30 Nghien cuu trinh dien mo hinh san xua phan rac tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn v...
Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðơ thị Việt Nam” NGHIÊN CỨU TRÌNH DIỄN MƠ HÌNH SẢN XUẤT PHÂN RÁC CHO CÁC ðƠ THị KHU VựC NÔNG THÔN Nguyễn Văn Phước, Phan Xuân Thạnh Khoa Môi trường, Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM TĨM TẮT Do đất chật người đơng chất thải rắn khơng vấn đề xúc thành phố lớn mà thị trấn, thí tứ khu vực nơng thơn Vì vậy, việc tìm kiếm cơng nghệ xử lý phù hợp với điều kiện địa phương vơ cấp thiết ðề tài trình diễn mơ hình sản xuất phân rác cơng nghệ ủ hiếu khí với cấp khí tự nhiên hầm kín, đảm bảo vệ sinh mơi trường, tạo phân chất lượng tốt, đồng thời chi phí đầu tư vận hành thấp Kết ñề tài cung cấp đầy đủ thơng số kỹ thuật cần thiết cho việc triển khai cơng nghệ đại trà vào thực tế GIỚI THIỆU Kết thị hố khu vực nơng thơn phát sinh nhiều thị trấn, thị tứ với mật ñộ dân số cao ñiều kéo theo gia tăng nhanh chóng lượng rác thải Ở đây, thơng thường hệ thống thu gom xử lý rác chưa phát triển kịp thời,do với lượng rác lớn vượt q khả tự làm môi trường nông thôn trước ñây, nên phát sinh vấn ñề mơi trường rác Do việc quy hoạch thực thi kế hoạch thu gom xử lý rác cho khu vực thị nơng thơn vấn ñề cấp bách ñể cải thiện ñiều kiện vệ sinh mơi trường đồng thời, yếu tố tạo tiền đề cho q trình phát triển kinh tế – xã hội, tiến tới thực thắng lợi mục tiêu cơng nghiệp hố, thị hố ñất nước theo hướng phát triển bền vững Tuy nhiên, việc lựa chọn mơ hình xử lý rác thích hợp cho khu vực thị nơng thơn với nguồn kinh phí eo hẹp, hạn chế nhân lực trình độ, bên cạnh đó, gặp khó khăn đặc điểm tự nhiên khu vực ðồng sơng Cửu Long (ðBSCL) có đất yếu, thường bị ngập lũ việc làm đòi hỏi có tính chun mơn cao TÌNH HÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TẠI LAI VUNG Công tác thu gom rác thị thị trấn Lai Vung Ban Giao Thơng cơng trình cơng cộng huyện thực Tổng số nhân viên 32 người Phương tiện thu gom rác chủ yếu gồm xe ñẩy tay bánh với thể tích 0,5-1,0 m3, xẻng dụng cụ bảo hộ lao ñộng Xe chở rác: xe 2,5tấn ðịa bàn thu gom rác chủ yếu tập trung khu vực trị trấn Lai Vung, nguồn rác thu gom gồm: rác từ hộ gia đình, cơng sở trường học, chợ, trung tâm thương mại, quét, vệ sinh ñường phố Rác từ sở tiểu thủ cơng nghiệp địa bàn thị trấn Lai Vung chưa ñược thu gom, hầu hết sở tiểu thủ cơng nghiệp tập trung khu vực ven thị trấn với khoảng cách xa , ñiều kiện sở vật chất phương tiện ñội ngũ thu gom rác chưa đáp ứng Khoa Mơi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -267- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Trên địa bàn huyện Lai Vung chưa có bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh nhà máy phân rác Lai Vung ngưng hoạt động, rác thu gom, vận chuyển ñến bãi rác ñổ lộ thiên Bãi rác huyện Lai Vung có diện tích khoảng 4000m2 nằm cách tâm huyện 4km, cách tỉnh lộ 80 khoảng 500m Tại nhà máy xử lý CTR Lai Vung hữu rác ñược ñổ bỏ tùy tiện gây mùi hôi thối lan tỏa vào khu vực xung quanh, gây khó chịu cho dân cư người ghe xuồng ñi ngang qua Nước rác tích lũy với nước mưa bãi rác ngấm vào nước mặt, tràn ñồng ruộng vào mùa mưa, lan truyền chất nhiễm độc hại ñôi tràn vào ao nuôi cá, làm cá chết Do rác tích ngày gia tăng nên đơn vị quản lý bãi rác ñã ñốt rác bãi Do ñốt tùy tiện không ñúng kỹ thuật nên CTR cháy khơng hòan tòan, phát sinh khói mù mịt mà chủ yếu CO lan tỏa vào mơi trường khơng khí xung quanh Vấn ñề quan trọng hơn, ñiều kiện ñốt không ñạt nhiệt ñộ cao phát sinh thành phần có tính độc hại cao dioxin ( chất độc da cam), ngun nhân gây bệnh ung thư, quái thai… PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ RÁC CHO LAI VUNG Qua phân tích cơng nghệ xử lý rác, trường hợp Lai Vung đưa nhận định sau: a Phương án xây dựng lò đốt lọai trừ chi phí đầu tư vận hành cao vượt ñiều kiện kinh tế Lai Vung Hiện nước chưa có nơi áp dụng lò đốt để xử lý rác sinh hoạt mà có lò đốt rác y tế chất thải công nghiệp nguy hại b Phương án chôn lấp hợp vệ sinh khơng phù hợp lượng rác q ( vài tấn/ngày), ñồng thời, quĩ ñất q nhỏ ( theo tính tóan sơ để chơn rác đến năm 2020, chiều cao chơn rác 10m cần 12.180 m2 chưa kể vành ñai cách ly theo ñúng qui ñịnh 300m) Trong ñó, khu xử lý rác hữu khoảng 4.000 m2 Ngoài ra, chi phí đầu tư thiết bị đầm nén rác cơng trình phụ trợ lớn làm cho suất đầu tư tăng Chơn lấp hợp vệ sinh kinh tế qui mơ lớn c Phương án sản xuất phân rác kỵ khí khơng phù hợp chi phí đầu tư lớn khó kiểm sóat khí thải (chứa mêtan) nước rác Do khí sinh học (70 – 150 Nm3/ngày tương đương 60 – 125 kWh/ngày) nên khơng có giá trị thu hồi lượng , xử lý tốn đầu tư vận hành đầu đốt, phải phát tán tự nhiên gây ô nhiễm môi trường d Phương án sản xuất phân compost hiếu khí với cấp khí cưỡng áp dụng chi phí cấp khí cao (khoảng 10 triệu đồng/tháng) nên khơng trì e Nếu trì nay: chơn lấp tùy tiện, đốt tùy tiện khơng đáp ứng u cầu kỹ thuật gây nhiễm mơi trường ngày nghiêm trọng hơn, mùi hôi, vi trùng, nước rác khí thải độc hại chứa CO chí dioxin lan tỏa ðề xuất phương án công nghệ xử lý rác cho Lai Vung: Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -268- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Căn vào đặc điểm cơng nghệ xử lý rác kết khảo sát ñiều kiện ñịa phương, ñề tài ñề nghị áp dụng cơng nghệ sản xuất phân Compost hiếu khí, ủ hầm kín với cấp khí tự nhiên (thiếu khí) quy mơ nhỏ để xử lý rác cho Thị trấn Lai Vung, với lý sau: • Do trình ủ xảy hầm kín nên dễ dàng kiểm sốt mùi hơi, nước rác, ñồng thời dễ kiểm sóat yếu tố kỹ thuật q trình ủ nhiệt độ, độ ẩm, tỉ lệ C/N … • Aùp dụng phương pháp cấp khí tự nhiên khơng tốn chi phí Qui trình cơng nghệ thể hình Giải thích QTCN: Trước tiên, rác từ xe ñổ xuống sàn tiếp nhận nhà máy Do rác chưa ñược phân lọai nguồn nên bố trí lực lượng phân lọai theo phương thức thủ cơng Rác phân lọai thành ba thành phần chính: a) phần hữu dễ phân hủy, b) thành phần tái sinh tái chế, c) thành phần trơ ñộc hại a) Phần hữu ñưa vào hầm ủ Hầm ủ ñược cấp khí tự nhiện từ đáy qua ống thu nước rác lớn vỉ tre, đồng thời cấp khí từ bề mặt rác.Vỉ lót đáy hầm ủ tre già đan sử dụng tre có khả chịu nước khơng bị ăn mòn nước rác chi phí thấp Nước rác chảy từ đáy hầm ủ ñược thu gom vào hố ga, nhờ bơm tuần hoàn hầm ủ, qua mạng ống phân phối tưới tạo ẩm cho khối ủ, ñồng thời giai ñọan ñầu N ñược bổ sung vào rác cách hòa trộn vào nước tuần hồn Rác hữu bổ sung ngày cho ñến ñầy hầm (khỏang 30-40 ngày), suốt thời gian rác ñã hoai phần lớn Sau đó, đóng cửa hầm tiếp tục ủ rác khỏang 60 ngày Khí sinh hoai rác qua ống thu khí phát tán ñộ cao 5m Tiếp theo, mở cửa hầm ñể thông thóang tự nhiên nhằm giảm độ ẩm Phần rác giảm ẩm ñưa ñi sàng, thu phần mùn nhuyển lọt qua lưới, phân hữu đưa tiêu thụ, phần thơ tuần hòan hầm ủ đưa chơn, đốt Cơng đọan nên bố trí thực vào mùa khơ Số lượng thể tích hầm ủ có dư so với lượng rác cần ủ nhiều Thơng thường lớp phân đáy hầm ủ có độ ẩm cao, khó rút nước tự nhiên, đưa rác sân phơi nhờ lượng mặt trời ñể giảm ẩm b) Các thành phần tái sinh, tái chế ñược lực lượng phân loại tập trung vào hầm trống chờ ñủ lượng cung cấp cho sở thu mua phế liệu c) Thành phần trơ độc hại đưa chơn lấp bãi hữu Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -269- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Rác sinh hoạt Rác tái sinh (giấy, nhựa, thuỷ tinh,…) Rác độc hại khó phân huỷ Rác hữu Phân chuồng Tái chế Chơn lấp an tồn Trộn Nước rò rỉ Ủ thiếu khí Sàng Mùn Phần thơ Vơ bao ðốt Tro Hình Quy trình cơng nghệ làm phân compost thiếu khí Cơng nghệ có ưu điểm sau: Cơng nghệ đơn giản, phù hợp với trình độ kỹ thuật dân địa phương Chiếm diện tích, phù hợp với ñiều kiện ñất ñai hạn hẹp khu xử lý Nước rỉ rác khơng có (do bay khối ủ) nồng độ chất nhiễm thấp tuần hòan nên xử lý ao sinh học Khí sinh ít, chứa lượng khí metan thấp, phát tán tự nhiên ðáp ứng nhu cầu sử dụng phân hữu để bón vườn cho khu vực lân cận Sử dụng lực lượng lao ñộng dư thừa chổ Chi phí thấp: kinh phí bán phần tái chế đủ chi trả nhân cơng bán phân hữu nhà máy trì khơng cần ngân sách bổ sung Cơng nghệ có nhược điểm khơng có điều kiện xáo trộn nên khối ủ khơng ñồng nhiệt ñộ, ñộ ẩm, thành phần, rác khơng băm nghiền nên kích thước lớn khơng ñồng ñều Tuy nhiên, nhược ñiểm ñược khắc phục cách kéo dài thời gian ủ, điều khơng làm tải hầm ủ lượng rác thực tế không nhiều TRIỂN KHAI THỰC TẾ Tổ chức thực phân lọai rác bãi: Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -270- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” a Nhân sự: người (một người ñội thu gom rác người sống cạnh bãi rác) ñã ñang thu nhặt phế liệu rác b ðào tạo: hướng dẫn lực lượng phân lọai, chia rác thành nhóm sau: - Nhóm 1: Rác hữu dễ phân hủy gồm rác thực phẩm rác vườn - Nhóm 2: Bao bì nylon, nhựa - Nhóm 3: Kim loại, lon thiếc, lon nhơm - Nhóm 4: Giấy - Nhóm 5: Thủy tinh - Nhóm 6: Vật liệu làm củi: sọ dừa, cành khô, gỗ - Nhóm 7: Rác hữu khó phân hủy phần lại Sơ đồ quy trình phân loại thể hình QUY TRÌNH PHÂ N LOẠI RÁ C TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁ C HUYỆ N LAI VUNG-ĐỒ NG THÁP LON KIM LOẠI NYLON, NHỰA GIẤ Y CÂ N XE CHỞ RÁ C BÃ I PHÂ N LOẠ I RÁ C BÃ I CHỨ A RÁC KHÓ PHÂ N HỦ Y SINH HỌC CÂ N GỖ , CỦ I THỦ Y TINH Ủ PHÂ N COMPOST (thự c phẩ m) Hình Quy trình phân loại rác nhà máy xử lý rác Lai Vung–ðồng Tháp a) c) b) Hình Cơng đoạn phân loại thu hồi phế liệu a) Phân loại rác b) Cân rác c) Phế liệu đóng bao Các chất tái chế đóng bao cho vào kho, khối lượng nhiều bán cho ñơn vị thu mua phế liệu Triển khai qui trình ủ: Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -271- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Phần rác hữu sau phân lọai cho vào hầm ủ, ñược rải ñều diện tích hầm cho ñến ñầy khỏang 2/3 hầm Thời gian thực cơng đọan phân lọai cho rác vào hầm khoảng – giờ/ngày Hàng ngày, phải bơm nước rác tuần hoàn lần vào buổi sáng buổi trưa lần 15 phút.Công nhân chuyển rác vào hầm ủ cách thủ công, gánh sọt rác chứa chất hữu ñến hầm ủ ñổ vào, ñóng cửa hầm b) a) c) Hình Vận hành hầm ủ a) Cho rác vào hầm ủ b) Rác hầm ủ c) Tuần hồn nước rỉ Khi hầm đầy khỏang 2/3 rác hữu cơ, đóng cửa hầm hòan tòan, tiếp tục trì tưới nước lần/ ngày, lần 15 phút Theo dõi thơng số q trình ủ gồm: Nhiệt độ, độ ẩm, pH trì thông số nằm khoảng tốt nhất: - Nhiệt ñộ khoảng 50 – 550C, - ðộ ẩm khoảng 50 – 60%, - pH khoảng 6,0 - 8,0 Sau thời gian tháng ( 60 ngày) khối ủ chín tạo thành phân, mở cửa hầm ủ lấy phân phơi cho ẩm Sau đó, lượng phân ñược ñưa qua sàng ñể tách phần chưa phân hủy kích thước lớn a) b) c) d) Hình Chất hữu ủ chín thành phân a) Nấm mốc bề mặt khối ủ b) Giun c) Phơi ẩm d) Sàng phân compost Cơng đoạn thực cơng nhân độc lập với cơng nhân phân loại Các chất khó phân hủy chuyển bãi phơi khơ trước cho vào lò ñốt Tro ñược trộn với phân mùn lọt qua lưới sàng ñể tăng thành phần Kali ñược sử dụng phân bón Khoa Mơi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -272- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” a) b) Hình Giai đoạn đóng bao thành phẩm a) ðóng bao thành phẩm b) Lò đốt rác khơng hoai KẾT QUẢ TRIỂN KHAI SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 5.1 Kết thống kê khối lượng phân loại chất thải rắn - Lai Vung Kết theo dõi lượng rác ñến khu xử lý kết phân loại 56 ngày thực ñề tài, tương ứng thời gian nạp ñầy rác hữu vào hầm ñầu tiên trình bày phụ lục Kết tổng hợp cho bảng Kết cho thấy thành phần rác tái sinh, tái chế chiếm tỉ lệrất nhỏ 1,76%, ñiều phù hợp với ñiều kiện kinh tế vùng thị nơng thơn Còn lượng rác hữu s/x phân compost khoảng 51,39% , 70 - 80% thường công bố tài liệu Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -273- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Bảng Khối lượng thành phần rác thị trấn Lai Vung Thành phần Rác hữu Rác Sọ dừa, lại củi Nhựa Thuỷ tinh Kim lọai Giấy Tổng, kg % 34.678 31.601 255,5 492,5 201,3 212,6 31 51,39 46,84 0,38 0,73 0,30 0,31 0,05 70 6.5 60 6.4 50 6.3 40 6.2 30 6.1 20 10 5.9 5.8 10 Nhiệ t độ 15 20 25 Độ ẩ m 30 35 40 pH 45 50 pH nhiệ t độ (oC), độ ẩ m(%) 5.2 Kết vận hành hầm ủ Các thông số vận hành hầm ủ Kết theo dõi thơng số kỹ thuật đống ủ thời gian nạp rác hữu thời gian ủ trình bày phụ lục Các thơng số nhiệt ñộ, pH ñược kiểm tra hàng ngày, ñộ ẩm bảy ngày kiểm tra lần Diễn biến nhiệt ñộ, ñộ ẩm pH ñống ủ thời gian nạp rác hữu thể hình Nhiệt ñộ khối ủ suốt thời gian nạp rác trì mức 50 oC, nhiệt độ giảm giảm thời gian phun nước ngược lại Tuy nhiên, nhiệt độ khơng thể tăng cao bề mặt khối ủ rộng nên có thất thóat lượng qua bề mặt Như vậy, thời gian nạp rác (kéo dài đến 56 ngày lượng rác thực tế ít) phần lớn rác phân hủy mạnh 55 60 thờ i gian (ngà y) Hình Diễn biến nhiệt ñộ, ñộ ẩm pH ñống ủ thời gian nạp rác hữu Tóm tắt kết theo dõi thơng số kỹ thuật đống ủ sau đóng cửa trình bày bảng Nhận xét: a Các thông số kỹ thuật trì khoảng phù hợp cho rác hũu phân hủy b ðộ ẩm lớp rác phía cao lớp nước di chuyển theo lực, kéo theo nhiệt ñộ thấp phần lớn lớp rác ñã phân hủy thời gian nạp rác Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -274- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” c Nhiệt độ lớp phía đống ủ ngày đầu mức cao: đến ngày thứ 10 ñ/v lớp VT3 ñến ngày thứ 23 ñ/v lớp VT4 Nguyên nhân lớp rác chưa kịp phân hủy giai đọan nạp rác Sau đó, nhiệt độ giảm dần đến ngày thứ 60 gần nhiệt độ mơi trường bên ngồi Như q trình ủ kết thúc Bảng Kết kiểm tra thông số kỹ thuật theo chiều cao hầm ủ Ngày Nhiệt ñộ(0C) ðộ ẩm(%) pH VT1 VT2 VT3 VT4 VT1 VT2 VT3 VT4 thứ 39,4 46,6 52,6 50,6 56,4 55,3 55,1 54,2 6,48 36,7 43,1 50,4 53,2 57,2 55,8 55,3 54,6 6,46 14 34,5 39,4 47,2 52,5 56,8 55,2 55,1 54,8 6,45 21 33,5 36,8 39,7 50,4 56,8 55,6 55,4 53,1 6,40 28 32,3 34,4 39,3 47,2 57 55,9 55 53,3 6,38 35 30,5 33,1 35,4 39,7 58,1 56,4 55,2 53,6 6,37 42 29,5 32,2 34,4 39,4 57,7 56,8 55,4 53,9 6,35 49 29,2 30,7 33,2 35,4 58,4 56,9 55,6 54,3 6,34 56 29,2 29,4 32,2 34,4 58,3 57,6 56,1 54,8 6,32 63 29,1 28,6 30,6 31,4 58,6 57,9 56,6 55,2 6,30 70 29,0 29,1 29,0 28,9 58,5 58,1 56,5 55,5 6,28 Ghi chuù: - VT1 – lớp rác gần đáy đống ủ; VT2 VT3 – lớp rác khu vực giũa đống ủ; VT4 lớp rác phía đống ủ 5.3 Kết kiểm tra khối lượng chất lượng phân compost Sau ñể nước nhận thấy bề mặt khối ủ có nấm mốc khối ủ có màu đất, dễ vỡ vụn Xác định tổng lượng phân lại hầm ủ, sau đưa qua sàng tách lọai phần có kích thước lớn 6mm Phần lọt qua lưới sàng đóng bao - sản phẫm phân hữu Bảng Kết kiểm tra khối lượng phân Loại phân Chưa qua sàng ðã qua sàng Còn lại Khối lượng phân hầm thứ I, kg 4.200 3.840 360 Khối lượng phân hầm thứ II, kg 1.560 1.130 430 Khối lượng phân hầm thứ III, kg 1.520 1.030 490 Bảng Tỉ lệ phân compost Tỉ lệ(%) Phân compost/ rác hữu Phân compost/ rác ban ñầu Hầm thứ I Hầm thứ II Hầm thứ III 12,11 6,22 15,25 7,13 14,32 6,84 Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -275- Trung bình 13,89 6,73 Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Tỉ lệ phân compost thu ñược chiếm khỏang 13,9% rác hữu khoảng 6,7% rác ban đầu ðây thơng số có ý nghĩa thực tiễn cao tính tốn đầu tư nhà máy sản xuất phân rác Tiếp theo phân ñã ñược phân tích thành phần C,N, P, K ñặc biệt kim loại nặng Mẫu phân lấy theo ngun tắc ¼ Kết phân tích mẫu phân trình bày phụ lục Tổng hợp chất lượng mẫu phân trình bày bảng sau: Bảng Kết phân tích mẫu phân TT CHỈ TIÊU ðƠN VỊ 01 02 03 04 05 06 07 08 C N P K Pb Hg Cd As % % % mg/Kg mg/Kg µg/Kg mg/Kg mg/Kg PHƯƠNG PHÁP TCVN 4050 – 85 TK AOAC 955,04 – 1990 TK AOAC 955,04 – 1990 TK AOAC 983,02 – 1990 TK AOAC 980,01 – 1990 TK AOAC 980,01 – 1990 TK AOAC 980,01 – 1990 TK AOAC 980,01 – 1990 Mẫu 27,9 2,74 1,16 2,26