CHƯƠNG 4: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
4.1. Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý
Mục tiêu của xử lý chất thải rắn là giảm hoặc loại bỏ các thành phần không mong
muốn trong chất thải. các kỹ thuật xử lý chất thải rắn có thể là các quá trình sau:
- Giảm thể tích, kích thước cơ học
- Giảm thể tích hoá học
- Tách loại theo từng phần
- Sấy khô hoặc gia tăng độ ẩm.
Các yếu tố chúng ta cần xem xét khi xác định phương pháp xử lý.
- Thành phần tính chất của chất thải rắn (chất thải sinh hoạt, công nghiệp hay
nguy hại).
- Tổng lượng chất thải rắn cần được xử lý
- Khả năng thu hồi sản phẩm và năng lượng
- Yêu cầu đảm bảo vệ sinh môi trường
4.2. Các quá trình xử lý chất thải rắn:
- Quá trình tiền xử lý: dập, nghiền, cắt, xé, sàng, phân loại, tách từ,...
- Các quá trình nhiệt phân: khí hóa, đốt, nung,...
- Các quá trình sinh học: làm phân hữu cơ, biogas.
- Chôn lấp hợp vệ sinh.
Tuỳ thuộc vào thành phần và tính chất của chất thải rắn mà ta lựa chon các quá
trình xử lý cho phù hợp.
4.3. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp sinh học.
4.3.1. 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.
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:
1
- Yêu cầu diện tích đất để xây dựng nhà xưởng lớn.
- Chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa ổn định.
- Gặp khó khăn khi tiêu thụ sản phẩm.
- Mức độ tự động của công nghệ không cao.
- Việc phân loại còn mang tính thủ công nên thường ảnh hưởng đến sức khoẻ của
công nhân làm việc
- Nạp nguyên liệu thủ công do vậy công suất kém.
Yêu cầu những chất thải có hàm lượng hữu cơ dễ phân huỷ sinh học lớn hơn
50%. Và xu hướng sử dụng phân hữu cơ được nhiều nơi chấp nhận, nhiều đô thị xây
dựng nhà máy.
d. Cơ sở lý thuyết của quá trình làm phân hữu cơ
Rác thải sinh hoạt, rau quả thực phẩm, xác sinh vật chết (proteins, lipid, cacbon
VSV + dd VSV
hydrat, xenlulo, lignin, tro đất) + O 2 (không khí)
tế bào
22mới + phân hữu cơ, celulo, lignin, tế bào chết + tro → Q, SO4 , NO , H2O, CO2.
CaHbOcNd + mO2
VSV + dd VSV
nCwHxOyNz+ sCO2 + rH2O + (d-nz)NH3
Cân bằng phương trình theo các nguyên tố
đối với:
C: a= nw + s
H: b= nx + 2r + 3(d-nz)
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 → 200C (150C)
- Nhóm vi sinh vật ưa ấm: 20 → 500C
(350C)
- Nhóm vi sinh vật ưa nóng 45 →750C
(550C)
Đối với quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong sản xuất phân hữu cơ, hai nhóm
sinh vật ưa ấm và ưa nóng chiếm ưu thế. Tuy nhiên những vi sinh vật này vốn tồn tại
sẵn trong môi trường tự nhiên, chúng ta chỉ tạo điều kiện thuận lợi nhất để nhóm sinh
vật này sinh trưởng phát triển
- Kích cỡ:
Kích cỡ của rác thải thường không đồng nhất, như vậy không có lợi cho quá
trình phân huỷ rác thảià do vậy chúng ta phải cắt để rác có kích cỡ theo yêu cầu để
đạt được hiệu quả cao, tốt nhất là vào khoảng 5 cm.
2
- Tỷ lệ C/N.
Tỷ lệ C/N là một yếu tố cần chú ý đối với quá trình sản xuất phân hữu cơ, xác
định nguồn dinh dưỡng cung cấp cho vi sinh vật trong quá trình ủ. Giới hạn này có tỷ
lệ tốt nhất là vào khoảng từ 20 – 25/1 (trong đó bùn thường có tỷ lệ thấp, các chất thải
vườn có tỷ lệ khá cao).
- Độ ẩm:
Độ ẩm là một trong những nhân tố quan trọng cần phải xem xét trong quá trình
ủ sinh học, độ ẩm thuận lợi nhất cho quá trình phân huỷ sinh học từ 50 - 60%. Độ ẩm
có thể được điều chỉnh bằng cách trộn thêm các thành phần khô hoặc nước (nước bùn,
phân hầm cầu). Khi độ ẩm thấp hơn 40% khả năng phân huỷ sinh học sẽ chậm đi
nhưng độ ẩm quá cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình lưu thông trao đổi khí trong các đống
ủ.
- Nhiệt độ:
Hệ thống phân huỷ sinh học hiếu khí được phân huỷ bởi các nhóm sinh vật ưa
nhiệt trung bình (30 - 380C) và nhóm ưa nhiệt cao (55 - 60 0C). Trong quá trình theo
dõi các hoạt động ủ rác sinh học đã phát sinh các phản ứng toả nhiệt liên quan đến quá
trình 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 - 10 0C, 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 0C, hoặc trong một giờ ở nhiệt độ
550C. Hầu hết các sinh vật gây bệnh đều chết nhanh chóng khi nhiệt độ đạt đến 55 0C,
chỉ có một số loài sống sót ở nhiệt độ trên 670C 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 thủ công→sàng quay →máy tách từ (thu kim loại) → băng tải →(thêm nước vào)
nhà ủ phân (VSV) sau đó điều chỉnh N, P, K (độ ẩm trong vòng khoảng 50-60%, nhiệt
độ nhỏ hơn hoặc bằng 550C , thời gian trong vòng 21 ngày)
3
Rác tươi
Phân hầm cầu
Cân
Sàn tập kết
Bể chứa
Tái chế
Băng phân loại
Nghiền
Băng chuyền
Trộn
- Kiểm soát độ ẩm,
nhiệt, cấp khí
- Thời gian 21 ngày
Lên men
Ủ chín
Sàng
Tính chế
Vê viên
Đóng bao
Trộn N, P, K
4.3.2. 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 + mH2O
+ TB
VSV
nCwHxOyNz + sCO2 + mCH4 + (d-nz)NH3 + Q + bùn
Cơ chế quá trình phân hủy yếm khí
lipid
polysacarid
protit
axit nucleic
chất thơm
monosacarid
axit amin
axit nucleic
chất thơm
thuỷ phân
axit béo
axit hoá
sản phẩm lên men,
axit Axetic
Propylic
Lactic
Butylic
Sacarit
H2, CO2, HCOOH,
CH3COOH, CH3OH,
(CH3)3N
CH4 + CO2
Methan hóa:
Các phản ứng của các giai đoạn methan hóa
4
H2 + CO2 → CH4 + 2H2O
HCOOH → CH4 + CO2 + H2O
CH3COOH → CH4 + CO2
CH3OH → CH4 + CO2 + H2O
(CH3)3N + H2O → CH4 + CO2 + NH3
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).
khí biogas
nước
bùn
nhiệt độ
500C
khí này chiếm 50%
là CH4
4.4. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt.
4.4.1. 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.
4.4.2. Ưu nhược điểm của quá trình đốt.
a. Ưu điểm :
5
- Phương pháp này là giảm được thể tích và khối lượng, của chất thải đến 70 90% so với thể tích chất thải ban đầu. (Giảm một cách nhanh chóng, thời gian lữu trữ
ngắn)
- Có thể đốt tại chỗ không cần phải vận chuyển đi xa
- Nhiệt tỏa ra của quá trình đốt có thể sử dụng cho các quá trình khác.
- Kiểm soát được ô nhiễm không khí, giảm tác động đến môi trường không khí
- Có thể sử dụng phương pháp này để xử lý phần lớn các chất thải hữu cơ nguy
hại.
- Yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với phương pháp xử lý bằng sinh học và chôn lấp.
- Ô nhiễm nước ngầm ít hơn đối với phương pháp xử lý bằng chôn lấp.
- Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải rắn.
- Giảm thể tích tối đa sau khi xử lý, cho nên tiết kiệm được diện tích chôn.
- Tro thải ra sau khi đốt thường là những chất trơ
b. Nhược điểm:
- Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao.
- Chi phí đầu tư ban đầu lớn.
- Không phải mọi chất thải đều có thể đốt được
- Phải bổ sung nhiên liệu cho quá trình đốt
- Một số sản phẩm phụ tạo ra trong quá trình đốt.
Những chất đốt được: dung môi, dầu thải, bùn dầu, chất thải bệnh viện, dược
phẩm quá hạn, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), các loại chất dẽo, cao su, sơn, keo, các
hợp chất PVCs, PCBs (poly chlorinated biphenyl).
Những chất không nên đốt: là các chất không cháy được, chất thải phóng xạ,
chất thải dễ nổ,...
4.4.3. Yêu cầu của một lò đốt.
Một dây chuyền công nghệ đốt các chất thải nói chung yêu cầu bao gồm năm
bộ 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.
4.4.4.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.
6
- 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.
4.4.5. Nguyên lý của quá trình đốt:
- Những chất cháy được: chất thải hữu cơ
Khói lò:
Nhiệt độ cao
CT hữu cơ + O2
Nhiệt độ cao,
bụi,CO2, SO2, CO, NOx, HCl,
furan, dioxin. kim lọa thăng
hoa: Cu, As, Ca, Pb, Hg, Ni
tro xỉ
(có thể chứa
kim loại nặng)
4.4.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt
a. Nhiệt độ đốt:
- Nếu nhiệt độ đốt nhỏ hơn 9000C, thường khói lò chứa dioxin, furan,...
- Nhiệt độ từ 900 - 11000C → phần lớn các chất hữu cơ cháy hết nhưng PCB
chưa cháy hết.
- 12000C hầu hết đều bị cháy, tuy nhiên nhiệt độ đốt càng cao thì bản thân nhiệt
tỏa ra của khí đốt không tỏa ra đủ đòi hỏi nhiên liệu phụ, do đó chi phí vận hành tăng
lên, do vậy mà hiệu quả kinh tế sẽ thấp.
Những nhiên liệu phụ: dầu, than, khí thiên nhiên
Tính theo % khối lượng
Loại nhiên liệu
Kcal/kg
C
H
S
N
Tro
Q
FO
68,6
10,2
3
-
-
10.825
DO
72
12,3
0,5
-
-
10.325
Than antraxyt
82
2,3
0,6
0,8
12,2
7.000
b. Thời gian lưu của chất thải trong lò đốt:
Thời gian lưu ảnh hưởng nhiều đến hiệu xuất đốt của lò
Thời gian lưu :
thước của rác)
- Đối với pha rắn: 2 - 4 giờ (nhưng tùy thuộc vào kích
7
- Đối với pha khí ít nhất là 4 giây.
Nhiệt độ tăng thì thời gian lưu giảm đi.
Đối với lò đốt chất thải y tế ở Việt Nam theo Quy chế quản lý chất thải y tế
thì nhiệt đột của lò đốt ít nhất là 10000C.
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.
4.4.7. Một số loại lo 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
Chất
thải
Thứ
cấp
Không khí
Phun dầu
Sơ cấp
Không khí
Ghi lò
không
khí
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:
Chất thải
W= 0,3÷3 vòng/phút
Dầu
Thứ cấp
Sơ cấp
Không khí
Ưu điểm:
Con
ngư
ϕ từ 2÷70 ời
Xỉ
- 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 NH3 vào lò phản ứng khử NOx thành N2
8
Khói
c. Lò liệu động
Khói
Nạp liệu
Nạp liệu
Tro xỉ
Tro
Khi cấp
Khi cấp
- Nguyên tắc của công nghệ này là đốt cháy chất thải trong lớp vật liệu trơ (cát) ở dạng
lơ lững nhờ cấp không khí từ phía dưới. Nhưng khi sử dụng phương pháp này nhược
điểm là rác thải phải được xử lý sơ bộ để cho các vật liệu đốt cso kích thước nhỏ hơn
10 cm.
- Nguyên tắc hoạt động của loại lò này là phải đãm bảo sự pha trộn tốt giữa chất cần
đốt và nhiên liệu à đảm bảo nhiệt độ đồng nhất trong lò. Khi đảm bảo được các điều
kiện đó làm cho chò có hiệu suất cháy cao hơn hẳn lò ghi.
4.5. Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ ép kiện.
Ép kiện được thực hiện trên cơ sở toàn bộ chất thải được tập trung thu gom vào
nhà máy, rác được phân loại thủ công , các chất có thể tái chế được phân loại riêng,
các chất còn lại được chuyển qua hệ thống nén ép bằng thuỵ lực với mục đích làm
giảm thể 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.
à Quy trình công nghệ như sau:
- Rác được thu gom chuyển về nhà máy à đưa vào máy cắt và nghiền nhỏ->
thiết bị trộn bằng băng tải
- Chất thải lỏng được pha trộn trong bồn phản ứng à 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:
9
- 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.
Chất thải rắn
chưa phân loại
Kiểm tra bằng
mắt
Cắt xé hoặc
nghiền nhỏ
Chất thải lỏng
hỗn hợp
Làm ẩm
Thành phần
polyme hoá
Trộn đều
Ép hay đùn ra
Sản phẩm mới
4.6. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp
4.6.1. Khái niệm và vai trò của bãi chôn lấp chất thải rắn.
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,...”
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.
4.6.2. Phân loại bãi rác chôn lấp.
Bãi chôn lấp chất thải rắn có thể được phân loại theo nhiều hình thức khác.
* Theo loại chất thải được chôn lấp.
-
Bãi chôn lấp rác sinh hoạt
-
Bãi chôn lấp chất thải công nghiệp
10
-
Bãi chôn lấp chất thải nguy hại
-
Bãi chôn lấp tro xỉ.
* Theo kích cỡ quy mô diện tích bãi chôn lấp được phân thành:
- Bãi chôn lấp nhỏ
Có diện tích nhỏ hơn10 ha
- Bãi chôn lấp trung bình
Từ 10 - 30 ha
- Bãi chôn lấp lớn
Từ 30 đến 50 ha
- Bãi chôn lấp rất lớn
Trên 50 ha
* Theo kết cấu bãi chôn lấp được chia thành ba loại:
- Bãi chôn lấp nổi: Chất thải được chất cao lên mặt đất, bãi chôn lấp này thường
được áp dụng tại các vùng đất phẳng, xung quanh bãi chôn lấp phải có hệ thống đê kè
để cách ly chất thải, nước rác với môi trường xung quanh.
- Bãi chôn lấp chìm: Chất thải được chôn lấp sâu dưới mặt đất và được cách ly
với môi trường ngoài thông qua hệ thống lớt đấy và lớp phủ bên trên.
- Bãi chôn lấp nứa chìm nữa nổi: Một phần được chôn lấp sâu dưới đất, một
phần nổi lên trên mặt đất.
4.6.3. Yêu cầu của bãi chôn lấp:
Khi xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn chúng ta cần xét các yêu cầu sau:
a. Vị trí:
-
Gần nơi sinh ra nguồn rác.
-
Vị trí bãi chôn lấp tương đối cao, tránh những vùng bị lũ lụt.
Các
công trình
Đô thị
Sân bay, các khu
công nghiệp, hải
cảng
Cụm dân cư ở
đồng bằng và
trung du
Cụm dân cư ở
miền núi
Vị trí của bãi rác đến một số công trình
Đặc điểm và quy Khoảng cách tối thiểu từ vành đai công trình tới
mô công trình
các bãi chôn lấp, (m)
Bãi chôn lấp
nhỏ và vừa
Bãi chôn lấp Bãi chôn lấp rất
lớn
lớn
3000 - 5000
5000 - 15000
15000 - 30000
1000 - 2000
2000 - 3000
3000 - 5000
> 15 hộ
cuối hướng gió
chính
> 1000
> 1000
>1000
các hướng khác
> 300
> 300
> 300
theo khe núi (có
dòng chảy
xuống)
3000-5000
> 5000
> 5000
Các thành phố,
thị xã, thị trấn,
thị tứ...
từ quy mô nhỏ
đến lớn
11
Công trình khai
thác nước ngầm
c.suất < 100
m3/ng
Q < 10.000
m3/ng
Q > 10.000
m3/ng
50 - 100
> 100
> 500
> 100
> 500
> 1000
> 500
> 1000
> 5000
b. Địa chất công trình thuỷ văn.
-
Bãi chôn lấp tránh những vùng có nền đất yếu, các vùng hay xảy ra chấn động
địa chất, các vết nứt,...
-
Tránh những vùng có cấu tạo nền đá vôi.
-
Cách xa khu vực có trữ nước ngầm lớn.
-
Những khu vực có hàm lượng sét trong đất cao rất thuận lợi để xây dựng các
bãi rác
c. Các hạng mục trong bãi chôn lấp
Đối với bãi chôn lấp để đảm bảo yêu cầu vệ sinh, các hoạt động chôn lấp thực
hiện một cách liên tục yếu cầu bãi chôn phải có các hạng mục công trình sau:
-
Ô chôn lấp (đối với bãi chôn lấp có nhiều ô)
-
Hệ thống thu gom và xử lý nước rác
-
Hệ thống thu gom và xử lý khí bãi rác
-
Lấy mẫu và phân tích mẫu nước rác, khí rác
-
Hệ thống đường giao thông
-
Trạm cân để quan lý lượng rác thải chôn lấp.
-
Khu nhà hành chính và các cơ sảo bảo dưỡng các phương tiện máy móc hoạt
động trong bãi chôn lấp.
-
Hệ thống tường rào bao quanh.
-
Hệ thống thoát nước mưa.
4.6.4. Cấu tạo của bãi 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.
a. Cấu tạo của lớp lót đáy.
Rác
Lớp đất bảo vệ 60cm
Lớp vải kỹ thuật
Lớp thu gom nước rác
bằng cát hoặc sỏi (30cm)
Đường kính từ 15 -20cm
Lớp lót đáy màng địa
chất (1,5 mm)
Lớp nén đất sét 12
(60cm, hệ số thấm K 10-6 - 10-7cm/s)
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
- Lớp sét tạo độ an toàn cho hệ thống thu gom nước ngầm (nên có độ nghiên từ
1-2% để tập trung nước).
lớp đất phủ bề mặt (60cm)
b. Hệ thống lớp phủ trên cùng:
Lớp cát sỏi thoát nước (60cm)
Màng địa chất
Lớp đất sét (60cm, K< 10-4 cm/s)
Rác
Mục đích:
-
Ngăn chặn bốc mùi, gây ô nhiễm
-
Ngăn chặn nước mưa thấm vào bãi rác làm tăng lượng nước rác
-
Thu gom lượng khí thải phát sinh
-
Khôi phục lại cảnh quan ban đầu
-
Ngăn cản các loại côn trùng, ruồi muỗi sinh sôi và phát triển
-
Độ dốc tối thiểu của bề mặt lớp phủ là 2%.
c. Hệ thống thu gom nước rác.
Nước rác là nước bao gồm: lượng nước có sẵn ban đầu trong rác thải, từ các
phản ứng hoá sinh xảy ra trong bãi chôn lấp, nước mưa thấm vào,...
Do vậy phải có hệ thống thu gom nước rác, hệ thống thu gom đặt trong bãi
chôn lấp và nằm phía trên hệ thống lớp lót đáy.
Khi thiết kế hệ thống thu gom nước rác tuân thủ một số nguyên tác cơ bản sau
đây:
- Hệ thống thu gom phải đủ lớn để thu gom hết lượng nước rác phát sinh.
- Hệ thống thu gom lắp đặt làm sao hạn chế nước đọng lại ở đáy, độ dốc tối
thiểu 1%
- Ống thu gom nhẵn, đường kính từ 15 - 20 cm
13
d. Hệ thống thu gom khí:
Sau khi rác được chôn lấp vào bãià 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, ...
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.
Ống
thu
gom
khí
Sơ đồ hệ thống thu gom khí thải từ bãi rác
4.6.5. Kỹ thuật vận hành bãi chôn lấp.
14
a. Phương pháp bề mặt.
Phương pháp này trải lớp đất dày từ 40 -80cm, tiếp đến đầm nén và tiếp tục trải
lớp khác lên trên, cuối ngày hoặc khi lớp rác đã dày đến 2 - 2,2m phủ lớp đất dày 10 60 cm (30cm) lên trên rồi đầm nén.
Phương pháp này thường sử dụng đối với những vùng có địa hình bằng phẳng
và ít nguy hiểm đối với nước ngầm.
b. Phương pháp mương rãnh.
Rác được đổ vào những mương rãnh đào sẵn, phương pháp này vận hành cho
đến khi đạt độ cao mong muốn. Các mương cần có chiều rộng và dài đủ lớn để cho các
loại xe (xe đổ rác, xe ủi, xe đầm nén) di chuyển ở trong đó. Nếu hướng các mương
vuông góc với hướng gió làm hạn chế rác thải bay phát tan ra xung quanh. Các mương
thường thiết kế độ sâu từ 4- 5m.
c. Phương pháp hồ chứa.
Đây là phương pháp sử dụng những hố nhân tạo hoặc là những hố tự nhiên có
sẵn cho các hoạt động chôn lấp rác..
d. Nguyên tắc vận hành.
Việc vận hành bãi chôn lấp tuân thủ các nguyên tắc sau đây:
-
Toàn bộ rác thải được đổ thành từng lớp riêng rẽ, độ dày của mỗi lớp không
quá 60cm.
-
Khi lớp rác đã đầm nén xong và gò rác đã đạt độ cao thích hợp thì phủ một lớp
đất hoặc vật liệu tương tự khác dày khoảng 10 - 15cm.
-
Rác cần phủ lớp đất sau 24 tiếng vận hành trong trường hợp vận hành liên tục.
-
Tiến hành những biện pháp phòng ngừa thích hợp để tránh hoả hoạn.
-
Nên phủ một lớp đất hoặc vật liệu tương tự dày 20 - 30cm ở những ô rác để
chôn lấp các chất hữu cơ dễ bị thối rữa.
-
Mỗi một gò rác cần phải kết thúc trước khi bắt đầu gò tiếp theo, độ cao phù hợp
2 - 2,5m.
-
Bảo đảm đủ số lượng công nhân hoạt động trong bãi chôn lấp.
e. Phương pháp vận hành.
Rác được đổ vào các ô chôn lấp sau đó được đầm nén (thông thường có một số
loại xe cơ giới), sau đó đổ lớp đất dày 20 cm sau đó được đầm nén lại (trong ngày).
Ngày hôm sau tiếp tục quá trình chôn lấp như trước.
4.6.5. Quan trắc môi trường ở bãi rác trong và sau khí đóng bãi.
a. Quan trắc những biến động vật lý
Sau khi đóng bãi chôn lấp (hoặc ô chôn lấp), do nhiều biến đổi vật lý khác nhau
bãi của chôn lấp ảnh hưởng đến môi trường xung quanh: địa hình bề mặt xung quanh
bị thay đổi, sụt lún của bề mặt bãi chôn lấp, trượt đất,... Do vậy việc phát hiện sớm các
hiện tượng đó để khắc phục các sự cố có thể xảy ra.
b. Quan trắc nước rác.
15
Bao gồm quan trắc chất lượng và số lượng của nước rác. Căn cứ vào kết quả phân
tích thành phần nước rác và xu hướng biến đổi của nước rác có thể xem xét nghiên cứu
quá trình biến đổi chất thải trong bãi chôn lấp, từ đó có các giải pháp giúp cho việc
thiết kế, xây dựng mạng lưới quan trắc và các ô chôn lấp chất thải kế tiếp theo để có
biện pháp xử lý thích hợp.
Nắp đậy lỗ khoan
Bê tông lỗ khoan
Lớp sét trám
lỗ khoan
Ống kẽm
Đất sét
Ống lọc inox
Lớp cuội sỏi
lọc ngược
Tầng nước
ngầm
Ống lắng
Sơ đồ cấu trúc khoan quan trắc nước (theo văn bản hướng dẫn chôn lấp CTNH)
c. Quan trắc chất lượng nước ngầm
Do nguy cơ tiềm tàng rò rỉ nước rác từ bãi chôn lấp chất thải tới nước ngầm. Mạng
lưới quan trắc chất lượng nước ngầm bao gồm các lỗ khoan được đặt phía trước và sau
bãi rác theo hướng dòng chảy nước ngầm.
Việc quan trắc nước ngầm được thực hiện ngay từ khi điều tra lựa chọn vị trí đến
khi xây dựng vận hành đóng bãi và hậu đóng bãi.
Các yếu tố quan trắc: trong năm đầu tiên mức nước được đo một tháng một lần,
những năm kế tiếp ba tháng đo một lần. Đối với các mẫu lấy phân tích ở phòng thí
nghiệm cứ ba tháng lấy mẫu một lần để xác định các tính chất sinh - lý - hoá.
Thời gian quan trắc ở bãi chôn lấp kéo dài thường 50 năm sau khi đóng bãi nhưng
nếu trong 5 năm đầu nếu quan trắc liên tiếp không phát hiện thấy chất ô nhiễm thì thời
gian quan trắc sẽ giảm xuống nhưng tối thiểu quan trắc phải kéo dài 20 năm.
d. Quan trắc môi trường khí thải.
Khí thải được quan trắc trong quá trình. Thời gian quan trắc chất lượng môi trường
không khí được thực hiện song song với quan trắc nước ngầm.
Chế độ quan trắc thông thường một tháng tiến hành quan trắc một lần.
Trong giai đoạn cuối của qúa trình vận hành cùng như trong thời kỳ sau quá trình
đóng bãi các chương trình quan trắc khí nên tập trung vào nơi phát thải khí ở các
miệng ống thoát và cả vùng không khí xung quanh.
4.6.6. Đóng bãi chôn lấp.
16
Việc đóng bãi chôn lấp cần thực hiện khi:
- Lượng chất thải đã được lấp đạt được thể tích lớn nhất theo như thiết kế ban đầu
của bãi chôn lấp.
- Chủ vận hành bãi chôn lấp không có khả năng tiếp tục vận hành.
- Hoặc đóng bãi chôn lấp do những nguyên nhân khác.
Trong mọi trường hợp khi có kế hoạch đóng bãi chôn lấp chủ vận hành phải gửi
công văn tới cơ quan quản lý nhà nước về môi trường để thông báo thời gian đóng bãi.
Thông thường kế hoạch đóng bãi và hậu đóng bãi đã có ngay từ khi lập dự án
Trong thời hạn từ 3 đến 6 tháng kể từ ngày đóng bãi chôn lấp, chủ vận hành bãi
chôn lấp phải báo cáo cho các cơ quan quản lý nhà nước về hiện trạng của bãi chôn
lấp:
- Tình trạng hoạt động, khả năng vận hành của tất cả các công trình trong bãi chôn
lấp: hệ thống chống thấm, hệ thống thu gồm và xử lý nước rác và khí thải, lớp
phủ bề mặt,...
- Kết quả quan trắc chất lượng nước (nước rò rỉ, nước mặt, nước ngầm), khí.
- Nêu những thuận lợi, khó khăn và kiến nghị với các cơ quan có thẩm quyền phối
hợp để giải quyết.
- Sau khi đóng bãi cần quản lý chặt chẽ không nên cho người và súc vật vào khu vực
bãi rác
17