Căn cứ vào đặc điểm chung của các xã, thị trấn ta chọn các điểm tập kết rác tại 2 xã và 1 thị trấn để phân loại rác, rồi cân từng thành phần sau đó tính tỷ lệ. Kết quả thu được thể hiện ở bảng dưới đây:
Bảng 13: Thành phần của RTSH tại huyện Quế Võ
Thành phần Khối lượng (tấn/ngày) Tỷ lệ (%)
Thức ăn thừa, lá cây,... 36,2 57,1
Giấy các loại 3,5 5,5
Gốm, sứ, thủy tinh 3,1 4,9
Kim loại 2,7 4,3
Cao su 2,6 4,1
Chất dẻo (nhựa, nilon...) 4,3 6,8
Vải sợi, da 4,7 7,4
Chất khác (đất, cát,...) 6,3 9,9
Tổng 63,4 100
Nhận xét:
Qua điều tra cho thấy rác hữu cơ chiếm tỷ lệ rất lớn 57,1%. Loại rác thải này bao gồm: cơm, rau, thức ăn thừa, thực phẩm ôi, thiu, thối, hỏng tại các gia đình, rau quả hỏng không bán hết tại các chợ... Các loại rác khác chiếm tỷ lệ thấp hơn: Kim loại chiếm 4,3 %; Sứ, thủy tinh chiếm 4,9%;...
Trong các thành phần nêu trên rác thải hữu cơ chiếm tỷ lệ cao nhất lại nhanh bị phân hủy bởi vi sinh vật nên dễ gây mùi hôi thối, khó chịu, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và môi trường.
Qua điều tra cho thấy lượng rác thải cơ bản là ổn định nhưng cũng có sự thay đổi theo mùa và đặc biệt các mùa lễ hội, tết, rác thải thường là gia tăng cả về số lượng và chất lượng.
3.1.4. Hiện trạng thu gom, vận chuyển và phân loại rác thải sinh hoạt tại huyện Quế Võ
Huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh với tổng diện tích tự nhiên là 15.484,82 ha, có 21 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc gồm: 01 thị trấn và 20 xã. Theo báo cáo kinh tế xã hội của huyện Quế Võ năm 2013, tốc độ tăng dân số tự nhiên là 1,24%; tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 9,5%, thu nhập bình quân đầu người là 1208
38
USD/người.năm. Như vậy có thể dự đoán xu hướng ngày càng gia tăng lượng chất thải sinh hoạt của huyện Quế Võ cùng với sự tăng dân số và sự phát triển kinh tế.
Theo báo cáo Môi trường năm 2013 của huyện Quế Võ thì 100% các xã, thị trấn trên địa bàn huyện đã thành lập tổ, đội vệ sinh môi trường để thu gom rác thải về bãi xử lý rác tập trung của tỉnh.
Trước năm 2010, mới chỉ có 1 thị trấn thành lập đội vệ sinh môi trường để thực hiện việc thu gom rác thải sinh hoạt và thuê công ty Môi trường về vận chuyển đến bãi xử lý rác của tỉnh. Đến năm 2010, theo chỉ đạo của UBND tỉnh Bắc Ninh, các thôn, khu phố trên toàn tỉnh tiến hành xây dựng các bãi tập kết rác tạm thời và tiến hành thành lập tổ, đội vệ sinh môi trường. Các tổ, đội này có nhiệm vụ thu gom rác từ các hộ dân và vận chuyển đến nơi tập kết rác tạm thời của thôn, khu phố. Việc xử lý rác trong các bãi rác tạm thời này ban đầu mang tính tự phát. Tức là, xã, thị trấn nào có kinh phí thì thuê các công ty môi trường về vận chuyển, xử lý khi các điểm tập kết này đầy; còn nếu không thì xã tự xử lý theo hình thức đốt.
Đến tháng 5/2012 huyện Quế Võ tiến hành thu gom rác bằng xe đẩy tay, và thuê 2 Công ty môi trường về vận chuyển đến bãi xử lý rác Đồng Ngo của tỉnh Bắc Ninh. Nhưng việc xử lý rác tại bãi rác Đồng Ngo vẫn chỉ là bãi chôn lấp lộ thiên không có sự kiểm soát, mùi hôi và nước rác gây ô nhiễm cho môi trường. Vì vậy đến năm 2013, UBND tỉnh Bắc Ninh chỉ đạo các huyện, thị xã trên địa bàn tỉnh xây dựng các bãi chôn lấp rác cho từng huyện, thị xã và đóng cửa bãi rác Đồng Ngo. Huyện Quế Võ tiến hành khảo sát và xây dựng khu xử lý rác tập trung tại xã Phù Lãng. Từ năm 2014, toàn bộ rác thải sinh hoạt của huyện Quế Võ được đưa về xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh tại Phù Lãng.
Việc thu gom rác của huyện Quế Võ được thực hiện qua 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu rác được công nhân vệ sinh môi trường ở các phường xã thu gom từ các hộ dân, công sở, trường học...vận chuyển đến các điểm tập kết rác. Sau đó tại các điểm tập kết này xe ô tô của công ty Môi trường sẽ đến vận chuyển về khu xử lý rác Phù Lãng.
39
Hiện nay, rác thải sinh hoạt tại huyện Quế Võ hầu như chưa được phân loại tại nguồn mà thu gom lẫn lộn rồi chuyển đến bãi rác Phù Lãng chôn lấp. Tuy nhiên, đối với những rác thải có khả năng tái chế như kim loại, nhựa, giấy…một số gia đình và các hộ kinh doanh đã thu gom lại để bán cho những đơn vị thu mua phế liệu hoặc để riêng cho nhân viên thu gom rác; một số chất thải hữu cơ từ rau quả, thực phẩm cũng được một số hộ gia đình tận dụng làm thức ăn chăn nuôi.
Theo báo cáo năm 2013 của phòng Tài nguyên và Môi trường, huyện Quế Võ mới chỉ có khoảng 7,2% rác thải được thu gom tái chế. Việc này chủ yếu do những người nhặt rác, những hộ kinh doanh nhỏ hoạt động.
Hiện nay, tồn tại các kiểu thu gom rác tái chế như sau:
+ Thu mua tại nhà: các hộ gia đình, cơ quan công sở, trường học thu gom những loại rác có thể tái chế như giấy, chai nhựa, kim loại, quạt, ti vi hỏng… bán cho những người mua ve chai, đồng nát.
+ Thu gom trong thời gian làm việc: khi đi thu gom rác tại các hộ gia đình, trên đường phố những người công nhân thường mang theo chiếc túi treo bên xe để thu gom rác tái chế.
Việc tái sử dụng thường thấy trong việc tái sử dụng như chai nước ngọt, thùng sơn, hộp sữa… vẫn được sử dụng trong nhà để đựng các loại hạt khô, nước… Các chai bia, nước ngọt bằng thủy tinh sau khi sử dụng được trả lại nhà sản xuất để họ tái sử dụng.
3.1.5. Hiện trạng xử lý rác thải sinh hoạt tại huyện Quế Võ
Hiện nay, tất cả rác thải thu gom của toàn huyện được đưa đến bãi xử lí rác tại xã Phù Lãng theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh; giai đoạn 1 vừa hoàn thành đưa vào sử dụng từ tháng 1 năm 2014 có diện tích 1 ha. Bãi được thiết kế theo công nghệ tiên tiến nhất của Nhật Bản, bảo đảm giảm thiểu tác động xấu của rác
thải, nước rò rỉ đối với nguồn nước ngầm, môi trường và người dân sống xung quanh khu vực. Toàn bộ lượng rác thải đưa vào chôn lấp được kiểm soát
thông qua hệ thống cân điện tử, từ đó có thể xác định chính xác lượng EM và các chế phẩm khử mùi diệt ruồi nhặng. Đồng thời được đầm nén để đạt dung trọng 750-
40
800 kg rác/m3, bảo đảm không bị đọng nước cục bộ, kể cả khi có mưa.Quy trình kỹ thuật chôn lấp chất thải sinh hoạt tại đây như sau:
+ Đất tự nhiên san phẳng, đầm nén phẳng theo độ dốc 1%
+ Rải vải địa kỹ thuật mã hiệu HSD.050 dày 1mm cho toàn bãi và rãnh thu nước rác
+ Đổ lớp đất pha sét đầm chặt dày 100mm
+ Rải lớp sỏi, đá dăm để thoát nước thải xuống rãnh thu
+ Rác thải thu gom trên địa bàn được vận chuyển bằng xe chuyên dụng. Mỗi chuyến chở đến bãi rác được đăng ký tại phòng bảo vệ, nơi bảo vệ kiểm tra (số xe, khối lượng, chất lượng, loại rác…)
+ Xe được vận chuyển và đổ rác vào bãi rác theo hướng dẫn của cán bộ vận hành bãi, sau khi đổ rác xe được rửa sạch trước khi ra khỏi bãi.
+ Rác chôn lấp được phun thuốc diệt côn trùng, sử dụng vôi bột, chế phẩm EM để rắc lên rác tươi khi rác đã được san gạt thành lớp có chiều dày theo quy định và đầm nén chặt để xe rác có thể di chuyển được.
+ Rác được phủ đất kín sau 24h vận hành
+ Phun hóa chất diệt ruồi muỗi khi có phát sinh và định kì phun hóa chất diệt ruồi muỗi ở khu vực dân cư xung quanh.
+ Nước rỉ rác được dẫn về khu xử lí bằng phương pháp tự chảy qua hố ga thu nước rác.
Trình tự đóng cửa bãi chôn lấp cục bộ bao gồm: Phủ đất, san gạt tạo mặt bằng, đầm nén bằng xe ủi bánh xích, bánh lốp, phủ đất, đầm chặt, đặt ống thoát khí gas, trồng cỏ hoặc cây xanh tạo cảnh quan môi trường. Không chỉ thực hiện chôn lấp theo đúng quy trình, để đánh giá chất lượng không khí, rỉ rác, nước thấm, nước ngầm xung quanh khu vực bãi chôn lấp, hàng loạt các thiết bị quan trắc như: giếng khoan, ống thông hơi... cũng được đầu tư xây dựng. Việc quan trắc các lớp rác đã chôn trong và sau hoạt động chôn rác sẽ giúp cho việc kiểm tra các thay đổi về thành phần của rác thải, theo dõi và xác định khối lượng rác đã chôn lấp trong bãi.
41
Hình 6: Hạ tầng bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh tại xã Phù Lãng huyện Quế Võ
3.2. Kết quả phân tích khả năng thu hồi khí metan, cacbon dioxit theo cách tiếp cận phân tích dòng vật chất cách tiếp cận phân tích dòng vật chất
Kết quả phân tích khả năng thu hồi khí metan, cacbon dioxit tại Quế Võ được tính toán theo công nghệ chôn lấp chất thải hợp vệ sinh.
Tính toán lượng cacbon đầu vào (∑Cin)
Dựa theo số liệu của các Bảng 7- Thành phần nguyên tố của rác thải sinh hoạt và Bảng 13 - Thành phần của RTSH tại huyện Quế Võ, ta tính được tổng lượng cacbon đầu vào bãi chôn lấp RTSH Phù Lãng bằng ∑Cin = 26,1 (tấn/ngày)
Tính toán lượng cacbon trong nước rỉ rác (∑Cww)
Áp dụng công thức 2.1, với các thông số của bãi rác Phù Lãng như sau: Khối lượng rác trung bình ngày M = 63,4 tấn/ngày
Độ ẩm rác sau khi nén W2 = 20% Độ ẩm rác trước khi nén W1 = 60%
Lượng mưa trung bình ngày trong tháng lớn nhất P = 10 mm Hệ số thoát nước bề mặt R = 0,15
42
Lượng nước bốc hơi E = 6 mm/ngày
A là diện tích chôn lấp mỗi ngày 75 m2/ngày Do đó ta tính được lưu lượng nước rỉ rác là
Qrirac = 63,4(60 – 20) + [10(1- 0,15) – 6]*75/1000 = 2538 (m3/ngày)
Theo số liệu phân tích tại trung tâm quan trắc tài nguyên môi trường tỉnh Bắc Ninh thì tổng Cacbon hữu cơ trong nước rỉ rác TOC = 6000 mg/lit = 6 kg/m3. Do vậy ta tính được lượng Cacbon trong nước rỉ rác ∑Cww = 15228 kg/ngày = 15,228 tấn/ngày.
Tính toán lượng cacbon tích tụ (∑CSt)
Theo tài liệu phân tích sản phẩm compost thu được sau quá trình phân hủy chất hữu cơ của Nghiêm Vân Khanh (năm 2012) áp dụng vào thực tế điều kiện Việt Nam thì tổng lượng cacbon trong mùn compost thu được là 13,57% theo trọng lượng so với tổng lượng cacbon trong rác thải hữu cơ đem đi nghiên cứu.
Theo số liệu tính toán tương tự phần tính toán lượng cacbon đầu vào, nhưng chỉ tính riêng cho cacbon hữu cơ ta có kết quả lượng cacbon hữu cơ đầu vào là ∑COr = 19 tấn/ ngày. Do vậy lượng cacbon tích tụ là ∑CSt = 2,6 tấn/ngày.
Tính toán lượng cacbon bay hơi (∑CV)
Theo phương trình cân bằng vật chất ta có: ∑Cin =∑Cww+∑CV +∑CSt Do vậy tổng lượng cacbon bay hơi là
∑CV = ∑Cin - ∑Cww - ∑CSt = 26,1 – 15,228 – 2,6 = 8,272 tấn/ngày.
Vì vậy ta có cân bằng cacbon cho bãi chôn lấp rác Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh như sau:
43
Hình 7: Cân bằng cacbon cho bãi chôn lấp rác Phù Lãng, Quế Võ, Bắc Ninh.
Nhận xét:
Từ kết quả tính toán ở trên ta có thể tính được lượng cacbon chuyển hóa thành dạng hơi là ∑Cv = 8,272 tấn/ngày chiếm 31,7% so với lượng cacbon đầu vào.
Theo Nguyễn Văn Phước (2008), dưới điều kiện bình thường lượng khí sinh ra từ chất hữu cơ phân hủy nhanh (chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học) trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh là trong vòng 5 năm và lượng khí sinh ra cực đại vào cuối năm thứ nhất. Và tỷ lệ phần trăm về thể tích cuối năm thứ nhất của các khí CH4, CO2 lần lượt là 47% và 53% [5].
Mà tỷ lệ phần trăm về thể tích cũng là tỷ lệ phần trăm về số mol vì vậy ta tính được lượng khí CH4, CO2 phát sinh trong năm 2014 của bãi chôn lấp Phù Lãng lần lượt là 1890 tấn và 5873 tấn.
Cacbon trong nước rác (∑Cww = 15,228 tấn/ngày)
Cacbon tích tụ
trong bãi chôn lấp
(∑CSt = 2,6
tấn/ngày) Cacbon vào bãi chôn lấp
(∑Cin = 26,1 tấn/ngày)
Cacbon bay hơi (∑Cv = 8,272 tấn/ngày)
44
3.3. Đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý rác thải sinh hoạt và thu hồi khí nhà kính (CH4, CO2) cho địa bàn nghiên cứu nhà kính (CH4, CO2) cho địa bàn nghiên cứu
Lựa chọn 1: lắp đặt hệ thống thu hồi khí gas từ bãi chôn lấp rác Phù Lãng
Như kết quả tính toán ở phần 3.3 ta thấy lượng khí nhà kính CH4, CO2 thu được là khá lớn. Lượng khí này nếu được thu hồi không những sẽ làm giảm hiệu ứng nhà kính – vấn đề đang được toàn thế giới quan tâm, mà còn mang lại lợi ích kinh tế rất lớn nếu đem phần khí thu được dùng làm khí gas để dùng trong nhà máy phát điện.
Nhưng hiện tại việc xử lý RTSH hữu cơ cũng như RTSH nói chung trên địa bàn huyện Quế Võ vẫn chỉ là công nghệ chôn lấp mà chưa có hệ thống thu hồi khí gas. Vì vậy luận văn này đề xuất thêm phương án thu khí và phát điện cho bãi chôn lấp rác thải sinh hoạt Phù Lãng, Quế Võ, Bắc Ninh như sau:
Khí sinh ra trong ô chôn rác được thu bằng các giếng thu khí đứng có đường kính Do = 460 - 900mm với ống thu khí đứng đặt bên trong có đường kính D = 100 - 200mm, khoảng cách giữa hai ống thu khí x = 40 - 70m. Chiều cao ống ngập trong lớp rác là 80% chiều cao chôn rác. 1/3 chiều cao ống ngập trong rác sẽ được đục lỗ có đường kính lớn khoảng 40 - 60 cm để thu khí. Ống thu khí được giữ cố định nhờ ống lồng cấu tạo bằng thép không rỉ, với đường kính ngoài bằng đường kính giếng thu khí, đường kính trong của ống lồng đảm bảo lớn hơn đường kính ống thu khí, xung quanh phần đục lỗ được bao bọc bởi một lớp sỏi có đường kính lỗ, để giữ ống thẳng đứng. Phần ống đưa lên khỏi đơn nguyên sau khi đổ hoàn chỉnh cả lớp che phủ cuối cùng đủ cao để tránh sự cố làm bít ống.
Một hệ thống nhiều ống thu khí sẽ được chôn ở độ sâu 15m để thu khí gas phát sinh từ quá trình phân hủy rác ở các ô chôn lấp. Sau đó dẫn đến hệ thống làm lạnh để tách nước lẫn trong gas. Từ đây, gas tiếp tục đưa đến thiết bị xử lý, máy thổi nhằm nén lại và bơm đến động cơ đốt trong để chạy máy phát điện. Lượng gas tạp hoặc dư sẽ xử lý bằng phương pháp đốt.
45
Hình 8: Sơ đồ mặt cắt bãi chôn lấp có thu hồi khí gas
46
Lựa chọn 2: Áp dụng công nghệ ủ sinh học
Quy trình xử lý được chia làm các giai đoạn như sau:
Giai đoạn tuyển lựa phân loại bằng từ: Phần vô cơ ( giấy,thủy tinh, nilon,
nhựa...) được phân loại thủ công. Sau đó rác được đưa vào phân loại bằng xe xúc lật và đưa qua khu đảo trộn bằng băng tải từ để thu kim loại.
Giai đoạn đảo trộn: Rác sau khi phân loại được đưa vào sân đảo trộn có
bổ sung phân bùn bể tự hoại và các chất phụ gia cũng như bổ sung nitơ để đảm bảo tỷ lệ (C/N = 5/1).
Giai đoạn ủ lên men: Trước khi vào bể ủ rác được trộn với vi sinh vật
khử mùi. Thời gian ủ trong các bể ủ là 19- 22 ngày, dung tích mỗi bể ủ khoảng 150m3. Trong mỗi bể ủ có rãnh dẫn khí dọc theo chiều dài của bề và phân bố đều