VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC, TÍNH MỚI VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
5.3.2. Mô hìn hủ thiếu khắ
5.3.2.1. Cơ sở ựề xuất
- Phục vụ cho qui mô khu dân cư; - Vật liệu dễ tìm;
- Không tốn năng lượng; - Chi phắ thấp;
5.3.2.2. Cấu tạo ngăn ủ thiếu khắ
- Kắch thước mỗi hầm ủ : D * R * C = 2 * 5 * 2 m - Thể tắch rác chứa trong mỗi ngăn: 20 m3
- Thời gian ủ thiếu khắ: 35 ngày - Thời gian ủ hoai: 20 ngày
Bảng vẽ sơ ựồ ngăn ủ thiếu khắ ựược ựắnh kèm trong phụ lục 7.
Trên cơ sở lượng rác thu gom tại các bãi rác của huyện Cần Giờ, số lượng ngăn ủ thiếu khắ TPHC cần thiết ựầu tư tại các bãi rác ựược trình bày trong bảng 5.5.
Bảng 5-5. Số ngăn ủ thiếu khắ TPHC cần ựầu tư xây dựng tại các bãi rác
Lượng CTRSH Lượng CTRHC Số ngăn ủ thiếu khắ STT BÃI RÁC
(T/năm) (T/năm) (ngăn)
1 Già đỏ 14,36 9,03 5
2 Long Hòa 19,75 12,42 7
3 Lý Nhơn 4,20 2,64 2
Cộng: 14
(*) Bảng tắnh toán giá thành ngăn ủ thiếu khắ ựược trình bày trong phần phụ lục 7.
Bảng 5-6. Bố trắ hầm ủ thiếu khắ tại các bãi rác trong hiện tại và tương lai
STT XÃ Hiện tại Tương lai Ghi chú
1 Cần Thạnh 2 Long Hòa Bố trắ hầm ủ tại Bãi rác tập trung của huyện 3 Thạnh An Cụm 1 (bãi rác Long Hòa)
đối với xã ựảo Thạnh An bố trắ diện tắch ựất ựể làm làm hầm ủ phân hữu cơ tại chỗ 4 Lý Nhơn Cụm 2 (bãi rác Lý Nhơn) 5 An Thới đông
6 Tam Thôn Hiệp 7 Bình Khánh Cụm 3 (bãi rác Già đỏ) Bố trắ hầm ủ tại Bãi rác tập trung của huyện Hiện tại sẽ tận dụng một phần bãi rác hiện hữu ựể làm hầm ủ phân hữu cơ tại chỗ và
một phần bãi rác vẫn ựược sử dụng
ựể chôn CTRSH không thể tái chế
5.3.2.3. Tắnh toán kinh tế
Trên cơ sở phân tắch khả năng xử lý các TPHC trong CTRSH tại các bãi rác trên ựịa bàn huyện Cần Giờ với công nghệ ủ thiếu khắ, ước tắnh chi phắ xử lý cho 1 tấn TPHC sau phân loại ựược trình bày trong bảng 5.7 và 5.8.
Bảng 5-7 Khái toán các hạng mục công trình ựầu tư tại các bãi rác
Bảng 5-8 Ước tắnh giá thành xử lý 1 tấn TPHC bằng công nghệ ủ thiếu khắ
Trên ựịa bàn TP.HCM hiện nay có các dự án xử lý CTRSH với các công nghệ khác nhau ựã và ựang ựược phê duyệt triển khai áp dụng. Bảng 5.9 trình bày một số chi phắ xử lý CTRSH ựiển hình của các công nghệ khác nhau.
TT Hạng mục đơn vị Số lượng đơn giá
(Triệu ựồng) Thành tiền (Triệu ựồng) 1 Hầm ủ, tường gạch, trát xi măng cái 14 17 238 2 Sàng trống quay cái 3 3 9 3 Ao sinh học m2 100 0.3 30
4 Bơm nước, N=1HP, inox cái 3 10 30
7 Sàn công tác 120 0.2 24
8 Nhà sản xuất m2 50 2 100
6
Hệ thống ựiện, ựường ống,
dụng cụ, phụ tùngẦ 3 4 12
Tổng kinh phắ xây dựng và thiết bị 443
TT Hạng mục Kinh phắ
(đồng)
1 Xây dựng + thiết bị (khấu hao 20%) 88.600.000
2 Nhân công vận hành 228.379.620
3 điện, nước trong quá trình vận hành 82.125.000
Cộng chi phắ cho 01 năm 399.104.620
3 Tổng lượng CTRSH phát sinh (tấn/năm) 13.983 4
Lượng hữu cơ cho quá trình ủ thiếu khắ (62,9%)
(tấn/năm) 8.795
5 Lượng phân thu hồi sau ủ (Tấn/năm) 1.407 7
Giá thành xử lý cho 1 tấn TPHC sau phân loại
Bảng 5-9. Giá thành xử lý 1 tấn CTRSH với các công nghệ khác nhau ựang ựược triển khai trên ựịa bàn TP.HCM
STT Phương pháp xử lý Giá thành xử lý
(đồng/tấn)
01 Chôn lấp tại bãi rác đa Phước (16,4 USD) (*) 339.480 02 Chôn lấp do công ty Môi trường ựô thị thực hiện
(20 USD) (*)
414.000 03 đốt CTRSH cho phát ựiện (32 USD) (*) 662.400 04 đốt chất thải công nghiệp và CTNH (44 USD)(**) 910.800 05 Xử lý CTRSH thành phân bón (10 USD) (*) 207.000 06 Xử lý TPHC sau phân loại bằng công nghệ ủ thiếu
khắ
44.535 07 Xử lý TPHC sau phân loại với sự tham gia của
trùn Quế
82.758
Nguồn: (*) [34]; (**) [20]
Theo bảng 5.9 cho thấy giá thành xử lý bằng phương pháp ựốt khá cao so với phương pháp chôn lấp và ủ phân compost. Tuy nhiên, giá thành của phương pháp chôn lấp (tại bãi chôn lấp đa Phước) ựã nêu trong bảng chỉ tắnh cho khâu thu gom rác từ hộ dân, vận chuyển và chôn lấp tại bãi chôn lấp mà chưa tắnh ựến việc phải tốn diện tắch ựất lớn dành cho bãi chôn lấp và giải quyết các vấn ựề phát sinh kèm theo như nước rỉ rác, mỹ quan ựô thị, sức khoẻ của các hộ dân xung quanh bãi rác,... đối với giá thành xử lý của công nghệ ủ thiếu khắ ựược tắnh toán ở trên (44.535 ựồng/tấn) chưa bao gồm các chi phắ về việc PLRTN, diện tắch ựất ựể xây dựng các hạng mục công trình, cũng như chi phắ xử lý nước rỉ rác. Trong khi ựó giá thành của việc ứng dụng trùn Quế ựể xử lý TPHC sau phân loại (82.758 ựồng/tấn) là giá thành xử lý cuối cùng.
Trên cơ sở các so sánh như trên cho thấy việc áp dụng công nghệ ủ thiếu khắ ựối với các khu dân cư, cũng như việc ứng dụng mô hình trùn Quế ựối với các hộ phân tán có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết CTRSH ựối với vùng đNN Cần Giờ, ựặc biệt ở những khu vực không thể hay rất khó thực hiện việc thu gom rác ựược (khu vực gần Cầu Dần Xây, rừng phòng hộ, khu nuôi trồng thuỷ sản).
5.3.2.4. Mô hình hố ủ tự nhiên
- Hố ủ xây bằng gạch có 2 ngăn;
- Kắch thước mỗi ngăn: D * R * C = 0,75 * 0,75 * 0,8 m
- Thể tắch rác : 0,45 m3
- Khối lượng CTRHC: 30 hộ * 4 người/hộ * 0,5 kg/ng/ng * 62,9% CTRHC = 37,74 kg/ngày
Hình 5-5 Hố ủ tự nhiên qui mô cụm dân cư 5.4. ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ CTRSH TRÊN
VÙNG đNN VEN BIỂN
Hiện nay thông tin và dữ liệu liên quan tới quản lý CTRSH thường ựược quản lý trên giấy hoặc bằng các phần mềm không chuyên. Hầu hết những thông tin này thường lưu trữ ựộc lập với nhau và không liên kết với một số thông tin thuộc tắnh của ựối tượng cũng như không kết nối ựược với vị trắ của ựối tượng trong không gian thực. điều này gây khó khăn cho việc quản lý, khai thác và phân tắch thông tin về hệ thống quản lý CTRSH.
Một trong những công cụ có thể khắc phục khó khăn này là hệ thống thông tin ựịa lý Ờ GIS (Geographic Information System). Với khả năng quản lý ựối tượng trong mối quan hệ giữa thuộc tắnh ựối tượng và vị trắ của ựối tượng trong thế giới thực cùng với các phần mềm thắch hợp, GIS là một giải pháp tốt nhất cho việc quản lý hệ thống thu gom, vận chuyển, xử lý CTR cũng như thực hiện các bài toán nghiệp vụ liên quan ựến hệ thống quản lý CTR.
Cán bộ quản lý môi trường ở huyện, Công ty DVCI có thể sử dụng phần mềm này ựể tra cứu, cập nhật cơ sở dữ liệu về tình hình phát sinh CTRSH ở các khu, cụm dân cư; số lượng thiết bị, hố ủ TPHC cần thiết,Ầ moảt caùch nhanh choùng, thuaản tieản.
Trong luận án này, tác giả ựề xuất xây dựng phần mềm WASTE cho việc quản lý mô hình xử lý CTRSH tại Huyện Cần Giờ.
5.4.1. Cấu trúc và chức năng của phần mềm WASTE
WATSE ựược xây dựng theo công nghệ .NET của Microsoft, sử dụng ngôn ngữ lập trình C#, và sử dụng hệ quản trị CSDL Access ựể lưu trữ dữ liệu. đây là một công nghệ thực hiện tắch hợp giữa cơ sở dữ liệu môi trường liên quan tới CTRSH, GIS và các mô hình xử lý CTRSH. WASTE cung cấp công cụ trong việc phân tắch, ựánh giá mức ựộ hiệu quả của công tác xử lý CTRSH, sử dụng các mô hình xử lý CTRSH khác nhau cho khu dân cư, cụm dân cư và hộ phân tán. Ngoài ra, phần mềm này còn có nhiều thành phần khác nhau ựể trợ giúp cho việc phân tắch các số liệu CTRSH. Các thành phần ựó bao gồm:
Ớ Các công cụ lưu trữ, ựánh giá và khai thác dữ liệu;
Ớ Các tiện ắch giúp tra cứu các tài liệu cần thiết có liên quan ựến công tác môi trường;
Ớ Công cụ trợ giúp làm báo cáo tự ựộng, hỗ trợ cho người sử dụng một công cụ thuận tiện ựể làm báo cáo dựa trên các số liệu ựã nhập trong CSDL.
WASTE gồm các khối chắnh liên kết với nhau:
Ớ Khối GIS, quản lý các ựối tượng một cách trực diện trên bản ựồ. Sử dụng ảnh vệ tinh từ Gooogle Map làm bản ựồ nền, và chồng lớp với dữ liệu bản ựồ từ MapInfo;
Ớ Khối quản lý dữ liệu, quản lý các ựối tượng liên quan ựến CTRSH;
Ớ Khối quản lý mô hình xử lý CTRSH;
Ớ Khối thống kê báo cáo;
Ớ Khối tài liệu hỗ trợ, hỗ trợ các văn bản pháp quy.
5.4.2. Xây dựng CSDL cho phần mềm WASTE Mô hình cơ sở dữ liệu Mô hình cơ sở dữ liệu
Số liệu cấp xã
Mô hình Quản lý TPHC
5.4.3. Các bảng biểu báo cáo
Bảng 5-10. Tổng lượng rác phát sinh mỗi ngày của huyện (T/ngày)
STT Xã/Thị trấn Diện tắch (km2) Số dân (người) Số hộ gia ựình (hộ) Lượng rác phát sinh (T/ngày) Lượng rác thu gom (T/ngày) Ghi chú 1 Cần Thạnh 2 Long Hòa 3 Thạnh An 4 Lý Nhơn 5 An Thới đông 6 Tam Thôn Hiệp 7 Bình Khánh
Bảng 5-11. Lượng CTRSH tiếp nhận hàng ngày tại các bãi rác trên ựịa bàn huyện
STT Bãi rác Xã Lượng CTRSH tiếp nhận (T/ngày) Lượng TPHC (T/ngày) CTRSH còn lại (T/ngày) Ghi chú 1 Cần Thạnh 2 Long Hòa 3 Long Hòa Thạnh An 4 Lý Nhơn Lý Nhơn 5 An Thới đông
6 Tam Thôn Hiệp
7
Già đỏ
Bình Khánh
Bảng 5-12. Số hố ủ TPHC bằng phương pháp sinh học thiếu khắ TPHC cần thiết ựầu tư tại các bãi rác trên ựịa bàn huyện
Hố ủ thiếu khắ TPHC (hố) STT Bãi rác Xã Lượng CTRSH tiếp nhận (T/ngày) Lượng TPHC (T/ngày) Số lượng (Hố) đơn giá (tr.ự) Thành tiền (tr.ự) 1 Cần Thạnh 2 Long Hòa 3 Long Hòa Thạnh An 4 Lý Nhơn Lý Nhơn 5 An Thới đông
6 Tam Thôn Hiệp
7
Già đỏ
Bảng 5-13. Tình hình phân bố dân cư tại các xã/thị trấn trên ựịa bàn huyện
Khu dân cư tập trung Cụm dân cư STT Xã/Thị trấn Số khu Số hộ dân Số cụm Số hộ dân Hộ dân phân tán (hộ) Lượng rác thu gom (T/ngày) Ghi chú 1 Cần Thạnh 2 Long Hòa 3 Thạnh An 4 Lý Nhơn 5 An Thới đông 6 Tam Thôn Hiệp 7 Bình Khánh
Bảng 5-14. Thống kê các trang thiết bị cần ựầu tư và xử lý TPHC phát sinh trên ựịa bàn huyện Cần Giờ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu của luận án ựược trình bày tóm tắt qua những kết luận và kiến nghị sau ựây :
1. Trên cơ sở nghiên cứu hiện trạng và những ựặc ựiểm ựặc trưng của vùng đNN ven biển với sự phân bố dân cư phân tán, cụm dân cư quy mô nhỏ cũng như thực trạng, những bất cập và khó khăn trong công tác quản lý và xử lý CTRSH, luận án ựã ựề xuất mô hình quản lý và xử lý thắch hợp CTRSH từ những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm các quá trinh phân hủy các TPHC trong CTRSH: (i) Quá trình phân hủy sinh học thiếu khắ TPHC và (ii) sự phân hủy TPHC với sự tham gia của trùn Quế.
2. Quá trình phân hủy sinh học thiếu khắ CTRHC còn khá mới mẽ ở nước ta nhưng phù hợp trong ựiều kiện vùng đNN ven biển so với các phương pháp khác do chi phắ thấp, quản lý vận hành ựơn giản, không cần năng lượng và sản phẩm thu ựược có thể sử dụng tại chỗ ựể làm phân bón cho cây trồng.
- Kết quả nghiên cứu thực nghiệm quá trình ủ thiếu khắ ựã xác ựịnh ựược các thông số cơ bản thắch hợp ựối với quá trình phân hủy sinh học thiếu khắ như sau: nhiệt ựộ 58 Ờ 62oC, ựộ ẩm 58 Ờ 64%;
- điều kiện cấp khắ tự nhiên có thể kiểm soát ựược với hệ số cấp khắ dao ựộng trong khoảng 11,47 m3/m3.h ựến 26,53 m3/m3.h;
- Vận tốc thoát khắ (q) ựược xác ựịnh trong mối quan hệ phụ thuộc vào chiều cao chân ựỡ (h) của mô hình, chiều cao ống thoát hơi (H), ựộ sụt giảm thể tắch của khối ủ (ộH) và ựược thể hiện qua phương trình: q = 0.115h0.245 H0.251 ∆∆∆∆H0.464
với hệ số tương quan: R2 = 0.939;
- Với 77 kg TPHC ban ựầu, sau quá trình ủ thiếu khắ 35 ngày khối ủ còn lại 13,87 kg, tiếp tục ủ chắn 20 ngày lượng sản phẩm thu ựược khoảng 10,7 kg, ựạt tỷ lệ thu hồi 13,90% so với lượng TPHC ban ựầu;
- Quá trình ủ thiếu khắ TPHC thắch hợp ựối với khu vực dân cư tập trung qui mô nhỏ tại các vùng đNN ven biển.
3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm về khả năng tiêu thụ và phân hủy các thành phần hữu cơ trong CTRSH với vai trò của trùn Quế ựưa ra các kết luận cụ thể như sau: - Trùn quế có khả năng tiêu thụ và phân hủy phần lớn các thành phần hữu cơ
trong CTRSH. Hàng ngày trùn Quế có thể tiêu thụ và phân hủy TPHC ựến 47 Ờ 60% trọng lượng cơ thể của chúng;
- điều kiện thắch hợp ựối với hoạt ựộng sống của trùn Quế: ựộ ẩm 70 Ờ 85%, nhiệt ựộ 25 Ờ 30oC, pH = 6,5 Ờ 8,0;
- Sản phẩm thu ựược của quá trình phân hủy TPHC thực chất là phân hữu cơ có thành phần: tổng nitơ 16,15 g/kg chất khô, tổng phốt pho 7,63 g/kg chất khô và kali 27,09 g/kg chất khô. Loại phân hữu cơ này ựược ứng dụng thử nghiệm ựể bón một số loại rau tại xã Long Hòa, huyện Cần Giờ ựạt kết quả tốt;
- Mô hình phân hủy các thành phần hữu cơ trong CTRSH với sự tham gia của trùn Quế thắch hợp và khả thi ựối với các hộ dân cư phân tán và cụm dân cư qui mô nhỏ tại vùng đNN ven biển.
4. Ý nghĩa khoa học của ựề tài luận án thể hiện qua các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác ựịnh ựược các thông số kỹ thuật cần thiết cũng như các yếu tố ảnh hưởng ựến quá trình phân hủy sinh học thiếu khắ và quá trình tiêu thụ và phân hủy TPHC của trùn Quế từ ựó lần ựầu tiên ựề xuất các mô hình quản lý và xử lý thắch hợp cho các loại hình dân cư khác nhau tại vùng đNN ven biển;
5. Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thực nghiệm ựạt ựược trong ựiều kiện PTN cũng như ngoài hiện trường, luận án ựã ựề xuất mô hình quản lý và xử lý thắch hợp CTRSH vùng đNN ven biển như sau:
- Với qui mô hộ gia ựình phân tán: sử dụng mô hình trùn quế ựể xử lý TPHC, còn CTR vô cơ có thể tái chế bán cho cơ sở thu gom ve chai, số còn lại sẽ ựược thu gom 01 lần/tuần hoặc ựốt tại chỗ;
- Với qui mô cụm dân cư: sử dụng mô hình trùn quế và hố ủ kỵ khắ tùy nghi ựề xừ lý TPHC, còn CTR vô cơ có thể tái chế bán cho cơ sở thu gom ve chai, số còn lại sẽ ựược hệ thống thu gom ựưa về xử lý tại bãi chôn lấp của huyện; - Với qui mô khu dân cư tập trung: sử dụng công nghệ ủ thiếu khắ ựể xử lý
TPHC, còn CTR vô cơ ựược thu gom và xử lý tương tự ựưa về bãi chôn lấp. 6. Kết quả nghiên cứu và ựề xuất của luận án là hướng ựến việc giảm thiểu ựến mức
có thể TPHC thông qua tái chế, làm phân hữu cơ ựể tái sử dụng tại chỗ với các giải pháp thắch hợp khả thi, có cơ sở khoa học và thực tiễn, thiết thực với những ựặc ựiểm dân cư phân tán, cụm dân cư quy mô nhỏ tại vùng đNN ven biển ựể CTRSH