ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ
THEO QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM
Mã số: T2020-06-170

Chủ nhiệm đề tài: TS. Phạm Phú Song Toàn

Đà Nẵng, 12/2021


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ
THEO QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM

Mã số: T2020-06-170

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ tên)


MỤC LỤC
Danh mục bảng biểu
Danh mục hình ảnh
Danh mục viết tắt
Thông tin kết quả nghiên cứu
Information on research resuts
Mở đầu ··················································································· 1
Chương 1: Rác thải hữu cơ và các vấn đề về ô nhiễm chất thải rắn ········ 3
1.1. Chất thải hữu cơ trong rác thải đô thị ········································· 3
1.2. Tỷ lệ chất thải rắn hữu cơ trong rác thải đơ thị ·································· 6
1.3. Ơ nhiễm rác hữu cơ······························································ 10
Chương 2: Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu ·············· 16
2.1. Đối tượng nghiên cứu ··························································· 16
2.1.1. Chất thải rắn hữu cơ từ các cơ sở dịch vụ, trường học, hộ gia đình· 16
2.1.2. Xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp ủ ······························· 21
2.1.3. Các máy composter ············································································ 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu ······················································· 30
2.2.1. Thiết kế và xây dựng mơ hình ···························································· 30
2.2.2. Thi cơng và lắp đặt mơ hình ······························································ 32
2.2.3. Vận hành hệ thống ············································································· 33
Chương 3: Kết quả và biện luận···················································· 37
3.1. Hệ thống ủ chất thải rắn hữu cơ với quy mô nhỏ (100kg)······················· 37
3.2. Kết quả vận hành ····················································································· 44
3.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm sau quá trình ủ ······························ 45



Kết luận và kiến nghị. ······························································ 51
1. Kết luận. ··································································································· 51
2. Kiến nghị ·································································································· 52
Tài liệu tham khảo
Phụ lục


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Thành phần rác thải trường học··························································· 20
Hình 2. Mơ hình ủ luống lộ thiên ······································································ 25
Hình 3. Ủ luống thơng khí tự nhiên ··································································· 26
Hình 4. Ủ luống thổi khí cưỡng bức ·································································· 27
Hình 5. Ủ thùng ································································································· 27
Hình 6. Hệ thống ủ kiểu trống quay ·································································· 29
Hình 7. Mơ phỏng hệ thống xử lý rác thải hữu cơ ············································ 30
Hình 8. Thi cơng hệ thống ủ rác hữu cơ ···························································· 32
Hình 9. Hệ thống ủ phân đã hoàn thiện và máy cắt nguyên liệu ······················ 33
Hình 10. Chuẩn bị nguyên liệu ·········································································· 33
Hình 11. Cắt, phối trộn và kiểm tra độ ẩm nguyên liệu ủ ································· 34
Hình 12. Hệ thống ủ rác hữu cơ bằng phương pháp Vessel ····························· 37
Hình 13. Chi tiết khung đỡ hệ thống ủ ······························································ 38
Hình 14. Chi tiết thùng ủ ··················································································· 39
Hình 15. Thiết kê chi tiết trục quay – cánh khuấy – tay quay ··························· 41
Hình 16. Chi tiết tấm cố định - ổ bi ··································································· 42
Hình 17. Chi tiết máy cắt nguyên liệu ······························································· 43
Hình 18. Sự dao động nhiệt độ trong quá trình thực nghiệm ···························· 45
Hình 19. Sản phẩm hữu cơ của hệ thống ·························································· 46



DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1. Đặc trưng của từng công nghệ ủ ···························································· 23
Bảng 1. So sánh các chỉ tiêu của sản phẩm và TCVN 7185:2002 ······················· 46


Các ký hiệu viết tắt

BTNMT

: Bộ Tài nguyên Môi trường

CLN

: Chất lượng nước

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa

SAD

: Hệ thống ủ kỵ khí 1 giai đoạn


TAD

: Hệ thống ủ kỵ khí 2 giai đoạn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thơng tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống xử lý chất thải rắn hữu cơ theo quy
mơ phịng thí nghiệm
- Mã số: T2020-06-170
- Chủ nhiệm: TS. Phạm Phú Song Toàn
- Thành viên tham gia: ThS. Kiều Thị Hịa, Trần Trương Hồng Vy
- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng
- Thời gian thực hiện: 5/2021 - 12/2021
2. Mục tiêu:
Nghiên cứu này nhằm đạt được một số mục tiêu chính sau:
1) Thiết kế mơ hình xử lý chất thải rắn hữu cơ hiếu khí (T-COM 2.0)
2) Thi cơng và lắp đặt hoàn chỉnh các hệ thống
3) Vận hành ổn định hệ thống
4) Đánh giá sơ bộ chất lượng sản phẩm đầu ra

3. Tính mới và sáng tạo:

Đề tài này là một nghiên cứu ứng dụng trong xử lý rác thải hữu cơ. Hệ thống xử lý là
một sản phẩm hồn tồn mới được phát triển dựa trên cơng nghệ ủ hiếu khí vessel. Hệ
thống hướng tới tính khả thi trong lắp đặt, tối giản trong vận hành và hiệu quả trong xử lý.


Nghiên cứu này vừa có tính khoa học vừa có tính thực tiễn cao. Tính khoa học trong
việc phát triển một công nghệ cũ đã được ứng dụng phổ biến tại các nước ôn đới thành sản
phẩm phù hợp với điều kiện Việt Nam, giải quyết được các vấn đề mà hệ thống ủ truyền
thống đã và đang gặp phải. Tính thực tiễn được nhấn mạnh trong tính khả thi và phù hợp
và khả năng ứng dụng rộng rãi của sản phẩm. Đồng thời, chất lượng sản phẩm cũng cho
thấy tính hiệu quả trong ứng dụng nơng nghiệp và cải tạo đất.
4. Tóm tắt kết quả nghiên cứu:
Nghiên cứu này đã đạt được các kết quả dự kiến ban đầu:
- Thiết kế, lắp đặt và vận hành thành công hệ thống ủ rác thải hữu cơ với quy mô nhỏ
(100 kg) phục vụ cho hoạt động nghiên cứu và đào tạo của trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật – Đại học Đà Nẵng. Hệ thống bao gồm 1 modun cắt nguyên liệu, một modun ủ rác
thải được lắp ráp bằng sắt.
- Tài liệu hướng dẫn xử lý rác hữu cơ bằng cơng nghệ hiếu khí
- Bản thiết kế hệ thống ủ rác hữu cơ
- 1 bài báo khoa học (SCOPUS) – Q3.
5. Tên sản phẩm:
- Tài liệu hướng dẫn thực nghiệm xử lý rác hữu cơ
- Mơ hình hệ thống xử lý rác thải hữu cơ (T-COM 2.0)
- Bản thiết kế chi tiết mơ hình hệ thống xử lý
- 1 bài báo SCOPUS: Song Toan PHAM PHU*, Takeshi FUJIWARA, Duy Bao Nguyen,
Cuong Le Dinh, Home-Composting – A study on the Simplicity of the System in the Application
toward the Effectiveness and Fesibility in Spreading in Vietnam, Chemical Engineering
Transaction, 84, 2020 (accepted)

6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

Kết quả nghiên cứu này được sở hữu bởi trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, được sử
dụng cho mục đích giảng dạy học phần Thực nghiệm Xử lý chất thải rắn cho sinh viên


ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường. Sản phẩm từ nghiên cứu này cũng có thể được phát
triển và ứng dụng cho các nguồn thải nhằm tái chế chất thải rắn hữu cơ.
7. Hình ảnh, sơ đồ minh họa chính

Ngày 15 tháng 12 năm 2021
Hội đồng KH&ĐT đơn vị

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ và tên)

(ký, họ và tên)

TS. Phạm Phú Song Toàn
XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT


INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:
Project title: Study on designing and establishing a pilot of organic waste treatment
system.
Code number: T2020-06-170
Team Leader: PHAM PHU Song Toan, Ph.D.
Implementing institution: The University of Danang, University of Technology and
Education

Duration: from May 2021 to Dec 2021
2. Objective(s):
-

Design an pilot of organic waste treatment system (T-COM 2.0).

-

Building an complete system

-

Operating stably the system

-

Primary evaluation of compost

3. Creativeness and innovativeness:
-

This is an applicable study in waste treatment. The system is a new product which is
developed based on vessel composting technology. This system aims to the feasibility
in building, simplicity in operation, and efficiency in treatment.

-

This study has good scientific and applicable results. The scientific value in
developing an old techology which is applied widely in developed countries. This
product has proved the adaptability to Vietnam condition and reduction of traditional

composting problems. The system has high ability to widely apply and the compost
product is friendly for using in farming.

4. Research results:
This study achieves some results
-

Designing, building and operating successfully an pilot of organic waste treatment
(100 kg) aims to use for education, research in The University of Danang – University


of Technology and Education. The system includes a cutting machine and a
composting reactor.
-

A guideline of by composting

-

A design of pilot organic waste treatment system

-

A article paper published in Chemicall Engineering Transactions (SCOPUS-Q3)

5. Products:
-

A guideline of by composting


-

A design of pilot organic waste treatment system
An article paper (index SCOPUS – Q3): Song Toan PHAM PHU*, Takeshi FUJIWARA,

Duy Bao Nguyen, Cuong Le Dinh, Home-Composting – A study on the Simplicity of the System in
the Application toward the Effectiveness and Fesibility in Spreading in Vietnam, Chemical
Engineering Transaction, 84, 2020 (accepted)

6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:
- This study will be owned by The University of Danang – University of Technology
and Education and used for edcation (Experiment subject: Solid waste treatment). The
product is also developed and applied to recycle organic waste in restaurants, hotels,
schools or household.



Mở đầu
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của q trình đơ thị hóa và
cơng nghiệp hóa là nguyên nhân chủ yếu của sự tăng nhanh về số lượng chất thải
rắn đô thị tại Việt Nam. Đối với các đô thị du lịch, sự bùng nổ của ngành cơng
nghiệp khơng khói trong thập niên qua đánh dấu sự vươn lên mạnh mẽ và trở
thành nền kinh tế mũi nhọn của địa phương. Quá trình phát triển này mang lại
nhiều lợi ích cho cộng đồng, góp phần phát triển xã hội, tạo công ăn việc làm
cho cho cộng đồng địa phương. Tuy nhiên, mặt trái của sự phát triển du lịch là
những tác động tiêu cực đến môi trường, trong đó rác thải đơ thị là minh chứng
rõ ràng nhất.
Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên Môi trường (2019), lượng chất thải rác đô
thị ở Việt Nam tăng trung bình 10% mỗi năm. Trong đó, lượng chất thải rắn hữu
cơ chiếm trên 50% tổng lượng phát sinh. Tuy nhiên, số nhà máy xử lý chất thải

rắn hữu cơ đã ít lại đang dần đóng cửa do hiệu quả xử lý thấp, sản phẩm đầu ra
không đảm bảo chất lượng nên khơng được tiêu thụ. Vì lẽ đó, một lượng chất
thải có khả năng tái chế hằng ngày vẫn lên bãi chôn lấp, gây nhiều vấn đề môi
trường và áp lực lên hệ thống quản lý chất thải rắn đơ thị.
Việc phân loại chất tại nguồn đã được thí điểm ở nhiều nơi, tuy nhiên, đến
bây giờ vẫn không thể duy trì với hiệu quả tốt. Một trong những ngun nhân đó
là sự đồng bộ trong cơng tác thu gom và xử lý chưa được khớp nối. Khi việc thu
gom tập trung để xử lý tập trung chất thải rắn hữu cơ đang gặp nhiều khó khăn,
thách thức thì một số giải pháp phân loại và xử lý rác thải hữu cơ tại nguồn cũng
đã được đề xuất và thí điểm triển khai. Những mơ hình ủ rác thải hữu cơ truyền
thống được sử dụng phố biến tại các trang trại, hộ gia đình sản xuất nơng nghiệp.
Trong khi rác thải tại đô thị mới thật sự là vấn đề nan giải, thì hệ thống ủ rác hữu
cơ truyền thống cho thấy nhiều nhược điểm về mùi hôi, nước rỉ rác và thời gian
ủ lâu. Những nhược điểm này khó khắc phục ở các hệ thống ủ rác thải, và vì thế
tính ứng dụng trong xử lý rác thải hữu cơ tại nguồn trong đô thị bằng phương
pháp composting đối mặt với nhiều thách thức.
1


Nghiên cứu này nhằm phát triển mơ hình xử lý chất thải rắn hữu cơ với quy
mô nhỏ nhằm bước đầu thử nghiệm tính khả thi và khả năng ứng dụng của hệ
thống với thực tế. Đồng thời, hệ thống là công cụ để sinh viên ngành Kỹ thuật
Môi trường triển khai thực nghiệm về xử lý chất thải rắn, nâng cao kiến thức
thực tiễn và kỹ năng nghề nghiệp.

2


Chương 1
Rác thải hữu cơ và các vấn đề về ô nhiễm chất thải rắn

1.1. Chất thải hữu cơ trong rác thải đô thị
Chất thải rắn hữu cơ (hay rác hữu cơ) là loại rác dễ phân hủy sinh học, bao gồm
các loại bùn thải, chất thải thực phẩm (rau, củ, quả), rác bếp (thịt, cá), rác vườn
(lá cây), chất thải nơng nghiệp, chất thải chăn ni (phân trâu, bị), v.v. (MataAlvarez, Macé and Llabrés, 2000). Về nguồn phát sinh, chất thải rắn hữu cơ phát
sinh từ nhiều nguồn, với các tỉ lệ và thành phần khác nhau, tại các hộ gia đình,
khu thương mại, dịch vụ, cơng sở, khu vực công cộng, du lịch, các hoạt động
chăn nuôi, trồng trọt và sinh hoạt của các cơ sở sản xuất kinh doanh. Tại Việt
Nam, chất thải rắn hữu cơ từ lâu được quy định là các loại rác dễ phân hủy và có
khả năng đưa vào tái chế sử dụng cho làm phân bón, thức ăn cho vật ni, bao
gồm các loại sản phẩm thức ăn thừa sau chế biến, thực phẩm đã bị hư hỏng, các
loại cỏ, lá cây, giấy vụn,… Kể từ 2022, Luật Bảo vệ Môi trường số
72/2020/QH14 bắt đầu có hiệu lực, phân loại rác thải ở Việt Nam sẽ được sửa
đổi từ hữu cơ, vô cơ thành (1) chất thải rắn có khả năng tái sử dụng, tái chế; (2)
chất thải thực phẩm; và (3) chất thải rắn sinh hoạt khác; nhằm mục đích đáp ứng
được nhu cầu phân luồng và xử lí.
Tùy thuộc vào quá trình sinh hoạt mà chất thải rắn hữu cơ tại các vùng khác nhau
là khác nhau. Tại các khu vực nông thôn, nơi các hoạt động chăn nuôi, trồng trọt
diễn ra, rác hữu cơ bao gồm phân động vật, thức ăn thừa, các loại chế phẩm nông
nghiệp chiếm tỉ lệ lớn, có thể đến 90% tổng lượng rác thải của khu vực nông
thôn. Tại các đô thị, lượng rác hữu cơ chủ yếu đến từ thức ăn thừa, các phế phẩm
của quá trình chế biến (vỏ trái cây, rau củ thừa,…), và bùn thải mặc dù chiếm tỉ
lệ thấp hơn so với các khu vực nông thôn, nhưng tổng lượng chất thải rắn hữu
cơ theo đầu người tại các đô thị thường cao hơn khu vực nông thôn. Đặc biệt, tại
các thành phố du lịch, lượng thức ăn thừa đến từ các hoạt động thương mại dịch
vụ và từ du khách là rất lớn. Lượng thức ăn thừa này thường được chứa đựng

3


trong các loại bao bì ni lon, hộp xốp, chai nhựa,… dẫn đến khó khăn trong việc

phân loại, phân luồng rác thải cũng như tái chế, tái sử dụng.
Dưới sự tác động của quá trình gia tăng dân số thế giới cùng với nhu cầu về thức
ăn của con người ngày càng gia tăng, lượng rác hữu cơ thải ra môi trường hàng
năm là rất lớn. Theo thống kê của Eurostat năm 2017, trong số 58 triệu tấn chất
thải rắn đô thị được đưa vào bãi chôn lấp ở châu Âu có đến 46% là thành phần
chất thải rắn hữu cơ. Ở các nước châu Á, chất thải rắn hữu cơ luôn chiếm một tỉ
lệ lớn trong tổng lượng chất thải rắn. Tại Hàn Quốc, lượng rác hữu cơ chiếm
28% trong thành phần chất thải rắn, tại Nepal là 66%, và tại Indonesia là 56%
(Agamuthu, Khidzir and Hamid, 2009). Theo thống kê của Bộ Nông – Lâm –
Ngư Nghiệp Nhật Bản (MAFF), trong tổng số 25,5 triệu tấn rác có nguồn gốc từ
thực phẩm năm 2017 có đến 6,12 triệu tấn là còn sử dụng được, tương đương với
lượng thức ăn đủ để cung cấp cho 14 triệu người ở Tokyo trong vòng một năm.
Nhằm hạn chế xu thế tăng nhanh của lượng chất thải rắn hữu cơ, các hệ thống
quản lý chất thải rắn đang áp dụng những ý tưởng, phương pháp và công nghệ
mới, đặc biệt là các phương pháp về tái chế chất hữu cơ, thu hồi năng lượng. Với
đặc tính ẩm ướt và dễ phân hủy sinh học, chất thải rắn hữu cơ có giá trị trong tái
sử dụng, tái chế, và phục hồi đang được dùng làm nguyên liệu cho các công nghệ
chế biến phân hữu cơ, thu hồi biogas, hay dùng làm thức ăn cho chăn nuôi. Hiện
nay, việc xử lý rác hữu cơ được thực hiện chủ yếu bằng các quá trình phân hủy
sinh học, gồm ủ phân hữu cơ hiếu khí và kị khí. Đây cũng là hai phương pháp
được xem là hiệu quả nhất với việc không tiêu tốn hoặc cần cung cấp rất ít năng
lượng, q trình kiểm sốt khí thải, nước rỉ rác tương đối đơn giản, sản phẩm tạo
ra mang lại nguồn lợi về nhiên liệu và phân bón, và đặc biệt là ít gây ơ nhiễm
mơi trường so với việc đốt và chôn lấp (Atalia et al., 2015). Cả hai đều là qúa
trình phân hủy chất hữu cơ dưới sự tác động của độ ẩm, nhiệt độ, và si sinh vật
(VSV) phân hủy. Dựa vào hình thức phân hủy bằng VSV kị khí hay hiếu khí mà
sản phẩm cho ra sẽ khác nhau, và mỗi hình thức có những điểm mạnh, điểm yếu
riêng biệt.

4



Với hiếu khí, sản phẩm cuối cùng là phân hữu cơ với thành phần chất hữu cơ
cao, thích hợp cho các loại cây trồng (Sánchez, Ospina and Montoya, 2017).
Ngoài ra, ủ phân hiếu khí cũng cho thấy các điểm mạnh về kiểm sốt, chống ơ
nhiễm, có thể được thiết kế và sử dụng với nhiều công suất khác nhau, từ hộ gia
đình (13-50 lít) đến các cơ sở xử lý lớn (>500L) (Manu, Kumar and Garg, 2019).
Ủ phân hiếu khí tỏ ra hiệu quả, thích hợp cho các quốc gia có mật độ dân số
đơng, quỹ đất hẹp và nguồn vốn đầu tư không quá cao. Ngược lại, phân hủy kị
khí được sử dụng và đầu tư mạnh ở các nước châu Âu nhờ sản phẩm khí đốt nó
mang lại, cung cấp một lượng nhiên liệu lớn cho các quốc gia ở khu vực khí hậu
lạnh. Với tổng số 244 nhà máy và tổng công suất gần 8 triệu tấn/năm, phân hủy
kị khí đảm nhận khoảng 25% trong việc xử lý rác hữu cơ của Châu Âu. Trong
số đó, tổng công suất cao nhất là Đức với trên 2 triệu tấn/năm, và Pháp với cơng
suất trung bình của các nhà máy đạt hơn 50 nghìn tấn/năm. Ngồi ra, Netherland
cũng đầu tư mạnh cho xử lí bằng phương pháp kị khí với mục tiêu thay thế 15 –
20% khí đốt tự nhiên bằng biogas trước 2030 (Baere and Mattheeuws, 2012).
Ngoài hai phương pháp trên, chất thải rắn hữu cơ còn được xử lí bằng nhiều
phương pháp khác nhau, có thể kể đến như chơn lấp, đốt, hóa gas. Chơn lấp là
biện pháp phổ biến nhất, đặc biệt là với những nước thiếu sự phân loại rác, rác
hữu cơ sẽ được đưa thẳng ra bãi chơn lấp. Tại đây, q trình phân hủy sinh học
sẽ xảy ra và có thể gây những tác động tiêu cực đến mơi trường khơng khí cũng
như đất, nước xung quanh. Công nghệ đốt thu hồi năng lượng đang được đầu tư
và phát triển mạnh ở Nhật Bản và có thể đốt gần như mọi loại rác thải, mang lại
một nguồn lợi lớn về điện năng. Lượng điện và nhiệt năng từ lò đốt tại Koba,
Nhật Bản đủ để cung cấp cho 16.2% nhu cầu điện và 25% nhu cầu nhiệt của
thành phố (Tabata, 2013). Tuy nhiên, cần một lượng kinh phí khá lớn và tay nghề
của các chuyên gia quản lí đủ cao để vận hành hệ thống. Một phương pháp được
áp dụng ở các nước phát triển hiện nay là sử dụng chất thải rắn hữu cơ tạo thành
các loại khí đốt bằng cách nung dưới điều kiện kị khí để tạo thành các sản phẩm

khí ga, than, tro (Atalia et al., 2015)

5


Đốt, chơn lấp và phân hủy kị khí là các biện pháp xử lí rác hữu cơ phổ biến
nhất tại Việt Nam. Rác hữu cơ luôn chiếm trên 50% tổng lượng rác thải tại các
bãi chơn lấp, thậm chí lên đến 60-70%. Các nhà máy đốt rác thải được xem là
biện pháp hiệu quả nhất để giải quyết lượng rác khổng lồ của Việt Nam, có đến
hàng trăm nhà máy đốt rác với các công suất khác nhau từ nhỏ đến lớn. Với điều
kiện của một nước đang phát triển, với mức thu nhập trung bình, và một phần
khơng nhỏ người dân đã quen với việc chôn lấp hoặc đốt rác tại nhà, đầu tư lượng
lớn kinh phí cho các công nghệ đốt rác cao đang không được xem trọng ở Việt
Nam (Agamuthu et al., 2007). Từ 2018, nhà máy điện rác đầu tiên của Việt Nam
với công suất 460 tấn/ngày đã được đưa vào sử dụng, và sản xuất được khoảng
113 triệu kWh điện năng sau hai năm hoạt động. Năm 2019, với 48 cơ sở sản
xuất phân bón hữu cơ bằng các biện pháp xử lí kị khí, rác hữu cơ đem lại nguồn
lợi lớn cho Việt Nam. Tuy nhiên, các công nghệ khai thác biogas từ rác hữu cơ
chưa thật sự hiệu quả. Ủ phân hiếu khí đang được ứng dụng tại vài khu vực ở
Việt Nam, nhưng đa phần đều mang tính tự phát, thiếu tính hệ thống. Mặc dù
vậy, ủ phân hiếu khí mang lại tiềm năng trong việc tạo thành các mơ hình nhỏ lẻ
với tính ứng dụng cao, dễ kiểm sốt, và dễ lan tỏa cho các hộ gia đình, cơng sở,
trường học, mang lại những thuận lợi cho hệ thống phân loại rác tại nguồn.
1.2. Tỷ lệ chất thải rắn hữu cơ trong rác thải đơ thị
Hiện nay, q trình đơ thị hóa và hiện đại hóa đang diễn ra với tốc độ nhanh khó
kiểm sốt nhờ những tiến bộ vượt bậc của khoa học và cơng nghệ. Theo phân
tích của Ngân hàng Thế giới, đến năm 2050, 7 trong số 10 tỉ người trên thế giới
sẽ sống tại các thành phố và đô thị. Điều này mang lại cơ hội phát triển và nâng
cao cơ sở hạ tầng, hệ thống giáo dục, dịch vụ y tế, đồng thời nâng cao chất lượng
sống của người dân ở các đô thị. Theo báo cáo của Liên Hiệp Quốc, tốc độ đơ

thị hóa cao hiện đang là xu hướng ở hâu hết các nước đang phát triển, đặc biệt là
Châu Á và Châu Phi. Ở Việt Nam, tỉ lệ đơ thị hóa đạt 40% vào năm 2020 với
862 thành phố và 33 triệu dân sống tại các đơ thị. Bên cạnh những mặt tích cực
mà đơ thị hóa đem lại cho đời sống người dân, nó cịn kéo theo những thách thức,
bao gồm các áp lực về lao động, mất cân bằng thu nhập, mâu thuẫn giàu – nghèo,
6


sự phân hóa thành thị - nơng thơn, và đặc biệt là các vấn đề về mơi trường, trong
đó có những vấn đề về chất thải.
Tại các đô thị của các nước phát triển và đang phát triển, lượng chất thải rắn hữu
cơ chiếm một tỉ lệ khá cao trong thành phần chất thải rắn đơ thị, tuy nhiên vẫn
có những sự khác biệt nhất định. Ở các đô thị của các nước phát triển, rác hữu
cơ mặc dù lớn nhưng chiếm tỉ trọng không quá cách biệt so với các thành phần
khác trong tổng lượng chất thải rắn. Tại Seoul, lượng rác hữu cơ chiếm 23,3%
thấp hơn so với rác thải nhựa (35%), đây được xem là thành quả của chính sách
cấm các hoạt động chơn lấp rác thực phẩm từ 2005 và sự đẩy mạnh các phong
trào giảm thiểu chất thải rắn hữu cơ từ 2010 (Ryu, 2010). Tại Tokyo, kết hợp
giữa đẩy mạnh phân loại rác tại nguồn, các chiến dịch 3R’s và công nghệ xử lý
rác hiện đại, lượng rác hữu cơ mặc dù chiếm tỉ trọng cao (31.5%) nhưng hiệu
quả tái chế (làm chất đốt, tạo xăng sinh học) cao hơn so với các nước khác
(Sorensen and Okata, 2011). Gần 80% lượng rác thải ở Tokyo được xử lí bằng
các cơng nghệ đốt rác thu hồi năng lượng, trong khi đó chỉ có 20% lượng rác hữu
cơ ở Seoul và 41% ở Singapore được xử lí bằng cơng nghệ này (Seo and
Themelis, 2013). Tại Singapore, do sự hạn chế về diện tích, rác hữu cơ thường
được xủ lí bằng các cơng nghệ đốt hoặc tái chế, chỉ có 3% lượng rác hữu cơ được
đưa vào các bãi chôn lấp (Zhang, Keat and Gersberg, 2010)
Ngược lại, tại các nước đang phát triển, đặc biệt là những nước có tỉ trọng nơng
nghiệp cao như Thái Lan, Trung Quốc, và Ấn Độ, lượng rác hữu cơ thường
chiếm tỉ lệ cao, từ 50 -70% tổng lượng rác thải của đô thị. Tại Bắc Kinh, lượng

chất thải rắn hữu cơ tăng đều trong giai đoạn 1990 – 2003, và đạt 76% vào năm
2003, một tỉ lệ khá lớn so với các quốc gia đang phát triển khác (Xiao et al.,
2007). Đây có thể là kết quả của sự gia tăng tỉ lệ rác bếp (từ 25% lên 48%) trong
thành phần chất thải rắn đô thị. Đến năm 2011, theo thống kê hằng năm của
Trung Quốc, các đô thị tại nước này phát thải lên đến 60 triệu tấn thức ăn thừa
và 13 triệu tấn rác bao gồm rau củ quả và có đến trên 80% khơng được xử lí triệt
để mà phần lớn trong số chũng sẽ được đưa thẳng ra các bãi chôn lấp, bãi rác bất
hợp pháp, đốt, hay làm thức ăn cho gia súc (Wang et al., 2018). Bangkok được
7


xem là thành phố phái thải chất thải rắn nhiều nhất Thái Lan, chiếm đến 24%
trong tổng lượng 13,5 triệu tấn chất thải rắn phát sinh năm 1997. Khoảng 10
nghìn tấn rác thải từ Bangkok được vận chuyển ra các bãi chơn lấp ở các khu
vực phía Bắc, Đơng, và Tây của thành phố, chiếm 98% tổng lượng rác thải phát
sinh, trong đó có đến 49% là rác hữu cơ (Thomas M. and Burnett N., 2015). Tại
Ấn Độ, lượng phát sinh chất thải rắn, trong đó có chất thải rắn hữu cơ có mối
liên quan mật thiết với thu nhập và trình độ học vấn của các hộ gia đình, lượng
chất thải rắn hữu cơ phát sinh tại Bangalore dao động mạnh trong khoảng 74 ±
35 g/người/ngày (Ramachandra et al., 2018)
Thành phần chất thải rắn sinh hoạt của Việt Nam khá đa dạng, trong đó các thành
phần hữu cơ và vô cơ chiếm chủ đạo, một phần nhỏ là các loại rác thải y tế, nguy
hại, và rác quá khổ. Nhờ vào sự chuyển dịch lối sống sang hướng nhanh và tiện
lợi, lượng chất thải rắn hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học của các hộ gia
đình đang có chiều hướng giảm dần. Từ năm 1995, thành phần chất thải thực
phẩm chiếm tỉ lệ rất cao (80-96%), đến năm 2017, lượng chất thải rắn hữu cơ
này giảm xuống cịn khoảng 50-70%. Trong đó, hộ gia đình, chợ là nguồn phát
sinh chủ yếu của chất thải rắn hữu cơ. Qua đó có thể thấy xu hướng chung hiện
nay của các đơ thị ở Việt Nam đó là chuyển dịch thành phần từ hữu cơ, sang các
loại vật liệu nhựa, phù hợp với mục đich sống nhanh, năng động.

Theo Báo cáo quản lý môi trường của Bộ Tài Nguyên & Môi Trường (BTNMT)
năm 2019, lượng chất thải rắn hữu cơ bao gồm thực phẩm và chất thải vườn luôn
chiếm lượng chủ đạo trong thành phần rác thải. Cụ thể, từ các nhắn 2011-2012,
các thành phố Hải Dương, Lâm Đồng có tỉ lệ phát sinh rác hữu cơ cao nhất cả
nước với lần lượt là 71,13% và 71,8% thành phần hữu cơ trong tổng lượng phát
thải. Đến các năm 2017-2018, tỉ lệ này giảm dần, cao nhất là quận Thốt Nốt (Cần
Thơ) với gần 68% thành phần rác hữu cơ, và thấp nhất là Hải Phòng với khoảng
46% – 49,8%.
Tại Thành phố Hồ Chí Minh, tại các chợ và hộ gia đình, lượng rác hữu cơ chiếm
một tỉ lệ rất lớn, trong đó đa phần là thực phẩm. Mặc dù vậy, tỉ lệ này đang có
xu thế giản dần qua các năm. Từ 2009, tỉ lệ rác hữu cơ của hộ gia đình ở TP.HCM
8


là trên 77%, giảm dần đến 65,7% và 61,6% ở các năm 2015, 2017. Tại các chợ,
tỉ lệ rác thực phẩm vẫn còn chiêm tỉ lệ rất cao, với 87,8% năm 2015 so với 86,8%
năm 2009, tuy nhiên thành phần chất thải rắn dễ phân hủy từ gỗ, rơm, giấy vụn
đang giảm dần, từ 3.6% xuống còn 1,4% đối với gỗ, rơm và 2,5% xuống còn
1,9% với giấy trong giai đoạn 2009 đến 2015.
Mặc dù tỉ lệ chất thải rắn hữu cơ luôn giảm theo thời gian của các báo cáo, nhưng
thực tế lượng rác hữu cơ lại đang có xu hướng gia tăng do sự gia tăng về dân số,
về nhu cầu của người dân khu vực đô thị. Trong giai đoạn 2014-2019, tổng lượng
chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốc gia tăng rất nhanh, từ 44,4 nghìn
tấn/ngày lên đến trên 64,6 nghìn tấn/ngày (tại khu vực đơ thị là trên 35,6 nghìn
tấn/ngày). Tại Hà Nội, mặc dù tỉ lệ chất thải rắn hữu cơ giảm dần từ 57,3% năm
2011 xuống còn 51,9% năm 2018 (báo cáo hiện trạng môi trường, 2011), tổng
lượng chất thải rắn phát sinh hằng ngày của thành phố tăng từ 5.000 tấn/ ngày
(năm 2011) lên đến 6.500 tấn/ngày (năm 2018). Tính trung bình, lượng chất thải
rắn hữu cơ hằng ngày của thành phố đã tăng lên thành 3.373 tấn/ngày từ 2.865
tấn/ngày chỉ sau 10 năm. Tương tự với các thành phố khác như Đà Nẵng, lượng

chất thải rắn hàng ngày tăng từ 805 tấn/ngày lên 1.100 tấn/ngày, hay TP.HCM
tăng hơn 2000 tấn/ngày sau 10 năm, đạt 9.400 tấn. Ngày vào năm 2019.
Sự gia tăng nhanh về chất thải rắn nói chung cũng như chất thải rắn hữu cơ nói
riêng có thể được lí giải do sự gia tăng của các hoạt động thương mại, du lịch,
cũng như sự gia tăng về dân số của các đơ thị do q trình đơ thị hóa và dịng
người từ nơng thơn đổ về. Tại Hà Nội, mặc dù tốc độ gia tăng của tổng lượng
phát thải khá nhanh, nhưng chỉ số phát sinh rác thải lại có xu hướng giảm, từ
0,95 kg/người/ngày năm 2011 xuống còn 0,81 kg/người/ngày. Lượng rác thải
hữu cơ tại khu vực du lịch của thành phố Hội An chiếm tỉ lệ khá cao, khoảng
53%. Trong đó, lượng phát sinh chủ yếu là đến từ các nhà hàng, khách sạn trên
địa bàn thành phố, với 46,8% là rác từ nhà bếp, còn lại là các thành phần giấy,
gỗ, vải vụn. Với lượng phát thải trên 15 tấn/ngày, khu vực du lịch của Hội An
đang đặt sức ép khá lớn cho các nhà máy xử lí cũng như bãi chơn lấp trong vấn
đề xử lí rác thải (Pham Phu et al., 2019).
9


1.3. Ơ nhiễm rác hữu cơ
Vì mang đặc trưng là dễ phân hủy sinh học, độ ẩm cao, chất thải rắn hữu cơ đang
gây ra nhiều vấn đề về môi trường, trong đó phải kể đến các vấn đề về vệ sinh
môi trường (mùi, động vật, dịch bênh,…) cũng như các loại phát thải khí nhà
kính (CO2, CH4, NOx,…)

❖ Ơ nhiễm từ hoạt động phát thải, vận chuyển.
Tại nhiều nước có mức thu nhập trung bình và thấp, lượng rác hữu cơ đa phần
khơng được xử lí bằng các cơng nghệ hiện đại do sự cản trờ về trình độ, nhận
thức xã hội và kinh phí đầu tư. Thay vào đó, chất thải rắn hữu cơ thường được
thải bỏ tại các bãi chơn lấp, lị đốt, bãi rác bất hợp pháp, hay thậm chí là đổ thẳng
vào các sơng, hồ cùng với nhiều loại rác thải khác.
Tại Hội An, lượng rác thải hữu cơ tại các thùng rác công cộng chiếm khoảng

39%, điều này tạo ra nhiều khó chịu cho khách du lịch cũng như tạo điều kiện
cho các loài động vật, côn trùng phát triển (Hoang, Fujiwara and Pham Phu,
2017). Mặc dù thành phố có các hoạt động thu gom thường xuyên cũng như các
hoạt động phân loại được đẩy mạnh từ năm 2012, người dân vẫn từ chối việc tồn
trữ rác hữu cơ tại hộ gia đình vì những tác động tiêu cực mà nó mang lại. Thay
vào đó, nhiều hộ gia đình và nhà hàng, khách sạn trên thành phố để rác hữu cơ ở
dưới đáy thùng hoặc trong các bao bì nilon màu nhằm qua mặc cơng tác thu gom
rác. Tại Huế, có nhiều phản ánh của người dân với chính quyền địa phương về
việc các khu tập kết rác đang gây tình trạng ơ nhiễm môi trường cho khu vực
xung quanh, đặc biệt là các khu vực gần chợ, tạo ra tình trạng mùi hơi thối, chuột,
bọ gây ảnh hưởng rất lớn đối với cuộc sống của người dân xung quanh khu vực.
Tại Paris, tình trạng khủng hoảng vì chuột bọ năm 2018 đã khiến giới chức thành
phố phải sử dụng các biện pháp mạnh tay đối với việc này. Theo đó, nguyên
nhân được đưa ra do sự kết hợp giữa biến đổi khí hậu khiến mực nước thành phố
dâng cao hơn, cùng với việc xả rác bừa bãi của người dân và du khách đã khiến
chuột di chuyển từ bên dưới thành phố lên mặt đất.

10


Bên cạnh các ô nhiễm trực tiếp đến con người từ việc phân hủy của chất thải rắn
hữu cơ, nhiều bài báo cũng cho thấy mức độ gây ô nhiễm của chất thải rắn hữu
cơ là khá rộng khi nó có thể đi vào các hệ thống nước ngầm, sơng, hồ, biển và
gây ra các tác động tiêu cực đến đời sống sinh vật. Trong đó, phổ biến nhất là sự
phú dưỡng. Theo thống kê của tạp chí Mơi trường, hàng năm Việt Nam thải ra
khoảng 80 triệu tấn rác thải từ chăn ni, 50-60% trong số đó đi thẳng ra ao, hồ,
kênh rạch. Tại Huế, hầu như các kênh đào trong khu vực kinh thành Huế đều ở
mức siêu phú dưỡng khi đánh giá qua chỉ số dinh dưỡng. Nguyên nhân được
đánh giá là từ các chất thải hữu cơ (bùn thải, thức ăn thừa, phân bón của các hộ
dân trong khu vực, kết hợp với dòng chảy chậm của các hồ, kênh này khiến cho

quá trình tự làm sạch diễn ra chậm hơn so với việc gây ô nhiễm, các chất dinh
dưỡng N, P có trong rác hữu cơ đã gây ô nhiễm khu vực hồ (Văn Hợp and Anh
Thi, 2012). Tại Hà Nội, vấn đề ô nhiễm chất hữu cơ tại các con sông luôn là chủ
đề nóng và đặt ra nhiều áp lực cho Hội đồng thành phố. Qua khảo sát, chỉ số
BOD5 của bốn con sông Kim Ngưu, sông Sét, sông Lừ, sông Tô Lịch rất cao,
lần lượt là 99,45; 103,33; 75,38; và 93, cho thấy tình trạng ơ nhiễm chất hữu cơ
tại các sơng đang trong tình trạng đáng báo động, thường xun có các báo cáo
về hiện tượng sinh vật sông chết hay mùi hơi thối gây khó chịu cho cả khu vực.
Theo ước tính, số người chịu ảnh hưởng bởi ơ nhiễm chất hữu cơ trên các con
sông sẽ tăng từ 1,1 tỉ năm 2000 lên đến 2,5 tỉ người vào năm 2050 (Wen, Schoups
and van de Giesen, 2017).
Bên cạnh việc ô nhiễm gây ra từ q trình phát thải, ơ nhiễm từ hoạt động thu
gom, vận chuyển cũng không thể xem nhẹ. Tại các nước phát triển, các công cụ,
phương tiện vận chuyển và thu gom rác thải được tối ưu, các trạm trung chuyển
được xây dựng giúp cho việc vương vãi rác thải trên đường đi được hạn chế một
cách tối đa (Kumar et al., 2016). Về phía ngược lại, các nước phát triển và chậm
phát triển thường sử dụng túi nilon mà khơng có thêm các vật dụng che chắn
khiến việc vương vãi rác thường xuyên xảy ra, kết hợp với các lồi động vật gặm
nhấm, tình trạng rác vương rãi nhiều khu vực của thành phố như Ấn Độ, Thái
Lan, hay Việt Nam khá là phổ biến (Ramachandra and Bachamanda, 2007).
11


❖ Ơ nhiễm từ các hoạt động xử lí.
- Đốt
Đốt rác được xem là biện pháp hiệu quả nhất để xử lí các loại chất thải rắn sinh
hoạt nói chung, bao gồm cả chất thải rắn hữu cơ, với các ưu điểm nhanh, xử lí
được hầu hết mọi loại rác, giảm thể tích của rác đến mức tối đa. Theo đánh giá,
khoảng 41% tổng lượng chất thải rắn phát sinh hàng năm trên thế giới được xử
lí bằng phương pháp đốt (Weidinmyer,2014). Tuy nhiên, trong việc xử lí chất

thải rắn hữu cơ đô thị, đốt thường không được xem là một biện pháp bền vững.
chất thải rắn hữu cơ tại các đơ thị thường có độ ẩm cao, dao động trong khoảng
60 – 95% , và nhiệt dung thấp (khoảng 900 – 1.100 Kcal/kg), nên việc đốt rác
hữu cơ gây lãng phí nhiên liệu và năng lượng thu hồi thấp hơn so với việc sản
xuất biogas từ các biện pháp ủ phân kị khí. Bên cạnh đó, Hàm lượng Carbon,
Nito trong chất thải rắn hữu cơ khá cao, trên 40% C và khoảng 1.5% N (Pham
Phu et al., 2019). Tổng lượng Carbon và Nitơ trong chất thải rắn hữu cơ là nguồn
phát thải chính của các loại bụi lơ lửng PM2,5 (Bano et al., 2018) và PM10-2,5
(Matawle et al., 2014).
Bên cạnh việc xử lí chất thải rắn hữu cơ từ các nhà máy, một phần không nhỏ
lượng rác sinh hoạt, rác thải nơng nghiệp được xử lí bằng phương pháp đốt, làm
phát sinh ra một lượng lớn khí CO2 vào môi trường. Tại Ấn Độ, đốt nương rẫy
và rác nông nghiệp (rơm, rạ) đang sản sinh ra nhiều vấn đề về ơ nhiễm nguồn
khơng khí tại các khu vực thành thị và cả nơng thơn. Ở khu vực phía Tây Bắc
Ấn, vào khoảng thời gian từ tháng 9 đến tháng 12 và tháng 5 đến tháng 7, là giai
đoạn đốt nương rẫy của nông dân, nồng độ các chất ô nhiễm trong khơng khí bị
đẩy lên rất cao trong giai đoạn này. Tổng chất rắn lơ lửng trong khơng khí đạt
đến đỉnh điểm khoảng 450-550 μg/m3, trong đó các loại bụi mịn PM10 là 150
μg/m3 và PM2,5 là 90 – 100 μg/m3 (Awasthi et al., 2010). Đốt rác nông nghiệp
ở Ấn Độ tại hai vùng Punjab và Haryana phát thải lần lượt là 34,8 Tg và 17,3 Tg
đương lượng g-CO2 khí nhà kính hàng năm, chiếm đến 70% lượng phát thải của
cả nước (Laskar et al., 2020).

12