thành sản phẩm khí đốt, nóng hợp chất hữu Tái sinh sản phẩm chuyển hóa sinh học: chủ yếu thông qua trình lên men, phân hủy chuyển hóa sinh học, để thu hồi sản phẩm như: phân bón, khí mêtan, protêin, loại cồn nhiều hợp chất hữu khác Tái sinh lượng từ sản phẩm chuyển hóa: từ sản phẩm chuyển hóa trình sinh học, hóa học tái sinh lượng trình đốt tạo thành nước phát điện Hoạt động tái chế mang lại lợi ích sau: - Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên việc sử dụng vật liệu tái chế thay cho vật liệu gốc; - Giảm lượng rác thông qua việc giảm chi phí đổ thải, giảm tác động môi trường đổ thải gây ra, tiết kiệm diện tích chôn lấp; - Một lợi ích quan trọng thu lợi nhuận từ hoạt động tái chế; hoạt động tái chế lúc mang tính kinh doanh giải thích vật liệu tái chế thu gom từ nguồn phát sinh khâu xử lý tiêu hủy cuối 6.2 CÁC HOẠT ĐỘNG TÁI CHẾ VÀ THU HỒI CHẤT THẢI -1- Hoạt động tái chế thu hồi chất thải thực thông qua hệ thống thu gom chất thải rắn theo mạng lưới cấp gồm: người thu gom, đồng nát buôn bán phế liệu (hình 6.1) Công nghiệp thu hồi có cấp chia thành nhóm nghề: Cấp thứ (gồm người đồng nát người nhặt rác): Hai nhóm người có chức hệ thống thu gom, lại khác địa điểm hoạt động, công cụ làm việc nhu cầu vốn lưu động Cấp thứ hai (gồm người thu mua đồng nát người thu mua phế liệu từ người thu nhặt bãi đổ rác, người nhặt rác đồng nát vỉa hè toàn thành phố): Những người thu mua phế liệu củng tiến hành theo cách tương tự nơi cố định Cấp thứ ba: gồm người buôn bán hoạt động kinh doanh với quy mô lớn nhiều địa điểm cố định đại lý thu mua thường điểm nút đặc biệt buôn bán bên trung gian ngành công nghiệp người bán lại Tùy thuộc vào vị trí, nguồn nguyên liệu, công nghệ sản xuất, thành phần chất thải mà lựa chọn phương pháp tái sinh khác Các loại chất thải rắn xỉ sử dụng đổ bãi chôn lấp đổ xuống biển Tất vật liệu trước sau sử dụng cần cho hoạt động kinh doanh, có rác thải đô thị chất hữu cơ, kim loại, nhựa, giấy, kinh v.v… gọi “vật liệu tái chế” Hoạt động tái chế củng cần chi phí để thu gom, vận chuyển, chế biến ngăn chặn tác động tiêu cực lên môi trường trình tái chế gây ra, đó, chi phí tái chế cao lợi ích tái chế lúc hoạt động tái chế không coi hoạt động kinh doanh Nếu chi phí tái chế thấp lợi ích tái chế hoạt động tái chế coi hoạt động kinh doanh Sơ đồ hệ thống thu hồi chất dòng lưu chuyển nguồn vật liệu thể hình 6.2 -2- Nguồn phế thải phế liệu Bãi chôn lấp Nhóm thu gom phế liệu Nhóm thu mua phế liệu Đội quân bới rác bãi rác Thu mua bãi đổ rác Nhóm buôn bán sử dụng lại phế liệu Bãi tập kết tạm thời trạm trung chuyển Các sở sản xuất ngành công nghiệp Xe đẩy rác tay Đường phố Đội quân nhặt rác lưu động Thu mua đồng nát kho chứa Thùng rác, bể chứa rác Đại lý người buôn bán Các hộ gia đình Khác sạn Cơ quan Trường học Những người mua đồng nát lưu động Hoạt động thu mua dọc đường phố Nhà hàng ăn uống, nhà trọ Hình 6.1 Sơ đồ mạng lưới thu gom chất thải rắn tư nhân -3- Xuất Tác động môi trường Tiêu hủy cuối (chôn lấp) Sản xuất Phân phối Tiêu dùng Chất thải Xử lý trung gian “Xử lý tốt hơn” (tái chế) Tái chế Môi trường toàn cầu (hệ sinh thái) Tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên kinh tế Hoạt động kinh tế “kinh tế thị trường” Các nguồn tài nguyên tái chế Tái sản xuất Tài nguyên tái chế Các tác động môi trường Chai PET Hình 6.2a Dòng lưu chuyển nguồn vật liệu Sản xuất nhựa Sản xuất nhựa Sản xuất đóng chai Sản xuất Tái chế Tiêu dùng Tiêu dùng Đổ thải rác Đổ thải rác Hình 6.2c Mô hình dòng quay vòng hai sản phẩm -4- Để tính lợi ích tái chế, người ta sử dụng công thức: NBr.T = NBr.QPET (6.1) NBr : lợi ích tái chế QPET : lượng chai PET Hoặc: NBr = [PV – PV 2] + [CVE + CVU - CRE 1] + [CCW – CCR 1] + CDW (6.2) Trong đó: PV – PV : chênh lệch chi phí vật liệu thô CVE + CVU - CRE : chênh lệch chi phí bên CCW – CCR : chênh lệch chi phí thu gom CDW : chi phí tiết kiệm đổ thải rác Nếu kết tính theo phương trình (6.2) dương có nghĩa hoạt động tái chế mang lại hiệu quả, kết ngược lại có nghĩa hoạt động tái chế không mang lại hiệu Ở số nước Nhật Bản, hoạt động tái chế dựa sở tính toán lượng rác sản sinh ra, chi phí đổ thải tỉ lệ tái chế Các hoạt động tái sử dụng , quay vòng thu hồi chất thải giải pháp có hiệu mặt chi phí xử lý tiêu hủy chất thải, củng bảo vệ nguồn lực cho hoạt động Sự thay đổi tổng lượng rác đô thị (rác thường) phát sinh Nhật Bản minh họa hình 6.3 Tỷ lệ phát sinh chất thải trung bình Nhật Bản 1kg/người.ngày Thay đổi tổng chi phí đổ thải rác Nhật Bản minh họa hình 6.4 Các hoạt động tái chế rác thải Nhật Bản hỗ trợ hệ thống luật quy định nhà nước bao gồm: - Luật quản lý rác thải giữ vệ sinh công cộng (1970); - Luật quản lý rác thải (1992); - Luật thúc đẩy sử dụng nguồn tài nguyên tái chế (1991); - Luật tái chế vỏ hộp bao bì (1996); - Luật tái chế thiết bị điện (1998) Theo số thống kê Nhật Bản năm 1995 có khoảng 50% giấy loại thu hồi tái chế; 100% chai thủy tinh 75% số lượng đồ hộp vỏ kim loại nhôm thu hồi -5- tái chế Hình 6.5 thể lượng thành phần thu hồi tái chế từ rác thải thông thường vòng 10 năm từ 1985 – 1995 Nhật Bản Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải Đức (Duales System Deutschland), minh họa hình 6.6 Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải Pháp minh họa hình 6.7 Chỉ số quản lý rác thải số nước thể bảng 6.1 Chính quyền địa phương Đốt rác, chôn lấp Hệ thống tái chế chất thải Tái chế Người tiêu dùng * Đầu tư * Đưa giá thu gom tái chế Các công ty sản xuất bán Hình 6.6 Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải Đức Rác thải bao bì Người tiêu dùng Chất thải khác Chính quyền địa phương (phân loại thu gom) Đốt, chôn lấp Tái chế - Hỗ trợ giá - bao gồm tái chế nhiệt Tái chế - Đầu tư - Áp dụng chi phí thu gom tái chế Công ty sản xuất bán hàng Hìn 6.7 Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải Pháp -6- Bảng 6.1 Chỉ số quản lý rác thải số nước giới năm 1992 Thu nhập Tên nước Dân số quốc nội Chất thải (triệu) GDP (kg/người.năm) (USD) Chôn lấp (%) Đốt (%) Ủ Thu hồi sinh học tái chế (%) (%) Nhật 125,4 41.080 400 22,5 72,8 - 3,1 Mỹ 269,4 27.590 701 67 16 15 Đức 81,9 28.860 417 68,9 15,5 3,1 12,5 Pháp 58,3 26.280 348 50 40 Anh 58,1 19.800 347 83 13 - - Hà Lan 15,6 25.850 484 52 27 13 Thụy Điển 8,8 25.770 314 38 55 - Tây Ban Nha 39,7 14.200 323 75 20 - Thụy Sỹ 7,2 43.420 406 11 76 13 - Đan Mạch 5,2 32.250 351 16 71 Canada 29,7 19.200 646 82 - 10 Việt Nam 77,0 - - - - - - 10 13 Nhiều phế thải nguy hiểm có thành phần thu hồi hay tái sử dụng Những chất là: - Axit hay kiềm - Dung môi, dầu; - Kim loại nặng; - Kim loại quý; - Dung dịch ăn mòn; Một số loại phế thải hạ cấp từ trình song lại sử dụng cho trình khác Thí dụ: phế thải axit từ số sở công nghiệp sử dụng nguồn nguyên liệu ban đầu cho đối tượng khác; dầu hay dung môi thải tái chế sử dụng làm nhiên liệu đốt; dung môi thu hồi cách chưng cất – nhà máy sơn giảm nhẹ vấn đề quản lý phế thải giảm chi phí mua vật tư củng thu hồi đồng dạng oxyt hay hydroxyt từ dung dịch ăn mòn đồng; thu hồi kim loại quý bạc từ phế thải ngành ảnh, hay vàng từ công nghệ mạ… -7- 6.3 THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT DẺO Ở Việt Nam sản phẩm chất dẻo bắt đầu thâm nhập vào sống từ năm 1960 Một số vật dụng gia đình trước chế tạo từ tre, nứa, sợi tự nhiên… thay nhựa Bao gói thực phẩm cây, giấy thay plastic Trong công nghiệp xây dựng, vật liệu plastic chiếm lĩnh thị trường nhiều lĩnh vực cấp thoát nước , trang trí… Vật liệu plastic góp phần nâng cao mức độ văn minh sống đặt vấn đề rắc rối liên quan đến công tác bảo vệ môi trường Tuy nhiên, dù bị trích nhiều vật liệu plastic sử dụng rộng rãi tính ưu việt mặt kinh tế lẫn kỹ thuật Với tính ưu việt đó, plastic dẫn đầu so với vật liệu cạnh tranh với lĩnh vực bao gói thủy tinh, lượng cần thiết cho việc tạo củng nhỏ lần, khối lượng vật liệu ban đầu cần thiết để tạo củng thấp 20 lần, nhu cầu nước cần cho chế tạo giảm 1,5 lần chất thải rắn giảm Mặt khác, so với túi xách catton trình chế tạo túi xách plastic thải ô nhiễm môi trường trình bày bảng 6.2 Bảng 6.2 So sánh mức độ ô nhiễm trình chế tạo chất dẻo giấy Chất ô nhiễm Chất dẻo Giấy SO2 100 284 NOx 100 159 COx 100 159 C 100 640 DCO 100 21,560 DCO5 100 215,500 Ô nhiễm không khí Ô nhiễm nước Tính bền vững chất dẻo dẫn đến tồn dai dẳng chúng thiên nhiên sau sử dụng Để phân rã sinh hoạt hoàn toàn plastic có nguồn gốc từ hóa dầu ngày cần có thời gian từ – kỷ Những vấn đề đặt thu gom tái chế vật liệu chất dẻo: -8- Mặc dù chất dẻo vật liệu ưa chuộng có nhiều hứa hẹn tương lai chúng đồng thời bị nhà môi trường phản đối mức độ gây ô nhiễm trình chế tạo, sử dụng tiêu hủy Các nhà môi trường phản đối vật liệu plastic lý sau đây: - Chất độc thải trình chế tạo plastic; - Chất độ phân hủy nhiệt plastic gây đốt rác; - Làm giảm lượng chất thải rắn, đặc biệt chất lượng phân compost chế tạo từ rác Tuy nhiên việc thu gom plastic để tái sử dụng hay tiêu hủy chúng với thành phần chất thải rắn khác củng cần phải cân nhắc khía cạnh kinh tế khía cạnh kỹ thuật Khả tái sinh chất dẻo xác định sở phân tích tổ hợp thông số sau đây: - Cân lượng tổng thể, yêu cầu lượng để thu gom tiêu hủy chất thải; - So sánh chất lượng, giá thành vật liệu chất dẻo thu gom; - Ô nhiễm môi trường không khí trình chuyên chở tiêu hủy chất thải rắn; - Ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt nước để rửa sản phẩm lọc khói Theo kết bảng việc thu gom để tái chế chất plastic từ túi xách qua sử dụng chai lọ nhựa có hiệu suất lượng xấp xỉ Trong đó, xử lý phương pháp đốt hiệu suất lượng chai nhựa PVC khoảng 50% hiệu suất lượng túi xách Tuy nhiên việc thu gom chất dẻo chưa cho phép tạo sản phẩm nhựa tái sinh có tỉ lệ chất lượng, giá thành tương đương với kỹ thuât chế tạo sản phẩm từ hạt nhựa nguyên thủy Việc thu gom chất dẻo chủ yếu để tái chế làm giảm lượng thu hồi bằng phương pháp đốt rác Việc thu gom có hiệu bãi rác công nghiệp hay bãi rác thương mại Ngoài ra, bãi rác khác người ta phải tiêu tốn lượng đáng kể để thu khối lượng chất dẻo có giá trị Vấn đề tập trung thu hồi xử lý chất thải polyme – chất dẻo đòi hỏi phải giải điều kiện sản xuất nơi có nhu cầu chất dẻo Thực tế có hai hướng: Xử lý chế biến lại loại chất dẻo polyme điều kiện sản xuất, chủ yếu loại chất dẻo dùng phản ứng nhiệt Thu hồi tập trung chất thải vận chuyển tới nhà máy đặc biệt để chế biến sản phẩm xác định Vấn đề sử dụng chất thải vật liệu polyme với công nghệ tính kinh -9- tương đương để ngăn chặn di chuyển hạt mịn xuống hệ thống thu gom cho nước rác tự chảy nhanh xuống hệ thống thu gom Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào đặc trưng bãi chôn lấp, thiết kế hệ thống thu gom nước rác phải tuân thủ theo nguyên tắc sau: - Hệ thống thu gom nước rác phải thiết kế lắp đặt để hạn chế khả tích tụ nước rác đáy ô chôn lấp Thông thường, sử dụng lớp chống thấm, nước rác giữ lại bãi chôn lấp phải thu không chảy tràn cạnh lớp chống thấm Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào đặc trưng bãi chôn lấp tuân thủ theo hướng dẫn chung sau : - Hệ thống thu gom phải đủ lớn để vận chuyển nước khỏi bãi Điều liên quan nhiều đến số lượng ống khoảng cách đặt ống - Hệ thống thu gom nước rác phải thiết kế lắp đặt để hạn chế khả tích tụ nước rác đáy ô chôn lấp phải có độ dốc tối thiểu 1% - Hệ thống thu gom phải có khả làm chúng dễ bị bịt kín Thường thường, người ta sử dụng ống đục lỗ từ 15 – 20 cm có độ bền vững mặt cấu trúc đặt độ sâu bãi chôn lấp Nếu hệ thống thu gom đặt sâu bãi chôn lấp có nén ép phải sử dụng ống dày phải thực kỹ thuật làm đệm ống đặc biệt để tránh vỡ ống áp suất lớn Hình dạng chung hệ thống thu gom nước rác chạy vòng quanh chu vi bãi chôn lấp nhằm hạn chế dòng chảy khỏi bãi chôn lấp sau sau hệ thống chạy chéo bên bãi chôn lấp với đủ đường ống để đưa dòng nước rác lớn khỏi bãi Sơ đồ điển hình hệ thống thu gom nước rác thể hình 7.10a, phương án bố trí thu gom nước rác thể hình 7.10b Xử lý nước rác: để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, trước hết phải có số liệu thành phần tính chất nước rác Các thành phần nước rác cần phải xác định thiết kế trạm xử lý theo bảng 7.7 Quá trình xử lý sơ bộ: Thông thường song chắn rác, hồ lắng sơ bộ, trình pH nước rác thường 6,8 – 8, nhiên giá trị pH thay đổi tùy thuộc vào thành phần rác thải tính chất đất Quá trình xử lý sinh học: Ở trình này, BOD, COD hợp chất nitơ giảm Các công trình thường sử dụng bể aeroten, hồ thổi khí, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học… Tóm tắt chế khử BOD nước rác trình bày bảng 7.8 - 48 - Quá trình hóa – lý: Quá trình chủ yểu khử COD, độ màu, lượng cặn lơ lững, kim loại nặng coliform Các phương pháp ứng dụng bao gồm đóng rắn, lắng, hấp phụ cacbon hoạt tính hóa học Tóm tắt chế khử COD độ màu nước rác trình bày bảng 7.9 Tóm tắt chế khử kim loại nặng nước rác trình bày bảng 7.10 Bảng 7.7 Các thành phần nước rác cần xác định thiết kế trạm xử lý nước rác [17] Thành phần nước rác Mức độ cần thiết BOD5, cặn lơ lững (SS), COD, NH +4 , Rất cần thiết lập thông số ban đầu để nitơ tổng số thiết kế chọn công nghệ xử lý Yêu cầu công trình xử lý để đạt chất pH, coliform lượng dòng xả theo tiêu chuẩn quy định Fe2+ , Mn2+ , kim loại nặng, màu, mùi Không thiết phải xem xét thiết lập thông số thiết kế chất khử trình xử lý thành phần khác Bảng 7.8 Tóm tắt phương pháp khử BOD nước rác Nguyên tắc (1) Xử lý sinh học (2) Hấp phụ cacbon (3) Tuyển hoạt tính Phân hủy sinh học Hấp phụ chất hữu Tuyển tách chất bẩn hữu hoạt hòa tan hạt chất lơ lửng động vi sinh vật Ứng dụng cacbon hoạt tính chất hữu hòa tan Giảm hàm lượng BOD Giảm hàm lượng BOD Sử dụng nồng độ nước rác nồng độ nước rác ỏ nồng SS nước rác cao Hiệu suất > 90% độ thấp - 49 - cao Bảng 7.9 Tóm tắt phương pháp khử COD độ màu nước rác (1) Xử lý keo tụ (2) Hấp phụ (3) Xử lý sinh học (4) Ozon hóa cacbon hoạt tính Nguyên Phân hủy sinh học Hấp phụ chất Phân hủy sinh học Tuyển chất bẩn hữu hữu hòa tan chất bẩn hữu tách chất lơ hoạt động hạt hoạt động lững chất vi sinh vật cacbon hoạt tính vi sinh vật hữu hòa tan Giảm hàm lượng Giảm hàm lượng Giảm hàm lượng Sử dụng ứng BOD nước BOD nước BOD nước nồng độ SS dụng rác nồng độ cao rác nồng độ rác nồng độ cao nước rác Hiệu suất > 90% thấp Hiệu suất > 90% cao tắc Bảng 7.10 Tóm tắt phương pháp khử kim loại nặng nước rác Nguyên tắc ứng dụng Xử lý keo tụ Hấp phụ cacbon hoạt Keo tụ (kiềm) tính chất hoạt tính Tạo dạng hydroxyt Hấp phụ ion kim Tác ion kim loại khỏi kim loại sau loại hòa tan hạt nước rác sau lắng lắng (môi trường kiềm) cacbon hoạt tính Thích hợp với nước rác Giá thành xử lý cao, Sử dụng nồng độ có nồng độ đậm đặc thích hợp khử kim loại SS nước rác nước rác có nồng cao độ thấp 7.7 HỆ THỐNG THU GOM KHÍ SINH HỌC TỪ Ô CHÔN LẤP 7.7.1 Sự tạo thành khí Các bãi chôn lấp nguồn tạo khí sinh học mà khí metan thành phần chủ yếu chiếm tỷ lệ cao Khí sinh học sản phẩm trình phân hủy chất hữu có bãi chôn lấp Thành phần khí ga giai đoạn đầu chủ yếu carbon dioxit (CO2) số loại khí khác N2 O2 Sự có mặt khí CO2 bãi chôn lấp tạo điều kiện cho vi sinh vật kị khí phát triển từ bắt đầu giai đoạn hình thành khí metan Như vậy, khí ga có hai - 50 - thành phần chủ yếu CH4 CO2 CH4 có khoảng từ 50 – 60% CO2 chiếm khoảng 40 – 50% Khí metan trở thành mối nguy hiểm gây cháy, nổ, ô nhiễm môi trường bãi chôn lấp khu vực xung quanh Vì việc kiểm tra khí phương pháp thoát tán thu hồi chuyển thành nguồn lượng phần quan trọng thiết kế vận hành bãi chôn lấp phế thải hợp vệ sinh, bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh thiết phải có hệ thống thu gom xử lý tất khí sinh học sinh từ bãi đảm bảo yểu cầu giới hạn cho phép cho: Nồng độ khí metan sinh không vượt 25% giới hạn thấp cháy nổ - LEL – “Lower Explosive Level”, có nghĩa nồng độ metan sinh không vượt 1,25% tính theo thể tích nơi sau: 1) Ở nhà, công trình thuộc phạm vi bãi chôn lấp 2) Trong không khí xung quanh thuộc phạm vi bãi chôn lấp Thuật ngữ “giới hạn thấp cháy nổ” hiểu nồng độ thấp, tính theo thể tích, chất khí hỗn hợp khí nhiệt độ 25oC áp suất 101,325 kPa gây cháy không khí bảng 7.11 thành phần khí tạo thành từ hoạt động bãi chôn lấp Bảng 7.11 Thành phần khí tạo thành bãi chôn lấp % Thể tích khô Thành phần Nguồn dẫn liệu: Nguồn dẫn liệu: Theo Ham R.K (1984) Theo Hocks – J (1985) Metan (CH4) 47,5 55,5 Carbon dioxit (CO2) 47,0 41,2 Nitơ (N2) 3,7 2,1 Oxy (O2) 0,8 1,1 Hydro (H2) 0,1 0,01 Đặc thù Nhiệt độ (tại nguồn) Nhiệt lượng Trọng lượng riêng Độ ẩm 41oC 17.700KJ/m3 1,04 (so với khí H2) Bão hòa Ghi chú: trích dẫn từ Ham R.K (1984) Robinson (1986)và Hocks.J (1983) Van Den Broek (1985) - 51 - Ngoài ra, thành phần khí chứa số khí khác hydrocacbon (CH2); Toluend (C6H5CH3); Benzen (C6H6) điều kiện bãi chôn lấp hoạt động ổn định sau thời gian từ – năm Tốc độ sản sinh khí thải bãi chôn lấp phụ thuộc vào số yếu tố sau: - Sự thẩm thấu lượng cacbon thực vật axit rượu hình thành trình chôn lấp phế thải làm giảm khả tạo khí - Lượng nước bên túi khí, nhiều làm vi khuẩn không đạt chức cao trình tạo khí - Nếu có độ kiềm tăng làm độ pH giảm sản sinh axit phế thải củng làm giảm lượng khí - Khi nhiệt độ phế thải tăng củng làm giảm lượng khí - Do phế thải đóng bánh thành khối dầy nhiều mãnh vụn bột củng làm giảm trình sinh khí - Nếu phế thải có chứa hóa chất độc hại củng ngăn cản vi khuẩn tạo khí metan thiếu hụt dinh dưỡng Thông thường khí ga bãi chôn lấp có sản lượng lớn năm đầu tiên, đạt khoảng từ – 14 m3CH4/1 phế thải khô, kéo dài khoảng 20 năm kể từ giai đoạn yếm khí xuất Sau khả sản sinh khí bị giảm dần, chí có bãi tượng nhỏ giọt (thu hồi khí tình trạng ngắt quảng), tạm dừng việc thu hồi khí thời gian Để dự báo khả thu hồi khí, áp dụng phương pháp tính toán sau đây: dL = − KL dt (7.3) Trong đó: L : khối lượng khí metan lại sinh (m3/tấn phế thải khô) t : thời gian sau bãi chôn lấp trở thành yếm khí (năm) K: số sinh khí (năm) dL = − Kdt L (7.4) Tích phân: Lt = Lo.e -kt G = Lo - Lt - 52 - G = Lo – Lo.e –kt = Lo(1 – e –kt) (7.5) Trong đó: G : khối lượng khí metan sản sinh đến thời gian t Lo : khối lượng cuối khí metan sản sinh Lt : khối lượng khí metan sản sinh sau thời gian t L20 : khối lượng khí metan sản sinh sau thời gian 20 năm K, k : số tốc độ sinh khí Nếu giả sử Lo = 130 m3khí/tấn phế thải khô 90% lượng khí metan sản sinh 20 năm sau bãi chôn lấp trở nên yếm khí L20 = 10%(130) = 13 m3/tấn phế thải khô Lt = Lo.e –kt ⎡ Lt ⎤ –kt ⎥ = ln.e = - kt.lne = - kt ⎣ Lo ⎦ ln ⎢ ln( 13 ) = - k.20 130 k=-( 2,3 ) = 0,11 năm -1 20 (7.6) sử dụng tỷ lệ không đổi lập theo bảng sau(bảng 7.12) bảng 7.12 Các năm sau Khí ga sinh Khí ga tạo Khí ga sản sinh trung bãi trở nên yếm tích lũy giai đoạn năm bình hàng năm khí (m3/tấn phế thải khô) (m3/tấn phế thải khô) thời kỳ cột 27 27 13,5 48 21 10,5 65 17 8,5 78 13 6,5 10 89 11 5,5 20 117 - 2,8 30 126 - 0,9 - 53 - Thí dụ phương pháp ước tính xác định tỷ lệ sản sinh khí tạo thành Để thu gom khí tạo thành bãi chôn lấp cần phải có kiểm soát chặt chẽ bãi chôn lấp phế thải hợp vệ sinh từ khâu thiết khâu điều hành chôn lấp phế thải phải đạt yêu cấu sau: - Đảm bảo độ ẩm phế thải rắn từ 40% trở lên; trường hợp cần thiết cần phải tưới phun nước cho phế thải - Giữ pH ≈ 7,0 môi trường xung quanh, pH < 6,2 làm ngừng trình tạo khí metan phế thải - Nếu có tượng thiếu hụt dinh dưỡng bù đắp cách phun lên phế thải bùn đặc biệt vét từ cống ngầm - Đảm bảo lớp đất phủ phải đủ dầy lèn, nén chặt chống thẩm thấu khí qua tầng đất phủ 7.7.2 Thoát tán thu gom khí Khí metan bãi thải coi nguồn gây nguy hiểm, không an toàn không phát tán thu gom để chuyển thành nguồn lượng khác, dễ gây cháy, nổ ngạt thở người hay động thực vật bãi chôn lấp khu vực xung quanh Vì vấn đề phòng ngừa an toàn cho tất người điều hành làm việc bãi chôn lấp, khu vực thoát tán khí ga, khu vực tích tụ khí ga, ống dẫn thoát nước, nơi xử lý khí nơi có hệ thống tập trung khí metan cần thiết Việc không ngừng tạo khí ga bãi chôn lấp có nghĩa nguy hiểm tiếp tục cần phải có quan tâm đặc biệt đến hệ thống thông khí thiết kế Hai loại hệ thống thiết kế để kiểm soát thu hồi lượng từ khí metan : hệ thống thoát khí bị động hệ thống thoát khí chủ động Sơ đồ hai hệ thống thể hình 7.11 Hệ thống thoát khí bị động: Đối với bãi chôn lấp quy mô nhỏ vừa, người ta thường thiết kế hệ thống thoát khí bị động Đây hệ thống dựa trình tự nhiên để đưa khí vào khí ngăn cản không cho chuyển động vào khu vực không mong muốn Hệ thống xây dựng tường đất sét không thấm nước dầy từ 0,7 – m để ngăn chặn khí thấm qua Tường đất sét đắp từ đáy khoang chứa kéo dài lên tận lớp đất phủ giữ ẩm cho không bị khô nứt tạo khe thoát khí Phía tường có đào rãnh thoát khí, phủ đáy lớp sỏi, đá đường - 54 - kính 20 – 40 cm Từ giếng khoan, khí dẫn tới rãnh thoát khí để đưa vào không khí rãnh nhỏ ống nhựa, ống cao su… Khu vực thoát khí bị động phải cách biệt hẳn khu dân cư, khu sản xuất công nghiệp Thông thường khu vực xây dựng cạnh bãi chôn lấp quy định vùng cấm Nếu khu vực thoát khí xa nơi chôn lấp phải thiết kế hệ thống máy hút khí để đưa khí theo hệ thống ống nơi thoát khí Những yêu cầu cần đạt hệ thống thoát khí bị động bao gồm: - Tường đất sét phải giữ ẩm, chống nứt nẻ - Hệ thống mương rãnh thoát phải khô ráo, không để rác, đất lấp vào lòng mương rãnh - Lớp sỏi, đá hệ thống ống dẫn khí (nếu có) phải giữ khô để việc thoát khí thực dễ dàng - Hệ thống thoát khí ga đơn giản khoan giếng vào lớp phế thải sâu tối thiểu 1m đặt ống thu, thoát khí Chiều cao ống thoát khí phải cao đỉnh lớp đất tối thiểu 0,20 m để khí thoát thẳng bãi chôn lấp Hệ thống thông khí chủ động: Hệ thống thu hồi khí chủ động thiết kế bãi chôn lấp phế thải lớn, có nhiều phế thải Chúng thường xây dựng nơi xem có khả nguy hiểm khí thoát vào tòa nhà gần nơi mà thu khí ga xem có hiệu Khoảng cách đặt giếng thu gom khí: Khoảng cách đặt giếng thu hồi khí thông thường từ 70 – 100m Giới hạn bán kính giếng thu hồi khí xác định theo công thức: R= Q π D.h.q (7.7) Trong đó: R : bán kính thu hồi (m) Q : sản lượng khí (m3/h) D : tỷ trọng rác thải (tấn/m3) h : chiều sâu rác thải (m) q : tốc độ tạo khí (m3/tấn.giờ) Thực tế cho thấy chiều sâu lớp rác h = 15m, bán kính thu hồi khí R = 25÷30m sản lượng khí thu Q = 20m3/h Công thức (7.7) áp dụng với bãi chôn lấp - 55 - đầy Nếu đủ điều kiện tạo khí củng đảm bảo khoảng cách giếng thu khí từ 70 – 100m giếng thu khí đạt sản lượng từ 40 – 200m3/h Phương pháp đặt ống thu khí phun thẳng khoan giếng vào rác thải chôn lấp sâu tối thiểu 1m, tối đa khoan sâu tới đáy lớp lót Nếu rác thải đóng kết thành khối vững chắc, người ta đặt trực tiếp ống thu khí ga vào giếng khoan ống nhựa PVC đường kính tối thiểu 50mm Xung qunh ống tầng đá lọc đảm bảo độ rỗng để thu tối đa lượng khí ga tạo thành tạo đủ không khí cần thiết để chống lại việc dò khí Để khí vào ống nhựa dễ dàng, người ta khoan lỗ xung quanh ống nhựa khoảng cách 15cm Khi rác kết thành khối vững phải đóng ống thép củng khoan lỗ xung quanh vào giếng khoan Ống thép phải có đường kính lớn ống nhựa Hình 7.12 thể chi tiết giếng thu khí ga Đối với loại bãi chôn lấp khác nhau, phương pháp đặt ống thu khí củng khác Ngoài hệ thống thu hồi khí ga thẳng đứng trình bày trên, bãi chôn lấp đắp cao theo kiểu cầu vồng áp dụng phương pháp đặt hệ thống thu hồi khí kiểu nằm ngang Kích thước ống vị trí đặt ống tương tự phương pháp phun thẳng Hệ thống thu khí nằm ngang áp dụng Để đảm bảo việc thu hồi khí ga tốt hơn, người ta thiết kế hệ thống phun nước vào bãi chôn lấp nhằm đảm bảo độ thủy phân rác thải, giữ không cho oxy lọt vào túi khí tạo vi sinh vật ưa khí kéo theo vi sinh vật kỵ khí làm chậm trình sản sinh khí metan Mặt khác việc phun nước vào rác thải giữ cho độ ẩm rác đảm bảo không cho khí metan thoát vào không khí Ngược lại độ ẩm cao ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm khí thu hồi, để khắc phục tình trạng người ta thiết kế hệ thống rút nước thải từ bãi chôn lấp (nước tro) Hệ thống thu hồi nước tro đặt phía thấp bãi chôn lấp Nhiều hệ thống rút nước tro qua xử lý lại bơm phun trở lại cho phế thải Hệ thống rút khí nối với bơm chân không hay quạt gió hệ thống ống dẫn đến nơi xử lý thường có tượng ngưng tụ nước thành ống cần có vị trí thải nước thích hợp hệ thống thu hồi khí Điểm cần ý việc thiết kế hệ thống thu hồi khí nên thiết kế hệ thống rút khoảng từ 20 – 70% thể tích khí tạo từ bãi thải thực tế cho thấy rút 70% thể tích khí tạo ra, có tượng không khí lọt vào hệ - 56 - thống thu khí Sức ép áp suất nước bên khí phun khoảng 60cm nước hoàn toàn phù hợp cho việc tạo khí phía Để thiết kế hệ thống thu hồi khí ga có hiệu quả, cần có cách nhìn tổng quát khả rút khí ga bãi chôn lấp phương pháp dùng sức nén áp suất không khí cao để xác định vị trí tập trung khí ga kiểm tra mức độ phun thẳng lên khí ga Nếu xây dựng bãi chôn lấp gần với bãi chôn lấp đầy có hệ thống thu hồi khí ga việc thiết kế hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp phải hợp hai hệ thống làm Xây dựng hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp cần phải sử dụng số tiền vốn lớn, kiểm tra xác định chắn khả thu hồi khí ga bãi chôn lấp cần thiết phải chứng minh cụ thể Lưu ý rằng: phần giới thiệu việc thu hồi khí ga bãi chôn lấp Để sử dụng khí ga nguồn lượng có giá trị phải qua công đoạn xử lý khác theo công nghệ riêng Chỉ dẫn an toàn khí metan: trường hợp chưa có khí thoát tán thu hồi khí vị trí có khả tập trung khí gây cháy, nổ - cần phủ lên rác lớp đất dầy để giảm khí tập trung Khí ga loại bỏ khí oxy đất phế thải làm rễ không phát triển (bị nghẹt thở), bãi chôn lấp phủ lớp đất dầy 1m trở lên tình trạng khắc phục Các thành phần hydrosunphit (H2S), methyl mecaptans (CH3SH) khí gây mùi thối khác biệt Mùi loại bỏ khí thoát tán đốt cháy Có thể sử dụng lớp lọc đá dầy – 2m để làm giảm mùi Trong quy trình quản lý bãi chôn lấp rác thải đô thị cần phải đưa vào quy định an toàn sau: Không để người làm việc bãi chôn lấp đắp đất lên nơi chưa phủ kín phế thải, đào mương làm mương rãnh… mà phải có hai người phải trang bị bảo hộ lao động đầy đủ Trong trường hợp hai người bị ngạt khí ga, người lại đưa người nơi an toàn Người làm việc bãi chôn lấp phải đào tạo riêng nguy hiểm khí cách cấp cứu - 57 - Phải có biển báo, rào chắn có dây thừng bao quanh thiết bị phun khí ga giếng khoan đặt thiết bị thu khí Cấm hút thuốc đốt lửa bãi chôn lấp khí có giếng khoan lắp đặt thiết bị thu khí hay thu hồi khí bãi thải Khi có hệ thống thu hồi khí bãi chôn lấp, phải kiểm tra nghiêm ngặt để xác định rõ mức độ giảm ô nhiễm bãi thải khu vực lân cận, củng ngăn chặn khả gây cháy, nổ nơi tập trung khí metan, đồng thời tìm biện pháp giảm tượng đến mức tối thiểu Những nơi khí metan có khả tập trung tới – 15%, cần lắp đặt thiết bị đo để báo trước tập trung khí metan mà tìm cách khắc phục báo cho người đề phòng tránh xa nơi Trong hoàn cảnh cho phép xây tường, rào chắn để đảm bảo an toàn 7.8 ĐÓNG BÃI VÀ SỬ DỤNG LẠI MẶT BẰNG BÃI CHÔN LẤP RÁC THẢI ĐÔ THỊ 7.8.1 Điều kiện đóng bãi Việc đóng cửa bãi chôn lấp thực khi: - Lượng rác thải chôn bãi chôn lấp đạt dung tích lớn thiết kế kỹ thuật - Cơ quan vận hành (chủ vận hành) bãi chôn lấp không muốn tiếp tục vận hành bãi rác - Bãi rác đóng cửa với lý khác Việc đóng cửa bãi chôn lấp phải tuân thủ theo nguyên tắc sau: 1) Trong trường hơp, quan vận hành bãi chôn lấp phải gửi công văn tới quan có thẩm quyền quản lý môi trường để thông báo xác thời gian đóng bãi chôn lấp 2) Trong thời hạn tháng kể từ ngày đóng bãi chôn lấp, chủ vận hành bãi chôn lấp phải đệ trình tới quan có thẩm quyền quản lý môi trường báo cáo trạng đóng bãi Báo cáo phải tổ chức chuyên môn độc lập thực hiện, bao gồm nội dung sau: - Hiện trạng hoạt động, hiệu khả vận hành tất công trình bãi chôn lấp bao gồm: hệ thống chống thấm bãi chôn lấp, hệ thống thu gom xử - 58 - lý nước rác, hệ thống quản lý nước mặt, nước ngầm, hệ thống thu gom khí sinh học củng toàn hệ thống giám sát chất lượng nước ngầm - Việc tuân thủ tiêu chuẩn thải thải nước môi trường, chất lượng nước ngầm củng phát thải khí sinh học - Việc tuân thủ quy định hành quy chế giấy phép liên quan đến lớp phủ cuối củng phục hồi cảnh quan khu vực bãi chôn lấp - Báo cáo phải làm rõ trường hợp không tuân thủ quy định quy chế giấy phép vận hành phải rõ biện pháp khắc phục - Tại bãi đóng cửa phải dựng rào chắn gắn biển thông báo Biển báo đặt vị trí dễ nhìn thấy, ghi rõ ràng bãi chôn lấp đóng cửa, không thực hoạt động chôn lấp rác Hàng rào chắn nhằm ngăn chặn xâm nhập tự 7.8.2 Phục hồi sử dụng lại mặt bãi chôn lấp Việc sử dụng lại mặt bãi chôn lấp phế thải cần quan tâm từ giai đoạn thiết kế ban đầu Cần có kế hoạch đầy đủ cho việc sử dụng lại mặt bãi chôn lấp, có lợi cho cộng đồng để thuyết phục ý kiến phản đối dân chúng tiến hành xây dựng bãi Bãi thải sau kết thúc chôn lấp (khoảng 15 năm) xây dựng thành công viên, sân bóng, bãi đỗ xe nơi vui chơi giải trí Khi định lựa chọn sử dụng lại bãi thải cần ý mục tiêu liên quan đến việc cải tạo bãi chôn lấp sau: - Khôi phục lại màu mỡ lành mạnh cảnh quan - Cho phép sử dụng lại đất cách linh hoạt tương lai đảm bảo theo quy hoạch - Làm hài hòa với cảnh quan xung quanh - Đảm bảo môi trường cho hệ động thực vật cân sinh thái - Đem lại lợi nhuận sau tái sử dụng Những vật liệu thỏa mãn điều kiện sau sử dụng làm vật liệu phủ trung gian lớp rác thải: 1) Có hệ số thấm ≤ 1.10-4cm/s có 20% khối lượng có kích thước ≤ 0,08mm 2) Vật liệu phủ phải có đặc tính sau: - Có khả ngăn mùi - không gây cháy - 59 - - Có khả ngăn loại côn trùn, động vật đào bới - Có khả ngăn chặn rác thải nhẹ bay Khi rác thải ô chôn lấp đạt độ cao cho phép, lớp phủ cuối tiến hành thứ tự từ thấp đến cao sau: 1) Tầng thu gom khí đất với chiều dày tối thiểu 30cm với hệ số thấm 1.10-3cm/s để thu gom khí 2) Tầng chống thấm có chiều dày tối thiểu 45cm với hệ số thấm 1.10-5 lớp màng tổng hợp chống thấm có chiều dày 1mm 3) Tầng đất có chiều dày tối thiểu 45cm để bảo vệ lớp chống thấm nói 4) Tầng đất trồng trọt có chiều dày tối thiểu 15cm Các tầng làm vật liệu khác với quy định mô tả từ (1) đến (4) nói trên, phải đảm bảo hiệu tương đương Lớp phủ cuối phải có độ dốc tối thiểu 2% không vượt 30% để hướng dòng chảy phía tránh xói mòn Lớp vật liệu kết thúc lớp phủ cuối ô chôn lấp phải loại đất trồng trọt Các cây, cỏ trồng lớp không phép làm hư hại lớp chông thấm Những chổ bị thủng lỗ, rạn nứt lún sụt phát thấy lớp phải xử lý gia cố Sơ đồ cấu tạo lớp bao phủ bề mặt ô chôn lấp rác sau đóng bãi thể hình 7.13 Trong thời gian năm liên tục kể từ ngày đóng bãi, kết phân tích nước rác mẫu lấy vị trí cửa vào trạm xử lý thấp giới hạn theo quy định TCVN 5945-1995 cho phép ngừng xử lý nước rác Quy định ngừng lấy mẫu, đo lường phân tích áp dụng cho việc giám sát nước ngầm, khí sinh học, kết phân tích đo lường liên tục năm thấp giới hạn cho phép quy định TCVN-1995 7.9 XỬ LÝ BÙN TẠI BÃI CHÔN LẤP Việc xử lý bùn bãi chôn lấp phế thải rắn dạng kết hợp bãi chôn lấp khô ướt điều gây khó khăn cho người quản lý phế thải Bùn xử lý bãi riêng phổ biến xử lý bãi chôn lấp rác sinh hoạt lý kinh tế Tuy nhiên xử lý bùn với rác sinh hoạt làm tăng nguy gây ô nhiễm nước rác đến - 60 - mạch nước ngầm nước mặt Do việc xử lý bùn bãi chôn lấp phế thải có số yêu cầu sau: - Tăng cường biện pháp bảo vệ môi trường cho bãi chôn lấp - Hệ thống thu gom xử lý nước rác phải trọng thích đáng - Nếu bãi chôn lấp nằm khu vực gây ô nhiễm cho mạch nước ngầm không nên chôn lấp bùn có hàm lượng hữu kim loại cao bãi thải Loại lượng phế thải: bùn cặn sau trình xử lý nước thải thường có độ ẩm lớn cần phải khử nước để khâu vận chuyển xử lý thuận lợi Phương pháp khử nước(làm khô) bùn cặn điều kiện tự nhiên Sân phơi bùn loại sân hở; sân phơi có mái che hố phân hủy bùn (ổn định bùn hiếu khí) Nếu gọi: W1 , P1: dung tích cặn độ ẩm cặn trạng thái ban đầu W2 , P2 : dung tích cặn độ ẩm cặn trạng thái sau cặn khử nước Ta có: W2 = W1 (100 − P1 ) (100 − P2 ) (7.8) Công thức áp dụng bùn cặn có độ ẩm từ 80% trở lên Các phương pháp khử nước (làm khô) bùn cặn điều kiện nhân tạo bao gồm: lọc chân không; băng lọc; máy quay li tâm máy ép lọc Thành phần bùn tỷ lệ 4:1 phế thải rắn so với bùn thích hợp để áp dụng biện pháp kết hợp xử lý phế thải rắn bùn bãi thải Khi đánh giá độ an toàn bãi chôn lấp môi trường phải xét đến hàm lượng kim loại bùn Việc xử lý bùn bãi chôn lấp thường gặp khó khăn chất lỏng dính, trơn có mùi với hàm lượng vi khuẩn cao Nếu áp dụng phương pháp chôn lấp bề mặt đổ bùn vào khu vực chôn lấp, tạo tình trạng trơn lầy bề mặt làm việc, gây mùi xú uế Do để xử lý bùn, phương pháp mương rãnh phổ biến Biện pháp thông thường đổ rác xuống mương, sau đổ bùn vào cuối lớp rác khô lên với tỷ lệ rác bùn Trừ trường hợp đặc biệt, nói chung nên xử lý bùn ổn định, nghĩa bùn có độ ẩm thấp 85% Trong vài trường hợp củng xử lý bằng vôi bột - 61 - Các biện pháp vận hành việc xử lý bùn bãi chôn lấp phế thải rắn theo thứ tự đảm bảo an toàn kinh tế - 62 - ...Chương THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN 6.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TÁI CHẾ VÀ TÁI SỬ DỤNG LẠI CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ Tái chế hoạt động thu hồi lại từ chất thải thành phần... THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI Ở CÁC NƯỚC Các nước phát triển trước sử dụng hệ thống tái chế tương tự Việt Nam Tuy nhiên hệ thống tái chế thất bại giá trị tái chế vật liệu tái chế lẫn với rác thải. .. thống tái chế chất thải Tái chế Người tiêu dùng * Đầu tư * Đưa giá thu gom tái chế Các công ty sản xuất bán Hình 6.6 Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải Đức Rác thải bao bì Người tiêu dùng Chất thải