ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự gia tăng dân số mạnh mẽ và sự hình thành, phát triển vƣợt bậc của các ngành nghề sản xuất trong thời gian qua, đồng thời gia tăng nhu cầu tiêu dùng hàng hóa. Chất thải rắn tăng nhanh chóng về số lƣợng, với thành phần ngày càng phức tạp đã và đang gây khó khăn cho công tác quản lý, xử lý. Hiện nay, chất thải rắn (CTR) nông thôn đã và đang trở thành vấn đề nổi cộm. Lƣợng CTR nông thôn phát sinh ngày càng nhiều, đa dạng về thành phần và tính chất độc hại.
Ƣớc tính, lƣợng CTR sinh hoạt nông thôn phát sinh khoảng 18,21 tấn/ngày tƣơng đƣơng với 6,6 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, việc thu gom CTR tại nông thôn chƣa đƣợc coi trọng, nhiều thôn, xã, chƣa có các đơn vị chuyên trách trong việc thu gom CTR nông thôn. Theo thống kê có khoảng 60% số thôn hoặc xã tổ chức thu dọn định kỳ, trên 40% thôn, xã đã hình thành các tổ thu gom rác thải tự quản. Tỷ lệ thu gom CTR sinh hoạt tại khu vực nông thôn mới đạt khoảng 40 - 55%.
Do tỷ lệ thu gom chƣa đáp ứng nhu cầu, nên rác vẫn tràn ngập [16]. Trong thời gian qua huyện Nông Cống đã có sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, dân số ngày càng tăng. Tuy nhiên, tình hình thu gom và xử lý chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn còn chƣa đƣợc triệt để, có khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng trên diện rộng nếu không có các biện pháp xử lý kịp thời để giữ cảnh quan đô thị và đảm bảo sức khỏe cho ngƣời dân. Xuất phát từ vấn đề trên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh tại phía bắc huyện Nông Cống tỉnh Thanh Hóa” đã đƣợc thực hiện.
1 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về chất thải rắn 1. Một số khái niệm về chất thải rắn Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc sệt (còn gọi là bùn thải) đƣợc thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác [6]. Chất thải rắn là toàn bộ các loại vật chất đƣợc con ngƣời loại bỏ trong các hoạt động kinh tế - xã hội của mình (bao gồm hoạt động sản xuất, các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng,.
Trong đó quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và các hoạt động sống [13]. Chất thải thông thƣờng là chất thải không thuộc danh mục chất thải nguy hại hoặc thuộc danh mục chất thải nguy hại nhƣng có yếu tố nguy hại dƣới ngƣỡng chất thải nguy hại [6]. Chất thải rắn sinh hoạt (còn gọi là rác sinh hoạt) là chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt thƣờng ngày của con ngƣời [6]. Quản lý chất thải là quá trình phòng ngừa, giảm thiểu, giám sát, phân loại, thu gom, vận chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý chất thải [5].
Phân loại chất thải là hoạt động phân tách chất thải (đã đƣợc phân định) trên thực tế nhằm chia thành các loại hoặc nhóm chất thải để có các quy trình quản lý khác nhau [6]. Vận chuyển chất thải là quá trình chuyên chở chất thải từ nơi phát sinh đến nơi xử lý, có thể kèm theo hoạt động thu gom, lƣu giữ (hay tập kết) tạm thời, trung chuyển chất thải và sơ chế chất thải tại điểm tập kết hoặc trạm trung chuyển [6]. Xử lý chất thải là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật (khác với sơ chế) để làm giảm, loại bỏ, cô lập, cách ly, thiêu đốt, tiêu hủy, chôn lấp chất thải và các yếu tố có hại trong chất thải [6]. 2 Tái chế chất thải là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật để thu lại các thành phần có giá trị từ chất thải [6].2 Nguồn gốc chất thải rắn Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau: – Từ khu dân cư: Bao gồm các khu dân cƣ tập trung, những hộ dân cƣ tách rời.
Nguồn rác thải chủ yếu là: thực phẩm dƣ thừa, thuỷ tinh, gỗ, nhựa, cao su,. – Từ các động thương mại: Quầy hàng, nhà hàng, chợ, văn phòng cơ quan, khách sạn,. Các nguồn thải có thành phần tƣơng tự nhƣ đối với các khu dân cƣ (thực phẩm, giấy, catton,. – Các cơ quan, công sở: Trƣờng học, bệnh viện, các cơ quan hành chính: lƣợng rác thải tƣơng tự nhƣ đối với rác thải dân cƣ và các hoạt động thƣơng mại nhƣng khối lƣợng ít hơn.
– Hoạt động xây dựng: Xây dựng mới nhà cửa, cầu cống, sửa chữa đƣờng xá, dỡ bỏ các công trình cũ. Chất thải mang đặc trƣng riêng trong xây dựng: sắt thép vụn, gạch vỡ, các sỏi, bê tông, các vôi vữa, xi măng, các đồ dùng cũ không dùng nữa – Dịch vụ công cộng của các đô thị: Vệ sinh đƣờng xá, phát quang, chỉnh tu các công viên, bãi biển và các hoạt động khác,. Rác thải bao gồm cỏ rác, rác thải từ việc trang trí đƣờng phố. – Các quá trình xử lý nước thải: Từ quá trình xử lý nƣớc thải, nƣớc rác, các quá trình xử lý trong công nghiệp.
– Hoạt động sản xuất công nghiệp: Bao gồm chất thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công, quá trình đốt nhiên liệu, bao bì đóng gói sản phẩm,. Nguồn chất thải bao gồm một phần từ sinh hoạt của nhân viên làm việc. – Hoạt động sản xuất nông nghiệp: Nguồn chất thải chủ yếu từ các cánh đồng sau mùa vụ, các trang trại, các vƣờn cây,. Rác thải chủ yếu thực phẩm dƣ thừa, phân gia súc, rác nông nghiệp, các chất thải ra từ trồng trọt, từ quá trình thu hoạch sản phẩm, chế biến các sản phẩm nông nghiệp.3 Thành phần và tính chất của chất thải rắn 1.1 Thành phần của chất thải rắn – Thành phần hữu cơ Thành phần chất thải rắn hữu cơ thƣờng có nguồn gốc từ động vật và thực vật.
Chất thải hữu cơ thƣờng là chất thải từ các công đoạn chế biến thực phẩm nhƣ tôm, cua, cá,… từ các phế phẩm nông lâm nghiệp, chăn nuôi nhƣ rau, củ, quả, phân lợn, gà,. Các chất thải hữu cơ thƣờng đƣợc tái chế thành phân vi sinh hoặc có thể ủ sinh học để sinh ra khí metan dùng cho việc cung cấp năng lƣợng nhiệt. – Thành phần vô cơ Thành phần rác thải vô cơ nhƣ đất, cát, đá sỏi, sành sứ, thủy tinh. Các loại hình chất thải này thƣờng có nguồn gốc từ hoạt động xây dựng, sản xuất xi măng, khai thác khoáng sản, tro xỉ của các lò đốt chất thải, lò luyện kim… – Chất thải dễ phân hủy sinh học Chất thải rắn có thành phần dễ phân hủy sinh học thƣờng là chất thải thực phẩm, chất thải nông nghiệp nhƣ rau, thịt, phân gia súc, gia cầm.
Chất thải loại này thƣờng đƣợc ủ sinh học để làm phân compost (phân trộn) hoặc ủ lên men tạo thành khí metan. – Thành phần tái chế đƣợc Chất thải rắn có thành phần có thể tái chế đƣợc thƣờng hay đƣợc phân loại tại nguồn từ các hộ gia đình, cơ quan, trƣờng học, chất thải công nghiệp. Ví dụ chất thải tái chế đƣợc nhƣ kim loại, nhựa, cao su, giấy, thủy tinh, chất thải điện tử,… Ngày nay, nhiều loại chất thải tái chế rất đa dạng nhƣ ắc qui, lốp xe, xỉ than của các lò đốt làm vật liệu xây dựng, ngay cả bùn thải của công nghệ mạ niken, crôm cũng đƣợc thu hồi kim loại, bùn đỏ của quá trình sản xuất oxit nhôm cũng đƣợc tái chế thành các vật liệu khác nhau,…. Xác định thành phần của chất thải rắn có ảnh hƣởng rất lớn đến sự lựa chọn phƣơng pháp xử lý, thu hồi và tái chế, hệ thống, phƣơng pháp và quy trình thu gom.2 Tính chất của chất thải rắn Khi tính toán các yếu tố công nghệ cho quá trình xử lý chất thải rắn ngƣời ta thƣờng nói đến một số tính chất của nó nhƣ tỷ trọng, độ ẩm, độ xốp, kích thƣớc trung bình,… Trong trƣờng hợp công nghệ nhiệt phân đƣợc lựa chọn ngƣời ta còn quan tâm đến các tính chất khác của chất thải nhƣ nhiệt trị, nhiệt dung riêng, độ cháy, độ tro v.v… – Khối lƣợng riêng Khối lƣợng riêng của chất thải rắn đƣợc định nghĩa là khối lƣợng của vật chất tính trên một đơn vị thể tích chất thải (kg/m3).
Khối lƣợng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lƣu giữ chất thải. Do đó cần phải thận trọng khi lựa chọn giá trị thiết kế. Khối lƣợng riêng của chất thải đô thị dao động trong khoảng 180 – 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3 [13]. – Độ ẩm Độ ẩm của chất thải rắn đƣợc biểu diễn bằng một trong 2 phƣơng pháp sau: Phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt và phƣơng pháp khối lƣợng khô.
Theo phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt: Độ tính theo khối lƣợng ƣớt của vật liệu là phần trăm khối lƣợng ƣớt của vật liệu. Theo phƣơng pháp khối lƣợng khô: Độ ẩm tính theo khối lƣợng khô của vật liệu là phần trăm khối lƣợng khô vật liệu. Phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt đƣợc sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn. Độ ẩm theo phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt đƣợc tính nhƣ sau: a= {(w – d )/ w} x 100 Trong đó: a: Độ ẩm, % khối lƣợng.
W: Khối lƣợng mẫu ban đầu, kg. d: Khối lƣợng mẫu sau khi sấy khô ở 1050C, kg – Nhiệt trị 5 Nhiệt trị của chất thải là lƣợng nhiệt sinh ra khi đốt cháy một đơn vị khối lƣợng chất thải. Đơn vị tính là kJ/kg hoặc kCal/kg. Giá trị này càng lớn thì phƣơng pháp nhiệt phân chất thải càng có hiệu quả.
Nhiệt trị của chất thải đƣợc tính theo công thức Meldeleev nhƣ sau: qc = 81.(9Hsd +Wsd ) kcal/kg Trong đó: C: Thành phần nguyên tố cacbon, %. H: Thành phần nguyên tố hydro, %. O: Thành phần nguyên tố ôxy, %. S: Thành phần lƣu huỳnh, %.
W: Độ ẩm của chất thải, %. Nhiệt trị của chất thải phụ thuộc vào thành phần và độ ẩm của chất thải. Độ ẩm càng lớn thì khả năng cháy càng thấp, nhiệt trị càng thấp. – Độ thấm (tính thấm) của chất thải đã đƣợc nén Tính dẫn nƣớc của chất thải đã đƣợc nén là một tính chất vật lý quan trọng, nó sẽ chi phối và điều khiển sự di chuyển của các chất lỏng (nƣớc rò rỉ, nƣớc ngầm, nƣớc thấm) và các khí bên trong bãi rác.
Hệ số thấm đƣợc tính nhƣ sau: K = Cd2 = k Trong đó: K: Hệ số thấm, m2/s. C: Hằng số không thứ nguyên.