ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------
VÕ THẾ HÙNG
ĐẶC TÍNH VỀ DUNG TRỌNG CỦA CHẤT THẢI RẮN
ĐƠ THỊ Ở CÁC VÙNG PHÍA NAM VIỆT NAM VÀ CÁC
VẤN ĐỀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI CÓ LIÊN QUAN
UNIT WEIGHT CHARACTERIZATION OF MUNICIPAL
SOLID WASTE IN SOUTHERN AREAS OF VIETNAM
AND RELATED WASTE MANAGEMENT ISSUES
Chuyên ngành: Kỹ thuật Địa chất
Mã ngành
: 8520501
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2023
Luận văn thạc sỹ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:
VÕ THẾ HÙNG
Ngày, tháng, năm sinh: 21/04/1981
Chuyên ngành:
Kỹ thuật Địa chất
MSHV: 2170129
Nơi sinh: tỉnh Long An
Mã số: 8520501
I. TÊN ĐỀ TÀI:
ĐẶC TÍNH VỀ DUNG TRỌNG CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ Ở CÁC
VÙNG PHÍA NAM VIỆT NAM VÀ CÁC VẤN ĐỀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI CÓ
LIÊN QUAN.
UNIT WEIGHT CHARACTERIZATION OF MUNICIPAL SOLID WASTE
IN SOUTHERN AREAS OF VIETNAM AND RELATED WASTE
MANAGEMENT ISSUES.
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Mục tiêu của nghiên cứu nhằm phân tích, đánh giá khối lượng thể tích rác (dung
trọng rác) tại các cơng trình chơn lấp, lưu chứa rác thải sinh hoạt. Khu vực nghiên
cứu được giới hạn tại các bãi chôn lấp chất thải phân bố ở phía Nam, bao gồm
Thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh Đồng Nai, tỉnh Vĩnh Long, tỉnh An Giang.
Khối lượng thể tích rác (dung trọng rác) là thơng số quan trọng xác định tải
trọng trong tính tốn kết cấu cơng trình bãi chơn lấp cũng như các cơng trình xử lý
chất thải có liên quan, việc thay đổi giá trị dung trọng rác sẽ làm thay đổi kết quả
tính tốn cơng trình. Việc hiểu đúng, xác định đúng tải trọng từ rác sẽ dẫn đến kết
quả tính tốn chính xác, đưa ra giải pháp thiết kế, quản lý phù hợp. Đồng thời, khối
lượng rác và thể tích rác được qui đổi thông qua thông số dung trọng rác, khi dung
trọng áp dụng khơng đúng thì tất yếu dẫn đến việc qui đổi khơng chính xác giữa
khối lượng và thể tích rác, từ đó có thể dẫn đến tranh cãi có liên quan đến công tác
quản lý và xử lý chất thải.
Cụ thể, mục tiêu của luận văn:
-
Xác định giá trị khối lượng thể tích rác trong các cơng trình bãi chơn lấp tại
các tỉnh phía Nam thơng qua các phương pháp thí nghiệm phù hợp với bối
Võ Thế Hùng
Luận văn thạc sỹ
LỜI CÁM ƠN
Kiến thức là vô hạn, sự học là vơ cùng, càng học thì sự hiểu biết của mỗi cá
nhân càng nhỏ bé. Được học đã là sự may mắn, sự may mắn đó học viên có được là
do sự động viên, khuyến khích của thầy TS. Bùi Trọng Vinh và GS.TS Nguyễn Văn
Phước, người đã giới thiệu học viên tham gia khóa học.
Luận văn được thực hiện dựa trên sự tổng hợp kiến thức mà học viên đã nhận
được trong quá trình làm việc nhiều năm. Bên cạnh việc định hướng, chỉ dẫn nghiên
cứu, hoàn thiện luận văn là sự quan tâm, động viên, hỗ trợ rất lớn của TS. Bùi
Trọng Vinh, TS. Nguyễn Huỳnh Thông. Học viên trân trọng cảm ơn sự chia sẻ,
quan tâm của các thầy.
Học viên cũng xin cảm ơn thầy, cô bộ môn bộ môn Khoa học Tài nguyên trái
đất và Môi trường, thầy cô Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu Khí đã truyền thụ kiến
thức quý báo cho học viên trong quá trình theo học tại khoa, cảm ơn các bạn đồng
nghiệp, đồng mơn đã có những góp ý để học viên hoàn thiện các nội dung của luận
văn này. Cám ơn sự chia sẻ, hỗ trợ của gia đình, bạn bè đã tạo động lực rất lớn để
học viên hoàn thành việc học, luận văn tốt nghiệp.
Các nội dung trình bày trong luận văn này là sự tích lũy, thu thập số liệu, thơng
tin, nghiên cứu, tổng hợp, đánh giá của học viên. Các nhận định, kết luận có thể
chưa đầy đủ, hồn thiện, học viên mong tiếp tục nhận được sự chỉ điểm của các
thầy, đồng nghiệp và đồng môn để nội dung đề tài ngày càng sâu sắc, đa dạng, kết
quả đề tài phục vụ tốt nhất cho hoạt động thiết kế, quản lý các cơng trình xử lý thải.
Trân trọng.
Học viên Võ Thế Hùng.
Tp. HCM, 13/05/2023.
Võ Thế Hùng
Trang i
Luận văn thạc sỹ
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Khối lượng thể tích của chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại các đô thị thay đổi
đáng kể tùy thuộc vào thành phần chất thải, điều kiện vận hành và quá trình phân
hủy chất thải. Khối lượng thể tích của CTRSH là một tham số quan trọng cần thiết
trong việc xác định tải trọng tác động và chi phí xây dựng cho một thiết kế bãi chơn
lấp, cơng trình xử lý chất thải. Nghiên cứu này trình bày đánh giá thực nghiệm về
khối lượng thể tích của CTRSH ở miền Nam Việt Nam. Để đạt được mục tiêu, các
phương pháp thí nghiệm khối lượng thể tích của CTRSH đã được thực hiện, ghi
nhận tại một số bãi chôn lấp ở các tỉnh thành khu vực phía Nam của Việt Nam. Bên
cạnh đó, khối lượng thể tích của CTRSH cũng được tiến hành xác định thông qua
tổng khối lượng chất thải và tổng thể tích bãi chơn lấp được ước tính trên cơ sở đối
chiếu với các số liệu quan trắc theo thời gian. Khối lượng thể tích của CTRSH thu
được từ kết quả nghiên cứu được so sánh với các công bố trước đây trên thế giới,
khu vực để chứng minh tính đúng đắn của phương pháp thí nghiệm, tính tốn đã
thực hiện.
Kết quả phân tích, nghiên cứu trong luận văn này cho thấy khối lượng thể tích
của CTRSH dao động trong khoảng 5.53-15.65 kN/m3 tùy thuộc vào thành phần
chất thải, thời gian chơn lấp và vị trí lấy mẫu chất thải.
Việc hiểu đúng về giá trị của khối lượng thể tích của CTRSH sẽ là cơ sở cho
việc tính tốn đúng kết cấu cơng trình, an tồn mơi trường, sử dụng hiệu quả tài
nguyên đất đai cũng như các vấn đề quản lý chất thải có liên quan.
Rác thải sinh hoạt hay CTRSH nghiên cứu trong phạm vi của luận văn này là
chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt thường ngày của con người được thu gom,
vận chuyển, tiếp nhận và xử lý trong các cơng trình xử lý theo qui định, các hố, bãi
chôn lấp, các khu vực tập kết. Kết quả nghiên cứu, tính tốn về trọng lượng đơn vị
của CTRSH trong luận văn này được thực hiện trong các bãi chôn chất thải, khu
vực lưu chứa chất thải, kết quả này có thể tham khảo trong việc nghiên cứu, khảo
sát, tính tốn trong các cơng trình xử lý chất thải, việc quản lý chất thải có liên
quan.
Võ Thế Hùng
Trang ii
Luận văn thạc sỹ
ABTRACT:
Unit weight of municipal solid waste varies notably depending on waste
composition, operational conditions, and waste decomposition process. The unit
weight of municipal solid waste is an essential key parameter in determining acting
loadings and construction costs for a landfill design. This study presents an
experimental evaluation of density characterization of municipal solid waste in the
southern part of Vietnam. To achieve the objective, first, experimental tests of
municipal solid waste unit weight for three landfills in southern areas of Vietnam
are conducted. Then, municipal solid waste unit weight for current landfills using
measured masses and total waste volume is estimated by the construction
monitoring data.
The predicted unit weight is compared with pre-published to evidence the
correctness of the proposed method. The analyzed result shows that the unit weight
of municipal solid waste is varied from 5.53-15.65 kN/m 3 depending on waste
compositions, landfilling time, and locations of waste sampling.
Understanding municipal solid waste unit weight value will be the key point for
correct calculation of construction structure, environmental safety, efficient use of
land resources as well as related waste management issues. Domestic waste or
domestic solid waste studied within the scope of this thesis is the solid waste
generated in human daily life that is collected, transported, received and treated in
prescribed treatment works. The results of study and calculation of the unit weight
of municipal solid waste in this thesis are carried out in landfills, waste keeping
area, these results can be used as reference in the study, calculation in the works, the
management related waste.
Võ Thế Hùng
Trang iii
Luận văn thạc sỹ
LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
Học viên cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả khảo sát, nghiên cứu, các nhận định và kết luận đưa ra trong luận văn là hồn
tồn trung thực và chưa được cơng bố trong bất cứ cơng trình khoa học nào khác.
Việc tham khảo các nguồn số liệu và tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi
nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Học viên xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam kết này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13/05/2023.
Học viên
VÕ THẾ HÙNG
Võ Thế Hùng
Trang iv
Luận văn thạc sỹ
MỤC LỤC
Từ viết tắt trong luận văn
ix
Chương 1
1
Giới thiệu chung
1.1 Giới thiệu về rác thải, rác thải rác sinh hoạt, các nghiên cứu có liên
quan
1
1.2 Hiện trạng cơng tác quản lý, thiết kế cơng trình xử lý chất thải, bãi
chơn lấp chất thải
4
Chương 2 Tổng quan tình hình nghiên cứu, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên
cứu, cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học
6
2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
6
2.2 Mục tiêu và nhiệm vụ, phạm vi nghiên cứu
8
2.2.1 Mục tiêu và nhiệm vụ
8
2.2.2 Phạm vi nghiên cứu
9
2.3 Cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học
10
Chương 3 Phương pháp nghiên cứu, khối lượng thực hiện, kết quả
nghiên cứu
3.1 Phương pháp nghiên cứu
12
12
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu lấy mẫu thực nghiệm xác định KLTTR
12
3.1.2 Phương thức tính tốn dựa vào hồ sơ thiết kế, các thơng số, kết quả
trong quá trình vận hành
14
3.2 Kết quả nghiên cứu
15
3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lấy mẫu thực nghiệm xác định KLTTR
tại các bãi chơn lấp rác
15
3.2.2 Phương thức tính tốn dựa vào hồ sơ thiết kế, các thơng số, kết quả
trong q trình vận hành
22
3.3 Phân tích và bàn luận kết quả nghiên cứu
29
3.3.1 Phân tích kết quả KLTTR từ kết quả thí nghiệm trực tiếp tại các
bãi chơn lấp
29
3.3.2 Phân tích kết quả xác định KLTTR dựa trên hồ sơ thiết kế, các
thông số, kết quả trong quá trình vận hành
33
3.3.3 Tổng hợp kết quả KLTTR theo chiều sâu, theo thời gian
34
Chương 4 Khối lượng thể tích rác và các vấn đề có liên quan đến KLTTR
36
4.1 Khối lượng thể tích rác và cơng tác thiết kế, các vấn đề liên quan
36
Võ Thế Hùng
Trang v
Luận văn thạc sỹ
thiết kế
4.2 Khối lượng thể tích rác và công tác quản lý chất thải
39
Chương 5 Kết luận và kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo
42
5.1 Các nhận định về phương pháp xác định KLTTR
42
5.2 Các nhận định về giá trị KLTTR và công tác thiết kế, các vấn đề
quản lý chất thải có liên quan
45
5.3 Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo
46
Danh mục các công trình khoa học
48
Tài liệu tham khảo
49
Phụ lục
51
PL01 Xác định cơng thức hóa học, lượng khí phân hủy của rác chơn lấp
trong BCL1a
52
PL02 Phân tích, tính tốn ổn định tổng thể BCL số 03 - Củ Chi
59
PL03 Phân tích, tính tốn ổn định tổng thể bãi chôn lấp Tân Châu
63
PL04 Phân tích, tính tốn độ lún bãi chơn lấp 04 - Vĩnh Long
68
PL05 Phân tích, tính tốn ổn định tổng thể bãi chôn lấp 04 - Vĩnh Long
75
Võ Thế Hùng
Trang vi
Luận văn thạc sỹ
Danh mục các bảng
Bảng 3.1 Bảng giá trị khối lượng thể tích mẫu rác ở bãi rác Đồng Mu Rùa
17
Bảng 3.2 Kết quả dung trọng thể tích rác ở bãi chôn lấp BCL01
19
Bảng 3.3 Kết quả dung trọng thể tích rác ở bãi chơn lấp Hvs1
20
Bảng 3.4 Kết quả KLTTR ở bãi chơn lấp Hịa Phú – Vĩnh Long
21
Bảng 3.5 Kết quả KLTTR ở bãi chôn lấp tỉnh An Giang
22
Bảng 3.6 Bảng tính lượng nước mưa, bốc hơi trong phạm vi BCL1A
25
Bảng 3.7 Giá trị số liệu đo áp lực dưới đáy BCL1
26
Bảng 3.8 Giá trị số liệu đo lún dưới đáy BCL1A đối chiếu với số liệu tính
tốn ban đầu
28
Bảng 3.9 Bảng đối chiếu kết quả tính tốn KLTTR tại BCL Hvs1 và cơng
thức của Dimitrios Zekkos
31
Bảng 3.10 Bảng đối chiếu kết quả tính tốn KLTTR tại BCL Tân Châu và
công thức của Dimitrios Zekkos
31
Bảng 3.11 Bảng đối chiếu kết quả tính tốn KLTTR tại BCL An Phú và công
thức của Dimitrios Zekkos
31
Bảng 3.12 Bảng đối chiếu kết quả tính tốn KLTTR tại BCL Phú Tân và cơng
thức của Dimitrios Zekkos
31
Bảng 4.1 Bảng kết quả tính toán ổn định BLC04- Vĩnh Long theo số liệu sức
kháng cắt khảo sát của từng hố khoan và giá trị KLTTR
39
Võ Thế Hùng
Trang vii
Luận văn thạc sỹ
Danh mục các hình
Hình 1.1 Thành phần rác thải sinh hoạt ở một số tỉnh thành Việt Nam [19]
3
Hình 1.2 Rác san ủi, chơn lấp trong bãi chơn lấp, che phủ bạt và đất
4
Hình 2.1 Vị trí các bãi chôn lấp được khảo sát, nghiên cứu trong luận văn
[Google Earth]
9
Hình 2.2 Rác sinh hoạt chơn trong các bãi chơn lấp tại Vĩnh Long, mơ hình
bãi chơn lấp [21]
10
Hình 3.1 Bãi chơn lấp rác Đồng Mu Rùa [Google Earth]
16
Hình 3.2 Lấy mẫu rác tại bãi rác Đồng Mu Rùa [Google Earth]
17
Hình 3.3 Hình ảnh bãi chơn lấp BCL01 - Khu liên hiệp xử ly CTR Bàu CạnĐồng Nai [Google Earth]
18
Hình 3.4 Hình ảnh bãi chơn lấp Hvs1- Khu liên hiệp xử lý CTR Bàu CạnĐồng Nai [Google Earth]
19
Hình 3.5 Hình ảnh bãi chơn lấp rác Hịa Phú- Vĩnh Long
20
Hình 3.6 Hình ảnh BCL rác 1A, số 2- Khu LHXL CTR Tây Bắc Củ Chi
23
Hình 3.7 Hình ảnh mơ phỏng các thơng số tính tốn KLTTR
24
Hình 3.8 Biểu đồ phân hủy rác chuẩn [20] và biểu đồ khối lượng rác tính
tốn theo khối lượng tiếp nhận cịn lại trong bãi BCL1A theo thời
gian
25
Hình 3.9 Bố trí thiết bị đo áp lực, chuyển vị, cấu tạo mặt cắt ngang BCL1A
27
Hình 3.10 Biểu đồ tra hệ số (m4/kN) và (m3/kN) [16]
30
Hình 3.11 KLTTR thay đổi theo chiều sâu chơn lấp BCL Hvs1 (Đồng Nai) và
công thức thực nghiệm của Dimitrios Zekkos
34
Hình 3.12 KLTTR rác trung bình theo năm tuổi của BCL Hòa Phú (Vĩnh
Long), Tân Phú (An Giang), Hvs01 (Đồng Nai), Đồng Mu Rùa
(Đồng Nai)
35
Hình 4.1 Tổng thể các bãi chôn lấp trong Khu liên hợp Tây Bắc- Củ Chi
[Goolge Earth]
36
Hình 4.2 Cấu tạo kết cấu đáy bãi chơn lấp BCL03-Phước Hiệp, Củ Chi
38
Hình 4.3 Biểu đồ KLTTR theo chiều sâu, năm tuổi của rác thải [20]
40
Hình 4.3 Vịng đời của bãi chơn lấp rác [21]
41
Hình 4.5 Phân bố các bãi chơn lấp rác tại Việt Nam [6]
42
Hình 5.1 Bãi chơn lấp, đáy bãi, phủ đỉnh, rác tồn lưu
45
Hình 5.2 Công viên Nanjicheon Park xây dựng trên bãi chôn lấp rác [22]
47
Võ Thế Hùng
Trang viii
Luận văn thạc sỹ
TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
CTRSH : Chất thải rắn sinh hoạt
KLTTR : Khối lượng thể tích rác
Thông tư 01/2001/TTLT- : Thông tư liên tịch số 01/2001/TTLTBKHCNMT-BXD
BKHCNMT-BXD ngày 18/01/2001 của Bộ
Khoa học Công nghệ môi trường và Bộ Xây
dựng về hướng dẫn các quy định về bảo vệ
môi trường đối với việc lựa chọn địa điểm,
xây dựng và vận hành bãi chôn lấp chất thải
rắn
TLTK : Tài liệu tham khảo
Thông tư 02/2022/TT- : Thông tư 02/2022/TT-BTNMT ban hành ngày
BTNMT
10/01/2022 của Bộ Tài nguyên và Môi trường
quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật
Bảo vệ môi trường
BCL : Bãi chôn lấp
HDPE : High Density Polyethylene
GCL : Bentonite clay liner
TB : Trung bình
LHXL : Liên hợp xử lý
CTR : Chất thải rắn
Võ Thế Hùng
Trang ix
Luận văn thạc sỹ
Chương 1. Giới thiệu chung
1.1 Giới thiệu về rác thải, rác thải rác sinh hoạt, các nghiên cứu có liên quan
Rác thải được xem là các thành phần thải bỏ trong các hoạt động đời sống, sản xuất,
sinh hoạt, vui chơi và các hoạt động khác của xã hội. Rác thải có thể phân loại theo
nhiều cách, theo nguồn gốc hình thành (rác sinh hoạt, cơng nghiệp, y tế, …), theo thành
phần rác (rác nhựa, rác hữu cơ, rác nhựa …), theo mức độ an toàn (rác thông thường,
rác nguy hại), theo thành phần cấu tạo (chất thải rắn, lỏng, khí), … kết hợp các phương
thức trên lại tổ hợp thành các tên gọi khác nhau, thể hiện tính chất phức tạp, đa đạng
của rác thải. Tùy theo thành phần mà rác thải có thể ở dạng phân hủy nhanh hay phân
hủy chậm, rác có nguồn gốc hữu cơ có thời gian phân hủy nhanh, trong khi có những
loại rác trơ phân hủy rất chậm hoặc gần như không phân hủy (như rác xây dựng, rác
nhựa…), rác phóng xạ thì thời gian chuyển hố rất lâu, có thể tồn tại đến cả nghìn năm.
Với thành phần rác hỗn hợp nhiều loại thì việc phân hủy, thay đổi thành phần rác cũng
diễn ra tuần tự theo tốc độ phân hủy của từng loại, tuy nhiên có sự tác động lẫn nhau và
của môi trường xung quanh.
Tại Việt Nam, q trình đơ thị hóa, cùng với việc tăng trưởng kinh tế và dân số một
cách nhanh chóng đang tạo ra lượng chất thải ngày càng tăng cao, với khối lượng phát
sinh chất thải ở Việt Nam tăng gấp đôi trong vòng chưa đầy 15 năm. Tổng lượng chất
thải phát sinh trong năm 2015 ước đạt trên 27 triệu tấn. Với tốc độ tăng trưởng dự báo
về phát sinh chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là 8.4%/năm đối với khu vực đô thị và
tổng mức độ tăng dự báo khoảng 5% mỗi năm, tổng lượng chất thải ước tính trên cả
nước tăng lên 54 triệu tấn vào năm 2030 [6].
Trong số các phương pháp xử lý chất thải [6-10], bãi chơn lấp thường được sử dụng
để xử lý CTRSH vì đây là một phương pháp đơn giản và hiệu quả về chi phí [10, 11].
Đến nay, trên thế giới có chục nghìn bãi chơn lấp đang hoạt động, đóng cửa và bị bỏ
hoang. Ở Việt Nam, khoảng 60-70% CTRSH thu gom được xử lý bằng phương pháp
chôn lấp, trong khi chất thải cịn lại được thải ra mơi trường xung quanh hoặc tự do
chuyển đến các khu vực có nhu cầu (ví dụ: chất thải rắn xây dựng). Trong số 660 bãi
chơn lấp, chỉ có 30% trong số đó được phân loại là bãi chôn lấp hợp vệ sinh [6]. Theo
Võ Thế Hùng
T r a n g 1 / 85
Luận văn thạc sỹ
kế hoạch định hướng của Chính phủ, đến năm 2025 chỉ cịn dưới 30% CTRSH sẽ được
chơn lấp trực tiếp vào các bãi chôn lấp. Đây là thách thức vô cùng lớn không chỉ đối
với cơ quan quản lý mà còn cả xã hội do lượng rác thải phát sinh quá lớn.
Việc thiết kế và vận hành các bãi chơn lấp có thể là một thách thức đối với kỹ thuật
vì các đặc tính địa kỹ thuật phức tạp và ứng xử cơ học của CTRSH gây ra một số vấn
đề (độ ổn định của mái dốc, rò rỉ nước rác, lún sụt nền đất …[13]). Trong số các đặc
tính địa kỹ thuật của CTRSH, chẳng hạn như thành phần chất thải, trọng lượng đơn vị,
độ dẫn thủy lực, độ bền cắt và khả năng nén… khối lượng thể tích rác (KLTTR) hay
dung trọng rác được coi là yếu tố quan trọng cho thiết kế bãi chôn lấp cũng như việc
cấp phép, quản lý bãi chôn lấp và tính tốn tối ưu cơng suất bãi chơn lấp [14, 15]. Khối
lượng thể tích rác chính là thơng số cơ bản quyết định các phương án bố trí nhằm đảm
bảo các yếu tố an tồn cơng trình, cũng như an tồn mơi trường. KLTTR có thể khác
nhau giữa các khu vực tùy thuộc vào các khác biệt như:
-
Điều kiện khí hậu, điều kiện hoạt động;
-
Thành phần chất thải, điều kiện tiếp nhận, lưu chứa, thời gian lưu chứa;
và phương pháp thử nghiệm, nó dẫn đến các giá trị khác nhau được báo cáo trong
các tài liệu đã công bố [15, 16].
Để đảm bảo an toàn về kết cấu, các giá trị thích hợp của khối lượng thể tích chất thải
rắn đô thị phải được lựa chọn dựa trên khả năng thay đổi của dữ liệu CTRSH tại một
bãi chôn lấp cụ thể. Điều tra thực nghiệm thể hiện các tài liệu đã cơng bố thì có sự thay
đổi lớn giá trị trọng lượng đơn vị của CTRSH từ 8 - 21 kN/m3.
Theo số liệu chính thức của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Bộ Xây dựng
Việt Nam (Thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD), KLTTR dao động từ 5.2 – 8.0
kN/m3, có sự khác biệt lớn giữa cơng bố của cơ quan chức năng và giá trị khảo sát thực
tế đã cơng bố của các nhà nghiên cứu, điều này có thể dẫn đến có sự sai lệch trong cách
tiếp cận trong công tác khảo sát, thiết kế, quản lý, vận hành, tối ưu công suất tiếp nhận
cũng như phương án tái sử dụng các bãi chơn lấp và cơng trình xử lý chất thải có liên
quan. Cần có thí nghiệm, nghiên cứu, đánh giá lại KLTTR thực tế của rác thải trong các
bãi chơn lấp tại Việt Nam từ đó đưa ra các khuyến cáo phù hợp cho công tác quản lý
chất thải có liên quan.
Võ Thế Hùng
T r a n g 2 / 85
Luận văn thạc sỹ
Về thành phần chất thải chôn lấp, qua khảo sát tại 6 thành phố (Hà Nội, Hải Phòng,
Huế, Đà Nẵng, TP.HCM và Bắc Ninh) từ Bắc vào Nam [19] cho thấy có sự khác biệt
về thành phần chất thải như Hình 1.1 bên dưới, sự khác biệt về thành phần kết hợp với
sự khác nhau về quá trình, điều kiện tiếp nhận, phân loại, chơn lấp, phân hủy … tất yếu
sẽ dẫn đến sự khác biệt về tính chất cơ lý của rác trong các cơng trình lưu chứa.
Hình 1.1 Thành phần rác thải sinh hoạt ở một số tỉnh thành Việt Nam [19]
Các nghiên cứu thực nghiệm về CTRSH trên thế giới cho thấy giá trị khối lượng thể
tích thay đổi từ 8 - 21 kN/m3 [17], điều này phụ thuộc khá nhiều vào sự phân hủy, lão
hóa của rác và lún sụt, sắp xếp thành phần khung hạt của CTRSH. Đối với CTRSH mới
đổ, khối lượng thể tích thường bị ảnh hưởng bởi các lớp đất phủ, kỹ thuật đầm nén và
thành phần chất thải với giá trị trọng lượng khoảng 9 kN/m3 đối với chất thải khô và
16-20 kN/m3 đối với chất thải phân hủy [18]. Hơn nữa, chiều cao của bãi chôn lấp và
khu vực lưu chứa, điều kiện phân hủy (như việc thu, xử lý nước rác, tiêu thốt khí sinh
học) cũng có thể dẫn đến sự thay khối lượng thể tích CTRSH [15, 16]. Khối lượng thể
tích của CTRSH có thể thay đổi do một số yếu tố hoặc sự tổ hợp của các yếu tố đã nêu.
Hiện tại, tại Việt Nam gần như khơng có nghiên cứu độc lập được thực hiện để xác
định KLTTR, đồng thời cũng chưa có phương pháp chuẩn nào được thiết lập để đánh
giá, xác định KLTTR.
Võ Thế Hùng
T r a n g 3 / 85
Luận văn thạc sỹ
1.2 Hiện trạng công tác quản lý, thiết kế cơng trình xử lý chất thải, bãi chơn lấp
chất thải
Như đã nêu ở trên, CTRSH theo qui định tại Thơng tư 01/2001/TTLT-BKHCNMTBXD có KLTTR dao động từ 5.2 - 8.0 kN/m3, việc thiết kế các cơng trình xử lý chất
thải có liên quan thường sử dụng thơng số này để tính tốn (tùy trường hợp tính tốn,
tổ hợp lực bất lợi mà lựa chọn giá trị phù hợp).
Đối với các bãi chơn lấp tiếp nhận CTRSH thì khối lượng thể tích dùng để tính tốn
thường lấy là 9.0 kN/m3 (giá trị này được tính tốn từ qui trình chơn lấp thơng thường
với 2m chất thải chơn lấp thì có 0.2 m đất phủ, trong đó KLTTR là 8.0 kN/m3 và đất
phủ có trọng lượng đơn vị là 18.0 kN/m3). Gía trị KLTTR này thường là giá trị để tính
tốn ổn định cơng trình (trượt, lún sụt), kết cấu cơng trình (độ bền các lớp chống thấm,
hệ thống đường ống thu nước rác, thu khí rác…) và các tính tốn khác có liên quan thiết
kế bãi chơn lấp.
Hình 1.2 Rác san ủi, chôn lấp trong bãi chôn lấp, che phủ bạt và đất
Trong khi đó, việc cấp phép các cơng trình xử lý chất thải, nhất là các bãi chơn lấp
chất thải thì theo qui định tại Thơng tư 02/2022/TT-BTNMT, các bãi chôn lấp chất thải
sẽ được cấp phép theo dung tích lưu chứa, cụ thể qui định tại điều 32 của Thơng tư, việc
đóng bãi chơn lấp tiến hành khi “Lượng chất thải rắn sinh hoạt được chôn lấp trong bãi
chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt đã đạt dung tích lớn nhất theo khả năng tiếp nhận đã
được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt”. Trong khi chi phí xử lý CTRSH tính theo
trọng lượng đơn vị là kg hoặc tấn, theo cơng bố chi phí xử lý rác thải sinh hoạt của Bộ
Xây dựng cho từng phương pháp, hình thức xử lý (văn bản số 1354/QĐ-BXD ngày
Võ Thế Hùng
T r a n g 4 / 85
Luận văn thạc sỹ
29/12/2017) là từ 100,000 đến 500,000 đồng/tấn tùy theo hình thưc xử lý và khối lượng
xử lý. Tương tự như công bố của Bộ Xây dựng, các tỉnh thành cũng cơng bố chi phí xử
lý rác theo tấn; như tại Thành phố Hồ Chí Minh, theo quyết định số 38/2018/QĐ-UBND
ngày 22/10/2018, đơn giá xử lý rác cao nhất mà ngân sách chi trả là 475,000 đồng/tấn;
tỉnh Đồng Nai theo quyết định số 3794/QĐ-UBND ngày 16/10/2020, đơn giá xử lý rác
từ 296,000 đến 496,000 đồng/tấn tùy theo hình thức xử lý.
Một cách cơ học thì việc qui đổi khối lượng rác và thể tích thực hiện thơng qua giá
trị khối lượng đơn vị, khối lượng đơn vị không chính xác sẽ dẫn đến tranh cãi giữa các
bên trong thiết kế, vận hành, quản lý chất thải là tất yếu. Do đó, đề tài “Đặc tính về dung
trọng của chất thải rắn đơ thị ở các vùng phía Nam Việt Nam và các vấn đề quản lý chất
thải có liên quan” được chọn thực hiện là cần thiết.
Võ Thế Hùng
T r a n g 5 / 85
Luận văn thạc sỹ
Chương 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu, mục tiêu và nhiệm vụ, phạm vi nghiên
cứu, cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học
2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Việt Nam đang trong quá trình phát triển, tốc độ đơ thị hóa ngày càng cao, vấn đề
môi trường, xử lý rác thải đang được xã hội, Chính phủ, người dân quan tâm. Định
hướng quy hoạch chung cả nước, cũng như quy hoạch của từng vùng, quy hoạch của
từng tỉnh, thành địa phương thì sẽ loại dần các hình thức xử lý chất thải gây ơ nhiễm,
có khả năng gây ô nhiễm, tồn lưu ô nhiễm, ưu tiên khuyến khích các loại hình xử lý
chất thải trên cơ sở xem rác thải là nguồn tài nguyên, do đó các dự án đầu tư bãi chơn
lấp chất thải sẽ dần dần được thay thế bằng các loại hình xử lý thân thiện, tối ưu hơn
như đốt rác (có và khơng có thu hồi năng lượng), sản xuất phân vi sinh, đất sạch, phân
compost, tái chế, tái sử dụng…
KLTTR được quan tâm trên cơ sở bối cảnh trên nhằm tối ưu hóa cơng suất tiếp nhận
của các bãi chơn lấp, gia tăng công suất các bãi hiện hữu, thiết lập các phương án tái sử
dụng bãi chôn lấp trên cơ sở tận dụng quỹ đất của từ bãi chôn lấp đã ngừng tiếp nhận
rác. Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này, trong
khi thế giới đã có một số nghiên cứu có liên quan thể hiện sự thay đổi và xu hướng thay
đổi của dung trọng rác sinh hoạt thay đổi theo thành phần, thời gian, không gian lưu
chứa và tiếp nhận rác; các nghiên cứu đến từ các nước phát triển như Mỹ, Canada cũng
như các quốc gia lận khu vực châu Á - Trung Quốc, Ấn Độ, Bangladesh … và các tổ
chức quốc tế như World Bank, cụ thể như sau:
-
Các tác giả Katelijn, V.D.B., Duong, C.T., Joan, M.N., Carsten, S., Gerard, S.,
Nguyen, T.K.T., Lieu, T.B., Bui đã thực hiện báo cáo Đánh giá công tác quản lý
chất thải rắn sinh hoạt và chất thải công nghiệp nguy hại: Các phương án và hành
động nhằm thực hiện chiến lược quốc gia, do Ngân hàng Quốc tế về Tái thiết và
Phát triển/Ngân hàng Thế giới, Nhà xuất bản Hồng Đức xuất bản năm 2018. Các
các giả đã khảo sát, thu thập, trình bày các thơng tin chung về rác thải tại Việt
Nam (thông qua một số thành phố đã khảo sát), nội dung bao gồm rác thải sinh
hoạt, công nghiệp, rác nguy hại, cụ thể về thành phần, khối lượng và phương
pháp thu gom, xử lý rác tại một số đơ thị của Việt Nam, các chính sách, định
Võ Thế Hùng
T r a n g 6 / 85
Luận văn thạc sỹ
hướng quy hoạch có liên quan của Chính phủ và đề xuất các kịch bản, khuyến
cáo có liên quan;
-
Tác giả Zekkos, D., Bray, J.D., Kavazanjian, E., Matasovic, N., Rathje, E.M.,
Riemer, M.F., và cộng sự trong bài báo "Unit Weight of Municipal Solid Waste,"
xuất bản năm 2013 thuộc tạp chí Journal of Geotechnical and Geoenvironmental
Engineering, vol. 132(10), pp. 1250-1261, đã trình bày một số phương pháp, thí
nghiệm xác định khối lượng thể tích rác tại Mỹ, Canada, trình bày cơng thức
thực nghiệm xác định khối lượng thể tích rác theo chiều sâu trong các bãi chôn
lấp;
-
Các tác giả Raviteja, K., Basha, B.M.J.J.O.H. trong bài báo "Characterization of
Variability of Unit Weight and Shear Parameters of Municipal Solid Waste," vol.
25(2), pp. 04020077 thuộc tạp chí Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive
Waste xuất bản năm 2021 tổng hợp các thông số đã cơng bố về tính chất cơ lý
của rác và sử dụng các thuật toán thống kê để đưa ra kết quả phù hợp phục vụ
cho việc tính tốn, thiết kế các bãi chôn lấp;
-
Tác giả Alam, O. và công sự trong bài báo “An in-depth review on municipal
solid waste management, treatment and disposal in Bangladesh,” Sustainable
Cities and Society, vol. 52, xuất bản năm 2020 có nêu tổng quan về rác sinh hoạt
tại Bangladesk, lượng rác thải, thành phần rác sinh hoạt, tính chất hóa lý của rác
thải, việc quản lý chất thải, tiếp nhận, xử lý, quá trình phân hủy rác trong các bãi
chơn lấp, q trình chuyển đổi từ đốt, chơn lấp khơng có kiểm sốt sang chơn
lấp hợp vệ sinh và các phương pháp xử lý chất thải có khả năng áp dụng tại
Bangladesk;
-
Tác giả Prajapati, K.K., Yadav, M., Singh, R.M., Parikh, P., Pareek, N., and
Vivekanand, V. trong bài báo “An overview of municipal solid waste
management in Jaipur city, India - Current status, challenges and
recommendations,” trên tạp chí Renewable and Sustainable Energy Reviews,
vol. 152, xuất bản năm 2021, trình bày tổng quan vè CTRSH tại Ấn Độ, trong
đó chỉ xử lý được 21% CTRSH, phần cịn lại được xử lý tại các bãi chôn lấp
không hợp vệ sinh, khơng có cơng nghệ tái chế và xử lý. Bài viết cũng trình bày
Võ Thế Hùng
T r a n g 7 / 85
Luận văn thạc sỹ
tính chất hóa lý của CTRSH và quản lý CTRSH hiện tại, những thách thức và
đưa ra các khuyến nghị để cải thiện việc quản lý CTRSH cho thành phố Jaipur ở
Rajasthan, Ấn Độ;
-
Các tác giả Breitmeyer, R.J., Benson, C.H., and Edil, T.B. (2020), “Effect of
Changing Unit Weight and Decomposition on Unsaturated Hydraulics of
Municipal Solid Waste in Bioreactor Landfills,” Journal of Geotechnical and
Geoenvironmental Engineering, vol. 146(5) phân tích ảnh hưởng việc thay đổi
trọng lượng đơn vị khơ đối với sự phân hủy của rác, các yếu tố thủy lực, nước
rác và độ rỗng, thốt khí trong q trình phản ứng sinh hóa trong bãi chơn lấp.
2.2 Mục tiêu và nhiệm vụ, phạm vi nghiên cứu
2.2.1 Mục tiêu và nhiệm vụ
Mục tiêu của nghiên cứu nhằm phân tích, đánh giá thực nghiệm về khối lượng thể
tích của chất thải rắn đô thị ở miền Nam Việt Nam và các vấn đề quản lý chất thải có
liên quan.
Cụ thể, mục tiêu của luận văn:
-
Xác định giá trị khối lượng thể tích rác trong các cơng trình bãi chơn lấp tại các
tỉnh phía Nam thơng qua các phương pháp thí nghiệm phù hợp với bối cảnh, điều
kiện của từng vị trí; thơng qua sự kết hợp các số liệu tính toán lý thuyết, đối chiếu
với số liệu quan trắc thực tế; đối chiếu kết quả khối lượng thể tích rác thu được
với các số liệu đã công bố của cơ quan chức năng, công bố của các bài báo khoa
học.
-
Với các giá trị khối lượng thể tích rác thơng qua nghiên cứu, đánh giá sự ảnh
hưởng của khối lượng thể tích rác này đối với cơng tác quản lý chất thải, khảo
sát, thiết kế các cơng trình chơn lấp chất thải, tái sử dụng bãi chôn lấp trong
tương lai.
-
Từ kết quả nghiên cứu đề xuất giá trị khối lượng thể tích rác trong các bãi chơn
lấp theo độ sâu, thời gian, đề xuất các vấn đề có liên quan đến cơng tác khảo sát
xác định khối lượng thể tích rác, khảo sát địa chất, thiết kế và quản lý công trình
xử lý, tái chế chất thải, tái sử dụng các bãi chôn lấp.
Võ Thế Hùng
T r a n g 8 / 85
Luận văn thạc sỹ
Nghiên cứu trình bày trong luận văn này là cách tiếp cận thực nghiệm về khối lượng
thể tích của chất thải rắn đơ thị ở miền Nam Việt Nam. Để đạt được mục tiêu, các
phương pháp thí nghiệm khối lượng đơn vị CTRSH đã được thực hiện, ghi nhận tại một
số bãi chôn lấp ở 04 tỉnh thành khu vực phía Nam của Việt Nam. Bên cạnh đó, khối
lượng thể tích CTRSH xác định cụ thể tại bãi chơn lấp đang hoạt động dựa trên việc
tính tốn tổng khối lượng và thể tích bãi chơn lấp tại cùng một thời điểm dựa trên cơ sở
đối chiếu số liệu tiếp nhận rác, các điều kiện vận hành có liên quan, bối cảnh hiện trạng
được ghi nhận trong quá trình vận hành bãi chơn lấp và các dữ liệu từ thiết bị quan trắc
cơng trình đã được lắp đặt. Cuối cùng, bằng cách so sánh kết quả thu được từ nghiên
cứu với các tài liệu đã công bố trước đây để chứng minh tính đúng đắn của phương pháp
thí nghiệm, tính tốn đã thực hiện; đánh giá các phương pháp thí nghiệm đã triển khai,
kết quả số liệu thu được và một số gợi ý, đề xuất cho việc quản lý chất thải, quản lý
cơng trình xử lý chất thải ở Việt Nam.
2.2.2 Phạm vi nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu được giới hạn tại các bãi chôn lấp chất thải phân bổ phía Nam,
bao gồm 02 tỉnh thành miền Đơng Nam bộ (Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai) và 02
tỉnh miền Tây Nam bộ (Vĩnh Long, An Giang), với mẫu CTRSH được lấy từ các bãi
chôn lấp rác nằm trên 04 tỉnh thành trên.
Hình 2.1 Vị trí các bãi chôn lấp được khảo sát, nghiên cứu trong luận văn [Google Earth]
Võ Thế Hùng
T r a n g 9 / 85
Luận văn thạc sỹ
2.3. Cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học
Tại Việt Nam cũng như các nước trên thế giới, CTRSH phát sinh từ hoạt động sản
xuất và sinh hoạt của con người. Rác có thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ phân
hủy nhanh (hơn 70%). Việc phân hủy các thành phần hữu cơ trong rác dưới tác động
của mơi trường xung quanh sẽ hình thành khí sinh học và nước rỉ rác tiêu thốt ra ngoài.
Việc phân hủy này đồng thời cũng giúp sắp xếp khung kết cấu vật chất của rác, dưới
tác động của việc lèn, nén chặt các lớp rác bên trên, sự đầm nén trong q trình chơn
lấp rác thì các lớp rác bên dưới sẽ tự sắp xếp và có xu hướng lèn chặt, giảm độ rỗng qua
đó gia tăng KLTTR so với các lớp bên trên. Hình 2.2 bên dưới thể hiện mơ hình bãi
chơn lấp rác thải và thực tế rác chơn lấp trong bãi chơn lấp.
Hình 2.2 Rác sinh hoạt chôn trong các BCL tại Vĩnh Long, mô hình BCL [21]
Như đã nêu, khối lượng thể tích CTRSH theo công bố của cơ quan quản lý sau khi
được đầm nén có giá trị từ 5.2 kN/m3 đến 8.0 kN/m3 (Thông tư 01/2001/TTLTBKHCNMT-BXD).
Võ Thế Hùng
T r a n g 10 / 85
Luận văn thạc sỹ
Theo số liệu của Dimitrios Zekkos [16] thì tại Mỹ, theo báo cáo của Ủy ban Địa kỹ
thuật Mơi trường TC5 (Konig và Jessberger 1997), trích dẫn dữ liệu của Fassett (1993)
và các nhà nghiên cứu khác, báo cáo giá trị KLTTR từ 3.0 kN/m3 đối với chất thải chưa
nén hoặc nén kém đến 17.0 kN/m3 đối với chất thải đã nén chặt. Theo biên soạn của
Zekkos và cộng sự (2005b), các giá trị của trọng lượng đơn vị chất thải rắn sinh hoạt tại
chỗ được báo cáo tại 37 bãi chôn lấp khác nhau dao động từ 3.0 đến 20.0 kN/m3. Theo
Landva và Clark [TLTK], một số bãi rác ở Canada, KLTTR hiện trường ghi nhận từ
8.0-17.0 kN/m3.
Các số liệu từ các nguồn khác nhau có giá trị khác nhau, nhưng xu hướng chung là
CTRSH chôn lấp được đầm chặt có giá trị cao hơn, CTRSH cũ có giá trị cao hơn
CTRSH mới và CTRSH nằm bên dưới có KLTTR cao hơn rác nằm trên trong các bãi
chôn lấp. Việc lấy mẫu, nghiên cứu tổng hợp, tính tốn các số liệu từ thực nghiệm của
các bãi chơn lấp ở phía Nam Việt Nam phần nào sẽ làm sáng tỏ các nội dung trên.
Võ Thế Hùng
T r a n g 11 / 85
Luận văn thạc sỹ
Chương 3. Phương pháp nghiên cứu, khối lượng thực hiện, kết quả nghiên cứu
Trên thực tế, tại Việt Nam cũng như các nước khơng có phương pháp chuẩn để xác
định khối lượng thể tích của CTRSH. Phần này trình bày một số phương pháp lấy mẫu
nghiên cứu được thực hiện để xác định trọng lượng thể tích của CTRSH tại các bãi chơn
lấp ở khu vực phía Nam Việt Nam. Phương pháp thực hiện bao gồm việc lấy mẫu thực
tế và phương thức tính tốn dựa vào các thông số thiết kế và thông số trong quá trình
vận hành có liên quan như đã nêu ở mục 2.2 ở trên.
3.1 Phương pháp nghiên cứu
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu lấy mẫu thực nghiệm xác định KLTTR
Phương pháp nghiên cứu lấy mẫu thực nghiệm xác định KLTTR được thực hiện dựa
trên các điểm sau:
-
Do tính chất cơ lý, sinh học của rác thải theo đổi theo thời gian, không gian lưu
chứa rác nên việc lấy mẫu chất thải của từng bãi rác được thực hiện tùy theo điều
kiện, bối cảnh của từng bãi rác nhằm đảm bảo mẫu lấy phản ánh tốt nhất khối
lượng thể tích của rác thải.
-
Các phương pháp lấy mẫu cũng được tham khảo theo các phương pháp đã thực
hiện trên thế giới.
-
Phương pháp thực hiện được đề xuất nhằm mục đích lấy được mẫu nguyên trạng
tốt nhất trong điều kiện vật liệu đa thành phần, khơng đồng nhất của rác thải.
Phương pháp thí nghiệm lấy mẫu được thực hiện tại các bãi chôn lấp khác nhau theo
03 nhóm sau:
-
Phương pháp 1: Lấy mẫu trực tiếp bằng dụng cụ đóng lấy mẫu trực tiếp, có thể
là ống có đường kính xác định đóng vào rác để lấy mẫu, từ mẫu lấy được tiến
hành cân xác định khối lượng và tính tốn thể tích ống, xác định KLTTR tương
ứng, phương pháp có thể áp dụng khi rác đã phân hủy một phần hoặc gần như
toàn phần khi mà ống mẫu có thể đóng và lấy mẫu đại diện.
Võ Thế Hùng
T r a n g 12 / 85