CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các nghiên cứu và các phương pháp xử lý rác thải trên thế giới và khu vực Hiện đã có nhiều nghiên cứu nhằm giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải rắn đô thị. Trong nghiên cứu của khoa Kỹ thuật Môi trường, Đại học Kasetsart, Thái Lan về đánh giá tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính (GHGs) của quy trình xử lý rác thải đô thị, ở Thái Lan cho thấy có khoảng 330 bãi chôn lấp hở và 95 bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Lượng giảm phát thải khí mêtan được tính toán 115,4 Gg/năm và sẽ không ngừng tăng lên đến 118,5 Gg/năm nếu các bãi chôn lấp hở không còn tồn tại, được nâng cấp lên thành bãi chôn lấp an toàn và tăng lên 193,5 Gg/năm nếu thực hiện đầy đủ các biện pháp quản lý và xử lý rác. Hay như, nghiên cứu về “phân tích dòng rác thải và ảnh hưởng của vấn đề quản lý rác thải tới môi trường ở triển lãm Aichi của nhóm tác giả Tomoko Okayama và Masoko Shimizu.
Nghiên cứu cũng đã chỉ ra được trong vòng 6 tháng diễn ra triển lãm, lượng rác thải phát thải ra môi trường là 5.570 tấn trong đó tỷ lệ rác thải tái chế được là 58,9 %. Nghiên cứu chỉ đề cập đến rác thải sinh học, hệ thống quản lý rác thải, dòng luân chuyển rác sinh học, ảnh hưởng của chúng tới môi trường. Năm 2009, Omid Tayyeba cũng đã có nghiên cứu tính toán tiềm năng CDM trên các kịch bản công nghệ khác nhau trong xử lý CTR ở SWECO với lượng chất thải rắn tiếp nhận 47. Kết quả tiềm năng giảm phát thải nhà kính trong vòng 14 năm cho thấy, công nghệ lên men metan cho phép giảm tCO2eq gấp 1,6 lần so với ủ phân compost và gấp 1,5 lần so với bãi chôn lấp đốt có thu khí phát điện.
Biến đổi khí hậu là vấn đề đang được quan tâm nhưng những nghiên cứu về khí nhà kính trên những địa bàn cụ thể hiện chưa được thực hiện nhiều. Trên địa bàn Hà Nội đã có những nghiên cứu liên quan đến phân tích dòng được thực hiện tuy nhiên trên khu vực thị trấn Trâu Quỳ, Gia Lâm hiện chưa có nhiều những nghiên cứu liên 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com quan đến biến đổi khí hậu và khí nhà kính. Đặc biệt là những nghiên cứu đánh giá mức độ phát thải khí nhà kính liên quan đến chất thải sinh hoạt hữu cơ. Đây là một hướng nghiên cứu mới nên được phát triển và nhân rộng.1 Tổng quan về chất thải sinh hoạt (phát sinh, thành phần,.) Thành phần chất thải đô thị tại nguồn phát sinh và thành phần chất thải đô thị tại nơi chôn lấp thường có sự khác nhau.
Một phần chất thải có giá trị (giấy, bao bì carton, kim loại, vỏ đồ hộp, chai thủy tinh,.) ở hộ gia đình, công sở đã được thu hồi ngay tại nguồn và bán cho người/ cửa hàng thu mua phế liệu gọi là thu hồi lần một. Lượng giấy, chai thủy tinh, đồ hộp còn lại trong thùng rác gia đình một lần nữa lại được những người làm nghế bới rác (hoặc công nhân vệ sinh) thu – nhặt gọi là thu hồi lần hai. Rác thải sau khi đã tập kết tới chân rác được vận chuyển tới BCL. Tại đây, một lần nữa lại được công nhân vệ sinh và những người bới rác thu nhặt lại gọi là thu hồi lần ba.
Do đó, mặc dù chưa áp dụng các biện pháp phân loại tại nguồn nhưng phần lớn rác thải có khả năng tái chế đã được tận thu nên thành phần rác tại BCL thường có thành phần hữu cơ cao hơn hẳn so với nguồn phát sinh ban đầu.1: Thành phần khí thải từ BCL chất thải Nam Sơn Thành phần Giá trị đặc trưng ( % ) thể tích Metan 45 – 60 CO2 40 – 60 Ni tơ 2–5 Oxy 0,1 – 1,0 H2S, CH3SH. 0 – 0,1 Amoni 0,1 – 1,0 H2 0 – 0,2 CO 0 – 0,2 Các khí lượngvết khác 0,01 – 0,6 (Nguồn: Urenco, 2010) 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Hiện trạng và các phương pháp xử lý rác trên thế giới và tại Việt Nam Với sự phát triển của kinh tế xã hội, công nghệ và khoa học ngày càng gắn bó mật thiết với cuộc sống. Vấn đề về môi trường cũng là một trong vấn đề được quan tâm. Đặc biệt là hiện trạng quản lý và xử lý rác thải.
Trên thế giới và Việt Nam đã áp dụng nhiều phương pháp xử lý chất thải rắn ở các khu vực khác nhau phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực và đặc tính rác thải tại nguồn thải cần xử lý. Sau đây là thống kê sơ bộ về một số phương pháp xử lý chất thải rắn được áp dụng trên thế giới và Việt Nam. * Một số phương pháp xử lý chất thải rắn được áp dụng trên thế giới: - Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh: phương pháp này phù hợp với các nước đang phát triển như Đức, Đan Mạch … - Phương pháp chế biến chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ thần phân ủ hữu cơ (compost), phương pháp này đang được đánh giá cao ở các nước đang phát triển. - Phương pháp thiêu đốt: Được áp dụng đại trà ở các nước phát triển vì phương pháp này có chi phí cao, ở các nước đang phát triển phương pháp này được áp dụng ở quy mô nhỏ để xử lý các chất thải độc hại như chất thải bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải nông nghiệp.
- Các kỹ thuật khác: Ép ở áp lực cao các thành phần vô cơ, chất dẻo, để tạo ra các sản phẩm như tấm tường, trần nhà… - Phương pháp tái chế: Đây là một trong số những phương pháp đang đước ưu tiên áp dụng trên nhiều quốc gia. Ví như giải pháp xử lý theo tiêu chí 3R: Reduce – Recycle – Reuse (giảm thiểu, tái chế, tái sử dụng) tại nguồn. Bản chất của phương pháp là khuyến khích sử dụng, tái chế rác, phân loại tại nguồn để thu hồi các vật chất có giá trị đưa vào tái chế, tái tạo tài nguyên rác. 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Một số phương pháp xử lý rác tại Việt Nam: - Phương pháp chôn lấp: Đây là phương pháp được áp dụng phổ biến ở Việt Nam để xử lý chất thải sinh hoạt rắn.
Các loại bãi chôn lấp hiện có là: chôn lấp hợp vệ sinh và chôn lấp hở. - Phương pháp chế biến thành phân hữu cơ: Phương pháp chế biến thành phân hữu cơ có ưu điểm làm giảm lượng rác thải hữu cơ cần chôn lấp, cung cấp phân bón phục vụ nông nghiệp. Phương pháp này rất phù hợp cho việc xử lí chất thải rắn sinh hoạt, phương pháp này được áp dụng rất có hiệu quả như ở Cầu Diễn, Hà Nội (công nghệ ủ hiếu khí (compostry) – công nghệ Tây Ban Nha với công suất 50.000 tấn rác/năm – SP 13200 tấn/năm, công nghệ Pháp – TBN ủ sinh học chất thải hữu cơ áp dụng tại Nam Định với công suất thiết kế 78. Ở thành phố Việt Trì với công suất thiết kế 30.
- Phương pháp đốt: Phương pháp này hiện được áp dụng ở Việt Nam đa phần để xử lý rác thải công nghiệp nguy hại với quy mô nhỏ. Hoặc được xử dụng để xử lý rác thải bệnh viện với công suất thấp. - Phương pháp tái chế: Ở Việt Nam, tái chế chất thải chỉ mang tính tự phát, tập trung ở những thành phố lớn Hà Nội, Hải Phòng, TP. Hồ Chí Minh.
Các loại phế thải có giá trị như: thuỷ tinh, đồng, nhôm, sắt, giấy. được đội ngũ đồng nát thu mua ngay tại nguồn, chỉ còn một lượng nhỏ tới bãi rác và tiếp tục thu nhặt tại đó. Tất cả phế liệu thu gom được chuyển đến các làng nghề. Tại đây quá trình tái chế được thực hiện.
Việc thu hồi sử dụng chất thải rắn góp phần đáng kể cho việc giảm khối lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp, tận dụng được nguồn nguyên liệu đầu vào cho các quá trình sản xuất, tạo công ăn việc làm cho một số lao động. + Sử dụng chất thải làm nguyên liệu: Chất thải được chuyển hóa và xử lý để tạo lại thành nguyên liệu có tính chất gần đúng với nguyên bản.Ví dụ: Sử dụng sắt vụn trong công nghiệp luyện thép, nấu chảy mảnh kính trong công 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nghiệp thủy tinh, tái chế giấy đã qua sử dụng thành giấy carton, giấy vệ sinh,….ủ các chất thải hữu cơ thành phân, sản xuất ván ép từ mùn cưa,…. + Sử dụng chất thải làm năng lượng: Khí hóa chất thải (lên men, tận dụng khí từ bãi chôn lấp rác, thông qua thiết bị thu khí sinh học,…) là hình thức sử dụng lại năng lượng một cách gián tiếp.2 Phương pháp MFA và ứng dụng trong kiểm soát, giảm thiểu chất thải 1.1 Lịch sử của phương pháp MFA Phân tích dòng vật chất (MFA) đề cập đến việc phân tích các thông lượng của chuỗi quá trình bao gồm việc khai thác hoặc thu hoạch, biến đổi hóa học, sản xuất, tiêu thụ, tái chế, và xử lý vật liệu. MFA dựa trên cơ sở tính toán trong đơn vị vật lý (thường là tấn) định lượng đầu vào và đầu ra của các quy trình.
Các đối tượng của kiểm toán là những chất hóa học được định nghĩa (Ví dụ như carbon hoặc carbon dioxide) và các hợp chất tự nhiên hoặc kỹ thuật hoặc vật liệu (Ví dụ như than đá, gỗ). MFA thường được liên kết với các hệ thống quan điểm của sự trao đổi chất của xã hội "công nghiệp chuyển hóa" được Ayres (1989) đưa ra. Quan điểm mô hình này đã được bắt nguồn từ các ngành khoa học khác nhau. MFA đã được sử dụng để phân tích các chu kỳ sinh hóa và phân tích các hệ sinh thái tự nhiên.
Đối với các tranh luận hiện nay về những nhu cầu và khả năng để duy trì sự trao đổi chất của các nền kinh tế công nghiệp thì các phương pháp phân tích sự tương tác của con người và thiên nhiên xứng đáng được chú ý trước. Trước khi MFA trở thành một công cụ để quản lý tài nguyên, chất thải và môi trường, nguyên tắc hàng loạt sự cân bằng nó đã được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, khoa học hóa học, kinh tế, kỹ thuật, và cuộc sống. Nguyên tắc cơ bản của bất kỳ MFA - bảo quản các chất, hoặc đầu vào bằng đầu ra - lần đầu tiên được mặc nhiên công nhận bởi các nhà triết học Hy Lạp hơn 2000 năm trước đây.