Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế - xã hội tại các địa phương của Việt Nam đang kéo theo sự gia tăng nhanh chóng về khối lượng chất thải rắn sinh hoạt. Tại khu vực nông thôn và các đô thị vừa và nhỏ, công tác quản lý chất thải rắn đối mặt với nhiều rào cản do tập quán thu gom hỗn hợp, thiếu phân loại rác tại nguồn, dẫn đến việc lãng phí tài nguyên tái chế và gây quá tải cho các khu xử lý. Việc tiếp tục xử lý rác bằng biện pháp chôn lấp truyền thống đòi hỏi quỹ đất ngày càng lớn, đồng thời tiềm ẩn rủi ro ô nhiễm đất, nước ngầm và không khí. Mặc dù phân loại rác tại nguồn là giải pháp căn cơ, việc triển khai tại nhiều địa phương thường thiếu tính đồng bộ và khó duy trì bền vững; do đó, giải pháp thiết lập hệ thống phân loại tập trung tại bãi chôn lấp được xem là hướng tiếp cận khả thi trong giai đoạn chuyển tiếp.
Thị trấn Kim Tân và các xã phụ cận thuộc huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa là địa bàn kinh tế đang phát triển, kéo theo lượng rác thải sinh hoạt phát sinh ngày một lớn. Nhằm giải quyết vấn đề rác thải, Ủy ban nhân dân tỉnh Thanh Hóa đã phê duyệt dự án Trạm xử lý rác thải sinh hoạt thị trấn Kim Tân tại Quyết định số 3578/QĐ-UBND ngày 08 tháng 10 năm 2010, sau đó phê duyệt điều chỉnh bổ sung công nghệ đốt bằng khí tự nhiên tại Quyết định số 1405/QĐ-UBND ngày 03 tháng 05 năm 2015. Tuy nhiên, trên thực tế, trạm xử lý tại đồi Cà chỉ vận hành 2 lò đốt rác sinh hoạt kết hợp bãi chôn lấp trong điều kiện ngân sách hạn hẹp. Việc phân loại rác đầu vào phục vụ lò đốt và chôn lấp hoàn toàn thực hiện thủ công, hiệu suất đốt không cao do rác có độ ẩm lớn, khí thải lò đốt chưa qua hệ thống xử lý gây khói đen, và các hố chôn lấp chưa được xây dựng hoàn thiện kết cấu chống thấm vách.
Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu đề xuất hệ thống phân loại và xử lý rác sau phân loại tại bãi chôn lấp đồi Cà thị trấn Kim Tân – huyện Thạch Thành – tỉnh Thanh Hóa” do sinh viên Trần Thu Phương thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Phú Tuấn và ThS. Nguyễn Thị Bích Hảo (Khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường, Trường Đại học Lâm nghiệp) đã tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ sau:
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và khái niệm
Khóa luận hệ thống hóa cơ sở lý luận về chất thải rắn (CTR) và chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH), áp dụng các khung phân loại và thông số quản lý kỹ thuật:
- Khái niệm và phân loại chất thải rắn: Phân loại theo tính chất (chất thải hữu cơ dễ phân hủy, chất thải khó phân hủy, chất thải nguy hại); phân loại theo công nghệ quản lý - xử lý gồm chất cháy được, chất không cháy được và chất hỗn hợp (kế thừa phân loại của Lê Văn Nãi, 1999).
- Tính chất lý - hóa - sinh của chất thải rắn: Phân tích các thông số vật lý như khối lượng riêng (dao động từ 178 đến 415 kg/m³, giá trị đặc trưng 297 kg/m³ đối với rác đô thị), độ ẩm, khả năng tích ẩm (thường từ 50% đến 60%), và sự phân bố kích thước hạt (dẫn theo TS. Trần Thị Mỹ Diệu và TS. Nguyễn Trung Việt, 2007; Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường, 2000). Tính chất hóa học bao gồm độ ẩm sấy ở 105°C, chất bay hơi ở 950°C, carbon cố định, hàm lượng tro, điểm nóng chảy xỉ (1100°C - 1200°C), thành phần nguyên tố (C, H, O, N, S) phục vụ tính toán quá trình đốt hoặc ủ phân compost. Về sinh học, khóa luận mô tả quá trình phân hủy kỵ khí tạo khí H₂S và các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh gây mùi hôi (methyl mercaptan), cũng như chu kỳ phát triển của ruồi nhặng kéo dài 9 - 11 ngày (216 - 264 giờ).
- Cơ sở kỹ thuật phân loại và xử lý: Đánh giá cơ chế của các phương pháp phân loại thủ công, phân loại bằng luồng khí thổi, tuyển từ tính, sàng rung/sàng lồng; phân tích tác hại của quá trình đốt rác không phân loại ở nhiệt độ thấp làm phát sinh khí độc (oxit carbon, hydrocarbon thơm, dioxin, furan).
Phương pháp nghiên cứu
Khóa luận kết hợp đồng bộ các phương pháp nghiên cứu thực địa, thống kê và mô hình hóa kỹ thuật:
- Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp: Thu thập các số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, niên giám thống kê huyện Thạch Thành năm 2015, báo cáo Đại hội Đảng bộ thị trấn Kim Tân nhiệm kỳ 2010 - 2015, các quyết định phê duyệt của UBND tỉnh Thanh Hóa, cùng hồ sơ kỹ thuật từ Công ty Cổ phần Giao thông công chính Thạch Thành và Công ty Cổ phần Đầu tư phát triển Đồng Xanh.
- Phương pháp quan sát thực địa: Thực hiện quan sát tham gia và quan sát không tham gia đối với toàn bộ chu trình thu gom, vận chuyển và vận hành bãi chôn lấp, lò đốt rác tại đồi Cà.
- Phương pháp điều tra xã hội học: Sử dụng phiếu phỏng vấn và bảng câu hỏi đối với cộng đồng dân cư thị trấn, các hộ sống quanh bãi chôn lấp và khối cơ quan UBND thị trấn Kim Tân (quy mô khảo sát đề xuất là 100 phiếu).
- Phương pháp xác định thành phần chất thải rắn tại hiện trường: Áp dụng phương pháp chia một phần tư để lấy mẫu đại diện. Mẫu ban đầu 50 - 100 kg thu gom từ bãi chôn lấp được vun thành đống hình côn, trộn đều, chia làm 4 phần bằng nhau, lấy 2 phần đối diện tiếp tục phối trộn cho đến khi thu được mẫu thí nghiệm 10 - 15 kg. Mẫu được phân loại thủ công thành từng nhóm thành phần và cân xác định tỷ lệ phần trăm khối lượng. Việc lấy mẫu tiến hành tại 3 vị trí bãi chôn lấp tạm thời (1 - 2 lần/vị trí) và lấy mẫu liên tục trong 5 ngày (từ 22/02/2016 đến 26/02/2016).
- Phương pháp tính toán dự báo khối lượng phát sinh: Áp dụng công thức tính lượng chất thải rắn phát sinh dựa trên tốc độ gia tăng dân số:
$$M = (h_{SH} \times P_i \times 365) \times n$$
hoặc tính lượng thu gom thực tế hằng ngày theo công thức:
$$M = \text{Dân số} \times \text{Hệ số phát sinh bình quân} \times \text{Tỷ lệ thu gom}$$
- Phương pháp xử lý dữ liệu và biểu diễn kết quả: Xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel; biểu diễn bản đồ và sơ đồ kỹ thuật bằng AutoCAD, Google Earth và MapInfo.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Chương I tổng hợp hệ thống lý luận chung về quản lý chất thải rắn. Tác giả phân tích các nguồn phát sinh CTR từ khu dân cư, chợ, công sở, trường học, bệnh viện; trình bày bảng phân loại CTR theo công nghệ xử lý của Lê Văn Nãi (1999) chia thành: nhóm chất cháy được (thực phẩm, giấy, hàng dệt, gỗ, chất dẻo), nhóm chất không cháy được (kim loại chứa sắt, kim loại không chứa sắt, thủy tinh, gạch đá, sành sứ), và nhóm chất hỗn hợp (đất, cát, đá).
Chương này cũng phân tích số liệu thành phần CTRSH tại Việt Nam theo Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường (hữu cơ chiếm 76,3%, nhựa 10,52%, giấy 5,1%, xà bần 2,68%, cành cây củi gỗ 2,15%, cao su da 1,93%, thủy tinh 0,7%, kim loại 0,37%, rác nguy hại 0,15%). Về tính chất vật lý và nhiệt lượng, tác giả trích dẫn số liệu năng lượng cháy của các thành phần (chất thải thực phẩm 1.180 Btu/lb, giấy 70-220 lb/yd³, rác văn phòng 3.750 Btu/lb, mỡ thực phẩm 16.836 Btu/lb). Chương I chỉ ra tác động tiêu cực của CTR đối với môi trường đất (làm chết vi sinh vật, khô cằn đất do nilon), môi trường nước (nước rỉ rác ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt sông Bưởi), không khí (mùi hôi phân hủy kỵ khí, khói bụi vận chuyển), sức khỏe con người, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết của việc phân loại cơ giới tại bãi rác để khắc phục nhược điểm của biện pháp phân loại thủ công tại nguồn.
CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung chương trình bày chi tiết mục tiêu tổng quát, 4 mục tiêu cụ thể và 3 nội dung trọng tâm của đề tài. Tác giả xác lập phương pháp luận nghiên cứu gồm: thu thập số liệu thứ cấp, quy trình khảo sát sơ cấp bằng bảng hỏi đối với 100 hộ dân và cán bộ công sở; quy trình chia mẫu một phần tư lấy mẫu 10 - 15 kg để cân đo phân loại 5 ngày hiện trường; xây dựng danh mục bảng mẫu phân tích 14 thành phần CTR (gồm 9 thành phần hữu cơ và 5 thành phần vô cơ); thiết lập công thức tính toán dự báo phát sinh CTRSH đến năm 2046 theo tỷ lệ gia tăng dân số 0,86%/năm; và các phần mềm ứng dụng trong phân tích bản đồ, thống kê số liệu (Excel, AutoCAD, Google Earth, MapInfo).
CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Chương III cung cấp bức tranh chi tiết về địa bàn nghiên cứu:
- Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội thị trấn Kim Tân: Diện tích tự nhiên 151,4 ha, nằm ven sông Bưởi, trên tuyến Quốc lộ 45. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm 22 - 23°C, lượng mưa trung bình 1.800 mm, độ ẩm 85 - 90%, có 20 - 25 ngày chịu ảnh hưởng của gió phơn Tây Nam. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2010 - 2015 đạt 24,5%; tổng giá trị sản xuất năm 2015 đạt 290.458 triệu đồng (thương mại - dịch vụ chiếm 63%, công nghiệp - xây dựng 34,5%, nông - lâm - thủy sản 2,5%). Dân số thị trấn năm 2015 là 3.871 người (1.171 hộ). Hạ tầng thoát nước chưa đồng bộ, nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý chảy thẳng ra sông Bưởi; nguồn cấp nước sinh hoạt từ trạm Phú Sơn công suất hạn chế (200 m³/ngày đêm).
- Khu vực đặt bãi chôn lấp đồi Cà: Nằm tại thôn Dự, xã Thành Thọ, cách khu dân cư 1.000 m. Hướng gió chính Đông Bắc và Đông Nam thổi về phía đồng ruộng. Địa chất công trình gồm 3 lớp: Lớp 1 (đất đồi núi xám đen, thảm thực vật dày 0,2 - 0,3 m); Lớp 2 (sét pha xám vàng dẻo cứng đến nửa cứng, dày 2,0 - 3,4 m); Lớp 3 (phiến đất sét nâu, đá gốc có độ sâu trên 10 m). Xung quanh không có hệ sinh thái nhạy cảm.
- Công ty Cổ phần Giao thông công chính Thạch Thành: Đơn vị quản lý vận hành từ năm 2003, chuyển đổi mô hình năm 2004 theo Quyết định số 2231/QĐ-CT với vốn điều lệ ban đầu 10,7 tỷ đồng (vốn nhà nước nắm giữ 47%). Kinh phí thu phí vệ sinh đạt khoảng 10.000 đồng/hộ gia đình/tháng và 15.000 đồng/hộ kinh doanh/tháng; tổng thu khoảng 30 triệu đồng/tháng, không đủ bù đắp chi phí vận hành nên hằng năm ngân sách huyện phải hỗ trợ bổ sung.
- Công nghệ lò đốt rác NFi-05: Bãi rác đồi Cà trang bị 2 lò đốt rác NFi-05 (sản xuất tại Thái Lan, công nghệ Nhật Bản). Lò hoạt động dựa trên nguyên lý đối lưu không khí tự nhiên, không sử dụng điện, gas hay dầu, dùng chính rác khô làm mồi đốt. Diện tích đặt lò 6 m²; kích thước tổng thể: dài 2.560 mm, rộng 1.400 mm (thân lò) / 2.270 mm (khung đỡ), cao 2.000 mm (thân lò) / 7.400 mm (tính cả ống khói); trọng lượng tĩnh 8.500 kg; công suất thiết kế 120 - 450 kg/giờ; nhiệt độ buồng đốt duy trì 650 - 1.000°C; yêu cầu độ ẩm rác đầu vào dưới 30 - 40%. Sau đốt, tỷ lệ tro xỉ và rác chưa cháy phát sinh khoảng 23% khối lượng rác đem đốt.
| Thông số kỹ thuật |
Giá trị thiết kế của lò đốt NFi-05 |
| Kích thước cơ sở (Dài x Rộng x Cao) |
2.560 x 2.270 x 7.400 mm |
| Kích thước thân lò (Dài x Rộng x Cao) |
2.560 x 1.400 x 2.000 mm |
| Chiều cao tổng thể (bao gồm ống khói) |
7.400 mm |
| Trọng lượng tĩnh của thiết bị |
8.500 kg |
| Công suất xử lý định mức |
120 – 450 kg/giờ |
| Nhiệt độ làm việc trong buồng đốt |
650 – 1.000°C |
| Độ ẩm rác cho phép khi nạp lò |
30 – 40% |
| Tỷ lệ tro xỉ và chất chưa cháy sau đốt |
Khoảng 23% khối lượng đốt |
Tác giả chỉ ra hạn chế lớn của lò NFi-05: Khi gặp thời tiết mưa ẩm, rác sinh hoạt có độ ẩm cao không cháy được, lò chỉ xử lý được khoảng 2 m³/ngày, sinh ra khói đen do không có hệ thống xử lý khí thải và phát sinh lượng lớn nước rỉ rác tại sân phơi. Nếu vận hành tối đa 8 giờ/ngày trong điều kiện tiêu chuẩn, cả 2 lò chỉ đốt được khoảng 7 tấn rác/ngày, không xử lý hết lượng rác thu gom về bãi.
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Chương IV tập trung công bố các kết quả khảo sát định lượng, thực trạng vận hành và đề xuất giải pháp kỹ thuật:
- Nguồn phát sinh và khối lượng rác: Rác thu gom phát sinh chủ yếu từ 6 khu phố thị trấn Kim Tân và cụm dân cư ven Quốc lộ 21 của 4 xã lân cận (Thành Kim, Thành Hưng, Thành Thọ, Thành Tiến); rác công sở, chợ, trường THPT Thạch Thành I và chất thải y tế từ bệnh viện (khoảng 12 kg/ngày, đang chôn lấp chung không qua xử lý chất thải nguy hại).
- Dự báo khối lượng rác: Dân số vùng thu gom năm 2016 là 23.668 người, tỷ lệ tăng dân số 0,86%/năm. Hệ số phát thải rác năm 2016 là 0,6 kg/người/ngày; ước tính từ năm 2020 là 0,77 kg/người/ngày; tỷ lệ thu gom trung bình đạt 64,3%. Khối lượng rác thu gom năm 2016 là 9,131 tấn/ngày (khoảng 20 m³/ngày); dự báo đến năm 2026 tăng lên 12,766 tấn/ngày và đến năm 2046 đạt 15,151 tấn/ngày.
| Năm |
Tỷ lệ tăng dân số (%) |
Dân số dự báo (người) |
Hệ số phát thải (kg/người/ngày) |
Tổng lượng CTR phát sinh (kg/ngày) |
Khối lượng thu gom (tỷ lệ 64,3%) (kg/ngày) |
Khối lượng thu gom quy đổi (tấn/ngày) |
| 2016 |
0,86 |
23.668 |
0,60 |
14.201 |
9.131 |
9,131 |
| 2017 |
0,86 |
23.872 |
0,60 |
14.323 |
9.210 |
9,210 |
| 2018 |
0,86 |
24.077 |
0,60 |
14.446 |
9.289 |
9,289 |
| 2019 |
0,86 |
24.284 |
0,60 |
14.570 |
9.369 |
9,369 |
| 2020 |
0,86 |
24.493 |
0,77 |
18.859 |
12.127 |
12,127 |
| 2025 |
0,86 |
25.564 |
0,77 |
19.684 |
12.657 |
12,657 |
| 2026 |
0,86 |
25.784 |
0,77 |
19.854 |
12.766 |
12,766 |
| 2030 |
0,86 |
26.683 |
0,77 |
20.546 |
13.211 |
13,211 |
| 2035 |
0,86 |
27.850 |
0,77 |
21.444 |
13.789 |
13,789 |
| 2040 |
0,86 |
29.068 |
0,77 |
22.382 |
14.392 |
14,392 |
| 2046 |
0,86 |
30.601 |
0,77 |
23.562 |
15.151 |
15,151 |
- Thành phần chất thải rắn qua khảo sát 5 ngày thực địa: Rác hữu cơ dễ phân hủy chiếm tỷ trọng áp đảo, trung bình đạt 68,722%; tiếp đến là chất trơ (gạch, đá, cát, vỏ sò) chiếm 14,59%; túi nilon và đồ nhựa chiếm 5,424%; giấy và bìa carton chiếm 4,334%; quần áo và vải sợi chiếm 3,064%; cao su và xốp chiếm 1,706%; chai lọ thủy tinh chiếm 1,44%; kim loại và sắt thép chiếm tỷ lệ thấp nhất là 0,72%.
| Ngày điều tra |
Sắt thép, kim loại (%) |
Cao su, xốp (%) |
Túi nilon, đồ nhựa (%) |
Giấy, bìa carton (%) |
Quần áo, vải sợi (%) |
Rác hữu cơ (thực phẩm, lá cây) (%) |
Chai lọ, thủy tinh (%) |
Chất trơ (đất, đá, cát, gạch...) (%) |
| 22/02/2016 |
0,52 |
1,76 |
5,28 |
4,79 |
1,57 |
67,79 |
2,56 |
15,73 |
| 23/02/2016 |
0,87 |
1,65 |
5,72 |
5,18 |
2,17 |
70,00 |
1,37 |
13,04 |
| 24/02/2016 |
0,79 |
1,37 |
5,58 |
4,86 |
1,50 |
70,68 |
1,35 |
13,78 |
| 25/02/2016 |
0,68 |
1,78 |
5,12 |
3,23 |
8,36 |
64,42 |
0,89 |
15,52 |
| 26/02/2016 |
0,74 |
1,97 |
5,42 |
3,61 |
1,72 |
70,72 |
1,03 |
14,79 |
| Giá trị trung bình |
0,720 |
1,706 |
5,424 |
4,334 |
3,064 |
68,722 |
1,440 |
14,590 |
- Thực trạng thu gom và vận chuyển: Đội ngũ thu gom gồm 6 công nhân và 1 lái xe, sử dụng 1 xe tải thông thường tải trọng 3,5 tấn để vận chuyển rác với tần suất 3 chuyến/ngày (khối lượng thu gom thực tế 9 - 10 tấn/ngày). Chợ được bố trí 3 xe đẩy tay bằng sắt. Tần suất thu gom tại khu dân cư trung tâm là 1 ngày/lần, khu xa trung tâm là 2 ngày/lần (nghỉ thứ Bảy và Chủ nhật). Xe vận chuyển không chuyên dụng, không kín đáy nên làm rò rỉ nước rác ra đường.
- Thực trạng xử lý và chôn lấp: Tại bãi đồi Cà có 3 công nhân làm việc. Rác đổ tại sân phơi có mái che, phân loại sơ bộ bằng dụng cụ thủ công (cào tay, xẻng, rổ nhựa, xe đẩy tay). Rác tái chế đem bán; chất trơ, pin, ắc quy và rác nguy hại đưa đi chôn lấp; phần cháy được đưa vào 2 lò đốt NFi-05; tro xỉ sau đốt chiếm khoảng 19% khối lượng rác đốt cũng được đem chôn lấp.
- Cấu tạo hố chôn lấp: Hố chôn lấp hiện hữu có diện tích 2.080 m², chiều sâu 5 m, dung tích thiết kế 10.400 m³. Mặc dù thiết kế ban đầu yêu cầu phân chia 2 ô riêng biệt (ô chôn chất trơ và ô chôn tro xỉ), thực tế cả hai loại đều đổ chung vào một hố. Đáy hố được thiết kế chống thấm 4 lớp (từ đáy lên trên):
| Thứ tự lớp (từ đáy lên) |
Tên lớp kết cấu |
Vật liệu sử dụng |
Độ dày |
Chức năng kỹ thuật |
| Lớp 1 |
Đất nền đầm chặt |
Đất hiện hữu |
- |
Chịu lực nền móng, chống lún sụt |
| Lớp 2 |
Đất sét nén |
Đất sét tự nhiên |
60 cm |
Hỗ trợ chống thấm và ngăn ngừa lún |
| Lớp 3 |
Màng chống thấm tổng hợp |
Polymer HDPE |
2 mm |
Chống thấm tuyệt đối, thu gom nước rò rỉ về hệ thống mương |
| Lớp 4 |
Lớp bảo vệ và lọc |
Cát + sỏi |
30 cm |
Lọc giữ các hạt chất rắn và tạo điều kiện tiêu thoát nước rò rỉ |
- Đề xuất kỹ thuật của tác giả: Đề xuất thay thế phân loại thủ công bằng hệ thống máy móc phân tách khô (chi phí xây dựng, lắp đặt theo văn bản ghi là 840.000 đồng, tận dụng mặt bằng và hạ tầng hiện hữu); đưa ra 2 phương án phân loại (phương án 1 sử dụng máy lọc rác; phương án 2 sử dụng sàng lồng kết hợp phân loại từ tính); kiến nghị thi công bổ sung lớp màng chống thấm cho thành vách hố chôn lấp để ngăn nước rỉ rác thẩm thấu ngang vào tầng đất xung quanh.
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ
Chương cuối tổng kết toàn diện các phát hiện nghiên cứu: khẳng định khối lượng rác thu gom đạt 9,1 tấn/ngày với 68,722% chất hữu cơ; chỉ ra các tồn tại nghiêm trọng gồm lò đốt NFi-05 hoạt động kém hiệu quả khi rác ẩm, khói thải không được xử lý gây ô nhiễm không khí, hố chôn lấp thiếu lớp chống thấm vách, và rác y tế chưa được phân loại riêng. Tác giả kiến nghị chính quyền địa phương và đơn vị quản lý cần tiếp tục hoàn thiện đề tài, tiến hành lắp đặt thử nghiệm hệ thống phân tách khô/sàng lồng tại hiện trường để kiểm tra công suất thực tế trước khi đưa vào vận hành chính thức.
Kết quả và đóng góp
Kết quả định lượng chính
- Xác định hệ số phát thải CTRSH hiện tại của địa phương là 0,6 kg/người/ngày (năm 2016), dự báo đạt 0,77 kg/người/ngày từ năm 2020.
- Khối lượng CTRSH thu gom bình quân năm 2016 đạt 9,131 tấn/ngày (tương đương 3 chuyến xe tải 3,5 tấn hoặc khoảng 20 m³/ngày). Dự báo khối lượng rác thu gom sẽ tăng lên 12,766 tấn/ngày vào năm 2026 và đạt 15,151 tấn/ngày vào năm 2046 với tỷ lệ thu gom bình quân đạt 64,3%.
- Cung cấp cơ cấu thành phần rác thải thực tế qua 5 ngày phân tích: Rác hữu cơ chiếm 68,722%; chất trơ chiếm 14,59%; túi nilon và nhựa chiếm 5,424%; giấy và bìa carton chiếm 4,334%; vải sợi chiếm 3,064%; cao su và xốp chiếm 1,706%; thủy tinh chiếm 1,44%; sắt thép kim loại chiếm 0,72%.
- Làm rõ hiện trạng công nghệ lò đốt NFi-05: Khi rác khô lò đốt đạt 120 - 450 kg/h (tổng 2 lò đạt tối đa 7 tấn/ngày trong 8 giờ làm việc), nhưng khi mưa ẩm rác không cháy hoàn toàn, sinh khói đen và công suất sụt giảm chỉ còn khoảng 2 m³/ngày; lượng tro xỉ và rác chưa cháy phát sinh sau đốt chiếm 19 - 23% khối lượng.
- Khảo sát thông số hố chôn lấp đồi Cà: Diện tích 2.080 m², sâu 5 m, dung tích 10.400 m³, kết cấu đáy gồm 4 tầng (đất đầm chặt, đất sét 60 cm, màng HDPE 2 mm, cát sỏi 30 cm), nhưng thiếu lớp chống thấm vách hố.
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Đề xuất thay thế quy trình phân loại bằng tay tại bãi rác bằng hệ thống máy móc phân tách khô (sử dụng sàng lồng hoặc máy lọc rác) nhằm tách riêng rác hữu cơ, chất cháy được và chất trơ trước khi đưa vào lò đốt và hố chôn lấp.
- Đề xuất đầu tư hoàn thiện kết cấu chống thấm cho thành vách hố chôn lấp đồi Cà bằng lớp vật liệu chống thấm chuyên dụng tương tự đáy hố, hạn chế tối đa nguy cơ thẩm thấu nước rỉ rác vào tầng nước ngầm và đất đồi xung quanh.
- Kiến nghị phân loại riêng chất thải y tế phát sinh từ bệnh viện (12 kg/ngày) và chất thải nguy hại (pin, ắc quy), tuyệt đối không chôn lấp chung với rác thải sinh hoạt thông thường.
- Kiến nghị che chắn thùng xe vận chuyển rác và trang bị khay thu gom nước rỉ rác đáy thùng xe để tránh phát tán mùi và nước rỉ rác dọc tuyến vận chuyển.
Đóng góp về mặt khoa học và thực tiễn
- Cung cấp chuỗi số liệu thực nghiệm gốc về đặc tính thành phần, khối lượng và hệ số phát thải CTRSH tại thị trấn Kim Tân và phụ cận – dữ liệu vốn chưa từng được công bố chi tiết trước năm 2016 tại địa bàn huyện Thạch Thành.
- Đánh giá khách quan, thực tế về ưu điểm và nhược điểm kỹ thuật của dòng lò đốt đối lưu tự nhiên NFi-05 khi vận hành tại vùng nông thôn miền núi Việt Nam, chỉ ra khoảng cách giữa thông số thiết kế lý thuyết và khả năng xử lý thực tế khi rác có độ ẩm cao.
- Đề xuất hướng tiếp cận cơ giới hóa công đoạn phân loại tại bãi rác đồi Cà với chi phí đầu tư thấp, phù hợp với điều kiện ngân sách hạn hẹp của chính quyền cấp huyện.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Thời gian nghiên cứu thực địa tương đối ngắn (gần 4 tháng, từ 18/01/2016 đến 31/05/2016), việc lấy mẫu phân tích thành phần rác chỉ thực hiện tập trung trong 5 ngày mùa khô (tháng 2/2016) nên chưa phản ánh được biến động thành phần rác thải theo mùa mưa và các thời điểm lễ tết trong năm.
- Kích thước các loại rác thải đặc biệt tại bãi chôn lấp chưa được đo đạc định lượng hệ thống mà chỉ mang tính chất thời vụ, xác suất.
- Đề xuất hệ thống phân tách khô và sàng lồng mới dừng lại ở mức mô hình hóa nguyên lý và dự toán sơ bộ, chưa tiến hành chế tạo thử nghiệm thực tế tại bãi rác để đánh giá các thông số tiêu hao năng lượng, độ bền cơ học và tỷ lệ phân tách chính xác.
- Nguồn kinh phí thu gom của địa phương còn hạn hẹp (30 triệu đồng/tháng), phụ thuộc vào bù lỗ từ ngân sách huyện, gây khó khăn cho việc hiện thực hóa các giải pháp cải tạo kỹ thuật.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Triển khai lắp đặt thử nghiệm hệ thống phân loại (máy lọc rác hoặc sàng lồng) trực tiếp tại bãi rác đồi Cà để kiểm tra hiệu suất làm việc, công suất thực tế và tỷ lệ thu hồi phế liệu.
- Tiếp tục nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý khí thải bổ sung (dập bụi, hấp thụ khí độc) cho 2 lò đốt NFi-05 nhằm triệt tiêu khói đen khi đốt rác ẩm.
- Thiết kế chi tiết hệ thống thu gom và trạm xử lý nước rỉ rác tập trung phát sinh từ sân phơi và hố chôn lấp trước khi thải ra môi trường.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng và công tác quản lý chuyên ngành:
- Đối với sinh viên và học viên: Là tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành Quản lý tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Khoa học Môi trường trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp, đặc biệt là phương pháp lấy mẫu hiện trường bằng kỹ thuật chia một phần tư, cách tính toán dự báo lượng rác theo tỷ lệ dân số và cấu trúc một báo cáo đánh giá bãi chôn lấp rác cấp huyện.
- Đối với cán bộ kỹ thuật và đơn vị quản lý môi trường đô thị: Cung cấp bài học kinh nghiệm về vận hành lò đốt rác quy mô nhỏ NFi-05; các thông số thiết kế kết cấu chống thấm đáy bãi chôn lấp hợp vệ sinh (4 lớp); và cơ sở thực tiễn để lập phương án thu phí vệ sinh, tổ chức tuyến thu gom rác tại các thị trấn thuộc vùng bán sơn địa.
- Các nội dung đáng tham khảo nhất trong văn bản:
- Bảng số liệu phân tích thành phần chất thải rắn qua 5 ngày lấy mẫu thực địa (Bảng 4 trong Chương IV).
- Bảng dự báo phát sinh chất thải rắn sinh hoạt theo tỷ lệ tăng dân số giai đoạn 2016 - 2046.
- Bản thông số kỹ thuật chi tiết và đánh giá ưu - nhược điểm vận hành thực tế của lò đốt rác bằng khí tự nhiên NFi-05.
- Bảng kết cấu các lớp chống thấm đáy hố chôn lấp rác (vật liệu, độ dày và chức năng kỹ thuật).
Câu hỏi thường gặp
1. Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh và được thu gom tại thị trấn Kim Tân và vùng phụ cận năm 2016 là bao nhiêu?
Dựa trên dân số vùng thu gom 23.668 người và hệ số phát sinh 0,6 kg/người/ngày, tổng lượng rác sinh hoạt phát sinh là 14.201 kg/ngày. Với tỷ lệ thu gom 64,3%, khối lượng rác thu gom thực tế đưa về bãi chôn lấp đồi Cà đạt khoảng 9.131 kg/ngày (tương đương 9,131 tấn/ngày), vận chuyển bằng xe tải với khối lượng thực tế khoảng 20 m³/ngày (3 chuyến/ngày).
2. Thành phần chất thải rắn thu gom tại bãi rác đồi Cà gồm những nhóm nào và nhóm nào chiếm tỷ lệ cao nhất?
Kết quả phân tích 5 ngày thực địa (từ 22/02 đến 26/02/2016) cho thấy rác thải hữu cơ chiếm tỷ lệ cao nhất với trung bình 68,722%. Các thành phần còn lại gồm: chất trơ (đất, đá, cát, gạch) chiếm 14,59%; túi nilon và đồ nhựa chiếm 5,424%; giấy và bìa carton chiếm 4,334%; quần áo và vải sợi chiếm 3,064%; cao su và xốp chiếm 1,706%; chai lọ thủy tinh chiếm 1,44%; và kim loại/sắt thép chiếm tỷ lệ thấp nhất là 0,72%.
3. Lò đốt rác NFi-05 tại bãi rác đồi Cà có đặc tính kỹ thuật gì và gặp khó khăn gì khi vận hành?
Lò đốt rác NFi-05 có kích thước tổng thể 2.560 x 2.270 x 7.400 mm, nặng 8.500 kg, công suất thiết kế 120 - 450 kg/giờ, nhiệt độ làm việc 650 - 1.000°C, sử dụng công nghệ đối lưu tự nhiên không dùng điện, gas hay dầu. Tuy nhiên, lò chỉ hoạt động tốt khi độ ẩm rác dưới 30 - 40%. Trên thực tế, do rác không được phân loại và độ ẩm cao (đặc biệt khi trời mưa), lò chỉ xử lý được khoảng 2 m³/ngày, phát sinh khói đen do không có bộ phận xử lý khí thải và tạo ra 19 - 23% tro xỉ cùng rác chưa cháy hết.
4. Đáy hố chôn lấp rác tại đồi Cà được thiết kế với kết cấu chống thấm gồm những lớp nào?
Đáy hố chôn lấp có diện tích 2.080 m², sâu 5 m, được thiết kế 4 lớp từ đáy lên trên: Lớp 1 là đất nền hiện hữu đầm chặt (chịu lực, chống lún); Lớp 2 là đất sét nén dày 60 cm (hỗ trợ chống thấm và lún); Lớp 3 là màng polymer HDPE dày 2 mm (chống thấm, thu gom nước rò rỉ); Lớp 4 là tầng cát sỏi dày 30 cm (lọc giữ hạt rắn và hỗ trợ thoát nước rò rỉ).
5. Công tác thu gom, vận chuyển rác từ thị trấn Kim Tân lên bãi chôn lấp đồi Cà được tổ chức bằng nhân lực và phương tiện như thế nào?
Công tác thu gom do Công ty Cổ phần Giao thông công chính Thạch Thành thực hiện với 6 công nhân và 1 lái xe, sử dụng 1 xe tải thông thường tải trọng 3,5 tấn (tại các chợ có thêm 3 xe đẩy tay bằng sắt). Xe vận chuyển 3 chuyến/ngày lên bãi rác đồi Cà với tần suất 1 ngày/lần tại khu trung tâm và 2 ngày/lần tại khu xa trung tâm (nghỉ thứ Bảy và Chủ nhật). Xe không kín hoàn toàn nên vẫn để rò rỉ nước rác ra đường.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Thu Phương đã phản ánh chi tiết hiện trạng kỹ thuật và quản lý chất thải rắn tại bãi chôn lấp đồi Cà, thị trấn Kim Tân, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa trong giai đoạn đầu năm 2016. Bằng phương pháp lấy mẫu chia một phần tư và phân tích thực địa, tác giả đã lượng hóa được lượng rác thu gom 9,131 tấn/ngày với 68,722% chất hữu cơ, đồng thời làm rõ sự bất cập của việc vận hành 2 lò đốt NFi-05 khi rác không qua phân loại và có độ ẩm cao. Công trình đã đưa ra các giải pháp kỹ thuật có giá trị thực tiễn gồm đề xuất lắp đặt hệ thống phân tách khô, gia cố lớp chống thấm vách hố chôn lấp và quản lý riêng chất thải y tế, đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác quy hoạch bảo vệ môi trường tại địa phương.
