Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 1 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐÔ THỊ VIỆT NAM VÀ ĐÔ THỊ
LOẠI IV
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐÔ THỊ VIỆT NAM
Các đô thị tại Việt Nam là những thành phố, thị xã, thị trấn được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền ra quyết định thành lập. Các đô thị được chia thành 6 loại gồm đô
thị đặc biệt và các đô thị từ loại I đến loại V. Các đô thị đặc biệt, loại I và loại II phải do
Thủ tướng ra quyết định công nhận; các kiểu đô thị loại III và IV do Bộ Xây dựng ra
quyết định công nhận; và loại V do Ủy ban Nhân dân cấp tỉnh công nhận. Hiện tại Việt
Nam có hai đô thị đặc biệt là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, 15 đô thị loại I, 16 đô
thị loại II, 45 đô thị loại III, 66 đô thị loại IV. Khoảng 35% dân số Việt Nam sống ở đô
thị.
Đô thị được phân thành 6 loại được các cơ quan nhà nước có thẩm quyền công
nhận như sau:
1. Đô thị loại đặc biệt là thành phố trực thuộc Trung ương có các quận nội thành,
huyện ngoại thành và các đô thị trực thuộc.
2. Đô thị loại I, loại II là thành phố trực thuộc Trung ương có các quận nội thành,
huyện ngoại thành và có thể có các đô thị trực thuộc; đô thị loại I, loại II là thành phố
thuộc tỉnh có các phường nội thành và các xã ngoại thành.
3. Đô thị loại III là thành phố hoặc thị xã thuộc tỉnh có các phường nội thành, nội
thị và các xã ngoại thành, ngoại thị.
4. Đô thị loại IV là thị xã thuộc tỉnh có các phường nội thị và các xã ngoại thị.
5. Đô thị loại IV, đô thị loại V là thị trấn thuộc huyện có các khu phố xây dựng tập
trung và có thể có các điểm dân cư nông thôn.
Các tiêu chuẩn cơ bản để phân loại đô thị được xem xét, đánh giá trên cơ sở hiện
trạng phát triển đô thị tại năm trước liền kề năm lập đề án phân loại đô thị hoặc tại thời
điểm lập đề án phân loại đô thị, bao gồm:
1. Chức năng đô thị
Là trung tâm tổng hợp hoặc trung tâm chuyên ngành, cấp quốc gia, cấp vùng liên
Chất thải rắn sinh hoạt sinh ra từ hoạt động hàng ngày của con người. Rác thải
sinh hoạt thải ra ở mọi nơi, mọi lúc trong phạm vi thành phố hoặc khu dân cư, từ các hộ
gia đình, khu thương mại, chợ, và các tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn, công viên,
khu vui chơi giải trí, các viện nghiên cứu, trường học, các cơ quan nhà nước v.v.
Cuộc cách mạng về công nghiệp đã mang lại nhiều lợi ích cho con người như nâng
cao mức sống, công tác phục vụ ngày càng tốt hơn, nhưng đồng thời cũng sinh ra một
lượng chất thải rắn rất lớn. Những năm đầu của thập kỷ 80, chất thải rắn đã trở thành vấn
đề môi trường được quan tâm hàng đầu. Cho đến những năm 90, khi các thông tin khoa
học đang trình bày về các vấn đề có thể xảy ra thì chất thải rắn đã liên tục gây ảnh hưởng
lớn đến môi trường và nhiều nước đã phải đầu tư không nhỏ để giải quyết những vấn đề
này bằng các chương trình môi trường đặc biệt.
Cùng với xu thế chung của thế giới, ở nước ta trong những năm gần đây chính phủ
rất coi trọng việc bảo vệ môi trường và các biện pháp để quản lí chất thải rắn. Các
phương pháp xử lý chất thải rắn đang được áp dụng tại Việt Nam hiện nay tập chung vào:
- Tái chế chất thải: Việc tái chế chất thải chỉ mang tính tự phát, tập trung ở những
thành phố lớn Hà Nội, Hải Phòng, TP. Hồ Chí Minh Các loại phế thải có giá trị như:
Thuỷ tinh, Đồng, Nhôm, sắt, giấy được đội ngũ đồng nát thu mua ngay tại nguồn, chỉ
còn một lượng nhỏ tới bãi rác và tiếp tục thu nhặt tại đó. Tất cả phế liệu thu gom được
chuyển đến các làng nghề. Tại đây quá trình tái chế được thực hiện. Việc thu hồi sử dụng
chất thải rắn góp phần đáng kể cho việc giảm khối lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp,
tận dụng được nguồn nguyên liệu đầu vào cho các quá trình sản xuất, tạo công ăn việc
làm cho một số lao động.
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 4 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
- Đốt chất thải: Được áp dụng để xử lí chất thải nguy hại như chất thải bệnh viện,
các bệnh viện lao, viện 198 mới xây lò đốt chất thải. Tại Hà Nội có lò đốt chất thải bệnh
viện công suất 3,2tấn/ngày đặt tại Tây Mô. Tại TP. Hồ Chí Minh có lò đốt chất thải bệnh
viện công suất 7,5 tấn/ngày. Phương pháp đốt chất thải còn được dùng để xử lí chất thải
công nghiệp như lò đốt chất thải giầy da ở Hải Phòng, lò đốt cao su công suất 2,5tấn/
ngày ở Đồng Nai.
Quy định của TCVN 6696 - 2000, định nghĩa bãi chôn lấp hợp vệ sinh: “Khu vực
được quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải phát sinh từ các khu dân cư,
đô thị và các khu công nghiệp. Bãi chôn lấp chất thải rắn bao gồm các ô chôn lấp chất
thải, vùng đệm và các công trình phụ trợ: trạm xử lý nước rác, khí thải, cung cấp
điện, ”
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 6 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
Thực chất của chôn lấp là cho rác vào các ô chôn lấp và cô lập với môi trường
xung quanh bởi lớp lót đáy, lót thành hai bên và lớp che phủ bên trên bề mặt, khí và nước
rác sinh ra đều được thu gom xử lý riêng cho từng loại.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của chất thải rắn
khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề trên.
Trong phương pháp xử lý chất thải rắn thì chôn lấp là phương pháp phổ biến và
đơn nhất. Chất đem đi chôn là những chất không tái chế, không làm phân hữu cơ, hay là
được thải ra từ các quá trình làm phân hữu cơ, đốt, quá trình khác, ở Việt Nam hiện tại
trên 90% rác thu gom được đều xử lý bằng phương pháp chôn lấp.
Cấu tạo của bãi chôn lấp hoàn chỉnh bao gồm lớp lót đáy, lớp phủ trung gian, hệ
thống thu gom nước rác, ô chôn lấp, hệ thống thu gom khí, lớp phủ bên trên, các rành thu
gom nước mưa.
2.1.1. Cấu tạo của lớp lót đáy.
Mục đích của lớp lót đáy: Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường, tránh nguồn
nước rỉ rác xâm nhập vào gây ô nhiễm môi trường đất, nước ngầm, do vậy lớp lót phải
bảo đảm cách ly được lượng nước rác bên trong và môi trường ngoài.
Để đảm bảo cho nước rác không thấm qua và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, yếu
cầu của lớp lót đáy cần phải đảm bảo đứng thiết kế và một số yêu cầu sau đây.
- Lớp vải lọc đia chất nhằm ngăn không cho cát và sỏi nhỏ roi vào ống thu gom
làm tắt nghẽn hệ thống thu gom nước rác.
- Lớp sỏi cát nhằm lọc nước rác từ phần rác chôn lấp
- Màng địa chất nhằm ngăn chặn nước thấm qua
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 7 SVTH: Trần Hải Dương
2.1.4. Hệ thống thu gom khí:
Sau khi rác được chôn lấp vào bãi xảy ra hàng loạt phản ứng sinh hoá (bao gồm
cả hiếu khí và yếm khí) trong bãi rác làm phát sinh các khí thải: CO2, CH4, NOx,
SOx,
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 9 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
Ống thu gom khí
Do quá trình yếm khí lâu
dài nên lượng khí CH4 tạo ra rất lớn, nếu quy mô bãi rác lớn có thể thu hồi nguồn khí
sinh học này để sản sinh năng lượng.
Nếu ô chôn lấp kín tạo ra áp suất lớn ảnh hưởng có hại đến bãi chôn lấp.
Sơ đồ hệ thống thu gom khí thải từ bãi rác
2.2. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp sinh học.
2.2.1. Sản xuất phân hữu cơ (compost).
a. Khái niệm: Ủ sinh học (compost) có thể được coi như là quá trình ổn định sinh
hoá các chất hữu cơ để thành các chất mùn, với thao tác và kiểm soát một cách khoa học
tạo môi trường tối ưu cho quá trình.
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 10 SVTH: Trần Hải Dương
VSV + dd VSV
VSV + dd VSV
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
b. Ưu điểm của phương pháp làm phân hữu cơ:
- Giảm lượng chất thải phát sinh (khoảng 50% lượng chất thải sinh hoạt).
- Tạo ra sản phẩm phân hữu cơ phục vụ cho trồng trọt (thay thế một phần cho phân
hóa học, tạo độ xốp cho đất, sử dụng an toàn, dể dàng).
- Góp phần cải tạo đất (giúp tăng độ mùn, tơi xốp của đất)
- Tiết kiệm bãi chôn lấp, giảm ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường của chất thải rắn.
- Vận hành đơn giản, dễ bảo trì và kiểm soát chất lượng sản phẩm.
- Giá thành để xử lý tương đối thấp.
c. Nhược điểm:
2
O + (d-nz)NH
3
Cân bằng phương trình theo các nguyên tố
đối với: C: a= nw + s
H: b= nx + 2r + 3(d-nz)
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 11 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
O: c= ny + 2s + r - 2m
N: d= nz + d- nz (như vậy không có ý nghĩa nên không cần phải xét đến)
m = 1/2(ny + 2s + r -c)
Do đó dựa vào cần bằng của phương trình phản ứng chúng ta có thể xác định được
lượng ôxy cần thiết cung cấp cho phản ứng.
e. Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm phân hữu cơ:
- Vi sinh vật
Vi sinh vật theo nhiệt độ được phân thành ba nhóm
- Nhóm vi sinh vật ưa lạnh: -10 → 20
0
C (15
0
C)
- Nhóm vi sinh vật ưa ấm: 20 → 50
0
C (35
0
C)
- Nhóm vi sinh vật ưa nóng 45 →75
0
C (55
0
hô hấp trao đổi chất. Nhiệt độ của các đống ủ có thể được điều chỉnh bởi các dòng khí
lưu thông. Trong ủ rơm rạ có thể điều chỉnh gián tiếp bằng cách đảo trộn. Nhìn chung sau
quá trình trộn nhiệt độ giảm xuống 5 - 100C, nhưng nhiệt độ sẽ tăng trở lại với nhiệt độ
ban đầu sau vài giờ đồng hồ. Nhiệt độ trong đống ủ sẽ giảm sau dần sau khi đống ủ chín.
- pH:
pH là một yếu quan trong trong quá trình ủ, việc điều chỉnh pH nhằm tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình ủ. Giá trị pH sẽ có biến động rất lớn trong suốt thời gian ủ. Giá trị
khởi đầu của các thành phần hữu cơ trong rác đặc trưng từ 5 – 7, những ngày đầu tiếp
theo giá trị pH <=5. Gia đoạn này sinh khối chất hữu cơ giai đoạn tích luỹ nhiệt, nhóm
sinh vật ưa nhiệt trung bình sẳn có trong rác thải bắt đầu phát triển và nhiệt độ tăng lên
nhanh chóng (sau khoảng 3 ngày) và đạt đến nhiệt độ cao, lúc này pH tăng lên 8 – 8,5.
Sau đó quá trình ủ phân chín, nhiệt độ lạnh dần và pH giảm xuống 7 – 8. Nếu pH giảm
xuống nhỏ hơn 4 thì quá trình ủ thất bại.
- Các mầm bệnh.
Sự phân huỷ diệt các mềm bệnh của các sinh vật là quan trọng trong khi thiết kế các
thành phần trong quá trình ủ sinh học, nó sẽ chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và quá trình
hiếu khí. Những thông tin về nhiệt độ giới hạn của các. Ví dụ loài salmonella có thể bị
phân huỷ trong 15 - 20 phút ở nhiệt độ 60
o
C, hoặc trong một giờ ở nhiệt độ 55
o
C. Hầu hết
các sinh vật gây bệnh đều chết nhanh chóng khi nhiệt độ đạt đến 55
o
C, chỉ có một số loài
sống sót ở nhiệt độ trên 67
o
C trong thời gian ngắn.
Sơ đồ công nghệ quá trình làm phân hữu cơ
Rác hữu cơ → cân → bãi tập kết → dùng cẩu, băng chuyền → băng tải phân loại
Lactic
Butylic
Sacarit
H2, CO2, HCOOH, CH3COOH, CH3OH, (CH3)3N
CH4 + CO2
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
2.2.2. Sản xuất khí sinh học (phân huỷ yếm khí)
Khí sinh học là khí được tao ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều
yếm khí, trong đó chúng ta sử dụng methan là khí đốt.
CaHbNcOd + mH
2
O nCwHxOyNz + sCO
2
+ mCH
4
+ (d-nz)NH
3
+ Q + bùn +
TB
Cơ chế quá trình phân hủy yếm khí
thuỷ phân
axit hoá
Methan hóa:
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 14 SVTH: Trần Hải Dương
nhiệt độ 500C
bùn
khí biogas
khí này chiếm 50% là CH4
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
Các phản ứng của các giai đoạn methan hóa
3
)
3
N + H
2
O → CH
4
+ CO
2
+ NH
3
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy yếm khí.
+ Nguyên liệu: càng nhiều phân hữu cơ phân hủy sinh học càng tốt, phải tách các
chất không thể phân huỷ sinh học ra.
+ Kích thước càng nhỏ → mặt tiếp xúc càng lớn do đó phân hủy càng nhanh.
+ Nước là một yếu tố quan trọng đối với quá trình phân huỷ yếm khí.
- Loãng: 4 -8% pha rắn còn lại là nước.
- Đặc thì chiếm từ 20 -30% pha rắn và phần cón lại là nước.
+ Vi sinh vật tham gia vào quá trình: Tất cả những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát
triển của VSV giống đối với quá trình hiếu khí.
Tỷ lệ C:N=30:1 (với tỷ lệ này thích hợp nhất cho quá trình phân của hủy của các vi sinh
vật yếm khí).
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 15 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
2.3. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt.
2.3.1. Khái niệm chung.
Là quá trình ôxy hóa chất thải rắn bằng ôxy không khí ở điều kiện nhiệt độ cao và
là một phương pháp được sử dụng phổ biến của các nước phát triển trên thế giới.
2.3.2. Ưu nhược điểm của quá trình đốt.
* Ưu điểm :
phận chính sau:
- Mặt bằng kho bãi và hệ thống tiếp liệu.
- Thiết bị thiêu đốt.
- Hệ thống thu hồi năng lượng (tuỳ thuộc vào từng điều kiện cụ thể).
- Các thiết bị phân tích và xử lý khói.
- Kho bãi chứa các chất thải bả sau khi đốt.
2.3.4. Những vấn đề cần quan tâm khi lựa chọn phương pháp đốt.
- Lượng chất thải phát sinh: xác định lượng chất thải có đảm bảo cho lò hoạt động
liên tục không.
- Năng suất toả nhiệt của rác thải (thông thường đối với rác thải sinh hoạt nhiệt
lượng 6.300 - 7.000 kJ).
- Các tiêu chuẩn môi trường: Trong quá trình đốt luôn kem theo quá trình thải các
khí thải vào môi trường không khí do vậy phải yêu cầu hệ thống lọc khí đạt tiêu chuẩn
môi trường.
- Chọn vị trí: Chọn ví trí sao cho không ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng (tối
thiểu 200m).
- Lựa chọn công nghệ
- Kinh phí: khả năng kinh phí của địa phương có thể đảm bảo đầu tư trang bị
không?
- Doanh thu từ việc bán năng lượng
- Có khả năng thanh toán, tính toán cân đối các nguồn thu chi.
- Lực lượng điều hành phương tiện này.
2.3.5. Nguyên lý của quá trình đốt:
- Những chất cháy được: chất thải hữu cơ
CT hữu cơ + O
2
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 17 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
2.3.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt
c. Đảo trộn chất thải rắn: mục đích là tăng khả năng không khí tiếp xúc với chất
thải để hiệu suất đốt cháy cao hơn.
2.3.7. Một số loại lò đốt rác
a. Lò ghi (Lò đốt thanh ghi): Là loại lò phổ biến nhất để thiêu đốt các chất thải. Lò
ghi có nhiều kiểu lò nhưng khác nhau về kích thước, hình dáng và chế độ luân chuyển
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 18 SVTH: Trần Hải Dương
Chất thải
không khí
Thứ cấp
Sơ cấp
Ghi lò
Không khí
Phun dầu
Không khí
Không khí
Con người
từ 270
Chất thải
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
* Ưu điểm: Chi phí đầu tư rẻ, vận hành đơn giản.
* Nhược điểm: Do chất thải không được đão trộn do đó chế độ vận hành không được
tốt
b. Lò quay:
Ưu điểm: - Có thể điều chỉnh được năng suất đốt do điều chỉnh góc
- Chất thải luôn được đảo trộn
- Dễ dàng tự động hóa
Nhược điểm: Giá thành đắt, đòi hỏi công nhân vận hành phải có trình độ tay nghề
cao đối với phương pháp đốt này giảm được lượng co, dioxin hình thành, giảm lượng
CxHy. đối với lượng dioxin trong thực tế thì co giảm đồng thời với lượng dioxin ít. Để
giảm lượng NOx phun NH
Trộn đều
Ép hay đùn ra
Sản phẩm mới
Chất thải lỏng hỗn hợp
Thành phần polyme hoá
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
tích tối đa tạo thành kiện. Các kiện này được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như
đắp đê, san bằng các vùng đất trũng sau khi phủ lên các lớp đất cát.
* Ổn định chất thải rắn bằng công nghệ Hydromex.
Đây là công nghệ mới. Công nghệ Hydromex nằm xử lý rác thải đô thị thành các
sản phẩm phục vụ xây dựng, làm vật liệu, năng lượng và sản phẩm nông nghiệp hữu ích.
Bản chất của công nghệ Hydromex là nghiền nhỏ rác sau đó polyme hoá và sử
dụng áp lực lớn để nén ép định hình các sản phẩm.
Quy trình công nghệ như sau:
- Rác được thu gom chuyển về nhà máy đưa vào máy cắt và nghiền nhỏ-> thiết
bị trộn bằng băng tải
- Chất thải lỏng được pha trộn trong bồn phản ứng bơm vào thiết bị trộn. Chất
lỏng và rác kết dính với nhau hơn sau khí cho thêm thành phần polyme. Sản phẩm ở dạng
bột ướt chuyển đến máy ép khuôn và cho ra sản phẩm mới. Các sản phẩm này bền, an
toàn về mặt môi trường.
+ Công nghệ này có các ưu nhược điểm sau:
- Công nghệ tương đối đơn giản, chi phí đầu tư không lớn
- Xử lý được cả chất thải rắn và lỏng
- Trạm xử ý có thể di chuyển hoặc cố định
- Rác sau khi xử lý tạo thành sản phẩm mang lại lợi ích kinh tế
- Tăng cường khả năng tái chế tận dụng chất thải.
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 21 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 22 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
3.2. Điều kiện hành chính
Dân số toàn huyện năm 2011 là 102.346người. mật độ dân số là 1.375 người/km2.
huyện Văn Lâm có 11 đơn vị hành chính bao gồm 10 xã 1 thị trấn:
Các đơn vị hành chính và diện tích xã/thị trấn
TT Đơn vị hành chính Diện ch()
1 Thị trấn Như Quỳnh 7.07
2 Xã Lạc Đạo 8.58
3 Xã Chỉ Đạo 5.97
4 Xã Đại Đồng 8.03
5 Xã Việt Hưng 7.55
6 Xã Tân Quang 6.02
7 Xã Minh Hải 7.73
8 Xã Lương Tài 8.89
9 Xã Trưng Trắc 4.90
10 Xã Lạc Hồng 5.20
11 Xã Đình Dù 4.48
GVHD: GS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái 24 SVTH: Trần Hải Dương
Môn học: Xử lý chất thải rắn Trường Đại học Xây Dựng
TT Đơn vị hành chính Diện ch()
Tổng số 74.42
3.3. Hạ tầng kĩ thuật
- Cấp điện: Các tuyến đường dây tải điện và các trạm biến áp trung và hạ thế trên địa bàn
huyện đã từng bước được nâng cấp. Đến nay 100% số hộ nông thôn đã có điện.
- Cấp nước: Theo số liệu thống kê và điều tra từ năm 2005-nay khoảng 100% số hộ đã
được dung nước hợp vệ sinh từ Trạm cấp nước quy mô cho từng vùng và các giếng
khoan gia đình theo chương trình cấp nước sạch nông thôn
- Giao thông vận tải: Văn Lâm có Quốc lộ 5A và đường sắt Hà Nội-Hải Phòng chạy từ
đông sang tây. hai trục giao thông này là điều kiện thuận lợi để Văn Lâm có thể giao lưu
trực tiếp với hai trung tâm kinh tế. văn hóa lớn. quan trọng của các tỉnh phía Bắc là Hà
Nội và Hải Phòng-Quảng Ninh. Hệ thống cầu. đường chính trên địa bàn đã cơ bản được