Luận văn thạc sĩ hus đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã phù lãng huyện quế võ tỉnh bắc ninh đến năm 2050 và đề xuất các giải pháp quản lý

Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, Bắc Ninh đến năm 2050 và giải pháp quản lý hiệu quả.

• Tác giả: Phan Khắc Huê
• Người hướng dẫn: PGS. Lưu Đức Hải
• Trường học: Đại học quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050 và đề xuất các giải pháp quản lý
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Khí nhà kính và vai trò của khí nhà kính trong biến đổi khí hậu
• 1.2. Tổng quan về chất thải rắn và xử lý chất thải rắn
• 1.3. Nguồn phát sinh chất thải rắn
• 1.4. Phân loại chất thải rắn
• 1.5. Các biện pháp xử lý chất thải rắn ở Việt Nam và thế giới
• 1.6. Tác động của chất thải rắn đối với môi trường và con người
• 1.6.1. Tác động tới môi trường nước
• 1.6.2. Tác động tới môi trường không khí
• 1.7. Hiện trạng thu gom và xử lý chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 2. HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN
• 2.1. Hệ thống thu gom và vận chuyển rác thải
• 2.2. Phương pháp phân tích dòng vật chất (MFA) và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thải
• 2.3. Các bước phân tích một chuyển vật chất
• 2.4. Một số ứng dụng của MFA
• 2.5. Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báo theo mô hình LandGEM (Landfill Gas Emissions Model)
• 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.3. Phạm vi nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu
• 3.4.2. Phương pháp điều tra thực địa, lấy mẫu
• 3.4.3. Phương pháp đánh giá, phân tích và dự báo
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả phân tích thành phần lý học của khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 4.2. Khối lượng chất thải rắn được xử lý tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 4.3. Phát thải khí nhà kính từ quá trình chôn lấp tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 4.4. Tính toán các thông số cho mô hình LandGEM
• 4.5. Kết quả tính toán phát thải khí nhà kính (CH4, CO2) thoát ra từ chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 4.6. Kết quả tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ khu xử lý chất thải xã Phù Lãng
• 4.7. Đề xuất các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn hữu cơ nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính (CH4 và CO2) vào môi trường
• 4.7.1. Biện pháp quản lý
• 4.7.2. Biện pháp kỹ thuật
• 4.7.3. Các biện pháp khác
• 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đánh giá phát thải khí nhà kính tại Phù Lãng

Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng. Khu vực này không chỉ là nơi xử lý chất thải mà còn là nguồn phát thải khí nhà kính lớn, ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Việc hiểu rõ về tình hình phát thải khí nhà kính sẽ giúp các cơ quan chức năng có những biện pháp quản lý hiệu quả hơn.

1.1. Khái niệm và vai trò của khí nhà kính

Khí nhà kính (GHG) là những khí có khả năng giữ nhiệt trong bầu khí quyển, góp phần vào hiệu ứng nhà kính. Các khí như CO2, CH4, và N2O là những thành phần chính. Chúng có vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ Trái Đất, nhưng sự gia tăng nồng độ của chúng do hoạt động của con người đang gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường.

1.2. Tình hình phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải

Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng hiện đang gặp phải tình trạng phát thải khí nhà kính cao, chủ yếu từ quá trình phân hủy chất thải hữu cơ. Theo nghiên cứu, lượng khí CH4 phát sinh từ bãi chôn lấp có thể chiếm tới 60% tổng lượng khí phát thải, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý chất thải tại Phù Lãng

Quản lý chất thải tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng đang đối mặt với nhiều thách thức. Hệ thống thu gom và xử lý chất thải chưa đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của dân số. Điều này dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường và phát thải khí nhà kính gia tăng.

2.1. Hệ thống thu gom chất thải chưa hiệu quả

Hệ thống thu gom chất thải hiện tại không đủ khả năng xử lý lượng rác thải ngày càng tăng. Nhiều khu vực vẫn chưa được thu gom định kỳ, dẫn đến tình trạng rác thải tích tụ và phát sinh mùi hôi, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

2.2. Thiếu công nghệ xử lý hiện đại

Công nghệ xử lý chất thải tại khu vực này còn lạc hậu, chủ yếu dựa vào phương pháp chôn lấp. Việc thiếu các công nghệ xử lý tiên tiến như tái chế và xử lý sinh học đã làm gia tăng lượng khí nhà kính phát thải từ bãi rác.

III. Phương pháp đánh giá phát thải khí nhà kính hiệu quả

Để đánh giá chính xác phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng mô hình LandGEM và phân tích dòng vật chất (MFA) sẽ giúp xác định chính xác lượng khí phát thải từ các nguồn khác nhau.

3.1. Mô hình LandGEM trong đánh giá phát thải

Mô hình LandGEM là công cụ hữu ích trong việc tính toán lượng khí phát thải từ bãi chôn lấp. Mô hình này dựa trên các thông số như khối lượng chất thải, tỷ lệ phân hủy và thời gian chôn lấp để đưa ra ước tính chính xác về lượng khí phát thải.

3.2. Phân tích dòng vật chất MFA trong quản lý chất thải

Phân tích dòng vật chất (MFA) giúp theo dõi và đánh giá các dòng chất thải trong hệ thống. Phương pháp này cho phép xác định các nguồn phát thải chính và đề xuất các biện pháp giảm thiểu hiệu quả.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng phát thải khí nhà kính từ khu xử lý chất thải xã Phù Lãng có xu hướng gia tăng trong những năm tới. Việc áp dụng các giải pháp quản lý chất thải hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu tình trạng này.

4.1. Dự báo lượng phát thải khí nhà kính đến năm 2050

Dự báo cho thấy lượng khí CH4 và CO2 phát thải từ khu xử lý chất thải sẽ tăng lên đáng kể nếu không có biện pháp can thiệp kịp thời. Việc tính toán này dựa trên các mô hình và số liệu thực tế từ khu vực.

4.2. Đề xuất giải pháp quản lý chất thải hiệu quả

Để giảm thiểu phát thải khí nhà kính, cần áp dụng các giải pháp như cải thiện hệ thống thu gom, đầu tư công nghệ xử lý hiện đại và tăng cường công tác tuyên truyền về phân loại rác thải tại nguồn.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho khu xử lý chất thải

Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng cần có những cải cách mạnh mẽ trong quản lý chất thải để giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Việc áp dụng các công nghệ mới và nâng cao nhận thức cộng đồng sẽ là chìa khóa cho sự phát triển bền vững.

5.1. Tầm quan trọng của việc giảm phát thải khí nhà kính

Giảm phát thải khí nhà kính không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dân. Các biện pháp này cần được thực hiện đồng bộ và có sự tham gia của tất cả các bên liên quan.

5.2. Định hướng phát triển bền vững cho khu vực

Định hướng phát triển bền vững cho khu xử lý chất thải xã Phù Lãng cần tập trung vào việc áp dụng công nghệ xanh, tăng cường tái chế và giảm thiểu chất thải. Điều này sẽ góp phần vào việc bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng tại tỉnh Bắc Ninh với tốc độ tăng trưởng kinh tế duy trì ở mức 13,5% mỗi năm đã tạo ra áp lực khổng lồ lên hệ thống quản lý môi trường. Dân số toàn tỉnh từ mốc khoảng 1 triệu người dự kiến sẽ tăng lên 1,25 triệu người vào năm 2032, khiến tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt gia tăng nhanh chóng từ mức 136.457 tấn mỗi năm và tiếp tục tăng thêm khoảng 23,65% trong các giai đoạn quy hoạch tiếp theo. Nhằm giải quyết bài toán xử lý rác thải đô thị, Ủy ban nhân dân tỉnh Bắc Ninh đã ban hành Quyết định số 1687/QĐ-UBND phê duyệt dự án đầu tư xây dựng Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ với tổng diện tích 39 ha do Công ty TNHH Một thành viên Môi trường và Công trình Đô thị Bắc Ninh quản lý vận hành.

Kể từ khi chính thức đi vào hoạt động ngày 01/01/2014, bãi chôn lấp tiếp nhận trung bình khoảng 230 tấn rác thải mỗi ngày từ thành phố Bắc Ninh và huyện Quế Võ. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng phần lớn rác thải được đưa thẳng vào ô chôn lấp mà không qua phân loại triệt để hay thu hồi năng lượng sinh học. Do tỷ lệ hữu cơ trong rác thải chiếm tỷ trọng áp đảo, bãi chôn lấp trở thành nguồn phát tán khí nhà kính khổng lồ, đặc biệt là methane (CH4) và carbon dioxide (CO2). Mục tiêu cốt lõi của đề tài là định lượng chính xác phát thải khí nhà kính từ hoạt động chôn lấp chất thải tại Phù Lãng từ năm 2014 đến năm 2050 thông qua các mô hình tiêu chuẩn quốc tế, đồng thời đề xuất giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến biến đổi khí hậu toàn cầu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết phân hủy sinh học kỵ khí chất thải rắn qua 5 giai đoạn: hiếu khí ban đầu, chuyển tiếp kỵ khí, acid hóa tạo các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, tạo khí methane và giai đoạn ổn định mùn hóa cuối cùng. Hỗn hợp khí bãi rác sinh ra chứa chủ yếu 45% đến 60% thể tích khí CH4 và 40% đến 50% thể tích khí CO2. Lý thuyết phân tích dòng vật chất (Material Flow Analysis - MFA) dựa trên định luật bảo toàn khối lượng được áp dụng để xác định rõ ràng sự luân chuyển, tích lũy của các dòng vật chất đầu vào và đầu ra trong hệ thống xử lý rác.

Mô hình phát thải khí bãi rác LandGEM phiên bản v3.02 do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) phát triển đóng vai trò công cụ tính toán chủ đạo, tích hợp các hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính quốc gia của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC 2006). Khung nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm cốt lõi: hàm lượng carbon hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (DOC), phần DOC phân hủy kỵ khí thực tế (DOCF), hệ số hiệu chỉnh khí methane theo loại hình bãi chôn lấp (MCF) và tiềm năng sinh khí nhà kính cực đại (Lo).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp tại hiện trường ô chôn lấp số 1 của Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng kết hợp cùng các số liệu thứ cấp từ Công ty TNHH MTV Môi trường và Công trình Đô thị Bắc Ninh. Phương pháp lấy mẫu hiện trường tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật chia mẫu hình chóp 4 phần (quartering): lấy cỡ mẫu ban đầu khoảng 4 m3 chất thải, trộn đều và chia đôi liên tục cho đến khi khối lượng mẫu đạt 400 kg để tiến hành phân loại cơ lý thủ công, sau đó rút gọn tiếp tục thu về mẫu đại diện 25 kg phục vụ phân tích trong phòng thí nghiệm.

Quy trình khảo sát và lấy mẫu thực địa được thực hiện qua 2 đợt đo đạc điển hình: đợt 1 vào ngày 15-16/04/2017 và đợt 2 vào ngày 20-21/05/2017. Lý do lựa chọn mô hình LandGEM kết hợp hướng dẫn IPCC 2006 là tính ưu việt trong việc mô phỏng phản ứng phân hủy bậc một theo chuỗi thời gian nhiều năm (timeline từ năm 2013 đến năm 2050), đồng thời cho phép hiệu chỉnh hằng số phân hủy k và tiềm năng sinh khí Lo nhằm phản ánh chính xác điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa có độ ẩm cao và lượng mưa lớn tại miền Bắc Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích thành phần cơ lý cho thấy chất thải rắn đưa vào khu xử lý Phù Lãng có hàm lượng chất thải hữu cơ chiếm tới 83,30% tổng khối lượng đầu vào. Cụ thể, các nhóm hữu cơ chiếm tỷ trọng lớn bao gồm: rác thải vườn đạt 25,27%, các loại rác hữu cơ khác chiếm 26,29%, rác thải thực phẩm nhà bếp chiếm 15,75%, rơm rạ đạt 3,49%, vải vụn chiếm 3,36% và giấy bìa carton chiếm 2,09%. Tác động của lối sống đô thị hóa cũng được thể hiện rõ qua tỷ lệ túi nilon và màng nhựa chiếm tới 12,60% khối lượng rác thải.

Dựa trên kết quả phân tích thành phần, thông số carbon hữu cơ phân hủy sinh học (DOC) được xác định chính xác với tỷ lệ thành phần giấy và vải đạt 5,45%, nhóm rác vườn và gỗ đạt 40,96%, thực phẩm dư thừa đạt 19,24% và các chất hữu cơ khác đạt 26,29%. Khối lượng chất thải cần chôn lấp tăng mạnh theo các mốc thời gian: từ mức 37.894 tấn năm 2013 tăng lên 92.911 tấn vào năm 2022 và tiếp tục gia tăng cho đến khi đóng cửa bãi rác vào năm 2032. Kết quả dự báo theo mô hình LandGEM chỉ ra rằng Kịch bản 1 (chôn lấp trực tiếp 100%) tạo ra lượng phát thải khí CH4 và CO2 tăng liên tục đạt đỉnh vào năm 2032-2033 trước khi giảm dần đến năm 2050, trong khi Kịch bản 2 (áp dụng xử lý cơ sinh học MBT cho 83,33% rác hữu cơ) giúp cắt giảm đáng kể lượng phát thải khí nhà kính ngay tại nguồn.

Thảo luận kết quả

Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và lượng mưa dồi dào tại Bắc Ninh đã thúc đẩy tốc độ phân hủy kỵ khí diễn ra vô cùng mạnh mẽ ngay trong 2 đến 5 năm đầu tiên sau khi chôn lấp. Quá trình này đòi hỏi nhu cầu cấp ẩm cho các luống ủ xử lý sinh học dao động từ 0,164 m3 đến 0,254 m3 nước trên mỗi tấn rác thải. Việc thiếu vắng hệ thống thu gom khí chủ động đã khiến toàn bộ lượng khí methane tự do khuếch tán vào khí quyển, làm gia tăng nguy cơ cháy nổ và mùi hôi ảnh hưởng nghiêm trọng đến các thôn lân cận như Đồng Sài, An Trạch và Thủ Công.

So với các bãi rác quy mô lớn tại Việt Nam như bãi rác Nam Sơn tại Hà Nội (tiếp nhận khoảng 3.000 đến 4.000 tấn rác/ngày) hay Đa Phước tại Thành phố Hồ Chí Minh (tiếp nhận từ 3.000 đến 6.000 tấn rác/ngày), khu xử lý Phù Lãng có tỷ lệ rác hữu cơ tương đồng nhưng chịu áp lực quá tải diện tích chôn lấp nhanh hơn nếu không áp dụng công nghệ xử lý sinh học. Toàn bộ diễn biến phát thải khí nhà kính theo thời gian từ năm 2013 đến năm 2050 được trực quan hóa rõ nét thông qua biểu đồ đường xu hướng phát thải và bảng cân bằng khối lượng MFA, minh chứng cho việc chuyển dịch sang công nghệ MBT là yêu cầu cấp thiết để giảm thiểu phát thải carbon.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng và vận hành hệ thống xử lý cơ học kết hợp sinh học (MBT): Triển khai dây chuyền phân loại sơ bộ dạng tang trống kết hợp đánh luống ủ hiếu khí thông khí thụ động cao 2 đến 3 mét, thời gian ủ tối thiểu 3 tháng nhằm giảm 60% đến 70% lượng rác hữu cơ phải chôn lấp trực tiếp. Chủ thể thực hiện là Công ty TNHH MTV Môi trường và Công trình Đô thị Bắc Ninh phối hợp Sở Xây dựng và Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, hoàn thành lắp đặt giai đoạn 2019-2025.
2. Lắp đặt hệ thống giếng thu gom khí bãi rác kết hợp phát điện (Biogas-to-Energy): Khoan các giếng thu khí thẳng đứng và mạng lưới ống dẫn thu gom chủ động khí bãi rác tại các phân khu chôn lấp số 1, số 2 và số 3, đạt mục tiêu thu hồi từ 75% đến 80% lượng khí CH4 phát sinh để cấp nhiên liệu chạy máy phát điện hòa lưới. Chủ thể chủ trì là UBND tỉnh Bắc Ninh thu hút đầu tư theo hình thức đối tác công tư (PPP), hoàn thiện trước năm 2026.
3. Mở rộng chương trình phân loại chất thải rắn sinh hoạt tại nguồn: Ban hành quy định bắt buộc phân loại rác thành 3 dòng chính (rác hữu cơ dễ phân hủy, rác tái chế và rác trơ vô cơ) tại các hộ gia đình ở thành phố Bắc Ninh và huyện Quế Võ, nhằm giảm trên 15% lượng túi nilon và tận thu 100% phế liệu tái chế kim loại, thủy tinh. Chủ thể thực hiện là UBND thành phố Bắc Ninh, UBND huyện Quế Võ cùng các tổ chức đoàn thể địa phương, triển khai liên tục hàng năm từ năm 2020 đến năm 2030.
4. Tối ưu hóa quản lý tuần hoàn nước rỉ rác và che phủ bãi rác bằng lớp lọc sinh học: Xây dựng 2 hồ chứa nước rỉ rác dung tích chuẩn để thu gom toàn bộ nước thấm, tái tuần hoàn cấp ẩm cho quá trình ủ rác với định mức 0,164 m3/tấn rác; đồng thời phủ lớp đất sinh học dày 0,3 đến 0,5 mét trên bề mặt các ô rác đã đóng nhằm oxy hóa tự nhiên 30% đến 40% lượng khí methane thoát ra môi trường. Chủ thể thực hiện là ban điều hành kỹ thuật Khu xử lý chất thải Phù Lãng, thực hiện thường xuyên trong suốt chu kỳ vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ quản lý môi trường và nhà hoạch định chính sách cấp tỉnh: Sử dụng dữ liệu dự báo phát thải khí nhà kính và mô hình dòng vật chất MFA để xây dựng quy hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn, đồng thời xây dựng kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cho địa phương đến năm 2030 và tầm nhìn 2050.
• Lãnh đạo và kỹ sư vận hành tại các công ty môi trường đô thị: Ứng dụng quy trình công nghệ xử lý cơ sinh học (MBT), phương pháp tính toán cân bằng nước tưới cho luống ủ rác và giải pháp vận hành bãi chôn lấp hợp vệ sinh nhằm tối ưu hóa chi phí vận hành thực tế.
• Chuyên gia tư vấn năng lượng tái tạo và chuyển dịch carbon: Vận dụng công thức mô hình LandGEM và IPCC 2006 để tính toán tiềm năng thu hồi khí sinh học methane, xây dựng các báo cáo khả thi cho dự án phát điện từ rác thải và phát triển cơ chế tín chỉ carbon.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Môi trường và Biến đổi khí hậu: Tham khảo cấu trúc phương pháp luận lấy mẫu chia 4 phần (quartering), cách xác định thông số DOC, DOCF và phương pháp lượng hóa phát thải khí nhà kính phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu học thuật.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao cần phải hiệu chỉnh tham số của mô hình LandGEM khi áp dụng tại Việt Nam? Mô hình LandGEM v3.02 nguyên bản được xây dựng dựa trên điều kiện khí hậu và thành phần rác thải của Hoa Kỳ. Tại Việt Nam, khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa có nhiệt độ trung bình cao và lượng mưa lớn, kết hợp với tỷ lệ rác hữu cơ vượt trên 80%, làm cho tốc độ phân hủy sinh học k và khả năng sinh khí Lo thay đổi đáng kể so với giá trị mặc định của mô hình.

Thành phần chất thải hữu cơ tại khu xử lý Phù Lãng chiếm bao nhiêu và ảnh hưởng thế nào đến môi trường? Kết quả phân tích thực tế cho thấy chất thải hữu cơ chiếm tới 83,30% tổng lượng rác đầu vào. Hàm lượng hữu cơ cao khi chôn lấp kỵ khí sẽ phân hủy tạo ra lượng lớn khí CH4 (chiếm 45% đến 60% thể tích khí bãi rác) và nước rỉ rác đậm đặc, làm gia tăng áp lực nóng lên toàn cầu gấp nhiều lần so với khí CO2 nếu không được thu gom xử lý.

Phương pháp phân tích dòng vật chất (MFA) mang lại lợi ích gì trong quản trị bãi rác? Phương pháp MFA dựa trên định luật bảo toàn khối lượng giúp định lượng chi tiết dòng vào, dòng ra và dòng tích lũy của từng cấu phần chất thải. Qua đó, nhà quản lý có thể đánh giá chính xác hiệu quả phân loại, tính toán lượng nước cần cấp ẩm cho luống ủ và xác định tỷ lệ rác cần chôn lấp sau khi đã ổn định sinh học.

Sau khi bãi rác Phù Lãng đóng cửa vào năm 2032, khí nhà kính có còn phát sinh không? Khí nhà kính vẫn tiếp tục phát sinh mạnh mẽ sau khi bãi rác đóng cửa do các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (lignin, cellulose trong gỗ, giấy) tiếp tục quá trình phân hủy kỵ khí chậm kéo dài từ 20 đến 50 năm. Mô hình dự báo cho thấy bãi rác vẫn phát thải một lượng khí CH4 và CO2 đáng kể cho đến năm 2050.

Công nghệ MBT kết hợp ủ hiếu khí giúp cắt giảm khí nhà kính như thế nào? Công nghệ xử lý cơ sinh học (MBT) chuyển hóa chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí giàu oxy thành mùn compost và CO2 sinh học, ngăn chặn quá trình lên men yếm khí sản sinh khí methane (CH4) – loại khí có tiềm năng gây nóng lên toàn cầu cao gấp 28-36 lần so với khí CO2 trong chu kỳ 100 năm.

Kết luận

• Luận văn đã xác định rõ thành phần rác thải tại Khu xử lý Phù Lãng với tỷ lệ rác hữu cơ chiếm ưu thế tuyệt đối ở mức 83,30% và rác tái chế nilon chiếm 12,60%.
• Ứng dụng thành công mô hình LandGEM v3.02 kết hợp hướng dẫn IPCC 2006 để định lượng chính xác phát thải khí CH4 và CO2 từ năm 2014 đến năm 2050 theo các kịch bản quản lý khác nhau.
• Chứng minh tính vượt trội của giải pháp xử lý cơ học kết hợp sinh học (MBT) trong việc giảm áp lực chôn lấp và cắt giảm phần lớn khí nhà kính phát thải trực tiếp vào khí quyển.
• Đề xuất đồng bộ hệ thống giải pháp từ kỹ thuật (thu hồi khí biogas phát điện, tuần hoàn nước rỉ rác) đến chính sách quản lý (phân loại rác tại nguồn, áp dụng mô hình đối tác công tư PPP).
• Lộ trình triển khai khuyến nghị chia thành 2 giai đoạn: giai đoạn 2019-2025 hoàn thiện hạ tầng công nghệ MBT và giai đoạn 2026-2032 vận hành hệ thống thu hồi năng lượng sinh học toàn diện.

Các cơ quan quản lý đô thị và doanh nghiệp xử lý môi trường tại tỉnh Bắc Ninh cần khẩn trương xem xét, phê duyệt và áp dụng khung giải pháp từ luận văn này vào đề án quản lý chất thải rắn cấp tỉnh, nhằm bảo vệ chất lượng môi trường không khí và hiện thực hóa mục tiêu phát triển đô thị xanh, bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nằm ở vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, tỉnh Bắc Ninh có một vị trí thuận lợi về địa lý, kinh tế, chính trị và có mạng lƣới giao thông thuận tiện. Bắc Ninh liền kề Hà Nội, gần sân bay Nội Bài và các cảng biển quan trọng (cảng Cái Lân và cảng Hải Phòng) và còn nằm trên các hành lang kinh tế Vân Nam (Trung Quốc) - Hà Nội - Hải Phòng và Nam Ninh (Trung Quốc) - Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh. Bắc Ninh đƣợc biết đến nhƣ một trung tâm xứ Kinh Bắc cổ xƣa với truyền thống hiếu học và nền văn hóa lâu đời.

Bắc Ninh nổi tiếng trong cả nƣớc với những làn điệu dân ca (quan họ) và rất nhiều đền chùa cổ (đền Đô, chùa Dâu, chùa Bút Tháp) và các làng nghề truyền thống. Trƣớc kia, nông nghiệp và nghề thủ công là những ngành kinh tế chính của tỉnh. Nhƣng trong thập niên vừa qua, Bắc Ninh đã có nhiều thay đổi lớn nhờ chính sách công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nƣớc. Tỉnh Bắc Ninh bao gồm thành phố Bắc Ninh và 7 huyện.

Ngoài thành phố Bắc Ninh và các khu ngoại vi, ngƣời dân chủ yếu sinh sống tại các làng quê. Ranh giới thành phố Bắc Ninh và các huyện đƣợc thể hiện trong bản đồ địa chính dƣới đây. Dân số Bắc Ninh hiện nay khoảng 1 triệu ngƣời với hơn 80 % sống tại các vùng nông thôn. Dân số chỉ gia tăng tại các khu vực đô thị và ngoại ô thành phố.

Số dân sẽ tăng lên khoảng 1,25 triệu ngƣời vào năm 2032. Công nghiệp và thƣơng mại đang phát triển nhanh chóng và đang biến nơi đây từ một vùng nông thôn chuyển dần thành khu vực đô thị và ngoại ô. Tỉnh Bắc Ninh đã đạt mức tăng trƣởng kinh tế nhanh ở mức 13,5 % trong những năm qua và sẽ còn tiếp tục tăng theo kế hoạch 5 năm đề ra. Nông nghiệp vẫn là ngành sử dụng lao động nhiều nhất và lúa là cây trồng chủ yếu.

Cùng với sự phát triển kinh tế và quá trình đô thị hoá, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trở thành vấn đề quan trọng đối với tỉnh Bắc Ninh, trong đó có chất thải rắn. Trong năm 2007, tổng lƣợng chất thải rắn của toàn Tỉnh là 140.880 tấn chất thải rắn công nghiệp và 136.457 tấn rác thải sinh hoạt. Lƣợng rác thải này 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] đƣợc thu gom chủ yếu bởi Công ty TNHH Một thành viên Môi trƣờng và Công trình Đô thị Bắc Ninh và hệ thống các xí nghiệp và hợp tác xã dịch vụ môi trƣờng ở các tuyến huyện, xã, phƣờng. Rác sau khi đƣợc thu gom ngoài một phần nhỏ đƣợc tái chế bằng hệ thống tái chế không chính thức còn chủ yếu đƣợc đem đi chôn lấp.

Các bãi chôn lấp chất thải rắn hầu nhƣ không đạt tiêu chuẩn thiết kế và nằm rải rác tại các huyện khác nhau. Hệ thống thu gom và chôn lấp rác thải hiện nay gần nhƣ quá tải và đang gặp rất nhiều khó khăn. Dự kiến đến năm 2018 lƣợng rác thải sinh hoạt sẽ tăng 23,65%. Để giải quyết tình trạng chất thải rắn, Tỉnh Bắc Ninh đã ra Quyết định số 1687/QĐ-UBND ngày 31/11/2007 của Chủ tịch UBND tỉnh Bắc Ninh về phê duyệt dự án đầu tƣ xây dựng công trình khu xử lý (KXL) chất thải bảo vệ môi trƣờng tại xã Phù Lãng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.

Khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh do Công ty TNHH Một thành viênMôi trƣờng và Công trình Đô thị Bắc Ninh quản lý, bắt đầu hoạt động từ ngày 01/01/2014 trên diện tích 39 ha tại thôn Đồng Sài. Hiện nay công ty đã xây dựng và vận hành 1 ô chôn lấp và chính thức tiếp nhận chất thải của thành phố Bắc Ninh và huyện Quế Võ với lƣu lƣợng khoảng 230 tấn/ngày. Hầu hết CTR của thành phố và huyện Quế Võ đƣợc thu gom và xử lý chủ yếu bằng phƣơng pháp chôn lấp tại bãi rác (mới) vận hành mà không qua khâu phân loại hay tái chế nào. Trong thành phần chất thải rắn đƣợc xử lý thì chất thải hữu cơ chiếm tỷ trọng khá lớn, do vậy bãi chôn lấp sẽ phát sinh lƣợng khí ô nhiễm nhƣ CH4, NH3, NOx… Trong đó, khí CH4phát sinh trong hỗn hợp khí là tƣơng đối lớn.

Tuy nhiên, hiện tại bãi chôn lấp vẫn chƣa đƣợc đầu tƣ xây dựng hệ thống thu gom và xử lý khí bãi rác theo công nghệ sản xuất khí sinh học (BIOGAS), chuyển hoá thành phần chất hữu cơ trong rác thải thành khí đốt, nguồn phân bón và thức ăn bổ sung cho gia súc, gia cầm. Bên cạnh đó, việc điều tra, khảo sát đặc điểm chất thải rắn và các yếu tốảnh hƣởng đến khả năng phát thải các khí nhà kính từ hoạt động chôn lấp chất thải tại thành phố vẫn còn hạn chế và chƣa đƣợc quan tâm đúng mức. Vì vậy đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trƣờng tại bãi chôn lấp, các khu vực xung quanh và cũng có góp phần nhất định vào hiệu ứng nóng lên toàn cầu nói chung. Với mong muốn nắm đƣợc hiện trạng CTR phát sinh, tính toán xác định mức độ phát thải khí nhà kính tại bãi chôn lấp CTR nhằm cung cấp thông tin cho các cơ 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] quan quản lý vệ sinh môi trƣờng của tỉnh, thành phố nghiên cứu giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, phát thải khí nhà kính trong việc xử lý chất thải rắn cho những năm tới, đồng thời lồng ghép mục tiêu sử dụng tài nguyên hiệu quả, cải thiện chất lƣợng môi trƣờng tại khu vực bãi chôn lấp, nâng cao hiệu quả công tác xử lý chất thải đô thị và góp phần cùng với các cơ quan, ban ngành thực hiện thành công mục tiêu xây dựng Bắc Ninh trở thành thành phố trực thuộc Trung ƣơng trong những năm 20 của thế kỷ 21, tôi đề xuất đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050 và đề xuất các giải pháp quản lý”.

Mục tiêu của đề tài - Tính toán đƣợc lƣợng khí nhà kính phát thải từ việc chôn lấp chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050. - Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3. Đối tƣợng nghiên cứu (1).

Quy trình thu gom và công nghệ xử lý chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Phƣơng pháp tính toán phát thải khí nhà kính theo tài liệu hƣớng dẫn IPCC- 2006. Chất thải rắn và khí nhà kính phát sinh từ chất thải rắn tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.

Các giải pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Phạm vi nghiên cứu - Hiện trạng quy trình thu gom và công nghệ xử lý các loại chất thải đô thị tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - Tính toán lý thuyết lƣợng phát thải khí nhà kính từ hoạt động chôn lấp chất thải tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. - Chỉ giới hạn trong phạm vi tại kh xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.

Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 4. Nội dung nghiên cứu - Ƣớc tính lƣợng và thành phần rác thải tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050. - Ƣớc tính lƣợng phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh đến năm 2050. - Phân tích đƣợc các giải pháp tối ƣu để giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.

- Đề xuất các giải pháp quản lý để giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại khu xử lý chất thải xã Phù Lãng, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh. Phƣơng pháp nghiên cứu a. Phƣơng pháp thu thập thông tin và kế thừa Thu thập các tài liệu, số liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới. Phân tích, đánh giá, tổng hợp và kế thừa các kết quả nghiên cứu trong thời gian qua và trên thực tế.

Phƣơng pháp phân tích dòng vật chất (MFA). Cơ sở nghiên cứu của đề tài là dựa trên phƣơng pháp phân tích dòng vật chất (MFA) nhằm đánh giá các dòng vật chất lƣu thông và tích trữ trong một hệ thống đƣợc xác định trong một không gian và thời gian nhất định. Phƣơng pháp MFA liên kết các nguồn, con đƣờng và các hoạt động trung gian và cuối cùng của vật chất. Dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả của phƣơng pháp MFA có thể đƣợc kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất đơn giản giữa các dòng vào, dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình.

Đặc tính riêng biệt này của MFA giúp phƣơng pháp này hữu dụng nhƣ một công cụ hỗ trợ ra quyết định trong việc quản lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải và quản lý môi trƣờng. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MFA dựa trên định luật bảo toàn vật chất, các kết quả của phƣơng pháp MFA có thể đƣợc kiểm soát khi tính toán cân bằng vật chất đơn giản giữa các dòng vào, dòng ra và dòng tích lũy của một quá trình. MFA đang là công cụ hỗ trợ ra quyết định trong việc quản lý nguồn tài nguyên, quản lý chất thải, và quản lý môi trƣờng. Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích mẫu: Khảo sát ngoài thực địa, lấy mẫu và phân tích mẫu.

Phƣơng pháp phân tích tổng hợp số liệu phân tích, đánh giá, so sánh. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. Khí nhà kính và vai trò của khí nhà kính trong biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang trở thành vấn đề môi trƣờng toàn cầu ảnh hƣởng đến tất cả các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Theo tính toán của tổ chức y tế thế giới WHO Việt Nam đƣợc xếp vào một trong 10 nƣớc bịảnh hƣởng nặng nề nhất bởi BĐKH và là nƣớc bịảnh hƣởng thứ tƣ bởi nƣớc biển dâng.