(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu khả năng chuyển hóa chất thải sinh hoạt thành khí sinh học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Đỗ Mai Phƣơng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CHẤT THẢI SINH HOẠT THÀNH KHÍ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nợi - 2014 ĐẠI HỌC Q́C GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Đỗ Mai Phƣơng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN HĨA CHẤT THẢI SINH HOẠT THÀNH KHÍ SINH HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nợi tận tình giảng dạy và giúp đỡ thời gian học vừa qua Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải - Phó chủ nhiệm Khoa Mơi trƣờng - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên là ngƣời trực tiếp tận tình bảo và hƣớng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo Cục Thẩm định và Đánh giá tác động môi trƣờng, Tổng cục Môi trƣờng giúp đỡ và tạo điều kiện để tơi hoàn thành tốt việc học Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp động viên và giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Tôi xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Đỗ Mai Phƣơng MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH .v MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan chung chất thải sinh hoạt và xử lý chất thải sinh hoạt .3 1.1.1.Khái niệm chất thải sinh hoạt gia đình .3 1.1.2 Đặc điểm nguồn gốc và thành phần chất thải sinh hoạt 1.1.3 Yêu cầu quản lý chất thải sinh hoạt Việt Nam 1.1.4 Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn nƣớc Thế giới .7 1.1.5 Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn Việt Nam 11 1.2 Cơng nghệ khí sinh học 14 1.2.1 Thành phần khí sinh học và phụ phẩm khí sinh học .14 1.2.2 Bản chất q trình phân huỷ kỵ khí sinh mêtan 16 1.2.3.Hiện trạng phát triển cơng nghệ khí sinh học Việt Nam .22 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu: 29 2.2 Nội dung nghiên cứu: .29 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu: .29 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu, kế thừa nghiên cứu có 29 2.3.2 Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa 29 2.3.3 Phƣơng pháp thu thập số liệu hoạt động công nhân thu gom và khối lƣợng rác thu gom 29 i 2.3.4 Phƣơng pháp vấn trực tiếp 30 2.3.5 Phƣơng pháp xác định thành phần chất thải rắn trƣờng .31 2.3.6 Nghiên cứu khả hình thành khí sinh học từ chất thải sinh hoạt 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Hiện trạng chất thải rắn sinh hoạt đô thị Việt Nam 33 3.1.1 Tình hình phát sinh CTR sinh hoạt đô thị .33 3.1.2 Công tác phân loại, thu gom và vận chuyển 34 3.2 Hiện trạng chất thải rắn sinh hoạt Hà Nội 38 3.2.1 Các nguồn phát sinh CTRSH Hà Nội 39 3.2.2 Thành Phần CTRSH Hà Nội 40 3.2.3 Khối lƣợng CTR 41 3.3 Kết thực nghiệm xây dựng mơ hình thu hồi khí sinh học từ chất thải sinh hoạt hợ gia đình .48 3.3.1 Thành phần chất thải hợ gia đình .48 3.3.2 Mợt số tính chất chất thải hợ gia đình .49 3.3.3 Diễn biến biogas thu đƣợc sau thời gian ủ 51 3.3.4 Diễn biến biogas thu đƣợc thí nghiệm có bổ sung chất thải .53 3.4 Đề xuất phƣơng án thu hồi khí sinh học từ trình xử lý chất thải sinh hoạt hợ gia đình khu vực nợi thành Hà Nợi .55 3.4.1 Cơ sở đề xuất 55 3.4.2 Đề xuất và lựa chọn phƣơng án .57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ii BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BNN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn BĐCT Bếp đun cải tiến KSH Khí sinh học UBND Ủy ban nhân dân CTR Chất thải rắn CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Điều kiện tối ƣu cho q trình tạo khí sinh học 18 Bảng 1.2 Thời gian lƣu phân động vật 20 Bảng 1.3 Tỷ lệ C/N nguyên loại nguyên liệu 20 Bảng 1.4 Hàm lƣợng chất khô loại nguyên liệu (%) 21 Bảng 3.1 Ƣớc tính lƣợng CTR thị phát sinh đến năm 2025 .33 Bảng 3.2 Chất thải rắn sinh hoạt từ nguồn khác phƣờng Phan Chu Trinh 39 Bảng 3.3 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tiếp nhận đầu vào bãi chôn lấp chất thải rắn thành phố Hà Nội .40 Bảng 3.4 Thống kê khối lƣợng phát sinh và tỷ lệ thu gom rác thải địa bàn huyện 43 Bảng 3.5 Thống kê điểm tồn đọng địa bàn huyện .45 Bảng 3.6 Các thông số đầu vào cho trình ủ .49 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nguồn gốc hình thành chất thải rắn sinh hoạt .4 Hình 1.2 Chiến lƣợc quản lý chất thải rắn Hình 1.3 Q trình phân hủy kỵ khí tạo khí sinh học 17 Hình 2.1 Sơ đồ hình thí nghiệm nghiên cứu khả hình thành khí sinh học từ chất thải sinh hoạt 32 Hình 3.1 Các cơng nghệ đƣợc sử dụng để xử lý, tiêu hủy CTRSH đô thị Việt Nam 38 Hình 3.2 Thành phần chất thải từ hợ gia đình sau đƣợc tách loại tạp chất sử dụng hệ biogas 48 Hình 3.3 Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) và khơng bố sung chế phẩm (BKCP) 52 Hình 3.4 Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) và không bố sung chế phẩm (BKCP) 52 Hình 3.5 Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày không tuần hoàn bùn (KTHADD) và có tuần hoàn bùn (BTHADD) 54 Hình 3.6 Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày không tuần hoàn bùn (KTHADD) và có tuần hoàn bùn (BTHADD) 55 Hình 3.7 Sơ đồ phƣơng án thu hồi khí sinh học từ CTR sinh hoạt hợ gia đình .58 v MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, tốc độ đô thị hóa diễn nhanh chóng, trở thành nhân tố tích cực phát triển kinh tế - xã hội đất nƣớc Bên cạnh vấn đề lợi ích kinh tế - xã hội kéo theo sức ép nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lƣợng mơi trƣờng và phát triển khơng bền vững Chính tốc độ phát triển nhanh, thiếu bền vững dẫn đến lƣợng chất thải phát sinh ngày càng lớn Việt Nam là mợt quốc gia có mật đợ dân số cao giới với số dân đứng thứ Đông Nam Á, thứ 14 giới Thu nhập bình quân đầu ngƣời khu vực đô thị cao lần so với khu vực nơng thơn Theo đánh giá, tính bình qn đầu ngƣời, dân số đô thị sử dụng tài nguyên thiên nhiên gấp 2-3 lần so với ngƣời dân sống nông thôn; chất thải ngƣời dân đô thị thải cao gấp 2-3 lần so với ngƣời dân nông thôn Theo số liệu thống kê, tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt Việt Nam ƣớc tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, khu vực thị là 6,9 triệu tấn/năm (chiếm 54%) lƣợng chất thải rắn lại tập trung huyện lỵ, thị xã thị trấn Dự báo tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2020 là khoảng 22 triệu tấn/năm [18] Lƣợng chất thải sinh hoạt có xu hƣớng phát sinh ngày càng tăng nhanh nhƣng việc quản lý và xử lý rác thải sinh hoạt chƣa hợp lý Việc xử lý rác thải sinh hoạt chủ yếu là việc chơn lấp nhƣng có bãi chơn lấp lại chƣa hợp vệ sinh, là nơi đổ rác khơng đƣợc chèn lót kỹ, khơng đƣợc che đậy, tạo ô nhiễm nặng nề tới mơi trƣờng đất, nƣớc, khơng khí… ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cợng đồng Bên cạnh đó, ý thức ngƣời dân, việc tự ý đổ bừa rác thải sinh hoạt xuống sông, hồ, ao, khu đất trống thƣờng xuyên diễn nhiều nơi làm nhiễm mơi trƣờng nƣớc và khơng khí Thành phần chất thải sinh hoạt gồm: Rác hữu (41,98%); Giấy (5,27%); Nhựa, cao su (7,19%); Len, vải (1,75%); Thủy tinh (1,42%); Đá, đất sét, sành sứ (6,89%); Xƣơng, vỏ hộp (1,27%); Kim loại (0,59%); Tạp chất (10 mm): 33,67% Qua thấy chất thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu chiếm tới 41,98%, tận dụng để tạo nguồn lƣợng sử dụng sinh hoạt hàng ngày giúp giảm ô nhiễm môi trƣờng và thay mợt phần cho nhiên liệu hóa thạch [19] Từ thực trạng trên, khuôn khổ luận văn thực đề tài: “Nghiên cứu khả chuyển hóa chất thải sinh hoạt thành khí sinh học” với mục tiêu góp phần đánh giá khả sinh biogas việc tận dụng chất thải từ hợ gia đình, chủ yếu tập trung chất thải rắn sinh hoạt Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Tổng hợp nghiên cứu khoa học có liên quan; - Tiến hành khảo sát thực địa để thu thập số liệu; - Xây dựng mơ hình thu hồi khí mê tan từ chất thải sinh hoạt hợ gia đình; - Đánh giá lƣợng khí thu hồi Thể tích khí sinh theo ngày (lít/ngày) 40 BKCP 35 BCCP 30 25 20 15 10 0 10 15 20 25 Thời gian (ngày) 30 35 40 Hình 3.3 Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) không bố sung chế phẩm (BKCP) 400 BKCP Thể tích khí sinh (lít) 350 BCCP 300 250 200 150 100 50 0 10 15 20 25 Thời gian (ngày) 30 35 40 Hình 3.4 Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung chế phẩm (BCCP) không bố sung chế phẩm (BKCP) Kết nghiên cứu đƣợc biểu diễn hình cho thấy, lƣợng khí sinh từ lơ thí nghiệm khơng ổn định theo ngày Tuy nhiên, thể tích khí sinh có xu hƣớng tăng dần từ ngày thứ đến ngày thứ 17 đạt tối ƣu mẫu 52 có bổ sung chế phẩm Đối với mẫu khơng bổ sung chế phẩm, lƣợng khí sinh đạt giá trị lớn sau khoảng 22 ngày Ngày thấp lƣợng khí sinh là 0l (ngày thứ và mẫu BKCP, ngày thứ và 26 mẫu BCCP), ngày cao lƣợng khí sinh là 24,0l (ngày thứ 17, thí nghiệm BKCP) và 36,7l (ngày thứ 11, thí nghiệm BCCP) Theo quan sát, đến ngày thứ 23, 90 % tổng lƣợng khí thu đƣợc mẫu thí nghiệm BKCP, mẫu BCCP đến ngày thứ 18 lƣợng khí sinh chiếm tổng số 90% tổng lƣợng khí suốt q trình thí nghiệm Kết cho thấy tốc đợ sinh khí và khả lên men chất thải rắn sinh khí sinh học mẫu đƣợc bổ sung EM cao so với mẫu không bổ sung EM Việc bổ sung EM làm thúc đẩy nhanh q trình phân huỷ và sinh khí sinh học chất thải rắn, cụ thể mẫu khơng bổ sung EM (BKCP) thời gian lƣợng khí tiệm cận tới kết thúc trình khoảng 35 ngày, mẫu có bổ sung EM (BCCP) khoảng thời gian này là 27 ngày 3.3.4 Diễn biến biogas thu thí nghiệm có bổ sung chất thải Để đánh giá khả sinh khí ổn định hệ thống, hai thí nghiệm hệ sinh khí liên tục đƣợc triển khai Các thí nghiệm bao gồm: tiến hành bổ sung chất hàng ngày 1/12 lƣợng chất ban đầu, khác biệt thí nghiệm là có tuần hoàn bùn yếm khí từ đầu hệ thống trở lại bể phản ứng cách trộn chất với bùn với tỷ lệ 10:1 (BTHADD) và hệ khơng tuần hoàn bùn (KTHADD) Trình tự thí nghiệm đƣợc thực tƣơng tự nhƣ thí nghiệm Kết phát sinh khí sinh học đƣợc mơ tả Hình 3.5 và Hình 3.6 Về bản, xu hƣớng phát sinh khí sinh học hai hệ là tƣơng đồng Sự ổn định lƣợng khí sinh hai hệ là sau 12 ngày Tuy nhiên hệ có tuần hoàn bùn (BTHADD), thời gian ổn định khí sinh học sau 12 ngày và lƣợng khí sinh có xu hƣớng cao và ổn định mức 35 lít/ngày Với hệ khơng tuần hoàn bù, lƣợng khí sinh ổn định sau 18 ngày, lƣợng khí sinh học phát sinh có xu hƣớng thấp hệ có tuần hoàn bùn (đạt mức 32 - 33 lít/ngày) Nhƣ vậy, khẳng định việc tuần hoàn một lƣợng bùn định lại vào hệ thống ngoài việc có tác dụng thúc đẩy 53 nhanh trình ồn định hệ thống cịn tạo hệ số phát sinh khí sinh học cao hệ không bổ sung bùn Tuy vậy, hai hệ vào ổn định lƣợng khí sinh hai hệ này khơng có khác biệt lớn Do vậy, hệ thống phân huỷ kị khí từ chất thải rắn hợ gia định nên tuần hoàn bùn ngày đầu vận hành hệ thống Khi hệ thống vào ổn định, việc tuần hoàn bùn mang lại lƣợng khí sinh có cao đáng kể so với khơng tuần hoàn bùn (Hình 3.5) Tổng lƣợng khí sinh học thu đƣợc sau thời gian ủ 35 ngày chất thải sinh hoạt thí nghiệm này đƣợc ghi nhận dƣới đây: Thể tích khí sinh theo ngày (lít/ngày) 45 KTHADD 40 BTHADD 35 30 25 20 15 10 0 10 15 20 25 Thời gian (ngày) 30 35 40 Hình 3.5 Diễn biến lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày khơng tuần hồn bùn (KTHADD) có tuần hồn bùn (BTHADD) 54 900 KTHADD Thể tích khí sinh (lít) 800 BTHADD 700 600 500 400 300 200 100 0 10 15 20 25 Thời gian (ngày) 30 35 40 Hình 3.6 Tổng lƣợng khí sinh học phát sinh theo thời gian mẫu mẫu chất thải rắn có bổ sung vật liệu hàng ngày khơng tuần hồn bùn (KTHADD) có tuần hồn bùn (BTHADD) 3.4 Đề xuất phƣơng án thu hồi khí sinh học từ q trình xử lý chất thải sinh hoạt hộ gia đình khu vực nội thành Hà Nội 3.4.1 Cơ sở đề xuất Việc thu hồi lƣợng, sản phẩm từ chất thải rắn chủ yếu phụ tḥc vào quan điểm, sách và công nghệ xử lý chất thải Trong thực tế, lựa chọn cơng nghệ sau: - Thiêu đốt có thu hồi lƣợng (nhiệt và khí để sản xuất điện năng); - Ủ sinh học để chế biến phân vi sinh; - Metan hóa sinh học để thu hồi khí mê tan (dùng làm nhiên liệu); - Chơn lấp có thu hồi khí ga dùng làm nhiên liệu Tuy nhiên, muốn đạt hiệu việc thu hồi lƣợng, vật liệu phải vào thành phần và đặc tính chất thải rắn địa phƣơng cho thích hợp với cơng nghệ xử lý chọn 55 Trong gia đình, tùy số lƣợng ngƣời nhiều hay mà dùng loại thùng chứa lớn nhỏ với dung tích khác và đặt vị trí khác Các thùng chứa rác thải sinh hoạt có dung tích phù hợp (15 - 20 lít) để tiện chuyển đến nơi tập trung Với phƣơng thức thu gom có phân loại nguồn, hợ gia đình cần phân thành loại với thùng chứa khác nhau: - Chất thải hữu cơ, chủ yếu là chất thải phát sinh từ khu bếp Chất thải loại này có đợ ẩm cao, nhanh phân hủy nên phải đƣợc tích riêng, thu gom và chuyển hàng ngày Thùng đựng rác loại này phải có nắp đậy, kín, đảm bảo vệ sinh và mỹ quan Nhiều hợ gia đình dùng túi nilon lót bên trong, tiện lợi cho trình sử dụng nhƣng gây khó khắn cho cơng tác tách phần nilon (chất khó phân hủy) nhà máy sản xuất phân compost; - Các loại chất thải tái chế thu hồi nhƣ giấy, bìa carton; chai lọ thủy tinh, chai lọ nhựa, kim loại, lon nhôm, thiếc Loại chất thải này thƣởng thể khô, không bị phân hủy sinh học mà lại có giá trị mặt kinh tế nên cần đƣợc thu gom và tách riêng Thiết bị lƣu chứa loại chất thải này, là thùng nhựa khơng cần nắp đậy, có để đảm bảo mỹ quan; dùng túi nilon bao dứa để đựng Dung tích thùng túi đựng rác phụ thuộc vào lƣợng phế thải phát sinh Tần suất thu gom từ - ngày/lần, chí cịn lâu hơn; - Các loại chất thải khác: đồ điện và thiết bị điện gia dụng, tivi hỏng; loại chất thải cồng kềnh; chất thải xây dựng; loại chất thải nguy hại, ắc quy, lƣới dao cạo râu, thuốc nḥm tóc và đồ mỹ phẩm khác loại bỏ hết hạn sử dụng Đối với loại chất thải này, hợ gia đình cần thu gom và tách riêng Ở Đức, một công nghệ phổ biến nhà máy xử lý chất thải là áp dụng phƣơng pháp xử lý chất thải để thu hồi khí sinh học và phân bón hữu sinh học Rác đƣợc tiếp nhận đƣa vào thiết bị ủ kín dƣới dạng thùng chịu áp lực thiết bị thu hồi khí q trình lên men phân giải hữu cơ, khả thu hồi khí q trình lên men phân giải chất hữu cơ, khả thu hồi đƣợc là 64% là 56 khí CH4 (trong q trình lên men) Khí qua lọc và đƣợc sử dụng vào việc hữu ích nhƣ: lƣợng chạy máy phát điện, chất đốt Phần bã lại sau lên men đƣợc vắt khơ, tận dụng làm phân bón Ƣu điểm là xử lý triệt để đảm bảo môi trƣờng, thu hồi đƣợc sản phẩm khí đốt có giá trị cao, phục vụ cho ngành công nghiệp khu lân cận nhà máy, thu hồi phân bón (có tác dụng cải tạo đất), cung cấp nguyên vật liệu tái chế cho ngành cơng nghiệp Nhƣợc điểm là địi hỏi kinh phí đầu tƣ lớn, kinh phí trì cao, sản phẩm khí đốt cần phải phân loại, đảm bảo không lẫn tạp chất độc 3.4.2 Đề xuất lựa chọn phương án Căn vào thành phần rác thải hợ gia đình, phƣơng thức vận chuyển, thu gom và xử lý CTR sinh hoạt hợ gia đình, học viên đề xuất quy trình xử lý CTR hợ gia đình nhằm thu hồi khí sinh học nhƣ sau: 57 CTR sinh hoạt hợ gia đình Phân loại CTR khó phân hủy Khơng tái chế đƣợc Thu gom riêng vào thùng chứa Vận chuyển xử lý CTR phân hủy (rau quả, thực phẩm; thức ăn thừa; lƣơng thực qua chế biến; giấy vụn, giấy ăn; đồ có xƣơng và chất khống) Có thể tái chế đƣợc Thu gom riêng vào thùng chứa tập trung Thu gom riêng vào thùng chứa Trạm trung chuyển Bán lại cho sở tái chế Nghiền, cắt Bổ sung chế phẩm vi sinh Bể tập trung Khí sinh học thu hồi Hợ tiêu dùng Hệ thống nén khí Hình 3.7 Sơ đồ phƣơng án thu hồi khí sinh học từ CTR sinh hoạt hộ gia đình 58 Thuyết minh mơ hình: CTR sinh hoạt hợ gia đình đƣợc phân loại nguồn thành hai loại là CTR khó phân hủy và CTR phân hủy đƣợc - Đối với CTR khó phân hủy: bao gồm hai loại là chất thải tái chế và loại khơng tái chế + Đối với chất thải tái chế đƣợc cho vào thùng riêng sau tập kết lại đƣợc bán cho sở tái chế có giấy phép hành nghề bán, cho cơng ty vệ sinh mơi trƣờng địa bàn thành phố có công nhân vận chuyển rác thải thông thƣờng ngày + Đối với chất thải không tái chế đƣợc tập kết vào thùng chứa riêng, định kỳ thu gom giao cho các xe đẩ y tay của đô ̣i thu gom rác điạ bàn thành phố Sau đƣợc cơng ty mơi trƣờng đô thị vận chuyển tới bãi rác để xử lý, tiêu hủy - Với CTR phân hủy: là đối tƣợng thu hồi khí sinh học, bao gồm loại: rau quả, thực phẩm; thức ăn thừa; lƣơng thực qua chế biến; giấy vụn, giấy ăn; đồ có xƣơng và chất khoáng đƣợc thu gom riêng vào túi nilong, sau đƣợc mang đến thùng chứa tập trung khu vực Hàng ngày thùng chứa CTR phân hủy này đƣợc vận chuyển đến trạm trung chuyển Tại CTR đƣợc tách túi nilong (túi đựng rác), sau cho vào mày nghiền để tiến hành nghiền nhằm phân nhỏ CTR thành thành phần có kích thƣớc CTR sau nghiền tiếp tục đƣợc tập kết vào bể chứa tập trung Tại đây, CTR đƣợc tiến hành ủ để tạo khí sinh học Trong trình ủ này đƣợc bổ sung thêm chế phẩm vi sinh nhằm tăng cƣờng cho trình phân hủy diễn nhanh Khí sinh học sinh q trình ủ đƣợc cấp cho mợt số hợ gia đình gần khu vực có nhu cầu sử dụng cho mục đích sinh hoạt, sản xuất thu hồi vào hệ thống nén khí (trong trƣờng hợp lƣợng khí sinh lớn) để phục vụ cho mục đích sử dụng khác Khí trƣớc thu hồi vào hệ thống nén khí phải đƣợc khử tạp chất H2S 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở nghiên cứu, phân tích khả chuyển hóa chất thải sinh hoạt mợt số hợ gia đình thành khí sinh học, rút đƣợc kết luận sau: - Thành phần chất thải từ hợ gia đình (khảo sát 10 hợ) sau đƣợc tách loại tạp chất sử dụng hệ biogas cho thấy có đến 50% chất thải là loại rau quả, thực phẩm chƣa qua chế biến, thức ăn thừa chiếm khoảng 16%, lƣơng thực qua chế biến (cơm, bánh mì, đồ có tinh bợt) thừa lên đến 18%, giấy vụn, giấy ăn, đồ có xƣơng và chất khoáng chiếm khoảng 8% Kết phân loại cho thấy chất thải hợ gia đình có tiềm sản xuất sinh học mức độ cao - Tỷ lệ C/N chất thải từ một số hộ gia đình khu vực nợi thành Hà Nợi giao đợng khoảng từ 12,5 đến 15, ½ mức khuyến cao tối ƣu Hàm lƣợng C so với N thấp mức khuyến cáo thể thải bỏ nhiều thức ăn có hàm lƣợng protein cao nhƣ thịt lợn, thịt cá… Đồng thời là yếu tố hạn chế cho q trình phân huỷ kị khí Hệ dẫn đến làm chua bể hiệu suất sinh khí sinh học khơng cao khơng bổ sung thêm chất C Thêm vào đó, trình phân huỷ kỵ khí chất này phát sinh amoni - Kết cho thấy tốc đợ sinh khí và khả lên men chất thải rắn sinh khí sinh học mẫu đƣợc bổ sung EM cao so với mẫu không bổ sung EM Việc bổ sung EM làm thúc đẩy nhanh q trình phân huỷ và sinh khí sinh học chất thải rắn, cụ thể mẫu khơng bổ sung EM (BKCP) thời gian lƣợng khí tiệm cận tới kết thúc trình khoảng 35 ngày, mẫu có bổ sung EM (BCCP) khoảng thời gian này là 27 ngày - Trong trƣờng hợp có bổ sung chất thải, khẳng định việc tuần hoàn một lƣợng bùn định vào hệ thống ngoài việc có tác dụng thúc đẩy nhanh q trình ổn định hệ thống tạo hệ số phát sinh khí sinh học cao hệ khơng bổ sung bùn Nhƣ vậy, khẳng định việc tuần hoàn một lƣợng bùn định 60 lại vào hệ thống ngoài việc có tác dụng thúc đẩy nhanh q trình ồn định hệ thống tạo hệ số phát sinh khí sinh học cao hệ khơng bổ sung bùn Tuy vậy, hai hệ vào ổn định lƣợng khí sinh hai hệ này khơng có khác biệt lớn Do vậy, hệ thống phân huỷ kị khí từ chất thải rắn hợ gia định nên tuần hoàn bùn ngày đầu vận hành hệ thống Khi hệ thống vào ổn định, việc tuần hoàn bùn mang lại lƣợng khí sinh có cao đáng kể so với không tuần hoàn bùn Kiến nghị Trong nghiên cứu này, biến động giá trị pH không đƣợc theo dõi, tính chất hố học dịch thải sau q trình ủ khơng đƣợc đánh giá Do cần tiến hành nghiên cứu để đánh giá khả sử dụng dịch thải sau biogas làm nguồn chất dinh dƣỡng cho trồng Đề nghị nghiên cứu áp dụng mơ hình sản xuất khí sinh học từ chất thải sinh hoạt, sở giảm diện tích đất sử dụng cho chơn lấp, đồng thời thu hồi đƣợc nguồn khí tƣơng đối lớn cho đun nấu và nhu cầu khác 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Lý Kim Bảng (1999), “Nghiên cứu xử lý rác thải tạo nguồn phân bón thích hợp phục vụ nơng nghiệp”, Hội nghị mơi trường tồn quốc năm 1999, Hà Nợi, tr.25-26 Bợ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng, Bộ Xây dựng (2001), Thông tư liên tịch Số: 01/2001/TTLT/BKHCNMT-BXD: Hướng dẫn quy định bảo vệ môi trường việc lựa chọn địa điểm, xây dựng vận hành bãi chôn lấp chất thải rắn, Hà Nội Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2010), Báo cáo môi trường Quốc gia 2010 – Tổng quan môi trường Việt Nam, Hà Nội Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2011), Báo cáo môi trường Quốc gia 2011 – Chất thải rắn, Hà Nội Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2009), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6707 : 2009 Chất thải nguy hại - Dấu hiệu cảnh báo, phịng ngừa,Hà Nợi Chính phủ (2011), Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050, Hà Nợi Cục Chăn nuôi – Bộ Nông nghiệp và PTNT, Tổ chức phát triển Hà Lan – SNV (2011), Cơng nghệ khí sinh học quy mơ hộ gia đình (Tài liệu dùng để tập huấn cho kỹ thuật viên khí sinh học), Văn phịng dự án khí sinh học Trung ƣơng, Hà Nội Cù Huy Đấu, Trần Thị Hƣờng (2009), Quản lý CTR đô thị, NXB Xây dựng, Hà Nội 62 Nguyễn Mạnh Hùng (1999), “Áp dụng công nghệ chiếu xạ xử lý chất thải rắn sơ chế để tận dụng làm phân vi sinh”, Hội nghị môi trường tồn quốc năm 1999, Hà Nợi, tr.103-105 10 Dƣơng Ngun Khang (2008), Hiện trạng xu hướng phát triển công nghệ biogas Việt Nam, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh 11 Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái (2008), Quản lý chất thải rắn, Tập 1: Chất thải đô thị, Nxb Xây dựng, Hà Nội 12 Lƣơng Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý chất thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội 13 Nguyễn Thị Kim Thái (2011), Quản lý chất thải rắn, tập 2: Chất thải nguy hại, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 14 Phạm Văn Thành (2002), Cơng nghệ sản xuất khí sinh học – Kỹ thuật xây dựng hầm lò biogas VACVINA, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội 15 Nguyễn Duy Thiện (2001), Cơng trình lượng khí sinh học Biogas, NXB Xây Dựng, Hà Nội 16 Lê Ngọc Tuấn (2009), “Nghiên cứu trạng và dự báo khối lƣợng dự báo CTRCN- CTNH TP Hồ Chí Minh đến năm 2020”, Tạp chí phát triển KH CN, (09), tr.88-97 17 Ngơ Kế Sƣơng, Nguyễn Lân Dũng (2002), Sản xuất khí đốt (Biogas) kỹ thuật lên men kỵ khí, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội 18 Trần Thị Mỹ Diệu (2010), Giáo trình quản lý chất thải rắn sinh hoạt, NXB Đại học Văn Lang, Hồ Chí Minh 19 Trung tâm Thông tin KH&CN Quốc gia (2007), Tổng luận Công nghệ Xử lý Chất thải rắn số nước Việt Nam, Hà Nội 20 Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội (2012), Báo cáo trạng môi trường Thành phố Hà Nội năm 2011, Hà Nội 63 21 UBND Thành phố Hà Nội (2011), Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 22 UBND Thành phố Hà Nội (2014), Quy hoạch xử lý chất thải rắn thủ Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 TIẾNG ANH 23 A Hilkiah Igonia, M.J Ayotamuno, C.L Eze, S.O.T Ogaji, S.D Probert (2008), “Designs of anaerobic digesters for producing biogas from municipal solid-waste”, Applied Energy 24 Barbara De Lucia, Giuseppe Cristiano, Lorenzo Vecchietti, Elvira Rea, and Giovanni Russo (2013), “Agronomic and Environmental Quality Assessment of Sewage Sludge-Based Compost”, Applied and Environmental Soil Science, 2013(10) 25 Bolzonella D, Innocenti L, Cecchi F.(2002),“BNR wastewater treatments and sewage sludge anaerobic mesophilic digestion performances”, Wat Sci Technol;46(10):199–208 26 Bilal Keskin, Ibrahim Hakki Yilmaz, Mehmet Ali Bozkurt and Hakki Akdeniz, (2009), “Sewage Sludge as Nitrogen Source for Irrigated Silage Sorghum”, Journal of Animal and Veterinary Advances, 8(3): 573-578 27 Björnsson L, Murto M and Mattiasson B, (2000), “Evaluation of parameters formonitoring an anaerobic co-digestion”, Applied Microbiology and Biotechnology, 54: 844-849 28 Burak Demirel and Orhan Yenigün (2002), “Two-phase anaerobic digestion processes: a review”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology Volume 77, Issue 7, pages 743–755 29 Chongrak Polprasert(1989), Organic Waste Recycling, Jonhn Wiley & Son Ltd 64 30 ESCAP(1984), Updated Guidebook on Biogas Development United Nation, New York 31 Fred C Eilrich (2003), An Economic Analysis of Landfill Costs to Demonstrate the Economies of Size and Determine the Feasibility of a Community Owned Landfill in Rural Oklahoma, Selected Paper prepared for presentation at the Southern Agricultural Economics Association Annual Meeting 32 Idris, A., Inanc, B and Hassan, M N (2004), Overview of waste disposal and landfills/dumps in Asian countries, Journal of Mater Cycles Waste Manage 6, 104-110 33 K Navickas(2007), Biogas for farming, energy conversion and environment protection, International symposium, Biogas, technology and environment, University of Maribor, Faculty of Agriculture, 25-29 34 N.J.Themelis (2002), Anaerobic digestion of biodegradable organics in municipal solid wastes, Engineering &Applied Science, New York 35 Mamdouh A El-Messery, Gaber AZ Ismail, Anwaar K Arafa (2009), “Evaluation of municipal solid waste management in Egyptian Rural Areas”, J Egypt Public Health Assoc, số 84, 51- 70 36 Ministry of Rural Development (2007), Solid and Liquid Waste management in rural areas – a technical note 37 Report of the APO Survey on Solid-Waste Management (2007), Solid Waste Management: Issues and Challenges in Asia, The Asian Productivity Organization, Japan 38 Rachel A Bouvier (2000), The Effect of Landfills on Rural Residential Property Values: Some Empirical Evidence, University of New Hampshire, The United States 39 Rajeshwari, K.V., Balakrishnan, M., Kansal, A., Kusum Lata, and Kishore, V.V.N (2000), “Stateof-the-art of anaerobic digestion technology for 65 industrial wastewater treatment”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 4, 135-156 40 Ralph Sims, Ali Sayigh (2004), Bioenergy Options for a Cleaner Environment Elsevier Science & Technology Books 41 S Renou (2008), “Landfill leachate treatment: Review and opportunity”, Journal hazardous materials 150, 468-493 42 The Asia Foundation (2008), Solid waste collection and transport, Service Delivery Training 43 World Bank, Vietnam Environment Monitoring in 2004 – Solid Waste, 2004 TÀI LIỆU WEBSITE 44 http://tainguyenmoitruong.com.vn/xu-ly-chat-thai-ran-tai-viet-nam-can-lam-tu%E2%80%9Cgoc%E2%80%9D.html 45 http://www.urenco.com.vn/default.asp?tab=detailnews&zone=144&id=144&ti n=132 46 http://vacne.org.vn/cong-nghe-dot-chat-thai-tai-tao-nang-luong-mui-ten-trunghai-dich/26241.html 47 http://ashui.com/mag/index.php/chuyenmuc/nangluong-moitruong/70nangluong-moitruong/4991-dot-rac-de-tai-tao-nang-luong.html 48 http://moitruong.xaydung.gov.vn/moitruong/module/news/viewcontent.asp?ID= 2887&langid=1 49 http://www.baoxaydung.com.vn/news/vn/thoi-su/nha-may-xu-ly-rac-thai-congnghe-mbt-cd08-mo-hinh-can-nhan-rong.html 50 http://vietnambiogas.org.vn/cong-nghe-khi-sinh-hoc_p281.aspx 51 http://www.nalutata.com/viet-nam-xanh/171-tong-quan-thi-truong-biogas-oviet-nam-2012 66 ... xử lý rác 1.2 Công nghệ khí sinh học 1.2.1 Thành phần khí sinh học phụ phẩm khí sinh học 14 * Khí sinh học: Khí sinh học (KSH) là khí đƣợc sinh từ q trình phân hủy chất thải đợng vật và thực... địa điểm khảo sát 2.3.6 Nghiên cứu khả hình thành khí sinh học từ chất thải sinh hoạt Chất thải sinh hoạt chủ yếu từ hợ gia đình đƣợc thu gom và phân loại thành loại gồm: chất thải có khả phân... biệt chất thải sinh hoạt gia đình và chất thải sinh hoạt nói chung là quy mô nguồn phát sinh loại chất thải này [13] Có nhiều khái niệm chất thải sinh hoạt nhƣng khái quát rằng, chất thải sinh