ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xu thế phát triển kinh tế - xã hội như hiện nay, quá trình đô thị hóa, hiện đại hóa ngày càng diễn ra mạnh mẽ, đặc biệt là đối với thành phố Hà Nội - là Thủ đô, cũng là một trong những thành phố lớn và phát triển bậc nhất của nước ta. Quá trình phát triển về kinh tế cũng đi đôi là sự tồn tại của các vấn đề về môi trường ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là sự phát sinh khối lượng chất thải rắn ngày càng nhiều đã và đang ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường cũng như chất lượng cuộc sống. Đại học Lâm Nghiệp – một trong những trường đại học có quy mô lớn đứng đầu cả nước với tổng diện tích là 160 ha, bao gồm khuôn viên và khu rừng thực nghiệm cùng các công trình, cơ sở vật chất đã xây dựng đáp ứng nhu cầu giảng dạy cho hơn 10.000 sinh viên, đáp ứng nhu cầu nhà ở và sinh hoạt cho gần 6.000 sinh viên và giáo viên. Với đặc thù như vậy, hàng ngày đã tạo ra một lượng rác thải sinh hoạt rất lớn.
Tuy nhiên, hiện nay nhà trường đang áp dụng giải pháp tập trung thu gom và xử lý rác thải ngay tại trường (khu vực rừng thực nghiệm) bằng biện pháp chôn lấp. Điều đáng quan tâm là rác thải không được phân loại và phun chế phẩm trước khi đem chôn lấp, bãi chôn lấp không được thiết kế đúng tiêu chuẩn đang trở thành vấn đề đáng lo ngại cho môi trường khu vực núi Luốt nói riêng và toàn khu vực Thị trấn Xuân Mai nói chung. Nhằm đánh giá tác động và đề xuất giải pháp để giảm thiểu các vấn đề tiêu cực đó, nhiều đề tài đã tiến hành nghiên cứu tại khu vực núi Luốt trường ĐHLN và thu được nhiều kết quả có ý nghĩa, cụ thể: Đề tài nghiên cứu của Trần Thị Hương và các cộng sự năm 2014 đã xác định được khối lượng và thành phần rác thải phát sinh tại trường ĐHLN và đưa ra được mô hình thiết kế cho bãi chôn lấp mới đạt tiêu chuẩn; Nhóm tác giả Phùng Quốc Tuấn Anh, Nguyễn Chiến Thắng, Ngô Thị Minh Hoa (2005) đã nghiên cứu đánh giá được hiện trạng, nhu cầu xử lý rác thải nói riêng và quản lý tổng hợp nói chung tại khu vực nghiên cứu. Đồng thời, trong quá trình nghiên cứu các tác 1 giả đã cho thấy khả năng làm tăng tốc độ phân huỷ rác hữu cơ bằng chế phẩm sinh học EM và Bokashi, tăng hiệu quả xử lý.
Tuy nhiên thì các đề tài này chỉ dừng lại ở mức đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp mang tính chung chung cho tất cả lượng rác thải phát sinh tại trường ĐHLN mà chưa đề cập đến công tác phân loại rác thải và đưa ra biện pháp cụ thể để xử lý từng loại rác, đặc biệt là đối với lượng lớn rác hữu cơ phát sinh. Nhận thấy tính cấp thiết của vấn đề, tôi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế mô hình xử lý rác thải hữu cơ của trường Đại học Lâm Nghiệp bằng công nghệ ủ phân compost” để xử lý rác hữu cơ – thành phần rác thải chủ yếu phát sinh tại trường ĐHLN nhằm giảm thiểu lượng rác thải thải ra môi trường, tận dụng rác thải để tạo phân vi sinh và nâng cao hiệu quả quản lý rác thải tại trường ĐHLN 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Thực trạng phát sinh và xử lý rác thải 1.Thực trạng phát sinh và xử lý rác thải trên Thế Giới 1. Thực trạng phát sinh rác thải Nhìn chung, lượng rác thải phát sinh ở mỗi nước trên thế giới là khác nhau, phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế, dân số và thói quen tiêu dùng của người dân nước đó.
Tỷ lệ phát sinh rác thải tăng theo tỷ lệ thuận với mức tăng GDP tính theo đầu người. Tỷ lệ phát sinh rác thải theo đầu người ở một số thành phố trên thế giới: Băng Kok (Thái Lan) là1,6kg/người/ngày; Singapore là 2kg/người/ngày; Hồng Kông là 2,2kg/người/ngày; NewYork (Mỹ) là 2,65kg/người/ngày. Tỷ lệ CTR phát sinh trong dòng CTR đô thị rất khác nhau giữa các nước. Theo ước tính, tỷ lệ chiếm tới 60-70% ở Trung Quốc (Gao et al.2002); chiếm 78% ở Hồng Kông; 48% ở Philipin và 37% ở Nhật Bản; chiếm 80% ở nước ta.
Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới, nước có thu nhập cao chỉ có khoảng 25-35% chất thải sinh hoạt trong toàn bộ dòng CTR đô thị[10] + Tại Anh: Số liệu thống kê tổng lượng chất thải ở Anh cho thấy hàng năm Liên hiệp Anh tạo ra 307 triệu tấn chất thải, trong đó ước tính 46,6 triệu tấn chất thải sinh học và chất thải dạng tương tự phát sinh ở Anh, trong đó 60% chôn lấp, 34% được tái chế và 6% được thiêu đốt. Chỉ tính riêng rác thải thực phẩm, theo dự án khảo sát được thực hiện từ tháng 10/2006-3/2008, chất thải thực phẩm từ hộ gia đình nhiều hơn tới hàng tấn so với chất thải bao bì chiếm 19% chất thải đô thị. Hàng năm hộ gia đình ở Anh phát sinh 6,7 triệu tấn chất thải thực phẩm, ở England là 5,5 triệu tấn, trong đó 4,1 triệu tấn là thực phẩm có thể sử dụng được. Trung bình mỗi hộ gia đình thải ra 276 kg chất thải thực phẩm/năm hay 5,3 kg/tuần, trong đó 3,2 kg vẫn có thể sử dụng được[11] + Tại Nhật Bản: Theo số liệu thống kê của Bộ TN & MT Nhật Bản, hàng năm nước này có khoảng 450 triệu tấn rác thải, trong đó phần lớn là rác 3 công nghiệp (397 triệu tấn).
Trong tổng số rác thải trên, có khoảng 5% rác thải phải đưa tới bãi chôn lấp, trên 36% được đưa đến các nhà máy để tái chế. Số còn lại được xử lý bằng cách đốt hoặc chôn tại các nhà máy xử lý rác. Với rác thải sinh hoạt của các gia đình, khoảng 70% được tái chế thành phân bón hữu cơ, góp phần giảm bớt nhu cầu sản xuất và nhập khẩu phân bón[11] + Tại Singapore: Mỗi ngày thải ra khoảng 16. Rác ở Singapore được phân loại tại nguồn (nghĩa là nhà dân, nhà máy, xí nghiệp.
Nhờ vậy 56% số rác thải ra mỗi ngày (9.000 tấn) quay lại các nhà máy để tái chế.000 tấn) được đưa vào bốn nhà máy thiêu rác để đốt thành tro. Mỗi ngày chừng 1.500 tấn tro rác cùng với 500 tấn rác không thể đốt được sẽ lên sà lan trực chỉ Semakau Landfill. Như vậy khối lượng từ 16.000 tấn rác mỗi ngày, sau khi đốt rác Singapore chỉ cần bãi đổ rác cho hơn 10% lượng rác đó, xấp xỉ 2. Trong khi đó, ở Việt Nam đặc biệt là TP.HCM thải ra khoảng 8.000 tấn rác (bằng 1/2 Singapore) nhưng phải tìm chỗ chôn lấp cho một lượng rác thải gấp bốn lần Singapore.
Ngoài ra, Singapore còn tận dụng nhiệt năng sinh ra trong khi đốt rác để dùng cho việc chạy máy phát điện đủ cung cấp 3% tổng nhu cầu điện của Singapore[8] + Tại Nga: Mỗi người bình quân thải ra môi trường 300 kg rác/người/năm. Tương đương một năm nước này thải ra môi trường khoảng 50 triệu tấn rác, riêng thủ đô Matxcova là 5 triệu tấn/năm[11] Theo Ngân hàng Thế giới, các đô thị của Châu Á mỗi ngày phát sinh khoảng 760.000 tấn chất thải rắn đô thị. Đến năm 2025, dự tính con số này sẽ tăng tới 1,8 triệu tấn/ngày. Phát sinh CTR đô thị ở một số nước Châu Á[11] Tỷ lệ phát Lượng Tỷ lệ phát Dân số Lượng phát sinh RTSH GDP/ sinh RTSH Quốc gia Năm (triệu sinh CTRĐT MSW/ (nghìn người (kg/người/ người) (kilôtấn/năm) người/ tấn/ ngày) ngày năm) Trung Quốc 2000 1267,4 856 130320 1,701 781933 1,023 2380 Hồng Kông 2003 6,8 34404 1,39 27004 1,09 0 Ấn Độ 2002 1052,0 471 - 0,2-0,55 - - 6 Indonesia 1995 194,8 1038 - 0,76 - - 1001 Hàn Quốc 2002 47,6 181897 1,05 - - 3 Malaysia 2002 24,5 3868 - 0,88-1,448 - - Philipin 2002 76,5 978 106709 0,5-0,79 - - 1257 Đài Loan 2002 22,6 797010 0,97 - - 0 Thái Lan 2002 62,8 5430 1431711 0,62 - - Thổ Nhĩ Kỳ 2001 68,5 2146 2510012 1,00 - 0,57 (Nguồn: Waste management and recycling in Asia, IGES, 2005) Thành phần rác ở các nước trên thế giới là khác nhau tùy thuộc vào thu nhập và mức sống của mỗi nước.
Nước có nền công nghiệp phát triển thì thành phần các chất vô cơ trong rác thải phát sinh chiếm đa số, lượng rác này là nguyên liệu cho ngành công nghiệp tái chế. Hàng năm nước Mỹ phát sinh một khối lượng rác lên tới 10 tỷ tấn. Trong đó, rác thải từ quá trình khai thác dầu mỏ chiếm 75%, hoạt động nông nghiệp chiếm 13%; hoạt động công nghiệp chiếm 9,5%; rác thải từ cặn cống thoát nước chiếm 1%; rác thải sinh hoạt chiếm 1,5%. Các phương pháp xử lý rác thải trên thế giới Hiện nay vấn đề quản lý, xử lý rác thải ở các nước trên thế giới ngày càng được quan tâm.
Đặc biệt đối với các nước phát triển, vấn đề này càng được tiến hành chặt chẽ, từ ý thức thải bỏ rác thải của người dân, quá trình phân loại tại nguồn, thu gom, tập kết rác thải tới các trang thiết bị thu gom, vận chuyển theo từng loại. Quy định đối với việc thu gom, vận chuyển, xử lý 5 rác thải được quy định chặt chẽ, rõ ràng, đầy đủ trang thiết bị phù hợp hiện đại. Sự khác biệt giữa quản lý rác thải của các nước phát triển đối với các nước đang phát triển đó là có sự tham gia của cộng đồng + Tại Đức: Hiện nay, Đức đang dẫn đầu trên thế giới về công tác tái chế rác thải. Việc phân loại rác đã được thực hiện nghiêm túc ở Đức từ năm 1991.
Rác bao bì gồm hộp đựng thức ăn, nước hoa quả, máy móc bằng nhựa, kim loại hay carton được gom vào thùng màu vàng, thùng xanh dương cho giấy, thùng xanh lá cây cho rác sinh học, thùng đen cho thủy tinh. Những lò đốt rác hiện đại của nước Đức hầu như không thải khí độc ra môi trường. Das Duele System Deutschland (DSD) – “Hệ thống hai chiều của Đức” được các nhà máy tái chế sử dụng để xử lý các loại rác thải, nhiều nhà máy đã chi khoản phí gần 1,2 tỷ USD để sử dụng công nghệ trên. Tại các dây chuyền phân loại, các camera hồng ngoại hoạt động với tốc độ 300.000km/s để phân loại 10 tấn vật liệu mỗi giờ.
Ống hơi nén được điều khiển bằng máy tính đặt ở các băng chuyền có nhiệm vụ tách riêng từng loại vật liệu. Sau đó rác thải sẽ được rửa sạch, nghiền nhỏ và nấu chảy. Quá trình trên sẽ cho ra granulat - là một nguyên liệu thay thế dầu thô trong công nghiệp hoặc làm chất phụ gia.