MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, trở thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế - xã hội của đất nƣớc. Bên cạnh vấn đề về lợi ích kinh tế - xã hội đã kéo theo sức ép về nhiều mặt, dẫn đến sự suy giảm chất lƣợng môi trƣờng và phát triển không bền vững. Chính do tốc độ phát triển quá nhanh, thiếu bền vững dẫn đến lƣợng chất thải phát sinh ngày càng lớn. Việt Nam là một trong những quốc gia có mật độ dân số cao nhất trên thế giới với số dân đứng thứ 3 ở Đông Nam Á, thứ 14 trên thế giới.
Thu nhập bình quân đầu ngƣời của khu vực đô thị cao hơn 2 lần so với khu vực nông thôn. Theo đánh giá, tính bình quân đầu ngƣời, dân số đô thị sử dụng tài nguyên thiên nhiên gấp 2-3 lần so với ngƣời dân sống ở nông thôn; chất thải do ngƣời dân đô thị thải ra cũng cao gấp 2-3 lần so với ngƣời dân nông thôn. Theo số liệu thống kê, tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam ƣớc tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đô thị là 6,9 triệu tấn/năm (chiếm 54%) lƣợng chất thải rắn còn lại tập trung tại các huyện lỵ, thị xã thị trấn. Dự báo tổng lƣợng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2020 sẽ là khoảng 22 triệu tấn/năm [18].
Lƣợng chất thải sinh hoạt đang có xu hƣớng phát sinh ngày càng tăng nhanh nhƣng việc quản lý và xử lý rác thải sinh hoạt chƣa hợp lý. Việc xử lý rác thải sinh hoạt chủ yếu là việc chôn lấp nhƣng có những bãi chôn lấp lại chƣa hợp vệ sinh, chỉ là những nơi đổ rác không đƣợc chèn lót kỹ, không đƣợc che đậy, do vậy đang tạo ra sự ô nhiễm nặng nề tới môi trƣờng đất, nƣớc, không khí… ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Bên cạnh đó, do ý thức của ngƣời dân, việc tự ý đổ bừa rác thải sinh hoạt xuống những sông, hồ, ao, khu đất trống vẫn thƣờng xuyên diễn ra tại nhiều nơi làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và không khí. Thành phần trong chất thải sinh hoạt gồm: Rác hữu cơ (41,98%); Giấy (5,27%); Nhựa, cao su (7,19%); Len, vải (1,75%); Thủy tinh (1,42%); Đá, đất sét, sành sứ (6,89%); Xƣơng, vỏ hộp (1,27%); Kim loại (0,59%); Tạp chất (10 mm): 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Qua đó thấy chất thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ chiếm tới 41,98%, có thể tận dụng để tạo ra nguồn năng lƣợng sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày giúp giảm ô nhiễm môi trƣờng và thay thế một phần cho nhiên liệu hóa thạch [19]. Từ thực trạng trên, trong khuôn khổ luận văn tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng chuyển hóa chất thải sinh hoạt thành khí sinh học” với mục tiêu góp phần đánh giá khả năng sinh biogas trong việc tận dụng chất thải từ hộ gia đình, chủ yếu tập trung đối với chất thải rắn sinh hoạt. Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Tổng hợp các nghiên cứu khoa học có liên quan; - Tiến hành khảo sát thực địa để thu thập số liệu; - Xây dựng mô hình thu hồi khí mê tan từ chất thải sinh hoạt hộ gia đình; - Đánh giá lƣợng khí thu hồi. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Tổng quan chung về chất thải sinh hoạt và xử lý chất thải sinh hoạt 1. Khái niệm chất thải sinh hoạt gia đình Chất thải sinh hoạt gia đình (household waste) đƣợc hiểu là các chất thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của gia đình bao gồm chất thải trong sinh hoạt, thải ra từ quá trình chế biến thức ăn, chất thải từ các đồ dùng sinh hoạt và vật dụng trong gia đình. Chất thải này có thể bao gồm các loại nhƣ nhƣ chai lọ, lon, quần áo loại bỏ, đồ dùng loại bỏ, bao bì thực phẩm, thức ăn thừa, báo, các tạp chí, và đồ trang trí có nguồn gốc từ nhà hoặc căn hộ tƣ nhân. Nó cũng có thể chứa chất thải nguy hại hộ gia đình.
Chất thải sinh hoạt gia đình còn đƣợc gọi là chất thải sinh hoạt hoặc chất thải khu dân cƣ. Nhƣ vậy hàm ý của chất thải sinh hoạt gia đình (household waste) đƣợc ám chỉ chủ yếu là các loại chất thải tồn tại ở dạng rắn từ các hộ gia đình [18]. Rác thải sinh hoạt nói chung hay chất thải sinh hoạt là những chất thải bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt, hoạt động sản xuất của con ngƣời và động vật, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cƣ, các cơ quan, trƣờng học, các trung tâm dịch vụ, thƣơng mại. Rác thải sinh hoạt có thành phần bao gồm: kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, thực phẩm dƣ thừa, gỗ, vải, giấy, rơm, rạ, xác động vật, vỏ rau củ quả… Sự khác biệt giữa chất thải sinh hoạt gia đình và chất thải sinh hoạt nói chung là quy mô của nguồn phát sinh ra loại chất thải này [13].
Có rất nhiều các khái niệm về chất thải sinh hoạt nhƣng có thể khái quát rằng, chất thải sinh hoạt là các vật chất phục vụ sinh hoạt của con ngƣời, bị loại bỏ ra trong quá trình sử dụng, sinh hoạt, hoạt động sống của con ngƣời, chúng không còn đƣợc sử dụng và bị loại bỏ lại môi trƣờng sống. Đặc điểm nguồn gốc và thành phần của chất thải sinh hoạt 1. Nguồn gốc chất thải sinh hoạt Chất thải rắn nói chung (rác thải) phát sinh từ các nguồn chủ yếu: các hộ gia đình (nhà ở riêng biệt, khu tập thể, chung cƣ.); các trung tâm thƣơng mại (chợ, văn 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phòng, khách sạn, trạm xăng dầu, gara.); cơ quan (trƣờng học, bệnh viện, các cơ quan hành chính.), các công trƣờng xây dựng, dịch vụ công cộng (rửa đƣờng, tu sửa cảnh quan, công viên, bãi biển.) nhƣ đƣợc mô tả ở sơ đồ 1. Nguồn gốc hình thành chất thải rắn sinh hoạt Nguồn: [11,13] Nguồn phát sinh chất thải rắn, thông thƣờng, liên quan đến sử dụng đất và đặc điểm của từng khu vực.
Thực tế có nhiều cách phân loại nguồn phát sinh chất thải rắn, tuy nhiên có thể thấy cách chia phổ biến đối với nguồn phát sinh chất thải rắn thành các loại: (1) từ khu dân cƣ, (2) từ các khu thƣơng mại, (3) từ các công sở, trƣờng học, (4) từ các hoạt động xây dựng và phá hủy công trình, (5) từ các hoạt động dịch vụ, (6) từ khu dịch vụ khám chữa bệnh, (7) từ hoạt động công nghiệp, và (8) từ các hoạt động nông nghiệp. Thành phần rác thải sinh hoạt Khác với rác thải, phế thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt là một tập hợp không đồng nhất. Tính không đồng nhất biểu hiện ngay ở sự không kiểm soát đƣợc các nguyên liệu ban đầu dùng cho thƣơng mại và sinh hoạt. Sự không đồng nhất này tạo nên một số đặc tính rất khác biệt trong các thành phần của rác thải sinh hoạt.
4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thành phần chất thải sinh hoạt có thể bao gồm [3,4,11]: - Các chất dễ phân hủy sinh học: Thực phẩm thừa, cuộng, lá rau, lá cây, xác động vật chết, vỏ hoa quả…; - Các chất khó bị phân hủy sinh học: Gỗ, cành cây, cao su, túi nylon; - Các chất hoàn toàn không bị phân hủy sinh học: Kim loại, thủy tinh, mảnh sành, gạch, ngói, vôi, vữa khô, đá, sỏi, cát, vỏ ốc hến…; Thành phần hóa học: Trong các chất hữu cơ của rác thải sinh hoạt, thành phần hóa học của chúng chủ yếu là nguyên tử H, O, N, S và tro. Yêu cầu về quản lý chất thải sinh hoạt ở Việt Nam Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trƣờng sống của con ngƣời cũng nhƣ đƣa tới những giá trị lợi ích thu hồi. Việc lập kế hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn thích hợp là yêu cầu cần thiết để có thể xử lý kịp thời và có hiệu quả vấn đề này. Vì vậy, tất cả các địa phƣơng trong cả nƣớc đều phải có hành động của mình và phải hoạch định thực hiện chính sách về quản lý chất thải rắn [11,18,19].
Chính sách này gồm 3 nội dung chủ yếu: - Giảm thiểu các chất thải rắn trong sản xuất, sinh hoạt; - Thu hồi tái chế, tái sử dụng chất thải rắn; - Xử lý các chất thải rắn. Đồng thời, xây dựng chiến lƣợc quản lý chất thải rắn. Validate (xử lý nâng cao giá trị của chất thải) và Eliminate (xử lý thải bỏ) là biện pháp xử lý cuối cùng nhƣ hình 1. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giảm thiểu Reduce Sử dụng lại Tái chế Reuse Recycle Nâng cao giá trị Validate Loại bỏ Eliminate Hình 1.
Chiến lƣợc quản lý chất thải rắn Việc quản lý tài nguyên chất thải rắn nói chung, về cơ bản phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Phải thu gom và vận chuyển hết chất thải. Đây là yêu cầu đầu tiên, cơ bản của việc xử lý chất thải nhƣng còn đang gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải có nhiều cố gắng khắc phục; - CTR còn đƣợc phân loại tại nguồn phát sinh; - Phải đảm bảo việc thu gom, xử lý có hiệu quả theo nguồn kinh phí nhỏ nhất, nhƣng lại thu đƣợc kết quả cao nhất. Bảo đảm sức khỏe cho đội ngũ cán bộ, những ngƣời lao động trực tiếp tham gia vào quá trình thu gom, vận chuyển, xử lý và tái chế chất thải; - Đƣa các công nghệ và kỹ thuật, các trang thiết bị xử lý chất thải tiên tiến của các nƣớc vào sử dụng ở trong nƣớc; đào tạo đội ngũ cán bộ quản lý và lao động 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com có đầy đủ kiến thức, kinh nghiệm và lòng yêu nghề, có trách nhiệm với vấn đề quản lý chất thải và bảo vệ môi trƣờng; - Phù hợp với cơ chế quản lý chung của Nhà nƣớc theo hƣớng mở cửa; đa dạng hóa, xã hội hóa công tác quản lý chất thải theo tinh thần Chỉ thị số 23/2005/CT-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ ngày 21/6/2005 về “Đẩy mạnh công tác quản lý chất thải rắn tại các đô thị và khu công nghiệp”. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở các nước trên Thế giới Xuất phát từ vấn đề bảo vệ môi trƣờng, quản lý và xử lý phế thải đang đƣợc cả thế giới quan tâm.
Xu hƣớng chung là áp dụng các công nghệ giảm thiểu chất thải, tạo ra ít nhất các chất gây ô nhiễm, sử dụng ít năng lƣợng và nguyên liệu.