2.1.1. Khu vực nghiên cứu
Trong khuôn khổ đề tài luận văn chọn khu vực nghiên cứu là thành phố Nam Định.
* Vị trí địa lý:
Thành phố Nam Định nằm ở phía Nam đồng bằng Sông Hồng là trung tâm kinh tế chính trị văn hoá của tỉnh Nam Định, cách thủ đô Hà Nội 90 km về phía Đông Nam và cách TP. Hải Phòng 80 km về phía Đông Bắc. Phía bắc, đông bắc giáp tỉnh Thái Bình, phía tây bắc giáp huyện Mỹ Lộc, phía tây nam giáp huyện Vụ Bản, phía đông nam giáp huyện Nam Trực.
* Giao thông
Giao thông qua thành phố Nam Định tương đối thuận tiện: quốc lộ 10 từ Hải Phòng, Thái Bình đi Ninh Bình chạy qua và Quốc lộ 21A nối Nam Định với Quốc lộ 1A và đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 38 từ Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam xuống Nam Định, Ninh Bình. Ngoài ra còn có các tuyến QL21B đi các huyện Trực Ninh, Hải Hậu, Giao Thuỷ, Xuân Trường và bãi biển Quất Lâm, Tỉnh lộ 55 (TL490) đi Nghĩa Hưng và bãi biển Thịnh Long. Thành phố Nam Định còn có tuyến đường sắt Bắc Nam chạy qua. Ga Nam Định là một trong những ga lớn trên tuyến đường sắt, thuận tiện cho hành khách đi đến các thành phố lớn trong cả nước như Huế, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh và đi các thành phố miền Bắc như Lào Cai, Thái Nguyên, Lạng Sơn... Thành phố Nam Định nằm bên hữu ngạn sông Hồng, thuận tiện cho giao thông đường thủy và thuộc tỉnh có 72 km bờ biển.
Hành chính
Hiện nay nếu xét về dân số thì thành phố Nam Định gần tương đương với TP Thái Nguyên- được coi là lớn thứ 3 miền Bắc, nhưng mật độ dân số và tỷ lệ đô thị
hoá cao hơn nhiều. Số phường nội thành của Nam Định cũng nhiều hơn trong khi diện tích chỉ bằng 1/5 thành phố Thái Nguyên.
Thành phố có 25 đơn vị hành chính, trong đó có 05 xã ngoại thành và 20 phường nội thành. Diện tích tự nhiên là 46,25 km2, trong đó diện tích ngoại thành là 27,736 km2 và nội thành là 18,514 km2. Dân số thành phố là 249.534 người, trong đó ngoại thành là 46.021 người và nội thành là 203.513 người. Số hộ dân trên địa bàn là 66.992 hộ, trong đó ngoại thành là 11.924 hộ và nội thành là 55.068 hộ.
Khí hậu – Thủy văn
Đặc điểm khí hậu Khí hậu Nam Định mang tính chất chung của khí hậu đồng bằng Bắc Bộ, là khí hậu chí tuyến gió mùa ẩm, có mùa đông lạnh khô do đồng bằng chịu tác động mạnh nhất của gió mùa đông bắc, so với dải đồng bằng miền Trung và đồng bằng Nam Bộ. Mặt khác, khí hậu Nam Định cũng có những sắc thái riêng do vị trí đông nam và giáp biển của tỉnh Nam Định trong khu đồng bằng Bắc
Bộ. Nhiệt độ trung bình năm tại Nam Định 23oC. Lượng mưa trung bình năm tại
Nam Định bằng 1.757mm/năm. Như vậy là đạt tiêu chuẩn chí tuyến ẩm. Ngoài ra hàng năm, Nam Định trung bình có tới 20,6 đợt gió mùa đông bắc, trong khi đó Thanh Hóa chỉ có 14-15 đợt và các frông lạnh yếu thường dừng lại ở dãy đồi núi ranh giới giữa Ninh Bình và Thanh Hóa.
2.1.2. Đối tƣợng nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Trong phạm vi Luận văn này sẽ tiến hành nghiên cứu rác thải sinh hoạt, công nghệ chôn lấp, công nghệ sản xuất phân compost, công nghệ đốt rác thải sinh hoạt sản xuất điện.
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu
Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn trong đề tài này là phương pháp phân tích tổng hợp, phương pháp điều tra, so sánh, thống kê, dự báo…Thông qua việc sử dụng thông tin thu thập được từ tài liệu, tạp chí chuyên ngành; thông tin nội bộ Thông tin được tập hợp phân loại, hệ thống, phân tích, đánh giá để rút ra những kết
luận cần thiết giúp đưa ra những giải pháp c ó tính hệ thống lôgic trong các c ng nghệ chuyển rác thải thành năng lượng . Các tài liệu bao gồm:
- Các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Nam Định - Báo cáo công tác bảo vệ môi trường năm 2012 của thành phố Nam Định
- Báo cáo nghiên cứu khả thi đề án xử lý rác thảu thành phố Nam Định
- Kế hoạch phát triển kinh tế của thành phố.
2.2.2. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực tế
Phương pháp này cung cấp các thông tin đầy đủ hơn về đặc điểm của các thành phần tự nhiên, đảm bảo độ chính xác thực tế cho các số liệu, kết quả thu thập được, giúp có được cái nhìn cụ thể hơn về thực trạng thu gom, xử lý CTR trên địa bàn nghiên cứu. Có được cơ sở khoa học thực tế để đưa ra các giải pháp tối ưu nhất cho khu vực nghiên cứu. Cụ thể trong luận văn này đã điều tra được:
- Thời gian rác được tập kết tại bãi rác Lộc Hòa Nam Định.
- Khối lượng của rác thải sinh hoạt trung bình hàng ngày
- Thời gian làm việc và công suất của các công nghệ xử lý rác thải sinh
hoạt tại Nam Định
- Những vấn đề tồn tại của các phương pháp xử lý rác thải hiện nay ở thành
phố Nam Định.
2.2.3. Phƣơng pháp lấy mẫu
Mục đích của phương pháp này là lấy mẫu tại các điểm ở bãi rác Lộc Hòa để phân tích các thành phần rác , thành phần % khối lượng, nhiệt trị của rác để từ đó tính toán giá trị năng lượng thu được khi đốt rác.
- Mẫu được lấy tại 5 điểm ở bãi rác Lộc Hòa. Mỗi điểm lấy khoảng 5 kg, sau đó trộn lại, rồi lấy mẫu theo phương pháp ô vuông. Sau đó chọn các thành phần rác có khả năng cháy sinh ra nhiệt để phân tích giá trị nhiệt trị:
Mẫu được lấy từ các nguồn nguyên liệu được như sau: Giấy: Bao gồm giấy, tờ báo, bìa caton
Gỗ: Được lấy từ tre và mùn cưa của quá trình gia công gỗ Nhựa: Được lấy từ chai, lọ và các phế thải được làm từ nhựa Da: Được lấy từ các phế liệu của ngành giày da
Cao su: Được lấy từ các săm xe ô tô, xe máy và xe đạp
Vải: Lấy từ quần áo và một số đồ dùng khác từ vải đã được thải bỏ.
2.2.4. Phƣơng pháp phân tích, xử lý số liệu * Phƣơng pháp phân tích * Phƣơng pháp phân tích
Các mẫu được phân tích tại phòng phân tích – Viện chăn nuôi Bao gồm các phương pháp phân tích : nhiệt trị, độ ẩm, tro.
a. Tính độ ẩm:
-Phương pháp phân tích độ ẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 4326:2001. -Tính toán kết quả theo công thức:
W (%) = [(m0 – mr)./ m0]* 100%
Trong đó: W: là độ ẩm tính theo đơn vị (%)
m0: là trọng lượng chất thải rắn trước khi sấy (g).
mr: là trọng lượng chất thải rắn sau khi sấy (g).
b. Tính hàm lượng tro:
- Phương pháp tính tro theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 4327: 2007.
-Tính toán kết quả theo công thức:
Tro (%) = [ (m0 – mr)/m0 ] * 100%
Trong đó: mo: là trọng lượng chất thải rắn trước khi nung ở 550oC, tính bằng (g)
mr : là trọng lượng chất rắn sau khi nung, tính bằng (g).
c. Tính nhiệt trị:
Nhiệt trị là giá trị đo lường của nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị trọng lượng nhiên liệu (Q).
Nhiệt trị tạo ra khi đốt CTR phụ thuộc vào: - Độ ẩm của rác
Xác định nhiệt trị của các thành phần rác theo phương pháp :
Bomb calorimater- trên thiết bị Calorimeter C 2000 của hãng KiKA-Đức Cách tiến hành :
- Cân khoảng 1-2 g mẫu được nén thành viên.
- Cho mẫu vào cốc đốt và kết nối với thanh đốt bằng dây dẫn cháy (dây cotton do hãng cung cấp, đã xác định nhiệt trị là 50J).
- Cho cốc có mẫu vào hệ thống đốt, sau khoảng 20 phút mẫu được đốt hết, kết quả được tính toán trên phần mềm của máy, với đơn vị là KJ/kg mẫu.
*Phƣơng pháp xử lý số liệu :
- Các số liệu tham khảo được lựa chọn từ các nguồn tài liệu tin cậy - Các số liệu của đề tài được kiểm tra kỹ lưỡng
- So sánh số liệu của đề tài với các nguồn số liệu tham khảo khác, nghiên cứu, phân tích và đánh giá độ tin cậy của các số liệu.
- Sử dụng công thức tính toán giá trị hiện tại:
Để tính được tổng mức tiết kiệm và thời gian hoàn vốn dựa theo phương pháp tính giá trị hiện tại (NPV) [20]
n j j d Aa S 1 ) 1 /( Trong đó: S là giá trị hiện tại
Aa là các khoản chi phí hàng năm trong n năm d là lãi suất
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1.Hiện trạng phát sinh rác thải sinh hoạt tại thành phố Nam Định 3.1.1. Nguồn gốc phát sinh
Thành phố Nam Định là một trong thành phố đô thị đang trên đà phát triển nhanh chóng. Trong điều kiện sinh hoạt, sản xuất ngày một phát triển, lượng rác thải, nhất là rác thải sinh hoạt ngày càng tăng. Các khu vực phát sinh rác thải sinh hoat bao gồm:
- Các khu dân cư
- Khu thương mại, ăn uống
- Các cơ quan công sở, trường học
- Các khu vui chơi giải trí công cộng, nhà ga…
3.1.2. Hiện trạng thu gom rác thải sinh hoạt
Lượng rác thải sinh hoạt thu gom trên địa bàn thành phố hiện nay là khoảng 0,6kg/người/ngày. Tổng lượng rác được thu gom là khoảng 165,5 tấn/ngày, trong đó lượng thu gom rác thải phát sinh gồm: Từ hộ gia đình là 45.338/66.992 hộ (67%); hè đường phố khoảng 9.597ha; quét dọn đường phố ban ngày là 4.786 km; quét dọn lề đường là 3.528 km; các cơ sở kinh tế, hành chính sự nghiệp 320/440 cơ sở (73%). Lượng CTR được vận chuyển khoảng 53.000/55.000 tấn (96%), chi tiết như Bảng 4.
Bảng 4. Lƣợng rác thải sinh hoạt đƣợc thu gom ở TP. Nam Định năm 2012
Stt Phƣờng/ xã Hộ dân Khối lƣợng (tấn/năm
1 Hạ Long 3.186 3.541,47 2 Vị Hoàng 1.815 2.017,35 3 Nguyễn Du 1.820 2.023,19 4 Văn Miếu 2.430 2.701,29 5 Trường Thi 2.725 3.029,34 6 Ngô Quyền 1.483 2.537,40 Phan Đình Phùng
( Nguồn số liệu : Công ty TNHH MTV Môi trường Nam Định năm 2013)
Dự tính đến năm 2015, tổng lượng chất thải rắn trên toàn thành phố khoảng 173 tấn/ngày; đến năm 2020 ước tính trên 190 tấn/ngày [4]. Theo thống kê của công ty TNHH MTV Môi trường Nam Định thì khối lương xử lý rác từ năm 2010 và dự kiến đến năm 2015 được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 5 : Bảng tổng hợp khối lƣợng xử lý rác từ năm 2010 và khối lƣợng dự kiến đến năm 2015 TT Khối lƣợng rác Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013 Năm 2014 Năm 2015 1 Tổng khối lương rác(tấn/năm) 52.988,31 52.611,15 59.837,11 60.772,5 62.159,5 63.145,00 2 Tổng khối lương rác(tấn/ngày) 145,17 144,14 163,49 166,5 170,3 173,00
( Nguồn số liệu : Công ty TNHH MTV Môi trường Nam Định năm 2013)
8 Trần Đăng Ninh 2.371 2.635,71 9 Cửa Bắc 2.555 2.840,25 10 Quang Trung 2.135 2.373,36 11 Bà Triệu 1.760 2.845,33 12 Trần Tế Xương 1.573 2.860,26 13 Vị Xuyên 2.206 2.452,28 14 Năng Tĩnh 2.400 2.667,94 15 Trần Hưng Đạo 1.700 2.778,63 16 Trần Quang Khải 1.494 2.438,02 17 Thống Nhất 1.389 2.543,85 18 Xã Lộc Hòa 2.456 3.876,78 19 Xã Mỹ Xá 1.876 2.986,56 20 Xã Mỹ Lộc 2.765 4.567,76 Tổng 60.772
3.1.3. Công tác quản lý rác thải 3.1.3.1.Hiện trạng công tác quản lý 3.1.3.1.Hiện trạng công tác quản lý
Từ khi Thành phố Nam Đi ̣nh được nâng cấp thành đô thi ̣ loa ̣i I trực thuô ̣c tỉnh, công tác vê ̣ sinh môi trường (VSMT) đã có nhiều chuyển biến rõ rê ̣t , góp phần tạo nên diện mạo mớ i cho Thành Nam trên chă ̣ng đường phát triển trở thành Trung tâm vùng Nam đồng bằng sông Hồng . Là đơn vị nòng cốt trong đảm bảo VSMT đô thị của thành phố , Cty TNHH MTV Môi trường Nam Đi ̣nh đã có những cải tiến mạnh mẽ trong công tác quả n lý, bố trí dây chuyền , phương tiê ̣n vâ ̣n chuyển hợp lý kết hơ ̣p với viê ̣c phân công lao đô ̣ng trực tiếp rõ ràng.
Để khắc phục những hạn chế, yếu kém đang tồn tại trong công tác quản lý chất thải rắn trên địa bàn tỉnh và hướng tới mục tiêu đạt chuẩn về bảo vệ môi trường, góp phần phát triển đô thị bền vững, các ngành chức năng trong tỉnh đã xác định công tác quản lý chất thải rắn là một nhiệm vụ phải ưu tiên hàng đầu trong công tác bảo vệ môi trường. Theo đó, các cơ quan, ban, ngành xác định muốn nâng cao hiệu quả quản lý chất thải rắn thời gian tới, tất cả mọi người phải nhận thức được đây là trách nhiệm chung của cả cộng đồng dân cư, doanh nghiệp, chính quyền địa phương và đơn vị trực tiếp thu gom, vận chuyển, xử lý chất thải rắn.
Hiện nay công ty TNHH MTV Môi trường Nam Định là đơn vị duy nhất được giao thu gom, vận chuyển và xử lý CTR trên địa bàn thành phố. Các phòng ban chuyên môn của thành phố có trách nhiệm tham mưu cho Ủy Ban Nhân Dân ( UBND) thành phố xây dựng kế hoạch thu gom, vận chuyển và xử lý CTR để giao cho công ty hàng năm; kiểm tra, giám sát giải quyết những phát sinh vướng mắc trong quá trình thực hiện. UBND tỉnh chỉ đạo hoạt động VSMT trên địa bàn thành phố thông qua Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Xây dựng và UBND thành phố.Hệ thống quản lý môi trường của tỉnh được thể hiện qua sơ đồ sau:
Sơ đồ 2 . Sơ đồ tổ chức quản lý hoạt động VSMT của TP. Nam Định. [16]
Rác thải trên địa bàn thành phố Nam Định được thu gom rồi tập kết về khu Liên Hợp xử lý rác của thành phố tại xã Lộc Hòa. Qui mô khu xử lý CTR tại TP. Nam Định được xây dựng và đưa vào vận hành từ năm 2003 trên diện tích đất 23,7ha, trong đó diện tích đất khu nhà máy xử lý CTR chiếm 3 ha và bãi chôn lấp CTR chiếm 20,7ha. Khu xử lý được đặt vị trí xa khu dân cư, thiết kế bảo đảm hợp vệ sinh. Trong khu xử lý rác này bao gồm bãi chôn lấp CTR với công suất thiết kế chứa được khoảng 290.000 tấn, tương đương 13.940 tấn/ha và một nhà máy xử lý CTR có công suất 250 tấn/ngày . Từ tháng 01 năm 2009 khu xử lý CTR được đầu tư thêm 01 lò đốt CTR có công suất là 4 tấn/giờ
Hàng ngày khu xử lý CTR tiếp nhận khoảng 166,5 tấn CTR từ thành phố đưa vào bãi để xử lý theo quy trình sau:
+ Giai đoạn 1: Phân loại và tuyển chọn rác sơ bộ thành 04 loại là : (1) xỉ cát có thể tái sử dụng làm vật liệu san lấp; (2) phế liệu tái chế là nhựa, kim loại, thuỷ tinh... có thể sản xuất vật liệu mới; (3)chất hữu cơ ủ hiếu khí làm phân compost và (4) chất vô cơ một phần đưa lò đốt còn lại đưa chôn lấp.
UBND tỉnh
UBND thành phố
Sở Tài nguyên & MT Sở Xây dựng Khu liên hợp x ử lý rác UBND phường, xã và các Tổ chức đoàn thể Các phòng ban chuyên môn
+ Giai đoạn 2: Chất hữu cơ được phân loại của giai đoạn1 được ủ men để vi sinh vật phát triển và phân huỷ rác.
+ Giai đoạn 3: Chất hữu cơ sau khi ủ men đem ủ chín để rác tiếp tục phân huỷ và tạo mùn hữu cơ.
+ Giai đoạn 4: Tinh chế rác để thu mùn trên dây truyền nhà sàng tinh, rác được chia thành sản phẩm: Compost 1 là mùn mịn nhỏ có thể bón trực tiếp cây trồng hay làm nguyên liệu sản xuất phân vi sinh; Compost 2 là mùn tận thu lẫn tạp chất kích thước to có thể dùng bón cây hoặc làm vật liệu san lấp nền; các chất vô cơ nilon được tái chế, giấy bìa đốt, chất thải xây dựng gạch đá đưa chôn lấp.
Theo thống kê của khu Liên hợp xử lý rác thải thành phố Nam Định, hàng ngày lượng rác thải được xử lý được thể hiện trong bảng 6:
Bảng 6 : Lƣợng CTR đƣợc xử lý ở TP. Nam Định tại thời điểm hiện tại