Luận văn thạc sĩ hus study on compact device for waste processing based on mechanical biological treatment in dong van town duy tien district ha nam province vietnam

Nghiên cứu luận văn thạc sĩ về thiết bị xử lý chất thải cơ học sinh học tại thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam, Việt Nam.

• Tác giả: Nguyễn Văn Thái
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Thị Diễm Trang
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Quản Lý Chất Thải Và Xử Lý Vùng Ô Nhiễm
• Đề tài: Study on Compact Device for Waste Processing Based on Mechanical Biolobical Treatment in Dong Van Town, Duy Tien District, Ha Nam Province, Vietnam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: OVERVIEW
• 1.1. Definitions and concepts
• 1.2. Waste generation in Vietnam
• 1.3. Municipal solid waste management in Vietnam
• 1.3.1. Waste collection
• 1.3.2. Municipal solid waste disposal
• 1.3.3. Reusing and recycling
• 1.3.4. Composting and recovery
• 1.4. Situation of Vietnamese technology for domestic waste treatment
• 1.5. Current situation of waste management in Dong Van town, Duy Tien district, Ha Nam province
• 1.5.1. Introduction to Dong Van town

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu thiết bị xử lý chất thải tại Đồng Văn

Nghiên cứu thiết bị xử lý chất thải nhỏ gọn tại thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam, nhằm giải quyết vấn đề quản lý chất thải trong bối cảnh phát triển kinh tế nhanh chóng. Việt Nam đang đối mặt với thách thức lớn về việc xử lý chất thải, đặc biệt là chất thải rắn từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Việc tìm kiếm các giải pháp hiệu quả cho quản lý và xử lý chất thải đã trở thành một vấn đề cấp bách. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng công nghệ CD-Waste, một hệ thống xử lý chất thải cơ học sinh học, phù hợp với quy mô nhỏ tại các khu vực đô thị.

1.1. Định nghĩa và khái niệm về chất thải

Chất thải được định nghĩa theo luật bảo vệ môi trường Việt Nam, bao gồm các vật liệu rắn, lỏng, khí thải từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Chất thải rắn đô thị (MSW) là phần chất thải do người tiêu dùng thải ra, thường được thu gom bởi các cơ quan công cộng.

1.2. Tình hình phát sinh chất thải tại Việt Nam

Việt Nam phát sinh khoảng 15 triệu tấn chất thải mỗi năm, trong đó chất thải đô thị chiếm khoảng 12,8 triệu tấn. Các thành phố lớn là nguồn phát sinh chất thải chính, với tỷ lệ thu gom chất thải còn thấp, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý chất thải tại Đồng Văn

Thị trấn Đồng Văn đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc quản lý chất thải, bao gồm sự gia tăng dân số và hoạt động kinh tế. Việc thu gom và xử lý chất thải chưa đạt hiệu quả cao, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm môi trường. Hệ thống xử lý chất thải hiện tại không đáp ứng được nhu cầu thực tế, đặc biệt là trong bối cảnh phát sinh chất thải từ các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ.

2.1. Thách thức trong thu gom chất thải

Tỷ lệ thu gom chất thải tại Đồng Văn còn thấp, chỉ đạt khoảng 20-30% tổng lượng chất thải phát sinh. Điều này gây khó khăn trong việc xử lý và làm gia tăng ô nhiễm môi trường.

2.2. Nguy cơ ô nhiễm môi trường

Nếu không có biện pháp quản lý chất thải hiệu quả, nguy cơ ô nhiễm từ chất thải rắn sẽ gia tăng, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường sống.

III. Phương pháp nghiên cứu thiết bị xử lý chất thải CD Waste

Nghiên cứu này áp dụng công nghệ CD-Waste, một hệ thống xử lý chất thải cơ học sinh học, được thiết kế đặc biệt cho các khu vực có quy mô nhỏ. Hệ thống này có khả năng xử lý từ 20-30 tấn chất thải mỗi ngày, phù hợp với nhu cầu thực tế của thị trấn Đồng Văn. Công nghệ này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tối ưu hóa quy trình xử lý chất thải.

3.1. Giới thiệu về công nghệ CD Waste

Công nghệ CD-Waste được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu xử lý chất thải tại các khu vực đô thị nhỏ. Hệ thống này sử dụng các phương pháp cơ học và sinh học để xử lý chất thải một cách hiệu quả.

3.2. Lợi ích của việc áp dụng công nghệ CD Waste

Việc áp dụng công nghệ CD-Waste giúp giảm thiểu chi phí xử lý, tăng cường hiệu quả thu gom và xử lý chất thải, đồng thời bảo vệ môi trường sống cho cộng đồng.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại Đồng Văn

Dự án 'Hệ thống thu gom và xử lý chất thải sử dụng công nghệ CD-Waste' đã được triển khai tại thị trấn Đồng Văn. Kết quả cho thấy hệ thống này không chỉ cải thiện tỷ lệ thu gom chất thải mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các chỉ số về chất lượng môi trường đã được cải thiện rõ rệt sau khi áp dụng công nghệ này.

4.1. Kết quả thu gom và xử lý chất thải

Sau khi triển khai hệ thống CD-Waste, tỷ lệ thu gom chất thải tại Đồng Văn đã tăng lên đáng kể, từ 20% lên 50%. Điều này cho thấy hiệu quả của công nghệ trong việc cải thiện quản lý chất thải.

4.2. Tác động đến môi trường và cộng đồng

Hệ thống CD-Waste đã giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cải thiện chất lượng không khí và nước, đồng thời nâng cao nhận thức của cộng đồng về quản lý chất thải.

V. Kết luận và triển vọng tương lai cho quản lý chất thải

Nghiên cứu thiết bị xử lý chất thải nhỏ gọn tại Đồng Văn đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của công nghệ CD-Waste. Trong tương lai, cần tiếp tục mở rộng ứng dụng công nghệ này tại các khu vực khác, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về quản lý chất thải. Việc đầu tư vào công nghệ xử lý chất thải sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ xử lý chất thải

Công nghệ CD-Waste có tiềm năng lớn trong việc mở rộng ứng dụng tại nhiều khu vực khác nhau, giúp cải thiện quản lý chất thải trên toàn quốc.

5.2. Khuyến nghị cho chính sách quản lý chất thải

Cần có các chính sách hỗ trợ và khuyến khích đầu tư vào công nghệ xử lý chất thải, đồng thời nâng cao ý thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam phát sinh khoảng 15 triệu tấn chất thải rắn mỗi năm, trong đó rác thải sinh hoạt đô thị và nông thôn chiếm tới 80% (tương đương 12,8 triệu tấn), nhưng tỷ lệ thu gom tại các thị trấn nhỏ và khu vực nông thôn chỉ đạt mức khiêm tốn khoảng 20% đến 30%. Trong khi các đô thị lớn chiếm 24% dân số nhưng phát sinh hơn 50% lượng rác thải cả nước, hầu hết các công nghệ xử lý tiên tiến hiện nay chỉ được thiết kế cho quy mô lớn từ 80 đến 300 tấn/ngày với chi phí vận hành đắt đỏ. Các thị trấn vừa và nhỏ với lượng rác thải phát sinh dao động từ 20 đến 30 tấn/ngày hoàn toàn thiếu vắng các mô hình công nghệ phù hợp, dẫn đến tình trạng quá tải tại 74 bãi rác lộ thiên không hợp vệ sinh trên toàn quốc.

Trước thực trạng bức thiết đó, nghiên cứu tập trung làm sáng tỏ cơ sở lý luận và thực tiễn của công nghệ thiết bị tích hợp CD-Waste (Compact Device Waste System) dựa trên nguyên lý xử lý cơ học sinh học (Mechanical Biological Treatment - MBT); đánh giá tính khả thi khi áp dụng thực tế tại thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam; đồng thời hoạch định cơ cấu tổ chức và tính toán kinh tế kỹ thuật cho nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt địa phương. Phạm vi không gian của nghiên cứu bao quát thị trấn Đồng Văn với diện tích 383,15 ha và mở rộng vùng thu gom phục vụ 5 xã lân cận với tổng dân số 37.936 người trong mốc thời gian năm 2007.

Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi chứng minh một giải pháp công nghệ phân tán khép kín trong khuôn viên chỉ 400 m2, giúp giảm thiểu hơn 70% khối lượng rác chôn lấp, chuyển hóa hơn 80% thành phần hữu cơ thành mùn vi sinh đạt chuẩn, góp phần giải quyết triệt để nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm và mùi hôi cục bộ cho các vùng ven đô.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết xử lý cơ học sinh học (Mechanical Biological Treatment - MBT) của Ludwig (1999) và Bilitewski (2000), kết hợp mô hình phân hủy hiếu khí đa tầng có kiểm soát nhiệt lượng sinh học. Công nghệ MBT được định nghĩa là sự kết hợp đồng bộ giữa các công đoạn tiền xử lý cơ học (nghiền nhỏ, sàng phân loại, tuyển từ, phân ly khí động) và quá trình chuyển hóa sinh học (ủ hiếu khí nhiệt cao hoặc lên men kỵ khí) nhằm ổn định dòng vật chất trước khi thải bỏ hoặc tái chế.

Hệ thống lý thuyết tập trung vào năm khái niệm cốt lõi: quá trình phân tách dòng vật chất (Material Flow Separation), tỷ lệ cacbon trên nitơ (tỷ lệ C:N tối ưu trong khoảng 25:1 đến 35:1), độ ẩm nguyên liệu (đạt mức lý tưởng từ 50% đến 60%), pha phân hủy nhiệt cao của vi sinh vật ưa nhiệt (Thermophilic phase duy trì ở 45 đến 70 độ C nhằm tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh), và chỉ số nảy mầm sinh học (Bio-assay Germination Index). Khung lý thuyết này khẳng định việc kiểm soát độ xốp khí ở mức 25% đến 35% và độ pH từ 6,0 đến 7,0 là điều kiện tiên quyết để ngăn chặn hiện tượng lên men yếm khí gây mùi xú uế và thất thoát nitơ dưới dạng khí amoniac.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập trực tiếp tại trạm xử lý rác thải thị trấn Đồng Văn thuộc Công ty Môi trường Đô thị Đồng Văn (thành lập tháng 10 năm 2006) phối hợp vận hành cùng Công ty TNHH Cơ khí Thủy lực. Phương pháp phân tích bao gồm: phương pháp cơ học sàng tuyển phân tầng (sử dụng sàng mắt lưới 40 mm và 10 mm), phương pháp sấy khô đối lưu ở 105 độ C để xác định độ ẩm chính xác, phương pháp theo dõi cảm quan và độ mùn hóa theo thời gian, cùng phương pháp đánh giá độc tính sinh học qua độ nảy mầm của hạt cải củ (Radish Seed Bio-assay) theo chuẩn quốc tế.

Lý do lựa chọn các phương pháp này là nhằm đánh giá chính xác hiệu suất phân tách của hệ thống cơ khí nội địa và kiểm chứng mức độ an toàn sinh học của mùn hữu cơ mà không đòi hỏi các thiết bị phân tích quá phức tạp, phù hợp với điều kiện vận hành tại các địa phương. Nghiên cứu sử dụng cỡ mẫu đại diện 306 kg rác thải sinh hoạt nguyên bản thu gom ngẫu nhiên theo phương pháp phân tầng kích thước hạt để xác định thành phần; cỡ mẫu 100 kg rác hữu cơ sau tuyển cơ học để đánh giá tỷ lệ tạp chất; và cỡ mẫu sinh học gồm 15 hạt giống kiểm chứng trong 6 cốc nuôi cấy lặp lại 3 lần. Tiến trình nghiên cứu thực nghiệm được triển khai từ tháng 10 năm 2006 đến tháng 12 năm 2007, trong đó chuỗi thí nghiệm ủ sơ cấp kéo dài 10 đến 11 ngày và ủ chín 22 ngày được hoàn tất vào tháng 8 năm 2007.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích thành phần rác thải đầu vào tại thị trấn Đồng Văn cho thấy rác hữu cơ chiếm tỷ trọng vượt trội lên tới 55,5% tổng khối lượng. Trong mẫu thử nghiệm 306 kg, phân đoạn kích thước lớn hơn 40 mm chiếm 55% (167,1 kg), phân đoạn từ 10 đến 40 mm chiếm 33% (100,9 kg), và phân đoạn mịn dưới 10 mm chứa đất cát chiếm 12% (38,0 kg). Đáng chú ý, tỷ lệ hữu cơ trong phân đoạn 10 đến 40 mm đạt mức 71%, tạo nguồn cơ chất lý tưởng cho quá trình ủ phân vi sinh.

Thứ hai, dây chuyền tuyển tách cơ học CD-Waste thể hiện hiệu suất phân loại cao khi tạo ra dòng rác hữu cơ có độ tinh khiết đạt 83,5% (83,5 kg chất hữu cơ trong 100 kg mẫu thử sau tuyển), vượt qua ngưỡng yêu cầu kỹ thuật 80% để nạp vào tháp ủ sinh học. Các thành phần tạp chất còn lại gồm nilon và bao bì chiếm 2%, vải sợi và giấy vụn chiếm 3%, đất đá vụn chiếm 3,5%, và tạp chất vô cơ hỗn hợp chiếm 8%.

Thứ ba, tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ trong tháp ủ sơ cấp diễn ra nhanh chóng nhờ thông khí cưỡng bức. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh sau 10 ngày ủ, tỷ lệ chất hữu cơ bị phân hủy đạt 72%, và đạt 74% sau 11 ngày. Khối rác chuyển dần từ màu nâu sáng sang màu nâu đen, hết mùi chua hôi ban đầu và tỏa ra mùi đất mùn đặc trưng.

Thứ tư, thử nghiệm độ chín sinh vật sau 22 ngày ủ trong tháp ủ chín ghi nhận tỷ lệ nảy mầm của hạt giống thử nghiệm đạt 93% sau 72 giờ (14/15 hạt nảy mầm), vượt xa ngưỡng an toàn tiêu chuẩn 80% theo phương pháp thử nghiệm sinh học quốc tế và cao hơn cả mẫu đối chứng bằng nước sạch (đạt 87%).

Thảo luận kết quả

Hiệu quả phân hủy sinh học vượt trội của hệ thống CD-Waste bắt nguồn từ thiết kế sáng tạo của tháp ủ hai lớp vỏ (lớp trong bằng nhựa tái chế đục lỗ dẫn khí, lớp ngoài bằng inox cách nhau 5 cm), giúp duy trì nhiệt độ ủ ổn định từ 45 đến 70 độ C bất kể điều kiện thời tiết mùa đông hay mùa hè. Mức nhiệt độ cao này kích hoạt quần thể vi sinh vật ưa nhiệt hoạt động mạnh mẽ, tiêu diệt hoàn toàn ấu trùng ruồi nhặng và các loại vi khuẩn gây bệnh.

So với các nhà máy phân compost tập trung quy mô lớn tại Nam Định (công suất 250 tấn/ngày) hay Thủy Phương - Huế (công suất 150 tấn/ngày) thường gặp khó khăn do lẫn tạp chất thủy tinh và chi phí vận hành cao, hệ thống CD-Waste tại Đồng Văn kiểm soát tốt chất lượng đầu vào nhờ kết hợp hiệu quả giữa công đoạn nhặt tay trên băng tải, sàng rung hai tầng và hệ thống phân ly khí động. Toàn bộ dữ liệu phân bố kích thước hạt có thể được biểu diễn trực quan qua biểu đồ hình quạt thể hiện ba phân khúc hạt (55%, 33% và 12%), trong khi diễn tiến nhiệt độ tháp ủ và tỷ lệ nảy mầm hạt giống theo các mốc 24 giờ (33%), 48 giờ (73%) và 72 giờ (93%) được minh họa rõ nét nhất qua biểu đồ đường xu hướng kết hợp bảng đối chiếu đa thông số giữa mẫu dịch ủ và mẫu nước đối chứng.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tổ chức phân loại chất thải rắn sinh hoạt tại nguồn. Ủy ban Nhân dân thị trấn Đồng Văn và Phòng Tài nguyên & Môi trường huyện Duy Tiên cần ban hành quy chế bắt buộc các hộ dân phân chia rác thành hai nhóm hữu cơ và vô cơ trước khi thu gom, hướng tới mục tiêu nâng độ sạch của dòng hữu cơ nạp liệu lên trên 90% trong giai đoạn 2008 đến 2009.

Thứ hai, thiết lập trạm kiểm nghiệm hóa lý và vi sinh tại chỗ. Công ty Môi trường Đô thị Đồng Văn phối hợp với đơn vị chế tạo máy cần đầu tư trang thiết bị kiểm tra nhanh độ ẩm (duy trì 50% đến 55%), độ pH (6,5 đến 7,5) và tỷ lệ C:N (30:1) trước khi nạp rác vào tháp ủ, hoàn thành lắp đặt trong quý 2 năm 2008 để ổn định chất lượng mẻ ủ.

Thứ ba, bổ sung dây chuyền sàng tinh và nghiền mịn sau ủ chín. Doanh nghiệp vận hành cần tích hợp thêm hệ thống sàng lồng tinh chế mắt lưới dưới 3 mm sau tháp ủ chín nhằm loại bỏ triệt để các mảnh nilon và đất đá li ti sót lại, nâng giá trị thương phẩm của phân hữu cơ mùn lên mức 1.000 đến 1.500 đồng/kg trên thị trường phân bón nông nghiệp trong vòng 6 tháng vận hành thương mại.

Thứ tư, nâng cấp công nghệ tái chế nhựa và thu hồi nhiệt lò đốt. Ban quản lý nhà máy cần đầu tư máy đùn ép hạt nhựa chuyên dụng để phân loại và tái chế riêng màng nilon PE, PP, nâng tỷ lệ thu hồi nhựa lên 85% đến 90%; đồng thời tận dụng 100% nhiệt dư từ lò đốt hai cấp (650 độ C và 850 độ C) để sấy khô rác đầu vào, bảo đảm khí thải đạt quy chuẩn TCVN 5939-2005 trong suốt lộ trình 2008 đến 2010.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương cấp huyện, thị xã. Lãnh đạo Ủy ban Nhân dân và các phòng ban môi trường có thể sử dụng số liệu và mô hình tổ chức trong luận văn làm cơ sở xây dựng đề án quản lý chất thải rắn phân tán cho các đô thị loại 4 và loại 5 với công suất 20 đến 30 tấn/ngày, tháo gỡ bài toán thiếu quỹ đất cho bãi chôn lấp.

Thứ hai, các doanh nghiệp môi trường đô thị và hợp tác xã dịch vụ vệ sinh. Các đơn vị này có thể tham khảo trực tiếp sơ đồ tổ chức bộ máy 64 nhân sự, quy trình kết nối liên hoàn giữa khâu thu gom, vận chuyển bằng xe cơ giới nhỏ và xử lý khép kín tại trạm để tối ưu hóa chi phí vận hành.

Thứ ba, các kỹ sư cơ khí chế tạo máy và chuyên gia công nghệ môi trường. Luận văn cung cấp bản vẽ nguyên lý, thông số kích thước và quy chuẩn vận hành chi tiết của cụm thiết bị phân tách, tháp ủ hiếu khí hai lớp vỏ và lò đốt kiểm soát bụi cyclone, hỗ trợ đắc lực cho công tác nội địa hóa thiết bị xử lý môi trường giá rẻ.

Thứ tư, giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành công nghệ môi trường, công nghệ hóa học. Tài liệu mang lại nguồn dẫn chứng học thuật giá trị về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm MBT, kỹ thuật lấy mẫu rác theo chuẩn quốc tế và quy trình đánh giá độc tính sinh học bằng chỉ số nảy mầm thực vật.

Câu hỏi thường gặp

Công nghệ CD-Waste hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản nào? Hệ thống CD-Waste vận hành trên nguyên lý xử lý cơ học sinh học (MBT), kết hợp tuyển cơ học đa tầng và ủ hiếu khí cưỡng bức khép kín. Rác sau khi tách nilon và kim loại được đưa vào tháp ủ 2 lớp vỏ để khoáng hóa chất hữu cơ ở nhiệt độ 45 đến 70 độ C, hoàn toàn không phát sinh nước rỉ rác hay mùi hôi tự do ra môi trường xung quanh.

Thời gian xử lý rác hữu cơ trong hệ thống CD-Waste mất bao lâu để tạo thành phân bón? Tổng chu trình xử lý sinh học kéo dài khoảng 32 đến 33 ngày. Trong đó, giai đoạn ủ sơ cấp tại tháp ủ hiếu khí diễn ra từ 10 đến 11 ngày để đạt mức phân hủy 72% đến 74%, tiếp theo là giai đoạn ủ chín tại tháp hoàn thiện kéo dài 22 ngày nhằm tạo ra mùn hữu cơ ổn định với kích thước hạt đạt 2 đến 3 mm.

Chất lượng phân mùn compost tạo ra từ hệ thống CD-Waste có an toàn cho cây trồng không? Sản phẩm phân mùn hoàn toàn an toàn và đạt độ chín sinh học cao. Thử nghiệm sinh học độc tính bằng hạt cải củ cho thấy tỷ lệ nảy mầm sau 72 giờ đạt tới 93%, vượt trội so với ngưỡng an toàn quốc tế là 80%. Nhiệt độ ủ cao trong tháp cũng tiêu diệt hoàn toàn hạt cỏ dại và các vi sinh vật gây bệnh.

Hệ thống CD-Waste có thể áp dụng cho các khu vực đô thị quy mô nào? Công nghệ CD-Waste được thiết kế tối ưu cho các thị trấn, cụm làng nghề và cụm xã nông thôn có lượng rác phát sinh từ 20 đến 30 tấn/ngày. Với diện tích lắp đặt chỉ khoảng 400 m2 và khả năng kết nối theo từng module linh hoạt, hệ thống giúp địa phương tiết kiệm đáng kể chi phí vận chuyển rác đi xa.

Lò đốt tích hợp trong hệ thống xử lý các loại chất thải nào và có gây ô nhiễm không? Lò đốt hai cấp (buồng sơ cấp 650 độ C, buồng thứ cấp 850 độ C) chuyên xử lý các chất thải có nhiệt trị cao không thể phân hủy sinh học như xơ sợi, vải vụn và cành cây. Khí thải sau khi qua xyclon lắng bụi và tháp hấp thụ ướt bảo đảm quy chuẩn xả thải TCVN 5939-2005 mà không phát sinh khói đen hay mùi độc hại.

Kết luận

• Luận văn khẳng định tính khả thi và hiệu quả vượt trội của công nghệ xử lý cơ học sinh học CD-Waste công suất 20 đến 30 tấn/ngày tại thị trấn Đồng Văn.
• Dây chuyền phân tách cơ học đạt độ tinh khiết dòng hữu cơ 83,5%, tạo tiền đề tối ưu cho quá trình ủ hiếu khí khép kín.
• Chu trình ủ 32 ngày (10 ngày tháp sơ cấp và 22 ngày tháp ủ chín) tạo ra phân compost chất lượng cao với tỷ lệ nảy mầm sinh học đạt 93%.
• Mô hình tổ chức 64 nhân sự liên kết giữa công ty cơ khí và đơn vị vệ sinh môi trường đã giải quyết triệt để rác thải sinh hoạt cho 37.936 người dân.
• Chi phí đầu tư hệ thống chỉ bằng một phần hai đến một phần ba so với công nghệ ngoại nhập, đồng thời cắt giảm hơn 70% lượng rác phải chôn lấp.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã hoàn thiện cơ sở khoa học và thực tiễn cho hệ thống MBT nội địa hóa, cung cấp trọn vẹn lời giải kinh tế kỹ thuật cho bài toán rác thải tại các thị trấn vừa và nhỏ tại Việt Nam. Lộ trình tiếp theo đòi hỏi triển khai phân loại rác tại nguồn trong 12 tháng tới, bổ sung trạm kiểm nghiệm hóa lý trong 6 tháng và nhân rộng mô hình ra các địa phương lân cận giai đoạn 2008 đến 2010. Các nhà quản lý đô thị và doanh nghiệp môi trường hãy chủ động nghiên cứu và áp dụng mô hình CD-Waste để kiến tạo tương lai phát triển bền vững cho địa phương ngay hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------o0o------------ NGUYỄN VĂN THÁI STUDY ON COMPACT DEVICE FOR WASTE PROCESSING BASED ON MECHANICAL BIOLOBICAL TREATMENT IN DONG VAN TOWN, DUY TIEN DISTRICT, HA NAM PROVINCE, VIETNAM CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ CHẤT THẢI VÀ XỬ LÝ VÙNG Ô NHIỄM (CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO QUỐC TẾ) LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS NGUYỄN THỊ DIỄM TRANG HÀ NỘI- NĂM 2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE DRESDEN UNVERSITY OF TECHNOLOGY NGUYEN VAN THAI STUDY ON COMPACT DEVICE FOR WASTE PROCESSING BASED ON MECHANICAL BIOLOBICAL TREATMENT IN DONG VAN TOWN, DUY TIEN DISTRICT, HA NAM PROVINCE, VIETNAM MASTER THESIS Field: waste management and contaminated site treatment Supervisor: Assc. Nguyen Thi Diem Trang HANOI, DECEMBER 2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] INTRODUCTION The rapid economic development has resulted in the difficult task of identifying way to manage the increasing waste generation, especially solid waste problem. Solid waste is generated from production and life activities in all sectors such as households, industry, hospitals, commerce, and agriculture.

Vietnam, a developing country, is certainly facing with a big problem of rapid waste generation. Therefore, finding out effective solutions of waste management and treatment has become an important issue in Vietnam. Actually, the Vietnamese government has tried to carry out preliminary steps in order to control waste generation in recent years. However, most of these steps just focus on available technologies in large-scale applications in industrial cities.

Whereas waste treatment technologies in small-scale applications has not been paid much attention. The main reasons are due to high cost and skillful requirements of operation and management. Moreover, there has not any effective waste management model for small capacity in townships where the population is not so big and amount of waste is 20 – 40 tons/day [Dong Van URENCO, 2006]. If waste management does not implement well in these areas, risks from pollution will, as a result, be highly serious.

Therefore, finding out the best solutions to protect environment is a very necessary and urgent matter in townships. Taking that serious problem into account, one of model companies named Hydraulic and Machine Company Ltd. has completely manufactured an effective system, which was named Compact Device, for municipal solid waste treatment (so-called CD-Waste System). This system was designed based on mechanical biological treatment system which has been applied since long time before.

It has considered to be suitable in small-scale applications in townships. Besides, another company named Dong Van Urban Environment Company Ltd. has also been established in Dong Van town, Hanam province in order to respond to national 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] policies of socialization in environmental protection. The two companies have closely cooperated to implement a project named “Waste Collection and Treatment System Using CD-Waste Technology with Capacity 20-30 tons per day” in Dong Van town, Duy Tien district, Hanam Province.

Based on this project, I had carried out this study named “Study on Compact Device for Waste Processing based on Mechanical Biological Treatment in Dong Van town, Duy Tien district, Hanam province, Vietnam”. This study aims at:  Completion of clearness about theoretical and practical issues from CD- Waste Technology applications.  Assessment of CD-Waste Technology applicability in Dong Van town, Duy Tien District, Hanam Province  Cost planning and pre-calculation of waste treatment Plant in Dong Van Town, Duytien District, Hanam Province. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chapter 1: OVERVIEW 1.1 Definitions and concepts The term waste is defined in the Vietnamese law on environmental protection of November 29 th, 2005.

According to this definition “Waste means materials that take solid, liquid, gaseous, or other forms, are discharged from production, service, daily life or other activities [Environment law, 2005]. Municipal solid waste (MSW) includes the solids discarded by the end of consumers, i. private households, small business and public areas and typically collected by public authorities for disposal. Normally, separated collected waste for recycling such as paper, metals, aluminum, glass etc.

is included in the MSW quantities given. MSW refers specifically to that part of MSW which is sent to landfill, incineration, or other final treatment [Christian Ludwig et al. Waste management refers to all activities engaged with waste segregation, collection, transport, reduction, reuse, recycling, treatment and disposal [Environment law, 2005].2 Waste generation in Vietnam Solid waste generation in Vietnam is approximately 15 million tons per year. Among them, municipal waste generation is about 12.8 million tons (making up 80%), and industrial and agricultural waste generation normally contribute the rest 2.2 million tons per year (making up 20%) as shown in figure 1 [VEM, 2004 ].40% hazardous healthcare waste industrial waste others 80% Figure 1: Different waste generated (by percent) in Vietnam, 2003 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] In Vietnam, big and industrial cities are major waste generation sources.

According to national statistical report in 2004, big cities and urban areas keep only 24 percent of the total nationwide population; however, they produce over 6 million tons of municipal waste (making up 50% of nationwide municipal waste amount). This is due to an affluent lifestyle, larger quantities of trade and commercial activities, and more intense industrialization and urbanization. Along with, these activities also increase high proportion of hazardous waste (such as batteries and chemical solvents) and non-degradable waste (such as plastic, metal, and glass) normally found in municipal solid waste. In contrast, people living in rural areas make up 76% of the total nationwide population but produce just less than half of waste generation rate of those in urban areas.

As shown in waste generation rate is approximately 0.3 kg/cap/day in rural areas compared to 0.4 kg/cap/day in urban areas. Table 1: Municipal solid waste generation at the glance [VEM, 2004] Municipal solid waste generation (tons/y) • National 12,800,000 • Urban areas 6,400,000 • Rural areas 6,400,000 Municipal waste generation (kg/per/day) • National 0.3 Collection of waste (% of waste generated) • Urban areas 71% • Rural areas <20 % • Among urban poor 10-20% Number of solid waste disposal facilities • Dumps and poorly operated landfills 74 • Sanitary landfills 17 Generally, comparing to the standard on domestic solid waste (DSW) in other countries, the amount of domestic in Vietnam is much lo wer [Luu Duc Hai, 2001]. Forecasting in 15-20 years, domestic solid waste amount in big cities in 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Vietnam will reach the same level of 1.2 kg/cap/day as big cities in other Asian countries [Pham Ngoc Dang, 2000]. Waste composition varies spatially and temporally based on life and industrial activities.

Each city has its own lifestyle, civilization level, and development rate. As a result, they have different waste composition. Besides, waste composition normally varies in different times of the year. For e xample, in holidays and festive occasions such as Lunar New Year, organic and yard waste ratios are commonly higher than those in the rest of the year [Nguyen Khac Kinh et al.

Generally, there are two main components in DSW in Vietnam: (i) bio -waste (making up 30-50%); and (ii) soil, sand, construction materials and other inorganic stuffs (making up 20-40%) [Nguyen Thanh Yen, 2004]. Compared to those of many other countries, increasing rates of glass, plastic, metal, paper are lower due to waste activities of potential scavengers (garbage pickers) in Vietnam [Nguyen Thuy Thu Thi, 2005]. Table 2 shows domestic solid waste compositions in some big cities in Vietnam. Table 2: Composition of MSW in some cities in Vietnam in 2002 [NEA, 2003] Unit:% Composition Provinces, cities Hanoi Viet Tri Ha Long Tay Ninh Organic 53 55.3 Municipal solid waste management in Vietnam 1.1 Waste collection Municipal solid waste collection in urban areas in Vietnam has been systematically organized.

And, state-owned companies so-called Urban Environment Companies (URENCOs) in the whole country are responsible for waste collection. Each city and/or town has either one or more than one URENCOs. It depends on their size and population. Nowadays, some private companies begin 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] to take part in implementation of waste collection in some cities and towns.

This trend is expanding in many urban areas in accordance to the Government‟s policy as an attraction of all economic sectors to take part in municipal waste collection and treatment. Waste collection rate has been improving, however it remains low in many cities. The national average collection rate of municipal waste in urban areas rose from 65% to 71% between 2000 and 2003. Collection rates are typically higher in larger cities, and range from 45% in Long An to 95% in Hue City in 2003 [NEA, 2003].

But in small and medium town the waste collection rate is only 20-30% of the total volume of solid waste discharged [Nguyen Loan Thi, 2003]. In addition, funding sources for the operation of waste collecting and transporting organization in urban and rural areas is somewhat dependent on the budget of local administration and contribution of households as user‟s fee (the contribution rate is decided by the local administration and often is VND 2,000- 3,000/person/month in major cities. Figure 2 shows the model of solid waste collection and treatment in urban areas in Vietnam in which mainly urban environment organizations collect and transport waste to landfills. Collection Transport Transport Waste Collecting Transfer Treat ment sources organization station Handcart Handcart truck Household URENCOs and Transfer Landfills office Environment stations of school sanitation wastes hospital cooperatives collected daily market environment roads sanitation team Figure 2: Model of collection and treatment of municipal solid waste in Vietnam [Nguyen Danh Son et al., 2005] 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Besides, complete separation of solid waste at source has not yet been done widely in Vietnam at present.

Waste separation at source is being experimented in some major cities (Hanoi, Da Nang, Ho Chi Minh…) and will be expand in the future to reduce the pressure for treatment of solid waste (disposal, reusing, recycling, composting etc.2 Municipal solid waste disposal Waste recovery, recycle and reuse are somewhat limited in state level. Most of the solid waste is treated by disposal at landfills. Landfills in all localities including major cities which have already been built do not reach sanitary standards and are not planned to match the rapid development of industrialization and urbanization. Of the 91 disposal sites in the whole country, only 17 are consi der as sanitary landfills [VEM, 2004].

By the middle of 2004 only half of the provinces and cities in the country (32/64) had the investment projects on the construction of sanitary landfills, of which 13 cities have already started construction [VEM, 2004]. The existence of landfills in different localities has caused urgent environmental problems to not only surrounding communities but also people in the areas where waste is collected. Incinerating waste is not a common practice in Vietnam. A few hospitals in the country have incinerators which they use but overall the healthcare industry‟s waste is primarily disposed in landfills.

For the hospital waste that is incinerated, little data is available on the amount or type of waste being incinerated because they do not keep records [Nguyen, 2005]. Whatever the case, even though the incinerators are assessed by the government for technical standards and gas emissions, Vietnam lacks the technology to be able to analyze dioxin concentrations emitted by the incinerators [Nguyen, 2005].3 Reusing and recycling Reusing and recycling of solid waste are a trend of development in environmental management in general and waste management in particular. A network of recycling waste has been formed for many decades with collectors of 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] domestic waste from households (waste paper, plastic, metal and glass), dealing points of collected waste materials and recycling establishments.