Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội và gia tăng dân số tại Việt Nam, công tác quản lý và xử lý chất thải rắn sinh hoạt trở thành bài toán môi trường phức tạp. Tại huyện Phú Lương, một huyện nông lâm nghiệp trọng điểm của tỉnh Thái Nguyên, tốc độ đô thị hóa gia tăng đã kéo theo khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh ngày càng lớn, đặc biệt tại khu vực trung tâm thị trấn Đu. Công tác quản lý rác thải tại thị trấn Đu trước năm 2012 bộc lộ nhiều bất cập nghiêm trọng: rác thải sau thu gom chỉ được vận chuyển đến bãi đổ lộ thiên, công nhân dùng phương pháp thủ công xúc hất rác xuống hố, gây ô nhiễm không khí, bốc mùi hôi thối, phát sinh côn trùng dịch bệnh và đe dọa trực tiếp nguồn nước ngầm. Đồng thời, công trình bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh của huyện đang trong quá trình thi công hoàn thiện, đòi hỏi phải có công trình xử lý phân tán song song để giải quyết áp lực quá tải rác thải cục bộ.
Nhằm giải quyết dứt điểm tình trạng trên, năm 2012, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên phối hợp với Ủy ban nhân dân (UBND) huyện Phú Lương tham quan, học tập các mô hình xử lý rác thải sinh hoạt phân tán nông thôn tại Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Quảng Ninh. Trên cơ sở đó, dự án mô hình thí điểm lò đốt rác đối lưu bằng không khí tự nhiên SANKYO NFI 05 (công suất thiết kế 120 - 450 kg/giờ) đã được phê duyệt đầu tư xây dựng tại thị trấn Đu. Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá hiệu quả xử lý rác thải sinh hoạt của mô hình SANKYO NFI 05 trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên" được tác giả Ngô Minh Hương thực hiện nhằm kiểm chứng hiệu quả kỹ thuật, kinh tế và môi trường của mô hình này trong điều kiện vận hành thực tế.
Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể gồm:
- Đánh giá hiệu quả xử lý rác thải bằng lò đốt rác thải sinh hoạt đối lưu bằng không khí tự nhiên (SANKYO NFI 05) tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
- Đưa ra giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rác thải sinh hoạt tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hiệu quả xử lý chất thải sinh hoạt theo mô hình lò đốt SANKYO NFI 05 tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
- Phạm vi nội dung: Toàn bộ các vấn đề kỹ thuật vận hành, thành phần rác thải, hiệu quả xử lý chất khí, chất thải rắn sinh hoạt, chất thải nguy hại và hiệu quả kinh tế của mô hình lò đốt SANKYO NFI 05.
- Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng lò đốt rác diện tích 816 m² nằm trong khuôn viên bãi rác cũ của thị trấn Đu thuộc xóm Vườn Thông, xã Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (cách Quốc lộ 3 khoảng 2 km về phía Tây Nam).
- Phạm vi thời gian: Đề tài được tiến hành nghiên cứu thực địa và thu thập số liệu từ tháng 05/2014 đến tháng 08/2014.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận thiết lập hệ thống khái niệm chuẩn mực về chất thải, chất thải rắn, chất thải rắn sinh hoạt và các công đoạn quản lý chất thải rắn (quy hoạch, thu gom, lưu giữ, vận chuyển, tái sử dụng, xử lý) theo Nghị định số 59/2007/NĐ-CP của Chính phủ. Tác giả tổng hợp, so sánh 5 công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt phổ biến: thiêu đốt, ép hóa rắn, chôn lấp (lộ thiên và hợp vệ sinh), nhiệt sinh học kỵ khí (thu hồi biogas) và chế biến phân hữu cơ compost.
Hệ thống cơ sở pháp lý và văn bản quy phạm kỹ thuật được trích dẫn đầy đủ, bao gồm:
- Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005;
- Nghị định số 80/2006/NĐ-CP và Nghị định số 21/2008/NĐ-CP quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ Môi trường;
- Nghị định số 59/2007/NĐ-CP về quản lý chất thải rắn;
- Nghị định số 29/2011/NĐ-CP và Thông tư số 26/2011/TT-BTNMT quy định về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường, cam kết bảo vệ môi trường;
- Thông tư số 13/2007/TT-BXD hướng dẫn Nghị định 59/2007/NĐ-CP;
- Thông tư số 02/2005/TT-BTNMT về cấp phép tài nguyên nước và xả nước thải;
- Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT quy định về quản lý chất thải nguy hại;
- Quyết định số 256/2003/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010, định hướng đến năm 2020;
- Quyết định số 2149/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn đến năm 2025, tầm nhìn 2050;
- Các văn bản chỉ đạo của tỉnh Thái Nguyên: Quyết định số 301/QĐ-UBND, Công văn số 1690/UBND-KTN, Văn bản số 386/UBND-KTN, Văn bản số 1565/UBND-NC;
- Quy chuẩn so sánh chất lượng khí thải: QCVN 30:2010/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất thải công nghiệp).
Tác giả kết hợp đồng bộ 6 phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và khảo sát thực địa:
- Phương pháp điều tra xã hội học: Thiết kế và phát phiếu điều tra kinh tế - xã hội và sức khỏe cộng đồng gửi đến UBND xã Động Đạt và Trạm y tế xã Động Đạt để thu thập số liệu dân sinh, mô hình bệnh tật liên quan đến ô nhiễm môi trường.
- Phương pháp tham vấn cộng đồng: Tiếp xúc, phỏng vấn các hộ dân sinh sống quanh khu vực dự án nhằm ghi nhận ý kiến phản hồi về mùi, khói và tác động môi trường khi lò đốt vận hành.
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi, thảo luận trực tiếp với giảng viên hướng dẫn và cán bộ chuyên môn Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Phú Lương.
- Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường và phân tích trong phòng thí nghiệm: Tác giả phối hợp với Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Phú Lương, Chi nhánh Công ty Cổ phần Môi trường EJC tại Thái Nguyên và Trung tâm Môi trường Công nghiệp tiến hành đo đạc, lấy mẫu khí thải tại van trích xả ống khói lò NFI 05 qua 2 đợt (đợt 1 ngày 23/04/2014, đợt 2 ngày 23/06/2014) để phân tích các chỉ tiêu: Nhiệt độ, Lưu lượng, Bụi tổng, SO₂, CO, NO₂, HCl, HF, Hg, Cd.
- Phương pháp xác định khối lượng rác thải: Thống kê lượt xe thu gom chuyên dụng kết hợp cân trọng lượng tại hiện trường để xác định khối lượng phát sinh hàng ngày và tỷ lệ từng thành phần rác.
- Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu: Thống kê, xử lý dữ liệu định lượng bằng phần mềm Microsoft Excel.
Nguồn dữ liệu của khóa luận gồm số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm từ Trạm Khí tượng Thái Nguyên; báo cáo thống kê kinh tế - xã hội xã Động Đạt năm 2012; Báo cáo kinh tế kỹ thuật dự án lò đốt rác thải thị trấn Đu; và các phiếu kết quả thử nghiệm khí thải thực tế.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Phần này làm rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ xung đột giữa yêu cầu nâng cao đời sống dân cư huyện Phú Lương và nguy cơ ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt tồn đọng. Tác giả chỉ ra công tác thu gom, đổ rác lộ thiên tại thị trấn Đu gây ô nhiễm nghiêm trọng, đồng thời bãi chôn lấp tập trung của huyện chưa hoàn thành. Từ đó, tác giả khẳng định việc nghiên cứu, đánh giá vận hành công trình lò đốt rác SANKYO NFI 05 là yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp căn cứ khoa học cho việc quản lý rác thải phân tán tại địa phương. Phần này cũng xác định rõ 2 mục tiêu, 3 yêu cầu nghiên cứu, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của khóa luận.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng kết toàn diện các khái niệm kỹ thuật về chất thải rắn, sơ đồ hình thành rác thải và các tiêu chí phân loại. Tác giả phân tích các tác động tiêu cực của rác thải sinh hoạt đối với môi trường đất (làm thoái hóa đất, ảnh hưởng vi sinh vật), môi trường nước (giảm oxy hòa tan, ô nhiễm nước ngầm qua nước rỉ rác), môi trường không khí và sức khỏe con người (trích dẫn số liệu WHO: tỷ lệ mắc bệnh ung thư khu vực gần bãi rác chiếm 15,25%, bệnh viêm nhiễm phụ nữ do nguồn nước ô nhiễm chiếm 25%).
Tác giả so sánh chi tiết ưu, nhược điểm của 4 phương pháp xử lý rác:
| STT |
Phương pháp |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
Khả năng áp dụng và xu thế |
| 1 |
Thiêu đốt |
Giảm 75 - 80% thể tích, xử lý triệt để chất nguy hại, cần ít mặt bằng, thu hồi nhiệt. |
Chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng rất cao; đòi hỏi rác có nhiệt trị >2.200 Kcal/kg. |
Áp dụng cho rác công nghiệp, y tế, nguy hại tại các nước phát triển (Mỹ, Nhật, Thụy Sĩ...). |
| 2 |
Ép hóa rắn |
Ít gây ô nhiễm, tận dụng phế thải làm vật liệu xây dựng, tiêu dùng. |
Vốn đầu tư cao, chi phí xử lý lớn. |
Áp dụng cho rác công nghiệp, xây dựng tại Hoa Kỳ, Nhật Bản. |
| 3 |
Chôn lấp |
Chi phí thấp nhất, quy trình đơn giản, ít phức tạp. |
Nguy cơ ô nhiễm nước ngầm và không khí rất cao, tốn diện tích đất, không khép kín vòng tuần hoàn. |
Áp dụng phổ biến ở các nước đang phát triển; bãi chôn lấp lộ thiên gây ô nhiễm nặng. |
| 4 |
Chế biến phân hữu cơ compost |
Chi phí vừa phải, tiết kiệm đất, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, tạo phân mùn cho nông nghiệp. |
Đòi hỏi bảo hộ lao động nghiêm ngặt, chi phí cao nếu sản xuất quy mô công nghiệp. |
Phù hợp với rác thải giàu chất hữu cơ tại các nước đang phát triển và châu Âu (CHLB Đức). |
Ngoài ra, chương tổng quan trình bày kinh nghiệm thực tiễn áp dụng công nghệ thiêu đốt tại Nhật Bản (đốt 72% rác, 1.893 nhà máy), Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha; thực trạng đốt rác công nghiệp/y tế tại Việt Nam (Nam Sơn - Hà Nội, Tân Phát Tài - Đồng Nai, xi măng Holcim Kiên Giang); và khảo sát các mô hình lò đốt SANKYO tại Thái Bình (SANKYO CNC 150 tại Kiến Xương) và Vĩnh Phúc (SANKYO NFI 05 tại Man Để - Tam Hồng, xử lý 7 - 9 tấn/ngày, tổng mức đầu tư hơn 3,1 tỷ đồng).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết địa điểm, thời gian thực hiện (tháng 5 - 8/2014); xác định rõ đối tượng và phạm vi nghiên cứu; lập đề cương 3 nội dung nghiên cứu lớn (điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội khu vực dự án; thực trạng quy trình vận hành; đánh giá hiệu quả kỹ thuật, môi trường và kinh tế). Chương này mô tả cụ thể quy trình tiến hành 6 phương pháp nghiên cứu (điều tra xã hội học, tham vấn cộng đồng, chuyên gia, đo đạc lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm, xác định khối lượng bằng xe gom và cân mẫu, xử lý số liệu bằng Excel).
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Đây là nội dung thực nghiệm trọng tâm của khóa luận, bao gồm các kết quả chính:
- Đặc điểm khu vực dự án: Vị trí đặt lò thuộc xã Động Đạt, diện tích 816 m², cách nhà dân gần nhất 150 m về phía Đông, địa hình chân đồi thoải đồng nhất, không bị ngập úng. Nhiệt độ trung bình năm là 23,83 °C, độ ẩm 81,5%, lượng mưa trung bình tháng 143,7 mm, gió chủ đạo mùa hè hướng Nam - Đông Nam và mùa đông hướng Bắc - Đông Bắc với tốc độ trung bình 1,1 m/s. Khu vực tiếp giáp khe nước nhỏ và cách sông Đu 2 km (lưu lượng trung bình 8,37 m³/s). Xã Động Đạt có 2.724 hộ (10.281 nhân khẩu), 61,03% trong độ tuổi lao động, thu nhập bình quân 750.000 đồng/người/tháng.
- Tính toán lượng phát sinh và thành phần rác thải: Dân số thị trấn Đu và vùng phụ cận năm 2012 là 4.278 người, định mức phát thải 0,8 kg/người/ngày, tính ra lượng rác phát sinh là 3,42 tấn/ngày (tương đương 1.248,3 tấn/năm). Công suất lò NFI 05 tối đa đạt 450 kg/giờ (10,8 tấn/ngày, tương đương 3.942 tấn/năm), hoàn toàn đáp ứng nhu cầu đốt toàn bộ lượng rác thu gom từ thị trấn Đu, xã Phấn Mễ, Động Đạt và Yên Đổ.
- Thành phần rác thải tại thị trấn Đu:
| STT |
Thành phần |
Tỷ lệ (%/tấn) |
Đánh giá / Khả năng xử lý |
| 1 |
Rác vô cơ cháy được (giấy, vải, củi gỗ khô, bao bì...) |
70 |
Đốt được |
| 2 |
Nhựa và chất dẻo |
15 |
Đốt được |
| 3 |
Các chất rắn khác (gạch, xỉ, ngói, sắt...) |
8 |
Không đốt được (đem chôn lấp/tái chế) |
| 4 |
Rác hữu cơ (xác động vật, rác thực phẩm trong chợ...) |
7 |
Không đốt được |
| 5 |
Độ ẩm |
65 - 69% |
Cần hong khô tự nhiên trước khi đốt |
| 6 |
Tỷ trọng rác thải |
0,45 tấn/m³ |
Khối lượng thể tích trung bình |
| 7 |
Tỷ lệ rác đốt được / không đốt được |
85 / 15 |
Mỗi tấn rác xử lý đốt được 850 kg |
- Quy trình công nghệ lò đốt NFI 05: Quy trình khép kín gồm: Phân loại thủ công (tách phế liệu tái chế và gạch đá san nền) -> Hong khô rác ướt tự nhiên -> Nạp vào lò đốt NFI 05 -> Buồng đốt sơ cấp (600 - 850 °C) -> Buồng đốt thứ cấp (700 - 900 °C, triệt tiêu khí độc, khói, mùi và phân hủy dioxin) -> Xả khí sạch qua ống khói cao 5,4 m -> Tro xỉ đáy lò thu gom làm phân bón hoặc chôn lấp. Lò không tiêu tốn điện năng, xăng dầu hay gas mà chỉ mồi bằng rác khô và tự duy trì nhiệt nhờ van đối lưu không khí tự nhiên.
- Chất lượng khí thải: Kết quả phân tích mẫu khí xả tại ống khói qua 2 đợt đo đạc độc lập cho thấy mọi thông số đều thấp hơn ngưỡng giới hạn của QCVN 30:2010/BTNMT.
- Cân bằng vật chất và chất thải phát sinh:
- Khối lượng rác đốt được: 1.061,055 tấn/năm;
- Khối lượng không đốt được: 187,245 tấn/năm (15%);
- Tro thải sau đốt: chiếm 10% lượng rác đốt, tương đương 106,11 tấn/năm (khoảng 5 tấn/tháng), lưu tạm tại bể chứa rác cũ;
- Chất thải nguy hại: phát sinh nội bộ (10 bóng đèn hỏng/năm, 2 kg giẻ lau dính dầu/năm) và chất thải nguy hại nông nghiệp lẫn trong rác đầu vào (2 - 3 kg/tháng bao bì thuốc bảo vệ thực vật) được thu gom vào thùng phuy sắt 200 lít có nắp kín.
- Hiệu quả kinh tế: Dự án có tổng mức đầu tư hơn 3,1 tỷ đồng (thiết bị lò đốt 2,3 tỷ đồng; nhà thao tác 80,2 m², gian hong rác 224 m², kho 15,8 m² và sân bãi hạ tầng). Chi phí vận hành đốt đạt khoảng 65.000 đồng/tấn (vận chuyển cự ly ngắn 35.000 đồng/tấn), thấp hơn đáng kể so với bãi chôn lấp truyền thống (160.000 đồng/tấn). Vận hành chỉ cần 3 công nhân/ca.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tổng kết 8 điểm khẳng định tính hiệu quả của mô hình và đề xuất hệ thống kiến nghị đồng bộ về kỹ thuật vận hành, xử lý nước thải, kiểm soát khí thải, an toàn phòng chống cháy nổ và biện pháp tuyên truyền phân loại rác tại nguồn.
Kết quả và đóng góp
Kết quả định lượng chính
Khóa luận đã chứng minh hiệu quả vận hành thực tế của công nghệ lò đốt SANKYO NFI 05 qua các số liệu đo kiểm:
- Khả năng tiếp nhận và xử lý: Lò đốt xử lý toàn bộ lượng rác sinh hoạt phát sinh trên địa bàn thị trấn Đu và mở rộng sang các xã Phấn Mễ, Động Đạt, Yên Đổ với khối lượng 1.248,3 tấn/năm, đạt tỷ lệ đốt cháy kiệt 85% khối lượng rác nạp vào, giảm thiểu tối đa diện tích đất dùng để chôn lấp.
- Kiểm soát phát thải khí: Chất lượng khí thải qua 2 đợt phân tích độc lập hoàn toàn đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 30:2010/BTNMT:
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Kết quả Lần 1 (23/4/2014) |
Kết quả Lần 2 (23/6/2014) |
QCVN 30:2010/BTNMT |
| 1 |
Nhiệt độ |
°C |
235 |
241 |
250 |
| 2 |
Lưu lượng |
m³/h |
6.200 |
6.200 |
- |
| 3 |
Bụi tổng |
mg/Nm³ |
125 |
127 |
150 |
| 4 |
SO₂ |
mg/Nm³ |
230 |
225 |
300 |
| 5 |
CO |
mg/Nm³ |
245 |
235 |
300 |
| 6 |
NO₂ |
mg/Nm³ |
375 |
365 |
500 |
| 7 |
HCl |
mg/Nm³ |
5 |
6 |
50 |
| 8 |
HF |
mg/Nm³ |
1,2 |
1,6 |
5 |
| 9 |
Hg |
mg/Nm³ |
0,0002 |
<0,0002 |
0,55 |
| 10 |
Cd |
mg/Nm³ |
0,003 |
0,003 |
0,16 |
- So sánh kinh tế - kỹ thuật giữa lò NFI 05 và chôn lấp truyền thống:
| Đặc tính |
Mô hình lò đốt rác NFI 05 |
Bãi chôn lấp rác truyền thống |
| Diện tích mặt bằng |
816 m² (gian thao tác lò 80,2 m²) |
Chiếm hàng chục ha đất; giải phóng mặt bằng phức tạp |
| Kích thước thiết bị |
Rộng 1,4 m × Dài 2,56 m × Cao 2 m; ống khói 5,4 m |
Quy mô công trình rất lớn, đòi hỏi hệ thống ô chôn lấp |
| Tính linh hoạt |
Có thể di chuyển vị trí; lắp đặt trong 4 giờ là vận hành |
Thi công kéo dài vài tháng đến vài năm |
| Trọng lượng thiết bị |
8,5 tấn |
Cấu tạo công trình cố định |
| Suất đầu tư |
Nhỏ (thiết bị 2,3 tỷ đồng, tổng mức >3,1 tỷ đồng) |
Rất lớn cho đê kè, màng chống thấm, xử lý nước rác |
| Chi phí vận hành |
Đốt: 65.000 đ/tấn; Vận chuyển ngắn: 35.000 đ/tấn |
Dưới 100.000 đ/tấn; Vận chuyển dài: 160.000 đ/tấn |
| Tác động môi trường |
Không dùng hóa chất/chất đốt phụ trợ; khí thải an toàn |
Mùi hôi tồn lưu lâu năm; nguy cơ hủy hoại tầng nước ngầm |
| Mức độ tiêu hủy |
Tiêu hủy 90 - 95% thể tích (85% khối lượng); tro bón cây |
Chôn lấp tồn tại nhiều năm không phân hủy hoàn toàn |
| Mỹ quan |
Gọn nhẹ, kiểu dáng công nghiệp, sạch đẹp |
Gây mất mỹ quan đô thị và cảnh quan nông thôn |
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Về nước thải: Thu gom và xử lý đạt chuẩn toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước rỉ trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
- Về khí thải, bụi và mùi: Thường xuyên bảo dưỡng cơ khí các van gió; trang bị bảo hộ lao động cho 3 công nhân vận hành/ca; định kỳ phun chế phẩm sinh học EM để khử mùi rác ứ đọng; trồng cây xanh bao quanh khu đất 816 m² để ngăn ngừa bụi phát tán.
- Về chất thải nguy hại: Tuyệt đối không đưa bóng đèn, bao bì thuốc bảo vệ thực vật vào lò đốt; lưu trữ riêng trong thùng phuy sắt 200 lít và ký hợp đồng với đơn vị có tư cách pháp nhân để vận chuyển, xử lý theo Thông tư 12/2011/TT-BTNMT.
- Về an toàn và phòng chống cháy nổ: Kiểm soát chặt chẽ rác nạp vào lò, loại trừ triệt để các vật liệu dễ gây nổ (ngòi nổ, đạn, bình xịt nén khí).
- Về quản lý và truyền thông: Tăng cường tuyên truyền, hướng dẫn nhân dân thị trấn Đu và vùng lân cận thực hiện phân loại rác tại nguồn, giữ rác khô ráo nhằm nâng cao hiệu suất cháy của lò đốt.
Đóng góp của tác giả
Khóa luận cung cấp bức tranh dữ liệu thực nghiệm toàn diện đầu tiên về hiệu quả xử lý rác thải sinh hoạt bằng công nghệ lò đốt đối lưu tự nhiên SANKYO NFI 05 tại tỉnh Thái Nguyên. Công trình đã lượng hóa chính xác các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật (suất tiêu hao nhiên liệu bằng không, chi phí vận hành 65.000 đồng/tấn, thành phần rác 85% đốt được) và kiểm chứng mức độ an toàn môi trường của khí thải theo QCVN 30:2010/BTNMT, tạo cơ sở thực tiễn quan trọng cho UBND tỉnh Thái Nguyên trong việc hoạch định chính sách nhân rộng mô hình xử lý rác phân tán tại các huyện miền núi.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện nghiên cứu tại thời điểm năm 2014:
- Thời gian nghiên cứu thực địa tương đối ngắn (từ tháng 5/2014 đến tháng 8/2014), chưa bao quát hết biến động thành phần và độ ẩm rác thải qua chu kỳ trọn vẹn cả mùa mưa và mùa khô.
- Số liệu quan trắc khí thải mới dừng lại ở 2 đợt đo (tháng 4 và tháng 6/2014); chưa thực hiện lấy mẫu và phân tích định lượng chỉ tiêu Dioxin/Furan trong phòng thí nghiệm do chi phí phân tích đắt đỏ và kỹ thuật phức tạp, mà chỉ đánh giá gián tiếp dựa trên thông số nhiệt độ buồng đốt thứ cấp (700 - 900 °C).
- Khảo sát địa chất khu vực 816 m² chỉ dừng lại ở mức độ trắc hội địa chất trực quan trên nền bãi rác cũ, chưa có số liệu khoan thăm dò địa chất công trình chuyên sâu.
Hướng nghiên cứu mở rộng được rút ra gồm:
- Thiết lập chương trình giám sát môi trường định kỳ dài hạn đối với khí thải ống khói, bổ sung quan trắc Dioxin/Furan định kỳ để kiểm chứng sự an toàn sinh thái tuyệt đối của lò đốt;
- Phân tích hóa học và độc học sinh thái của tro xỉ đáy lò để xác định chính xác độ an toàn trước khi khuyến cáo người dân sử dụng làm phân bón nông nghiệp;
- Đánh giá chất lượng nước mặt khe suối và nước dưới đất xung quanh khu vực dự án sau nhiều năm lò đốt đi vào hoạt động liên tục.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu học thuật có giá trị tham khảo thực tiễn cao cho:
- Sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý Môi trường: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về đánh giá một công trình xử lý chất thải rắn cấp huyện, từ khâu khảo sát kinh tế - xã hội, cân bằng khối lượng vật chất đến quy trình đo kiểm khí thải thực địa.
- Cán bộ quản lý môi trường cấp huyện, xã: Tham khảo số liệu kinh tế - kỹ thuật thực tế (chi phí đầu tư 3,1 tỷ đồng, chi phí xử lý 65.000 đ/tấn, nhân công 3 người/ca) để xây dựng phương án, đề án xử lý rác thải sinh hoạt phân tán thay thế cho các bãi rác lộ thiên gây quá tải.
- Phần đáng tham khảo nhất trong văn bản: Bảng phân tích thành phần rác thải thực tế (Bảng 4.2), Bảng số liệu quan trắc 10 chỉ tiêu khí thải đối chiếu với QCVN 30:2010/BTNMT (Bảng 4.3), và Bảng so sánh toàn diện giữa mô hình lò đốt NFI 05 với phương pháp chôn lấp truyền thống (Bảng 4.5).
Câu hỏi thường gặp
1. Lò đốt rác SANKYO NFI 05 duy trì nhiệt độ đốt bằng cách nào khi không sử dụng điện, gas hay xăng dầu?
Lò đốt NFI 05 ứng dụng nguyên lý đối lưu không khí tự nhiên. Quá trình vận hành ban đầu chỉ sử dụng chính rác thải khô có sẵn để mồi đốt. Khi rác bắt đầu cháy, nhiệt độ buồng đốt tăng lên tạo ra lực hút đối lưu không khí tự nhiên qua hệ thống van điều chỉnh gió bố trí dọc thân lò. Lượng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy rác liên tục duy trì nhiệt độ buồng sơ cấp từ 600 - 850 °C và buồng thứ cấp từ 700 - 900 °C (tối đa lên tới 1000 °C). Nhờ lớp vật liệu bảo ôn cách nhiệt quanh vỏ lò, hệ thống có khả năng ủ giữ nhiệt từ 1 đến 1,5 ngày, cho phép nạp mẻ rác mới vào buồng đốt mà không cần phải nhóm lửa lại từ đầu.
2. Thành phần rác thải sinh hoạt tại thị trấn Đu có tỷ lệ đốt được là bao nhiêu và xử lý phần rác không đốt được như thế nào?
Theo kết quả phân tích thành phần rác thải tại thị trấn Đu, tỷ lệ rác đốt được chiếm 85% (trong đó rác vô cơ cháy được như giấy, vải, bao bì, củi khô chiếm 70%; nhựa và chất dẻo chiếm 15%). Tỷ lệ không đốt được chiếm 15% (bao gồm 8% chất rắn trơ như gạch ngói, đất đá, kim loại và 7% rác hữu cơ, thực phẩm ẩm ướt). Đối với phần không đốt được (khoảng 187,245 tấn/năm), công nhân tiến hành phân loại thủ công: phế liệu kim loại và nhựa tái chế được gom bán cho cơ sở thu mua; gạch ngói, đất cát được tận dụng san lấp mặt bằng nội bộ; các chất trơ còn lại chuyển vào bãi chôn lấp của huyện.
3. Khí độc Dioxin/Furan được kiểm soát bằng cơ chế công nghệ nào trong lò đốt NFI 05?
Về mặt lý thuyết, khí Dioxin sinh ra khi đốt các hợp chất hữu cơ chứa clo ở nhiệt độ dưới 800 °C. Lò đốt NFI 05 được thiết kế hệ thống buồng đốt kép: sau khi rác cháy ở buồng sơ cấp (600 - 850 °C), toàn bộ khói, khí và muội than được dẫn tuần hoàn cưỡng bức sang buồng đốt thứ cấp có nhiệt độ duy trì từ 700 - 900 °C để bẻ gãy cấu trúc và triệt tiêu các khí độc hại, khói bụi và mầm mống dioxin. Bên cạnh đó, đơn vị vận hành áp dụng biện pháp phòng ngừa từ nguồn bằng cách thắt chặt khâu phân loại thủ công đầu vào, loại bỏ các loại chất thải nguy hại chứa clo trước khi đưa rác vào buồng đốt.
4. Chi phí xử lý 1 tấn rác thải bằng lò đốt SANKYO NFI 05 so với bãi chôn lấp truyền thống chênh lệch ra sao?
Chi phí vận hành để đốt 1 tấn rác bằng lò NFI 05 chỉ khoảng 65.000 đồng/tấn (cộng với chi phí vận chuyển cự ly ngắn khoảng 35.000 đồng/tấn). Trong khi đó, chi phí chôn lấp rác thải truyền thống thường tốn kém hơn nhiều do phải đầu tư hạ tầng lớn (đạt mức chi phí vận chuyển và chôn lấp khoảng 160.000 đồng/tấn). Ngoài ra, lò NFI 05 chỉ cần diện tích mặt bằng 816 m² (gian đặt lò 80,2 m²) và 3 nhân công/ca, tiết kiệm diện tích hàng chục hecta đất giải phóng mặt bằng so với phương pháp chôn lấp.
5. Lượng tro xỉ và chất thải nguy hại phát sinh hàng tháng tại công trình được quản lý ra sao?
Lượng tro thải phát sinh chiếm khoảng 10% khối lượng rác đốt (tương đương 106,11 tấn/năm, khoảng 5 tấn/tháng) được tập trung tại bể chứa rác cũ của thị trấn và cung cấp cho người dân địa phương làm phân bón ruộng hoặc chôn lấp an toàn. Đối với chất thải nguy hại, lượng phát sinh nội bộ gồm 10 bóng đèn hỏng/năm, 2 kg giẻ lau dính dầu/năm; lượng chất thải nguy hại nông nghiệp lẫn trong rác đầu vào (vỏ chai lọ, bao bì thuốc bảo vệ thực vật) phát sinh từ 2 - 3 kg/tháng. Toàn bộ lượng chất thải nguy hại này được thu gom, bảo quản riêng biệt trong thùng phuy sắt dung tích 200 lít có nắp đậy kín và định kỳ bàn giao cho cơ sở có đủ năng lực pháp lý xử lý theo quy định.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Ngô Minh Hương đã hoàn thành toàn diện việc đánh giá thực nghiệm mô hình lò đốt rác đối lưu bằng không khí tự nhiên SANKYO NFI 05 tại thị trấn Đu, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu khẳng định mô hình đáp ứng tốt công suất xử lý toàn bộ rác thải sinh hoạt phát sinh tại địa phương (đốt kiệt 85% khối lượng rác), các chỉ tiêu khí thải phát sinh qua 2 đợt đo đạc đều đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 30:2010/BTNMT, đồng thời tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành và diện tích đất so với chôn lấp truyền thống. Công trình cung cấp các căn cứ khoa học, kỹ thuật và môi trường chuẩn xác, chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng và nhân rộng công nghệ lò đốt rác phân tán tại các địa bàn nông thôn, miền núi.
