Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ

Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố cần thơ

BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF

TỪ RÁC THẢI SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN

THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Cán Bộ Hướng Dẫn: Sinh Viên Thực Hiện:

Ts NGUYỄN XUÂN HOÀNG Trương Thanh Tùng B1205122

Nguyễn Văn Tâm B1205101

Cần Thơ, 5/2016

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Cần Thơ , Ngày Tháng Năm 2016

Ts Nguyễn Xuân Hoàng

LỜI CẢM ƠN

Sau những tháng ngày được học tập và rèn luyện tại trường đại học cần thơ, đặc biệt được các thầy cô bộ môn kỹ thuật môi trường hướng dẫn tận tình cuối cùng thì mọi

cố gắng sau 5 tháng miệt mài nghiên cứu học tập thì chúng em cũng đã hoàn thành

được đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt

trên địa bàn Thành phố Cần Thơ” Để hoàn thành tốt đề tài và đạt được kết quả

như mong đợi chúng em đã cố gắng hết mình kể từ bắt đầu đề tài cho đến khi kết thúc đề tài Bên cạnh những sự cố gắng đó, chúng em lúc nào cũng nhận được rất nhiều lời cổ vũ, động viên tinh thần từ gia đình, thầy cô và bạn bè khi chúng em gặp khó khăn trong lúc thực hiện đề tài, qua đó giúp chúng em có thêm sức mạnh, niềm tin để có thể hoàn thành tốt luận văn như ngày hôm nay Nhân đây chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến:

- Thầy Nguyễn Xuân Hoàng người đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kinh nghiệm quý báo của mình cho chúng em Sau khi được làm việc với thầy chúng em

đã tích góp được những thứ quý giá, nâng cao cho chúng em có tính chuyên nghiệp hơn trong công việc, giúp chúng em có đủ tự tin hơn để bước tiếp trên con đường

mà chúng em đã chọn cho mình

- Thầy Hoàng Vĩ Minh đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện về vật chất lẫn tinh thần cho chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài này Nhân đó chúng em cũng bày tỏ lòng biết ơn đến ban Giám Đốc công ty cơ khí Thế Dân đã giúp đỡ cho chúng em trong suốt quá trình thực hiên luận văn

- Quý Thầy cô trong bộ môn kỹ thuật môi trường và tất cả các bạn làm luận văn trong học kỳ này đã hỗ trợ và giúp đỡ nhiệt tình cho chúng em

- Các anh chị trong đội thu gom chất thải của công ty môi trường Linh Linh

đã hỗ trợ và cho mượn phương tiện thu gom đễ chúng em có đầy đủ nguyên liệu phục vụ cho đề tài

- Cuối cùng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình và người thân lúc nào cũng là điểm tựa lý tưởng, là hậu phương vững chắc cho chúng con

Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức vẫn còn hạn chế và thời gian tương đối ngắn không tránh được những sai sót, rất mong được sự góp ý chân thành từ quý thầy cô và các bạn để đề tài của chúng

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải sinh hoạt trên

địa bàn Thành phố Cần Thơ” Được thực hiện với mục đích nghiên cứu sản xuất

thanh nhiên liệu và xử lý rác sinh hoạt cho thành phố Cần Thơ Đề tài được thực hiện tại Khoa Môi Trường Và TNTN và Cty cơ khí Thế Dân Mẫu rác sau khi lấy

về sau đó được phân loại thành các thành phần cháy được và thành phần không cháy được Các thành phần không cháy được sẽ được trả lại cho công ty Công Trình

Đô Thị Còn các thành phần còn lại sẽ được đem đi xác định độ ẩm và hàm lượng tro Chất hữu cơ sẽ được đem đi giảm độ ẩm và giảm mùi hôi dưới ánh nắng, các thành phần còn lại như giấy, vải, plastic sẽ được cắt nhỏ Sau đó các chất thải sẽ được phân thành 3 nhóm, Nhóm 1: Chất hữu cơ nhóm 1, nhóm 2: nilon, nhựa, xốp, nhóm 3: giấy, vải

Các nhóm 1, nhóm 2 và nhóm 3 sẽ được phối trộn với nhau thành 2 nghiệm thức: NT1 là các thành phần sẽ phối trộn giống như phần trăm thành phần rác đã phân loại, NT2 sẽ dựa trên NT1 và thêm 10% plastic Hai nghiệm thức sẽ được ép trên các vùng nhiệt: 180, 200, 220, 250, 3500C Các sản phẩm tạo ra sẽ được đem đi phân tích các chỉ tiêu: tỷ trọng, độ ẩm, hàm lượng tro, nhiệt trị Sau đó sẽ tiến hành

so sánh kết quả phân tích các nghiệm thức với nhau để tìm ra khoảng nhiệt trị thích hợp để xem chất lượng sản phẩm RDF tạo thành có thể ứng dụng vào thực tế được hay không từ đó đề xuất quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu RDF cho thành phố Cần Thơ

CAM KẾT KẾT QUẢ

Chúng em xin cam kết kết quả này là hoàn toàn dựa trên các kết quả nghiên cứu của chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Cần Thơ, Ngày Tháng Năm 2016

Nguyễn Văn Tâm Trương Thanh Tùng

MỤC LỤC

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

1.2.3 Nội dung 2

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1.1 Khái niệm về CTR 3

2.1.2 Nguồn gốc phát sinh 3

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác 4

2.1.4 Đặc tính lý học của rác 5

2.1.5 Đặc tính hóa học của rác 7

2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ XỬ LÝ CTR TRÊN THẾ GIỚI 11

2.3 HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Ở VIỆT NAM 13

2.3.1 Công tác quản lý CTR 13

2.3.2 Hoạt động xử lý CTR 15

2.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC THU HỒI NHIỆT: 21

2.5 GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 29

2.5.1 Vị trí địa lý 29

2.5.2 Đặc trưng khí hậu 30

2.5.3 Đặc trưng địa hình, địa mạo, địa chất 30

2.5.4 Đặc trưng chế độ thủy văn 31

2.5.5 Hoạt động về CTR sinh hoạt Tp Cần Thơ 31

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN 34

3.1 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 34

3.1.1 Thời gian thực hiện đề 34

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34

3.2.1Phương pháp nghiên cứu 34

3.2.2Phương pháp phân tích 38

3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 39

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU TỪ RÁC THẢI SINH HOẠT 40

4.1.2Đánh giá thành phần sản xuất thanh nhiên liệu RDF 41

4.2 THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF 43

4.2.1 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị nén bêtông 43

4.2.2 Thử nghiệm sản xuất RDF bằng thiết bị ép đùn có gia nhiệt 44

4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN XUẤT THANH NHIÊN LIỆU RDF 47

4.3.2 Đánh giá nhiệt trị của thanh nhiên liệu RDF 54

4.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT 58

4.4.1 Quy trình sản xuất thanh nhiên liệu RDF của đề tài 58

4.4.2 Tính toán và áp dụng sản xuất RDF từ rác tại Tp Cần Thơ 61

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

5.1 KẾT LUẬN 63

5.2 KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần rác ở một số tỉnh thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long (%) 5

Bảng 2.2 Trọng lượng riêng của rác đô thị 6

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của các chất trong rác 8

Bảng 2.4 Nhiệt trị một số thành phần của CTR 9

Bảng 2.5 Thành phần chất trơ và năng lượng chứa trong rác đô thị 10

Bảng 2.6 Lượng phát sinh CTR đô thị ở một số nước 11

Bảng 2.7: Tỷ lệ CTR xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một số nước 13

Bảng 2.8 Tình hình phát sinh CTR năm 2012 15

Bảng 2.9 Lượng rác phát sinh ở các đô thị và tỷ lệ thu gom tương ứng 16

Bảng 2.9 Phân loại RDF theo ASTM 24

Bảng 3.1.Nhóm các vật liệu trong rác thải sinh hoạt .34

Bảng 3.2 Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 1 .35

Bảng 3.3 Ký hiệu mẫu và mô tả thí nghiệm 2 .36

Bảng 4.1: So sánh kết quả phân tích thành phần rác đầu vào 41

Bảng 4.3 Thông số nguyên liệu sản xuất RDF 43

Bảng 4.4 Mẫu thí nghiệm và các thông số nén ép 43

Bảng 4.7 Mẫu thí nghiệm và các thông số đùn ép 47

Bảng 4.7: Tỷ trọng của sản phẩm và nguyên liệu đầu vào 50

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Các nguồn phát sinh CTR (nguồn: BTNMT, 2011) 4

Hình 2.3 Thực trạng công tác quản lý CTR ở Việt Nam .14

Hình 2.4 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác 16

Hình 2.5 Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiên hủy CTR đô thị ở Việt Nam (Nguồn: TCMT tổng hợp, báo cáo môi trường quốc gia, 2001) .17

Hình 2.6: Hệ thống đốt rác thu hồi năng lượng 22

Hình 2.7 : Quy trình đốt rác liên tục .23

Hình 2.8 Thiết bị ép đùn và sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải 26

Hình 2.9 Sản phẩm nguyên liệu từ vỏ trấu và ngô 26

Hình 2.13 Công nghệ MBT-CD.08 Xử lý Rác thải 29

Hình 3.1 Máy nén bê tông và khuôn ép 37

Hình 4.1 Thành phần rác sinh hoạt thí nghiệm 40

Hình 4.2 Biểu đồ tiềm năng nhiệt trị của các thành phần tạo RDF 42

Hình 4.3.Sản phẩm nhiên liệu rắn từ máy nén bêtông 44

Hình 4.4: Mô tả các sản phẩm cảm quan 46

Hình 4.6 Biểu đồ biến thiên tỷ trọng theo thành phần ở nhiệt độ 1800 50

Hình 4.9: Biểu đồ chênh lệch nhiệt trị giữa RDFn và RDF10p với tỷ lệ RDFp 55

Hình 4.9: Biểu đồ biến thiên nhiệt trị theo tỷ lệ nguyên liệu Error! Bookmark not defined. Hình 4.10: Biểu đồ biến thiên nhiệt trị theo tỷ lệ nguyên liệu 56

Hình 4.11 Biểu đồ sự biến thiên nhiệt trị theo nhiệt độ gia nhiệt 57

Hình 4.13:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thanh nhiên liệu của đề tài 60

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CTRCNNH: Chất thải rắn công nghiệp nguy hại

CTRYTNH: Chất thải răn y tế nguy hại

Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm trở lại đây, với tốc độ gia tăng dân số và quá trình phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đặc biệt là quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã gây sức ép không nhỏ đối với môi trường kéo theo các vấn đề kinh tế, an ninh xã hội…ngày càng phức tạp Trong đó đặc biệt vấn đề khó giải quyết nhất là vấn đề rác thải nay hiện chưa có biện pháp xử lý triệt để, đa số chủ yếu là chôn lấp gây thiếu hụt đất một lượng lớn đất canh tác

Theo báo cáo Hội Nghị Môi Trường Toàn Quốc Lần Thứ Iv (2015), trong năm

2014, khối lượng CTR sinh hoạt trên toàn quốc chiếm khoảng 23 triệu tấn, tương đương với 63.000 tấn/ngày, trong đó CTR sinh hoạt đô thị chiếm khoảng 32.000 tấn/ngày Hoạt động xử lý CTR chủ yếu bằng phương pháp phương pháp chôn lấp,

tỷ lệ CTR được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng CTR thu gom được Theo Nguyễn Xuân Hoàng và cộng sự (2014), lượng CTR ở ĐBSCL có hàm lượng chất hữu cơ cao chiếm từ 53 – 87% so với tổng lượng CTR, điều này gây bất lợi cho việc thu gom và chôn lấp do chúng là nguyên nhân chính tạo nên các phản ứng sinh học phát tán mùi và nước rỉ Theo số liệu thống kê (Bộ TNMT, 2011) về các nguồn chất thải ở ĐBSCL cho chất thải sinh hoạt phát sinh khoảng 1,3 triệu tấn/năm hầu hết lượng rác thải này chủ yếu xử lý bằng hình thức chôn lấp là chủ yếu, một số ít là

ủ compost theo quy mô hộ gia đình đã thực hiện tại Bến Tre, An Giang, Kiên Giang, Long An Có thể thấy tại Việt Nam vẫn xử lý rác theo hướng đối phó chưa

xử lý được triệt để

Ở các nước phát triển như: Nhật, Mỹ, Anh, Đức…việc xử lý rác bằng chôn lấp đã không còn được ưu tiên như trước họ chủ yếu xử lý theo xu hướng thu hồi nhiệt, tận dụng nguồn nhiệt này vào trong đời sống, sản xuất công nghiệp qua đó giảm được lượng lớn nhiên liệu như xăng, dầu, than đá… công nghệ sản xuất viên đốt RDF công nghệ đang được áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển và đã ứng dụng thành công

Công nghệ sản xuất RDF là một trong những phương pháp xử lý rác mang lại hiệu quả cao, giúp cho giảm thể tích, kích thước rác một cách đáng kể, hạn chế được mùi hôi, dễ vận chuyển và lưu trữ một lượng lớn rác thải, ngoài một số thành phần được phân loại trong công nghệ này còn được tái chế mang lại hiệu quả kinh tế, phần còn lại được ép thành thanh nhiên liệu phục vụ cho mục đích đốt thu hồi nhiệt Vì vậy công nghệ sản xuất RDF là một hướng ưu tiên cần được áp dụng ở nước ta hiện nay

và cần được nghiên cứu và triển khai vào thực tế

Là trung tâm tâm kinh tế của Đồng Bằng Sông Cửu Long, Cần Thơ đang bước vào giai đoạn phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa Công nghiệp hóa, đô thị hóa và dân số tăng nhanh cùng với mức sống được nâng cao là những nguyên nhân chính dẫn đến lượng phế thải phát sinh ngày càng lớn Theo báo cáo hiện trạng môi trường TP Cần Thơ, giai đoạn 2011-2015 cho thấy CTR sinh hoạt tại thành phố Cần Thơ trong 5 năm qua cho thấy thành phần rác thải sinh hoạt bao gồm: rác dễ phân hủy chiếm tỷ lệ từ 80 – 85%, nhựa cao su chiếm khoảng chiếm khoảng 8,3%,

giấy khoảng 2%, hàng dệt chiếm khoảng 1,4% Nhiệt trị của rác theo trọng lượng khô khá cao như: rác thực phẩm khoảng 4648 kJ/kg, giấy khoảng 16731 kJ/kg, nhựa khoảng 32533 kJ/kg, vải khoảng 17428 kJ/kg, da khoảng 17428 kJ/kg, vụn cây khoảng 6507 kJ/kg, gỗ khoảng 18590 kJ/kg.[3]

Qua các số liệu thống kê về rác thải sinh hoạt ở Tp Cần Thơ cho thấy, có thành phần chủ yếu là rác dễ phân hủy sinh học, giấy, plastic, hàng dệt là thành phần tương đối thích hợp để sản xuất thanh nhiên liệu RDF Vì thế nhóm chúng tôi quyết

định thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu sản xuất thanh nhiên liệu RDF từ rác thải

sinh hoạt trên địa bàn Thành phố Cần Thơ”

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Xác định nhiệt trị thích hợp cho quá trình đùn ép tạo RDF

Đánh giá chất lượng sản phẩm RDF tạo thành thông qua giá trị nhiệt trị

1.2.3 Nội dung

Phân loại các thành phần trong rác thải sinh hoạt, chọn lọc ra các vật liệu phù hợp làm nguyên liệu thô để sản xuất RDF

Giảm kích thước và ẩm độ các vật liệu trước khi đưa vào ép tạo RDF

Phối trộn các nhóm vật liệu thô của rác theo tỷ lệ thực của các vật liệu trong hỗn hợp rác sinh hoạt và tỷ lệ thực của rác được thêm 10 % plastic (tỷ lệ tính theo trọng lượng khô)

Tiến hành đùn ép các vật liệu trên các vùng nhiệt như: 1800C, 2000C, 2200C, 2500C,

3500C

Sản phẩm tạo thành được thử nhiệt trị, tương ứng với từng mức nhiệt trị là tỷ lệ vật liệu và nhiệt độ đùn tạo tương ứng

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1.1 Khái niệm về CTR

Theo Luật Bảo vệ và khôi phục Tài nguyên Mỹ (US EPA, 2000); trích Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), CTR bao gồm: rác nhà bếp (vỏ hộp sữa, bã cà phê…), vật phế thải (phế liệu kim loại, các chai lọ rỗng, giấy bìa…), bùn từ hệ thống xử lý nước thải, nước cấp hay các hệ thống xử lý ô nhiễm, các chất thải khác

ở dạng rắn, bán rắn, lỏng hay khí trong các vật chứa

Theo Nghị định 38/2015/NĐ-CP thì CTR là chất thải phát sinh từ các hoạt động ở các đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải khu dân cư, chất thải từ các hoạt động thương mại, dịch vụ đô thị, bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải do hoạt động xây dựng

Theo Nghị định 59/2007/2007/BTNMT, thì CTR, được thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động phân loại, thu gom, lưu trữ, vận chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý CTR nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu những tác động có hại đối với môi trường và sức khỏe con người CTR phát thải trong sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng được sản xuất công nghiệp, làng nghề, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác được gọi chung là CTR công nghiệp

Hình 2.1: Các nguồn phát sinh CTR (nguồn: BTNMT, 2011)

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và số lượng rác như sau:

 Điều kiện địa lý:

 Mùa vụ trồng trọt trong năm,

 Tần suất các lần thu gom,

 Việc sử dụng các máy nghiền thức ăn thừa,

Rác thực phẩm, giầy, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy rinh, lon, kim loại, lá cây, VLXD thải xây sửa nhà, đường

giao thông, vật liệu thải từ công trình

Đồ điện, điện tử hư hỏng, túi nilon, pin, săm lốp xe, sơn thừa, đèn neon hỏng, bao bì thuốc diệt

chuột/ruồi/muỗi

Rác thực phẩm, giầy, vải, da rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, kim loại, lá cây, rơm rạ, cành lá cây, chất thải

chăn nuôi

Đồ điện, điện tử hư hỏng, nhựa, túi nilon, pin, săm lốp

xe, sơn thừa, đèn neon hỏng, bao bì thuốc diệt chuột/ruồi/muỗi, bao bì thuốc bảo vệ thực vật Rác sinh hoạt của công nhân trong quá trình sản xuất

và sinh hoạt…

Kim loại nặng, giẻ lau máy, cao su, bao bì đựng hóa

chất độc hại

Chất thải nhà bếp, chất thải từ hoạt động hành chính,

bao gói thông thường…

Phê thải phẩu thuật, bông gạc, chất thải bệnh nhân, chất phóng xạ, hóa chất độc hại, thuốc quá hạn…

Thông thường

Nguy hại

Thông thường

Nguy hại

Thông thường

Nguy hại

Thông thường

Nguy hại

Các loại giấy thải

Kim loại

Thủy tinh Vải

Nhựa , cao

su

Gạch,

sứ

Các thành phần nguy hại

Linh tinh

b Ẩm độ của rác

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

và giá trị tiêu biểu là 70%

c Trọng lượng riêng của rác

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), trọng lượng riêng được hiểu là trọng lượng CTR trên một đơn vị thể tích (kg/m3) Trọng lượng riêng của CTR thay đổi tùy thuộc vào trạng thái của chúng như: xốp, chứa trong các thùng chứa (container), không nén, nén… Trọng lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu giữ chất thải Trọng lượng riêng của chất thải đô thị dao động trong khoảng 180  400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3

Bảng 2.2 Trọng lượng riêng của rác đô thị

d Khả năng giữ nước của rác

Theo Võ Đình Long và Nguyễn Văn Sơn (2008), thì khả năng giữ nước của rác là

toàn bộ lượng nước mà nó có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực Khả năng giữ nước của CTR là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán định lượng nước rò rỉ Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân hủy của chất thải Khả năng giữ nước của hỗn hợp rác (không nén) từ các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50 - 60%

e Khả năng thấm dẫn của rác nén

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), khả năng thấm dẫn nước của rác nén cũng là một đặc tính vật lý chi phối sự di chuyển của nước và không khí tại nơi chôn lấp Hệ số thấm thường được tính như sau:

K: hệ số thấm

k: khả năng thấm ở bên trong khối rác

C: hằng số vô hướng hay yếu tố hình dạng khối rác

d: kích thước trung bình của các lỗ rỗng trong khối rác

: trọng lượng riêng của nước

: độ nhớt của nước

f Kích cỡ của các hạt và tỉ lệ của chúng

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), thì kích thước và cấp phối hạt của các thành phần trong CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc tính toán và thiết kế các phương tiện cơ khí trong thu hồi vật liệu đặc biệt là sàng lọc phân loại CTR có thể được các định bằng một hoặc nhiều phương pháp như sau:

Do sự khác nhau đáng kể của các nguồn vật liệu mà tùy vào từng trường hợp cụ thể

mà chúng ta có thể sử dụng một trong các công thức trên cho phù hợp, (Theo Tchobanoglous et al., 1997)

2.1.5 Đặc tính hóa học của rác

a Thành phần hóa học của rác

Theo Pichtel et al., 2005, một số chỉ tiêu hóa học được xác định như sau:

 Ẩm độ (1050C trong 1 giờ), đây được coi là ẩm độ tương đối

 Chất bay hơi cháy được (9500C trong 7 phút ở môi trường không có oxy)

 Tro là phần còn lại sau quá trình đốt

 Các-bon cố định (phần các-bon còn lại sau khi đốt ở 600 – 9000C)

Các phân tích gần đúng này cho các số liệu để thiết kế quy trình thiêu hủy rác Ẩm

độ và tro chỉ thành phần không cháy được, ẩm độ làm tiêu tốn thêm nhiên liệu trong quá trình thiêu hủy rác, tro không tạo ra năng lượng ngược lại nó còn giữ nhiệt của quá trình cháy, do đó, khi chúng ta lấy tro ra khỏi lò sẽ mất đi lượng nhiệt này, thêm vào đó chúng ta còn phải quản lý và xử lý lượng tro tạo ra

Chất hữu cơ bay hơi và các-bon cố định ám chỉ khả năng thiêu hủy, sinh nhiệt của chất thải, lưu ý lượng các-bon cố định trong chất thải càng lớn thì cần thời gian lưu trong buồng đốt dài hơn

Lượng các-bon cố định có thể được ước tính bằng công thức sau:

% các-bon cố định= 100% - % ẩm độ -% tro - % chất hữu cơ bay hơi

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của các chất trong rác

b Nhiệt trị của rác

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), nhiệt trị là lượng nhiệt sinh ra do đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng CTR, Nhiệt trị của CTR phụ thuộc vào thành phần của CTR nhất là các thành phần có nhiệt trị cao như giấy, plastic, thực phẩm và rác vườn Có thể được xác định bằng một trong các phương pháp sau:

 Sử dụng nồi hơi có thang đo nhiệt lượng,

 Sử dụng bom nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm,

 Tính toán theo thành phần các nguyên tố hóa học

Do khó khăn trong việc trang bị nồi hơi có thang đo, nên hầu hết nhiệt trị của rác thành phần hữu cơ trong CTR đô thị đều được đo bằng cách sử dụng bom nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm Nhiệt trị trung bình và hàm lượng chất trơ của một

số thành phần trong CTR đô thị trình bày trong bảng

Bảng 2.4 Nhiệt trị một số thành phần của CTR Thành phần Nhiệt trị trung bình (kcal/kg)

Nguồn: Standard Handbook of Hazadous Waste Treatment and Disposal, Mc Graw-Hill

Nhiệt trị CTR khô được tính từ nhiệt trị rác ướt theo công thức sau:

Qkhô= (Qướt * 100) / (100 - % ẩm)

Còn nhiệt trị CTR không tính chất trơ tính như sau:

Qkhông trơ= (Qướt*100) / (100 - % ẩm - % tro)

Theo Tchobanoglous và Kreith (2002), nhiệt trị của rác được xác định theo công thức sau:

Nhiệt trị của rác (Btu/lb) = 145 C + 610 (H – 1/8 O) + 40 S + 10N

Bảng 2.5 Thành phần chất trơ và năng lượng chứa trong rác đô thị

Thành phần

Chất trơ % sau khi đốt

Khoảng biến thiên

Giá trị tiêu biểu Khoảng biến thiên

Giá trị tiêu biểu

Theo Khan et al 1991, công thức tính nhiệt trị của rác dựa trên lượng thức ăn thừa, giấy, cao su và nhựa trong rác của như sau:

E= 0,051[F +3,6(CP)] + 0,352 (PLR)

Với: E là năng lượng của rác, MJ/kg

F là phần trăm thức ăn thừa trong rác, (% theo trọng lượng)

CP là phần trăm giấy bìa và giấy trong rác, (% theo trọng lượng)

PLR là phần trăm giấy nhựa và cao su trong rác, (% theo trọng lượng)

Công thức này áp dụng tốt cho các loại rác chứa ít hoặc không chứa rác thực vật trong quá trình cắt, tỉa

2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ XỬ LÝ CTR TRÊN THẾ GIỚI

Theo Nguyễn Thị Anh Hoa (2006) , mức đô thị hóa cao thì lượng chất thải tăng lên theo đầu người, ví dụ cụ thể một số nước hiện nay như sau: Canada là 1,7kg/người/ngày; Australia là 1,6 kg/người/ngày; Thụy Sỹ là 1,3 kg/người/ngày; Trung Quốc là 1,3 kg/người/ngày Với sự gia tăng của rác thì việc thu gom, phân loại, xử lý rác thải là điều mà mọi quốc gia cần quan tâm

Ngày nay, trên thế giới có nhiều cách xử lý rác thải như: công nghệ sinh học, công nghệ sử dụng nhiệt, công nghệ Seraphin Đô thị hóa và phát triển kinh tế thường đi đôi với mức tiêu thụ tài nguyên và tỷ lệ phát sinh CTR tăng lên tính theo đầu người Dân thành thị ở các nước phát triển phát sinh chất thải nhiều hơn ở các nước đang phát triển gấp 6 lần, cụ thể ở các nước phát triển là 2,8 kg/người/ngày; Ở các nước đang phát triển là 0,5 kg/người/ngày Chi phí quản lý cho rác thải ở các nước đang phát triển có thể lên đến 50% ngân sách hàng năm Cơ sở hạ tầng tiêu hủy an toàn rác thải thường rất thiếu thốn Khoảng 30 - 60% rác thải đô thị không được cung cấp dịch vụ thu gom

Bảng 2.6 Lượng phát sinh CTR đô thị ở một số nước Tên nước Dân số đô thị hiện nay

(% tổng số)

LPSCTRĐT hiện nay (kg/người/ngày)

Trên thế giới, các nước phát triển đã có những mô hình phân loại và thu gom rác thải rất hiệu quả:

Nhật Bản: Các gia đình Nhật Bản đã phân loại chất thải thành 3 loại riêng biệt

và cho vào 3 túi với màu sắc khác nhau theo quy định: rác hữu cơ, rác vô cơ, giấy, vải, thủy tinh, rác kim loại Rác hữu cơ được đưa đến nhà máy xử lý rác thải để sản xuất phân vi sinh Các loại rác còn lại: giấy, vải, thủy tinh, kim loại, đều được đưa đến cơ sở tái chế hàng hóa Tại đây, rác được đưa đến hầm ủ có nắp đậy và được chảy trong một dòng nước có thổi khí rất mạnh vào các chất hữu cơ và phân giải chúng một cách triệt để Sau quá trình xử lý đó, rác chỉ còn như một hạt cát mịn và nước thải giảm ô nhiễm Các cặn rác không còn mùi sẽ được đem nén thành các viên gạch lát vỉa hè rất xốp, chúng có tác dụng hút nước khi trời mưa

Mỹ: Hàng năm, rác thải sinh hoạt của các thành phố Mỹ lên tới 210 triệu tấn

Tính bình quân mỗi người dân Mỹ thải ra 2kg rác/ngày Hầu như thành phần các loại rác thải trên đất nước Mỹ không có sự chênh lệch quá lớn về tỷ lệ, cao nhất không phải là thành phần hữu cơ như các nước khác mà là thành phần chất thải vô

cơ (giấy các loại chiếm đến 38%), điều này cũng dễ lý giải đối với nhịp điệu phát triển và tập quán của người Mỹ là việc thường xuyên sử dụng các loại đồ hộp, thực phẩm ăn sẵn cùng các vật liệu có nguồn gốc vô cơ Trong thành phần các loại sinh hoạt thực phẩm chỉ chiếm 10,4% và tỷ lệ kim loại cũng khá cao là 7,7% Như vậy rác thải sinh hoạt các loại ở Mỹ có thể phân loại và xử lý chiếm tỉ lệ khá cao (các loại khó hoặc không phân giải được như kim loại, thủy tinh, gốm, sứ chiếm khoảng 20%) (Lê Văn Nhương, 2001)

Singapore: Đây là nước đô thị hóa 100% và là đô thị sạch nhất trên thế giới

Để có được kết quả như vậy, Singapore đầu tư cho công tác thu gom, vận chuyển và

xử lý đồng thời xây dựng một hệ thống luật pháp nghiêm khắc làm tiền đề cho quá trình xử lý rác thải tốt hơn Rác thải ở Singapore được thu gom và phân loại bằng túi nilon Các chất thải có thể tái chế được, được đưa về các nhà máy tái chế còn các loại chất thải khác được đưa về nhà máy khác để thiêu hủy Ở Singapore có 2 thành phần chính tham gia vào thu gom và xử lý các rác thải sinh hoạt từ các khu dân cư

và công ty, hơn 300 công ty tư nhân chuyên thu gom rác thải công nghiệp và thương mại Tất cả các công ty này đều được cấp giấy phép hoạt động và chịu sự giám sát kiểm tra trực tiếp của Sở Khoa học công nghệ và môi trường Ngoài ra, các

hộ dân và các công ty của Singapore được khuyến khích tự thu gom và vận chuyển rác thải cho các hộ dân vào các công ty

Bảng 2.7: Tỷ lệ CTR xử lý bằng các phương pháp khác nhau ở một số nước

(ĐVT: %)

Chế biến phân vi sinh

Nguồn Hoàng Thị Kim chi (2009)

2.3 HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Ở VIỆT NAM

2.3.1 Công tác quản lý CTR

a Thực trạng quản lý CTR

- Thứ tự ưu tiên trong quản lý và xử lý CTR

Hình 2.2: Thứ tự ưu tiên trong quản lý và xử lý CTR

Theo Franchetti (2009), thứ tự ưu tiên trong lĩnh vực quản lý CTR của Mỹ được thể hiện trong luật phòng ngừa ô nhiễm năm 1900 thì thứ tự ưu tiên của việc quản lý CTR được xếp như sau:

1 Giảm phát thải

2 Tái chế ngay tại quy trình sản xuất

3 Tái chế ngay tại chỗ

4 Tái chế ở các nhà máy khác

5 Xử lý chất thải để làm giảm các nguy hại

6 Thải bỏ một cách an toàn

7 Phát thải trực tiếp

Theo Lê Hoàng Việt và ctv (2011), Trong quản lý tổng hợp chất thải thì phòng ngừa

là nguyên tắc hàng đầu Phòng ngừa là ngăn chặn sự phát thải hoặc tránh tạo ra chất thải Giảm thiểu là việc làm để sự phát thải ít nhất Phòng ngừa được coi là phương thức tốt nhất để giảm thiểu chất thải ngay từ nguồn phát sinh

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), thứ ưu tiên ở trên chúng ta thấy chỉ có thể quản lý CTR một cách bền vững khi tỉ lệ giữa các vật liệu tái sử dụng và lượng chất thải phát sinh ra gia tăng một cách đáng kể Chương trình quản lý tổng hợp CTR phải dựa trên chiến lược 3R: Reduce (giảm phát thải), Resue (tái sử dụng)

và Recycle (tái chế) (INVENT, 2009)

Theo Báo cáo môi trường quốc gia (2011), hoạt động quản lý CTR không chỉ tập trung vào công tác thu gom và tập kết CTR sinh hoạt đô thị đến nơi đổ thải theo quy định Công tác quản lý CTR hiện nay đã mở ra rộng hơn, bao gồm từ hoạt động thu gom, vận chuyển, trung chuyển và xử lý CTR hợp vệ sinh, đảm bảo các QCVN và TCVN đặt ra; không những đối với CTR sinh hoạt đô thị, nông thôn mà còn đối với CTR công nghiệp, CTR từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và CTR y tế

Hình 2.3 Thực trạng công tác quản lý CTR ở Việt Nam

Theo báo cáo môi trường quốc gia (2011), trên phạm vi toàn quốc, CTR phát sinh ngày càng tăng với tốc độ gia tăng khoảng 10% mỗi năm và còn tiếp tục gia tăng mạnh trong thời gian tới cả về lượng và mức độ độc hại Theo nguồn gốc phát sinh, khoảng 46% CTR phát sinh từ các đô thị, 17% CTR từ hoạt động sản xuất công nghiệp; CTR nông thôn, làng nghề và y tế chiếm phần còn lại

Theo kết quả khảo sát của Tổng cục Môi trường (2009), lượng CTR thông thường phát sinh trong cả nước vào khoảng 28 triệu tấn/năm; trong đó, CTR công nghiệp thông thường là 6,88 triệu tấn/năm, CTR sinh hoạt vào khoảng 19 triệu tấn/năm, CTR y tế thông thường vào khoảng 2,12 triệu tấn/năm

a Thu gom, vận chuyển

Công tác thu gom CTR đô thị vẫn chưa đạt yêu cầu nguyên nhân là do CTR đô thị ngày càng tăng, năng lực thu gom còn hạn chế cả về thiết bị lẫn nhân lực Việc thu gom có phân loại tại nguồn vẫn chưa được áp dụng rộng rãi do thiếu đầu tư cho hạ tầng cơ sở cũng như thiết bị, nhân lực và nâng cao nhận thức.(Theo báo cáo hiện trạng quốc gia, 2011)

Theo Nguyễn Xuân Hoàng và ctv (2014), tỷ lệ thu gom ở các tỉnh ĐBSCL dao động

từ 37 – 90%, rác phát sinh không được phân loại tại nguồn

Bảng 2.9 Lượng rác phát sinh ở các đô thị và tỷ lệ thu gom tương ứng

Tên

tỉnh/thành

Lượng rác phát sinh (tấn/ngày)

Lượng rác

đô thị (tấn/ngày)

Tỷ lệ phát sinh (kg/người/ngày)

Tỷ lệ thu gom (%)

(Nguồn: Nguyễn Xuân Hoàng và ctv, 2014)

Việc phân loại CTR tại nguồn vẫn chưa được triển khai rộng rãi, vì vậy ở hầu hết các đô thị nước ta, việc thu gom rác chưa phân loại vẫn là chủ yếu Công tác thu gom thông thường sử dụng 2 hình thức thu gom là thu gom sơ cấp (người dân tự thu gom vào các thùng/túi chứa sau đó được công nhân thu gom vào các thùng rác đẩy tay cỡ nhỏ) và thu gom thứ cấp (rác các hộ gia đình được công nhân thu gom vào các xe đẩy tay sau đó chuyển đến các xe ép rác chuyên dụng và chuyển đến khu xử

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

có xe chuyên dụng chở container đến khu xử lý)

Hình 2.4 Quy trình thu gom và vận chuyển đến bãi rác

(Nguồn: Nguyễn Xuân Hoàng và ctv, 2014)

b Tỉ lệ thu gom CTR đô thị

Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2011 của Bộ Tài Nguyên Và Môi Trường, tỉ

lệ thu gom ở các đô thị từ 72% năm 2004 tăng lên khoảng 80 – 82% năm 2008 và đạt khoảng 83 – 85% cho năm 2010 Mặc dù tỉ lệ thu gom có tăng nhưng vẫn con khoảng 15 – 17% bị thải vào môi trường hoặc đốt lộ thiên gây ô nhiễm môi trường

c Tình hình xử lý CTR đô thị Việt Nam

Việc xử lý CTR sinh hoạt hiện nay chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp, tỷ lệ CTR được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng CTR thu gom được (trong đó, khoảng 50% được chôn lấp hợp vệ sinh và 50% chôn lấp không hợp vệ sinh) Thống kê trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung ở các thành phố lớn đang vận hành nhưng chỉ có 16 bãi được coi là hợp vệ sinh Ở phần lớn các bãi chôn lấp, việc chôn lấp rác được thực hiện hết sức sơ sài Như vậy, cùng với lượng CTR được tái chế, hiện ước tính có khoảng 60% CTR đô thị đã được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh và tái chế trong các nhà máy xử lý CTR để tạo ra phân, (theo Báo cáo môi trường quốc gia, 2011)

Hình 2.5 Các công nghệ hiện đang được sử dụng để xử lý, tiên hủy CTR đô thị ở

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

Theo Nguyễn Hoài Đức (2014), ở một số địa phương đã đầu tư xây dựng các nhà máy xử lý CTR sinh hoạt thành phân compost (25 nhà máy) Tại Cà Mau, nhà máy

ủ phân compost được xây dựng và vận hành bởi Công ty Trách nhiệm hữu hạn Thương mại – Du lịch Công Lý đầu tư với công suất thiết kế 200 tấn/ngày Nhưng việc xử lý CTR làm phân compost vẫn chưa được phổ biến rộng rãi, chưa có mô hình xử lý, tái chế CTR sinh hoạt hoàn thiệt đạt cả các tiêu chí về kỹ thuật, kinh tế,

xã hội và môi trường; chất lượng sản phẩm sản xuất ra chưa cao; khó tìm thị trường tiêu thụ Một số tỉnh đã lắp đặt các lò đốt CTR sinh hoạt với quy mô nhỏ cho các vùng nông thôn (khoảng 30 lò đốt)

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

Tái chế Làm phân

hữu cơ

Công nghệ Seraphin,AST

Chôn lấp Đốt CTR đô thị của Việt Nam Thải bừa bãi

nhưng công suất ủ không đáng kể và chưa có giải pháp duy trì và phát triển mở rộng Tại Cà Mau, nhà máy ủ compost được xây dựng và vận hành bởi Công ty Trách nhiệm hữu hạn – Thương mại – Du lịch Công Lý đầu tư với công suất thiết

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

d Một số phương pháp xử lý CTR sinh hoạt chủ yếu tại Việt Nam

Theo Trịnh Văn Tuyên và ctv (2014), mục đích của việc xử lý CTR là nhằm:

- Chuyển chất thải sang một dạng khác ít độc hại hơn, dễ kiểm soát hơn

- Chuyển chất thải thành chất khác có thể sử dụng có ích

- Làm giảm thể tích hoặc khối lượng nhằm lưu giữ được nhiều hơn

- Lưu giữ tạm thời chờ đợi công nghệ phù hợp

- Xử lý bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh:

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân hủy của CTR khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt CTR trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí CO2 và CH4

Theo quy định của TCVN 6696 – 2009, bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh được định nghĩa là: khu vực được quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải phát sinh từ các khu dân cư, đô thị và các khu công nghiệp Bãi chôn lấp CTR bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm, các công trình phụ trợ khác như trạm xử lý nước, trạm xử lý khí thải, trạm cung cấp điện nước, văn phòng làm việc…

Các ưu điểm của phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh:

+ Có thể xử lý một lượng lớn CTR

+ Chi phí điều hành các hoạt động của bãi chôn lấp không quá cao

+ Các hiện tượng cháy ngầm hay cháy bùng khó có thể xảy ra, ngoài ra còn giảm thiểu được mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường không khí

+ Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường nước mặt và nước ngầm

+ Bãi chôn lấp sau khi đóng cửa được sử dụng làm công viên, làm nơi sinh sống hoặc các hoạt động khác

Về nhược điểm:

+ Các bãi chôn lấp đòi hỏi diện tích đất đai lớn

+ Cần phải có đủ đất để phủ lấp lên CTR đã được nén chặt sau mỗi ngày

+ Các lớp đất phủ ở các bãi chôn lấp thường bị gió thổi mòn và phát tán xa + Chôn lấp thường tạo ra khí methane hoặc hydrogen sunfite độ hại có khả năng gây nổ hay gây ngạt Tuy nhiên, người ta có thể thu hồi khí methane có thể đốt

và cung cấp nhiệt

- Xử lý bằng phương pháp thiêu đốt:

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), quá trình đốt CTR là quá trình oxy hóa khử CTR bằng oxy không khí ở nhiệt độ cao Bằng cách đốt chất thải, ta có thể giảm thể tích của CTR đến 80 – 90%

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), Mục đích của việc thiêu hủy rác thải đô thị là giảm thể tích để kéo dài thời gian hoạt động của bãi chôn lấp rác, biến chất thải thành năng lượng và khử độc chất thải Trong thực tế biện pháp thiêu hủy rác thì tỉ lệ giảm thể tích chỉ 50 – 60% là phổ biến nhất

Phương pháp thiêu đốt có những ưu điểm và nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

- Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải đô thị

- Công nghệ này cho phép xử lý được toàn bộ chất thải đô thị mà không cần nhiều diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp rác

 Nhược điểm:

- Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao

- Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao

- Xử lý bằng phương pháp ủ phân compost:

Theo Haug (1980), định nghĩa “quá trình ủ phân compost là quá trình phân hủy và

ổn định các chất hữu cơ trong điều kiện nhiệt độ cao 40 – 600C, do nhiệt độ được sản sinh ra trong các quá trình sinh học”

Sản phẩm của quá trình này ổn định đối với việc bảo quản và bón cho đất không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường Một định nghĩa khác gần đây được chấp nhận rộng rãi ở châu Âu cho là “quá trình ủ phân compost là một quá trình phân hủy hiếu khí có kiểm soát được thực hiện bởi nhiều nhóm VSV khác nhau thuộc hai nhóm ưa

ấm và ưa nhiệt, cho ra sản phẩm là CO2, nước, khoáng và các chất hữu cơ ổn định”

Quá trình ủ phân compost được chia làm 4 giai đoạn:

- Giai đoạn chậm: là thời gian cần thiết để VSV thích nghi và tạo khuẩn lạc trong

mẻ ủ

- Giai đoạn tăng trưởng: ở giai đoạn này nhiệt độ tăng lên do nhiệt của các quá trình sinh học và đạt đến mức giới hạn của VSV ưa ấm (30 – 400C)

- Giai đoạn thermophilic: ở giai đoạn này nhiệt độ tăng lên đến mức cao nhất thích hợp cho sự hoạt động của các VSV ưa nhiệt Giai đoạn này thuận lợi nhất cho việc

cố định chất thải và vô hiệu hóa các VSV gây bệnh

- Giai đoạn thuần thục (hay còn gọi là khoáng hóa): ở giai đoạn này nhiệt độ giảm dần xuống mức mesophilic rồi cân bằng với nhiệt độ môi trường Quá trình lên men thứ cấp diễn ra biến các chất thải thành mùn hữu cơ Đồng thời quá trình nitrat hóa cũng diễn ra biến NH3 thành NO3- do tác động của vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter Quá trình này diễn ra chậm do đó cần có một thời gian đủ dài để đạt được sản phẩm có chất lượng cao

Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013) việc ủ compost có các ưu, nhược điểm sau:

− Ưu điểm:

+ Cố định chất thải: quá trình sinh học của việc ủ phân compost đã biến đổi các chất thải hữu cơ dễ thối rửa thành các chất vô cơ ổn định Các chất này ít gây ô nhiễm khi thải vào đất hoặc nguồn nước

+ Vô hiệu hóa các mầm bệnh: các quá trình sinh học sinh nhiệt làm cho nhiệt

độ trong mẻ phân ủ có khi lên đến 600C Nếu nhiệt độ này kéo dài được một ngày thì nó đủ để vô hiệu hóa các vi khuẩn, vi rút, trứng ký sinh trùng gây bệnh

+ Cải tạo đất và cung cấp các dưỡng chất cho cây trồng: các chất dinh dưỡng (N, P, K) hiện diện trong chất thải dưới dạng các chất hữu cơ mà cây trồng khó hấp thu

− Nhược điểm:

+ Chất lượng của các sản phẩm không ổn định và đạt những hàm lượng dinh dưỡng cần thiết đối với nhu cầu dưỡng chất của thực vật

+ Không bảo đảm được tất cả các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị vô hiệu hóa Đó là

do đặc tính của các chất thải thay đổi tùy theo mẻ ủ, thời gian ủ, khí hậu và phương pháp vận hành mẻ ủ

- Xử lý bằng công nghệ tái chế chất thải:

Tái chế chất thải là hoạt động thu hồi lại chất thải của các thành phần có thể sử dụng

để biến nó thành sản phẩm mới hoặc các dạng năng lượng để phục vụ cho các hoạt

động sinh hoạt và sản xuất

Phương pháp tái chế có thể áp dụng với nhiều loại chất thải Mặt khác, một loại chất thải cũng có thẻ có nhiều phương pháp tái chế khác nhau tùy vào mục đích sử dụng Các loại chất thải có thể tái sử dụng như chất thải điện tử, giấy kim loại, thủy tinh, nhựa, cao su Hiện nay một số bùn thải có thể tái chế thành các chế phẩm sinh học, chất keo

Theo Trịnh Văn Tuyên và ctv (2014), hoạt động thu gom và tái chế ở nước ta gồm

có các cấp sau:

- Cấp thứ nhất: gồm những người mua ve chai và những người nhặt rác

- Cấp thứ ba: Những cơ sở sản xuất, tái chế, xuất khẩu chất thải

Tái chế CTR đô thị bao gồm 4 công đoạn như sau:

- Thu hồi vật liệu từ dòng thải

- Quá trình trung gian phân loại và nén ép

+ Cung cấp nguồn nguyên liệu cho công nghiệp với chi phí thấp đem lại hiệu quả kinh tế cho người tái chế

 Nhược điểm:

+ Chất lượng sản phẩm từ sản xuất tái chế không cao: do nguyên liệu đầu vào chó chất lượng kém và không đồng đều

+ Không chủ động về nguồn nguyên liệu

+ Chi phí đầu tư về công nghệ thiết bị tương đối cao

+ Trong quá trình tái chế vẫn phát sinh chất thải

2.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC THU HỒI NHIỆT:

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), Công nghệ đốt là một quá trình xử lý khá phức

tạp Trong quá trình cháy, các chất hữu cơ dạng rắn hoặc lỏng sẽ bị chuyển đổi sang pha khí Các khí này qua các lưới đốt sẽ tiếp tục bị làm nóng lên, đến một nhiệt độ nào đó các hợp chất hữu cơ của chúng sẽ bị phân hủy thành các nguyên tử thành phần Các nguyên tử này kết hợp với oxy và tạo nên các khí bền vững, các khí này sau khi qua các thiết bị kiểm soát ô nhiễm sẽ được thải vào khí quyển

Một số công nghệ thường dùng trong các dự án đốt rác có thu hồi năng lượng như sau:

- Công nghệ đốt gián đoạn

- Công nghệ đốt liên tục

- Công nghệ đốt tạo thanh nhiên liệu (RDF)

Hình 2.6: Hệ thống đốt rác thu hồi năng lượng 2.4.1 Công nghệ đốt gián đoạn

Hệ thống lò đốt gián đoạn thường gồm các lò được chế tạo và lắp ráp sẵn tại nhà máy, chỉ vận chuyển tới nơi xây dựng để hạn chế tối thiểu thời gian và chi phí lắp đặt tại hiện trường Hệ thống lò đốt gián đoạn thường có công suất từ 15 – 100 tấn/ngày (Nguyễn Văn Phước, 2008)

Kiểu lò đốt gián đoạn tiêu biểu là lò đốt 2 giai đoạn:

Tại buồng đốt sơ cấp: rác được đốt giai đoạn đầu trong điều kiện ít không khí để tạo

ra các khí dễ bay hơi

Tại buồng đốt thứ cấp: các khí dễ bay hơi từ buồng đốt sơ cấp được đưa vào đốt

tiếp với lượng không khí cấp tăng lên để đảm bảo quá trình cháy hoàn toàn Nhiệt

độ đốt trong buồng đốt thứ cấp được điều chỉnh bằng lượng không khí được hoặc cung cấp thêm nhiên liệu khác Khí lò đốt ở nhiệt độ cao sẽ được đưa qua nồi hơi để tạo ra hơi nước chạy máy phát điện hoặc sử dụng cho các mục đích khác Khí lò đốt

và các sản phẩm cháy được kiểm soát sao cho đạt tiêu chuẩn khí thải yêu cầu mới cho phép thải ra ngoài khí quyển

2.4.2 Công nghệ đốt liên tục

Hệ thống lò đốt liên tục gồm có hệ thống vỉ lò, thành lò lót gạch chịu nhiệt, máy phát điện chạy bằng hơi nước Hiện nay, kiểu lò đốt liên tục tiêu biểu gồm có 2 hay nhiều buồng đốt với công suất từ 200 – 700 Tấn/ngày Do kích thước lớn, buồng đốt được thiết kế chi tiết để có hiệu suất đốt cao và thu hồi hơi nước có hiệu quả để chạy máy phát điện Thông thường máy phát điện chạy bằng hơi nước gồm có vách ngăn lót gạch chịu lửa trong đó có đặt các đường ống để nước có thể tuần hoàn và hấp thu nhiệt, (Nguyễn Văn Phước, 2008)

Hình 2.7 : Quy trình đốt rác liên tục 2.4.3 Công nghệ đốt sản xuất RDF

a Định nghĩa RDF

Theo Lê Đức Trung (2014), refuse-derived fuel (RDF) là loại nhiên liệu có chất lượng nhất định được tạo ra từ các thành phần nguyên liệu thô hơn và kém nguyên chất hơn có trong CTR Các nguyên liệu thô để sản xuất RDF chính là các thành phần của rác được tách ra và xử lý sao cho sau đó khi phối trộn lại thì tính chất ban đầu của chất thải không còn nữa

Công nghệ RDF là quá trình đốt có giai đoạn tiền xử lý rác, phân loại thành các thành phần cháy được và không cháy được, và biến phần cháy được thành dạng chất đốt có hiệu quả để sử dụng

Hơi đốt Khí thải Điện năng

Chất thải rắn Hơi đốt Nồi hơi

Hơi nước

Tro thải

Xử lý nước nồi hơi

Hơi nướcngưng tụ

CTR đô thị được xử lý để có kích thước, có/không có sắt

Trong đó, c-RDF, là loại khi phân loại sẽ có 95% (khối lượng) qua được mắt lưới 6-inch (150 mm)

RDF-3

Nhiên liệu có nguồn gốc từ CTR đô thị đã được cắt vụn và xử lý kim loại, thủy tinh và các chất vô cơ khác RDF-3 có 95% khối lượng lọt quá mắt lưới 2 inch (50 mm) (còn gọi là Fluff-RDF)

RDF-4 Thành phần CTR cháy được được xử lý thành dạng bột, 95 % khối lượng

qua lọt lưới số 10 (mắt lưới 0,035 inch) (còn gọi là p-RDF)

RDF-5 Thành phần CTR cháy được được xử lý tạo viên, thanh, bánh hay các

Nguồn: trích Theo Lê Đức Trung, 2014

d Mục đích của quá trình tạo RDF

Theo Nguyễn Văn Mạnh (2009), ép tạo hình sản phẩm là quá trình động học vào vật liệu để liên kết các phần tử vật thể ở dạng phân tán với nhau nhằm mục đích:

 Làm giảm thể tích chứa các nguyên liệu xuống 5 – 8 lần, rất thuận tiện cho việc bảo quản, chuyên chở, đóng bao, sử dụng, sấy …

 Tính lưu động (dễ cháy) tốt, quản lý tiện lợi, rất thuận tiện cho việc cơ giới hóa khâu cấp liệu vào trong lò đốt

 Hiệu suất nhiệt cao hơn so với đốt nguyên liệu dạng thô

 Tạo sản phẩm có hình dạng, kích thước và khối lượng phù hợp với yêu cầu công nghệ chế biến, khi sản phẩm có hình dáng đẹp, khối lượng phù hợp với khả

năng tiêu thụ sẽ thu hút được cảm tình và kích thích sức mua của người tiêu dùng

e Các công đoạn để sản xuất RDF

Dây chuyền sản xuất RDF từ CTR đô thị bao gồm các họat động chuỗi để tách riêng các thành phần không mong muốn và tạo những điều kiện cháy Các công đoạn chính gồm sàng lọc, băm nhỏ, giảm kích thước, phân loại, tách kim loại, thủy tinh hoặc những vật liệu hữu cơ ẩm ướt, sấy khô và đầm nén Các hoạt động này có thể sắp xếp theo các trình tự khác nhau tùy thuộc vào thành phần CTR đô thị và yêu cầu chất lượng của RDF.(Theo Lê Đức Trung, 2014)

- Tách

Trong hỗn hợp CTR đô thị có rất nhiều rác thải cồng kềnh như thiết bị gia dụng, gỗ… và các chất thải nguy hại, những CTR này có thể được phân loại bằng tay trước khi dùng máy Việc phân loại cũng giúp chúng ta có thể tái chế thủy tinh, giấy, hộp nhựa và lon nhôm

- Kích thước giảm

Giảm kích thước của rác là một công đoạn quan trọng trong các cơ sở xử lý chất thải vì nó tạo ra sự đồng nhất về kích thước của CTR đô thị Đôi khi, công đoạn băm nhỏ để tạo ra RDF có chất lượng mong muốn Máy nghiền thường được sử dụng với chất thải hỗn hợp trong khi cắt shredder thường được sử dụng cho các vật liệu khó nghiền như nhôm, lốp xe, nhựa…

- Sàng lọc

Sàng dùng để tách những chất thải có kích thước mong muốn và những chất thải chưa đạt được kích thước yêu cầu Máy sàng quặng mỏ thường được sử dụng trong các nhà máy chế biến CTR do yêu cầu hiệu quả cao và có thể tách được những chất thải vô cơ

- Phân loại bằng khí

Phân loại CTR bằng khí là quá trình phân tách được thực hiện nhờ sự khác biệt về đặc tính khí động lực học của chất thải Quá trình này liên quan đến sự tương tác giữa các dòng chuyển động của không khí, chất thải băm nhỏ và lực hấp dẫn Trong dòng khí này, hỗn hợp giấy vụn được phân loại, nhựa hay kim loại

- Tách từ

Tách từ dùng để tách kim loại màu từ hỗn hợp CTR đô thị Việc thu hồi kim loại có

từ tính thường được dùng bằng nam châm Tỷ lệ thu hồi này sẽ cao (85 - 90%) nếu chúng được tiến hành sau công đoạn phân loại rác bằng không khí

- Sấy khô và đầm nén

Độ ẩm trong CTR đô thị thường cao, có thể đạt 55 - 70% ngay cả trong những ngày không mưa Do đó, yêu cầu làm khô rác trước khi tạo thành viên là một yêu cầu bắt buộc Sau quá trình sấy, độ ẩm của rác sẽ giảm xuống khoảng 15% thông qua hệ thống sấy đa tầng Sấy có thể được thực hiện bởi năng lượng mặt trời hoặc sấy bằng dòng không khí nóng, đôi khi người ta còn kết hợp cả hai phương pháp này

Hình 2.8 Thiết bị ép đùn và sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải

Hình 2.9 Sản phẩm nguyên liệu từ vỏ trấu và ngô Các ứng dụng quan trọng của RDF thường được áp dụng trong các lĩnh vực:

Lò hơi đốt nhiên liệu

Cung cấp nhiên liệu Thu hồi nhiệt

Hệ thống lọc túi vải

f Ưu, nhược điểm của công nghệ RDF

Ưu điểm

- Dễ lưu trữ, dễ vận chuyển, chất lượng đồng nhất,

- Giá trị nhiệt lượng cao (3000-5000 kcal/kg)

- Với hiện tại rác thải của Việt Nam, công nghệ này là thích hợp vì chi phí đầu

tư thấp, bảo trì đơn giản Nó đặc biệt thu hút vì sản phẩm nhiên liệu dể bán

Nhược điểm:

Tuy nhiên, công nghệ nay vẫn còn một số vấn đề cần nghiên cứu như:

- Khí thải từ xử lý sinh học chưa được test; chất lượng RDF cần được gia tăng hay giảm chất nguy hại trong RDF cần được khảo sát;

- Nghiên cứu hiệu quả của các công nghệ phân loại cơ học trên các hóa chất độc hại cần được thực hiện

- Bản thân nhiên liệu vẫn ở dạng rác thải, vì vậy khi đốt chúng cũng tương tự như đốt rác và cần phải có phương pháp thu gom, xử lý lượng khí thoát ra

g Công nghệ sản xuất RDF đang được áp dụng trên thế giới

Hình 2.11: Quy trình công nghệ sản xuất RDF của Công ty Kawasaki, Nhật Bản

Quy trình công nghệ trên gồm có bốn bước cơ bản:

- Bước 1: quá trình nghiền: nhiên liệu nghiền thành những kích cỡ thích hợp;

- Bước 2 quá trình làm khô: sử dụng luồng khí nhiệt độ cao để làm khô và khử mùi;

- Bước 3 quá trình phân loại và nghiền: những chất không phù hợp cho nhiên liệu

kim loại, sắt đá bị loại bỏ, sau đó nhiên loại dc nghiền thành các kích thước thích

hơp cho quá trình hình thành RDF;

- Bước 4 hình thành RDF: bổ sung thêm những chất phụ gia để ngăn chặn quá trình

phân hủy của rác, tạo sản phẩm RDF

h Hoạt động sản xuất RDF ở Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam có một công nghệ xử lý CTR đã được Bộ Xây dựng công

nhận đó là Công nghệ MBT-CD.08

Công nghệ MBT-CD.08 công suất nhỏ (15 tấn/ngày) thích hợp cho các huyện và đô

thị nhỏ đã thử nghiệm thành công tại huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam từ tháng 6 năm

2006 Rác thải được thu gom và xử lý hết ngay trong ngày Sản phẩm nhiên liệu tái

tạo được sử dụng tại chỗ (các lò đốt công nghiệp, các nơi sử dụng nhiệt, hơi nước

và điện) Ngoài ra, sản phẩm còn lại sau khi đốt (tro) khoảng 30 - 40% đã được sử

dụng vào các mục đích xây dựng (Nguyễn Thị Diễm Trang và ctv, 2009)

Chất hữu cơ

<40mm

Thành phần không cháy (gạch, đá, thủy tinh)

Hình 2.13 Công nghệ MBT-CD.08 Xử lý Rác thải

Mục đích của Công nghệ MBT – CD.08 là tái chế CTR sinh hoạt thành viên nhiên liệu dạng RDF nên cần thiết phải đưa thêm chất kích bốc, chất dẫn cháy để tăng nhiệt lượng cho viên nhiên liệu RDF Dầu đốt tổng hợp dạng Bitum sau nhiệt phân

sẽ làm cho viên nhiên liệu không bị phân hủy sinh học (nếu dễ tàng trữ, lưu kho) và không vỡ gây ra bụi (khi vận chuyển)

2.5 GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU

2.5.1 Vị trí địa lý

TP Cần Thơ có vị trí địa lý tại trung tâm vùng ĐBSCL, là cửa ngõ giao lưu chính của vùng Tứ Giác Long Xuyên và là vùng trọng điểm phía Nam giữa một mạng lưới sông ngòi, kênh gạch chằng chịt, cách biển Đông 75 km, cách thủ đô Hà Nội

1.877 km và cách thành phố Hồ Chí Minh 169 km (theo đường bộ)

Tọa độ địa lý: 9055’08”- 10019’38” vĩ Bắc; 105013’38”- 105050’35” kinh Đông với các mặt tiếp giáp như sau:

 Phía Bắc giáp An Giang;

 Phía Nam giáp Hậu Giang;

 Phía Tây giáp Kiên Giang;

 Phía Đông giáp 02 tỉnh Vĩnh Long và Đồng Tháp

Thành phố Cần Thơ 4 mặt đều không giáp biển, hầu như không có rừng tự nhiên Tổng diện tích 140.894,9ha chiếm 3,5% tổng diện tích toàn vùng ĐBSCL; thành

phố có 9 quận huyện, trong đó 5 quận (Ninh Kiều, Bình Thủy, Cái Răng, Ô Môn và

Thốt Nốt) và 04 huyện (Phong Điền, Cờ Đỏ, Thới Lai và Vĩnh Thạnh) gồm 85 xã,

phường và thị trấn với 644 ấp, khu vực

Mưa: từ tháng 5 đến tháng 11; lượng mưa vào mùa mưa chiếm khoảng 90 % tổng lượng mưa trong năm Lượng mưa trung bình tháng trong thời gian qua (2011-2014) đạt cao nhất là 336,7 mm xuất hiện vào tháng 9 trong năm

Số giờ nắng: cao nhất là năm 2014 với 2.689,9 giờ Trong giai đoạn 2011 - 2014, số

giờ nắng cao nhất vào cao điểm mùa khô (tháng 3) là 300,6 giờ và thấp nhất 148,4 giờ vào đầu mùa mưa (tháng 9)

Gió: hướng gió Đông - Bắc trong mùa khô với vận tốc trung bình 3,0m/s; Hướng gió Tây-Nam trong mùa mưa với vận tốc trung bình 1,8m/s

2.5.3 Đặc trưng địa hình, địa mạo, địa chất

Địa hình: bằng phẳng hơi nghiêng theo các chiều: cao từ Đông Bắc thấp dần xuống Tây Nam và cao từ bờ sông Hậu thấp dần vào nội đồng, rất đặc trưng cho dạng địa hình địa phương Đây là vùng đất có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt, cao

độ mặt đất phổ biến từ 0,8m -1,0m so với mực nước biển tại mốc quốc gia Hòn Dấu

Địa mạo: có 3 vùng địa mạo chính:

Hình 2.14 Bản đồ hành chính thành phố Cần Thơ