Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU..................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu của đề tài................................................................................................1
1.2 Nội dung của đề tài................................................................................................2
1.4 Phạm vi thực hiện đề tài.......................................................................................2
1.5 Đối tượng nghiên cứu............................................................................................2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU...........................................................................4
2.1 Tổng quan về CTR (chất thải rắn )...........................................................................4
2.1.1. Định nghĩa chất thải rắn...........................................................................4
2.1.2 Các nguồn phát sinh chất thải rắn.................................................................4
2.1.3 Phân loại chất thải rắn..............................................................................5
2.1.4 Thành phần chất thải rắn.........................................................................7
2.1.5 Tính chất của chất thải rắn............................................................................8
2.2 Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn......................................................................12
2.2.1 Ô nhiễm đến môi trường nước....................................................................12
2.2.2 Ô nhiễm đến môi trường đất.......................................................................13
2.2.3 Ô nhiễm đến môi trường không khí............................................................13
2.2.4 Cảnh quan và sức khỏe con người..............................................................14
2.3 Các biện pháp xử lý rác thải đô thị.........................................................................14
2.3.1. Đổ thành đống hay bãi rác hở (open dumps).............................................14
2.3.2. Bãi chôn rác vệ sinh (sanitary landfill)......................................................15
2.3.3 Phương pháp tái chế................................................................................16
2.3.4 Phương pháp ủ phân Compost............................................................................17
hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy theo lượng oxy có sẵn.........................17
2.3.4.1 Ủ hiếu khí:........................................................................................................17
2.3.4.2 Ủ yếm khí:.......................................................................................................17
2.3.4.3 Chất lượng Compost................................................................................18
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ QUẬN BÌNH THỦY THÀNH PHỐ CẦN THƠ.....19
3.1 Điều kiện tự nhiên..................................................................................................19
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
1
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
3.1.1 Điều kiện địa lý, địa chất............................................................................19
3.1.2. Điều kiện về khí hậu, khí tượng.................................................................19
3.1.3. Điều kiện thuỷ văn..................................................................................20
3.1.4. Tài nguyên thiên nhiên..............................................................................21
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội...................................................................................22
4.1 Dự đoán dân số và khối lượng rác quận Bình Thủy giai đoạn 2013-2025..............25
CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PHÙ HỢP............28
5.1 Các phương pháp đề xuất và ưu nhược điểm của từng phương pháp.....................28
5.2 Lựa chọn phương pháp xử lý..............................................................................29
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY Ủ PHÂN COMPOST CHO RÁC
THẢI SINH HOẠT CỦA HUYỆN BA TRI TỈNH BẾN TRE...........................................32
6.1 Các yếu tố cần đảm bảo:.....................................................................................32
6.3 Tính toán................................................................................................................ 34
6.5.1 Khu tiếp nhận rác.......................................................................................34
6.5.2 Hệ thống phân loại..................................................................................35
6.5.3 Thiết kế khu trữu rác có thể tái chế và rác trơ sau phân loại.......................36
6.5.4 Tính toán thiết kế cho công đoạn ủ thô.......................................................36
6.5.5 Tính toán thiết kế hệ thống cấp khí.............................................................38
6.5.6 Khu sàng thô...............................................................................................39
6.5.7 Tính toán thiết kế cho công đoạn ủ chín.....................................................39
6.5.8 Khu sàng tinh.............................................................................................42
6.5.9 Tính lượng rác đem chôn lấp......................................................................42
6.5.10 Tính toán kho chứa phân compost thành phẩm.........................................42
6.5.11 Tính các công trình phụ trợ khác..............................................................43
CHƯƠNG 7: KHAI TOÁN KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH NHÀ MÁY
Ủ PHÂN COMPOST...................................................................................................45
7.1 Chi phí đầu tư thiết bị máy móc.............................................................................45
7.2 Chi phí khu ủ thô....................................................................................................46
7.3 Chi phí khu ủ chín..................................................................................................47
7.4 Chi phí cho các công trình phụ trợ.........................................................................47
7.5 Chi phí vận hành....................................................................................................48
7.6 Tổng chi phí xây dựng và vận hành nhà máy ủ phân compost...............................49
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
2
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................50
8.1 Kết luận.................................................................................................................. 50
8.2 Kiến nghị...............................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................51
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
3
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BCL: Bãi chôn lấp
CTR: Chất thải rắn
BCLCTR: Bãi chôn lấp chất thải rắn
QLCTR: Quản lí chất thải rắn
BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trường
CTTNHH: Công Ty Trắc Nhiệm Hữu Hạn
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
4
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Diễn biến khí hậu quận Bình Thủy quác các năm.........................................20
Bảng 4.1 Dân số qua các năm quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ............................25
Bảng 4.2 Dự báo dân số quận Bình Thủy từ năm 2014 đến năm 2025........................25
Bảng 4.3 Dự đoán khối lượng rác sinh hoạt trên địa bàn quận Bình Thủy thành phố
Cần Thơ....................................................................................................................... 26
Bảng 5.1 Các phương pháp xử lý và ưu nhược điểm của từng phương pháp...............28
Bảng 5.2 Mức gia quyền các yêu cầu lựa chọn............................................................29
Bảng 5.3 Bảng so sánh các phương pháp xử lý............................................................29
Bảng 5.4 Phân tích tổng điểm lợi ích của 3 phương pháp............................................31
Bảng 6.3 Diện tích các công trình phụ trợ....................................................................42
Bảng 6.4 Tiêu chuẩn 10 TCN 526-2002 cho phân hữu cơ vi sinh chế biến từ rác thải
sinh hoạt....................................................................................................................... 43
Bảng 7.1 Chi phí đầu tư thiết bị...................................................................................45
Bảng 7.2 Chi phí khu ủ thô..........................................................................................46
Bảng 7.3 Chi phí khu ủ chín........................................................................................47
Bảng 7.4 Chi phí xây dựng cỏ bản cho các công trình phụ trợ.....................................47
Bảng 7.5 Thông số máy trộn........................................................................................48
Bảng 7.6 Chi phí tiền lương cho công nhân nhà máy ủ compost.................................49
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
5
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
DANH SÁCH HÌNH
Hình 3.1 Bản đồ quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ.................................................19
Hình 3.2 Sơ đồ quản lý thu gom, vận chuyển CTRSH ở quận Bình Thủy...................22
Hình 6.1 Sơ đồ quy trình công nghệ ủ phân compost...................................................33
Hình 6.2 Sơ đồ bố trí bể ủ thô......................................................................................38
Hình 6.3 Máy trộn M2600II.........................................................................................40
Hình 6.4 Sơ đồ bố trí các luống ủ chín.........................................................................41
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
6
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1Đặt vấn đề
Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội, với tốc độ đô thị hóa ngày càng
tăng và sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, du lịch...
kéo theo mức sống của người dân ngày càng cao đã làm n ảy sinh nhi ều v ấn đ ề
mới, nan giải trong công tác bảo vệ môi trường và sức khoẻ của cộng đồng
dân cư. Lượng chất thải phát sinh từ những hoạt động sinh ho ạt c ủa người
dân ngày một nhiều hơn, đa dạng hơn về thành phần và độc h ại h ơn v ề tính
chất.
Cách quản lý và xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại h ầu h ết các
thành phố, thị xã, địa phương ở nước ta hiện nay đều chưa đáp ứng được các
yêu cầu vệ sinh và bảo vệ môi trường. Không có những bước đi thích h ợp,
những quyết sách đúng đắn và những giải pháp đồng bộ, khoa h ọc đ ể qu ản lý
chất thải rắn trong quy hoạch, xây dựng và quản lý các đô th ị sẽ dẫn tới các
hậu quả khôn lường, làm suy giảm chất lượng môi trường, kéo theo những
mối nguy hại về sức khoẻ cộng đồng, hạn chế sự phát tri ển của xã hội.
Một trong những phương pháp xử lý chất thải rắn được coi là kinh tế
nhất cả về đầu tư ban đầu cũng như quá trình vận hành là xử lý ch ất th ải r ắn
(CTR) theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Đây là ph ương pháp xử lý ch ất
thải rắn phổ biến ở các quốc gia đang phát tri ển và th ậm chí đ ối v ới nhi ều
quốc gia phát triển. Nhưng phần lớn các bãi chôn l ấp CTR ở nước ta không
được quy hoạch và thiết kế theo quy định của bãi chôn lấp CTR h ợp v ệ sinh.
Các bãi này đều đa số đều không kiểm soát được khí độc, mùi hôi và n ước r ỉ
rác là nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng cho môi trường đất, nước và không khí.
Trong những năm qua, cùng với sự phát tri ển kinh tế, nâng cao đời s ống
nhân dân và thực hiện chủ trương phát triển bền vững, phát tri ển kinh tế,
cùng với bảo vệ môi trường thì hiện nay vấn đề xử lý CTR tại thành ph ố C ần
Thơ nói chung và quận Bình Thủy nói riêng cũng đã và đang được chính quy ền
tỉnh và các cơ quan chức năng quan tâm. Tình trạng rác tại đ ường ph ố, khu
dân cư, rác thải còn đổ bừa bãi xuống sông, su ối, ao h ồ, các khu đ ất tr ống...gây
nên tình trạng ô nhiễm môi trường, đe dọa đến nguy cơ suy thoái tài nguyên
đất, nước, không khí, và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Rác thải
luôn biến đổi và tỉ lệ thuận với tốc độ gia tăng dân s ố và phát tri ển kinh t ế. Vì
vậy thời gian thu gom, vận chuyển và xử lý không đáp ứng k ịp th ời sẽ làm cho
mức độ ô nhiễm ngày càng gia tăng. Trước tình hình đó, đồ án: “Tính toán và
thiết kế nhà máy ủ phân compost rác thải sinh hoạt cho quận Bình Th ủy
thành phố Cần Thơ” được thực hiện nhằm giải quyết tình trạng chất thải
rắn mất vệ sinh và gây ô nhiễm môi trường như hiện nay, đồng th ời cũng giải
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
1
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
quyết sức ép đối với một lượng lớn chất thải rắn sinh ra trong tương lai. V ới
hy vọng hàng năm có hàng trăm tấn rác được xử lý, gi ảm thi ểu ô nhi ễm môi
trường.
1.2 Mục tiêu của đề tài
Thu thập số liệu, kết hợp với các tài li ệu s ẵn có đ ể đ ưa ra các s ố li ệu
cụ thể phục vụ cho tính toán và thiết kề bãi chôn lấp hợp vệ sinh rác th ải sinh
hoạt cho quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ góp phần bảo vệ môi tr ường
cũng như giữ cho quận Bình Thủy luôn xanh - sạch - đẹp.
1.2Nội dung của đề tài
- Khảo sát, điều tra hiện trạng tình hình thu gom, vận chuyển và xử lý chất
thải rắn ở quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ.
- Dự báo Tổng quan về đặc điểm tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội cho
quận Bình Thủy.
- Dự báo khối lượng và tốc độ phát sinh chất thải rắn sinh hoạt từ năm 2014
đến năm 2025 của quận Bình Thủy.
- Đánh giá sơ bộ các tác động của chất thải rắn đến môi trường.
- Lựa chọn quy mô, địa điểm xây dựng nhà máy ủ phân compost cho quận
Bình Thủy.
- Tính toán và thiết kế ủ phân compost cho quận Bình Thủy.
1.4 Phạm vi thực hiện đề tài
Chỉ tập trung nghiên cứu chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn quận
Ninh Kiều thành phố Cần Thơ.
1.5 Đối tượng nghiên cứu
Chất thải rắn sinh hoạt của quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ.
SVTH: ĐẶNG THÀNH QUÝ
MSSV: B1500198
2
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về CTR (chất thải rắn )
2.1.1. Định nghĩa chất thải rắn
a. Chất thải rắn là gì?
Chất thải rắn (Solid Waste) là tòan bộ các loại vật chất được con người
loại bỏ trong các hoạt động kinh tế xã hội của mình (bao gồm các hoạt đ ộng
sản xuất, các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của c ộng đ ồng...) trong đó
quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xu ất và ho ạt
động sống.
Rác là thuật ngữ được dùng để chỉ chất thải rắn có hình dạng tương
đối cố định, bị vứt bỏ từ hoạt động của con người. Rác sinh hoạt hay ch ất th ải
rắn sinh hoạt là một bộ phận của chất thải rắn, được hi ểu là ch ất th ải r ắn
phát sinh từ các hoạt động thường ngày của con người.
b. Chất thải rắn đô thị
Rác thải thu gom trong khu vực đô thị được gọi là ch ất th ải rắn đô th ị.
Chất thải rắn đô thị là vật chất mà người tạo ra ban đầu vứt b ỏ đi trong khu
vực đô thị mà không đòi hỏi được bồi thường cho sự vứt bỏ đó và chúng đ ược
xã hội nhìn nhận như là một thứ mà thành phố có trách nhiệm thu d ọn. Trong
chất thải rắn đô thị, chất thải rắn sinh hoạt chiếm phần lớn về khối lượng.
Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải liên quan đến các hoạt động của
con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ khu dân cư, các cơ quan trường học,
các trung tâm dịch vụ thương mại.
2.1.2 Các nguồn phát sinh chất thải rắn
Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có th ể ở n ơi này
hay ở nơi khác; chúng khác nhau về số lượng, kích thước, phân bố về không
gian. Việc phân loại các nguồn phát sinh chất thải rắn đóng vai trò quan tr ọng
trong công tác quản lý chất thải rắn. Chất thải rắn có thể phát sinh trong hoạt
động cá nhân cũng như trong hoạt động xã hội như từ các khu dân cư, ch ợ,
nhà hàng, khách sạn, công ty, văn phòng và các nhà máy công nghi ệp. M ột cách
tổng quát chất thải rắn được phát sinh từ các nguồn sau:
Khu dân cư: Chất thải rắn từ khu dân cư phần lớn là các lo ại thực
phẩm dư thừa hay hư hỏng như rau, quả... bao bì hàng hóa (g ỗ, v ải da, gi ấy
vụn, cao su, thủy tinh, PE, pp, tro...), một số chất thải đặc bi ệt như đ ồ đi ện t ử,
vật dụng hư hỏng (bóng đèn, đồ gỗ gia dụng, đồ nhựa, thủy tinh...), ch ất th ải
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
4
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
độc hại như chất tẩy rửa (bột giặt, chất tẩy trắng...), thuốc di ệt côn trùng,
nước xịt phòng bám trên các rác thải.
Khu thương mại: Chợ, siêu thị, cửa hàng, nhà hàng, khách sạn, khu vui
chơi giải trí, trạm bảo hành, trạm dịch vụ..., khu văn phòng (tr ường h ọc, vi ện
nghiên cứu, khu văn hóa, văn phòng chính quy ền...), khu công c ộng (công viên,
khu nghỉ mát...) thải ra các loại thực phẩm (hàng hóa h ư h ỏng, th ức ăn d ư
thừa từ nhà hàng khách sạn), bao bì (những bao bì đã s ử d ụng, b ị h ư h ỏng) và
các loại rác rưởi, xà bần, tro và các chất thải độc hại...
Khu xây dựng: như các công trình đang thi công, các công trình c ải t ạo
nâng cấp... thải ra các loại xà bần, sắt thép vụn, vôi vữa, gạch vỡ, gỗ, ống dẫn...
Các dịch vụ đô thị (gồm dịch vụ thu gom, xử lý chất th ải và vệ sinh công c ộng
như rửa đường, vệ sinh cống rãnh...) bao gồm rác quét đường, bùn c ống rãnh,
xác súc vật...
Khu công nghiệp, nông nghiệp: CTRSH thải được thải ra từ các hoạt
động sinh hoạt của công nhân, cán bộ viên chức ở các xí nghi ệp công nghi ệp,
các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp, ở khu vực nông nghi ệp ch ất th ải
được thải ra chủ yếu là: lá cây, cành cây, xác gia súc, thức ăn gia súc th ứa hay
hư hỏng; chất thải đặc biệt như: thuốc sát trùng, phân bón, thu ốc tr ừ sâu,
được thải ra cùng với bao bì đựng các hoá chất đó.
2.1.3 Phân loại chất thải rắn
Việc phân loại chất thải rắn là một công việc khá phức tạp b ởi vì s ự đa
dạng về chủng loại, thành phần và tính chất của chúng. Có nhi ều cách phân
loại khác nhau cho mục đích chung là để có biện pháp xử lý thích đáng nh ằm
làm giảm tính độc hại của CTR đối với môi trường. Dựa vào công nghệ xử lý,
thành phần và tính chất CTR được phân loại tổng quát như sau:
a.Phân loại theo công nghệ quản lý - xử lý:
Phân loại CTR theo loại này người ta chia làm: các ch ất cháy đ ược, các
chất không cháy được, các chất hỗn hợp.
Bảng 2.1: Phân loại theo tính chất
Loại rác thải
1. Các
được :
chất
Giấy
Hàng dệt
Nguồn gốc
cháy
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
Các vật liệu làm từ giấy
Có nguồn gốc từ sợi
Các chất thải ra từ đồ ăn, thực phẩm
5
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Rác thải
Cỏ, gỗ củi, rơm
Chất dẻo
Da và cao su
Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ gỗ, tre,
rôm
Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ chất
dẻo
Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ da và
cao su
2. Các chất không cháy
được :
Kim loại sắt
Kim loại
phải sắt
Thủy tinh
Đá và sành sứ
không
3. Các chất hỗn hợp:
Các loại vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ
sắt mà dễ bị nam châm hút.
Các vật liệu không bị nam châm hút.
Các vật liệu và sản phẩm chế tạo từ thủy tinh.
Các vật liệu không cháy khác ngồi kim loại và
thủy tinh
Tất cả các loại vật liệu khác không phân loại ở
phần 1 và 2 đều thuộc loại này. Loại này có thể chia
làm hai phần với kích thước > 5mm và < 5 mm.
( Nguồn: Bảo vệ môi trường trong xây dựng cơ bản, Lê Văn Nãi, Nhà xu ất b ản
Khoa học Kỹ thuật, 1999)
b. Phân loại theo quan điểm thông thường:
- Chất thải thực phẩm:
Là loại chất thải mang hàm lượng chất hữu cơ cao như những nông
sản hư thối hoặc dư thừa: thịt cá, rau, trái cây và các th ực ph ẩm khác. Ngu ồn
thải từ các chợ, các khu thương mại, nhà ăn... Do có hàm l ượng ch ủ y ếu là ch ất
hữu cơ nên chúng có khả năng thối rữa cao cũng như bị phân hủy nhanh khi có
điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. Khả năng ô nhiễm môi trường khá lớn do s ự
phân rã của chất hữu cơ trong thành phần của chất thải.
- Rác rưởi:
Nguồn chất thải rắn này rất đa dạng: thường sinh ra ở các khu dân cư,
khu văn phòng, công sở, khu thương mại, nhà hàng, chợ, các khu vui ch ơi gi ải
trí... Thành phần của chúng chủ yếu là các loại gi ấy, bao bì, gi ấy carton, plastic,
nilon... Với thành phần hóa học chủ yếu là các chất vô c ơ, cellolose, và các lo ại
nhựa có thể đốt cháy được.
Ngoài ra trong loại chất thải này còn có chứa các loại chất th ải là các
kim loại như sắt, thép, kẽm, đồng, nhôm... là các lo ại ch ất th ải không có thành
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
6
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
phần hữu cơ và chúng không có khả năng tự phân hủy. Tuy nhiên loại ch ất
thải này hoàn toàn có thể tái chế lại mà không phải thải vào môi trường.
- Chất thải rắn là sản phẩm của các quá trình cháy :
Loại chất thải rắn này chủ yếu là tro hoặc các nhiên liệu cháy còn dư
lại của các quá trình cháy tại các lò đốt. Các loại tro th ường sinh ra t ại các c ơ
sở sản xuất công nghiệp, các hộ gia đình khi sử dụng nhiên li ệu đ ốt l ấy nhi ệt
sử dụng cho mục đích khác. Xét về tính chất thì loại ch ất th ải r ắn này là vô
hại nhưng chúng lại rất dễ gây ra hiện tượng ô nhiễm môi trường do khó bị
phân hủy và có thể phát sinh bụi.
- Chất thải độc hại:
Các chất thải rắn hóa học, sinh học, chất gây phóng x ạ, ch ất cháy, ch ất
dễ gây nổ như pin, bình acquy... Khi thải ra môi trường có ảnh hưởng đặc bi ệt
nghiêm trọng tới môi trường. Chúng thường được sinh ra từ các hoạt động
sinh hoạt của người dân.
Ngoài ra rác thải như bông băng, kim tiêm, bệnh phẩm cũng là loại CTR
có tính nguy hại lớn tới môi trường, cũng được xếp vào dạng chất thải độc
hại. Có cách khác phân loại theo nguồn gốc phát sinh:
Chất thải sinh ra từ trong hoạt động sản xuất nông nghiệp:
Các chất thải rắn dư thừa trong quá trình sản xuất nông nghi ệp r ất đa
dạng và phức tạp. Chúng bao gồm các loại tàn dư thực vật như cây, củi, qu ả
không đạt chất lượng bị thải bỏ, các sản phẩm phụ sinh ra trong nông nghi ệp,
các loại cây con giống không còn giá trị sử dụng... loại ch ất th ải này th ường
rất dễ xử lý, ít gây ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất nông nghiệp một số hóa chất được
áp dụng như thuốc trừ sâu bệnh, phân bón được thải bỏ hoặc dư thừa cũng đã
ảnh hưởng đến môi trường đất, nước.
Chất thải rắn sinh ra trong xây dựng:
Là loại chất thải rắn sinh ra trong quá trình đập phá, đào bới nhằm xây
dựng các công trìng công cộng, dân dụng, giao thông, cầu cống... lo ại ch ất th ải
này có thành phần chủ yếu là các loại gạch đá, xà bần, s ắt thép, bê tông, tre
gỗ... Chúng thường xuất hiện ở các khu dân cư mới, hoặc các khu vực đang xây
dựng.
Chất thải rắn sinh ra từ các cổng thoát nước, trạm xử lý nước:
Trong loại chất thải này thì thành phần chủ yếu của chúng là bùn đ ất
chiếm tới 90 - 95%. Nguồn gốc sinh ra chúng là các lo ại b ụi b ặm, đ ất cát
đường phố, xác động vật chết, lá cây, dầu mỡ rơi vãi, kim loại n ặng... trên
đường được thu vào ống cống. Nhìn chung loại chất thải này cũng rất đa d ạng
và phức tạp và có tính độc hại khá cao. Ngoài ra còn m ột loại ch ất th ải r ắn
khác cũng được phân loại chung vào là bùn thải sinh ra từ các nhà máy xử lý
nước thải, trạm xử lý nước thải,phân rút từ hầm cầu, bể tự hoại. Các loại chất
thải rắn này cũng chiếm một lượng nước khá lớn ( từ 25 - 95%) và thành
phần chủ yếu cũng là bùn đất, chất hữu cơ chưa hoại.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
7
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
2.1.4 Thành phần chất thải rắn
Thành phần của chất thải rắn bao gồm:
Thức ăn thừa (rác thực phẩm): là các mảnh vụn thực vật, động vật
trong các quá trình chế biến và ăn uống của con người. Loại rác này b ị phân
hủy và thối rửa nhanh (đặc biệt là trong điều ki ện nhiệt độ cao) gây nên mùi
hôi.
Các thứ bỏ đi: bao gồm các loại chất rắn cháy được và không cháy được
của gia đình, cơ quan, khu dịch vụ ngoại trừ thức ăn thừa và các ch ất d ễ th ối
rửa.
Các loại cháy được: như vải, giấy, carton, nhựa, cao su, da, gỗ, lá, cành
cây (cắt tỉa từ cây kiểng).
Các loại không cháy: là những vật liệu trơ như thủy tinh, sành sứ, gạch
nung, kim loại và số ít vật liệu cháy cục bộ cũng được kể vào thành phần trên.
Rác trong quá trình tháo dở và xây dựng: bao gồm bụi, gạch vụn, bê
tông, vữa, các ống nước hư và các thiết bị điện bị bỏ đi.
Chất thải từ các nhà máy xử lý: ở dạng rắn và bán rắn thành phần tùy
thuộc vào quy trình xử lý.
Chất thải nông nghiệp: phụ phế phẩm nông nghiệp (trồng trọt, chăn
nuôi), rơm, rạ, phân gia súc.
Rác độc hại: rác độc hại bao gồm:
- Rác độc hại của khu đô thị bao gồm những vật liệu có kích th ước l ớn,
những dụng cụ tiêu thụ điện đã hao mòn hay thậm chí l ỗi th ời như radio,
stereo, bếp điện, tủ lạnh, máy rửa, máy giặt,…Những món rác trên cần được
thu gom riêng và tháo gỡ để lấy lại một số vật liệu cho việc tái sử dụng.
- Pin và bình acquy cũng là một trong những nguồn rác đ ộc hại từ các
hộ gia đình và các phương tiện giao thông. Loại rác này có ch ứa m ột l ượng l ớn
kim loại như thủy ngân, bạc, kẽm, nicken, catmi.
- Dầu cặn thất thoát từ việc thu thập khai thác và tái s ử dụng n ếu
không thu gom riêng thì sẽ trộn lẫn với các loại rác th ải khác và làm gi ảm giá
trị tái sử dụng.
- Bánh xe cao su cũng được tính là một loại rác th ải đ ộc h ại do s ự phân
hủy chúng rất lâu và gây tác động xấu đến nơi chôn lấp.
Ngoài ra, các hóa chất gây cháy nổ, phóng xạ, ăn mòn, các ngu ồn rác t ừ
khu bệnh viện,… ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
8
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
2.1.5 Tính chất của chất thải rắn
2.1.5.1 Tính chất vật lý
Việc lựa chọn và vận hành thiết bị, phân tích và thiết kế hệ thống xử lý, đánh
giá khả năng thu hồi năng lượng … phụ thuộc rất nhiều vào tính chất vật lý của chất
thải rắn.
Tỷ trọng: Tỷ trọng của rác được xác định bằng phương pháp cân trọng lượng
để xác định tỉ lệ giữa trọng lượng của mẫu với thể tích của nó, có đơn vị là kg/m3
(hoặc lb/yd3). Tỷ trọng được dùng để đánh giá khối lượng tổng cộng và thể tích
CTR. Tỷ trọng rác phụ thuộc vào các mùa trong năm, thành phần riêng biệt, độ ẩm
không khí.
Đối với nước ta do khí hậu nóng ẩm nên độ ẩm của CTR rất cao, thành phần
rất phức tạp và chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ do đó tỷ trọng của rác khá cao.
Trọng lượng riêng được xác định bởi khối lượng cân CTR trên thể tích chứa
khối lượng CTR cân bằng (kg/m3). Dữ liệu về trọng lượng riêng thường cần thiết để
định mức tổng trọng lượng và thể tích chất thải cần phải quản lý.
Bảng 2.4 : Trọng lượng riêng và độ ẩm các thành phần của CTR đô thị
Thành phần
Trọng lượng riêng Ib/yd3
Ẩm độ %
Khoảng
biến thiên
Giá trị tiêu
biểu
Khoảng
biến thiên
Giá trị
tiêu biểu
Thức ăn thừa
220-810
490
50-80
70
Giấy
70-220
150
4-10
6
Carton
70-135
85
4-8
5
Nhựa
70-220
110
1-4
2
Vải
70-170
110
6-15
10
Cao su
170-340
220
1-4
2
Da
170-440
270
8-12
10
Lá và cành cây
100-380
170
30-80
60
Gỗ
220-540
400
15-40
20
Thủy tinh
270-810
330
1-4
2
Lon thiếc
85-270
150
2-4
3
Nhôm
110-405
270
2-4
2
Các kim loại
khác
220-1940
540
2-4
3
Bụi, tro...
540-1685
810
6-12
8
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
9
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Ẩm độ rác đô
thị
15-40
20
*Ghi chú: Ib/yd3x0.5933=kg/m3
(Nguồn: Tchobanoglous et al. 1993)
Độ ẩm: Độ ẩm của CTR được định nghĩa là lượng nước chứa trong một đơn vị
trọng lượng chất thải ở trong trạng thái nguyên thuỷ.
Việc xác định độ ẩm của rác thải dựa vào tỉ lệ giữa trọng lượng tươi hoặc khô
của rác thải. Độ ẩm khô được biểu thị bằng phần trăm trọng lượng khô của mẫu. Độ
tươi khô được biểu thị bằng phần trăm trọng lượng ướt của mẫu và được xác định
bằng công thức:
Độ ẩm = a-b/ a * 100%
Trong đó:
a: Trọng lượng ban đầu của mẫu (kg)
b: Trọng lượng của mẫu sau khi sấy khô ở nhiệt độ 105°C (kg)
Độ ẩm của rác phụ thuộc vào mùa mưa hay nắng. CTR đô thị ở Việt Nam
thường có độ ẩm từ 50 – 70
Kích thước hạt và cấp phối hạt:
Kích thước và cấp phối hạt của các thành phần trong CTR đóng vai trò rất
quan trọng trong việc tính toán và thiết kế các phương tiện cơ khí trong thu hồi vật
liệu, đặc biệt là sàng, ray hay phân loại CTR bằng máy hoặc bằng phương pháp từ
tính. Kích thước của từng thành phần chất thải rắn có thể xác định bằng một hoặc
nhiều phương pháp như sau:
Trong đó:
- kích thước các thành phần hay hạt, mm
- chiều dài vật liệu, mm
- chiều rộng, mm
- chiều cao, mm
Khả năng giữ nước của rác:
Khả năng giữ nước của rác thải là toàn bộ lượng nước mà nó có thể giữ lại
trong mẫu rác thải dưới tác dụng của trọng lực. Khả năng giữ nước của rác thải là
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
10
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
một trong những tiêu chuẩn quan trọng để xác định sự hình thành nước rỉ rác từ các
bãi rác. Nước đi vào mẫu rác thải vượt quá khả năng giữ nước của nó sẽ được giải
phóng tạo thành nước rỉ rác. Khả năng giữ nước của rác thải thay đổi phụ thuộc vào
mức độ nén và trạng thái phân hủy của rác thải. Khả năng giữ nước của hỗn hợp
chất thải rắn (không nén) từ khu dân cư và thương mại thường dao động trong
khoảng 50 ÷ 60%.
Khả năng thấm dẫn của rác nén:
Khả năng thấm dẫn nước của rác nén là một tính chất vật lý quan trọng vì nó
chi phối và điều khiển sự di chuyển của các chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước
thấm) và chất khí bên trong bãi rác. Hệ số thấm được tính như sau:
Trong đó:
K – hệ số thấm, m2/s
C – hằng số không thứ nguyên
d – kích thước trung bình trong các lỗ rỗng trong rác, m
γ – trọng lượng riêng của nước, kg.m/s2
μ – độ nhớt động học của nước, Pa.s
k – độ thấm riêng, m2
Độ thấm riêng k = Cd2 phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của CTR bao gồm: sự
phân bố kích thước của các lỗ rỗng, diện tích bề mặt vật liệu, tính góc cạnh, độ xốp.
Giá trị điển hình cho độ thấm riêng đối với CTR được nén trong bãi rắn nằm trong
khoảng 10-11 đến 10-12 m2 theo phương đứng và khoảng 10-10 m2 theo phương ngang.
2.1.5.2 Tính chất hóa học
Thành phần hóa học các vật chất cấu tạo nên CTR đóng vai trò rất quan trọng
trong việc đánh giá, lựa chọn phương pháp xử lý và tái sinh chất thải. Những tính
chất cơ bản cần phải xác định đối với thành phần cháy được trong chất thải rắn bao
gồm:
Độ ẩm (lượng nước mất đi sau khi sấy ở 105ºC trong 1 giờ).
Chất dễ bay hơi (khối lượng bị mất khi đem mẫu CTR đã sấy ở 105ºC trong 1
giờ nung ở nhiệt độ 550ºC trong lò kín).
Cacbon cố định: là lượng cacbon còn lại sau khi đã loại các chất vô cơ khác
không phải là cacbon trong tro khi nung ở 950ºC, hàm lượng này thường chiếm
khoảng 512%, giá trị trung bình là 7%. Các chất vô cơ khác trong tro gồm thủy tinh,
kim loại,… đối với CTR đô thị, các chất vô cơ này chiếm khoảng 1530%, giá trị
trung bình là 20%.
Tro (phần khối lượng còn lại sau khi đốt cháy trong lò hơi).
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
11
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Điểm nóng chảy của tro: Điểm nóng chảy của tro được định nghĩa là nhiệt độ
mà tại đó tro tạo thành từ quá trình đốt cháy chất thải bị nóng chảy và kết dính tạo
thành dạng rắn (xỉ). Nhiệt độ nóng chảy đặc trưng đối với xỉ từ quá trình đốt rác
sinh hoạt thường dao động trong khoảng từ 2000 ÷ 2200oF (1100 ÷ 1200ºC).
Thành phần nguyên tố trong chất thải rắn: Các nguyên tố trong CTR cần phân
tích để xác định phần trăm của chúng bao gồm C, H, O, N, S và tro. Thông thường,
các nguyên tố thuộc nhóm halogen cũng thường được xác định do các dẫn xuất của
Clo thường tồn tại trong thành phần khí thải khi đốt rác. Kết quả xác định các
nguyên tố này được sử dụng để xác định thành phần hóa học của chất hữu cơ trong
CTR cũng như xác định tỉ số C/N có thích hợp cho quá trình chuyển hóa sinh học
hay không.
Nhiệt trị của chất thải rắn: Nhiệt trị là lượng nhiệt sinh ra do đốt cháy hoàn
toàn một đơn vị khối lượng CTR.
Trừ các hợp chất nhựa dẻo, cao su và da, phần chất hữu cơ của hầu hết các
chất thải rắn đô thị có thể được phân loại như sau:
Xenluloza, một sự hóa đặc sản phẩm của đường glucoza 6 – cacbon. Sự tạo
thành nước hòa tan như là hồ tinh bột amino axit, và các axit hữu cơ khác
Bán cellulose: các sản phẩm ngưng tụ của đường 5 và 6 cacbon
Chất béo, dầu và chất sáp, là các este của rượu và các axit béo mạch dài
Chất gỗ(lignin): một polymer chứa các vòng thơm với nhóm methoxyl
Ligoncelluloza: hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau
Protein: chất tạo thành các amino axit mạch thẳng
Tính chất sinh học quan trọng nhất của phần hữu cơ trong chất thải rắn đô thị
là hầu như tất cả các hợp phần hữu cơ đều có thể bị biến đổi sinh học tạo thành các
khí đốt và chất tro, các chất rắn vô cơ có liên quan. Sự phát sinh mùi và côn trùng
có liên quan đến bản chất phân hủy của các vật liệu hữu cơ tìm thấy trong chất thải
rắn đô thị.
2.2 Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn
2.2.1 Ô nhiễm đến môi trường nước
Một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với môi trường tại các bãi rác là
khả năng ô nhiễm môi trường do nước rò rỉ. Nhìn chung, nước rác nếu bị rò rỉ sẽ tác
động mạnh đến chất lượng đất và nước ngầm cũng như nước mặt nơi bị nước rác
chảy vào. Nước rác (nước rò rỉ) là nước phát sinh từ quá trình phân hủy rác trong
bãi rác và chảy qua tầng rác. Nước rác chứa chất rắn lơ lửng, các thành phần hòa tan
của rác và các sản phẩm của quá trình phân hủy rác do hoạt động của vi sinh vật.
Thành phần của nước rác phụ thuộc vào thành phần của rác, của giai đọan phân hủy
đang diễn tiến, độ ẩm của rác.
Nước thải từ bãi rác có chứa các chất hữu cơ và vô cơ (đặc biệt là các kim
loại nặng) là nguồn ô nhiễm rất lớn. Nước thải này có nồng độ các chất ô nhiễm rất
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
12
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
cao thường gấp 20 - 30 lần nước thải bình thường.
2.2.2 Ô nhiễm đến môi trường đất
Đất trong khu vực bãi rác phải chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước rò rỉ thấm
xuống. Các chất ô nhiễm thâm nhập vào đất làm thay đổi trạng thái ban đầu của đất,
các mẫu đất xét nghiệm ở phần lớn các bãi rác cho thấy độ mùn rất cao, một số mẫu
bị ô nhiễm kim loại nặng và những chất độc hại khác. Sự thay đổi tính chất của đất
ảnh hưởng xấu đến sản xuất nông nghiệp. Các độc tố tích tụ trong đất có thể chuyển
sang cây trồng và sau đó là gia súc gây ra tích tụ sinh học ảnh hưởng đến chăn nuôi
và sức khỏe cộng đồng. Rác sau khi chôn lấp sẽ tạo thành khí CH 4 trong điều kiện
hiếu khí làm xuất hiện thêm chất độc cho môi trường đất và sau đó, nếu không sử
dụng chất khí vừa thoát ra này, nó sẽ bốc lên và tăng hiệu ứng nhà kính. Sự phân
giải rác hữu cơ cũng gây ô nhiễm, do các sản phẩm trung gian hoặc vi khuẩn gây
bệnh cho đất nếu chôn rác không đúng kỹ thuật. Đối với rác không phân hủy (nhựa,
cao su…) nếu không có giải pháp xử lý thích hợp sẽ là nguy cơ gây thối hóa và
giảm độ phì của đất. Ô nhiễm từ các bải rác sẽ tạo ra mùi hôi thối khiến cho không
khí trong đất ngột ngạt, ảnh hưởng đến động vật trong đất, ảnh hưởng đến sức khỏe
của người dân xung quanh.
2.2.3 Ô nhiễm đến môi trường không khí
Các loại rác thải dễ phân hủy (như thực phẩm, trái cây hỏng...) trong điều
kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (nhiệt độ tốt nhất là 35°c và độ ẩm 70 - 80%) sẽ
được các vi sinh vật phân hủy tạo ra mùi hôi và nhiều loại khí ô nhiễm khác có tác
động xấu đến môi trường đô thị, sức khỏe và khả năng hoạt động của con người.
Trong điều kiện kỵ khí: Gốc sulfate có trong rác có thể bị khử thành sulfide,
sau đó sunfide tiếp tục kết hợp với ion H + để tạo thành H2S, một chất có mùi hôi
khó chịu theo phản ứng sau:
2CH3CHCOOH + SO42- → 2CH3COOH + S2- + H20 + C02
S2- + H+ → H2S
Sufide lại tiếp tục tác dụng với các Cation kim loại, ví dụ như Fe 2+ tạo nên
màu đen bám vào thân, rễ hoặc bao bọc quanh cơ thể sinh vật.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ, trong đó có chứa sulfur trong chất thải
rắn để tạo thành các chất có mùi hôi đặc trưng như: Methyl mercaptan và axit amino
butyric.
CH3SCH2CH(NH2)COOH → H3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH.
(Methionine)
(Methyl mercaptan) (Aminobutyric acid)
Methyl mercaptan có thể phân hủy tạo ra methyl alcohol và H 2S. Quá trình
phân hủy rác thải chứa nhiều đạm bao gồm cả quá trình lên men chua, lên men thối,
mốc xanh, mốc vàng... có mùi ôi thiu.
Đối với các acid amin: Tùy theo môi trường mà CTR có chứa các acid amin
sẽ bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện kỵ khí hay hiếu khí.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
13
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Trong điều kiện hiếu khí: acid amin có trong rác thải hữu cơ được men phân
giải và vi khuẩn tạo thành acid hữu cơ và NH3 (gây mùi hôi).
R-CH(COOH)-NH2 → R-CH2-COOH + NH3
Trong điều kiện kỵ khí: acid amin bị phân hủy thành các chất dạng amin và
C02.
R-CH(COOH)-NH2 → R-CH2-NH2 + C02
Trong số các amin mới được tạo thành có nhiều loại gây độc cho người và
động vật. Trên thực tế, các amin được hình thành ở hai quá trình kỵ khí và hiếu khí.
Vì vậy, đã tạo ra một lượng đáng kể các khí độc và cả vi khuẩn, nấm mốc phát tán
vào không khí.
Nồng độ C02 trong khí thải bãi chôn lấp khá cao, đặc biệt trong 3 tháng đầu
tiên. Khí CH4 được hình thành trong điều kiện phân hủy kỵ khí, chỉ tăng nhanh từ
tháng 6 trở đi và đạt cực đại từ 30-36 tháng. Do vậy, đối với các bãi chôn lấp có quy
mô vừa đang hoạt động hoặc đã hoàn tất công việc chôn lấp nhiều năm, cần kiểm
tra nồng độ CH4 để hạn chế khả năng gây cháy nổ tại khu vực.
2.2.4 Cảnh quan và sức khỏe con người
Chất thải rắn phát sinh từ các khu đô thị, nếu không được thu gom và xử lý
đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng dân
cư và làm mất mỹ quan đô thị.
Thành phần chất thải rắn rất phức tạp, trong đó có chứa các mầm bệnh từ
người hoặc gia súc, các chất thải hữu cơ, xác súc vật chết... tạo điều kiện tốt cho
ruồi, muỗi, chuột... sinh sản và lây lan mầm bệnh cho người, nhiều lúc trở thành
dịch. Một số vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký sinh trùng... tồn tại trong rác có thể gây
bệnh cho con người như: bệnh sốt rét, bệnh ngoài da, dịch hạch, thương hàn, phó
thương hàn, tiêu chảy, giun sán, lao...
Phân loại, thu gom và xử lý rác không đúng quy định là nguy cơ gây bệnh
nguy hiểm cho công nhân vệ sinh, người bới rác, nhất là khi gặp phải các chất thải
rắn nguy hại từ y tế, công nghiệp như: Kim tiêm, ống chích, mầm bệnh, hợp chất
hữu cơ bị halogen hóa...
Rác thải nếu không được thu gom tốt cũng là một trong những yếu tố gây
cản trở dòng chảy, làm giảm khả năng thoát nước của các sông rạch và hệ thống
thoát nước đô thị.
2.3 Các biện pháp xử lý rác thải đô thị
2.3.1. Đổ thành đống hay bãi rác hở (open dumps)
Đây là phương pháp cổ điển đã được loài người áp dụng từ rất lâu đời. Ngay
cả trong thời kỳ Hy Lạp và La Mã cổ đại cách đây khỏang 500 năm trước công
nguyên, người ta đã biết đổ rác bên ngoài tường các thành lũy - lâu đài và dưới
hướng gió. Cho đến nay phương pháp này vẫn còn được áp dụng ở nhiều nơi khác
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
14
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
nhau trên thế giới. Đặc biệt tại thị xã Tân An tỉnh Long An, phương pháp xử lý CTR
phổ biến vẫn là đổ thành bãi hở. Phương pháp này có nhiều nhược điểm như sau:
Tạo cảnh quan khó coi, gây cảm giác khó chịu khi con người thấy hay bắt
gặp chúng.
Khi đổ thành đống rác thải sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại động vật
gặm nhấm, các loại côn trùng, các vi sinh vật gây bệnh sinh sôi nảy nở gây nguy
hiểm cho sức khỏe con người.
Các bãi rác hở bị phân hủy lâu ngày sẽ rỉ nước tạo nên vùng lầy lội, ẩm ướt
và từ đó hình thành các dòng nước rò rỉ chảy thấm vào các tầng đất bên dưới, gây ô
nhiễm nguồn nước ngầm, hoặc tạo thành dòng chảy tràn, gây ô nhiễm nguồn nước
mặt.
Bãi rác hở sẽ gây ô nhiễm không khí do quá trình phân hủy rác tạo thành
các khí có mùi hôi thối. Mặt khác ở các bãi rác hở còn có thêm hiện tượng “cháy
ngầm” hay có thể cháy thành ngọn lửa và tất cả các quá trình trên sẽ dẫn đến hiện
tượng ô nhiễm không khí.
Có thể nói đây là phương pháp rẻ tiền nhất, chỉ tiêu tốn chi phí cho công
việc thu gom và vận chuyển rác từ nơi phát sinh đến bãi rác. Tuy nhiên, phương
pháp này lại đòi hỏi một diện tích bãi thải lớn, do vậy ở các thành phố đông dân cư
và quỹ đất khan hiếm thì nó sẽ trở thành phương pháp đắt tiền cộng với nhiều
nhược điểm nêu trên.
2.3.2. Bãi chôn rác vệ sinh (sanitary landfill)
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân hủy của chất
thải rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn
lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối
cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một
số khí như C02, CH4.
Như vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn đô thị vừa là
phương pháp tiêu hủy sinh học, vừa là biện pháp kiểm soát các thông số chất lượng
môi trường trong quá trình phân hủy chất thải khi chôn lấp.
Phương pháp này được nhiều đô thị trên thế giới áp dụng trong quá trình xử
lý rác thải. Thí dụ ở Hoa Kỳ trên 80% lượng rác thải đô thị được xử lý bằng phương
pháp này hoặc ở các nước Anh, Nhật Bản... Người ta cũng hình thành các bãi chôn
lấp rác vệ sinh theo kiểu này.
❖
Ưu điểm:
Có thể xử lý một lượng lớn chất thải rắn.
Chi phí điều hành các hoạt động của BCL không quá cao.
Do bị nén chặt và phủ đất lên trên nên các loại côn trùng, chuột bọ, ruồi
muỗi khó có thể sinh sôi nảy nở.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
15
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Các hiện tượng cháy ngầm hay cháy bùng khó có thể xảy ra, ngoài ra còn
giảm thiểu được mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường không khí.
Làm giảm nạn ô nhiễm môi trường nước ngầm và nước mặt.
Các BCL khi bị phủ đầy, chúng ta có thể sử dụng chúng thành các công
viên, làm nơi sinh sống hoặc các hoạt động khác.
Ngoài ra trong quá trình hoạt động bãi chôn lấp chúng ta có thể thu hồi khí
gas phục vụ phát điện hoặc các hoạt động khác.
BCL là phương pháp xử lý chất thải rắn rẻ tiền nhất đối với những nơi có
thể sử dụng đất.
Đầu tư ban đầu thấp so với những phương pháp khác.
BCL là một phương pháp xử lý chất thải rắn triệt để không đòi hỏi các quá
trình xử lý khác như xử lý cặn, xử lý các chất không thể sử dụng, loại bỏ độ ẩm
(trong các phương pháp thiêu rác, phân hủy sinh học...)
❖ Nhược điểm:
Các BCL đòi hỏi diện tích đất đai lớn, một thành phố đông dân có số lượng
rác thải càng nhiều thì diện tích bãi thải càng lớn.
Cần phải có đủ đất để phủ lấp lên chất thải rắn đã được nén chặt sau mỗi
ngày.
Các lớp đất phủ ở các BCL thường hay bị gió thổi mòn và phát tán đi xa.
Đất trong BCL đã đầy có thể bị lún vì vậy cần được bảo dưỡng định kỳ.
Các BCL thường tạo ra khí methane hoặc hydrogen sunfite độc hại có khả
năng gây nổ hay gây ngạt. Tuy nhiên người ta có thể thu hồi khí methane có thể đốt
và cung cấp nhiệt.
2.3.3 Phương pháp tái chế
Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử dụng
để chế biến thành các sản phẩm mới sử dụng lại cho các hoạt động sinh hoạt và sản
xuất. Công nghệ tái chế phù hợp với rác khối lượng lớn và nguồn thải rác có đời
sống cao.
❖
Ưu điểm:
Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên bởi việc sử dụng vật liệu được tái chế thay
cho vật liệu gốc.
Giảm lượng rác thông qua việc giảm chi phí đổ thải, giảm tác động môi
trường do đổ thải gây ra, tiết kiệm diện tích chôn lấp.
Có thể thu hồi lợi nhuận từ các hoạt động tái chế.
❖
Nhược điểm:
Chỉ xử lý được với tỷ lệ thấp khối lượng rác (rác có thể tái chế)
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
16
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Chi phí đầu tư và vận hành cao
Đòi hỏi công nghệ thích hợp
Phải có sự phân loại rác triệt để ngay tại nguồn.
2.3.4 Phương pháp ủ phân Compost
Ủ sinh học (compost) có thể được coi như là quá trình ổn định sinh hóa các
chất hữu cơ để thành các chất mùn. Với thao tác sản xuất và kiểm soát một cách
khoa học tạo môi trường tối ưu đối với quá trình.
Quá trình ủ hữu cơ từ rác hữu cơ là một phương pháp truyền thống, được áp
dụng phổ biến ở các nước đang phát triển hay ngay cả các nước phát triển như
Canada. Phần lớn các gia đình ở ngoại ô các đô thị tự ủ rác của gia đình mình thành
phân bón hữu cơ (compost) để bón cho vườn của chính mình. Các phương pháp xử
lý phần hữu cơ của chất thải rắn sinh hoạt có thể áp dụng để giảm khối lượng và thể
tích chất thải, sản phẩm phân compost dùng để bổ sung chất dinh dưỡng cho đất và
sản phẩm khí methane. Các loại vi sinh vật chủ yếu tham gia quá trình xử lý chất
thải hữu cơ bao gồm vi khuẩn, nấm, men và antinomycetes. Các quá trình này được
thực hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy theo lượng oxy có sẵn.
2.3.4.1 Ủ hiếu khí:
Ủ rác hiếu khí là một công nghệ được sử dụng rộng rãi vào khoảng 2 thập
kỷ gần đây, đặc biệt là ở các nước đang phát triển như Trung Quốc, Việt Nam.
Công nghệ ủ rác hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí
đối với sự có mặt của oxy. Các vi khuẩn hiếu khí có trong thành phần rác khô thực
hiện quá trình oxy hóa cacbon thành đioxitcacbon (C0 2). Thường thì chỉ sau 2 ngày,
nhiệt độ rác ủ tăng lên khoảng 45°C và sau 6 - 7 ngày đạt tới 70 - 75°C. Nhiệt độ
này đạt được chỉ với điều kiện duy trì môi trường tối ưu cho vi khuẩn hoạt động,
quan trọng nhất là không khí và độ ẩm.
Sự phân hủy khí diễn ra khá nhanh, chỉ sau khoảng 2 - 4 tuần là rác được
phân hủy hoàn toàn. Các vi khuẩn gây bệnh và côn trùng bị phân hủy do nhiệt độ ủ
tăng cao. Bên cạnh đó, mùi hôi cũng bị hủy nhờ quá trình hủy yếu khí. Độ ẩm phải
được duy trì tối ưu ở 40 - 50%, ngoài khoảng này quá trình phân hủy đều bị chậm
lại.
2.3.4.2 Ủ yếm khí:
Công nghệ ủ yếm khí được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ (chủ yếu ở quy mô
nhỏ). Quá trình ủ này nhờ vào sự hoạt động của các vi khuẩn yếm khí. Công nghệ
này không đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu tốn kém, nhưng nó có những nhược điểm
sau:
Thời gian phân hủy lâu, thường là 4 - 12 tháng.
Các vi khuẩn gây bệnh luôn tồn tại với quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân
hủy thấp.
Các khí sinh ra từ quá trình phân hủy là khí methane gây mùi khó chịu.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
17
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
Ưu điểm của phương pháp xử lý sinh học:
Loại trừ được 50% lượng rác sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ là thành
phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí.
Sử dụng lại được 50% các chất hữu cơ có trong thành phần rác thải để chế
biến làm phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng cân bằng sinh thái. Hạn chế
việc nhập khẩu phân hóa học để bảo vệ đất đai.
Tiết kiệm đất sử dụng làm bãi chôn lấp. Tăng khả năng chống ô nhiễm môi
trường. Cải thiện đời sống cộng đồng.
Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng, dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm.
Giá thành tương đối thấp, có thể chấp nhận được.
Phân loại rác thải được các chất có thể tái chế như (kim loại màu, thép, thủy
tinh, nhựa, giấy, bìa...) phục vụ cho công nghiệp.
Trong quá trình chuyển hóa, nước rác sẽ chảy ra. Nước này sẽ thu lại bằng
một hệ thống rãnh xung quanh khu vực để tuần hoàn tưới vào rác ủ để bổ sung độ
ẩm.
Nhược điểm:
Mức độ tự động của công nghệ chưa cao.
Việc phân loại chất thải vẫn phải được thực hiện bằng phương pháp thủ
công nên dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe.
Nạp liệu thủ công, năng suất kém.
Rác có nhiều chất hữu cơ, nhất là phân gia súc được tạo điều kiện cho vi
khuẩn kỵ khí phân hủy tạo thành khí methane. Khí methane được thu hồi dùng làm
nhiên liệu.
2.3.4.3 Chất lượng Compost
Chất lượng Compost được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau:
Mức độ lẫn tạp chất (thủy tinh, plastic, đá, kim loại nặng,...)
Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng N, P, K; dinh dưỡng
trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Bo, Co,...)
Mật độ vi sinh vật gây bệnh (thấp ở mức không gây hại đến cây trồng)
Độ ổn định (độ chín, hoai) và hàm lượng chất hữu cơ.
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
18
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ QUẬN BÌNH THỦY THÀNH
PHỐ CẦN THƠ
3.1 Điều kiện tự nhiên
3.1.1 Điều kiện địa lý, địa chất
Tổng diện tích cuả quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ là 7.059 ha, bao gồm
8 phường với dân số 119.158 nhân khẩu (năm 2013). Bình Thủy là một trong các
quận trung tâm của Thành phố Cần Thơ.
Quận có vị trí địa lý như sau:
Phía Bắc và Tây Bắc giáp Ô môn
Phía Nam và Đông Nam giáp quận Ninh Kiều
Phía Đông giáp sông Hậu, ngăn cách với huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh
Long
Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Phong Điền
Hình 3.1. Bản đồ Quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ
(Nguồn: Cổng thông tin điện tử Cần Thơ)
3.1.2. Điều kiện về khí hậu, khí tượng
Quận Bình Thủy thành phố Cần Thơ nằm trong vùng châu thổ Cửu Long, chịu
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
19
Tính toán thiết kế nhà máy ủ phân compost cho rác th ải sinh ho ạt c ủa qu ận
Bình Thủy thành phố Cần Thơ
ảnh hưởng của khí hậu gió mùa nhiệt đới cận xích đạo, các yếu tố khí hậu được
phân thành 2 mùa khá rõ rệt: mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô
từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
- Nền nhiệt khá cao và ổn định với độ chênh lệch ngày đêm và các tháng trong
năm không nhiều (nhiệt độ trung bình các tháng trong năm khoảng 27,3 oC, nhiệt độ
cao nhất các tháng trong năm khoảng 35,6 oC, nhiệt độ thấp nhất các tháng trong
năm khoảng 20,2oC).
- Có số giờ nắng trong năm khá cao trung bình 2.466 giờ, có năm đạt tới 2.682
giờ (năm 2012). Nhìn chung, số giờ nắng phân đều qua các tháng trong năm, độ
chênh lệch thấp, các tháng có số giờ nắng cao tập trung từ tháng 1 đến tháng 4, các
tháng có số giờ nắng thấp tập trung vào các tháng còn lại, nhưng thấp nhất thường
vào các tháng 7 và tháng 8.
- Độ ẩm không khí tương đối ổn định từ 81 - 87%, là điều kiện thuận lợi cho
việc sinh trưởng và phát triển quanh năm của cây trồng, vật nuôi.
- Lượng mưa ở mức dưới 2.000 mm/năm, trong khoảng thời gian từ năm 2000
đến nay, năm cao nhất cũng chỉ đạt 1.900 mm/năm.
Nhìn chung, thời tiết khí hậu ở huyện thuộc loại mưa thuận, gió hoà rất thuận
lợi cho hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, thâm canh tăng vụ, rải
vụ và tăng năng suất cây trồng, có thể đáp ứng nhu cầu nông sản hàng hóa chính
như: lúa gạo, trái cây, rau đậu, thủy sản gần như quanh năm. Đặc biệt là sản xuất
nông nghiệp khá ổn định do hầu như không có thiên tai (giông, bão, lũ) nghiêm
trọng.
Bảng 3.1 Diễn biến khí hậu quận Bình Thủy qua các năm
T
T
1
2
3
4
Chỉ tiêu
Nhiệt độ (oC)
- Nhiệt độ trung
bình
- Nhiệt độ cao
nhất
- Nhiệt độ thấp
nhất
Lượng mưa (mm)
Số giờ nắng (giờ)
Độ ẩm tương đối
(%)
2000
2005 2011 2012
2013
26,80 27,00 27,60 27,20
27,70
34,50 36,50 36,70 34,60
35,60
20,10 19,00 21,10 19,50
21,50
1.911 1.732 1.310 1.496
2.211 2.291 2.613 2.536
1.227
2.682
86,60 83,20 81,75 81,17
81,33
(Nguồn: Niên giám thống kê quận Bình Thủy)
3.1.3. Điều kiện thuỷ văn
Quận Bình Thủy có hệ thống kênh rạch chằng chịt, tổng chiều dài khoảng
1.144 km, mật độ trung bình 3,6 km/km 2, bao gồm các kênh rạch chuyển nước từ
SVTH: Đặng Thành Quý
MSSV: B1500198
20