Chương 1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT SVTH: Mai Huy Mân 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG 1.1 Sơ lược các công nghệ xử lý chất thải rắn Các công nghệ xử lý chất thải rắn được sử dụng trong hệ thống quản lý chất thải rắn bao gồm: - Công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải - Công nghệ đốt chất thải rắn và thu hồi nhiệt năng - Công nghệ làm phân rác - Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh 1.1 Công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải Công nghệ gồm các công đoạn cơ bản sau: - Vật liệu được tách ra khỏi chất thải rắn sinh hoạt đô thị để tái chế và sử dụng lại. những vật liệu được tách ra bao gồm: nhôm, sắt, giấy, nhựa, thủy tinh, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng và phá hủy công trình. - Xử lý sơ bộ như phân loại và nén - Vận chuyển - Xử lý cuối cùng - Cung cấp nguyên liệu thô cho nhà máy sản xuất Ưu điểm cơ bản của công nghệ này là tiết kiêm được nguồn tài nguyên tự nhiên và diện tích bãi chôn lấp.
Nhược điểm việc thu gom và vận chuyển nguyên liệu đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và nhân công.2 Công nghệ đốt chất thải rắn và thu hồi nhiệt năng Công nghệ này được áp dụng để giảm thiểu thể tích, khối lượng của chất thải và thu hồi năng lượng dưới dạng nhiệt năng. Như đã đề cập, thành phần hữu cơ của chất thải rắn sinh hoạt đô thị có thể bị chuyển hóa bởi các quá trình hóa học và sinh học. Quá trình chuyển hóa hóa học được sử dụng phổ biến nhất là đốt chất thải rắn. Ưu điểm: có khả năng giảm 90 – 95% trọng lượng thành phần hữu cơ trong chất thải trong thời gian ngắn, có thể xử lý tại chỗ.
Nhược điểm: đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cho xây dựng lò đốt, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn, vận hành lò đốt phức tạp. Quá trình đốt chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường nếu các biện pháp biện pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo.3 Công nghệ làm phân rác hiếu khí ( Compost) 1.1 Khái niệm SVTH: Mai Huy Mân 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Đây là công nghệ sinh học ứng dụng để chuyển hóa thành phần chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt đô thị thành sản phẩm phân bón. Thể tích và khối lượng rác thải sẽ giảm đáng kể so với khối lượng ban đầu Quá trình làm phân Compost có 4 pha: Pha thích nghi (latent phase): là giai đoạn cần thiết để sinh vật thích nghi với môi trường mới Pha tăng trưởng ( growth phase): đặc trưng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt độ mesophilic Pha ưa nhiệt: là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất đây là giai đoạn ổn định chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất.
Pha trưởng thành: giai đoạn giảm nhiệt độ đến mức mesophilic và cuối cùng cân bằng nhiệt độ môi trường.2 các phương pháp ủ Compost 1.1 Phương pháp ủ thôi luống dài và thổi khí thụ động có xáo trộn: Vật liệu ủ được sắp xếp theo các luống dài và hẹp. Không khí ( oxy) được cung cấp tới hệ thống theo các con đường tự nhiên. Các luống Compost được xáo trộn định kỳ thường xuyên để xáo trộn đều kích thước chất thải rắn Ưu điểm: chất lượng Compost thu được khá đều do xáo trộn thường xuyên. Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cung cấp oxygen.
Nhược điểm: cần nhiều nhân công, thời gian ủ dài, khó kiểm soát mầm bệnh, nhiệt độ. Gây thất thoát Nito và gây mùi,… 1.2 Phương pháp ủ Compost theo luống dài, đống và thổi khí cưỡng bức Vật liệu phủ được sắp xếp thành đống hoặc luống dài. Giảm mùi hôi và mầm bệnh, thời gian ủ ngắn. Có thể làm luống Compost cao và rộng hơn, tiết kiệm quỹ đất.
Nhược điểm: hệ thống phân phối khí dễ bị tắt nghẽn, cần bảo trì thường xuyên, chi phí bảo trì hệ thống và chi phí năng lượng thổi khí làm tăng tổng chi phí 1.3 Phương pháp ủ trong Container SVTH: Mai Huy Mân 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Vật liệu ủ được chứa trong Container, túi đựng hay trong nhà, thổi khí cưỡng bức Ưu điểm: ít chịu ảnh hưởng của thời tiết. kiểm soát quá trình ủ và mùi tốt hơn. Thời gian ủ ngắn hơn, nhu cầu diện tích nhỏ hơn.
Chất lượng Compost tốt hơn Nhược điểm: Vốn đầu tư cao, chi phí vận hành và bảo trì hệ thống cao, thiết kế phức tạp và đòi hỏi trình độ cao, công nhân vận hành đòi hỏi trình độ cao 1.4 Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh Công nghệ này tương đối đơn giản, chôn lấp là phương pháp có thể chấp nhận về khía cạnh môi trường và có kinh tế nhất để xử lý chất thải rắn. Cả những nước phát triển và những nước đang phát triển đều áp dụng công nghệ xử lý này. Thậm chí với việc thực hiện các kỹ thuật chuyển hóa, tái chế giảm thiểu chất thải, việc đổ chất thải rắn trong những bãi chôn lấp hợp vệ sinh vẫn là Phuong pháp quan trọng trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn. Tuy nhiên, khi xây dựng các bãi chôn lấp, chúng ta cần quan tâm ảnh hưởng của bãi rác đến môi trường như nước rỉ rác và khí tạo thành trong quá trình phân hủy kỵ khí trong các bãi rác.1 Khái niệm về bãi chôn lấp hợp vệ sinh Bãi chôn lấp là phương pháp thải bỏ chất thải rắn kinh tế nhất và chấp nhận được về mặt môi trường.
Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm lượng chất thải, tái sinh, tái sử dụng và cả các kỹ thuật chuyển hóa chất thải, việc thải bỏ phần chất thải còn lại ra bãi chôn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong chiến lược quản lý hợp nhất chất thải rắn. Công tác quản lý bãi chôn lấp kết hợp chặt chẽ với quy hoạch, thiết kế, vận hành, đóng cửa, và kiểm soát sau khi đóng cửa hoàn toàn bãi chôn lấp.1 Giải thích thuật ngữ ( Theo thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT- BXD) Bãi chôn lấp chất thải rắn: là một diện tích hoặc một khu đất đã được qui hoạch, được lựa chọn, thiết kế, xây dựng để xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn nhằm giảm tối đa các tác động tiêu cực của bãi chôn lấp tới môi trường. Bãi chôn lấp bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm và các công trình phụ trợ khác như trạm xử lý nước, khí thải, cung cấp điện, nước và văn phòng điều hành. Chất thải rắn: là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động của đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải khu dân cư, chất thải từ hoạt động thương mại, dịch vụ ly dị, bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải do hoạt động xây dựng SVTH: Mai Huy Mân 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Nước rác: là nước phát sinh trong quá trình phân hủy tự nhiên chất thải rắn, có chứa các chất gây ô nhiễm. Khí thải từ ô chôn lấp chất thải: là hỗn hợp khí sinh ra từ ô chôn lấp chất thải do quá trình phân hủy tự nhiên trong chất thải rắn Vùng đệm: là dải đất bao quanh dải chôn lấp nhằm mục đích ngăn cản, giảm thiểu ảnh hưởng tác động xấu của bãi chôn lấp đến môi trường Lớp lót: là các vật liệu được trải trên toàn bộ diện tích đáy và thành bao quanh ô chôn lấp chất thải nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu sự ngấm, thẩm thấu nước rác vào tầng nước ngầm. Lớp che phủ:là lớp vật liệu phủ trên toàn bộ bãi chôn lấp trong khi vận hành và khi đóng BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu tác động từ ô chôn lấp tới môi trường xung quanh và từ bên ngoài vào ô chôn lấp CTR. Hệ thống thu gom khí thải: là hệ thống các công trình, thiết bị thu gom khí thải sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nguy cơ gây cháy, nổ.
Hệ thống thu gom nước rác: là hệ thống các công trình bao gồm tầng thu gom, đường ống dẫn, mương dẫn để thu gom nước rác về hố tập trung hoặc tới trạm xử lý. Hàng rào bảo vệ: là hệ thống tường, rào chắn, vành đai cây xanh hoặc vật cản có chiều cao nhất định bao quanh BCL nhằm hạn chế tác động từ các hoạt động chôn lấp CTR đến môi trường xung quanh. Thời gian hoạt động của BCL: là toàn bộ khoảng thời gian từ khi bắt đầu chôn lấp CTR đến khi đóng BCL. Đóng BCL: là việc ngừng hoàn toàn hoạt động chôn lấp CTR tại BCL.
Hệ thống thoát nước mặt và nước mưa là hệ thống thu gom nước mặt và nước mưa dẫn về nơi quy định nhằm ngăn ngừa nước mặt từ bên ngoài xâm nhập vào các ô chôn lấp. Chủ đầu tư BCL: là tổ chức, cá nhân người Việt Nam hoặc tổ chức, cá nhân người nước ngoài chịu trách nhiệm quản lý vốn/cung cấp vốn đầu tư xây dựng BCL. Chủ vận hành BCL: là tổ chức, cá nhân Việt Nam hoặc tổ chức, cá nhân nước ngoài chịu trách nhiệm trước chủ đầu tư về quản lý khai thác và sử dụng BCL. SVTH: Mai Huy Mân 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Tổ chức chuyên môn kiểm tra BCL: là tổ chức có tư cách pháp nhân thực hiện giám sát, kiểm định, lấy mẫu, phân tích các hạng mục và các chỉ tiêu liên quan tới hoạt động của BCL.2 Các Phản Ứng Xảy Ra Trong Bãi Chôn Lấp Chất thải rắn đổ ra bãi chôn lấp hợp vệ sinh sẽ chịu những biến đổi sinh học, hóa học và lý học xảy ra đồng thời và tương tác với nhau. Các phản ứng sinh học Các phản ứng sinh học quan trọng nhất xảy ra trong bãi chôn lấp là các phản ứng biến đổi các chất hữu cơ thành khí bãi rác và các chất lỏng. Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí thường xảy ra trong khoảng thời gian ngắn ngay sau khi bắt đầu phân hủy chất thải cho đến khi lượng oxy ban đầu không còn nữa. Trong giai đoạn phân hủy hiếu khí, khí thải sinh ra chủ yếu là CO2.
Khi oxy bị tiêu thụ hoàn toàn, quá trình phân hủy trở thành kỵ khí, chất hữu cơ bị chuyển hóa thành CO2, CH4, và một phần nhỏ khí NH3 và H2S.