Xuất mơ hình xử lý RTSH cho khu dân cư nơng thơn tại xã Hồi Ninh

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.2. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH XLRTSH CHO KHU DÂN

4.2.2. xuất mơ hình xử lý RTSH cho khu dân cư nơng thơn tại xã Hồi Ninh

cứu đã tiến hành khảo sát lấy mẫu rác của các hộ đại diện trên địa bàn xã Hồi Ninh, tiến hành phân loại và cân rác. Kết quả phân tích thành phần rác thải sinh hoạt của xã Hồi Ninh chi tiết trong bảng sau:

Bảng 4.11. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt hiện nay của xã Hồi Ninh TT Thành phần chất thải rắn sinh hoạt Tỉ lệ (%) TT Thành phần chất thải rắn sinh hoạt Tỉ lệ (%)

1 Rác hữu cơ (làm phân hữu cơ vi sinh) 29,10 2 Vơ cơ (gạch, đá, cát, sỏi, thủy tinh,...) 39,72 3 Rác cĩ thể cháy được, rác khĩ phân hủy sinh học… 30,93

4 Nylon, nhựa các loại 0,25

Tổng cộng: 100%

Nguồn: Nhĩm nghiên cứu

- Khối lượng rác thải sinh hoạt

Để xác định khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh hiện tại và dự báo phát sinh lượng chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn xã Hồi Ninh đến năm 2030, nhĩm nghiên cứu đã tiến hành cân rác trong vịng 1 tuần của các hộ đã lựa chọn từ đĩ xác định được tỉ lệ rác thải sinh hoạt phát sinh trên đầu người trên địa bàn xã là 0,5kg/người.ngày, tỉ lệ tăng dân số tự nhiên của xã là 1,011% (theo niên giám thống kê tỉnh Ninh Bình), tỉ lệ thu gom dự kiến đạt 90%.

Với dân số tính đến năm 2015 là 6.443 người, hiện trạng phát sinh lượng chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn xã Hồi Ninh là 2,90 tấn/ngày và dự báo đến năm 2030 là khoảng 3,5 tấn/ngày.

Trên cơ sở dự báo phát sinh lượng chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn xã Hồi Ninh đến năm 2030, tiến hành đề xuất và xây dựng mơ hình cơng nghệ xử lý rác thải sinh hoạt với cơng suất 3,5 tấn/ngày.

4.2.2. Đề xuất mơ hình xử lý RTSH cho khu dân cư nơng thơn tại xã Hồi Ninh Hồi Ninh

Trên cơ sở phân tích hiệu quả xử lý của các mơ hình xử lý rác thải sinh hoạt trên thế giới và Việt Nam, đồng thời phải đáp ứng các tiêu chí như: xử lý rác

triệt để, tận dụng được rác tái chế và mùn hữu cơ, tỷ lệ chơn lấp thấp, khơng phát sinh nước rỉ rác, suất đầu tư thấp, chi phí vận hành thấp và cơng nghệ xử lý đơn giản… từ đĩ đề xuất cơng nghệ áp dụng cho mơ hình xử lý.

Cơng nghệ đề xuất áp dụng cho khu xử lý chất thải rắn Hồi Ninh bao gồm các cơng đoạn chính sau: phân loại sơ bộ, đốt rác, chơn lấp hợp vệ sinh và xử lý ủ, sản xuất mùn hữu cơ. Sơ đồ cơng nghệ tĩm tắt như sau:

Hình 4.6. Sơ đồ cơng nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ: Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ:

( 1) Tập kết rác: Rác vận chuyển từ trong khu dân cư ra nhà máy được tập kết 2 lần/tuần (thứ 5 và chủ nhật) tại khu nhà phân loại và ủ rác. Rác được lưu giữ tại đây 1 tuần trước khi tiến hành xử lý theo quy trình. Hàng ngày, rác được phun chế phẩm để khử mùi và chống ruồi muỗi.

Nhà tập kết Nạp liệu / xé bao Phân loại sơ bộ Hầm ủ (≥30 ngày) Máy sàng Phơi mùn Đĩng bao Rác vơ cơ Rác tái chế (nhựa các loại, bao tải xác rắn) Rác đốt

Bán tái chế Chơn lấp Đốt / tiêu hủy

Tro xỉ Xử lý sơ bộ (Rác giàu hữu cơ) CTR tại các hộ gđ

Chế phẩm khử mùi giúp phân hủy nhanh các chất hữu cơ, khử mùi hơi chất thải hữu cơ, qua đĩ giúp giảm nhanh các chất độc như: NH3, NO2, H2S, ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh (Salmonella, Staphyllococcus, Vibrio, fecal colifom).

(2) Phân loại sơ bộ: Tại đây, rác sẽ được phân loại sơ bộ chủ yếu là tách riêng phần rác vơ cơ và các vật cĩ kích thước lớn (gạch, đá, mảnh thủy tinh,.. + lốp xe, dép hỏng,… + chai vỏ nhựa các loại,…).

(3) Xé bao, đánh tơi: Sau khi phân loại sơ bộ, phần rác cịn lại chủ yếu vẫn được chứa trong các bao túi,.. được đưa qua máy xé bao, đánh tơi. Tại đây, rác được đảo trộn đều nhằm tăng cường hiệu quả tiếp xúc chế phẩm và hiệu quả quá trình ủ. Một phần rác đốt cũng được phân loại tại đây.

(4) Xử lý sơ bộ: Rác trước khi tiến hành ủ sẽ được xử lý sơ bộ tại cơng đoạn này. Phần rác giàu hữu cơ này được phối trộn đều với chế phẩm sinh học theo tỷ lệ hướng dẫn của mơ hình.

(5) Tiến hành ủ tại hầm ủ:

Hợp phần xử lý ủ rác sản xuất mùn hữu cơ nĩi chung và cơng đoạn ủ rác nĩi riêng là thực sự cần thiết. Thành phần rác được thực hiện ủ theo quy trình là rác giàu hữu do đã được tuyển chọn qua 2 bước phân loại sơ bộ. Tính chất của rác ủ này thường cĩ độ ẩm khá cao (~40 – 50%) nên nếu đốt trực tiếp loại rác này trên lị đốt cơng suất nhỏ và vừa sẽ gặp khĩ khăn, thơng thường để đốt được phải tiến hành phơi giảm ẩm hoặc sấy trước khi đốt. Mặt khác nếu đốt cả loại rác giàu hữu cơ này sẽ gây lãng phí một phần “tài nguyên” là lượng mùn hữu cơ (hoặc phân hữu cơ) rất tốt cho canh tác. Lý do thứ hai nữa là cơng đoạn ủ này sẽ trực tiếp làm giảm độ ẩm của rác sau khi ủ xuống cịn khoảng 20%, điều này rất thuận lợi cho cơng đoạn đốt về sau. Lượng rác cịn lại sau khi ủ cĩ thành phần chủ yếu vẫn là hữu cơ nhưng khĩ phân hủy sinh học bởi các vi sinh vật nên cũng khơng thể chơn lấp vì sẽ gây ơ nhiễm thứ cấp và gây tốn diện tích đất chơn lấp.

Quá trình phân hủy kị khí diễn ra rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và các loại sản phẩm trung gian. Tuy nhiên trong xử lý rác hữu cơ, quá trình ủ này cĩ thể được coi là quá trình ổn định sinh hĩa các chất hữu cơ để thành các chất mùn, với thao tác sản xuất và cĩ kiểm sốt một cách khoa học, tạo mơi trường tối ưu (nhiệt độ: 40-55oC, độ ẩm: 50-52%), quá trình ủ cũng tự tạo ra nhiệt riêng nhờ sự ơxi hĩa các chất thối rữa.

Thực chất của quá trình này là sự phân giải phức tạp gluxit, lipit và protein với sự tham gia của các vi sinh vật kị khí. Nguyên lý ủ là sử dụng các vi sinh vật được bổ sung chọn lọc (nhằm rút ngắn thời gian ủ) và lượng ơxi tối thiểu trong quá trình phân hủy (thực chất thì mơ hình chỉ sử dụng giai đoạn đầu của quá trình phân giải kị khí). Các chủng vi sinh mơ hình sử dụng là vi khuẩn lactobacillus và saccaromyces, nhằm mục đích phân giải các hợp chất hữu cơ, qua đĩ rút ngắn thời gian ủ xuống cịn khoảng 30 ngày.

Thơng thường quá trình lên men kị khí được đơn giản hĩa bằng phương trình sau đây:

(C,O,H,N,S) + VSV --> CH4 + CO2 + NH3 + H2S + SP khác + năng lượng

Phân hủy kị khí cĩ thể chia làm 6 quá trình:

1. Phân giải polymer: thủy phân các protein, polysaccaride, chất béo; 2. Lên men các amino acid và đường;

3. Phân hủy kị khí các acid béo mạch dài và rượu (alcohols); 4. Phân hủy kị khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic); 5. Hình thành khí methane từ acid acetic;

6. Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2. Các quá trình này cĩ thể họp thành 4 giai đoạn:

1. Thủy phân: trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các hợp chất (như: polysaccharides, protein, lipid) chuyển hĩa thành các chất đơn giản hơn (như: đường, các amino acid, acid béo).

2. Acid hĩa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn len men và chuyển hĩa thành các chất như alcohols, acid lactic, methanol, CO2.

3. Acetic hĩa: vi khuẩn acetic chuyển hĩa tiếp các sản phẩm trên thành acetate.

4. Methane hĩa: đây là giai đoạn cuối. Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hĩa thành methane, CO2.

Tuy nhiên, đối với quá trình phân giải chất hữu cơ trong rác thải mà mơ hình áp dụng chỉ diễn ra trong khoảng 30 ngày. Thực tế là sau khoảng 30 ngày khi mà nộng độ CO2 và các khí khác sinh ra chiếm chỗ hồn tồn lượng ơ xi trong mơi trường hầm ủ mới diễn ra quá trình kị khí.

Để tối ưu hĩa cơng đoạn ủ này, Mơ hình đã đưa ra một quy trình xử lý ủ hiệu quả, đơn giản, vận hành thủ cơng nhằm giảm thiểu chi phí cũng như đáp ứng yêu cầu về trình độ của cơng nhân vận hành, cụ thể như sau:

Trước khi ủ, các hầm ủ đều được phun ướt tồn bộ bề mặt đáy và thành bên trong bằng chế phẩm sinh học dạng nước (theo tỷ lệ và liều lượng quy định). Đáy các ngăn ủ được rải đều một lớp chế phẩm sinh học dạng bột theo quy định. Các bước ủ tiếp theo như sau:

- Rác giàu hữu cơ được đưa xuống các ngăn ủ rác theo từng lớp dày 20cm. Mỗi lớp rác 20cm đều phải phun, rải đều trên bề mặt lớp chế phẩm sinh học dạng nước và dạng bột cho đến khi đầy ngăn ủ rác. Phủ trên miệng ngăn ủ rác bằng vải bạt khơng trong suốt;

- Thời gian ủ rác cho mỗi mẻ ủ là ≥30 ngày, tùy theo điều kiện thời tiết từng vùng miền và theo mùa. Quá trình ủ rác, cứ cách 1-2 ngày (tùy theo mùa: nếu mùa khơ hanh thì phun 1 lần/ngày với liều lượng như trong quy trình) lại dở bạt ra và phun bổ sung chế phẩm (nhằm kiểm sốt các thơng số: độ ẩm, nhiệt độ) để bổ sung vi sinh, bổ sung độ ẩm cho rác phân hủy đạt yêu cầu.

- Ngồi ra, quá trình ủ kị khí cũng sẽ loại bỏ được một số mầm bệnh cĩ trong chất thải ban đầu.

(6) Sàng phân loại thu mùn hữu cơ: Sau khi ủ theo thời gian quy định, hầm ủ được dỡ bạt phủ hầm và để tự nhiên ≥ 24h. Sau đĩ, rác dưới hầm được đưa lên sàng phân loại, tách ra mùn hữu cơ và thành phần phi hữu cơ cịn lại. Thành phần mùn hữu cơ được phơi nắng (hoặc để khơ tự nhiên) để đảm bảo độ ẩm theo yêu cầu trước khi đĩng bao và lưu vào kho thành phẩm. Các thành phần phi hữu cơ được đưa đến bộ phận đốt rác. Chất lượng mùn hữu cơ phải đảm bảo một số các chỉ tiêu kỹ thuật áp dụng đối với phân hữu cơ theo TCVN 7185:2002 áp dụng cho các loại phân hữu cơ bĩn vào đất.

Bảng 4.12 Một số chỉ tiêu kỹ thuật áp dụng đối với phân hữu cơ (TCVN 7185:2002)

Stt Tên chỉ tiêu Mức Phương pháp thử

1 Độ chín (hoai) cần thiết Tốt 7,2

2 Kích thước hạt Đồng đều 7,3

3 Độ ẩm, %, khơng lớn hơn 35 TCVN 5815:2000

4 pH 6,0-8,0 TCVN 5979:1995

5 Hàm lượng chất hữu cơ tổng số, %, khơng nhỏ hơn 22 TCVN 4050:85

6 Hàm lượng chì, mg/kg khối lượng khơ,

khơng lớn hơn 200 TCVN 6496:1999

7 Hàm lượng cadimi, mg/kg khối lượng khơ, khơng lớn hơn 2,5 TCVN 6496:1999

8 Hàm lượng crom, mg/kg khối lượng khơ, khơng lớn hơn 200 TCVN 6496:1999

9 Hàm lượng niken, mg/kg khối lượng khơ, khơng lớn hơn 100 TCVN 6496:1999

10 Hàm lượng thủy ngân, mg/kg khối lượng khơ, khơng lớn hơn 2 TCVN 5989:1995 Tác dụng của mùn hữu cơ đối với quá trình canh tác như:

- Bổ sung hàm lượng mùn hữu cơ cho đất cho đất tơi xốp, rễ và củ của cây phát triểm mạnh;

- Hàm lương Axits Humic và Fulvic và các Enzim cĩ trong phân bĩn thúc đẩy quá trình hấp thụ và chuyển hĩa dinh dưỡng cho cây trồng;

- Cải tạo đất cằn, đất chai cứng hoặc thối hĩa, hạn chế xĩi mịn hoặc rửa trơi đối với các vùng đất đồi, dốc. Cân đối được hàm lượng dinh dưỡng (Hữu cơ + Vơ cơ) cho cây.

(7) Đốt rác:

Rác đốt được thu gom từ khâu phân loại sơ bộ và một phần rác phi hữu cơ (rác hữu cơ khĩ phân hủy sinh học) từ cơng đoạn sàng phân loại thu mùn hữu cơ. Đối với rác tương đối khơ (độ ẩm ≤25%) sẽ được đốt trước. Rác cĩ độ ẩm cao hơn sẽ được phơi khơ trên sân phơi bê tơng hoặc trên sàn nhà đốt. Việc đốt rác sẽ được tiến hành khi gom đủ lượng rác để cĩ thể đốt liên tục tối thiểu trong một ngày làm việc (1 ca làm việc) hoặc đốt trong vài ngày liên tục khi rác chứa đầy nền nhà đốt rác.

(8) Chơn lấp rác vơ cơ: Phần rác được đưa đi chơn lấp hợp vệ sinh bao gồm rác vơ cơ từ khâu phân loại sơ bộ và phần tro lị đốt so với lượng rác đốt.

(9) Rác tái chế: Rác tái chế đựa phân loại, lưu giữ và định kỳ sẽ bán cho các đơn vị thu mua làm nguyên liệu tái chế cĩ đủ năng lực, giấy phép hoạt động. Loại rác này chủ yếu là các loại bao tải xác rắn cũ và nhựa các loại.

Các hạng mục cơng trình của mơ hình, bao gồm: - Nhà tiếp liệu, phân loại sơ bộ và ủ rác;

- Nhà xử lý mùn, kho tổng hợp;

- Nhà phân loại và đốt rác;

- Nhà điều hành;

- Nhà để xe;

- Các cơng trình phụ trợ khác: Tường rào, cổng ra vào khu xử lý; hệ thống chống sét; sân, đường nội bộ (sân đường bê tơng); hệ thống cấp, thốt nước; hệ thống cấp điện; hệ thống xử lý nước thải; cây xanh, tiểu cảnh.

Giải pháp về thiết kế:

- Tồn bộ các cơng trình của mơ hình nằm trên lơ đất cĩ tổng diện tích quy hoạch 10.000 m2;

- Thiết kế phải đảm bảo làm sao phù hợp với cảnh quan của khu vực và mơi trường xung quanh;

- Phải phù hợp với cơng nghệ và thiết bị được lựa chọn, đảm bảo khâu cơng nghệ được thực hiện liên tục và kế tiếp nhau theo đúng sơ đồ cơng nghệ;

- Bố trí tường rào và dải cây xanh của khu vực hợp lý;

- Đảm bảo điều kiện vệ sinh an tồn lao động;

- Thỏa mãn các quy định về tiếng ồn, bụi và chiếu sáng;

- Đảm bảo độ bền cơng trình phù hợp với cấp cơng trình;

- Bố trí văn phịng kho bãi phải hợp lý và thuận lợi;

- Thỏa mãn các yêu cầu về PCCC và bảo vệ mơi trường;

- Tuân thủ các quy chuẩn, quy trình, quy phạm hiện hành của nhà nước trong khi thiết kế và thi cơng cơng trình.

Mặt bằng và bố trí các hạng mục của mơ hình hợp lý và thuận tiện trong vận hành xử lý rác khi nhà máy đi vào hoạt động, cụ thể như hình dưới đây:

Hình 4.7. Sơ đồ mặt bằng bố trí các hợp phần xử lý

Tổng diện tích đất của mơ hình là 1,0 ha. Trong đĩ, các hạng mục cơng trình được tính tốn, thiết xây và xây dựng trên cơ sở đáp ứng được cơng suất xử lý chất thải rắn sinh hoạt là 3,5 tấn/ngày.

Các trang thiết bị, máy mĩc cho mơ hình chủ yếu là hệ thống lị đốt đồng bộ, máy xé bao, máy sàng rác và máy khâu bao tải dạng cầm tay. Các thơng số kỹ thuật của hệ thống lị đốt và máy làm rác cụ thể như sau:

Bảng 4.13. Danh mục trang thiết bị/ máy mĩc của mơ hình

Stt Máy mĩc, thiết bị /Thơng số kỹ thuật Đơn vị Số lượng 1 Hệ thống lị đốt rác

- Cơng suất: 300kg/giờ - Độ ẩm định mức: 25% - Tiêu hao dầu: 0 kg/giờ

- Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp: 650 oC - Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp: 1.000 oC - Thời gian lưu của khĩi: 3s

- Tiêu chuẩn khí thải: QCVN61-MT: 2016/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lị đốt chất thải rắn sinh hoạt

Hệ thống 1

2 Máy nạp liệu/xé bao - Loại: 02 tang trống; - Khổ rộng (tang trống): 320mm; - Phễu nạp liệu: Cĩ; - Máng ra liệu: Cĩ; - Động cơ: 5Hp, 1450 v/ph, 1 pha, 220V - Bộ truyền động xích: xích 80

- Bộ truyền đai: đai bản B - Trục xé: thép CT3 - Hộp giảm tốc: 159

- Khung đế: thép U và thép tấm.

Bộ 1

3 Máy sàng

- Loại: Lồng quay, Inox 3mm;

- Đường kính (lồng quay): 1.000 mm; - Chiều dài (lồng quay): 3.000 mm; - Cỡ sàng: 5;

- Phễu nạp liệu: Cĩ; - Máng ra liệu: Cĩ;

- Động cơ: 3Hp, I20, 1P, 220V, 50Hz; - Bộ truyền động: khớp xích 60Z20;