Áp dụng công thức do IPCC xây dựng (1995) :
CH4 = (WT x WF x MCF x DOC x DOCF x F x 16/12 – R ) x( 1 – OX ) Với :
WT: Tổng lượng rác phát sinh (tấn/năm)
WF: Phần trăm lượng rác đưa đến bãi chôn lấp MCF: Giá trị mặc định của tham số metan
DOC: Phần trăm cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong rác thải
DOCF: Giá trị sai số của lượng cacbon hữu cơ có thể phân hủy (giá trị mặc định là 0,7)
F: Phần trăm của khí CH4 trong khí bãi chôn lấp (giá trị mặc định là 0,5) R: Khí metan thu hồi được
OX: Tỷ lệ oxy hóa
Lượng khí CH4 có thể thu hồi tính toán dựa trên tổng lượng rác thải sinh hoạt đưa vào bãi chôn lấp. Áp dụng phương pháp USEPA’s LANGEM (IPCC, 1995), giá trị tương quan tham số CH4 ứng với các loại bãi chôn lấp khác nhau được trình bay như bảng :
Loại bãi chôn lấp Giá trị tương quan của tham số CH4 (MCF)
Có quản lý 1,0
Không quản lý – sâu ( ≥ 5m rác) 0,8
Không quản lý – nông ( < 5m rác ) 0,4 Giá trị mặc định đối với bãi rác không
phân loại
0,6
Do bãi rác Kiêu Kỵ, Gia Lâm, nơi xử lý rác của thị trấn Trâu Quỳ có quản lý tuy nhiên, rác thải đưa đến bãi chưa được phân loại tại nguồn, chọn MCF = 0,6.
Căn cứ vào số liệu thu thập được của ban quản lý bãi Kiêu Kỵ và xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm, tỷ lệ thu gom rác sinh hoạt hiện nay là 85%. Chọn WF= 0,85.
WF = 85: lượng rác đưa đến bãi chôn lấp
MCF = 60: giá trị mặc định của tham số CH4 (%)
DOC = 13,775: lượng cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong rác thải (1%) Bãi rác chưa có hệ thống thu hồi khí thải . Ta có khí metan được thu hổi (tấn/ năm) R = 0:
Tỷ lệ oxy hóa OX = 0
WT: Tổng lượng rác phát sinh (tấn/năm).
Từ đó, lượng khí metan thoát ra từ rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ năm 2012 tại bãi chôn lấp như sau:
Thay số:
= (6.195,337 x 0,85 x 13,775 x 0,7 x 0,5 x 16/12 – 0) x ( 1 – 0) = 33.851,84 (tấn/ năm)
Như vậy, áp dụng công thức tính của IPCC (1995) thì lượng khí metan thoát ra từ rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ năm 2012 tại bãi chôn lấp là 33.851,84 (tấn/năm).
Đối với BCL không thực hiện các lớp phủ tạm thời thì quá trình phân hủy hiếu khí ở lớp bề mặt chất thải sẽ diễn ra lâu hơn do oxy từ không khí liên tục khuếch tán, xâm nhập vào đống chất thải. Quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ là một quá trình tổng hợp có sự tham gia của vi khuẩn, nấm, men. Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hiếu khí rác hữu cơ là những tổ chức tế bào sinh học mới, chất hữu cơ bền, khí CO2, khí NH3 và nhiệt năng. Năng lượng sinh ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ là nguyên nhân làm gia tăng nhiệt độ trong lòng chất thải. Trong điều kiện bình thường với sự có mặt của oxy thì NH3 sinh ra do được oxy hóa thành dạng NO3-.
Sự chuyển hóa NH3 do oxy hóa góp phần vào giảm thiểu phát tán của NH3 từ BCL vào không khí và khí thải phát tán từ BCL rác trong giai đoạn đầu chủ yếu là khí CO2. Quá trình phân hủy hiếu khí tiếp tục diễn ra nhưng chậm lại do hàm lượng oxy trong đống chất thải giảm xuống và giai đoạn chuyển tiếp từ phân hủy sinh học bằng quá trình hiếu khí sang quá trình kỵ khí.
3.4.3 Dự báo phát thải khí metan từ rác thải sinh hoạt hữu cơ thị trấn Trâu Quỳ tại bãi xử lý rác thải Kiêu Kỵ đến năm 2020
Giả sử một số giá trị sẽ không đổi từ nay cho đến năm 2020. Áp dụng hàm Euler, sử dụng phương trình dưới đây dùng để dự báo về tải lượng khí methane thoát ra từ các bãi chôn lấp từ nay cho đến năm thứ i (với giả định MSWF và DOC không thay đổi). Thực tế các tham số này thường thay đổi rất ít. Các tham số còn lại là những giá trị mặc định, vì vậy có thể gán các tham số: MCF, DOCF, F, R, OX không biến đổi theo năm. Từ đó ta có, tải lượng phát thải lượng khí metan thoát ra vào năm thứ i như sau:
CH4(i+1)= CH4(i)+ . 4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
100
r CH i
(1)
Trong đó: CH4(i): Tải lượng khí methane thoát ra vào năm thứ i.
r: Tỷ lệ gia tăng lượng khí metan được phản ảnh qua tỷ lệ gia tăng lượng rác phát sinh.
Mặt khác, theo thời gian, dân số sẽ có sự thay đổi kéo theo đó là tổng lượng rác phát sinh sẽ thay đổi theo. Căn cứ vào số liệu thu thập năm 2012, 2013, 2014 về tổng lượng rác thải phát sinh của thị trấn Trâu Quỳ thu gom về bãi xử lý rác Kiêu Kỵ. Từ đó tính được tỷ lệ gia tăng lượng rác phát sinh. Đây được coi là tỷ lệ phản ánh tỷ lệ gia tăng lượng khí metan. (do một số giá trị được coi như không đổi cho đến năm 2020).
Bảng 3.5: Tỷ lệ gia tăng lượng rác giai đoạn 2012 - 2014
2012 2013 2014
Tổng lượng rác phát sinh (tấn) 6.195,377 6.406,252 6.637,058
Tỷ lệ gia tăng lượng rác (r) 0,034 0,036
Lấy tỷ lệ gia tăng lượng rác (r) là trung bình cộng của tỷ lệ gia tăng năm 2013 và 2014. Ta có TB = 0,035.
Thay thế r(Tỷ lệ gia tăng lượng khí methane được phản ảnh qua tỷ lệ gia tăng lượng rác phát sinh) = 0,035 vào công thức (1) ta có lượng phát thải khí metan dự báo đến năm 2020 như bảng và đồ thị sau:
Bảng 3.6: Dự báo khối lượng phát thải khí metan đến năm 2020 Năm Khối lượng CH4 phát thải ( tấn)
2012 33,851.84 2013 35,036.65 2014 36,262.94 2015 37,532.14 2016 38,845.77 2017 40,205.37 2018 41,612.55 2019 43,068.99 2020 44,576.41
Biểu đồ 3.2: Dự báo khối lượng phát thải khí metan đến năm 2020