ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, những thành tựu khoa học kỹ thuật đã góp phần cho sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế. Chính điều này đã tạo ra một lƣợng lớn chất thải, đặc biệt là chất thải rắn sinh hoạt. Sự tồn lƣu và hoạt động xử lý hiệu quả thấp đang gây ra những ảnh hƣởng đến môi trƣờng, sinh vật và con ngƣời. Ngoài ra, dân số không ngừng gia tăng đồng nghĩa với việc lƣợng chất thải rắn sinh hoạt cũng ngày một nhiều hơn.Vì vậy, việc quản lý chất thải rắn sinh hoạt đang là vấn đề lớn với tất cả những quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam.
Có nhiều giải pháp cụ thể đã đƣợc đƣa ra và áp dụng, tuy nhiên, hiệu quả đạt đƣợc chƣa cao, bởi việc thực hiện mang tính bắt buộc và không mang nhiều lại lợi ích lâu dài cho ngƣời thực hiện. Cũng có những giải pháp mang lại hiệu quả rất khả quan, ví dụ nhƣ việc phân loại chất thải rắn tại nguồn. Lợi ích từ việc phân loại chất thải rắn tại nguồn bao gồm: giảm lƣợng chất thải đi vào môi trƣờng, đồng thời tận dụng nguồn vật liệu hữu cơ cho việc ủ phân compost. Với những thuận lợi nhất định về điều kiện tự nhiên cũng nhƣ kinh tế - xã hội, thị trấn Xuân Mai đã và đang phát triển mạnh mẽ về mọi mặt.
Đi cùng với sự phát triển đó nhiều vấn đề môi trƣờng nảy sinh đang thách thức toàn thị trấn. Tuy chất thải rắn sinh hoạt của các hộ gia đình đƣợc thị trấn liên kết với công ty môi trƣờng đô thị Xuân Mai chịu trách nhiệm thu gom và xử lý nhƣng vẫn có nhiều bất cập. Đặc biệt giải pháp phân loại rác tại nguồn tại thị trấn chƣa đƣợc đảm bảo, là nguyên nhân gây khó khăn trong công tác thu gom, xử lý cũng nhƣ đánh mất lợi ích và giải pháp này mang lại. Đồng thời, hiện nay, nông nghiệp Việt Nam đang hƣớng tới sản xuất nông sản an toàn, thông qua sử dụng phân sinh học thay thế dần phân bón hóa học.
Hoạt động canh tác còn đƣợc khuyến khích cả ở quy mô nhỏ lẻ và hộ gia đình. Tuy nhiên, hầu nhƣ chƣa có một quy trình ủ phân hữu cơ dành cho các hộ gia đình mà chủ yếu dành cho quy mô sản xuất công ngiệp. Chính những thực tế trên, khóa luận “Nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật và thiết bị ủ phân compost với vật liệu chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ quy mô hộ gia đình tại thị trấn Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội” đã đƣợc thực hiện. 1 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Một số vấn đề cơ bản về chất thải sinh hoạt 1. Khái niệm chất thải rắn Theo tiêu chuẩn Việt Nam 6705: 2009, chất thải là vật chất đƣợc loại ra trong sinh hoạt, trong quá trình sản xuất hoặc trong các hoạt động khác. Chất thải có thể ở dạng rắn, lỏng khí hoặc có thể ở dạng khác. Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc sệt, đƣợc thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác.
Theo Nghi Định số 38/2015/NĐ-CP, 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. Nguồn gốc phát sinh và phân loại a. Nguồn gốc phát sinh Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ nhiều rất nguồn thải khác nhau và có thành phần phức tạp (bảng 1. Thành chất thải rắn sinh hoạt theo nguồn gốc phát sinh s Nguồn phát ST Các loại nguồn Thành phần sinh nT Thực phẩm, giấy, caton, nhựa, túi nylon, vải, da, rác vƣờn, gỗ, thủy Hộ gia đình, biệt thự, 1 Khu dân cƣ tinh, lon thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá chung cƣ.
cây, chất thải đặc biệt nhƣ pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừà… Giấy, caton, nhựa, túi nylon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loại; chất Nhà kho, nhà hàng, thải đặc biệt nhƣ vật dụng gia đình hƣ Khu thƣơng chợ, khách sạn, nhà trọ, 2 hỏng (kệ sách, đèn, tủ…), đồ điện tử mại các trạm sửa chữa và hƣ hỏng (máy radio, tivi…), tủ lạnh, dịch vụ. máy giặt hỏng, pin, dầu nhớt xe, săm lớp, sơn thừa… Giấy, caton, nhựa, túi nylon gỗ, rác Trƣờng học, bệnh viện, thực phẩm, thủy tinh, kim loại; chất Cơ quan, công 3 văn phòng cơ quan thải đặc biệt nhƣ kệ sách, đèn, tủ sở chính phủ. hỏng, pin, dầu nhớt, xe, săm lớp, sơn thừa… 2 Khu nhà xây dựng mới, sửa chửa chữa Công trình xây Gỗ, bê tông, thép, gạch, thạch cao, 4 nâng cấp mở rộng dựng bụi. đƣờng phố, cao ốc, san nền xây dựng.
Hoạt động dọn rác Rác cành cây cắt tỉa, chất thải chung Dịch vụ công vệ sinh đƣờng phố, 5 tại khu vui chơi, giải trí. giấy, túi cộng đô thị công viên, khu vui nylon chơi giải trí, bãi tắm. Đồng cỏ, đồng ruộng, Thực phẩm bị thối rửa, sản phẩm 6 Nông nghiệp vƣờn cây ăn trái, nông nông nghiệp thừa, rác, chất độc hại. Phân loại Có rất nhiều cách khác nhau để phân loại chất thải rắn sinh hoạt - Theo thành phần: hữu cơ và vô cơ - Theo khả năng xử lý: cháy đƣợc và không cháy đƣợc - Theo vĩ trí hình thành: từ hộ gia đình, khu chợ, khu tiểu thủ công nghiệp… - Theo khả năng sử dụng lại : tái chế và không tái chế - Theo mức độ nguy hại: chất thải thông thƣờng, chất thải nguy hại - Theo quan điểm thông thƣờng: thực phẩm; tro, xỉ; chất thải xây dựng; chất thải đặc biệt; chất thải nông nghiệp; chất thải nguy hại…(TS Trần Thị Mỹ Diệu và TS Nguyễn Trung Việt, 2007).
Tính chất của chất thải rắn sinh hoạt 1. Tính chất lý học Những tính chất lý học quan trọng của chất thải rắn sinh hoạt bao gồm khối lƣợng riêêng, độ ẩm, kích thƣớc hạt, sự phân bố kích thƣớc, khả năng giữ nƣớc, độ xốp (độ rỗng) của chất thải rắn sinh hoạt đƣợc nén. Khối lƣợng riêng Khối lƣợng riêng đƣợc định nghĩa là khối lƣợng vật chất trên một đơn vị thể tích, tính bằng lb/ft3, lb/yd3, hoặc kg/m3. Điều quan trọng cần ghi nhớ rằng, khối lƣợng riêng của chất thải rắn sinh hoạt sẽ rất khác nhau.
Do đó, số 3 liệu khối lƣợng riêng của chất thải rắn sinh hoạt chỉ có ý nghĩa khi đƣợc ghi chú kèm theo phƣơng pháp xác định khối lƣợng riêng.Khối lƣợng riêng của chất thải rắn sinh hoạt sẽ rất khác nhau tuỳ theo vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lƣu trữ…Vậy nên, khi chọn giá trị khối lƣợng riêng cần phải xem xét cả những yếu tố này để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán. Độ ẩm Độ ẩm của chất thải rắnsinh hoạt thƣờng đƣợc biểu diễn thông qua cách tính theo thành phần phần trăm khối lƣợng ƣớt hay thành phần phần trăm khối lƣợng khô. Trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn sinh hoạt phƣơng pháp khối lƣợng ƣớt thông dụng hơn. Độ ẩm và khối lƣợng riêng của các loại chất thải khác nhau trong bảng (1.
Khối lƣợng riêng và độ ẩm của các loại chất thải có trong chất thải rắn sinh hoạt (Đơn vị: 1 Lb/yd3 x 0.5933 = 1 kg/m3) Độ ẩm (% khối Khối lƣợng riêng (lb/yd3) lƣợng) S Loại chất thải Khoản dao Đặc Khoảng Đặc TT động trƣng dao động trƣng I Rác khu dân cư (Không nén) 1 Thực phẩm 220-810 490 50-80 70 2 Giấy 70-220 150 4-10 6 3 Carton 70-135 85 4-8 5 4 Nhựa 70-220 110 1-4 2 5 Vải 70-170 110 6-15 10 6 Cao su 170-340 220 1-4 2 7 Da 170-440 270 8-12 10 8 Rác vƣờn 100-380 170 30-80 60 9 Gỗ 220-540 400 15-40 20 10 Thuỷ tinh 270-810 330 1-4 2 11 Lon thiếc 85-270 150 2-4 3 12 Nhôm 110-405 270 2-4 2 13 Các kim loại 220- 540 2-4 3 14 khác Bụi, tro, 1940 540- 810 6-12 8 15 Tro 1685 1095- 1255 6-12 6 16 Rác 1400 150-305 220 5-20 15 II Rác vƣờn 1 Lá (xốp và 50-250 100 20-40 30 khô) 4 2 Cỏ tƣơi (xốp 350-500 400 40-80 60 3 Cỏ và ƣớt) tƣơi (ƣớt 1000- 1000 50-90 80 4 Rác và nén) vƣờn 1400 450-600 500 20-70 50 5 (vụn)Rác vƣờn 450-650 550 40-60 50 (Nguồn: TS. Trần Thị Mỹ Diệu và TS. Nguyễn Trung Việt, 2007) (composted) 3. Khả năng tích ẩm (Field Capacity) Khả năng tích ẩm của chất thải rắn là tổng lƣợng ẩm mà chất thải có thể tích trữ đƣợc.
Đây là thông số có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định lƣợng nƣớc rò rỉ sinh ra. Phần nƣớc dƣ vƣợt quá khả năng tích trữ của chất thải rắn sẽ thoát ra ngoài thành nƣớc rò rỉ. Khả năng tích ẩm thay đổi tuỳ theo điều kiện nén ép rác và trạng thái phân huỷ của chất thải. Khả năng tích ẩm của chất thải rắn sinh hoạt trong trƣờng hợp không nén có thể dao động trong khoảng (50-60)% (PGS.TS Tăng Thị Chính, 2005).
Tính chất hóa học Tính chất hoá học của chất thải rắn sinh hoạt đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phƣơng án xử lý và thu hồi nguyên liệu. Nếu muốn sử dụng chất thải rắn sinh hoạt làm nguyên liệu, cần phải xác định 4 đặc tính quan trọng sau: - Những tính chất cơ bản - Điểm nóng chảy - Thành phần các nguyên tố - Năng lƣợng chứa trong chất thải Đối với phần chất thải rắn hữu cơ dùng làm phân compost, ngoài thành phần những nguyên tố chính, cần phải xác định thành phần các nguyên tố vi lƣợng. Những tính chất cơ bản Những tính chất cơ bản cần phải xác định đối với các thành phần cháy đƣợc trong chất thải rắn sinh hoạt bao gồm: - Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở 1050C trong thời gian 8 giờ) - Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lƣợng mất đi khi 5 nung ở 9500C trong tủ nung kín) - Thành phần carbon cố định (thành phần có thể cháy đƣợc còn lại sau khi thải các chất có thể bay hơi) Tro (phần khối lƣợng còn lại sau khi đốt trong lò hở (TS Trần Thị Mỹ Diệu và TS Nguyễn Trung Việt, 2007). 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 trƣng đối với xỉ từ quá trình đốt chất thải rắn sinh thƣờng dao động trong khoảng từ 2,000 đến 22000F (11000C đến 12000C) (PGS.TS Tăng Thị Chính, 2005). Các nguyên tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt Các nguyên tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt cần phân tích bao gồm C (carbon), H (Hydro), O (Oxy), N (Nitơ), S (Lƣu huỳnh), và tro.