CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNGVÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là các khí nhà kính phát thải từ KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Tại KXL chất thải xã Phù Lãng có các loại rác thải: rác sinh hoạt, rác công nghiệp và bùn cặn (phát sinh từ hoạt động xử lý nƣớc thải tại các trạm xử lý nƣớc thải khu dân cƣ hoặc khu cơng nghiệp), khơng có chất thải rắn y tế, chất thải rắn nguy hại.
Bảng 2.1. Tổng khối lƣợng rác phát sinh trên địa bàn của Công ty TNHH Một thành viên Mơi trƣờng và Cơng trình Đơ thị Bắc Ninh
Năm Đơn vị 2007 2013 2017 2022 2032 Rác phát sinh RTSH Mg/a 136.457 168.731 186.270 209.139 270.407 RTCN Mg/a 3.880 7.892 11.621 14.327 22.117 BCNT Mg/a 0 11.974 12.961 14.310 17.444 Tổng Mg/a 140.337 188.597 210.852 237.776 309.968
Rác đƣa tới KXL và chôn lấp
RTSH Mg/a 0 37.078 48.751 69.116 132.712 RTCN Mg/a 0 5.524 8.134 10.029 15.482 BCNT Mg/a 0 10.777 11.665 12.879 15.700 Tổng Mg/a 0 53.379 68.550 92.024 163.894 Tỷ lệ % 28,3% 32,5% 38,7% 52,9% Nguồn: [4] 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu a. Phạm vi địa điểm
Địa bàn nghiên cứu của đề tài là KXL và chôn lấp chất thải rắn tại KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
30
Khu vực xử lý chất thải xã Phù Lãng nằm cạnh sông Cầu, chủ yếu là khu vực bằng phẳng đang đƣợc sử dụng để canh tác nông nghiệp. Tuy nhiên, xung quanh khu vực xã Phù Lãng có khu vực Núi Châu Sơn, cách 900 mét về phía Tây Nam, cụ thể:
- Phía Tây Bắc giáp sơng Cầu. - Phía Nam giáp thơn Đồng Sài. - Phía Đơng Bắc giáp thơn An Trạch. - Phía Đơng giáp thơn Thủ Cơng.
dRYING AREA (0.60 ha) khu lµm khô rác đà xử lý(0.60 Ha)
T T T T T Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond T T Mu o ng - Channel T T Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Muo ng - Chann el Muong - Channel Ao - Pond Muo ng - Channel Mu ong - Channel Mu ong - Channel Mu ong - Channel Ao - Pond T T T Mu ong - Channel Muong - Channel Muong - Channel T T T T Lò g?ch - Brick kiln Lò g?ch - Brick kiln T T T B1 House's foundation Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond T T T T Ao - Pond Ao - Pond Ao - Pond Muong - Channel Mu o ng - Channel Mu ong - Channel Mu on g - Channel H? Ao - Pond Ao - Pond
Ðu ?ng d?t - Dirt truck
Ðu ?ng d?t - Dirt truck
Ðu ?ng d?t - Dirt truck
Ðu? ng d ?t - D irt t ruck Ðu?ng d ?t - D irt truck Ðu? ng d ?t - D irt t ruck Ðu? ng d ?t - D irt t ruck
Ðê sông C?u - Cau River Dyke
Ðê sông C?u - Cau River D
yke
Ðê sông C?u - C au River Dyke
Ðê sông C?u - Cau R iver Dyke B? d?t - Soil bund B? d?t - Soil bund B? d?t - Soil bund B? d?t - Soil bund B? d?t - Soil bund Ðu?ng d ?t - D irt truck Ðu ?ng d?t - D irt truck Ao - Pond Móng nhà Excavation
Industrial waste treatment plant Nhà máy xử lý rác thải công nghiệp
drainage pumping station trạm bơm n-ớc m-a
p
second section of landfill (1.86 Ha) ph©n Khu ch«n lÊp sè 2 (1.86 HA) third section of landfill (2.89 Ha) phân Khu chơn lấp số 3 (2.89 HA)
srorage channel m-¬ng điu hòa Leachate collection Tun thu n-ớc rác Runoff collection Tun thu n-ớc Mt workshop kho x-ëng
Extended Area for landfill (4.00 Ha) diƯn tÝch dµnh cho më réng BCL (4.00 HA)
Natural Area Diện tích đất tự nhiên Roofed Area Cơng trình lợp mái Legend - ghi chú nhà quản lý cầu cân nhà bảo vệ gara ơ t«
khu xư lý SINH HäC (6.4 Ha)
BÃi chơn lấp hợp vƯ sinh (7.69 HA) ph©n Khu ch«n lÊp sè 1 (2.94 HA)
khu bể chứa và xử lý n-ớc rác (1.28 HA) khu xư lý c¬ häc
khu chứa vật liệu vơ cơ dùng cho b·i ch«n lÊp administration building
weighbridge Guard house
Garage
bIO-treatment AREA (6.4 ha)
sANITATION landfill (7.69 Ha) first section of landfill (2.94 Ha)
Leachate STORAGE and treament (1.28 Ha) mECHANICAL tREATMENT aREA
32
Theo hình dạng của khu đất của bãi chơn lấp và dựa trên chiều rộng đề xuất cho một ô là 40m (20m chiều dài lƣu vực đến cạnh kia của ống thu nƣớc rỉ rác), 8 ô dọc theo chiều dài với tổng chiều dài khoảng 320m và 2 ô với tổng chiều dài 292m. Bãi chôn lấp cần đƣợc chia ra làm 3 phân khu, mỗi phân khu có 6 hoặc 4 ơ. Mỗi phân khu sẽ đƣợc đổ đầy trong khoảng 6-7 năm. Kích thƣớc của bãi chơn lấp và 3 phân khu nhƣ sau:
Hình 2.2. Vị trí khu vực nghiên cứu [4]
- Tồn bộ bãi chơn lấp cho rác chƣa xử lý (khối rác) có kích thƣớc nhƣ sau: o Diện tích khoảng: 7.710.000 m2.
o Thể tích khoảng: 1.100.000 m3. o Thời gian hoạt động: 20 năm. o Chỗ cao lớn nhất: 30 m.
33
- Phân khu 1:
o Diện tích chơn lấp: 29.600 m2. o Thể tích : 291.000 m3.
o Thời gian hoạt động khoảng 8 năm. - Phân khu 2:
o Diện tích chơn lấp: 18.600 m2. o Thể tích 345.000 m3.
o Thời gian hoạt động khoảng 6,5 năm. - Phân khu 3:
o Diện tích chơn lấp: 28.900 m2. o Thể tích : 465.000 m3.
o Thời gian hoạt động khoảng 5 năm.
b. Phạm vi về thời gian
Thời gian bãi rác bắt đầu đi vào hoạt động 2014 đến khi bãi rác đóng cửa (năm 2032) và tồn tại đến năm 2050.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu
Thu thập tài liệu có liên quan đến đề tài, các tài liệu về chất thải rắn sinh hoạt, các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn, các công nghệ thu hồi khí gas của các bãi chơn lấp. Từ đó có cái nhìn tổng qt và đƣa ra đƣợc các đề xuất phù hợp để tận thu khí gas, tận dụng đƣợc nguồn năng lƣợng sạch, để làm giảm lƣợng khí nhà kính thốt vào môi trƣờng, giảm đƣợc BĐKH trong bối cảnh hiện nay.
Phƣơng pháp để thu thập tài liệu đƣợc sử dụng từ các nguồn nhƣ sau: - Các giáo trình chuyên ngành.
- Các tài liệu do Công ty TNHH Một thành viên Mơi trƣờng và Cơng trình Đơ thị. + Thông tin hiện trạng môi trƣờng của KXL chất thải xã Phù Lãng.
34
- Các văn bản pháp lý liên quan đến chất thải rắn.
- Báo cáo các chuyên đề về chất thải rắn của các Bộ, ngành, các tổ chức trong nƣớc và quốc tế.
- Các tạp chí trong và ngồi nƣớc. - Tài liệu từ trang web.
2.2.2. Phƣơng pháp điều tra thực địa, lấy mẫu
Đây là phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống có vai trị quan trọng trong các ngành nghiên cứu tự nhiên, phƣơng pháp này cung cấp các thông tin đầy đủ hơn về các đặc điểm tự nhiên, về sự phân hóa nhằm bổ sung và đảm bảo độ chính xác thực tế cho các thơng tin, số liệu, kết quả thu thập đƣợc, giúp có cái nhìn tổng qt, cụ thể hơn về tình hình xử lý chất thải rắn trên địa bàn nghiên cứu. Từ đó có cái nhìn cụ thể, có đƣợc cơ sở khoa học thực tế để đƣa ra các giải pháp, các định hƣớng tốt nhất cho khu vực nghiên cứu.
Tiến hành khảo sát thực tế lƣợng phát sinh CTR tại KXL chất thải xã Phù Lãng và trực tiếp xuống bãi chôn lấp để thực hiện các cơng việc:
- Khảo sát quy trình cơng nghệ chơn lấp chất thải rắn, hệ thống thu gom và xử lý nƣớc rác, hệ thống thu hồi khí gas, thành phần chất thải rắn, lƣợng chất thải rắn hàng ngày đƣợc đƣa vào bãi chôn lấp rác Phù Lãng để xử lý.
- Trao đổi với cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật, cán bộ phụ trách, các công nhân làm việc trên bãi rác về những vấn đề liên quan đến vấn đề vận hành bãi chôn lấp, công tác vệ sinh môi trƣờng, sức khỏe của công nhân cũng nhƣ của những ngƣời dân sống xung quanh khu vực bãi chôn lấp.
- Xây dựng kế hoạch dự án đảm bảo chất lƣợng, xây dựng các vị trí lấy mẫu để mẫu phản ánh đúng nhất và đại diện nhất.
- Lấy mẫu phân tích.
Địa điểm lấy mẫu:
Mẫu đƣợc lấy tại ô chôn lấp số 1 của KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Trong 2 lần lấy mẫu ở các ngày 15-16/04/2017 và ngày 20- 21/05/2017.
35
Để đảm bảo mẫu có tính đại diện, cách lấy mẫu, phƣơng pháp lấy mẫu phải đúng quy trình, lƣợng mẫu cần phải lớn và phải lấy ở các điểm khác nhau của cùng 1 vị trí.
Chất thải rắn đƣợc tập kết tại ô chôn lấp số 1 KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Tiến hành lấy khoảng 4m3, sau đó trộn thành đống hình chóp, chia đống chất thải thành 4 phần bằng nhau theo đƣờng chéo. Lấy hai phần đối diện (phần A-C hoặc phần B-D). Tiếp tục quy trình nhƣ vậy cho tới khi chất thải cịn khoảng 400kg (Mẫu 1) ta tiến hành việc phân loại chất thải rắn bằng tay, sau khi phân loại xong ta thu đƣợc mẫu 2. Tiếp tục lặp lại các bƣớc nhƣ mẫu 1 cho tới khi thu đƣợc mẫu khoảng 25kg chất thải rắn đại diện dùng để phân tích [7, 8].
Tƣơng tự nhƣ vậy ta tiếp tục hiến hành cho những mẫu còn lại.
Tiến hành phân loại và xác định các thông số nhƣ khối lƣợng các thành phần CTR (kg), tỷ lệ %, khối lƣợng riêng (kg/l), độ ẩm (%), hàm lƣợng chất hữu cơ ban đầu (%).
Sơ đồ chia mẫu chất thải rắn nhƣ sau:
Hình 2.3. Sơ đồ chia chia mẫu chất thải rắn
B A
C D
36
Sơ đồ lấy mẫu chất thải rắn đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
Hình 2.4. Sơ đồ lấy mẫu chất thải rắn 2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và dự báo 2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và dự báo
Trong nghiên cứu này, lƣợng khí nhà kính thốt ra từ KXL chất thải xã Phù Lãng đƣợc tính theo mơ hình LandGEM (Landfill Gas Emissions Model) của Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ. Phiên bản mở rộng hiện nay là LandGEM v-3.02.
QKNK= 𝑛 ∗
𝑖=1 1 𝑘𝐿𝑜
𝑗 =0.1 𝑀𝑖
10 𝑒−𝑘𝑡𝑖𝑗(2-1).
Với các thông số sử dụng trong phần mềm LandGEM đƣợc xác định nhƣ sau: - Hằng số tốc độ sinh khí nhà kính (CH4, CO2) (k, năm-1) đƣợc xác định dựa vào bảng giá trị khuyến cáo theo loại CTR và điều kiện khí hậu cho bởi IPCC năm 2006.
- Khả năng sinh khí nhà kính (CH4, CO2) (Lo, m3/tấn) đƣợc tính theo cơng thức của IPCC (2006). Do đơn vị của Lotheo IPCC (2006) là tấn nhà kính (CH4, CO2)/tấn chất thải, trong khi mơ hình LandGEM sử dụng đơn vị m3 nhà kính (CH4, CO2)/tấn chất thải nên ta sẽ chuyển đơn vị cho phù hợp.
Lo= MCF * DOC * DOCF * (16/12) (2-2) Trong đó:
Lo: Khả năng sinh khí nhà kính (CH4, CO2). MCF: Giá trị mặc định của tham số CH4.
37
DOC: Phần trăm cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong CTR. DOCF:Phần DOC có thể phân hủy kỵ khí trong bãi chơn lấp. 16/12: Hệ số chuyển đổi từ C thành khí nhà kính (CH4, CO2).
Giá trị mặc định của tham số CH4và CO2
Việc phân loại các kiểu bãi chôn lấp CTR trong mối quan hệ với giá trị mặc định của tham số khí nhà kính (CH4, CO2) tƣơng quan (MFC) của phƣơng pháp IPCC (2006) đƣợc mô tả nhƣ sau:
Bảng 2.2. Giá trị MCF theo kiểu bãi chôn lấp CTR của IPCC (2006)
Kiểu, loại bãi chôn lấp
Giá trị mặc định của tham số khí nhà kính (CH4, CO2)
tƣơng quan (MCF)
Có quản lý 1
Không quản lý – sâu (>= 5m rác) 0,8
Không quản lý – nông (<= 5m rác) 0,4
Bãi chôn lấp CTR không thể phân loại vào các
nhóm trên. 0,6
Phần cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong CTR (DOC)
Phần cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong CTR đƣợc xác định là lƣợng cacbon chứa trong các loại CTR (nhóm thành phần) có thể phân hủy sinh học: giấy, vải, rác vƣờn, rác thực phẩm…
Hệ số DOC mặc định của từng nhóm thành phần đƣợc tính theo công thức của IPCC (2006):
DOC = 0,4A + 0,17B + 0,15C + 0,3D (2-3) Trong đó:
A: Thành phần giấy, cacton và vải trong CTR, %.
B: Thành phần rác đô thị dạng rác vƣờn, rác công viên và các dạng rác dễ phân hủy (không phải là rác thực phẩm), %.
C: Thành phần rác đô thị dạng thực phẩm, %. D: Thành phần rác đô thị ở các dạng hữu cơ khác, %.
38
Theo hƣớng dẫn của IPCC (2006) mặc định giá trị của DOCF là 0,50.
Một số hạn chế của mơ hình LandGEM khi áp dụng trong điều kiện Việt
Nam
Trong khi tính tốn lƣợng phát thải khí nhà kính (CH4, CO2) từ KXL chất thải xã Phù Lãng, mơ hình LandGEM đã đƣợc giả định rằng tất cả các yếu tố (giá trị) liên quan đến đầu vào của mơ hình đều đƣợc mặc định. Các yếu tố có thể ảnh hƣởng đến q trình hình thành khí bãi rác nhƣ là: độ sâu của bãi rác, nhiệt độ, mật độ chất thải.
Hằng số tốc độ sinh khí nhà kính (giá trị k) phụ thuộc vào 04 yếu tố: - Độ ẩm của bãi rác.
- Các giá trị dinh dƣỡng cho VSV phân hủy các chất thải rắn để tạo thành CH4 và CO2.
- pH.
- Nhiệt độ của CTR.
Các thành phần của CTR là một trong những yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình hình thành khí nhà kính (CH4, CO2).
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, lƣợng mƣa dồi dào và độ ẩm rất cao. Bởi vậy khi áp dụng mơ hình LandGEM để ƣớc tính lƣợng khí phát thải hàng năm trên một khoảng thời gian quy định giá trị k, Lo đã không đƣợc mặc định mà phải dựa vào tính tốn cho phù hợp với điều kiện, địa điểm nghiên cứu.
39
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 . Kết quả phân tích thành phần lý học của KXL chất thải xã Phù Lãng
Thành phần lý học của chất thải rắn phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Vùng khí hậu.
- Từng thời gian theo mùa mƣa và mùa khô trong năm. - Điều kiện kinh tế, sinh hoạt và phong tục tập quán.
Với kết quả lấy mẫu và phân loại các thành phần chất thải rắn của KXL chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đƣợc thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thành phần chất thải rắn tại đầu vào của KXL chất thải xã Phù Lãng xã Phù Lãng
TT Thành phần Khối lƣợng (kg) Tỷ lệ (%)
1 Rác thải nhà bếp 32,69 15,75
2 Rác thải vƣờn 52,42 25,27
3 Các loại rác thải hữu cơ khác 54,54 26,29
4 Vải (bao gồm cả giầy) 6,98 3,36
5 Gỗ (đồ gỗ chƣa mục nát, cành cây…) 6,20 2,99
6 Giấy và bìa caton 4,33 2,09
7 Túi và các tấm nilong 26,14 12,6
8 Chai nhựa PET 0,00 0,00
9 Nhựa cứng 0,21 0,10
10 Kim loại sắt 0,19 0,09
11 Kim loại nhôm 0,07 0,03
12 Kim loại khác 0,00 0,00
13 Thành phần tổng hợp (tã lót, bao bì,…) 2,85 1,37
14 Thiết bị điện 0,00 0,00
15 Các vật liệu nguy hại điển hình trong hộ gia đình (pin, sơn,…) 0,00 0,00
16 Thủy tinh 0,56 0,27
17 Chai thủy tinh 0,60 0,29
18 Rác thải trơ 6,70 3,23
19 Rác thải cồng kềnh >500 mm 0,44 0,21
20 Rơm rạ 7,25 3,49
21 Vỏ tôm, cua, ốc,… 0,94 0,45
22 Rác thải vô cơ khác 4,41 2,12
40
Nhận xét:
Từ bảng trên ta thấy, thành phần rác thải tại KXL chất thải xã Phù Lãng chủ