Ứng dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật bãi chôn lấp chất thải, luận văn đưa ra một số đề xuất công nghệ như sau:
Với kết quả tổng lượng phát thải khí metan và dự báo phát thải khí metan như đã nghiên cứu được ở trên, cần một biện pháp công nghệ để giảm thiểu khí metan để tận thu khí metan như xây dựng hệ thống thu hồi khí metan tại bãi chôn lấp. Có thể là thu hồi thụ động hoặc thu hồi chủ động.
Hệ thống xử lý khí thải phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Có tường bằng đất sét chống thấm dày tối thiểu 0,7 m bao quanh bãi, luôn được giữ ẩm, không nứt nẻ.
- Đảm bảo thu gom được trên 40 % khí thải.
- Thiết bị thu gom khi thải yêu cầu làm bằng vật liệu có độ khả năng chịu ăn mòn tốt.
- Hệ thống thu gom được thiết kế bởi các ống đục lỗ có đường kính 0,3 – 0,5 m; có chiều sâu tương ứng bề dày chất thải được chôn lấp. Khoảng cách giữa hai ống từ 50 – 60 m; khoảng cách giữa các lỗ trên ống từ 15 – 20 cm; xung quanh ống là các tầng đá lọc khí loại 4×6 với bề dày khoảng 80 cm đảm bảo độ rỗng để thu lượng khí tạo thành. Toàn bộ khí thu được trong hệ thống ống này được dẫn tập trung về một hệ thống trên bề mặt gọi là bể tích chứa dẫn đến hệ thống xử lý. Tham khảo một số công nghệ trên thế giới, trong phạm vi của nghiên cứu cũng đề xuất sơ đồ tổng quát của hễ thống tận thu khí metan được đề xuất như sau:
Hình 3.4: Hệ thống thu hồi khí metan được đề xuất
Hình 3.5: Hệ thống thu hồi khí metan thụ động được đề xuất
Hệ thống thu hồi khí metan thụ động này được sử dụng phổ biến ở Anh, sử dụng để phát tán khí bãi chôn lấp vào khí quyển hoặc vào một hệ thống có kiểm soát. Hệ thống này có ưu điểm là có thể lắp đặt ngay trong quá trình vận hành bãi chôn lấp hoặc sau khi bãi chôn lấp được đóng cửa. Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc một phần vào độ sâu của tầng khí bãi chôn lấp, vào điều kiện môi trường… - Hệ thống thu hồi khí chủ động:
Đây là hệ thống được cho rằng đạt hiệu quả cao nhất, bao gồm các giếng thu ngang và thu đứng cũng như hệ thống thu hồi khí thụ động. Không như hệ thống thu hồi khí thụ động, hệ thống thu hồi khí chủ động có van để kiểm soát dòng khí và nó cũng hoạt động như một cổng thu mẫu để tính toán lượng khí phát sinh, thành phần và áp suất.
Hình 3.6: Hệ thống thu hồi khí metan chủ động được đề xuất
Hệ thống thu hồi khí chủ động có bơm để vận chuyển khí ra khỏi bãi chôn lấp và dẫn đến giếng thu khí, sau đó các công việc xử lý khí và sử dụng khí metan sẽ tương tự như hệ thống tận thu khí metan ở hình 3.6.
b. Giải pháp thu hồi khí metan tại nguồn thải:
Thực hiện giải pháp 3R: Phân loại rác tại nguồn để giảm thiểu lượng rác thải hữu cơ phát sinh.
Tại một số hộ gia đình có chăn nuôi quy mô vừa và nhỏ có thể áp dụng công nghệ biomass để xử lý phân chuồng, tận thu lượng khí metan phát thải ra môi trường, đồng thời tiết kiệm được nhiên liệu. Một trong các công nghệ có thể áp dụng là công nghệ ủ sinh học theo các đống dưới đây:
Công nghệ ủ đống thực chất là một quá trình phân giải phức tạp gluxit, lipit và protein với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí và kị khí. Các điều kiện pH, độ ẩm, thoáng khí (đối với vi khuẩn hiếu khí) càng tối ưu vi sinh vật càng hoạt động mạnh và quá trình ủ phân càng kết thúc nhanh.Tùy theo công nghệ mà vi khuẩn kị khí hoặc vi khuẩn hiếu khí sẽ chiếm ưu thế. Công nghệ ủ đống có thể là ủ tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống có đảo định kì hoặc vừa thổi khí vừa đảo. Cũng có thể ủ dưới hố như kiểu ủ lên men thức ăn chăn nuôi hay ủ trong hầm kín thu khí metan.
- Biện pháp xây dựng khu xử lý rác thải liên hoàn bao gồm: hệ thống ô chôn lấp có thu hồi khí, nhà máy sản xuất phân hữu cơ, hệ thống ô chôn lấp là giải pháp công nghệ triệt để xử lý rác thải sinh hoạt và giảm thiểu khí thải CH4 tại các bãi chôn lấp. Tuy nhiên, giải pháp trên đòi hỏi diện tích xây dựng lớn và vốn đầu tư cao nên chưa thực sự phù hợp với yêu cầu xử lý rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ.
KẾT LUẬN
Sau khi nghiên cứu, luận văn có thể rút ra một số kết luận sau đây:
1. Kết quả điều tra, khảo sát các hoạt động liên quan đến dòng khí nhà kính phát sinh trong các hoạt động luân chuyển dòng chất thải sinh hoạt hữu cơ trên địa bàn thị trấn Trâu Quỳ cho thấy hàm lượng khí metan xuất phát từ các sản phẩm dùng trong gia đình như giấy thừa, thức ăn thừa, một số loại phân dung trong nông nghiệp như phân chuồng (lợn, gà,…) và từ hệ thống vệ sinh, cống rãnh tại các hộ gia đình. Các dòng khí metan chủ yếu phát sinh từ rác thải sinh hoạt hộ gia đình được lưu trữ tại các thùng rác gia đình hoặc bãi chôn lấp rác (rác thải hữu cơ đã được ủ hiếu khí hoặc kị khí) và các đóng thải ủ không kiểm soát tại vườn nhà. Rác thải thị trấn Trâu Quỳ chưa được phân loại trước khi đem đi xử lý do đó phần trăm chất thải hữu cơ tại bãi chôn lấp khoảng 46,9 %.
2. Kết quả luận văn cũng chỉ ra rằng lượng khí metan thoát ra từ rác thải thị trấn Trâu Quỳ chưa được thu gom ước tính được khoảng 1 tấn/năm. Lượng khí metan thoát ra từ rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ năm 2012 tại bãi chôn lấp tính được là 33.851,84 tấn/năm. Trong đó, tỷ lệ gia tăng lượng khí metan được phản ánh qua tỷ lệ gia tăng lượng rác phát sinh ước tính là 0,035. Với lượng khí phát sinh đều đặn như vậy, tính đến năm 2020, lượng khí thải metan phát thải từ rác thải sinh hoạt thị trấn Trâu Quỳ tại bãi chôn lấp sẽ đạt 44.547,41 tấn/năm. Với ước tính định lượng và định tính lượng khí metan phát thải đến năm 2020 như trên, nếu không có biện pháp quản lý, xử lý lượng khí thải này sẽ phát thải gây ô nhiễm môi trường xung quanh bãi chôn lấp.
3. Khí thải metan là chất khí có thể sử dụng được làm năng lượng. Do đó, luận văn đã đề xuất một số giải pháp quản lý và công nghệ. Luận văn cũng chỉ ra rằng, giải pháp công nghệ cần phù hợp với từng khu vực và loại rác thải phát sinh. . Giải pháp áp dụng các khu xử lý rác thải sinh hoạt liên hợp nên được nghiên cứu và phát triển trên diện rộng đối với đặc tính rác thải và khí hậu của Việt Nam nói chung và địa bàn nghiên cứu nói riêng. Do hạn chế về mặt thời gian
và kinh phí nghiên cứu, luận văn chỉ dừng ở mức tham khảo và đề xuất các giải pháp công nghệ ở dạng thu thập và liệt kê. Kết quả luận văn thu được dự kiến sẽ giúp tư vấn cho chính quyền địa phương những giải pháp quản lý phù hợp; là tiền đề cho những nghiên cứu về công nghệ sạch áp dụng trong xử lý rác thải đô thị cụ thể là rác thải sinh hoạt hữu cơ.
Kiến nghị:
Từ kết quả nghiên cứu của luận văn có thể ứng dụng để phát triển các nghiên cứu sâu hơn về công nghệ tận thu khí metan làm năng lượng tái tạo. Những số liệu và phân tích từ luận văn có thể sử dụng tham khảo để đưa ra những giải pháp cụ thể cho vấn đề quản lý chất thải tại địa phương cũng như những giải pháp công nghệ nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính từ rác thải sinh hoạt hữu cơ.
Để hạn chế lượng khí thải metan phát sinh cần có biện pháp phân loại rác tại nguồn, áp dụng các biện pháp ủ phân compost trực tiếp tại các hộ gia đình, tiến hành áp dụng thu hồi khí metan bằng các hệ thống lò đốt khí biomass để giảm hàm lượng chất thải hữu cơ đem đi xử lý tại bãi chôn lấp.
Để giảm thiểu lượng khí thải metan phát thải tại bãi chôn lấp cần xây dựng các hệ thống thu khí; phương án xây dựng khu xử lý rác thải liên hoàn (ô chôn lấp, nhà máy sản xuất phân compost, hệ thống thu khí metan làm năng lượng) là phương án tối ưu nhưng vốn đầu tư cao nên chưa thiết thực đối với rác thải cần xử lý của thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm.
Phụ lục 1
PHIẾU KHẢO SÁT RÁC THẢI SINH HOẠT HỘ GIA ĐÌNH
Địa điểm khảo sát:……….
Ngày, giờ khảo sát:………..
Số người trong gia đình:………..
Nghề nghiệp của các thành viên gia đình:……….
Khối lượng rác trung cảu của gia đình khoảng:…………. Kg/ngày Gia đình có hợp đồng thu rác với tổ thu gom không? Có ….. Không:……
Gia đình có giỏ thu rác không? Có ….. Không:……
Chi phí thu gom rác: ………..đồng/ tháng Hàng ngày, rác thải của hộ gia đình được thu gom và xử lý như nào? - Tập trung lại trước nhà để nhân viên thu gom đến lấy Có ….. Không:……
- Tự xử lý rác tại nhà: Chôn …… (Loại chất thải:……….) Đốt :……..( Loại chất thải:……….)
- Rác được đưa đến nơi tập trung theo quy định Có ….. Không:……
Phụ lục 2
Bảng kê khối lượng rác thải thị trấn Trâu Quỳ được thu gom xử lý tại bãi Kiêu Kỵ, Gia Lâm tháng 6 năm 2012
Ngày Khối lượng chôn lấp ( Kg)
Khối lượng rác đưa vào nhà máy sản xuất phân compost ( kg) Tổng lượng rác thải 1 8,840 3,810 12,650 2 21,030 21,030 3 8,330 3,920 12,250 4 17,350 4,320 21,670 5 17,030 17,030 6 16,150 3,370 19,520 7 27,290 27,290 8 19,500 4,720 24,220 9 22,570 22,570 10 10,430 4,200 14,630 11 19,110 3,600 22,710 12 23,210 23,210 13 17,800 3,530 21,330 14 24,890 24,890 15 17,970 3,660 21,630 16 25,580 25,580 17 8,090 3,610 11,700
18 22,260 2,780 25,040 19 17,550 17,550 20 13,250 13,250 21 24,480 24,480 22 17,920 17,920 23 17,470 17,470 24 8,720 3,220 11,940 25 13,730 3,760 17,490 26 17,710 17,710 27 14,100 14,100 28 20,180 20,180 29 3,297 3,220 6,517 30 16,680 16,680 Tổng 512,517 51,720 564,237
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt:
1. Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Mạnh Khải, Ngô Vân Anh, Nguyễn Minh Phương, Hans B. Wittgren, Karin Tonderski, Jans O. Drangert (2012). Đánh giá dòng Cadimi trong mối tương quan với hoạt động của cộng đồng xã Cổ Loa, Đông Anh, Hà Nội. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội, Tập 28, Số 4S, tr. 38 – 44.
2. Nghiêm Vân Khanh, Nguyễn Kim Thái (2007). Áp dụng phân tích dòng luân chuyển vật chất để cải thiện quản lý tại nhà máy xử lý chất thải rắn hữu cơ Cầu Diễn, Hà Nội. Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng, số 1, tr79-tr85.
3. Nguyễn Võ Châu Ngân, Lê Hoàng Việt, Nguyễn Xuân Hoàng và Vũ Thành Trung (2014). Tính toán phát thải khí metan từ rác thải sinh hoạt khu vực nội ô thành phố Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Trường đại học Cần Thơ số 31tr 99 - 105
4.Trần Thục, Trần Thị Lan Hương, Đào Minh Trang (2012). Tích hợp biến đổi khí hậu vào kế hoạch phát triển kinh tế xã hội.Nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đổ.
5. Hiệp hội công nghiệp và môi trường Việt Nam (2012). Báo cáo tổng kết năm 2012.
6. UBND thị trấn Trâu Quỳ (2011). Phương hướng phát triển thị trấn Trâu Quỳ 7. Viện khoa học khí tượng thuỷ văn và môi trường (2010). Biến đổi khí hậu và tác động ở ViệtNam.
8. Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2012).Báo cáo tổng hợp khối lượng rác thải 2012.
9. Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2012). Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2012.
10. Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2013). Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2013.
11. Xí nghiệp môi trường đô thị Gia Lâm (2014). Nhật ký tổng hợp khối lượng rác thải thu gom năm 2014.
Tài liệu tiếng Anh:
1. Agnès Montangero (2007). Material Flow Analysis A Toolto assess Material Flows for Environmental Sanitation planning in Developing countries,
Department of Water and Sanitation in Developing Countries.
2. Agnès Montangero , Belevi H (2007). Assessing nutrient flows in septic tanks by eliciting expert judgement: A promising method in the context of developing countries, Water Research, No 41: 1052-1064.
3. Agnès Montangero (2006). Material flow analysis for environmental sanitation planning in developing countries, an approach to assess material flows with limited data availability. PhD thesis University Innsbruck.
4.Tomoko Okayama and Masako Shimizu (2007). Analysis of Waste Flow and environmental Impact of Waste Management at Aichi EXPO. Proceeding of international Symposium on EcoTopia Science 2007, ISETS07.
5. UNFCCC (1995). Kyoto protocol refernce manual on accouting of emissisions and assigned amout.
6. UNFCCC (2013). Kyoto protocol refernce manual on accouting of emissisions and assigned amout.
7. UNFCCC (2013). CDM methodlogy Booklet icon used this booklet.
Tài liệu tham khảo mạng
1. www.elsevier.com/locate/watres 2. http://www.ipcc.ch/