CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về rác thải sinh hoạt 1. Tình hình ô nhiễm rác thải trên thế giới Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, cùng với sự bùng nổ dân số, nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao, vì vậy lượng các chất thải do con người thải ra càng nhiều và đa dạng về thành phần. Đối với các thành phố và đô thị, ngoài những vấn đề về nhà ở, ô nhiễm do nước thải,…, chất thải rắn mà đặc biệt là rác thải sinh hoạt là vấn đề đáng quan tâm không chỉ đối với các nhà lãnh đạo, quản lý, quy hoạch, mà còn gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe cộng đồng, đến mỹ quan thành phố.
Thực tế, chất thải gây ô nhiễm môi trường đã không được quản lý chặt chẽ, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển. Nếu tính bình quân mỗi người một ngày đưa vào môi trường 0,5kg chất thải thì mỗi ngày trên thế giới hơn 6 tỷ người sẽ thải vào môi trường hơn 3 triệu tấn rác và mỗi năm sẽ thải trên 1 tỷ tấn rác thải. Nếu các số liệu trên đổi thành đơn vị tấn chất thải rắn được thu gom mỗi năm trên đầu người, thì tại các khu đô thị ở Hoa Kỳ có đến hơn 700 kg chất thải và gần 150 kg ở Ấn Độ. Tỷ lệ phát sinh chất thải đô thị cao, đứng đầu là Hoa Kỳ, tiếp sau là Tây Âu và Úc (600-700 kg/người), sau đó đến Nhật Bản, Hàn Quốc và Đông Âu (300-400kg/người).
Một số thành phố lớn trong khu vực châu Á: Băng cốc 1,6 kg/người, Singapo 2kg/người, Hồng Kông 2,2 kg/người. Hiện nay, chất thải được tái chế bằng nhiều cách vừa biến thành năng lượng lẫn thu hồi nguyên liệu. Với một lượng rác khổng lồ như vậy, việc xử lý chất thải sinh hoạt đã trở thành một ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn. Tuy nhiên các bãi rác tập trung vẫn tồn tại SVTH: Nguyễn Văn Ngọ Trang 3 Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS.
Bùi Xuân Đông và ngày càng có xu hướng gia tăng. Điều này do nhiều nguyên nhân, từ thiếu vốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức về chuyên môn, không nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng trong việc quản lý rác. Rác có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí. Tình hình ô nhiễm rác thải ở Việt Nam Việt Nam với trên 85 triệu người đã thải ra mỗi năm hơn 17 triệu tấn rác.
Trong đó rác sinh hoạt đô thị và nông thôn chiếm khoảng 13,8 triệu tấn; rác thải công nghiệp khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hại trong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cả hóa chất khoảng 4,5 vạn tấn)…Dự kiến đến năm 2010, lượng rác thải hàng năm sẽ lên tới 23 triệu tấn và đương nhiên tỉ lệ rác độc hại sẽ tăng lên. Với khối lượng rác thải ngày càng gia tăng cùng với các giải pháp xử lý chưa khả thi nên ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang diễn ra hằng ngày, hằng giờ. Theo thống kê hiện nay trên cả nước có 91 bãi rác lớn, chỉ có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới 19%. Trong khi đó có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) đang gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Các bãi rác chôn lấp không hợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra ô nhiễm nước ngầm và nước mặt do nước rác không được xử lý, các chất ô nhiễm không khí, tạo ra nhiều mùi hôi thối hoặc các loại côn trùng, ruồi muỗi, chuột, bọ, gây ảnh hưởng rất lớn đến người dân đặc biệt là những người dân sống cạnh bãi rác. Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt hiện nay xuất phát từ thực trạng quản lý môi trường và ý thức của người dân. Để giải quyết vấn đề này một cách triệt để cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa các nhà quản lý, nhà khoa học và người dân nhằm tìm ra giải pháp hợp lý trong việc giảm thiểu, tái sử dụng và quay vòng rác thải đô thị. Nguồn gốc, đặc điểm, thành phần, tính chất của rác thải sinh hoạt 1.
Nguồn gốc Rác thải sinh hoạt được tạo ra trong hoạt động sống của con người, chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm, dịch vụ, thương mại. Rác thải bao gồm các thành phần như: Kim loại, sành sứ, thuỷ tinh, đất đá, nhựa, ni lông, SVTH: Nguyễn Văn Ngọ Trang 4 Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông các thực phẩm dư thừa, quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, giấy, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả,.có thể phân ra các nguồn phát sinh chất thải sau: + Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau quả,.Các loại này có bản chất dể phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra mùi khó chịu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng ẩm. + Chất thải trực tiếp của động vật: Phân, da, lông.
+ Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga, cống rãnh, là chất thải từ khu sinh họat của dân cư. + Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác như: Các loại vật liệu sau khi đốt cháy, các sản phẩm sau khi đun nấu bằng than, củi và các chất dể cháy khác trong gia đình, các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp, các loại xỉ than. + Các chất thải từ đường phố có thành phần chủ yếu là lá cây, ni lông, thuỷ tinh, bao,. Đặc điểm Chất thải sinh hoạt thường có đặc điểm là không đồng nhất, chúng bao gồm cả những chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ khó phân hủy và cả các chất vô cơ.
Đặc điểm này gây khó khăn rất lớn cho các quá trình xử lý sau này. [3, trang 76] Nhìn chung rác thải sinh hoạt của nước ta có những đặc điểm cơ bản sau: - Rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn khoảng 80% tổng các loại rác thải (13,8 triệu tấn), trong đó các loại chất thải từ nguồn thực vật chiếm số lượng nhiều hơn cả. - Chất thải hữu cơ từ rác thải sinh hoạt có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật nên chúng có hàm lượng nước rất cao, kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi sinh vật có sẵn trong chất thải gây nên hiện tượng thối rữa nhanh làm ô nhiễm đất, nước và không khí nghiêm trọng. - Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn.
Do đó, rất khó khăn trong việc xử lý chúng.[1] SVTH: Nguyễn Văn Ngọ Trang 5 Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông 1. Thành phần và một số tính chất của rác thải sinh hoạt Do không được phân loại tại nguồn nên thành phần các loại chất thải trong rác thải sinh hoạt rất đa dạng và phức tạp. Trong đó tỷ lệ rác thải hữu cơ dễ phân hủy chiếm tỷ lệ lớn từ 55-75%.
Thành phần cụ thể được thống kê trong bảng sau: * Bảng 1. Thành phần rác thải sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng [1] Phần trăm tỷ lệ theo Thứ tự Thành phần trọng lượng tươi (%) 1 Trái cây, rau quả, lá cây 73,3 2 Thức ăn thừa, phế thải chế biến thức ăn 0,4 3 Phân động vật 3,2 4 Lông động vật 0,2 5 Nhựa 4,0 6 Da 0,5 7 Sợi 2,3 8 Cao su 1,6 9 Giấy, bìa carton 3,1 10 Gỗ 0,7 11 Thủy tinh 0,9 12 Sành sứ 0,8 13 Kim loại 1,9 SVTH: Nguyễn Văn Ngọ Trang 6 Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông 14 Các loại khác 7,1 Tổng cộng 100,0 Dựa vào bảng trên ta thấy thành phần của rác thải chủ yếu là chất hữu cơ, chiếm hơn 50% nên rất thuận lợi cho việc xử lý rác thải bằng phương pháp sinh học mà cụ thể là sản xuất phân vi sinh. Nếu rác thải được phân loại trước khi đưa vào sản xuất thì việc sử dụng các phương pháp sinh học càng có hiệu quả, sản phẩm của quá trình đạt chất lượng cao, khả năng sử dụng làm phân bón để cải tạo đất tốt, dẫn đến giảm thiểu đáng kể lượng rác thải, cải tạo môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thường gặp 1. Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vận chuyển đến địa điểm xác định để xử lý. Tại đó người ta đổ rác thành từng đống có kích thước khác nhau. Lớp rác này đổ chồng lên lớp rác khác tạo nên sự hỗn độn không theo một qui luật nào.
[1, trang 97] * Ưu điểm Phương pháp này đơn giản, ít tốn kém nhất. * Nhược điểm - Hiện tượng thoát khí từ bãi rác do không được che phủ kín ảnh hưởng đến không khí khu vực xung quanh. - Nước mưa thấm vào rác thải, lượng nước rò rỉ cần xử lý lớn, độ ô nhiễm cao. Phụ thuộc vào tự nhiên, thời gian dài 8 tháng đến 2 năm.
- Chất thải chưa được phân loại nên chất lượng sản phẩm không cao. Việc quản lý bãi rác rất khó khăn và tốn kém. SVTH: Nguyễn Văn Ngọ Trang 7 Đồ án công nghệ 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông 1.Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Landfill) Đây là phương pháp chôn lấp rác vào các hố đào có tính toán về dung lượng, có gia cố cẩn thận để kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng nước rò rỉ.
Nền tảng của phương pháp này là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham gia phân huỷ các thành phần hữu cơ có trong rác thải, có kiểm soát hiện tượng ô nhiễm nước, đất và không khí. Các bước tiến hành xử lý: - Phân loại chất thải xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh - Lựa chọn địa điểm chôn lấp - Lựa chọn qui mô bãi chôn lấp - Phân loại bãi chôn lấp - Thiết kế bãi chôn lấp - Quản lý và xử lý nước rò rỉ tại bãi chôn lấp * Ưu điểm Phương pháp này có ưu điểm là kiểm soát được hiện tượng ô nhiễm môi trường. * Nhược điểm - Chi phí đầu tư xây dựng cao. - Tốn diện tích để chứa rác.
- Thời gian phân hủy rác thải lâu, kể cả phương pháp landfill mặc dù có bổ sung vi sinh vật. - Đối với chôn lấp lộ thiên, phần bề mặt không được phủ kín, nên từ bãi rác thoát ra các loại khí như NH4, CO2, H2S, NH3, indol và nhiều khí khác gây mùi khó chịu, ô nhiễm không khí trầm trọng ở khu vực xung quanh.