3. Nội dung nghiên cứu
3.3.3. Phát thải KNK từ quá trình đốt chất thải
Tại thành phố Hà Nội, tỷ lệ chất thải rắn được đốt trong lò đốt chiếm tỷ lệ khá thấp so với lượng phát sinh. Phát thải bằng phương pháp đốt bao gồm đốt trong lò đốt và đốt rác lộ thiên, trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài chỉ tính toán lượng phát thải khí nhà kính bằng phương pháp đốt bằng lò đốt còn đốt lộ thiên không tính do không có số liệu thống kê.
Theo các nghiên cứu, khi đốt CTRSH bằng lò đốt phát sinh nhiều loại khí khác nhau như CO, SO2, Dioxin, Kim loại nặng,... trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu chỉ tính đến lượng khí nhà kính phát sinh.
Để tính phát thải khí nhà kính từ quá trình đốt chất thải bằng phương pháp đốt, ta sử dụng công thức (7) để tính phát thải CO2, công thức (8) để tính phát thải CH4, công thức (9) để tính N2O phát thải.
3.3.3.1 Phát thải khí CO2 a.Khối lƣợng CTRSH đƣợc đốt.
Đề tài nghiên cứu tiến hành tính toán dựa trên các số liệu từ năm 2014 đến năm 2017, số liệu thể hiện qua Bảng 3.16
Bảng 3.16 Khối lƣợng CTRSH đƣợc đốt từ năm 2014 - 2017
Năm Khối lƣợng CTRSH đƣợc đốt trong các lò đốt
(tấn/năm)
2014 115.919,06
2015 203.109,07
2016 218.125,61
2017 141.041,58
Từ bảng trên cho thấy, lượng chất thải rắn sinh hoạt được đốt trong lò đốt tăng bình quân hàng năm. Năm 2014 phát sinh 115.919,06 tấn CO2 Riêng năm 2017, số lượng CTRSH được xử lý bằng phương phát đốt giảm do nhà máy Phương Đình và nhà máy của HTX Thành Công thường xuyên dừng hoạt động để sửa chữa.
a. Tỷ lệ thành phần loại chất thải i (WFi)
Do các nhà máy đốt CTRSH đều tại khu vực khu liên hiệp xử lý CTR Xuân Sơn, thị xã Sơn Tây, Hà Nội nên CTRSH đưa về đây được thu gom từ các khu vực nông thôn ngoại thành Hà Nội. Vì vậy đề tài nghiên cứu sử dụng Bảng 3.3 thành phần CTRSH tại các huyện ngoại thành Hà Nội để tính toán.
b. Các hệ số Hàm lượng chất khô của chất thải i (dmi); tỷ lệ cacbon theo khối lượng khô của chất thải i (CFi); tỷ lệ cacbon hóa thạch trong thành phần cacbon của chất thải i (FCFi) được lấy theo hệ số mặc định của IPCC 2006, nêu cụ thể tại Bảng 3.17 sau:
Bảng 3.17 Các hệ số dmi; CFi; FCFi; WFi
Thành phần trong CTR dmi CFi FCFi WFi
Thức ăn, chất hữu cơ dễ phân hủy 40% 38% 0% 64,2 Rác vườn (lá, cành cây nhỏ, cỏ,… 40% 49% 0%
6,2 Giấy, bìa catton 90% 46% 1% 3,2
Gỗ vụn 85% 50% 0% 3,4
Vải vụn, giẻ lau 80% 50% 20% 2,6
Tã lót 40% 70% 10% 1,8 Nhựa 100% 75% 100% 2,6 Cao su và da 84% 67% 20% 2,3 Kim loại 100% NA NA 1,6 Thủy tinh 100% NA NA 2,5 Chất thải trơ khác 90% 3% 100% 9,6 Nguồn: [23]
`OFi: Hệ số oxy hóa của loại chất thải i
Được lấy theo giá trị mặc định của IPCC cho các loại chất thải OFi = 100 Kết quả được thể hiện qua Bảng 3.18 như sau:
Bảng 3.18 Tổng lƣợng phát thải khí CO2 bằng phƣơng pháp đốt từ năm 2014 - 2017
Thành phần trong CTR Năm 2014 Năm 2015 Năm 2016 Năm 2017 Thức ăn, chất hữu cơ dễ
phân hủy - - - -
Rác vườn (lá, cành cây
nhỏ, cỏ,… - - - - Giấy, bìa catton 5.707,14 9999,83 10.739,15 6.944,01 Gỗ vụn - - - - Vải vụn, giẻ lau 88.294,26 154705,92 166.143,85 107.429,80 Tã lót 20.985,47 36769,96 39.488,49 25.533,54 Nhựa 830.946,46 1.455.953,52 1.563.597,08 1.011.033,06 Cao su và da 111.472,13 195317,32 209.757,79 135.630,89 Kim loại - - - - Thủy tinh - - - - Chất thải trơ khác 110.513,75 193.638,09 207.954,41 134.464,81 TỔNG 1.167.919 2.046.385 2.197.681 1.286.571
Qua bảng tổng liệu trên ta thấy, tổng phát thải khí CO2 do phương pháp đốt bằng lò đốt gây ra giai đoạn từ 2014 – 2017 là 6.698.556 tấn CO2, trong giai đoạn này năm phát thải nhiều nhất là năm 2016 với 2.197.681 tấn CO2 và năm phát thải ít nhất là năm 2014 với 1.167.919 tấn CO2; trong thành phần các chất đem đốt thì thành phần nhựa gây phát thải nhiều nhất, tổng lượng phát thải của nhựa trong 4 năm là 4.861.530 tấn CO2 chiếm 73% tổng lượng phát thải CO2.
3.3.3.2 Phát thải khí CH4
Sử dụng công thức (7) để tính phát thải khí CH4 bằng phương pháp đốt. Các số liệu tính toán:
a. IW: Lượng chất thải được đốt bằng lò đốt, được trình bày trong Bảng 3.14 b. EF_CH4: Hệ số phát thải CH4 bằng các loại lò đốt.
Hệ số này được lấy theo giá trị mặc định của IPCC – 2006 cho từng loại lò đốt cụ thể các lò đốt tại Hà Nội đều sử dụng hình thức đốt liên tục, công nghệ đốt bằng ghi nên giá trị sử dụng EF_CH4 = 0,2
Kết quả được tính qua Bảng 3.19 như sau: Bảng 3.19 Tổng lƣợng CH4 và CO2eq phát sinh bằng phƣơng pháp đốt từ năm 2014 - 2017 Năm Lƣợng CH4 (Tấn/năm) CO2eq (Tấn/năm) 2014 0,023 0,580 2015 0,041 1,016 2016 0,044 1,091 2017 0,028 0,705
Từ kết quả trên ta thấy, tổng lượng phát thải CH4 từ 2014 – 2017 là 0,1364 tấn CH4 tương đương với 3,319 tấn CO2eq. Lượng CH4 phát sinh này tương đối nhỏ so với các phương pháp khác.
3.3.3.3 Phát thải NO2
Tính phát thải NO2 bằng phương pháp đốt được tính qua công thức (8) như đã trình bày trong phương pháp nghiên cứu.
Số liệu tính toán:
a. EF_ NO2: Hệ số phát thải NO2 được xử dụng giá trị mặc định của IPCC 2006 cho lò đốt liên tục là: EF_ NO2 = 50;
b. IW: Lượng chất thải được đốt bằng lò đốt, được trình bày trong Bảng 3.14 Kết quả tính phát thải khí NO2 qua các năm từ 2014 – 2017 bằng phương pháp đốt được trình bày qua Bảng 3.20
Bảng 3.20 Tổng lƣợng NO2 và CO2eq phát sinh bằng phƣơng pháp đốt từ năm 2014 - 2017 Năm Lƣợng NO2 CO2eq 2014 5,80 1.727,19 2015 10,16 3.026,33 2016 10,91 3.250,07 2017 7,05 2.101,52 Tổng 33,91 10.105,11
Từ kết quả trên ta thấy, tổng lượng phát thải NO2từ 2014 – 2017 là 33,91 tấn
NO2 tương đương với 10.105,11 tấn CO2eq. Năm 2014 phát sinh ít nhất bằng 1.727,19 tấn CO2eq và năm 2016 phát sinh nhiều nhất là 3.250,07 tấn CO2eq.
Hình 3.7 Tổng lƣợng CO2eq phát sinh bằng phƣơng pháp đốt giai đoạn 2014 -2017
Từ Hình 3.7 ta thấy tổng lượng CO2eq phát sinh bằng phương pháp đốt giai đoạn 2014 – 2017 là 76.606 tấn CO2eq. Trong đó năm 2016 phát sinh nhiều nhất là 25.078,63 tấn CO2eq , năm 2014 phát sinh ít nhất là 13.327,60 tấn CO2eq , lượng phát sinh tăng dần qua các năm nhưng năm 2017 là 14.847,63 tấn CO2eq ít hơn so với năm 2015, 2016 do tỷ lệ CTRSH đem đốt năm 2017 giảm.
Lượng khí nhà kính phát sinh bằng phương pháp đốt chủ yếu là khí CO2 chiếm 86,8%, còn lại 13,2 % là CH4 và N2O (CH4 chiếm tỷ lệ rất thấp).
Từ các kết quả tính trên ta có Hệ số phát thải (tấn CO2eq/tấn rác) xử lý
bằng phương pháp ủ phân compost bằng 0,113
Từ việc tính tổng lượng khí nhà kính phát sinh bằng các phương pháp xử lý CTRSH ở trên, ta có hệ số phát thải của các công nghệ trên được tổng hợp qua Bảng 3.21 như sau:
Bảng 3.21 Hệ số phát thải CO2eq từ các phƣơng pháp xử lý Stt Phƣơng pháp Hệ số phát thải (tấn CO2eq/tấn rác) 1 Chôn lấp 0,335 2 Ủ phân Compost 0,189 3 Đốt bằng lò đốt 0,113
Từ Bảng 3.21 và Hình 3.8 ta thấy việc phát thải khí nhà kính bằng phương pháp chôn lấp là nhiều nhất gấp 1,78 lần so với phương pháp ủ phân hữu cơ và cao hơn 3,14 lần so với phương pháp đốt bằng lò đốt.
Hình 3.8 Hệ số phát thải CO2eq từ các phƣơng pháp xử lý
CTRSH được xử lý tại các bãi chôn lấp phát sinh lượng khí nhà kính nhiều nhất và gấp nhiều lần so với các phương pháp khác là do quá trình chôn lấp là quá trình kỵ khí, thời gian chôn lấp thường kéo dài rất nhiều năm để Cacbon hữu cơ phân hủy hoàn toàn thành Cacbon vô cơ nên phát sinh nhiều khí CH4 và N20, 2 khí này theo quy đổi của IPCC (2006) 1 tấn CH4 phát sinh bằng 25 tấn CO2eq và 1 tấn N2O phát sinh bằng 298 tấn CO2eq và lượng rác chôn lấp năm nay không chỉ phát sinh KNK vào năm nay mà còn kéo dài nhiều năm sau nữa. Từ đây ta có thể thấy được tác động lâu dài đến môi trường của phương pháp chôn lấp so với các phương pháp khác.