S phân h y ch t th i h u c có trong bưi chôn l p (BCL) ph thu c r t nhi u y u t trong đó ph thu c ch y u vào kh n ng t n đ nh c a bưi chôn l p.Vào nh ng n m 1960 k t khi phát hi n đ c kh n ng t n đ nh c a BCL, Nh t B n đư n l c nghiên c u v khái ni m “lo i bưi chôn l p”. Khi đó BCL đ c chia làm 3 lo i: BCL k khí, BCL bán hi u khí và BCL hi u khí đ c mô ph ng nh hình d i đây:
Hình 4.1 C u trúc c a các lo i bưi chôn l p
Tham kh o tài li u “Characỏerisỏic and mechanism of Semi-Aerobic Lanfill on sỏabilizaỏion of Solid Wasỏe” c a các tác gi Takayuki Shimaoka, Yasushi Matsufuji, Masataka Hanashima thu c tr ng đ i h c Fukuoka, giáo s Hanashima đư c g ng th i không khí (oxi) vào BCL CTR t đáy c a bưi chôn l p đ t ng c ng s n đ nh c a ch t th i r n. Ph ng pháp này cho th y, s n đ nh c a ch t
th i r n đ c di n ra nhanh chóng, tuy nhiên l i tiêu th m t l ng đi n l n trong quá trình th i không khí vào bưi chôn l p d n đ n không hi u qu v kinh t . Sau nhi u thí nghi m, giáo s đư tìm ra m t lo i bưi chôn l p m i mà không khí đ c cung c p m t cách t nhiên vào bưi chôn l p thông qua các đ ng ng thu gom n c th i có đ ng kính l n h n đ ng kính thu gom tr c đây. Vai trò c a đ ng ng thu gom n c r rác ki u m i này là c p khí (ôxi) và thu gom n c r rác. C ch c p khí t nhiên cho bưi chôn l p thông qua quá trình đ i l u nhi t: s chênh l ch nhi t đ gi a bên trong và bên ngoài làm cho không khí đ c c p t nhiên vào BCL thông qua các ng thu gom n c th i. Bưi chôn l p này đ c g i là bưi chôn l p bán hi u khí Nh t B n, các BCL bán hi u khí đ c xây d ng đ u tiên cho thành ph Fukuoka vào n m 1975. Sau khi xem xét các tác đ ng tích c c c a BCL bán hi u khí đ i v i môi tr ng, B Y t và Phúc l i đư áp d ng ph ng pháp Fukuoka nh là m t ph ng pháp đ c đ ngh trong “H ng d n x lỦ ch t th i”.
4.3.1.1. C Ố ỏ obãi chôn l p b n hi Ố khí
K t khi s n đ nh c a bưi chôn l p đ c tìm ra sau nh ng n m 1960, Masataka Hanashima thu c tr ng đ i h c Fukuoka đ a ra các khái ni m v “lo i bưi chôn l p”. N u bưi rác là hi u khí, thì nó là bưi rác có kh n ng làm s ch hi u qu nh t đ i v i ch t th i r n. Nó không ch là n i chôn l p m ch t th i r n sinh ho t, mà còn là n i thanh l c CTR đ đ m b o t c đ v kh n ng n đ nh ch t th i.
Ch t và l ng n c th i và khí th i ra t BCL ph thu c r t nhi u vào lo i bưi chôn l p. Bưi chôn l p hi u khí có ch a m t l ng l n các vi khu n trong l p ch t th i r n h n so v i các bưi chôn l p y m khí:
- M t l ng l n vi khu n phân h y ch t th i r n đ c tìm th y trong các l p ch t th i c a bãi chôn l p CTR, phân h y và n đ nh ch t th i mà không b nh h ng b i nh ng thay đ i v môi tr ng.
- Vi khu n trong BCL hi u khí r t tích c c trong vi c phân h y các ch t xenlulo - Axit h u c đ c sinh ra t i bãi chôn l p k khí làm c ch s phát tri n c a các
vi khu n phát tri n, d n đ n s n đ nh ch t th i t i BCL ch m.
Nh v y, vi c t o ra môi tr ng không khí hi u khí trong l p ch t th i r n là r t quan tr ng đ thúc đ y quá trình làm n đ nh bưi rác.
C u t o c a bƣi chôn l p bán hi u khí
Bưi chôn l p bán hi u khí có đ ng ng thu gom n c rác đ c xây d ng thành đ ng ng theo hình x ng cá v i đ d c là 1% đ thu hom n c r rác. Các ng nhánh đ c n i vào m t đ ng ng chính d c theo bưi chôn l p và đ c khoan các l nh , đ ng kính c a ng thu gom n c th i đ c d a vào l ng m a và tình hình đ a ch t đ a hình t i khu v c. S i đ c tr i d i cùng bưi chôn l p và bao b c các đ ng ng đ n c th i ra kh i bưi rác càng nhanh càng t t, tránh s xâm nh p n c th i t bưi chôn l p vào trong đ t và t o đi u ki n cho không khí vào các l p ch t th i thông qua các đ ng ng thu gom, t đó n c th i đ c làm s ch trong các l p ch t th i tr c khi đ c ch y vào h th ng thu gom.
ng ng thu gom n c th i có tác d ng: t ng t c đ x n c th i, ng n ch n n c r rác còn l i trong các l p CTR và đ m b o s xâm nh p d dàng c a không khí bên ngoài vào bên trong bưi chôn l p; giúp c i thi n ho t đ ng c a các vi khu n hi u khí do có l ng khí đ c c p t nhiên vào bưi chôn l p; c i thi n ch t l ng n c r rác; gi m hi n t ng t c ngh n ng thu n c r rác.
T i các đi m t p k t gi a các ng nhánh và ng chính có thi t k ng thu gom khí th i. C u t o c a bưi chôn l p bán hi u khí đ c th hi n nh hình d i đây.
Hình 4.2 C u t o c a bưi chôn l p bán hi u khí
Hình 4.3 Vai trò c a các ng thu gom n c th i 4.3.1.2. L i ích ỏ bãi chôn l p b n hi Ố khí
Ti n hành th nghi m b ng cách s d ng lysimeter l n b ng nh a v i đ ng bính bên trong 485mm và chi u cao 5,0m đ mô ph ng m t bưi chôn l p bán hi u khí v i không khí đ c xâm nh p vào bên trong m t cách t nhiên t các l phía d i. Và m t lysimeter đ i di n cho m t bưi chôn l p k khí không có s xâm nh p t nhiên c a khí t phía d i nh hình sau:
Hình 4.4 Lysimeter l n mô ph ng m t bưi chôn l p BHK và m t bưi chôn l p k khí
u tiên t t c đ c cân b ng kh i l ng và các h p ch t h u c , lysimeters tính toán th y rõ đ c s khác bi t trong quá trình x lỦ sinh h c gi hai lo i bưi chôn l p. Ch t l ng n c th i và thành ph n khí trong ch t th i r n đ c so sánh th y đ c s khác nhau v c ch n đ nh CTR c a 2 lo i bưi này.
B ng 4.6 i u ki n c a bưi chônl p
D li u Lysimeter A (bán hi u
khí)
Lysimeter B (k khí)
T l (% tr ng l ng khô) Rác th i nhà b p
Nh a
Không cháy
27,8 14,1 4,8
27,8 14,1 4,8 Tr ng l ng (kg)
m
Tr ng l ng khô
L ng ch t h u c (kg)
582,0 65,0 203,9 139,6
582,0 65,0 203,9 139,6
Tr ng l ng c a các lymester này gi m do s b i h i c a n c và khí đ t sinh ra t ch t th i r n. C ng t i th i đi m này, l ng n c b c h i và khí đ c đo b ng cách thu th p vào ch t h p ph (Magnesium perchlorate – Mg(ClO4)2 cho h i n c và Ascarite cho CO2) nh trong hình sau:
Hình 4.5 Ph ng pháp đo l ng n c b c h i và khí sinh ra
K t qu :
Hình 4.6 S thay đ i ch s BOD và pH theo các tháng trong n c r rác t 2 lysimeter
T hình trên th y đ c s thay đ i BOD và pH theo th i gian. D a vào s thay đ i này, quá trình phân hu sinh h c đ c chia làm 3 và 2 giai đo n t ng ng. i v i bưi rác bán hi u khí, giai đo n đ u BOD khá cao nh ng nhanh chóng đ c n đ nh giai đo n 2 v i BOD kho ng 100mg/L vào tháng th 40 và kho ng 30mg/l vào tháng th 50 trong khi đó ph i đ n giai đo n cu i kho ng tháng th 50 thì bưi chôn l p k khí m i n đ nh đ c BOD kho ng 500 mg/l. Nh v y, BOD
đ u ra c a n c r rác bưi chôn l p bán hi u khí đ c c i thi n h n rõ r t so v i bưi chôn l p k khí.
Trong 0,5 n m đ u, bưi chôn l p bán hi u khí đư phân hu đ c 90% và phân hu 99,9% khi h t n m th 1. S phân hu ch t th i h u c và BOD trong n c r rác c a bưi chôn l p bán hi u khí đ c so sánh v i bưi chôn l p hi u khí là t ng đ ng. i u này đ c th hi n hình d i đây.
Hình 4.7 S thay đ i BOD trong n c rác theo th i gian
i v i pH, h u h t trong giai đo n đ u, pH c a bưi chôn l p k khí n m m c nh h n 7 môi tr ng axit, trong khi đó trong các giai đo n pH c a bưi chôn l p bán hi u khí n m trong kho ng l n h n 7 môi tr ng baz . C 2 bưi chôn l p ch s pH đ u đ c n đ nh m c pH b ng 7 giai đo n cu i.
Hình 4.8 S thay đ i d l ng b c h i theo chu kì 2 tháng
D l ng b c h i c a c 2 bưi chôn l p trong pha 1 đ u l n. Tuy nhiên pha 2 c a bưi chôn l p bán hi u khí và cu i c a pha 1 bưi chôn l p k khí, thì d l ng b c h i c a k khí g p đôi so v i bán hi u khí. Pha 1 c a bưi chôn l p k khí c ng kéo dài h n so v i pha 1 c a bưi chôn l p bán hi u khí 12 tháng. Ch giai đo n cu i kho ng tháng th 35 tr đi, l ng b c h i c a bưi chôn l p bán hi u khí l n h n so v i k khí.
Hình 4.9 S phát sinh khí ga t các bưi chôn l p
Hình trên th hi n s phát sinh khí gas t 2 lo i bưi chôn l p. T i pha 2, l ng khí phát sinh t bưi chôn l p bán hi u khí kho ng 200g/ngày vào mùa hè (12 tháng) và 50g/ngày vào mùa đông (18 tháng). Sau đó đ n pha 2 và pha 3, l ng khí gas t ng lên đ n 250g/ngày vào mùa hè (32 tháng) và 50g/ngày vào mùa đông (38 tháng). Trong khi đó, l ng khí phát sinh t bưi chôn l p k khí pha 1 là kho ng 50g/ngày vào mùa hè (12 tháng) và 10g/ngày vào mùa đông (18 tháng). L ng khí phát sinh pha 2 kho ng g p đôi so v i pha 1 nh ng v n th p h n 2/3l ng khí phát sinh t pha 2 c a bưi chôn l p bán hi u khí. C th , l ng khí thoát ra t 2 bưi chôn l p đ c th hi n hình d i đây:
Hình 4.10 L ng khí gas và ch t ô nhi m phát sinh t các bưi chôn l p
Hình 4.13 cho th y s l ng phát sinh khí gas và các ch t ô nhi m (đo b ng c n bay h i) ch y ra t ng thu gom n c r rác trong 4 n m. i v i bưi chôn l p bán hi u khí, t ng l ng khí gas phát sinh là 51,8 kg và l ng ch t ô nhi m là 14,5kg. Trong khi đó, l ng khí sinh ra t bưi chôn l p k khí là 21,7kg và l ng ch t ô nhi m g p h n 2 l n so v i bưi chôn l p bán hi u khí, b ng 31,5kg. Nh v y, các ch t ô nhi mc a n c th i trong bưi chôn l p bán hi u khí đ c gi m đi nhi u so v i bưi chôn l p kh khí.
K t qu là, bưi chôn l p bán hi u khí cho l ng và ch t l ng n c r rác t t h n nhi u so v i bưi chôn l p thông th ng, l ng khí phát sinh t bưi chôn l p bán hi u khí đ c ki m soát thông qua các ng thu khí, th i gian n đ nh ch t th i r n
nhanh chóng t 1-1,5 n m. Nh v y, bưi chôn l p bán hi u khí có l i th h n nhi u trong vi c b o v môi tr ng.
D án m r ng quy mô khu x lỦ ch t th i r n i ng, có khu x lỦ ch t th i làm phân vi sinh n m trong m c công trình xây d ng m i. ây là m t l i th cho vi c k t h p ph ng pháp chôn l p bán hi u khí và thu h i di n tích bưi chôn l p.