CHƯƠNG 1. Tổng quan về chất thải rắn 1. Khái niệm chất thải rắn Theo Nguyễn Văn Phước (2008) cho rằng: “Chất thải rắn (CTR) bao gồm tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa”. Các nguồn gốc phát sinh Các nguồn chủ yếu phát sinh ra chất thải rắn bao gồm: - Khu dân cư; - Khu thương mại (Nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ,…); - Cơ quan, công sở (Trường học, trung tâm và viện nghiên cứu, bệnh viện,…); - Khu công trường xây dựng và phá huỷ các công trình xây dựng; - Khu công cộng (Nhà ga, bến tàu, sân bay, công viên, khu giải trí,…); - Nhà máy xử lý chất thải; - Công nghiệp; - Nông nghiệp (Nguyễn Văn Phước, 2008).
Phân loại chất thải rắn Theo Nguyễn Văn Phước (2008) cho rằng: “Chất thải rắn có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau: - Phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh như: Rác thải sinh hoạt, văn phòng, thương mại, công nghiệp, đường phố, chất thải trong quá trình xây dựng hay đập phá nhà xưởng. - Phân loại dựa vào đặc tính tự nhiên như là các chất hữu cơ, vô cơ, chất có thể cháy và không có khả năng cháy. Tuy nhiên, căn cứ vào đặc điểm chất thải có thể phân loại chất thải rắn thành ba nhóm lớn: chất thải đô thị, chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại”. Tốc độ phát sinh chất thải rắn Việc tính toán tốc độ phát sinh chất thải rắn là một trong những yếu tố quan trọng trong việc quản lý, bởi vì từ đó người ta có thể xác định khối lượng chất thải rắn phát sinh trong tương lai trong một khu vực cụ thể.
Điều đó có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị, vạch tuyến thu gom, lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống thiết bị thu hồi, xử lý cũng như thải bỏ chất thải rắn một cách hợp vệ sinh (Trần Thị Mỹ Diệu, 2011). Tùy theo mục đích cho từng hạng mục cụ thể trong hệ thống quản lý CTR mà thông số khối lượng CTR phát sinh sẽ được biểu diễn theo những cách khác nhau như sau: - Đối với một khu dân cư (Có thể là một thành phố, quận, huyện,.), khối lượng CTR phát sinh được biểu diễn bằng khối lượng CTR/thời gian như: Tấn/ngày; tấn/tháng; tấn/năm. Khi giá trị này rất nhỏ, có thể biểu diễn bằng kg/ngày; kg/tháng; kg/năm. Để thuận tiện hơn trong việc so sánh mức độ phát sinh CTR giữa các khu dân cư khác nhau trong cùng một thành phố, giữa các thành phố khác nhau trong cùng một quốc gia,., đơn vị khối lượng CTR phát sinh/người.ngày, đêm (kg/người.ngày, đêm) thường được sử dụng.
- Đối với CTR phát sinh từ các khu thương mại (Như chợ, siêu thị,.), đơn vị phải thể hiện được mối liên quan giữa khối lượng CTR phát sinh với số lượng khách hàng, số lượng sản phẩm hoặc giá trị bán được như kg CTR/khách hàng.ngày, đêm; kg CTR/triệu đồng giá trị sản phẩm bán ra. Bằng cách này cho phép so sánh các số liệu ở các khu thương mại khác nhau trong cả nước. - Chất thải rắn phát sinh từ các xí nghiệp công nghiệp phải được biểu diễn trên đơn vị sản phẩm như kg/xe đối với cơ sở lắp ráp xe hoặc kg/ca đối với cơ sở đóng gói. Số liệu này cho phép so sánh giữa cơ sở có hoạt động sản xuất tương tự trong cả nước.
- Hầu hết số liệu về CTR sinh ra từ hoạt động nông nghiệp được biểu diễn dựa trên đơn vị sản phẩm như kg phân/kg bò và kg chất thải/tấn sản phẩm (Trần Thị Mỹ Diệu, 2011). Phương pháp xác định tốc độ phát thải chất thải rắn cũng gần giống như phương pháp xác định tổng lượng chất thải rắn. Người ta sử dụng một số loại phân tích sau đây để xác định lượng chất thải rắn thải ra ở một khu vực: - Đo khối lượng. - Phân tích thống kê.
- Phương pháp xác định tỷ lệ chất thải rắn. 5 do an - Tính cân bằng vật chất. - Dựa vào các đơn vị thu gom chất thải rắn (Xe đẩy,…) (Trần Thị Mỹ Diệu, 2011). Thành phần của chất thải rắn Theo Nguyễn Văn Phước (2008) cho rằng: “Thành phần chất thải rắn là một thuật ngữ dùng để mô tả tính chất và nguồn gốc các yếu tố riêng biệt cấu thành nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm theo khối lượng.
Thông tin về thành phần CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá và lựa chọn những thiết bị thích hợp để xử lý, các quy trình xử lý cũng như việc hoạch định các hệ thống, chương trình và kế hoạch quản lý CTR”. Theo Trần Hiếu Nhuệ và nhóm tác giả (2012) cho rằng: “Thành phần lý, hóa học của chất thải rắn đô thị rất khác nhau tùy thuộc vào từng địa phương, vào các mùa khí hậu, các điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác” (Bảng 1. Thành phần và tính chất của chất thải rắn đô thị Trọng lượng riêng % Trọng lượng Độ ẩm (%) (kg/m3) Hợp phần Khoảng Trung Khoảng Trung Khoảng Trung giá trị bình giá trị bình giá trị bình Chất thải thực phẩm 6 - 25 15 50 - 80 70 12 - 80 28 Giấy 24 - 45 40 4 - 10 6 32 - 128 81,6 Catton 3 - 15 4 4-8 5 38 - 80 49,6 Chất dẻo 2-8 3 1-4 2 32 - 128 64 Vải vụn 0-4 2 6 - 15 10 32 - 96 64 Cao su 0-2 0,5 1-4 2 96 - 192 128 Da vụn 0-2 0,5 8 - 12 10 96 - 256 160 6 do an Trọng lượng riêng % Trọng lượng Độ ẩm (%) (kg/m3) Hợp phần Khoảng Trung Khoảng Trung Khoảng Trung giá trị bình giá trị bình giá trị bình Sản phẩm vườn 0 - 20 12 30 - 80 60 84 - 224 104 Gỗ 1-4 2 15 - 40 20 128 - 1120 240 Thủy tinh 4 - 16 8 1- 4 2 160 - 480 193,6 Can hộp 2-8 6 2-4 3 48 - 160 88 Kim loại không thép 0-1 1 2-4 2 64 - 240 160 Kim loại thép 1-4 2 2-6 3 128 - 1120 320 Bụi, tro, gạch 0 - 10 4 6 - 12 8 320 - 960 480 Tổng hợp 100 15 - 40 20 180 - 420 300 (Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái (2012), Quản lý chất thải rắn– Tập 1: Chất thải rắn đô thị) Thành phần chất thải rắn sinh hoạt do công ty Dịch vụ Môi trường đô thị Thành phố (TP) Hồ Chí Minh tiến hành khảo sát tại khu vực như sau: Bảng 1. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Hồ Chí Minh STT Thành phần % khối lượng 1 Chất hữu cơ dễ phân hủy 62,24 2 Giấy các loại 0,59 3 Túi xách, que tre, giẻ rách 4,25 4 Nhựa, cao su 0,46 7 do an 5 Vỏ sò, ốc 0,50 6 Thủy tinh 0,02 7 Đá sỏi, sành sứ 16,40 8 Kim loại 0,27 9 Tạp chất đường kính 10 mm trở xuống 15,27 Tổng cộng 100,00 (Nguồn: Nguyễn Văn Phước (2008), Quản lý và xử lý chất thải rắn) 1.
Tính chất của chất thải rắn a) Tính chất vật lý Những tính chất vật lý quan trọng nhất của chất thải rắn đô thị là khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước, cấp phối hạt, khả năng giữ ẩm thực tế và độ xốp của chất thải rắn. Trong đó, khối lượng riêng và độ ẩm là hai tính chất được quan tâm nhất trong công tác quản lý chất thải rắn đô thị, sẽ được tiến hành tìm hiểu trong phần này (Nguyễn Văn Phước, 2008). Khối lượng riêng Khối lượng riêng của chất thải rắn được định nghĩa là trọng lượng của một đơn vị vật chất tính trên 1 đơn vị thể tích (kg/m3). Bởi vì chất thải rắn có thể ở những trạng thái như: Xốp, chứa trong các thùng chứa container, không nén, nén,… nên khi báo cáo giá trị khối lượng riêng phải chú thích trạng thái của các mẫu rác một cách rõ ràng.
Dữ liệu khối lượng riêng rất cần thiết được sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác cần phải quản lý. Khối lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu giữ chất thải. Do đó cần phải thận trọng khi chọn giá trị thiết kế. Khối lượng riêng của một chất thải đô thị từ 180 – 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3 (Nguyễn Văn Phước, 2008).
Độ ẩm 8 do an Độ ẩm của chất thải rắn được biểu diễn theo một trong hai cách: Phương pháp khối lượng ướt và phương pháp khối lượng khô. - Phương pháp khối lượng ướt độ ẩm trong một mẫu được thể hiện như là phần trăm khối lượng ướt của vật liệu. - Phương pháp khối lượng khô độ ẩm trong một mẫu được thể hiện như phần trăm khối lượng khô vật liệu. Phương pháp khối lượng ướt được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn bởi vì phương pháp có thể lấy mẫu trực tiếp ngoài thực địa.
Độ ẩm theo phương pháp khối lượng ướt được tính như sau: 𝑤−𝑑 𝑎= × 100 𝑤 Trong đó: - a: Độ ẩm, (%) khối lượng. - w: Khối lượng ban đầu của mẫu CTR (kg). - d: Khối lượng của mẫu CTR sau khi đã sấy khô đến khối lượng không đổi ở 0 105 C (kg) (Nguyễn Văn Phước, 2008). b) Tính chất hóa học Theo Nguyễn Văn Phước (2008) cho rằng: “Các thông tin về thành phần hóa học các vật chất cấu tạo nên chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá, lựa chọn phương pháp xử lý và tái sinh chất thải”.
Các tiêu chí phân tích hóa học quan trọng nhất: Xác định sơ bộ hàm lượng chất hữu cơ - Độ ẩm (Lượng nước mất đi sau khi sấy ở 105oC trong 1 giờ). - Chất dễ cháy bay hơi ( Khối lượng mất đi thêm vào khi đem mẫu chất thải rắn đã sấy ở 105oC trong 1 giờ đốt cháy ở nhiệt độ 550oC trong lò nung kín). - Hàm lượng Cacbon cố định (Lượng cacbon còn lại sau khi đã loại các chất vô cơ khác không phải là cacbon trong tro, hàm lượng này thường chiếm khoảng 5– 12%, trung bình là 7%). 9 do an - Tro (Khối lượng còn lại sau khi đốt cháy ở lò hở).
Phần bay hơi đi là chất hữu cơ hóa học hay còn gọi là tổn thất khi nung, thông thường chất hữu cơ dao động từ khoảng 40 – 60% (Nguyễn Văn Phước, 2008). Điểm nóng chảy của tro Điểm nóng chảy của tro được định nghĩa 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).