1.3.2 .Tác động tới mơi trƣờng khơng khí
1.5.1. Các bƣớc phân tích một chuyển vật chất
Một MFA là một quá trình đƣợc lặp đi lặp lại, đƣợc lựa chọn các yếu tố (các nguyên tố, chất, sản phẩm, quy trình, ranh giới hệ thống) và các dữ liệu phải có độ chính xác cao, MFA bao gồm các bƣớc nhƣ sau:
Bƣớc 1: Xác định các vấn đề và các mục tiêu cho phù hợp. Phân tích hệ thống các sản phẩm và các quy trình.
Bƣớc 2: Xác định các chất có liên quan và giới hạn hệ thống cho phù hợp với các quy trình, các chất đã lựa chọn. Các dịng khối lƣợng của các sản phẩm trong cùng một đơn vị thời gian.
Bƣớc 3: Xác định các dòng nguyên tố trong một đơn vị thời gian và tính sự thay đổi khối lƣợng và thành phần qua sự thay đổi về khối lƣợng và nồng độ các chất có trong các dịng chảy khối lƣợng.
25
Hình 1.5. Sơ đồ quy trình các bƣớc phân tích chuyển vật chất [20] 1.5.2. Một số ứng dụng của MFA [5]
a. Trong lĩnh vực kỹ thuật và quản lý môi trường
Môi trƣờng là một hệ thống phức tạp bao gồm các sinh vật sống, năng lƣợng, vật chất, khơng gian, và thơng tin. Lồi ngƣời, giống nhƣ tất cả các loài khác, đã sử
Đánh giá lại vấn đề Xác định lại các sản phẩm Điều chỉnh lại hệ thống Xác định biên
giới của hệ thống Xác định/Lựa
chọn các quá trình Điều chỉnh Xác định/Lựa chọn các sản phẩm địnhXác định/Lựa chọn các quá trình /Lựa chọn các sản phẩm Xác định các dòng khối lƣợng Cân bằng các sản phẩm Xác định nồng độ các chất Cân bằng các chất
Minh họa và giải thích bằng sơ đồ các hình vẽ Xác định hệ thống Lựa chọn các chất Xác định các dòng vật chất 1. Xử lý số liệu 1. Xử lý số liệu 1. Xử lý số liệu
26
dụng môi trƣờng cho sản xuất và xử lý. Con ngƣời sản xuất thực phẩm và nơi trú ẩn và ngƣợc lại con ngƣời đã trả lại các chất thải nhƣ phân, khí thải, và các mảnh vụn. Kỹ thuật môi trƣờng đã đƣợc mô tả nhƣ là (1) nghiên cứu chuyển hóa, vận chuyển, và ảnh hƣởng của các chất trong môi trƣờng tự nhiên và (2) thiết kế và thực hiện các tùy chọn cho việc xử lý và phòng ngừa ô nhiễm môi trƣờng. Các mục tiêu của quản lý và kỹ thuật môi trƣờng là biện pháp để đảm bảo (1) dòng chảy chất và nồng độ trong nƣớc, khơng khí, đất và đƣợc giữ ở mức cho phép các chức năng chính của các hệ thống tự nhiên và (2) các chi phí liên quan có thể đƣợc thực hiện bởi các bên liên quan. MFA đƣợc sử dụng trong một loạt các ứng dụng quản lý và kỹ thuật môi trƣờng, kể cả báo cáo tác động môi trƣờng, khắc phục hậu quả của chất thải nguy hại, thiết kế các chiến lƣợc kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí, quản lý chất dinh dƣỡng trong lƣu vực sơng, lập kế hoạch các chƣơng trình theo dõi đất, quản lý nƣớc thải và bùn thải.
b. Lĩnh vực sinh thái công nghiệp (industrial ecology)
Các hệ thống công nghiệp đƣợc coi là một loại sinh thái đặc biệt. MFA đƣợc sử dụng trong lĩnh vực này ở các điểm sau:
- Kiểm sốt đƣờng cho vật liệu sử dụng và q trình cơng nghiệp. - Tạo vịng lặp đóng cửa hoạt động cơng nghiệp.
- Hệ thống hóa các mơ hình sử dụng năng lƣợng.
- Cân bằng đầu vào công nghiệp và đầu ra năng lực hệ sinh thái tự nhiên. Hầu hết các ứng dụng của MFA để phục vụ điều tra công nghiệp, sự trao đổi chất cho vật liệu nhƣ kim loại nặng, hàng hóa kinh tế quan trọng, hoặc các chất dinh dƣỡng. Thành phố Kalundborg, Đan Mạch, thƣờng đƣợc đề cập nhƣ là một ví dụ về một "hệ sinh thái công nghiệp" trong các tài liệu sinh thái công nghiệp. Vật liệu (tro bay, lƣu huỳnh, bùn cặn, và men bùn) và năng lƣợng (hơi nƣớc, nhiệt) đang trao đổi giữa các công ty và nhà máy trong vịng bán kính khoảng 3 km. Sử dụng nhiệt thải sƣởi ấm và các mục đích khác (ví dụ, làm mát) từ lâu đã đƣợc công nhận là đạt hiệu quả tốt. Cân bằng vật liệu đƣợc xem nhƣ một cơng cụ chính để hỗ trợ các hệ sinh thái cơng nghiệp.
27
c. Trong quản lý tài nguyên
Có hai loại tài nguyên: đầu tiên, tài nguyên thiên nhiên nhƣ khống sản, nƣớc, khơng khí, đất, thông tin, và sinh khối (bao gồm cả thực vật, động vật và con ngƣời), và thứ hai, nguồn lực con ngƣời gây ra (ví dụ, "di sản văn hóa," kiến thức về khoa học và cơng nghệ, nghệ thuật, lối sống), và nhân lực. Quản lý tài nguyên bao gồm các phân tích, lập kế hoạch và phân bổ, nâng cấp các nguồn lực. MFA là quan trọng hàng đầu để phân tích và quy hoạch, đặc biệt quan trọng trong việc dự báo sự khan hiếm các nguồn tài nguyên. MFA là hữu ích trong việc xác định sự tích tụ và sự suy giảm của vật liệu trong tự nhiên và môi trƣờng của con ngƣời. Ngoài ra, nếu MFA đƣợc thực hiện một cách đồng bộ ở mặt trƣớc và mặt sau của hệ thống con ngƣời, nó là cơng cụ trong việc kết nối các nguồn lực quản lý với mơi trƣờng và quản lý chất thải. Nó cho thấy sự cần thiết cho bồn rửa cuối cùng và để tái chế các biện pháp, và nó là hữu ích trong việc thiết kế các chiến lƣợc để tái chế và xử lý.
d. Trong quản lý chất thải
MFA là một cơng cụ có giá trị trong quản lý chất thải vì nó có thể xác định chính xác chi phí-hiệu quả thành phần nguyên tố của chất thải. Thông tin này là rất quan trọng nếu mục tiêu là gán một dòng chất thải tốt nhất phù hợp tái chế hoặc công nghệ xử lý, thiết kế xử lý chất thải mới. Ví dụ, chất thải nhựa hỗn hợp mà khơng thể đƣợc tái chế vì lý do q trình có thể đƣợc sử dụng nhƣ một nhiên liệu thứ cấp trong nồi hơi công nghiệp miễn là nồng độ các kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác không phải là quá cao. MFA cũng rất hữu ích trong việc điều tra việc quản lý cơ sở xử lý chất thải. Ví dụ, kiểm sốt chất thải của một lị đốt chất thải rắn là khác nhau từ kiểm soát chất thải của một cơ sở xử lý cơ học-sinh học.
Cuối cùng, MFA có thể đóng góp vào việc thiết kế sản phẩm tốt hơn mà có thể dễ dàng hơn để tái chế hoặc xử lý một khi chúng trở nên lỗi thời và trở thành "chất thải". Những hoạt động này đƣợc gọi là thiết kế để tái chế, thiết kế để xử lý, hoặc thiết kế cho môi trƣờng. [5]
28
1.6. Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và dự báo theo mơ hình LandGEM (Landfill Gas Emissions Model) (Landfill Gas Emissions Model)
Trong nghiên cứu này, sau khi sử dụng phƣơng pháp MFA để phân tích thành phần rác thải của bãi rác Phù Lãng, 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 với cơng thức tính áp dụng cho phần mềm là:
QKNK = 𝑛 ∗
𝑖=1 1 𝑘𝐿𝑜
𝑗 =0.1 𝑀10𝑖 𝑒−𝑘𝑡𝑖𝑗(1-1)
Trong đó:
QKNK: Lƣợng khí nhà kính hình thành trong năm, (m3/năm). i: Sự tăng lên trong 1 năm.
n: (năm tính tốn) - (năm đầu tiên bãi rác bắt đầu hoạt động), j: 0,1 năm thời gian tăng.
k: Hằng số tốc độ sinh khí nhà kính (năm-1). Lo: Khả năng sinh khí nhà kính (m3/năm).
Mi: Khối lƣợng chất thải đƣợc đƣa vào ô chôn lấp, (tấn/năm). tij: thời gian từ khi bãi rác hoạt động đến thời điểm hiện tại, năm.
29
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNGVÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và phạm vi 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 khơ 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 bm n-c m-a
p
second section of landfill (1.86 Ha) phân Khu chôn lÊp sè 2 (1.86 HA) third section of landfill (2.89 Ha) phân Khu chụn lp s 3 (2.89 HA)
srorage channel m-ơng điu hòa Leachate collection Tun thu n-íc r¸c Runoff collection Tun thu n-íc MỈt 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 chụn lp hp v sinh (7.69 HA) phân Khu chôn lấp 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 chôn 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]
- Toàn 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 mơi 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. + Thơng 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 thông 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 công việc:
- Khảo sát quy trình cơng nghệ chơn lấp chất thải rắn, hệ thống thu gom và xử