Tổng quan nghiên cứu

Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) đang là vấn đề cấp thiết tại Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới năm 2019, tổng khối lượng CTR đô thị phát sinh toàn cầu đạt khoảng 2,1 tỷ tấn, trong đó khu vực Đông Á - Thái Bình Dương chiếm 23%. Tại Việt Nam, lượng CTRSH phát sinh năm 2019 ước tính khoảng 64.658 tấn/ngày, trong đó khu vực đô thị chiếm hơn 50%. Riêng tỉnh Bắc Ninh phát sinh khoảng 870 tấn/ngày, huyện Lương Tài chiếm khoảng 7%, tương đương 60 tấn/ngày. Tuy nhiên, huyện Lương Tài chưa có cơ sở xử lý rác thải tập trung, hiện đang áp dụng phương pháp xử lý tạm thời gây ô nhiễm môi trường.

Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc xác định thành phần và tính chất của CTRSH tại huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh, nhằm đề xuất các hình thức xử lý phù hợp với điều kiện phát sinh, kinh tế - xã hội và môi trường địa phương. Mục tiêu cụ thể là phân tích thành phần cơ học, hóa học, tính nhiệt trị của CTRSH và lựa chọn công nghệ xử lý hiệu quả, bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung trong giai đoạn gần đây, tại huyện Lương Tài với diện tích tự nhiên 105,66 km², gồm 1 thị trấn và 13 xã.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp số liệu tin cậy về thành phần CTRSH, làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các phương án xử lý phù hợp. Về thực tiễn, kết quả góp phần nâng cao chất lượng quản lý, xử lý môi trường, hướng tới phát triển bền vững tại địa phương và tỉnh Bắc Ninh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt, bao gồm:

  • Lý thuyết quản lý chất thải rắn: Nhấn mạnh vai trò của thu gom, phân loại, vận chuyển và xử lý cuối cùng nhằm giảm thiểu tác động môi trường.
  • Mô hình phân loại và xử lý CTRSH: Phân loại thành các dòng chất thải hữu cơ dễ phân hủy, chất thải vô cơ có thể tái chế và chất thải còn lại, từ đó lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp như chôn lấp, đốt, ủ sinh học, hoặc công nghệ nhiệt khác.
  • Khái niệm thành phần cơ học và hóa học của CTRSH: Bao gồm độ ẩm, tro, các bon, hydro, nitơ, lưu huỳnh, oxy, clo; các chỉ số này ảnh hưởng đến nhiệt trị và hiệu quả xử lý.
  • Mô hình đánh giá công nghệ xử lý: Sử dụng ma trận lựa chọn tiêu chí kỹ thuật, kinh tế, môi trường để đề xuất công nghệ phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực địa tại huyện Lương Tài, kết hợp với số liệu thống kê của UBND tỉnh Bắc Ninh, Tổng cục Môi trường và các báo cáo ngành.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích: Lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản tại nhiều điểm tập kết rác, phân tích thành phần cơ học (phân loại rác theo tỷ lệ %) và thành phần hóa học (độ ẩm, tro, các bon, nhiệt trị).
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Quan sát hiện trạng thu gom, phân loại, xử lý rác thải tại địa phương.
  • Phương pháp ma trận lựa chọn: Đánh giá và cho điểm các công nghệ xử lý dựa trên tiêu chí kỹ thuật, kinh tế, môi trường và khả năng áp dụng tại địa phương.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian gần đây, tập trung vào năm 2019-2020, phù hợp với dữ liệu thu thập và phân tích.

Cỡ mẫu lấy mẫu đủ lớn để đảm bảo tính đại diện, kết hợp phương pháp phân tích định lượng và định tính nhằm đánh giá toàn diện thành phần và tính chất CTRSH.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần cơ học của CTRSH huyện Lương Tài:

    • Thành phần hữu cơ dễ phân hủy chiếm khoảng 50-60%, chủ yếu là thực phẩm và chất thải vườn.
    • Chất thải vô cơ chiếm khoảng 30-40%, gồm nhựa, giấy, kim loại, thủy tinh.
    • Chất thải còn lại chiếm khoảng 10-15%, bao gồm đất, cát, tro, các vật liệu không cháy.
      So sánh với các địa phương khác, tỷ lệ hữu cơ tại Lương Tài tương đương với mức trung bình của Việt Nam (50-70%).

  2. Thành phần hóa học và tính nhiệt trị:

    • Độ ẩm trung bình của CTRSH dao động từ 65-75%, tro chiếm khoảng 25-30% khối lượng khô.
    • Nhiệt trị thấp (LHV) của rác thải sinh hoạt tại Lương Tài được tính khoảng 900-1100 kcal/kg, thấp hơn so với các nước phát triển do hàm lượng hữu cơ cao và độ ẩm lớn.
    • Các thành phần cacbon, hydro, nitơ, lưu huỳnh được xác định chi tiết, làm cơ sở tính toán nhiệt trị và lựa chọn công nghệ đốt hoặc ủ sinh học.

  3. Hiện trạng thu gom và xử lý CTRSH tại huyện Lương Tài:

    • Tổng lượng phát sinh khoảng 60 tấn/ngày, trong đó tỷ lệ thu gom chưa đạt 100%, còn tồn đọng khoảng 20.000 tấn rác tại các điểm tập kết.
    • Phương pháp xử lý hiện tại chủ yếu là phun chế phẩm vi sinh và vun đống, gây phát sinh mùi hôi, nước rỉ rác và côn trùng gây hại.
    • Các điểm tập kết đã quá tải, công tác quản lý còn lỏng lẻo, gây ô nhiễm môi trường và mất mỹ quan.

  4. Lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp:

    • Phương án đốt thu hồi nhiệt phù hợp với tỷ lệ chất dễ cháy khoảng 40%, nhiệt trị thấp nhưng có thể cải thiện bằng giảm ẩm trước khi đốt.
    • Phương án ủ sinh học (compost) phù hợp với tỷ lệ hữu cơ cao, tuy nhiên cần kiểm soát mùi và chất lượng phân compost để tăng khả năng tiêu thụ.
    • Công nghệ sản xuất nhiên liệu tái sinh (RDF/SRF) từ chất thải vô cơ có thể áp dụng để giảm khối lượng chôn lấp.
    • Ma trận lựa chọn công nghệ cho thấy kết hợp đốt và ủ sinh học là giải pháp khả thi nhất trong điều kiện huyện Lương Tài.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích thành phần CTRSH tại huyện Lương Tài phù hợp với xu hướng chung của Việt Nam và các nước đang phát triển, với tỷ lệ hữu cơ cao và nhiệt trị thấp. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn công nghệ xử lý, khi các phương pháp đốt cần được thiết kế phù hợp để xử lý rác có độ ẩm cao, đồng thời công nghệ ủ sinh học cần được cải tiến để kiểm soát mùi và nâng cao chất lượng sản phẩm.

So sánh với các nghiên cứu tại các tỉnh khác như Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, tỷ lệ hữu cơ và nhiệt trị tương đồng, cho thấy tính đại diện của kết quả nghiên cứu. Việc hiện trạng xử lý rác tại Lương Tài còn nhiều hạn chế như tồn đọng rác, ô nhiễm thứ cấp là vấn đề phổ biến tại nhiều địa phương chưa có cơ sở xử lý tập trung.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thành phần cơ học, bảng phân tích hóa học và biểu đồ so sánh tỷ lệ thu gom, xử lý rác thải giữa các vùng. Các số liệu này làm rõ nhu cầu cấp thiết về đầu tư công nghệ xử lý hiện đại, đồng bộ và phù hợp với điều kiện địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng nhà máy xử lý CTRSH tập trung tại huyện Lương Tài

    • Áp dụng công nghệ đốt thu hồi nhiệt kết hợp ủ sinh học để tận dụng tối đa nguồn năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm.
    • Mục tiêu giảm tồn đọng rác xuống dưới 5% trong vòng 3 năm.
    • Chủ thể thực hiện: UBND huyện phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh.

  2. Triển khai phân loại rác tại nguồn và nâng cao nhận thức cộng đồng

    • Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo người dân phân loại rác hữu cơ và vô cơ.
    • Mục tiêu đạt tỷ lệ phân loại rác tại nguồn trên 60% trong 2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: UBND xã, phường, các tổ chức xã hội và trường học.

  3. Xây dựng hệ thống thu gom, vận chuyển và trạm trung chuyển hiện đại

    • Đầu tư xe thu gom chuyên dụng, trạm trung chuyển để giảm chi phí vận chuyển và ô nhiễm môi trường.
    • Mục tiêu nâng tỷ lệ thu gom lên 95% trong 3 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Công ty môi trường đô thị, chính quyền địa phương.

  4. Kiểm soát và xử lý nước rỉ rác, mùi hôi tại các điểm tập kết và bãi chôn lấp

    • Áp dụng công nghệ xử lý nước rỉ rác sinh học hoặc hóa học, phun chế phẩm vi sinh để giảm mùi hôi.
    • Mục tiêu giảm 80% mùi hôi và ô nhiễm trong 1 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý các điểm tập kết, Sở Tài nguyên và Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và đô thị

    • Lợi ích: Cung cấp số liệu và giải pháp khoa học để xây dựng chính sách quản lý CTRSH hiệu quả.
    • Use case: Lập quy hoạch xử lý rác thải tại các huyện, tỉnh.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành môi trường, kỹ thuật

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, phân tích thành phần và lựa chọn công nghệ xử lý CTRSH.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu, luận văn, dự án khoa học.

  3. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực xử lý chất thải

    • Lợi ích: Hiểu rõ đặc điểm rác thải địa phương để đầu tư công nghệ phù hợp, nâng cao hiệu quả xử lý.
    • Use case: Thiết kế, vận hành nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội

    • Lợi ích: Nâng cao nhận thức về phân loại rác tại nguồn và tác động của xử lý rác thải đến môi trường.
    • Use case: Tham gia các chương trình bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao phải nghiên cứu thành phần chất thải rắn sinh hoạt?
    Việc nghiên cứu thành phần giúp xác định đặc điểm vật lý, hóa học của rác, từ đó lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, hiệu quả và bền vững. Ví dụ, rác có tỷ lệ hữu cơ cao phù hợp với công nghệ ủ sinh học.

  2. Phương pháp xử lý rác thải nào phù hợp với huyện Lương Tài?
    Kết quả nghiên cứu đề xuất kết hợp công nghệ đốt thu hồi nhiệt và ủ sinh học, phù hợp với thành phần rác và điều kiện kinh tế xã hội địa phương.

  3. Tỷ lệ thu gom rác thải hiện nay tại huyện Lương Tài như thế nào?
    Tỷ lệ thu gom chưa đạt 100%, còn tồn đọng khoảng 20.000 tấn rác tại các điểm tập kết, gây ô nhiễm môi trường và mất mỹ quan.

  4. Nhiệt trị của rác thải ảnh hưởng thế nào đến công nghệ xử lý?
    Nhiệt trị thấp do độ ẩm cao làm giảm hiệu quả đốt, đòi hỏi công nghệ đốt phải có thiết kế phù hợp hoặc cần giảm ẩm trước khi xử lý.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm từ các điểm tập kết rác hiện tại?
    Áp dụng xử lý nước rỉ rác, phun chế phẩm vi sinh, quản lý chặt chẽ và nâng cấp cơ sở hạ tầng thu gom, vận chuyển để giảm mùi hôi và côn trùng gây hại.

Kết luận

  • Đã xác định thành phần cơ học và hóa học của CTRSH huyện Lương Tài với tỷ lệ hữu cơ chiếm khoảng 50-60%, nhiệt trị thấp từ 900-1100 kcal/kg.
  • Hiện trạng xử lý rác còn nhiều hạn chế, tồn đọng rác lớn, gây ô nhiễm môi trường.
  • Đề xuất kết hợp công nghệ đốt thu hồi nhiệt và ủ sinh học phù hợp với điều kiện địa phương.
  • Khuyến nghị xây dựng nhà máy xử lý tập trung, nâng cao tỷ lệ phân loại rác tại nguồn và cải thiện hệ thống thu gom, vận chuyển.
  • Tiếp tục nghiên cứu, đánh giá hiệu quả công nghệ và mở rộng áp dụng tại các địa phương khác trong tỉnh Bắc Ninh.

Luận văn là cơ sở khoa học quan trọng để các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng cùng phối hợp nâng cao hiệu quả quản lý và xử lý chất thải rắn sinh hoạt, hướng tới phát triển bền vững môi trường và kinh tế xã hội địa phương.