Quản lý chất thải rắn

- Qúa trình phân hủy hiếu khí

R- CH(COOH) NH 2→ CH2 NH 2+ CO

1.3. Quản lý chất thải rắn

Mục đích của quản lý chất thải rắn

1. Bảo vệ sức khỏe cộng đồng 2. Bảo vệ môi trường

3. Sử dụng tối đa vật liệu

4. Tái chế và sử dụng tối đa rác hữu cơ 5. Giảm thiểu rác ở bãi rác

Hiện nay, ở nước ta thường áp dụng công tác thu gom, vận chuyển CTRSH theo hình thức thu gom tại các nguồn thải bằng các loại xe đẩy tay, xe ba gác, xe ba bánh, xe lam,… từ các hộ dân, tập trung tại các điểm hẹn, hay trạm trung chuyển để đưa đến bãi xử lý chất thải.

Việc quản lý CTRSH phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Phải thu gom và vận chuyển hết chất thải

- Phải đảm bảo việc thu gom, xử lý hiệu quả theo nguồn kinh phí nhỏ nhất nhưng lại đạt kết quả cao nhất

- Đưa các công nghệ và kỹ thuật, các trang thiết bị xử lý chất thải tiên tiến của các nước vào sử dụng ở trong nước, đào tạo đội ngụ cán bộ quản lý và lao động có đầy đủ kiến thức, kinh nghiệm và lòng yêu nghề, có trách nhiệm với vấn đề môi trường của đất nước.

Hình thức thu gom CTRSH được thực hiện liên tục 1 lần/ ngày, các xe thu gom sẽ đến các hộ dân để thực hiện công đoạn thu gom với qui trình thực hiện theo từng tuyến thu gom, trên các tuyến thu gom được phân thành các dây thu gom chính.

Phát sinh chất thải

Phân chia, lưu trữ, chế biến tại nguồn

Thu gom Thu gom Phân chia, chế biến, vàPhân chia, chế biến, và chuyển đổi CTR chuyển đổi CTR Trung chuyển và vận chuyển Thu gom Phân chia, chế biến, Vận chuyển đổi CTR

Tiêu hủy

Người đi thu gom trong các dây thu gom của họ (do được phân công, hợp đồng thu gom, …). Sau đó được chuyển đến các điểm hẹn (trạm trung chuyển cách xa nơi thu gom), hoặc trạm trung chuyển. Từ đó giao rác cho các xe vận chuyển chuyên dụng trong hoạt động vận chuyển CTRSH. Các xe này có nhiệm vụ vận chuyển các chất thải hoặc đến trạm phân loại tập trung

Hình 1.2: Quy trình thu gom, vận chuyển CTRSH (Nguồn: Tchobannoglous và cộng sự, 1993) Ghi Chú: QT: quy trình

TG: Thu gom VC: Vận chuyển

Xe ép (QTTG đường, cơ quan, xí nghiệp)

Xử lý chất thải rắn

Việc lựa chọn phương pháp xử lý CTR dựa trên các yếu tố sau:

 Tính chất vật lý (độ ẩm, thành phần, kích cỡ...), tính chất hóa học (hàm lượng chất vô cơ, hữu cơ, thành phần C, N, O, S....) và giá trị nhiệt lượng của chất thải rắn, từ đó xác định khả năng tái sử dụng, tái chế hoặc tận dụng làm nhiên liệu;

 Khối lượng, khả năng cung ứng và tốc độ gia tăng CTR hiện tại và tương lai;

 Điều kiện về khả năng tài chánh; Nguồn phát sinh Điểm hẹn Trạm trung chuyển rác Xe ép Xe thô sơ Xúc vc Thẳng Bãi xử lý rác Xe tải ben Thu gom Xe ép QTTG vận chuyển Trạm ép kín Xe ép kín QTTG vận chuyển

 Điều kiện về địa điểm xử lý, diện tích mặt bằng, cơ sở hạ tầng (điện, đường xá...);

 Nhu cầu tiêu thụ của thị trường khu vực: điện, nhiệt , phân bón, khí đốt ... Chúng ta sẽ tham khảo một số phương pháp xử lý CTR chủ yếu hiện nay:

Phương pháp xử lý nhiệt

 Nhiệt phân (Pyrolysis)

Đây là phương pháp xử lý rác tiến bộ nhất, được thực hiện ở các nước phát triển (Mỹ, Đan Mạch..). Nhiệt phân là quá trình phân hủy rác bằng nhiệt trong điều kiện thiếu oxy hoặc có oxy để phân hủy rác thành khí đốt theo các phản ứng:

C + O2→ CO2C + H2O → CO + H2 C + H2O → CO + H2 C + ½ O2→ CO C + H2→ CH4

Các sản phẩm sinh ra từ quá trình nhiệt phân là các sản phẩm khí, chủ yếu như: CH4, H2,, CO, CO2 và một số sản phẩm lỏng có chứa các hoá chất như: acid acetic, acetone, methanol... được tận dụng làm nguyên liệu để chế biến các sản phẩm có ích khác, tuy nhiên chỉ có 31-37% rác được phân hủy, phần còn lại được xử lý tiếp tục bằng phương pháp thiêu đốt.

 Thiêu đốt rác (Incineration)

Thiêu đốt là phương pháp xử lý rác phổ biến nhất ngày nay được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng. Đây là quá trình Oxi hóa CTR ở nhiệt độ cao để tạo thành CO2 và hơi nước theo phản ứng:

CxHyOz + (x+y/4+z/2) O2→ xCO2 + y/2 H2O

 Ưu điểm: của phương pháp thiêu đốt là xử lý triệt để rác thải, tiêu diệt các vi vinh vật gây bệnh và các chất ô nhiễm, diện tích xây dựng nhỏ, vận hành đơn giản, ít tốn nhiên liệu, có thể xử lý CTR có chu kỳ phân

hủy lâu dài.

 Nhược điểm: chính là việc sinh khói bụi và một số khí ô nhiễm khác như: SO2 , HCl ,NOx,, CO... cho nên khi thiết kế xây dựng lò đốt phải xây dựng kèm theo hệ thống xử lý khí thải.

Việc sử dụng các lò thiêu đốt rác hiện nay không dừng lại ở mục đích giảm thể tích ban đầu của rác (giảm khoảng 90%), mà còn thu hồi nhiệt lượng phục vụ các nhu cầu khác như: tận dụng cho lò hơi, lò sưởi, cấp điện...

Khi thiết kế lò đốt, có 4 yếu tố cần thiết cho sự đốt cháy hoàn toàn chất thải là: lượng Oxy cung cấp, nhiệt độ cháy phải đảm bảo từ 900 - 1300oC (hoặc cao hơn nữa tùy loại chất thải), thời gian đốt chất thải và mức độ xáo trộn bên trong lò. Ngoài ra còn phải chú ý thêm vật liệu chế tạo lò đốt để đảm bảo chịu nhiệt cao.

Khí thải sau khi làm nguội có thể được xử lý bằng dung dịch kiềm để trung hòa các chất độc hại tạo thành sau khi nung.

Ở Việt Nam công nghệ thiêu đốt thích hợp cho việc xử lý chất thải bệnh viện, chất thải nguy hại, các loại chất thải có thời gian phân hủy dài.

Xử lý sinh học

Xử lý sinh học là một trong những phương pháp xử lý rác thải hiệu quả, rẻ tiền, ít gây ô nhiễm và phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam. Công nghệ xử lý sinh học có thể chia làm 3 loại:

 Xử lý hiếu khí tạo thành phân (Composting)

Đây là phương pháp được áp dụng khá phổ biến ở hầu hết các quốc gia. Việc ủ rác sinh hoạt với thành phần chủ yếu là chất hữu cơ dễ phân hủy có thể được tiến hành ngay ở các hộ gia đình để bón phân cho vườn của mình.

 Ưu điểm : của phương pháp này là giảm được đáng kể khối lượng rác, đồng thời tạo ra phân bón hữu cơ giúp ích cho công tác cải tạo đất. Chính vì vậy phương pháp này được ưa chuộng ở các quốc gia nghèo và các

nước đang phát triển.

Quá trình ủ rác hiếu khí diễn ra theo phản ứng sau:

Vi khuẩn

Chất hữu cơ + O2 Các chất đơn giản + CO2 + H2O + NH3 + SO4 Hiếu khí

Phương pháp ủ rác hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí với sự có mặt của Oxy. Thường chỉ sau 2 ngày nhiệt độ rác tăng lên khoảng 450C, sau 6-7 ngày đạt tới 70-750C. Nhiệt độ này đạt được chỉ với điều kiện duy trì môi trường tối ưu cho vi khuẩn hoạt động như: Oxy, độ ẩm, tỉ số C/N, pH và một số chất dinh dưỡng vô cơ như: phốt pho, lưu huỳnh, Kali, Nitơ...

Sự phân huỷ hiếu khí diễn ra khá nhanh, sau 2 - 4 tuần rác được phân hủy hoàn toàn. Các vi khuẩn gây bệnh và côn trùng bị hủy diệt do nhiệt độ ủ tăng. Bên cạnh đó, mùi hôi cũng bị khử nhờ quá trình ủ hiếu khí. Độ ẩm tối ưu cho quá trình này là 50 - 600C.

 Xử lý kỵ khí (Anaerobic)

Công nghệ ủ kỵ khí được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ (chủ yếu thực hiện ở qui mô nhỏ).

Quá trình xử lý kỵ khí, phản ứng xảy ra như sau:

Chất hữu cơ + H2O Các chất đơn giản + CO2 + CH4 + NH3 + H2S - Công nghệ nầy có những ưu điểm:

 Chi phí đầu tư ban đầu thấp;

Sản phẩm phân hủy có thể kết hợp xử lý với phân hầm cầu và phân gia súc  cho phân hữu cơ có hàm lượng dinh dưỡng cao;

 Đặc biệt là thu hồi khí CH4 làm nguồn cung cấp nhiệt phục vụ cho các Kỵ khí

nhu cầu đun nấu, lò hơi... - Tuy nhiên có một số nhược điểm:

 Thời gian phân hủy lâu hơn xử lý hiếu khí (4- 12 tháng);

 Các khí sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí là: H2S, NH3 gây mùi hôi khó chịu;

 Các vi khuẩn gây bệnh luôn tồn tại cùng với quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân hủy thấp.

 Xử lý kỵ khí kết hợp với hiếu khí (Combined anaerobic and aerobic)

Công nghệ này sử dụng cả 2 phương pháp xử lý hiếu khí và kỵ khí.

• Ưu điểm:

 Không có lượng nước thải ra từ quá trình phân hủy hiếu khí;  Sử dụng nước rò rỉ trong quá trình ủ để lên men kỵ khí;

 Vừa tạo được lượng phân bón phục vụ nông nghiệp và tạo khí CH4 cung cấp nhiệt.

Xử lý hóa học

Các giải pháp xử lý hóa học thường được ứng dụng để xử lý CTR công nghiệp. Các giải pháp xử lý hóa học hiện nay rất nhiều: oxy hóa, trung hòa, thủy phân... chủ yếu để phá hủy CTR hoặc làm giảm độc tính của các CTR nguy hại.

Sử dụng vôi, kiềm làm giảm khả năng gây độc của các kim loại nặng do tạo thành các hydroxit không hòa tan.

Đối với các CTR có tính axit có thể trung hòa bằng các chất kiềm và ngược lại.

Ổn định hóa

Phương pháp ổn định hóa (cố định, đóng rắn) chủ yếu được sử dụng xử lý CTR độc hại, nhằm hai mục đích:

 Giảm rò rỉ các chất độc hại bằng cách giảm bề mặt tiếp xúc, hạn chế ở mức cao sự thẩm thấu của chất thải vào môi trường;

 Cải thiện kích thước chất thải về độ nén và độ cứng.

Ổn định chất thải là công nghệ trộn vật liệu thải với vật liệu đóng rắn, tạo thành thể rắn bao lấy chất thải hoặc cố định chất thải trong cấu trức của vật rắn.

Phương pháp nầy thường dùng để xử lý CTR của kim loại, mạ kim loại, chì, tro của lò đốt... tạo thành khối rắn dễ vận chuyển và chôn lấp trong hố hợp vệ sinh.

Bãi chôn lấp rác

 Đổ rác thành đống hay bãi hở (Open Dump)

Đây là phương pháp xử lý rác cổ điển đã được loài người áp dụng từ lâu đời. Hiện nay, các đô thị ở Việt Nam và một số nước khác vẫn còn đang áp dụng.

 Phương pháp này có nhiều nhược điểm:

 Tạo cảnh quan khó coi, gây khó chịu cho con người khi thấy chúng;

 Là môi trường thuận lợi cho các động vật gặm nhấm, các loài côn trùng, vi trùng gây bệnh sinh sôi nẩy nở gây nguy hiểm cho sức khỏe con người;  Gây ô nhiễm môi trường nước và không khí.

Đây là phương pháp xử lý rác đô thị rẽ tiền nhất, chỉ tiêu tốn chi phí cho công việc thu gom và vận chuyển rác từ nơi phát sinh đến bãi rác. Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi diện tích bãi thải lớn, không phù hợp những thành phố đông dân, quỹ đất đai khan hiếm.

 Bãi chôn lấp hợp vệ sinh (Sanitary landfill)

Phương pháp này được nhiều đô thị trên thế giới (ở Mỹ, Anh, Nhật...) áp dụng trong quá trình xử lý rác. Đây là phương pháp xử lý rác thích hợp nhất trong điều kiện khó khăn về vốn đầu tư nhưng lại có một mặt bằng đủ lớn và nguy cơ gây ô nhiễm môi trường ít.

Trong các bãi chôn lắp rác hợp vệ sinh, bên dưới thành đáy được phủ lắp chống thấm có lắp đặt hệ thống ống thu nước rò rĩ và hệ thống thu khí thải từ bãi rác. Nước rò rĩ sẽ được thu gom và xử lý để đạt tiêu chuẩn qui định.

Bãi chôn rác vệ sinh hoạt động bằng cách: mỗi ngày trải một lớp mỏng rác, sau đó nén ép chúng lại bằng các loại xe cơ giới, tiếp tục trải lên trên một lớp đất mỏng độ 15 cm. Công việc nầy cứ thể tiếp tục đến khi nào bãi rác đầy.

 Ưu điểm của bãi chôn rác vệ sinh

 Các loài côn trùng, chuột bọ, ruồi... khó sinh sôi nảy nở do rác bị nén, ép chặt và được phủ lớp đất;

 B Giảm mùi hôi thối, ít gây ô nhiễm không khí, các hiện tượng cháy bùng và cháy ngầm khó có thể xảy ra;

 Góp phần hạn chế ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm  Chi phí vận hành không quá cao;

 Tận dụng được khí CH4 làm chất đốt.  Một số nhược điểm

Diện tích đất phải đủ lớn. Người ta đã ước tính với khu đô thị qui mô 10.000 dân, trong 1 năm sẽ thải ra lượng rác có thể lấp đầy diện tích 1 ha với chiều sâu khoảng 3m;

 Các lớp đất phủ thường hay bị xói mòn;

 Do rác được ủ trong điều kiện kỵ khí, khí CH4 hoặc H2S được hình thành có khả năng gây cháy nổ hoặc gây ngạt.

Cho đến nay hệ thống quản lý chất thải rắn không ngừng phát triển đặc biệt là ở Mỹ và các nước công nghiệp tiên tiến. Nhiều hệ thống quản lý rác với hiệu quả cao ra đời do sự kết hợp đúng đắn giữa các thành phần sau đây:

− Hệ thống tổ chức quản lý

− Quy hoạch quản lý

− Công nghệ xử lý

Sự hình thành và ra đời của các luật lệ và quy định về quản lý chất thải rắn ngày càng chặt chẽ đã góp phần nâng cao hiệu quả của hệ thống quản lý chất thải rắn hiện nay

Thứ bậc ưu tiên trong quản lý rác tổng hợp

1. Tránh thải bỏ 2. Giảm thiểu rác 3. Tái sử dụng 4. Tái chế

5. Tạo năng lượng 6. Xử lý

7. Thải bỏ

Các thành phần của hệ thống tổng hợp quản lý chất thải rắn

Các thành phần của hệ thống tổng hợp quản lý chất thải rắn bao gồm:

• Cơ cấu chính sách

• Cơ cấu luật

• Cơ cấu hành chánh

• Giáo dục cộng đồng

• Cơ cấu kinh tế

• Hệ thống kỹ thuật

• Tạo thị trường và tiếp thị các sản phẩm tái chế

• Hệ thống thông tin chất thải

Những Thách Thức Của Việc Quản Lý Chất Thải Rắn Trong Tưong Lai

Xã hội càng phát triển, dân số thế giới càng gia tăng kết hợp với sự đô thị hoá và công nghiệp hóa làm cho lượng rác thải phát sinh ngày càng nhiều. Những thách thức và cơ hội có thể áp dụng để giảm thiểu lượng rác thải trong tương lai là: (1) thay đổi thói quen tiêu thụ sản phẩm trong xã hội, (2) giảm lượng rác thải tại nguồn, (3) xây dựng bãi chôn lấp an toàn hơn, (4) phát triển công nghệ mới.

•Thay đổi thói quen tiêu thụ sản phẩm trong xã hội

Sự tiêu thụ sản phẩm là một hoạt động tự nhiên. Xã hội thay đổi sẽ làm cho mức sống thay đổi bằng cách thay đổi số lượng và chất lượng sản phẩm tiêu thụ. Thói quen tiêu thụ sẽ được thay đổi nếu số lượng rác thải từ các hoạt động tiêu thụ thay đổi

•Giảm lượng rác thải tại nguồn