LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Đánh giá lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng giải pháp xử lý để sản xuất phân compost” thực với hướng dẫn khoa học TS Đặng Minh Hằng Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, nguồn thông tin Luận văn điều tra, trích dẫn tham khảo Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 HỌC VIÊN Kim Xuân Quý LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy giáo, cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội trang bị cho kiến thức bổ ích, thiết thực nhiệt tình, ân cần dạy bảo thời gian học tập Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau đại học tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS Đặng Minh Hằng hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho hoàn thành luận văn Tôi chân thành cảm ơn tập thể cán Công ty TNHH MTV Môi trƣờng đô thị Hải Phòng, Ban Quản lý dự án môi trƣờng đô thị, Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trình thu thập tài liệu thông tin để phục vụ cho việc viết luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ trình học tập làm luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 HỌC VIÊN Kim Xuân Quý MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 10 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 10 Phƣơng pháp nghiên cứu 10 CHƢƠNG TỔNG QUAN 11 1.1 Khái niệm, thành phần, nguồn gốc phát sinh CTR 11 1.1.1 Khái niệm CTR 11 1.1.2 Các nguồn phát sinh CTR 12 1.1.3 Thành phần CTR 14 1.2 Các tác động CTR tới chất lƣợng môi trƣờng 16 1.3 Tổng quan công tác quản lý xử lý CTR 18 1.3.1 Quản lý CTR 18 1.3.1.1 Phân loại CTR nguồn 19 1.3.1.2 Thu gom, vận chuyển CTR 20 1.3.2 Xử lý CTR 22 1.3.2.1 Phương pháp chôn lấp 22 1.3.2.2 Phương pháp đốt 23 1.3.2.3 Phương pháp làm phân vi sinh 24 1.4 Tình hình quản lý CTR giới 25 1.5 Tình hình quản lý, xử lý CTR Việt Nam 26 1.5.1 Tình hình quản lý, xử lý CTR Việt Nam 26 1.5.2 Các tồn tại, điểm yếu công tác quản lý CTR Việt Nam 30 CHƢƠNG : ĐÁNH GIÁ LƢỢNG CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT 33 PHÁT SINH TẠI HẢI PHÒNG 33 2.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội thành phố Hải Phòng 33 2.1.1 Điều kiện tự nhiên thành phố Hải Phòng 33 2.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội lao động 34 2.2 Hiện trạng quản lý CTR sinh hoạt Hải Phòng 36 2.2.2 Hiện trạng công tác xử lý CTR sinh hoạt Hải Phòng 37 2.2.2.1 Khu xử lý CTR Đình Vũ 37 2.2.2.2 Khu xử lý CTR Tràng Cát 42 2.2.2.3 Các i chôn lấp hác 46 2.2.2.4 Nhà máy xử lý CTR Tràng Cát 46 2.2.3 Các vấn đề tồn công tác thu gom, vận chuyển xử lý CTR Hải Phòng 47 2.3 Đánh giá lƣợng CTR sinh hoạt phát sinh Hải Phòng 48 2.3.1 Lƣợng CTR sinh hoạt phát sinh 48 2.3.2.Thành phần CTR sinh hoạt phát sinh Hải Phòng 53 2.3.3 Đánh giá lƣợng CTR phát sinh thành phố Hải Phòng 57 CHƢƠNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ CTR SINH HOẠT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN COMPOST TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 60 3.1 Cơ sở lý thuyết trình ủ phân compost 60 3.1.1 Quá trình phân giải xenluloza 60 3.1.1.1 Xenluloza tự nhiên 60 3.1.1.2 Cơ chế trình phân giải xenluloza nhờ vi sinh vật 61 3.1.1.3 Vi sinh vật phân huỷ xeluloza 61 3.1.2 Quá trình phân giải tinh bột 62 3.1.2.1 Tinh bột tự nhiên 62 3.1.2.2 Cơ chế trình phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật 63 3.1.2.3 Các loại vi sinh vật phân giải tinh bột 64 3.1.3 Quá trình phân giải đƣờng 64 3.1.3.1 Quá trình phân giải đường nhờ vi sinh vật hiếu khí 64 3.1.4 Quá trình phân giải protein 66 3.1.4.1 Protein tự nhiên 66 3.1.4.2 Cơ chế trình phân giải protein nhờ vi sinh vật 67 3.1.4.3 Vi sinh vật phân giải protein 67 3.1.5 Quá trình phân giải photphat 67 3.2 Các phƣơng pháp ủ phân compost 68 3.2.1 Phƣơng pháp ủ phân chế độ hiếu khí 68 3.2.1.1 Nguyên lý 68 3.2.1.2 Cơ chế, tác nhân sinh học trình 68 3.2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ rác hiếu khí 69 3.2.2 Phƣơng pháp ủ phân chế độ yếm khí 71 3.2.2.1 Nguyên lý 71 3.2.2.2 Cơ chế, tác nhân sinh học trình 72 3.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ rác yếm khí 73 3.3 Giải pháp xử lý CTR sinh hoạt để sản xuất phân compost thành phố Hải Phòng 75 3.3.1 Giới thiệu dự án quản lý xử lý CTR thành phố Hải Phòng 75 3.3.2 Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát 76 3.3.3 Quy trình vận hành Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát 78 3.3.3.1 Quy trình sơ chế 78 3.3.3.2 Quy trình ủ lên men 81 3.3.3.3 Quy trình ủ chín 83 3.3.3.4 Quy trình sàng tinh chế 84 3.3.4 Chất lƣợng sản phẩm Nhà máy xử lý CTR Tràng Cát 87 3.3.5 Đánh giá hiệu hoạt động Nhà máy xử lý CTR Tràng Cát 89 3.3.5.1 Đánh giá mặt môi trường 89 3.3.5.2 Đánh giá mặt xã hội, trị 91 3.3.5.2 Đánh giá mặt kinh tế 91 3.4 Đánh giá giải pháp xử lý CTR sinh hoạt để sản xuất phân compost thành phố Hải Phòng 92 3.4.1.Ƣu điểm 92 3.4.2 Nhƣợc điểm 94 KẾT LUẬN 96 KIẾN NGHỊ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 102 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTR Chất thải rắn MTĐT Môi trường đô thị TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên VSV Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Nguồn phát sinh loại CTR 14 Bảng 1.2 Thành phần CTR sinh hoạt số nước 15 Bảng 1.3 Thành phần CTR sinh hoạt nước có thu nhập khác 16 Bảng 1.4 Thu gom, phân loại, xử lý CTR nguồn phát sinh 20 Bảng 1.5 Lượng CTR phát sinh năm 2007 - 2010 28 Bảng 2.1 Khối lượng CTR sinh hoạt nội thành TP Hải Phòng qua năm 2000 - 2012 .49 Bảng 2.2 Kết phân tích mẫu rác thải sinh hoạt đợt .54 Bảng 2.3 Kết phân tích mẫu rác thải sinh hoạt đợt .56 Bảng 2.4 Thành phần rác thải huyện ngoại thành thành phố Hải phòng 57 Bảng 2.5 Dự báo dân số khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng đến năm 2025 59 Bảng 3.1 Kết phân tích chất lượng mẫu mùn hữu nhà máy xử lý CTR Tràng Cát 87 Bảng 3.2 Kết phân tích vi sinh vật có hại mẫu mùn hữu nhà máy xử lý CTR Tràng cát 88 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các nguồn phát sinh chất thải phân loại chất thải 12 Hình 1.2 Tác động CTR sinh hoạt đến môi trường 17 Hình 1.3 Quy trình quản lý CTR 19 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống quản lý CTR sinh hoạt Hải phòng 36 Hình 2.2 Tổng mặt khu xử lý CTR Đình Vũ 38 Hình 2.3 Quy trình xử lý chất thải khu xử lý CTR Đình Vũ 40 Hình 2.4 Quy trình xử lý nước rác khu xử lý CTR Đình Vũ 41 Hình 2.5 Tổng mặt khu xử lý CTR Tràng Cát 43 Hình 2.6 Quy trình xử lý nước rác khu xử lý CTR Tràng Cát 45 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát 77 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ quy trình sơ chế 80 Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ quy trình ủ lên men 82 Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ quy trình sàng 86 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày việc bảo vệ môi trường vấn đề thách thức không đơn vị, quan, địa phương hay quốc gia mà vấn đề toàn cầu, giới phải quan tâm đến Đó sống, phát triển tồn nhân loại Trong điều kiện nay, mà môi trường sống trở thành vấn đề toàn cầu, việc phát triển bền vững bảo đảm kết hợp hài hoà mục tiêu kinh tế với mục tiêu an sinh xã hội mục tiêu bảo vệ môi trường lựa chọn đắn, phù hợp với quy luật khách quan Thành phố Hải Phòng năm thành phố lớn nước, trung tâm công nghiệp thương mại, dịch vụ, du lịch nước vùng Duyên Hải Bắc Bộ Là thành phố Cảng, cửa ngõ biển tỉnh phía Bắc, đầu mối giao thông quan trọng Miền Bắc nước Trong năm qua, thành phố đạt nhiều thành tựu vượt bậc tất lĩnh vực đời sống xã hội Tuy nhiên thành phố phải đối mặt với nhiều khó khăn công tác bảo vệ môi trường, đặc biệt công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt Do trình đô thị hóa diễn nhanh chóng nên khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố ngày gia tăng mặt khối lượng, tạo áp lực không nhỏ cho công tác quản lý xử lý, khiến cho chất lượng môi trường bị suy giảm Hiện nay, công tác xử lý CTR thành phố chủ yếu chôn lấp, có lượng nhỏ CTR xử lý phương pháp ủ sinh học Xử lý CTR phương pháp chôn lấp dễ gây ô nhiễm môi trường đất, nước mặt nước ngầm, môi trường không khí, tạo áp lực cho thành phố việc tìm kiếm quỹ đất Trong đó, xử lý CTR theo phương pháp ủ sinh học sản xuất phân compost hướng mới, mang lại nhiều lợi ích tiết kiệm chi phí chôn lấp rác, tận dụng nguồn tài nguyên rác, tạo công ăn việc làm cho người dân Trên sở đó, đề tài “Đánh giá lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng giải pháp xử lý để sản xuất phân compost’’ thực nhằm đánh giá khối lượng phát sinh trạng công tác thu gom, vận chuyển, xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố, sở đề xuất giải pháp nhằm áp dụng phương pháp xử lý ủ sinh học để sản xuất phân compost cách có hiệu thành phố Hải Phòng Mục tiêu nghiên cứu Luận văn tập trung giải số vấn đề sau: - Đánh giá khối lượng, thành phần chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng; - Đánh giá trạng công tác quản lý xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hải Phòng; - Đánh giá hiệu mô hình xử lý ủ sinh học chất thải rắn sinh hoạt để sản xuất phân compost mà thành phố Hải Phòng áp dụng, từ đưa giải pháp nhằm nâng cao hiệu công tác xử lý Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: chất thải rắn sinh hoạt giải pháp xử lý sản xuất phân compost Phạm vi nghiên cứu: Thành phố Hải Phòng Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp: phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu, phương pháp phân tích, đánh giá trình thực 10 KIẾN NGHỊ Các đơn vị dịch vụ quản lý CTR Thành phố cần tổ chức quản lý theo chuyên ngành từ cấp Thành phố quận huyện để tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quản lý CTR Với hệ thống quản lý CTR nông thôn, cần xây dựng theo mô hình vận chuyển CTR từ ga CTR tập trung xã, thị trấn khu xử lý CTR tập trung huyện liên huyện chi phí xử lý CTR khu xử lý tập trung huyện liên huyện Đối với bãi chôn lấp, cần khẩn trương thực hoàn tất công tác giải phóng bàn giao mặt để xây dựng ô đổ rác mới, đầu tư nhiều sở vật chất chi phí xử lý Tại huyện ngoại thành, cần xây dựng bãi chôn lấp có qui mô phù hợp để xử lý CTR địa phương Trong thời gian tới thành phố cần nghiên cứu xây dựng mức thu phí, lệ phí phù hợp đầu tư thêm phương tiện thu gom rác thải để đảm bảo thu gom vận chuyển rác thải thời gian quy định đảm bảo lộ trình đề Đồng thời cần nhanh chóng áp dụng biện pháp phân loại CTR nguồn 3R Trước hết áp dụng quận nội thành, sau mở rộng tới huyện ngoại thành toàn địa bàn thành phố Việc áp dụng biện pháp phân loại CTR nguồn giúp tận dụng tối đa nguồn tài nguyên, giảm thiểu lượng rác thải phát sinh đồng thời tạo điều kiện cho trình xử lý (như giải pháp xử lý ủ sinh học) thuận lợi Giải pháp xử lý CTR để sản xuất phân compost tương đối phù hợp với điều kiện thành phố, yêu cầu đầu tư ban đầu, đòi hỏi công nghệ không cao, diện tích sử dụng đất không nhiều Đối với Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát, cần điều chỉnh lại số điểm công tác vận hành sau: - Bổ sung phân bùn tự hoại vào rác thải hữu để xử lý Tỷ lệ phối trộn cần xác định theo tỷ lệ C:N tối ưu khoảng 30:1 đến 40:1 để sản phẩm có thành phần chất dinh dưỡng cao Hiện nay, điều kiện cụ thể thành phố Hải Phòng, sử dụng lượng phân bùn Công ty TNHH MTV Thoát nước Hải Phòng thu gom để bổ sung vào trình xử lý 98 - Hệ thống quạt cấp khí: để giảm thiểu lượng điện sử dụng, đề xuất vận hành hệ thống quạt 6h/ca theo chế độ gián đoạn Với chế độ vận hành vậy, lưu lượng cấp khí đạt 45 m3 khí/m3 rác Năng lượng tiêu hao theo chế độ giảm từ 93 kWh/tấn sản phẩm xuồng 70 kWh/tấn sản phẩm, giảm chi phí sản xuất - Đầu tư thêm hạng mục tái chế nilon, nhựa nhằm tận thu nguồn nguyên liệu, tăng nguồn thu cho Nhà máy Để giải vấn đề đầu cho sản phẩm mùn compost Nhà máy để trước hết thu hồi phần chi phí sản xuất, lâu dài chủ động mặt tài chính, cần thực giải pháp sau: - Thực sách khuyến khích người nông dân, đồn điền, trang trại, sử dụng sản phẩm mùn compost Nhà máy sản xuất - Tạo chế để sản phẩm mùn phân compost nguồn nguyên liệu thô cho nhà máy sản xuất phân bón khác Nhà máy sản xuất phân bón DAP Đình Vũ - Hiện tại, Hải Phòng đầu tư chỉnh trang dải trung tâm thành phố bao gồm công trình kiến trúc dải vườn hoa, công viên có diện tích gần 21 Ngoài ra, thành phố nhiều vườn hoa, vườn ươm, công viên, dải phân cách xanh, Công ty TNHH MTV Công viên xanh quản lý Với điều kiện vậy, Nhà máy xử lý CTR Tràng Cát liên kết với Ban Quản lý dải trung tâm thành phố, Công ty TNHH MTV Công viên xanh để cung cấp mùn compost cho công trình Qua đó, phần chi phí sản xuất thu hồi, góp phần nâng cao hiệu Nhà máy 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), Báo cáo môi trường quốc gia năm 2012, Hà Nội Bộ Xây dựng (1999), Chiến lược quốc gia quản lý chất thải rắn đô thị khu công nghiệp đến năm 2020, Hà Nội Blackwattle Environmetal, Australian Native Landscape, Công ty Thoát nước Hải Phòng (SADCO) (1997), Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án Quản lý xử lý chất thải rắn Hải Phòng, Hải Phòng Công ty Môi trường đô thị Hải Phòng, Trung tâm tư vấn công nghệ môi trường (2005), Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án Quản lý xử lý chất thải rắn thành phố Hải Phòng, Hải Phòng Công ty Cổ phần Nước Môi trường Việt Nam (2009), Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án Đầu tư xây dựng khu liên hợp xử lý chất thải rắn xã Gia Minh, Hải Phòng Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị Hải Phòng (2012), Báo cáo trạng công tác quản lý xử lý chất thải hai khu xử lý chất thải Tràng Cát Đình Vũ, Hải Phòng Công ty Cổ phần Kỹ thuật Môi trường đô thị Nông nghiệp, Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị Hải Phòng (2009), Báo cáo kết phân tích mẫu rác thải phân compost Nhà máy xử lý chất thải rắn Tràng Cát – Hải Phòng, Hải Phòng Nguyễn Lân Dũng, (1984), Vi sinh vật đất chuyển hóa hợp chất cacbon, nitơ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Kim Thái (1999), Sinh thái học bảo vệ môi trường, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 100 10 Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Quang Huy (2004), Công nghệ xử lý rác thải chất thải rắn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 11 Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái (2001), Quản lý chất thải rắn, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 12 Trần Cẩm Vân (2003), Giáo trình VSV học môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 13 Trần Thanh (2000), Công nghệ vi sinh, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 14 Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 15 Viện Quy hoạch Hải Phòng (2010), Quy hoạch quản lý chất thải rắn địa bàn thành phố Hải Phòng đến năm 2020, Hải Phòng 16 Yasushi Matsufuji (2002), The road to the sanitary landfill, Fukuoka Environmental Foundation, Fukuoka 101 PHỤ LỤC 102 Mặt Nhà máy xử103 lý chất thải rắn Tràng Cát Xe xúc lật xúc104 rác vào phễu cấp rác Băng chuyền phân 105 loại tay BCN-01 106loại rác ăng chuyền Công nhân phân Hệ thống quạt107 cấp khí cho nhà lên men 108ủ rác nhà lên men Một khoang 109Nhà ủ chín 110 Nhà ủ chín Khoang chứa sản111 phẩm mùn hữu loại B Khoang chứa sản112 phẩm mùn hữu loại A ... trung giải số vấn đề sau: - Đánh giá khối lượng, thành phần chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng; - Đánh giá trạng công tác quản lý xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hải Phòng; ... Đánh giá lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh thành phố Hải Phòng giải pháp xử lý để sản xuất phân compost’’ thực nhằm đánh giá khối lượng phát sinh trạng công tác thu gom, vận chuyển, xử. .. CTR sinh hoạt phát sinh 48 2.3.2 .Thành phần CTR sinh hoạt phát sinh Hải Phòng 53 2.3.3 Đánh giá lƣợng CTR phát sinh thành phố Hải Phòng 57 CHƢƠNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ CTR SINH HOẠT ĐỂ