ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Việt Hà
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH BÁN HIẾU KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Cao Thế Hà
Hà Nội - 2013
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà iii Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

1. Tính cấp thiết của đề tài 1

2. Mục tiêu của đề tài 2


HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà iv Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

1.3.1. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật 25

1.3.2. Ô nhiễm môi trường không khí 26

1.3.3. Ô nhiễm môi trường nước 26

1.3.4. Ô nhiễm môi trường đất 27

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1. Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1. Thành phần, tính chất, đặc điểm của chất thải đô thị 29

2.1.2. Dự báo lượng chất thải phát sinh ở Việt Nam 30

2.1.3. Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh bán hiếu khí 34

2.2. Phương pháp nghiên cứu 47

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu 47

2.2.2. Phương pháp thực nghiệm 47

2.2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 53

2.2.4. Phương pháp thống kê và phân tích 58


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi chôn lấp của một số
địa phương năm 2009 – 2010 (%) [2] 8
Bảng 1. 2: Ước tính lượng chất thải rắn đô thị phát sinh đến năm 2025 [2] 10

Bảng 2. 1: Thành phần chất thải rắn của mẫu chất thải rắn lấy tại điểm trung chuyển
trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội 29
Bảng 2. 2: Dân số đô thị và dân số cả nước năm 2009 - 2049 30
Bảng 2. 3: Lượng chất thải rắn đô thị phát sinh và diện tích bãi chôn lấp từ năm
2011 - 2041 32
Bảng 2. 4: Chất lượng nước rác của các kiểu chôn lấp [40] 40
Bảng 2. 5: Phân tích chi phí – lợi ích việc đầu tư bãi chôn lấp bán hiếu khí [36] 46
Bảng 2. 6: Các thông số của chất thải rắn được nạp vào hệ thí nghiệm 50
Bảng 2. 8: Các chỉ tiêu của các hệ xử lý rác sau khi nạp liệu 51 Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà vii Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Tình trạng xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam [2] 11
Hình 1. 2: Kiểu chôn lấp yếm khí [39] 19
Hình 1. 3: Kiểu chôn lấp hiếu khí [39] 21
Hình 1. 4: Kiểu chôn lấp bán hiếu khí [39] 22
Hình 1. 5: Các nguồn gây ô nhiễm đất của một số nước trên thế giới [38] 27

Hình 2. 1: Sơ đồ kiểu chôn lấp bán hiếu khí [29] 35
Hình 2. 2 : Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ của phương pháp chôn lấp bán hiếu khí [41]
36
Hình 2. 3: Sự thay đổi của tỷ lệ độ lún trong mô hình chôn lấp bán hiếu khí và yếm

Hình 3. 8: Đồ thị để tìm các hệ số n và k của phương trình (3) 69
Hình 3. 9: Đồ thị biểu diễn thể tích nước rác phát sinh thực nghiệm và tính toán
theo phương trình (3) 70
Hình 3. 10: Đồ thị để tìm các hệ số Vmax và k của phương trình (4) 70
Hình 3. 11: Đồ thị biểu diễn thể tích nước rác phát sinh thực nghiệm và tính toán
theo phương trình (3) 71
Hình 3. 12: Diến biến của pH theo thời gian 72
Hình 3. 13: Diễn biến EC, Sal theo thời gian 73
Hình 3. 14: Diễn biến ORP theo thời gian 73
Hình 3. 15: Diễn biến độ đục, độ màu theo thời gian 74
Hình 3. 16: Hình ảnh cảm quan của nước rác theo thời gian 75
Hình 3. 17: Diễn biến độ kiềm theo thời gian 75
Hình 3. 18: Diễn biến hàm lượng COD
Mn
, COD
Cr
theo thời gian 77
Hình 3. 19: Diễn biến SS theo thời gian 78
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà ix Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

Hình 3. 20: Diễn biến N-tổng, P- tổng theo thời gian 79
Hình 3. 21: Diễn biến NH
4
+
, NO
2
-
HDPE
: Lớp nhựa lót chống thấm ở bãi chôn lấp
(High-density polyethylene)
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 1 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Song song với sự phát triển kinh tế - xã hội của các đô thị là việc tạo ra một lượng
chất thải khổng lồ đã và đang thách thức các cấp chính quyền cũng như các nhà
khoa học. Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý chất thải đô thị như phương
pháp nhiệt và nhiệt - hóa, phương pháp MBT (Mechanical Biological Treatment) -
thu hồi - tái chế, phương pháp làm phân Compost, phương pháp ổn định chất thải
bằng ép kiện, phương pháp chôn lấp. Ở Việt Nam, đã và đang áp dụng một số
phương pháp trên, nhưng không đem lại hiệu quả như mong đợi, nên hiện nay phân
lớn chất thải vẫn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp (chôn lấp yếm khí), có thể
là bãi chôn lấp tự phát hay các bãi chôn lấp hợp vệ sinh, nhờ kĩ thuật đơn giản và
đặc biệt là chi phí thấp. Tuy là bãi chôn lấp hợp vệ sinh nhưng hầu hết các bãi chôn
lấp của Việt Nam hiện nay chưa đạt tiêu chuẩn bãi chôn lấp hợp vệ sinh, nước rác
rò rỉ xử lý rất kém hoặc với chi phí rất cao mà vẫn không đạt các tiêu chuẩn xả thải.
Theo “Dự báo dân số Việt Nam 2009 - 2049 của Tổng cục Thống kê”, đến năm
2041 dân số đô thị là 56,58 triệu người chiếm 52,79% tổng dân số, với tốc độ phát
sinh rác ước tính là 1kg/người/ngày thì tổng lượng rác vào năm 2041 khoảng 473
triệu tấn, cần diện tích chôn lấp khoảng 54 triệu m2. Đây là một con số khổng lồ
về chi phí đất với giá đất đô thị hiện nay và diện tích này thường không sử dụng
được vào các mục đích khác vì lý do không đảm bảo về mặt môi trường và có thể
gây cháy nổ. Do vậy, ngoài các vấn đề khó xử như nước rác, mùi-khí thải, lãng phí
tài nguyên có thể tái tạo thì kĩ thuật chôn lấp yếm khí luôn đòi hỏi thời gian ổn định
kéo dài tới hàng 20 - 30 năm, chiếm đất kéo dài nên mặc dù là giải pháp kĩ thuật
đơn giản, chi phí đầu tư thấp nhất vẫn đòi hỏi có những công nghệ thay thế phù

triển bền vững, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
 Chất thải rắn đô thị.
 Công nghệ chôn lấp bán hiếu khí.
3.3. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 3 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

- Phương pháp thu thập tài liệu
- Phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
- Phương pháp thống kê và phân tích
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 4 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Hiện trạng hệ thống quản lý chất thải đô thị Việt Nam
1.1.1. Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn
Chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn ở Việt Nam được ban hành theo
“Quyết định số 2149/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ ngày 17 tháng 12 năm
2009 về việc phê duyệt Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn tới
năm 2025 và Tầm nhìn tới năm 2050” được xây dựng bởi Bộ Xây dựng (MOC) và
Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) trong năm 2009. Chiến lược quốc gia về
quản lý tổng hợp chất thải rắn đã đưa ra mục tiêu cụ thể về quản lý chất thải rắn
trong từng giai đoạn: mục tiêu đến năm 2015, mục tiêu đến năm 2020, mục tiêu đến
năm 2025 và tầm nhìn 2050.
Trong đó, tầm nhìn đến năm 2050 được nêu trong Chiến lược quốc gia về quản lý
tổng hợp chất thải rắn như sau [17]:
Tầm nhìn đến năm 2050
Phấn đấu tới năm 2050, tất cả các loại chất thải rắn phát sinh đều được thu gom, tái

(iii) Bộ Y tế
Bộ Y tế Tham gia quản lý chất thải y tế. Trách nhiệm của Bộ về quản lý chất thải
chủ yếu là đánh tác động chất thải rắn đối với sức khỏe con người, thanh tra, giám
sát hoạt động xử lý chất thải bệnh viện. Trong đó, Cục Quản lý Môi trường Y tế
nhiệm vụ quản lý và kiểm soát chất thải y tế [46].
(iv) Bộ Công thương
Bộ Công thương là cơ quan quản lý chất thải công nghiệp ở Việt Nam. Nhiệm vụ
chỉ đạo, hướng dẫn, quản lý, kiểm soát chất thải được giao cho Cục Kỹ thuật An
Toàn và Môi trường Công nghiệp.
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 6 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

(v) Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao trách nhiệm cho Vụ Khoa học, Công
nghệ và Môi trường chủ trì hướng dẫn xây dựng kế hoạch, thực hiện giải pháp bảo
vệ môi trường; đánh giá môi trường chiến lược trong ngành nông nghiệp và phát
triển nông thôn.
b. Cấp địa phương [13]
(1) Ủy ban nhân dân (UBND): là cơ quan chấp hành của Hội đồng nhân dân, chịu
trách nhiệm quản lý nhà nước ở địa phương. Trách nhiệm quản lý chất thải rắn của
UBND như sau:
- Thực hiện quy định quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường ở địa phương, chỉ
đạo các cơ quan chức năng tổ chức, phối hợp với các cơ quan chức năng trung
ương xây dựng kế hoạch thường niên và dài hạn về quản lý chất thải, áp dụng
các biện pháp giúp địa phương thực hiện tốt nhiệm vụ của mình về vệ sinh môi
trường.
- Phê duyệt các dự án xử lý chất thải ở địa phương trên cơ sở điều kiện dân số,
kinh tế xã hội và điệu kiện công nghiệp ở tựng địa phương.
- Huy động vốn đầu tư từ các nguồn khác nhau để xây dựng các bãi chôn rác và
xây dựng cơ chế các tổ chức phi chính phủ tham gia vào quản lý chất thải.

năm 2003 phát sinh là 6.400.000 tấn/năm tương ứng với tốc độ phát thải trung bình
là 0,8 kg/người/ngày. Năm 2008, lượng chất thải rắn đô thị là 12.802.000 tấn/năm
tương ứng với tốc độ phát thải trung bình là 1,45 kg/người/ngày. Theo con số thống
kê này, lượng chất thải rắn đô thị từ năm 2003 đến năm 2008 tăng khoảng 200%.
Thành phần chất thải rắn đô thị rất đa dạng và đặc trưng theo từng đô thị. Bảng 1.1
cho thấy thành phần chất thải rắn đô thị của một số địa phương.
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 8 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

Bảng 1. 1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đầu vào tại bãi chôn lấp của một số
địa phương năm 2009 – 2010 (%) [2]
TT

Loại
chất
thải
Hà
Nội
(Nam
Sơn)
Hà
Nội
(Xuân
Sơn)
Hải
Phòng
(Tràng
Cát)
Hải
Phòng


2 Giấy 6,53 5,38 4,54 5,42 1,92 5,07 8,17 6,05 3,73
3 Vải 5,82 1,76 4,57 5,12 2,89 1,55 3,88 2,09 1,07
4 Gỗ 2,51 6,63 4,93 3,70 0,59 2,79 4,59 4,18 -
5 Plastic

13,57

8,35 14,34 11,28 12,47 11,36 12,42 15,96 9,65
6
Caosu
& Da
0,15 0,22 1,05 1,90 0,28 0,23 0,44 0,93 0,20
7
Kim
loại
0,87 0,25 0,47 0,25 0,40 1,45 0,36 0,59 -
8
Thủy
tinh
1,87 5,07 1,69 1,35 0,39 0,14 0,40 0,86 0,58
9
Sứ,
gốm
0,39 1,26 1,27 0,44 0,79 0,79 0,24 1,27 -
10
Đất,
cát
6,29 5,44 3,08 2,96 1,70 6,75 1,39 2,28 27,85


Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 10 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

chưa cao gây khó khăn cho việc thu gom rác. Điều này là một trong những nguyên
nhân gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước, môi trường cảnh quan
đô thị và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.
Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2011 dự báo lượng chất thải đô thị
phát sinh đến năm 2025 như sau:
Bảng 1. 2: Ước tính lượng chất thải rắn đô thị phát sinh đến năm 2025 [2]
Năm 2010 2015 2020 2025
Dân số đô thị (triệu người) 26,22 35 44 52
% dân số đô thị so với cả nước 30,2 38 45 50
Chỉ số phát sinh chất thải rắn đô thị
(kg/người/ngày)
1,0 1,2 1,4 1,6
Tổng lượng chất thải rắn đô thị phát
sinh (tấn/ngày)
26.224 42.000 61.600 83.200
Theo các con số trên, lượng chất thải rắn đô thị năm năm 2015 tăng gấp 1,6 lần,
năm 2020 tăng gấp 2,34 lần, năm 2025 gấp 3,17 lần so với năm 2010. Đây sẽ là áp
lực lớn đối với công tác quản lý chất thải rắn đô thị trong thời gian tới.
Công tác xử lý chất thải rắn đô thị hiện nay chủ yếu là chôn lấp với số lượng trung
bình 1 bãi chôn lấp/1 đô thị (riêng Hà Nội và TP Hồ Chí Minh có từ 4 - 5 bãi chôn
lấp). Theo thống kê, trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp trong đó, chỉ có 16 bãi chôn
lấp được coi là bãi chôn lấp hợp vệ sinh (tập trung ở các thành phố lớn). Công nghệ
xử lý rác theo phương pháp chôn lấp truyền thống vẫn còn nhiều bất cập do việc lựa
chọn các bãi chôn lấp chưa đủ căn cứ khoa học, công nghệ xử lý chưa đảm bảo kỹ
thuật và trong khâu vận hành không tuân thủ quy trình nên hiện nay, phương pháp
này không nhận được sử ủng hộ của đại đa số người dân.
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường

vùng đất trũng sau khi được phủ lên các lớp đất cát. Trên diên tích đất này có thể sử
dụng mặt bằng để xây dựng công viên, vườn hoa, các công trình xây dựng nhỏ và
mục đích chính là làm giảm tối đa mặt bằng khu vực xử lý rác [16].
Ưu điểm [10]:
- Giảm thể tích chất thải,
- Nâng cao hiệu quả vận chuyển chất thải rắn,
- Tiết kiệm diện tích đất cho bãi chôn lấp,
- Hạn chế sự phát tán các chất gây ô nhiễm ra môi trường,
- Tạo ra sản phẩm để xử lý móng, làm đường, lấp nền trong xây dựng.
Nhược điểm:
- Chỉ là phương pháp xử lý chất thải sơ bộ.
(2.) Phương pháp ổn định chất thải rắn bằng công nghệ Hydromex:
Bản chất của công nghệ này là nghiền nhỏ rác sau đó polyme hóa và sử dụng áp lực
lớn để nén ép, định hình các sản phẩm. Công nghệ này lần đầu tiên áp dụng ở
Hawai, Hoa Kỳ (2/1996). Công nghệ này nhằm xử lý chất thải rắn đô thị (cả chất
thải nguy hại) thành các sản phẩm phục vụ xây dựng, làm vật liệu, năng lượng và
các sản phẩm nông nghiệp hữu ích. Tuy nhiên, công nghệ này chưa được áp dụng
rộng rãi trên thế giới [16].
Ưu điểm [10]:
- Công nghệ tương đối đơn giản, chi phí đầu tư không lớn,
- Xử lý được cả loại chất thải rắn và lỏng,
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 13 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

- Trạm xử lý có thể được di chuyển hoặc cố định,
- Sản phẩm sau khi xử lý có thể đem lại lợi ích kinh tế,
- Tăng cường khả năng tái chế, tiết kiệm diện tích bãi chôn lấp (kéo dài tuổi
thọ bãi chôn lấp),
Nhược điểm:
- Đây là phương pháp xử lý chất thải sơ bộ, chưa xử lý được triệt để chất thải

máy hoạt động không hết công suất hoặc đóng cửa.
Ưu điểm:
- Sử dụng chất thải hữu cơ thải bỏ làm phân bón, giúp cải tạo đất và chăm sóc
cây trồng,
- Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng,
- Làm mất hoạt tính của các vi sinh vật gây bệnh do nhiệt độ của khối ủ cao
(50 - 60
0
C),
- Giúp kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp,
- Hạn chế diện tích sử dụng đất so với phương pháp chôn lấp,
- Quy trình chế biến phân compost thường có công nghệ đơn giản, dễ vận
hành, không đòi hỏi nhiều về trình độ công nhân,
- Chi phí đầu tư thấp.
Nhược điểm:
- Quá trình sản xuất phân compost có thể tạo mùi, nước rác nếu không thực
hiện đúng quy trình,
- Nước rác tạo thành hầu như không được thu gom sẽ gây ô nhiễm môi trường
xung quanh và sức khỏe cộng đồng,
- Chất lượng phân compost kém nếu không làm tốt công tác phân loại trước và
sau khi ủ,
Luận văn thạc sĩ khoa học Khoa học Môi trường
HDKH: PGS. TS. Cao Thế Hà 15 Học viên: Nguyễn Việt Hà – K18

- Khó tìm kiếm thị trường tiêu thụ vì bà con nông dân đã quen dùng sản phẩm
phân hóa học và không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng của họ,
- Do thành phần chất hữu cơ luôn thay đổi theo thời tiết, thời gian, nên đôi khi
làm cho sự phân bố nhiệt không đồng đều trong toàn khối ủ và không làm
mất đi hoạt tính của các sinh vật gây bệnh và chất lượng phân cũng không
đồng đều,