Tải bản đầy đủ

tổng quan về chất thải rắn và tác động môi trường chất thải rắn

SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN VÀ TÁC
ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CHẤT THẢI RẮN
2.1. Khái niệm cơ bản về chất thải rắn
2.1.1. Khái niệm cơ bản về chất thải rắn
Chất thải rắn (Soild Waste) là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ
trong các hoạt động kinh tế – xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất,
các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng v.v…). Trong đó quan trọng
nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống.
(Trần Hiếu Nhuệ,2001)
Chất thải rắn đô thò (gọi chung là rác thải đô thò) được đònh nghóa là : Vật chất
mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thò mà không đòi hỏi được bồi
thường cho sự vứt bỏ đó. Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thải rắn đô thò
nếu chúng được xã hội nhìn nhận một thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu
gom và tiêu huỷ. (Trần Hiếu Nhuệ, 2001)
Rác là thuật ngữ dùng để chỉ chất thải rắn có hình dạng tương đối cố đònh, bò
vứt bỏ từ hoạt động của con người. Rác sinh hoạt hay chất thải rắn sinh hoạt là
một bộ phận của chất thải rắn, được hiểu là các chất thải rắn phát sinh từ các hoạt
động sinh hoạt thường ngày của con người.
2.1.2. Nguồn gốc chất thải rắn
Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là các

cơ sở quan trọng để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương
trình quản lý chất thải rắn.
Các nguồn chủ yếu phát sinh ra chất thải rắn đô thò bao gồm :
− Từ các khu dân cư (chất thải sinh hoạt)
− Từ các trung tâm thương mại
− Từ các công sở, trường học, công trình công cộng
3
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
− Từ các dòch vụ đô thò, sân bay
− Từ các hoạt động công nghiệp
− Từ các hoạt động xây dựng đô thò
− Từ các trạm xử lý nước thải và từ các đường ống thoát nước của thành phố.
Chất thải đô thò được xem như là chất thải cộng đồng ngoại trừ các chất thải
trong quá trình chế biến tại các khu công nghiệp và chất thải công nghiệp. Các
loại chất thải sinh ra từ các nguồn này được trình bày ở Bảng 2.1.
Chất thải rắn đô thò phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau. Căn cứ vào đặc điểm
của chất thải rắn có thể phân chia thành 3 nhóm lớn nhất là : chất thải sinh hoạt,
công nghiệp và nguy hại. Nguồn thải của rác đô thò rất khó quản lý tại các nơi đất
trống bởi vì tại các vò trí này sự phát sinh các nguồn chất thải là một quá trình
phát tán.
Bảng 2.1 : Các nguồn phát sinh chất thải rắn đô thò
4
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Nguồn Các hoạt động và vò trí phát sinh
chất thải
Loại chất thải rắn
Nhà ở Những nơi ở riêng của một hay
nhiều gia đình. Những căn hộ
thấp, vừa và cao tầng …
Chất thải thực phẩm, giấy, bìa
cứng, nhựa dẻo, hàng dệt, đồ
da, chất thải vườn, đồ gỗ, thuỷ
tinh, hộp thiếc, nhôm, kim loại
khác, tàn thuốc, rác đường phố,
chất thải đặc biệt (dầu, lốp xe,
thiết bò điện …), chất sinh hoạt
nguy hại.
Thương
mại
Cửa hàng, nhà hàng, chợ, văn
phòng, khách sạn, dòch vụ, cửa
hiệu in …
Giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, gỗ,
chất thải thực phẩm, thuỷ tinh,
kim loại, chất thải đặc biệt,
chất thải nguy hại …
Cơ quan Trường học, bệnh viện, nhà tù,
trung tâm chính phủ …
Giấy, bìa cứng, nhựa dẻo, gỗ,
chất thải thực phẩm, thuỷ tinh,
kim loại, chất thải đặc biệt,
chất thải nguy hại …
Xây dựng
và phá dỡ
Nơi xây dựng mới, sửa đường, san
bằng các công trình xây dựng, vỉa
hè hư hại.
Gỗ, thép, bêtông, đất …
Dòch vụ đô
thò(trừ
trạm xử
lý)
Quét dọn đường phố, làm đẹp
phong cảnh, làm sạch theo lưu
vực, công viên và bãi tắm, những
khu vực tiêu khiển khác.
Chất thải đặc biệt, rác, rác
đường phố, vật xén ra từ cây,
chất thải từ các công viên, bãi
tắm và các khu vực tiêu khiển.
Trạm xử
lý; lò thiêu
đốt
Quá trình xử lý nước, nươc thải và
chất thải công nghiệp. Các chất
thải được xử lý.
Khối lượng lớn bùn dư.
(Nguồn : George Tchobanoglous, et al, Mc Graw – Hill Inc,1993)

2.1.3. Phân loại chất thải rắn
Việc phân loại chất thải rắn sẽ giúp xác đònh các loại khác nhau của chất thải
rắn được sinh ra. Khi thực hiện phân loại chất thải rắn sẽ giúp chúng ta gia tăng
5
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
khả năng tái chế và tái sử dụng các vật liệu trong chất thải, đem lại hiệu quả kinh
tế và bảo vệ môi trường.
Các loại chất thải rắn được thải ra từ các hoạt động khác nhau nên được phân
loại theo nhiều cách khác nhau như :
a. Phân loại theo mức độ nguy hại
Chất thải rắn được phân thành các loại :
Chất thải nguy hại : bao gồm các loại hoá chất dễ gây phản ứng, độc hại, chất
thải sinh học thối rữa, các chất dễ cháy, nổ hoặc các chất thải phóng xạ, các chất
thải nhiễm khuẩn, lây lan … có nguy cơ đe doạ tới sức khoẻ người, động vật và
cây cỏ. Nguồn phát sinh chất thải nguy hại chủ yếu từ các hoạt động y tế, công
nghiệp và nông nghiệp.
Chất thải y tế nguy hại : là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có một
trong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp hoặc tương tác với các chất khác gây
nguy hại tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Các nguồn phát sinh chất thải
bệnh viện bao gồm :
− Các loại bông băng, gạc, nẹp dùng trong khám bệnh, điều trò, phẫu thuật;
− Các loại kim tiêm, ống tiêm;
− Các chi thể cắt bỏ, tổ chức mô cắt bỏ;
− Chất thải sinh hoạt từ các bệnh nhân;
− Các chất thải có chứa các chất có nồng độ cao sau đây : chì, thuỷ ngân,
Cadmi, Arsen, Xianua
− Các chất thải phóng xạ trong bệnh viện.
Các chất nguy hại do các cơ sở công nghiệp hoá chất thải ra có tính độc hại
cao, tác động xấu đến sức khoẻ, do đó việc xử lý chúng phải có những giải pháp
kỹ thuật để hạn chế tác động độc hại đó.
Các chất thải nguy hại từ hoạt động nông nghiệp chủ yếu là các loại phân hoá
học, các loại thuốc bảo vệ thực vật.
6
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Chất thải không nguy hại : là những loại chất thải không chứa các chất và các
hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thành phần.
b. Phân loại theo vò trí hình thành : Người ta phân biệt rác hay chất thải rắn
trong nhà, ngoài nhà, trên đường phố, chợ ….
c. Phân loại theo bản chất nguồn tạo thành
Chất thải rắn được phân thành các loại sau :
c.1. Chất thải sinh hoạt : là những chất thải liên quan đến các hoạt động của
con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học,
các trung tâm dòch vụ, thương mại. Chất thải rắn sinh hoạt có thành phần bao gồm
kim loại, sành sứ, thuỷ tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư
thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà lông vòt, vải, giấy,
rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả v.v… Theo phương diện khoa học, có thể phân
biệt các loại chất thải rắn sau :
− Rác thực phẩm : bao gồm các thức ăn thừa, rau, quả … loại chất thải này
mang bản chất dễ bò phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra các mùi khó
chòu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng, ẩm. Ngoài các loại thức ăn dư thừa
từ gia đình còn có thức ăn dư thừa từ các bếp ăn tập thể, các nhà hàng, khách sạn,
ký túc xá, chợ …
− Chất thải trực tiếp của động vật chủ yếu là phân, bao gồm phân người và
phân động vật khác.
− Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga cống rãnh, là các chất thải ra từ các khu
vực sinh hoạt dân cư.
− Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác bao gồm : các loại vật liệu sau đốt
cháy, các sản phẩm sau khi đun nấu bằng than, củi và các chất thải dễ cháy khác
trong gia đình, trong kho của các công sở, cơ quan, xí nghiệp, các loại xỉ than.
c.2. Chất thải rắn công nghiệp : là chất thải phát sinh từ các hoạt động sản
xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp. Các nguồn phát sinh chất thải công
7
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
nghiệp gồm :
− Các phế thải từ vật liệu trong quá trình sản xuất công nghiệp, tro, xỉ, trong
các nhà máy nhiệt điện;
− Các phế thải từ nguyên, nhiên liệu phục vụ cho sản xuất;
− Các phế thải trong quá trình công nghệ;
− Bao bì đóng gói sản phẩm.
c.3. Chất thải xây dựng : là các phế thải như đất, đá, gạch ngói, bêtông vỡ
do các hoạt động phá dỡ, xây dựng công trình v.v… chất thải xây dựng gồm :
− Vật liệu xây dựng trong quá trình dỡ bỏ công trình xây dựng;
− Đất đá do việc đào móng trong xây dựng;
− Các vật liệu như kim loại, chất dẻo …
− Chất thải từ các hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật như trạm xử lý nước thiên
nhiên, nước thải sinh hoạt, bùn cặn từ các cống thoát nước thành phố.
c.4. Chất thải nông nghiệp : là những chất thải và mẫu thừa thải ra từ các
hoạt động nông nghiệp, thí dụ như trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng, các
sản phẩm thải ra từ các chế biến sữa, của các lò giết mổ …
d. Phân loại theo công nghệ xử lý – quản lý
Phân loại chất thải rắn theo dạng này người ta chia ra các thành phần như
sau : các chất cháy được, các chất không cháy được, các chất hỗn hợp ( Bảng 2.2).
Bảng 2.2 : Phân loại theo công nghệ xử lý
Thành phần Đònh nghóa Thí dụ
1. Các chất cháy được :
− Giấy
− Hàng dệt
− Rác thải
− Các vật liệu làm từ giấy
− Có nguồn gốc từ sợi
− Các chất thải ra từ đồ ăn,
− Các túi giấy, các mảnh
bìa, giấy vệ sinh
− Vải, len …
− Các loại rau, quả, thực
8
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
− Cỏ, gỗ,củi, rơm
− Chất dẻo
− Da và cao su
thực phẩm
− Các vật liệu và sản phẩm
được chế tạo từ gỗ, tre, rơm
− 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
phẩm
− Đồ dùng bằng gỗ như
bàn, ghế, vỏ dừa …
− Phim cuộn, túi chất dẻo,
lọ chất dẻo, bòch nylon …
− Giầy, băng cao su …
2. Các chất không cháy
được :
− Kim loại sắt
− Kim loại không phải
sắt
− Thuỷ tinh
− Đá và sành sứ
− Các loại vật liệu và sản
phẩm được chế tạo từ sắt mà dễ
bò nam châm hút.
− Các vật liệu không bò nam
châm hút.
− Các vật liệu và sản phẩm
chế tạo từ thuỷ tinh.
− Các vật liệu không
cháy khác ngoài kim loại và
thuỷ tinh
− Hàng rào, dao, nắp lọ …
− Vỏ hộp nhôm, đồ đựng
bằng kim loại.
− Chai lọ, đồ dùng bằng
thuỷ tinh, bóng đèn …
− Đá cuội, cát, đất …
3. Các chất hỗn hợp :
− 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, 1999)
2.1.4. Thành phần chất thải rắn
Thành phần của chất thải rắn đô thò được xác đònh ở Bảng 2.3 và Bảng 2.4.
Giá trò của các thành phần trong chất thải rắn đô thò thay đổi theo vò trí, theo mùa,
theo điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác. Sự thay đổi khối lượng chất thải rắn
theo mùa đặc trưng ở Bắc Mỹ được trình bày ở Bảng 2.5. Thành phần rác thải
đóng vai trò quan trọng nhất trong việc quản lý rác thải.
Bảng 2.3 : Thành phần chất thải rắn đô thò phân theo nguồn gốc phát sinh
Nguồn phát thải % Trọng lượng
Dao động Trung bình
Nhà ở và thương mại, trừ các chất thải đặc biệt và
nguy hiểm
50 – 70 62
Chất thải đặc biệt (dầu, lốp xe, thiết bò điện, bình 3 – 12 5
9
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
điện)
Chất thải nguy hại 0,1 – 1,0 0,1
Cơ quan 3 – 5 3,4
Xây dựng và phá dỡ 8 – 20 14,0
Các dòch vụ đô thò
Là sạch đường phố 2 – 5 3,8
Cây xanh và phong cảnh 2 – 5 3,0
Công viên và các khu vực tiêu khiển 1,5 – 3 2,0
Lưu vực đánh bắt 0,5 – 1,2 0,7
Bùn đặc từ nhà máy xử lý 3 – 8 6,0
Tổng cộng 100
(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)
Bảng 2.4 : Thành phần chất thải rắn đô thò theo tính chất vật lý
Thành Phần % Trọng lượng
Khoảng giá trò Trung bình
Chất thải thực phẩm 6 – 25 15
Giấy 25 – 45 40
Bìa cứng 3 – 15 4
Chất dẻo 2 – 8 3
Vải vụn 0 – 4 2
Cao su 0 – 2 0,5
Da vụn 0 – 2 0,5
Rác làm vườn 0 – 20 12
Gỗ 1 – 4 2
Thuỷ tinh 4 – 16 8
Can hộp 2 – 8 6
Kim loại không thép 0 – 1 1
Kim loại thép 1 – 4 2
Bụi, tro, gạch 0 – 10 4
Tổng cộng 100
(Nguồn : Trần Hiếu Nhuệ, 2001)
Bảng 2.5 : Sự thay đổi thành phần theo mùa đặc trưng của chất thải rắn sinh hoạt
Chất thải % khối lượng % thay đổi
Mùa mưa Mùa khô Giảm Tăng
Chất thải thực phẩm 11,1 13,5 21,6
Giấy 45,2 40,0 11,5
Nhựa dẻo 9,1 8,2 9,9
10
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Chất hữu cơ khác 4,0 4,6 15,0
Chất thải vườn 18,7 24,0 28,3
Thuỷ tinh 3,5 2,5 28,6
Kim loại 4,1 3,1 24,4
Chất trơ và chất thải
khác
4,3 4,1 4,7
Tổng cộng 100 100
(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)
2.1.5. Tính chất của chất thải rắn
2.1.5.1. Tính chất lý học của chất thải rắn
Việc lựa chọn và vận hành thiết bò, 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.
Những tính chất vật lý quan trọng của chất thải rắn đô thò bao gồm : khối
lượng riêng, độ ẩm, kích thước phân loại và độ xốp. Trong đó, khối lượng riêng
và độ ẩm là hai tính chất được quan tâm nhất trong công tác quản lý chất thải rắn
đô thò ở Việt Nam.
a. Khối lượng riêng
Khối lượng riêng (hay mật độ) của rác thải thay đổi theo thành phần, độ ẩm,
độ nén của chất thải. Trong công tác quản lý chất thải rắn, khối lượng riêng là
thông số quan trọng phục vụ cho công tác thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải.
Qua đó có thể phân bổ và tính được nhu cầu trang thiết bò phục vụ công tác thu
gom vận chuyển, khối lượng rác thu gom và thiết kế quy mô bãi chôn lấp chất
thải.
Khối lượng riêng được xác đònh bởi khối lượng của vật liệu trên một đơn vò
thể tích (kg/m
3
). Dữ liệu về khối lượng riêng cần thiết để đònh mức tổng khối
lượng và thể tích chất thải cần phải quản lý. Khối lượng riêng của các hợp phần
trong chất thải rắn đô thò được trình bày ở Bảng 2.6.
11
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Khối lượng riêng của chất thải rắn thay đổi một cách rõ ràng theo vò trí đòa lý,
mùa trong năm và thời gian lưu trữ, do đó cách tốt nhất là sử dụng các giá trò
trung bình đã được lựa chọn. Khối lượng riêng của chất thải sinh hoạt thay đổi từ
120 đến 590 kg/m
3
. Đối với xe vận chuyển, rác có thể bò ép lên đến 830 kg/m
3
.
Khối lượng riêng của rác được xác đònh bằng phương pháp cân trọng lượng để
xác đònh tỷ lệ giữa trọng lượng của mẫu với thể tích của nó, có đơn vò là
kg/m
3
(hoặc lb/yd
3
).
Bảng 2.6 : Khối lượng riêng các thành phần của chất thải rắn đô thò
Loại chất thải Khối lượng riêng lb/yd
3
Dao động Trung bình
Thực phẩm 220 – 810 490
Giấy 70 – 220 150
Carton 70 – 135 85
Plastic 70 – 220 110
Vải 70 – 170 110
Cao su 170 – 340 220
Da 170 – 440 270
Rác làm vườn 100 – 380 170
Gỗ 220 – 540 400
Thuỷ tinh 270 – 810 330
Can thiếc (đồ hộp) 85 – 270 150
Nhôm 110 – 405 270
Kim loại khác 220 – 1940 540
Bụi, tro … 540 – 1685 810
Tro 1095 – 1400 1255
Rác rưởi 150 – 305 220
(Nguồn : George Tchobanoglous, et al,1993)
Chú thích : lb/yd
3
x 0.5933 = kg/m
3
b. Độ ẩm
Độ ẩm của chất thải rắn là thông số có liên quan đến giá trò nhiệt lượng của
chất thải, được xem xét để lựa chọn phương án xử lý, thiết kế bãi chôn lấp và lò
12
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
đốt. Độ ẩm rác thay đổi theo thành phần và theo mùa trong năm. Rác thải thực
phẩm có độ ẩm từ 50 – 80%, rác thải là thuỷ tinh, kim loại có độ ẩm thấp nhất.
Độ ẩm trong rác cao tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật kò khí phân huỷ
gây thối rữa.
Độ ẩm của chất thải rắn thường được biểu diễn bằng hai cách :
− Phương pháp trọng lượng ướt : độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng % của
trọng lượng ướt vật liệu;
− Phương pháp trọng lượng khô : độ ẩm của mẫu được biểu diễn bằng % của
trọng lượng khô vật liệu;
Phương pháp trọng lượng ướt thường được sử dụng trong lónh vực quản lý chất
thải rắn. Độ ẩm theo phương pháp trọng lượng ướt được biểu diễn dưới dạng toán
học như sau :
M = [(w – d)/w]x100
Trong đó : M : độ ẩm %
w : trọng lượng ban đầu của mẫu, kg(g)
d : trọng lượng của mẫu sau khi sấy khô ở 105
o
C, kg(g)
Bảng 2.7 : Độ ẩm của rác sinh hoạt
Thành phần Độ ẩm (%)
Khoảng dao động Giá trò trung bình
Thực phẩm 50 – 80 70
13
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Rác làm vườn 30 – 80 60
Gỗ 15 – 40 20
Rác sinh hoạt 15 – 40 20
Da 8 – 12 10
Vải 6 – 15 10
Bụi, tro 6 – 12 8
Giấy 4 – 10 6
Carton 4 – 8 5
Kim loại đen 2 – 6 3
Đồ hộp 2 – 4 3
Kim loại màu 2 – 4 2
Plastic 1 – 4 2
Cao su 1 – 4 2
Thuỷ tinh 1 – 4 2
(Nguồn : George Tchobanogous, 1977)
2.1.5.2. Tính chất hoá học của chất thải rắn
Các chỉ tiêu hoá học quan trọng nhất của chất thải rắn đô thò gồm chất hữu cơ,
chất tro, hàm lượng cacbon cố đònh, nhiệt trò.
a. Chất hữu cơ
Chất hữu cơ được xác đònh bằng cách lấy mẫu đã làm phân tích xác đònh độ
ẩm đem đốt ở 950
o
C trong 1 giờ, để nguội trong bình hút ẩm 1 giờ rồi đem cân để
xác đònh lượng tro còn lại sau khi đốt. Thông thường chất hữu cơ dao động trong
khoảng 40 – 60%, giá trò trung bình là 35%. Chất hữu cơ được tính theo công thức
sau :
Chất hữu cơ (%) = [(c – d)/c]x100
Trong đó : c : Trọng lượng mẫu ban đầu
d : Trọng lượng mẫu chất rắn sau khi đốt ở 950
o
C
b. Chất tro (chất vô cơ)
Chất tro là phần còn lại sau khi nung ở 950
o
C, tức là các chất trơ dư hay chất
vô cơ.
Chất vô cơ(%) = 100 – chất hữu cơ(%)
c. Hàm lượng cacbon cố đònh :
14
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Hàm lượng cacbon cố đònh là lượng cacbon còn lại sau khi đã loại các chất vô
cơ khác không phải là cacbon không tro khi nung ở 950
o
C, hàm lượng này thường
chiếm khoảng 5 – 12%, giá trò trung bình là 7%. Các chất vô cơ khác trong tro
gồm thuỷ tinh, kim loại, …Đối với chất thải rắn đô thò, các chất vô cơ này chiếm
khoảng 15 – 30%, giá trò trung bình là 20%.
d. Nhiệt trò
Nhiệt trò là giá trò nhiệt tạo thành khi đốt chất thải rắn. Giá trò nhiệt được xác
đònh theo công thức Dulông :
Btu/lb = 145C + 610(H
2
– 1/8O
2
+ 40S + 10N)
Trong đó : C : lượng cacbon tính theo %
H : Hydro tính theo %
O : Oxy tính theo %
S : Sunfua tính theo %
Số liệu trung bình về các chất dư trơ và nhiệt năng của các hợp phần trong
chất thải rắn được trình bày trong Bảng 2.8.
15
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Bảng 2.8 : Số liệu trung bình về chất dư trơ và nhiệt năng của các hợp phần
trong chất thải rắn đô thò
(Nguồn : George Tchobanoglous, et al, 1993)
2.1.5.3. Thành phần sinh học của chất thải rắn
Các thành phần hữu cơ (không kể các thành phần như plastic, cao su, da) của
hầu hết chất thải rắn có thể được phân loại về phương diện sinh học như sau :
− Các phần tử có thể hoà tan trong nước như : đường, tinh bột, amino acid
và nhiều hữu cơ.
− Bán cellulose : các sản phẩm ngưng tụ của đường 5 và 6 cacbon.
− Cellolose : sản phẩm ngưng tụ của đường glulose 6 cacbon.
− Dầu, mỡ và sáp : là những esters của alcohols và acid béo mạch dài.
− Lignin : một polymer chứa các vòng thơm với nhóm methoxyl.
− Lignocelluloza : hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau.
− Protein : chất tạo thành các amino acid mạch thẳng.
Tính chất sinh học quan trọng nhất của phần hữu cơ của chất thải rắn đô thò là
hầu hết các thành phần hữu cơ có thể được chuyển hoá sinh học thành khí, các
16
Thành phần Chất dư trơ
+
, % Hàm lượng năng lượng, Btu/lb
Dao động Trung bình Dao động Trung bình
Thực phẩm 2 – 8 5,0 1,500 – 3,000 2,000
Giấy 4 – 8 6,0 5,000 – 8,000 7,200
Carton 3 – 6 5,0 6,000 – 7,500 7,000
Plastic 6 – 20 10,0 12,000 – 16,000 14,000
Vải 2 – 4 2,5 6,500 – 8,000 7,500
Cao su 8 – 20 10,0 9,000 – 12,000 10,000
Da 8 – 20 10,0 6,500 – 8,500 7,500
Rác làm vườn 2 – 6 4,5 1,000 – 8,000 2,800
Gỗ 0,6 – 2 1,5 7,500 – 8,500 8,000
Thuỷ tinh 96 – 99
+
98,0 50 – 100 60
Can thiếc(đồ hộp) 96 – 99
+
98,0 100 – 500 300
Nhôm 90 – 99
+
96,0 - -
Kim loại khác 94 – 99
+
98,0 100 – 500 300
Bụi, tro … 60 – 80 70,0 1,000 – 5,000 3,000
Rác sinh hoạt 4,000 – 5,500 4,500
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
chất rắn vô cơ và hữu cơ khác. Sự tạo mùi hôi và phát sinh ruồi cũng liên quan
đến tính dễ phân huỷ của các vật liệu hữu cơ trong chất thải rắn đô thò như rác
thực phẩm.
a. Khả năng phân huỷ sinh học của các thành phần hữu cơ trong
chất thải rắn
Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS : Volatile Substances) , xác đònh bằng cách
đốt cháy chất ở nhiệt độ 550
o
C, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân
huỷ sinh học của hữu cơ trong chất thải rắn. Tuy nhiên sử dụng VS để mô tả khả
năng phân huỷ sinh học của phần hữu cơ trong chất thải rắn thì không đúng vì
một vài thành phần hữu cơ của chất thải rắn rất dễ bay hơi nhưng lại kém khả
năng phân huỷ sinh học là giấy in và cành cây. Thay vào đó, hàm lượng lignin
của chất thải rắn có thể áp dụng tỉ lệ phần dễ phân huỷ sinh học của chất thải
rắn, và được tính toán bằng công thức :
BF = 0.83 – 0.028LC
Trong đó : BF : tỷ lệ phần phân huỷ sinh học biểu diễn trên cơ sở hàm lượng
chất rắn bay hơi.
0.83 và 0.028 : hằng số thực nghiệm
LC : hàm lượng lignin của VS biểu diễn bằng % trọng lượng khô
Khả năng phân huỷ sinh học của một vài hợp chất hữu cơ tìm thấy trong chất
thải rắn đô thò, dựa trên cơ sở hàm lượng lignin. Chất thải với hàm lượng lignin
cao như : giấy in có khả năng phân huỷ sinh học kém hơn đáng kể so với các chất
thải hữu cơ khác trong chất thải rắn đô thò. Trong thực tế các thành phần hữu cơ
trong chất thải rắn thường được phân loại thành phần phân huỷ chậm và phần
phân huỷ nhanh.
b. Sự phát sinh mùi hôi
17
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Mùi hôi có thể sinh ra khi chất thải được chứa trong khoảng thời gian dài ở
trong nhà, trạm trung chuyển và ở bãi đổ. Mùi hôi phát sinh đáng kể ở các thùng
chứa bên trong nhà vào mùa khô có khí hậu nóng ẩm. Mùi hôi là do sự phát sinh
của các khí sau : CH
4
, NH
3
, H
2
S, …
c. Sự sinh sản của ruồi
Vào thời gian hè ở những vùng khí hậu nóng ẩm. Sự sinh sản của ruồi trong
chất thải rắn là vấn đề đáng quan tâm. Ruồi có thể phát triển nhanh trong khoảng
thời gian không đến sau khi trứng ruồi được kí vào. Chu kỳ phát triển của ruồi từ
khi còn trong trứng cho đến khi trưởng thành được mô tả như sau :
Trứng phát triển : 8 ÷ 12 giờ
Giai đoạn 1 của ấu trùng : 20 giờ
Giai đoạn 2 của ấu trùng : 24 giờ
Giai đoạn 3 của ấu trùng : 3 ngày
Giai đoạn nhộng : 4 ÷ 5 ngày
Tổng cộng : 9 ÷ 11 ngày
d. Sự chuyển đổi lý – hoá sinh của CTR
Những biến đổi lý học cơ bản có thể xảy ra trong quá trình vận hành quản lý
CTR gồm :
 Phân loại
 Giảm thể tích cơ học
 Giảm kích thước cơ học
Phân loại : Quá trình này có thể tách riêng các thành phần CTR nhằm tách
riêng từ hỗn hợp sang dạng tương đối đồng nhất để thu hồi các thành phần có thể
tái sinh, tái sử dụng của CTR đô thò. Ngoài ra có thể tách riêng những thành phần
có khả năng thu hồi năng lượng.
Giảm thể thể tích cơ học : Phương pháp nén thường được áp dụng để giảm thể
tích chất thải, thông thường sử dụng những xe thu gom có lắp bộ phận ép nhằm
18
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
tăng khối lượng rác thu gom trong một chuyến thu gom từ CTR thông thường,
đóng kiện để giảm chi phí xử lý và vận chuyển. Đồng thời áp dụng phương pháp
này tăng thời gian sử dụng BCL.
Giảm kích thước cơ học : Việc giảm kích thước cơ học nhằm thu CTR có kích
thước đồng nhất và nhỏ so với kích thước ban đầu của chúng. Trong một số trường
hợp thể tích của số chất thải sau khi giảm kích thước sẽ lớn hơn thể tích ban đầu.
e. Sự chuyển đổi hoá học
Quá trình chuyển hoá của CTR bao gồm quá trình chuyển pha : từ rắn sang
lỏng, lỏng sang khí …
Để làm giảm thể tích và thu hồi sản phẩm của quá trình chuyển hoá hoá học
thường sử dụng các phương pháp sau :
Đốt (hay sự oxy hoá hoá học) : là phản ứng hỗn hợp có sự tham gia của oxy
với các thành phần hữu cơ trong chất thải sinh ra các hợp chất bò oxy hoá cùng
với sự phát sáng và toả nhiệt.
CHC + O
2
→ CO
2
+ H
2
O + NO
2
+ O
2 dư
+ NH
3
+ SO
X
Các thông số cần lưu ý với lò đốt rác :
− Lượng oxy cung cấp
− Nhiệt độ duy trì trong lò đốt
− Thời gian đốt
− Mật độ xáo trộn bên trong lò
− Vật liệu xây dựng lò đốt để đảm bảo tính cách nhiệt.
Quá trình nhiệt phân : hầu hết các chất hữu cơ có thể phân huỷ qua các phản
ứng bởi nhiệt và ngưng tụ trong các điều kiện không có oxy tạo thành những
thành phần lỏng và khí.
Một số đặc tính cơ bản của quá tình nhiệt phân :
− Dòng khí sinh ra có chứa Hidro, CH
4
, Cacbon monoxit, Cacbon dioxit và
nhiều loại khí khác tuỳ thuộc vào bản chất, thành phần, tính chất của CTR đem đi
19
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
điện phân.
− Lượng than dầu dạng lỏng ở điều kiện nhiệt độ phòng chứa các hoá
chất như : axit axetic, axeton, metanol.
− Thành phần cacbon nguyên chất và một số loại chất trơ khác.
Quá trình hoá khí : là quá trình đốt cháy một phần nguyên liệu cacbon để thu
nguyên liệu và khí CO, H
2
, và một số hidro cacbon, trong đó có metan.
f. Sự chuyển đổi sinh học
Dựa trên đặc điểm của CTR đô thò có các thành phần rác hữu cơ, có thể bò
phân huỷ bởi vi sinh vật như : vi khuẩn, nấm men. Người ta sản xuất phân
compost để bổ sung thêm dung dòch cần thiết trong quá trình ủ phân, xảy ra trong
quá trình hiếu khí hay kỵ khí.
Quá trình phân hủy kỵ khí : quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ trong CTR
đô thò trong điều kiện kỵ khí xảy ra theo các bước sau đây :
Quá trình thuỷ phân các hợp chất có phân tử lượng thành những hợp chất thích
hợp là nguồn năng lượng. Chuyển hoá các hợp chất ở giai đoạn trước thành những
hợp chất có phân tử lượng thấp hơn. Chuyển đổi các hợp chất trung gian thành
những sản phẩm chủ yếu là CH
4
và CO
2
. Trong quá trình phân huỷ kỵ khí có
nhiều loại vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hoá chất hữu cơ của chất thải
tạo thành những sản phẩm bền vững. Ngoài ra, còn một số nhóm vi sinh vật kỵ
khí lên men của các sản phẩm đã cắt mạch thành những hợp chất có thành phần
đơn giản hơn, chủ yếu là axit axetic. Sau đó H
2
và CH
3
COOH sẽ được tiếp tục
chuyển hoá thành CH
4
và CO
2
.
Quá trình phân hủy hiếu khí : dựa trên hoạt động các vi khuẩn hiếu khí với sự
có mặt của oxy, thông thường sau 2 ngày, nhiệt độ phát triển và đạt khoảng 45
o
.
Sau 6 – 7 ngày nhiệt độ 70 – 75
o
C. Với điều kiện nhiệt độ này thì đảm bảo điều
kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động.
2.1.6. Tốc độ phát sinh chất thải rắn
20
SVTH : TRẦN HỮU THỨC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
Việc tính toán tốc độ phát thải rác là một trong những yếu tố quan trọng trong
việc quản lý rác thải bởi vì từ đó người ta có thể xác đònh được lượng rác phát
sinh trong tương lai ở một khu vực cụ thể có kế hoạch quản lý từ khâu thu gom,
vận chuyển tới quản lý.
Phương pháp xác đònh tốc độ phát thải rác cũng gần giống phương pháp xác
đònh tổng lượng rác. Người ta sử dụng một số loại phân tích sau đây để đònh lượng
rác thải ở một khu vực.
 Đo khối lượng
 Phân tích thống kê
 Dựa trên các đơn vò thu gom rác(thí dụ thùng chứa)
 Phương pháp xác đònh tỷ lệ rác thải
 Tính cân bằng vật chất
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phát sinh chất thải rắn

Sự phát triển kinh tế và nếp sống :
Các nghiên cứu cho thấy sự phát sinh chất thải liên hệ trực tiếp với phát triển
kinh tế của một cộng đồng. Lượng chất thải sinh hoạt đã được ghi nhận là có
giảm đi khi có sự suy giảm về kinh tế. Phần trăm vật liệu đóng gói (đặc biệt là túi
nylon) đã tăng lên trong ba thập kỷ và tương ứng là tỷ trọng khối lượng (khi thu
gom) của chất thải cũng giảm đi.

Mật độ dân số :
Các nghiên cứu xác minh rằng khi mật độ dân số tăng lên, nhà chức trách sẽ
phải thải bỏ nhiều rác thải hơn. Nhưng không phải rằng dân số ở cộng đồng có
21
Nhà máy
Xí nghiệp
Lượng vào
(Nguyên liệu + nhiên liệu)
Lượng ra
(Sản phẩm )
Hình 2.1 : Sơ đồ tính cân bằng vật chất

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×