CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về chất thải rắn 1. Khái niệm “Chất thải rắn” là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của con người và động vật tồn tại ở dạng rắn, được thải bỏ khi không còn hữu dụng hay khi không muốn dùng nữa. “Rác” là thuật ngữ được dùng để chỉ chất thải rắn có hình dạng tương đối cố định, bị vứt bỏ từ các hoạt động của con người.
Rác sinh hoạt hay chất thải rắn sinh hoạt là một bộ phận của chất thải rắn, được hiểu là chất thải rắn phát sinh từ hoạt động sống thường ngày của con người. Rác thải thu gom từ khu vực nông thôn được gọi là chất thải rắn nông thôn. Các nguồn phát sinh chất thải rắn Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể ở nơi này hay ở nơi khác; chúng khác nhau về số lượng, kích thước, phân bố về không gian. Rác thải sinh hoạt phát sinh ở mọi nơi, mọi lúc từ các khu dân cư, từ các hộ gia đình, chợ và các tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn, công viên, khu vui chơi giải trí, trường học.
Việc phân loại các nguồn phát sinh chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý chất thải rắn. Phân loại chất thải rắn Dựa vào công nghệ xử lý, thành phần và tính chất chất thải rắn được phân loại tổng quát như sau: 1. Phân loại theo tính chất Dựa vào tính chất, có thể phân rác thải thải thành 3 loại là rác hữu cơ dễ phân hủy, rác thải khó phân hủy và chất thải rắn nguy hại. Rác hữu cơ dễ phân hủy là các loại rác thải có khả năng tự phân hủy trong môi trường tự nhiên sau một thời gian ngắn như: lá cây, rau quả, vỏ trái cây, xác động vật, phân động vật,.
Rác thải khó phân hủy là các loại rác thải có khả năng tồn lưu trong môi trường tự nhiên rất lâu như: vải vụn, bao nhựa, chai nhựa, bóng đèn, tóc, lốp xe, giấy kẹo, giầy da, xốp,. 3 Chất thải rắn nguy hại là chất thải rắn chứa các chất hoặc hợp chất có một trong những đặc tính: phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm, gây ngộ độc hoặc các đặc tính nguy hại khác. Phân loại theo công nghệ quản lý – xử lý Phân loại chất thải rắn theo công nghệ quản lý - xử lý người ta chia rác thành 3 loại: các chất cháy được, các chất không cháy được, các chất hỗn hợp. Phân loại rác theo công nghệ xử lý Định nghĩa Ví dụ 1.
- Thực phẩm - Các chất thải ra từ đồ ăn, thực Rau, quả, thực phẩm Các phẩm Các túi giấy và mảnh chất - Giấy - Các vật liệu làm từ giấy bìa, giấy vệ sinh… cháy Vải, len… được - Hàng dệt - Có nguồn gốc từ sợi Đồ dung bằng gỗ, tre nứa như bàn ghế, quạt nan… - Cỏ, rơm, gỗ, - Các vật liệu và sản phẩm được Phim cuộn, túi chất củi chế tạo từ gỗ, tre, rơm dẻo, túi nilon… - Chất dẻo, Da - Các chất liệu và sản phẩm từ và cao xu chất dẻo 2. - Kim loại sắt - Các loại vật liệu và sản phẩm Hàng rào, dao, nắp Các được chế tạo từ sắt lọ… chất - Kim loại - Các loại vật liệu không bị nam Vỏ hộp nhôm, đồ đựng không không phải sắt châm hút bằng kim loại cháy - Thủy tinh - Các loại vật liệu và sản phẩm Chai lọ, đồ dùng bằng được chế tạo từ thủy tinh thủy tinh, bóng đèn - Đá và sành - Các vật liệu không cháy khác Vỏ ốc, gạch đá, gốm sứ ngoài kim loại và thủy tinh sứ… 3. - Tất cả các vật liệu khác không Đá, đất, cát… Các phân loại ở phần 1 và 2 đều thuộc chất loại này hỗn hợp (Nguồn: Bảo vệ Môi trường trong Xây dựng cơ bản, Lê Văn Nãi, NXBKHKT,1999) 1. Thành phần của chất thải rắn Để xác định thành phần chính xác của chất thải rắn sinh hoạt là một việc làm rất khó vì thành phần của rác thải phụ thuộc rất nhiều vào tập quán cuộc sống, 4 mức sống của người dân, mức độ tiện nghi của đời sống con người, theo mùa trong năm… Việc xác định thành phần chất thải rắn có ý nghĩa rất quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị, công nghệ phân loại và xử lý.
Theo Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới Và Bảo Vệ Môi Trường thành phần chất thải rắn ở Việt Nam được xác định như sau: Bảng 1. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt STT Tên Thành phần Tỷ lệ(%) 1 Giấy Sách, báo và các vật liệu giấy khác 5,1 2 Thủy tinh Chai, cốc, kính vỡ… 0,7 3 Kim loại Sắt nhôm, hợp kim các loại 0,37 4 Nhựa Chai nhựa, bao túi nilon và các vật 10,52 nhựa khác 5 Hữu cơ dễ cháy Thức ăn thừa, rau trái cây, các chất 76,3 khác 6 Chất thải nguy hại Pin, acquy, sơn, bóng đèn, bệnh 0,15 phẩm 7 Xà bần Sành, sứ, bêtông, đá, vỏ sò… 2,68 8 Hữu cơ khó phân hủy Cao su, da, giả da 1,93 9 Chất có thể đốt cháy Cành cây, gỗ vụn, long gia xúc, tóc 2,15 Tổng 100 (Nguồn: Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường 8/2000) 1. Tính chất của chất thải rắn sinh hoạt 1. Tính chất vật lý của chất thải rắn sinh hoạt 1.
Khối lượng riêng Khối lượng riêng của rác sẽ rất khác nhau tùy theo vị trí địa lí, mùa trong năm, thời gian lưu trữ,…Do đó, khi chọn giá trị khối lượng riêng cần phải xem xét cả những yếu tố để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán. Khối lượng riêng của rác sinh hoạt ở các khu đô thị lấy từ các xe ép rác thường giao động trong khoảng từ 178kg/m3 đến 415kg/m3 và giá trị đặc trưng thường vào khoảng 297 kg/m3. Độ ẩm Độ ẩm của chất thải rắn thường được biểu diễn theo một trong hai cách: tính theo thành phần phần trăm khối lượng ướt và thành phần phần trăm khối 5 lượng khô. Trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn, phương pháp khối lượng ướt thông dụng hơn.
Khối lượng riêng và hàm lượng ẩm của các chất thải có trong rác sinh hoạt STT Loại chất thải Khối lượng riêng (lb/yd3 ) Khoảng dao động Đặc trưng Rác khu dân cư (không nén) 1 Thực phẩm 220-810 490 2 Giấy 70-220 150 3 Carton 70-135 85 4 Nhựa 70-220 110 5 Vải 70-170 100 6 Cao su 170-340 220 7 Da 170-440 270 8 Rác vườn 100-380 170 9 Gỗ 220-540 400 10 Thủy tinh 270-810 330 11 Lon thiếc 85-270 150 12 Nhôm 110-405 270 13 Các kim loại khác 220-1940 540 14 Bụi, tro 540-1685 810 15 Tro 1095-1400 1255 16 Rác rưởi 150-305 220 Rác vườn 17 Lá (xốp và khô) 50-250 100 18 Cỏ tươi (xốp và ướt) 350-500 400 19 Cỏ tươi (xốp và nén) 100-1400 1000 20 Rác vườn vụn 450-600 500 21 Rác vườn (composted) 450-650 550 (Nguồn: TS Trần Thị Mỹ Diệu và TS Nguyễn Trung Việt, 2007) Lb/yd3 x 0. Kích thước và sự phân bố kích thước Kích thước và sự phân bố kích thước của các thành phần có trong chất thải rắn đóng vai trò quan trọng đối với quá trình phân loại và thu hồi vật liệu nhất là khi sử dụng phương pháp như sàng quay và các thiết bị tách loại từ tính. Khă năng tích ẩm Khả năng tích ẩm của chất thải rắn là tổng ẩm mà chất có thể tích trữ được. Đây là thông số có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định lượng rò rỉ sinh ra từ bãi chôn lấp phần nước dư vượt quá khả năng tích trữ của chất thải rắn sẽ thoát ra ngoài thành nước rò rỉ.
Khả năng tích ẩm sẽ thay đổi theo điều kiện nén ép rác và trạng thái phân hủy của chất thải rắn sinh hoạt trong khu dân cư trong trương hợp không nén ra được có thể dao động trong khoảng 50 – 60%. Tính chất hóa học của chất thải rắn Tính chất hóa học của chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phương án xử lý và thu hồi nguyên liệu. Ví dụ, khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hóa học của chất thải rắn, đặc biệt trong trường hợp chất thải là hỗn hợp của các thành phần cháy được và không cháy được. Nếu muốn xử lí chất thải rắn làm nhiên liệu, cần xác định bốn đặc tính quan trọng sau: 1.
Những tính chất cơ bản 2. Điểm nóng chảy 3. Thành phần các nguyên tố 4. Năng lượng chứa trong rác Đối với thành phần rác hữu cơ dùng làm phân compost hoặc thức ăn gia súc, ngoài thành phần những nguyên tố chính, cần phải xác định thành phần các nguyên tố vi lượng.
Những tính chất cơ bản Những tính chất cơ bản cần phải xác định đối với thành phần cháy được trong chất thải rắn bao gồm: + Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở 1050C trong thời gian 1 giờ) + Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lượng mất đi khi nung ở 9500C trong lò nung kín) + Thành phần carbon cố định (thành phần có thể cháy được còn lại sau khi thải các chất có thể bay hơi) + Tro (phần khối lượng còn lại khi đốt trong lò hở). Điểm nóng chảy của tro Điểm nóng chảy của tro là nhiệt độ mà tại đó tro tạo thành từ quá trình đốt cháy chất thải bị nóng chảy và kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ). Nhiệt độ nóng chảy đặc trưng đối với xỉ từ quá trình đốt rác sinh hoạt thường dao động trong khoảng từ 2000 đến 2200 oF (11000C đến 12000C). Các nhân tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt Các nhân tố cơ bản trong chất thải rắn trong sinh hoạt cần phân tích bao gồm C (carbon), H (Hydro), O (Oxy), N (Nitơ), S (Lưu huỳnh), và tro.
Thông thường, các nguyên tố thuộc nhóm halogen cũng được xác định do các dẫn xuất của clo tồn tại trong thành phần khí thải khi đốt rác. Kết quả xác định các nguyên tố cơ bản này được sử dụng để xác định công thức hóa học của thành phần chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt cũng như xác định tỷ lệ C/N thích hợp cho quá trình làm phân compost. Tính chất cơ bản và năng lượng của các thành phần có trong chất thải rắn Loại chất thải Tính chất cơ bản Năng lượng (Btu/lb) Độ ẩm Chất Carbon Không Rác Rác Rác khô bay hơi cố định cháy thu khô không gom tro Thực phẩm Mỡ 2,0 95,3 2,5 0,2 16.836 Chất thải thực 70,0 21,4 3,6 5,0 1.180 phẩm Trái cây thải bỏ 78,7 16,6 4,0 0,7 1.285 Thịt thải bỏ 38,8 56,4 1,8 3,1 7.985 Vải, Cao su, Da Vải 10,0 66,0 17,5 6,5 7.982 Gỗ, cây… Rác vườn 60,0 30,0 9,5 0,5 2.
