ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGUYỄN THỊ THANH MỸ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TRÊN VÙNG ðẤT NGẬP NƯỚC VEN BIỂN PHÍA NAM VIỆT NAM ((TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ TẠI VÙNG ðẤT NGẬP NƯỚC CẦN GIỜ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2011 MỞ ðẦU TÍNH CẤP THIẾT Trong ñiều kiện tự nhiên vùng ñất ngập nước (ðNN) ven biển với ñặc ñiểm dân cư phân tán, cụm dân cư qui mô nhỏ công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) ñã ñang vấn ñề xúc cần ñược quan tâm giải Do ñề tài luận án “Nghiên cứu xây dựng mơ hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt vùng đất ngập nước ven biển phía Nam Việt Nam (trường hợp cụ thể vùng ðNN Cần Giờ, TP.HCM) cần thiết thực nhằm góp phần giải vấn ñề xúc quản lý xử lý CTRSH góp phần cải thiện mơi trường phát triển KT-XH bền vững vùng ðNN ven biển MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ðề xuất mơ hình quản lý xử lý CTRSH hợp lý, có sở khoa học thực tế góp phần bảo vệ mơi trường, giữ gìn sức khỏe cộng đồng dân cư vùng ðNN ven biển Cần Giờ PHẠM VI, ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Phạm vi nghiên cứu: vùng ðNN ven biển Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh ðối tượng nghiên cứu: Thành phần hữu (TPHC) CTRSH vùng ðNN ven biển Cần Giờ Mơ hình quản lý xử lý CTRSH thích hợp với phân bố dân cư phân tán, cụm dân cư qui mô nhỏ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU Phương pháp luận dựa sở thực tế vùng ðNN với ñặc ñiểm ñặc trưng cần ñược quan tâm q trình nghiên cứu: • Vùng ðNN ven biển Cần Giờ có mật độ dân cư phân tán, cụm dân cư nhỏ, khoảng cách khu dân cư tập trung xa việc liên kết cụm dân cư ñể thu gom CTRSH bãi tập trung khó khả thi; • ðất vùng nghiên cứu thuộc vùng đất yếu (đất khơng chân) khó khăn cho xây dựng móng cơng trình ðộ mặn ñất cao ảnh hưởng xấu ñến móng cơng trình xây dựng; • Là khu vực có hệ sinh thái rừng ngập mặn UNESCO cơng nhận khu sinh giới; • Vùng ðNN Cần Giờ nơi chịu ảnh hưởng nhiều biến đổi khí hậu nên khó quy hoạch phát triển khu dân cư khả di dân lớn tương lai; • Vùng ðNN Cần Giờ với lượng rác phát sinh thị trấn xã ngày khoảng 40 tấn/ngày nên việc ñầu tư xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh theo TCVN 6696:2009, việc ñầu tư nhà máy xử lý CTRSH khó phù hợp hiệu kinh tế; • Mặt khác, huyện Cần Giờ sử dụng chung bãi rác tập trung thành phố tốn nhiều chi phí vận chuyển (khoảng 100 km bãi rác Phước Hiệp) khơng an tồn vận chuyển rác đường thủy (đến bãi rác ða Phước) phải ñầu tư cảng trung chuyển tàu vận chuyển rác Trên sở ñiều kiện thực tế ñã nêu, cần thiết nghiên cứu đề xuất mơ hình xử lý quản lý CTRSH vùng ðNN phù hợp với qui mô nhỏ, hộ gia đình phân tán, chi phí đầu tư ban đầu thấp, tốn lượng q trình vận hành, phù hợp với ñặc thù ñịa phương Ý NGHĨA KHOA HỌC, TÍNH MỚI VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 5.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu luận án đề xuất mơ hình quản lý xử lý CTRSH vùng ðNN ven biển có sở khoa học thực tiễn thông qua nghiên cứu thực nghiệm q trình ủ thiếu khí TPHC vai trò trùn quế tiêu thụ phân hủy TPHC Xác định thơng số thực nghiệm cần thiết yếu tố ảnh hưởng ñến q trình phân hủy TPHC làm sở để triển khai vào thực tế làm ñề xuất mơ hình quản lý xử lý thích hợp vùng đặc thù ðNN ven biển 5.2 Những đóng góp khoa học luận án 5.2.1 Về mặt lý thuyết - Kết nghiên cứu ñề tài ñóng góp mặt lý thuyết liên quan ñến trình phân hủy sinh học hiếu khí CTRHC với cấp khí tự nhiên có kiểm sốt (kiểm sốt được) Xác định vận tốc khí mơ hình ủ: q = 0.115h0.245 H0.251 ∆H0.464 phụ thuộc vào yếu tố: chiều cao chân đỡ (h) mơ hình ủ, chiều cao ống thông (H) chiều cao khối ủ với hệ số tương quan R2 = 0,939; - ðề xuất mơ hình quản lý xử lý CTRSH qui mơ hộ gia đình phân tán, qui mơ cụm dân cư khu dân cư tập trung thích hợp với ñiều kiện vùng ðNN ven biển Cần Giờ 5.2.2 Về mặt thực nghiệm - Xác ñịnh ñược thông số thực nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy TPHC với cấp khí tự nhiên có kiểm sốt: Chiều cao chân đỡ mơ hình ủ: 10 cm, chiều cao ống hơi: 50 cm (có thể điều chỉnh) Thời gian ủ tối ưu 35 ngày, nhiệt ñộ 58 – 62oC, ñộ ẩm 58 – 64%, điều kiện cấp khí tự nhiên với hệ số cấp khí dao động khoảng 11,47 m3/m3.h đến 26,53 m3/m3.h; - Xác định có sở khoa học vai trò trùn quế tiêu thụ phân hủy TPHC thông qua kết nghiên cưu thực nghiệm: Trùn quế có khả tiêu thụ phân hủy phần lớn thành phần hữu CTRSH , ñến 47- 60% trọng lược thể chúng , pH thích hợp 6,5 – 8,0, ñộ ẩm = 70 - 80 %, nhiệt ñộ = 25- 30 0C; - Trên sở số liệu thực nghiệm xây dựng cơng nghệ ủ thiếu khí TPHC qui mô nhỏ (Q = – m3/ngày) cấp khí tự nhiên kiểm sốt xử lý TPHC qui mơ hộ gia đình với tham gia trùn quế 5.3 Ý nghĩa kinh tế - xã hội • Kết nghiên cứu luận án đáp ứng nhu cầu xúc thực tế quản lý xử lý CTR vùng ðNN ven biển mà lâu quan tâm giải quyết; • Giải ñược lượng CTRSH phát sinh vùng dân cư phân tán, cụm dân cư qui mô nhỏ mà trước chưa có giải pháp thu gom xử lý; • Mơ hình xử lý TPHC đề xuất đơn giản, khả thi, không tốn lượng, dễ vận hành thích hợp điều kiện thực tế ðNN; • Sản phẩm thu sau q trình phân hủy sinh học ñược sử dụng làm phân bón cho trồng, cải tạo đất trồng trọt, góp phần bảo vệ mơi trường phát triển bền vững vùng ðNN ven biển Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN Các vùng ðNN ven biển Việt Nam phân bố chủ yếu châu thổ sông Cửu long, sông Hồng dọc bờ biển Khu vực Gành Rái – ðồng Tranh tồn vùng ðNN Cần Giờ với nhóm ðNN khác nhau: vùng đất thấp ngập nước ven biển vùng ðNN triều với RNM ñược UNESCO công nhận khu dự trữ sinh giới 1.2 TỔNG QUAN VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN PHÍA NAM Diện tích ðNN nước ta khoảng 10 triệu ha, chiếm 1/3 diện tích nước, phân bố vùng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long, hệ sinh thái ñầm phá, bãi bùn, vùng cửa sông vùng ngập mặn dọc theo bờ biển từ Móng Cái đến Hà Tiên Theo đố ðNN vùng ðBSCL, tỷ lệ 1:250.000, diện tích ðNN có 4.939.684 chiếm 95,88% diện tích tự nhiên, bao gồm diện tích ðNN nội địa ðNN ven biển ngập theo triều 6m ðNN ven biển phân bố dọc ven biển ðơng, phía Tây Nam bán đảo Cà Mau vịnh Thái Lan Các kiểu ðNN vùng ðNN mặn thường xuyên ðNN mặn không thường xuyên Các dải rừng ngập mặn phân bố dọc ven biển có vai trò quan trọng hệ sinh thái ðNN ven biển Qua khảo sát thực tế số tỉnh có ðNN ven biển (Bà Rịa – Vũng tàu, Trà Vinh, Bạc Liêu, Sóc Trăng,…) cho thấy trình phát triển kinh tế - xã hội, vấn đề mơi trường phát sinh, việc quản lý xử lý CTRSH nhiều bất cập lúng túng 1.3 TỔNG QUAN VỀ VÙNG ðNN VEN BIỂN CẦN GIỜ 1.3.1 Tổng quan kiểu ðNN ven biển Cần Giờ ðNN Cần Giờ nằm vùng ðNN ven biển khu vực cửa sông hệ thống sông ðồng Nai – Vịnh Gành Rái – ðồng Tranh Các kiểu ðNN ven vịnh Gành Rái – ðồng Tranh ñược tóm lược gồm kiểu loại: Rừng ngập mặn, bãi sình lầy, đầm nước lợ, bãi cát, bãi bùn triều, vùng cửa sơng, đồng cỏ chịu mặn, đầm ni thủy sản tự nhiên, sông rạch ao hồ, ruộng muối,… 1.3.2 ðiều kiện tự nhiên a Vị trí địa lý Cần Giờ huyện ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) có đặc điểm tự nhiên riêng biệt so với quận huyện khác Trung tâm hành chánh huyện cách trung tâm thành phố khoảng 50 km (theo đường chim bay), nằm phía ðơng Nam Thành phố, chiều dài từ Bắc xuống Nam 35km, từ ðơng sang Tây 30km b ðặc điểm khí hậu Chế độ nắng Cần Giờ có phân mùa rõ rệt Trong mùa khơ trung bình có khoảng 238 nắng, mùa mưa trung bình 230 nắng Tuy nhiên tính trung bình năm số nắng chiếm 50 – 70% thời gian ngày Chế ñộ mưa mùa khô mùa mưa tương phản rõ rệt, 90% lượng mưa tập trung vào mùa mưa c ðịa hình ðịa hình huyện Cần Giờ bị phân cắt mạnh mạng lưới sông rạch chằng chịt (mật ñộ dòng chảy 7.0 ñến 11km/km2), cao ñộ dao ñộng khỏang từ 0.0m đến 2.5m Nhìn chung địa hình tương đối thấp phẳng, có dạng lòng chảo, trũng thấp phần trung tâm (bao gồm phần xã Tam Thôn Hiệp, An Thới ðông, Lý Nhơn, Long Hòa, Thạnh An) d Chế độ thủy văn: Diện tích sơng rạch Cần Giờ 22.667 chiếm 21,27% diện tích tồn huyện Vùng ngập mặn ven biển có chế độ bán nhật triều, có hai lần nước lớn hai lần nước ròng ngày 1.3.3 ðặc ñiểm kinh tế - xã hội Cơ cấu phát triển kinh tế – xã hội chủ yếu Huyện tương lai: Cảng biển – công nghiệp dịch vụ cảng ñánh bắt chế biến thủy hải sản, bảo vệ khu rừng thiên nhiên (33.000 ha) nông lâm nghiệp – du lịch sinh thái a Dân số: Dân số tồn huyện đến tháng 12/2009 70.315 người, đó: Bình Khánh, An Thới ðơng, Cần Thạnh (vùng huyện lỵ) Long Hòa xã đơng dân có mật độ dân số cao b ðường bộ: Tuyến ñường huyết mạch nối Cần Giờ với trung tâm thành phố tuyến ñường Rừng Sác từ phà Bình Khánh đến trung tâm hành huyện dài 36,5 km Có đường nhánh đường nội nối trục đến trung tâm xã cụm dân cư 1.3.4 Ảnh hưởng ñặc trưng vùng ðNN ven biển Cần đến cơng tác quản lý CTRSH Những đặc điểm đặc trưng có ảnh hưởng lớn đến cơng tác quản lý xử lý CTRSH: • Với phân bố dân cư phân tán, ấp, xã cách xa gây khó khăn thu gom vận chuyển CTRSH bãi xử lý chung; • Kênh rạch chằng chịt vùng ðNN ven biển Cần Giờ gây khơng trở ngại cơng tác quản lý CTRSH mà thực tế lâu gặp nhiều khó khăn, bất cập; • ðường giao thơng hẹp, khơng thuận lợi khó khăn thu gom, vận chuyển CTRSH 1.4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ CTRSH, CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC CĨ LIÊN QUAN 1.4.1 Sơ lược hệ thống quản lý CTRSH Một cách tổng quát hệ thống quản lý CTRSH bao gồm cơng đoạn bản: nguồn phát sinh; quản lý CTRSH từ nguồn; thu gom; trung chuyển vận chuyển; thu hồi, tái chế, xử lý; Bãi chôn lấp 1.4.2 Tổng quan phương pháp xử lý CTRSH Phương pháp phổ biến là: tái sử dụng vật liệu thải bỏ, chế biến chất thải thành phân compost vật liệu tái sinh khác (nhựa tái sinh, giấy tái sinh, kim loại tái sinh,…), ñốt chất thải chôn lấp rác thô bãi chôn lấp hợp vệ sinh Mỗi phương pháp xử lý có ưu, nhược điểm riêng nó: 1.3.2.1 Phương pháp ñốt Xử lý CTRSH phương pháp ñốt phương pháp ñược quan tâm áp dụng nhiều nước giới ñặc biệt nước tiên tiến: Nhật Bản, sau Mỹ, Anh, Pháp, ðức tùy thuộc vào ñiều kiện mặt bằng, tiêu chuẩn mơi trường qui định, khả tài chính, trình độ nghiệp vụ quản lý vận hành 1.3.2.2 Phương pháp chôn lấp Phương pháp chôn lấp CTR phương pháp ñược áp dụng lâu ñời nhất, rộng rãi phổ biến nhiều nước giới (Mỹ, Anh, Canada) Việt Nam chi phí đầu tư thấp (so với phương pháp khác), khía cạnh mơi trường chấp nhận 1.3.2.3 Phương pháp sinh học Thành phần CTRSH nước ta chứa 50 – 60% chất hữu cơ, thích hợp ứng dụng phương pháp sinh học ñể xử lý Phương pháp xử lý sinh học CTRSH bao gồm dạng khác nhau: ủ kỵ khí, ủ hiếu khí ủ thiếu khí Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm sau: • Ủ kỵ khí: có ưu điểm sinh khí sinh học có nhiệt trị cao, sản sinh lượng ñiện ñáng kể Nhược ñiểm lớn q trình ủ kỵ khí CTRHC chi phí ñầu tư lớn, trang thiết bị ñắt tiền, vận hành phức tạp, thời gian phân hủy lâu Qui trình ủ kỵ khí áp dụng cho qui mơ lớn (>150 tấn/ngày) • Ủ hiếu khí: với sản phẩm phân hủy phân compost (phân hữu cơ) làm phân bón cho loại trồng, cải tạo làm màu mỡ đất Phương pháp ủ hiếu khí có chi phí xử lý thấp với qui mơ nhỏ so với phương pháp ủ kỵ khí phương pháp đốt Nhược điểm phương pháp ủ hiếu khí nhiều cơng đoạn phức tạp chi phí cao, tốn nhiều lượng vận hành, thiết bị nhanh hư hỏng,… • Ủ thiếu khí: thực chất q trình ủ thiếu khí q trình ủ hiếu khí oxy (thiếu khí) Việc cung cấp oxy theo đường làm thống tự nhiên Ưu điểm ñầu tư thấp không tốn lượng, quản ly vận hành khơng phức tạp, thích hợp với qui mơ nhỏ ñiều kiện ðNN 1.2.3.4 Phương pháp tái chế CTRSH Tái chế CTRSH tái chế được: giấy, nhựa, thủy tinh, kim loại,… với công nghệ tái chế tương ứng thích hợp 1.2.3.5 Sản xuất khí sinh học Khí sinh học thực chất sản phẩm q trình phân hủy sinh học kỵ khí Thành phần chủ yếu khí sinh học CH4: 55 – 65% CO2: 35 – 45% Có thể thu hồi lượng từ khí sinh học 1.2.3.6 Q trình nhiệt phân Là phương pháp xử lý CTR hồn tồn khơng có oxy 1.2.3.7 Khí hóa CTR Là q trình đốt hợp phần CTR với lượng oxy lượng … ñể tạo thành khí cháy ñược như: CO, H2, hydrocarbon no, chủ yếu metan 1.3.3 Tổng quan nghiên cứu quản lý xử lý CTRSH 1.3.3.1 Một số cơng trình áp dụng ngồi nước Tại Bangladesh, qui mơ hộ gia đình triển khai thùng ủ dã chiến với vật liệu dễ kiếm rẻ tiền (thùng phuy, ống cống,…) CTRSH ñược phân loại hộ gia đình để chọn lựa CTRHC (thức ăn dư, thực phẩm, rau cải,…) Ở qui mô cụm dân cư triển khai phổ biến ủ đống hiếu khí có đảo trộn khơng đảo trộn (được làm thống cách ñục lỗ xung quanh bể ủ) Tại Mỹ, Một nghiên cứu trình phân hủy CTRHC với tham gia loại trùn ñược triển khai số nhà hàng Bang Portland – Mỹ CTRHC chủ yếu loại rau, cải bắp, trái cây, thực phẩm dư thừa Phân thu ñược có màu nâu, khơng mùi sử dụng bón Tại Trung Quốc: qui mô khu dân cư sử dụng thiết bị ủ kín (phần lớn hầm ủ) có bổ sung VSV thổi khí Thời gian ủ 10-12 ngày sau ủ chín 15-20 ngày, sau sàng lọc lấy thành phần hữu cơ, pha trộn bổ sung N,P,K 1.3.3.2 Trong nước a Công nghệ CDW - Cơng ty đầu tư phát triển Tâm Sinh Nghĩa công nghệ CDW bao gổm: thu gom, tập kết rác theo dòng rác thải vận chuyển trạm CDW, phân loại chi tiết tận thu chất thải tái chế tái sử dụng b Mơ hình sản xuất phân compost – cơng nghệ FBT-7/14 Mơ hình chế biến compost cơng nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng (FBT-7/14), quy mơ trung bình: tấn/ngày; ðộ ẩm trung bình: 70-75oC; Nhiệt độ trì: 55-65oC Có quy trình cơng nghệ trình diễn bao gồm: Cơng nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng “7 ngày” Cơng nghệ ủ kỵ khí – hiếu khí cưỡng “14 ngày” c Nhà máy Lai Vung – ðồng Tháp: Quy trình cơng nghệ hiếu khí bể chứa, Q = T/ngày d Nhà máy xử lý CTR Bà Rịa – Vũng Tàu: Qui mô 100 – 120 T/ngày, áp dụng công nghệ ủ hiếu khí hầm ủ ủ chín 20 ngày, có hệ thống cấp khí nhân tạo e Nhà máy xử lý CTR ðông Vinh – Nghệ An: Qui mô 100 – 120 T/ngày, áp dụng công nghệ ủ hiếu khí trang thiết bị VC-Seraphin; f Nhà máy rác Thủy Phương (Huế) áp dụng Công nghệ An Sinh – ASC: Qui mô 150 T/ngày công nghệ ủ hiếu khí hầm chứa bê tơng, cơng nghệ nội hóa 100%, khí hóa cao Tuy nhiên tiêu tốn nhiều lượng cho cấp khí phân loại máy; g Nhà máy Xử lý Rác Nam ðịnh: Qui mô 250 tấn/ngày, áp dụng Cơng nghệ ủ hiếu khí bể chứa (vessel); h Nhà máy Vũ Nhật Hồng (ðồng Nai): Cơng nghệ khép kín ðan Mạch, qui mơ 350 T/ngày, cơng nghệ ủ hiếu khí thiết bị ổn định sinh hóa Rác phân loại trước ñưa vào thiết bị ủ chuyên dụng Mùi hôi phát sinh từ lượng lớn nước rỉ rác tồn trữ bãi rác Một số đề tài NCKH có liên quan: - - Chương trình ESCAP ( 1997 – 1999) Nghiên cứu quản lý mơi trường vùng đất ven biển, tập trung vào sinh thái rừng ngập mặn; Chương trình ESCAP (1997 – 1999) Nghiên cứu quản lý mơi trường vùng đất ven biển, tập trung vào sinh thái rừng ngập mặn; Mơ hình sử dụng hợp lý tài nguyên bảo ñảm phát triển bền vững hệ sinh thái rừng ngập mặn khu vực Dần xây, huyện Cần giờ, TP.Hồ Chí Minh, giai đoạn 1991 – 1995, Phân viện Hải dương học Hải phòng, 1996; [6] Chiến lược bảo vệ ñất ngập nước ven biển biển nơng Việt Nam”, Hải Phòng 1996; [5] PGS.TS Nguyễn Văn phước cộng thuộc Khoa Môi Trường, Trường ðại Học Bách Khoa TP.HCM ñã thực ñề tài nghiên cứu quản lý rác sinh hoạt cho khu vực nông thôn (tại thị trấn huyện Vĩnh Thuận, tỉnh Kiên Giang), đề xuất mơ hình hợp lý khả thi cho việc xử lý rác khu vực nơng thơn vùng đồng Sơng Cửu Long; Năm 2005, PGS.TS Nguyễn Văn Phước cộng thực ñề tài nghiên cứu trình diễn mơ hình sản xuất phân rác cho thị khu vực nơng thơn, trường hợp cụ thể thị trấn Lai Vung, tỉnh ðồng Tháp; Năm 2007, GS-TS Trần Kim Quy, Trung tâm Nghiên cứu hóa sinh ứng dụng TPHCM cộng nghiên cứu thành cơng quy trình xử lý rác sinh hoạt chất thải công nghiệp chế biến thực phẩm ñể sản xuất phân hữu có chất lượng cao (compost) 1.4 HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CTRSH TẠI VÙNG ðNN VEN BIỂN CẦN GIỜ 1.4.1 Hiện trạng khối lượng thành phần chất thải rắn sinh hoạt a Khối lượng CTRSH Ước tính lượng rác thải trung bình ngày người thải khoảng 0,5 kg rác Khối lượng rác thải năm 2009 xã, thị trấn tổng cộng khoảng 38,74 tấn/ngày, đó: Cần Thạnh (8,3 T/ngày), Long Hòa (9,55 T/ngày), Thạnh An (1,93 T/ngày), Bình Khánh (8,10 T/ngày), An Thới ðông (3,60 T/ngày), Tam Thôn Hiệp (3,06 T/ngày) Lý Nhơn (4,20 T/ngày) b Thành phần CTRSH Bảng 1.11 Thành phần CTRSH huyện Cần Giờ TT Thành phần Thực phẩm Tre, rơm rạ, Thủy tinh Carton Giấy Gỗ Bơng gòn Kim loại Vỏ sò, xương động vật Tỷ lệ % khối lượng 60,0 – 89,1 0,5 – 7,4 0,0 – 2,1 0,0 – 0,4 0,0 – 1,1 0,0 – 5,2 0,0 – 0,2 0,7 – 2,3 0,7 – 9,5 TT Thành phần 10 11 12 13 14 15 16 17 Vải Lon ñồ hộp Nylon Nhựa Cao su cứng Xà bần Sành sứ Mốp xốp Tỷ lệ % khối lượng 0,0 – 5,1 0,0 – 2,1 1,2 – 9,1 0,0 – 0,3 0,0 – 0,4 0,0 – 1,1 0,0 – 1,2 0,0 – 0,3 Nguồn: Công ty dịch vụ cơng ích huyện Cần Giờ, 2007 1.4.2 Dự báo diễn biến CTRSH ñến năm 2020 Tại Cần Giờ ước tính có khoảng 73.000 dân với 15.151 hộ dân, gần 11 chợ, 12 nhà hàng khách sạn, gần 34 trường học, 662 ñơn vị kinh doanh thương mại dịch vụ, 76 ñơn vị hành chánh, … Hệ số phát thải CTRSH bình qn đầu người địa bàn huyện Cần Giờ 0,5 kg/người/ngày Bảng 1.13 Dự báo lượng CTRSH Cần Giờ từ năm 2009 ñến năm 2020 Năm Dân số (người) 2009 2010 2015 2020 70.315 73.000 200.000 300.000 Hệ số phát thải CTRSH (kg/người/ngày) 0,70 0,73 0,79 0,93 Khối lượng CTRSH (tấn/ngày) 49,22 53,29 158 279 Theo số liệu khảo sát, thành phần rác sinh hoạt ñịa bàn huyện Cần Giờ trung bình có đến 70 ÷ 75% rác thực phẩm (ñây thành phần hữu dễ phân hủy sinh học, thích hợp cho việc chế biến thành phân compost), lại thành phần khác Dự báo diễn biến thành phần CTRSH huyện Cần Giờ ñến 2020 sau: năm 2010 có khoảng 70,60% thành phần rác thực phẩm 29,40% rác lại ðến năm 2015 thành phần chiếm 65,46% 34,54% ñến 2020 60,70% 39,30% tương ứng 1.5 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ CTRSH Nhìn chung, thực trạng cơng tác quản lý CTRSH vùng ðNN ven biển Cần Giờ số tỉnh có đánh giá tổng quan sau: - Công tác quản lý xử lý CTRSH (thu gom, vận chuyển, xử lý) vùng ðNN ven biển gặp nhiều khó khăn bất cập mật ñộ dân cư thấp cụm dân cư nhỏ, đường giao thơng chưa thuận lợi, ; - Cơng tác thu gom CTRSH hầu hết thực khu vực thị trấn số cụm/tuyến dân cư ven đường giao thơng; - Ý thức vệ sinh mơi trường cộng đồng vùng ðNN nhiều hạn chế, thường xả rác bừa bãi xung quanh nhà, gây ô nhiễm môi trường; - Các bãi chôn lấp thường chôn lấp tạm gây vệ sinh ô nhiễm; - Thiếu nhân lực quản lý, thiếu phương tiện, địa bàn xa xơi hẻo lánh; - Chưa phát huy vai trò xã hội hóa quản lý CTRSH vùng ðNN ven biển Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC THÀNH PHẦN HỮU CƠ TRONG CTRSH 2.1 QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC TPHC TRONG CTRSH 2.1.1 Quá trình phân hủy sinh học TPHC điều kiện kỵ khí Q trình chuyển hóa chất hữu CTRSH điều kiện kỵ khí xảy theo giai ñoạn: − Thủy phân: Các chất hữu phức tạp bị thủy phân thành chất ñơn giản tác dụng Enzym thủy phân ñược VSV tiết ra; − Lên men axit (còn gọi lên men hydro): Giai đoạn chất đơn giản từ q trình thủy phân ñược phân hủy thành axit: butyric, axetic, propionic pH giai ñoạn nhỏ 7; − Lên men mêtan (lên men kiềm): Dưới tham gia VSV mêtan phân hủy axit giai đoạn thành khí sinh học gồm chủ yếu CH4 CO2 Giai ñoạn giá trị pH lớn Một cách tổng quát, trình chuyển hóa kỵ khí phần chất hữu có CTRSH mơ tả phương trình: CaHbOcNdSe + 1/4(4a – b – 2c + 3d + 2e) H2O → 1/8 (4a + b – 2c – 3d – 2e) CH4 + 1/8 (4a – b + 2c + 3d – 2e) CO2 + dNH3 + eH2S ðể dự đốn tốc độ sinh khí, giả sử chất hữu CTR sinh hoạt thị bao gồm nhiều phần Phương trình biểu diễn tốc độ khử chất q trình phân hủy kỵ khí phần chất hữu CTR sinh hoạt gồm hợp chất ñược biểu diễn sau: r=− dS  dS dS  = − +  = (k1S1 + k2 S ) dt dt   dt (2.2) Nồng ñộ chất S1 S2 biểu diễn theo nồng ñộ chất rắn bay tương ứng VS1 VS2: r = (k1.VS1 + k2.VS2) (2.3) Trong đó: k1 k2 – số tốc ñộ bậc hợp chất hợp chất 2; VS1 VS2 – nồng ñộ CTR bay ñược hợp chất 1, tương ứng Trong thực tế, nồng ñộ chất rắn bay VS = VS1 + VS2 ñuợc xác ñịnh cách gián tiếp cách ño lượng khí metan sinh ðối với trình phân hủy, tốc độ khử chất rắn bay có khả phân hủy sinh học tốc độ sinh khí metan q trình tạo thành sinh khối khơng đáng kể: r → rCH4 Trong rCH4 tốc độ sinh khí metan 2.1.2 Q trình phân hủy sinh học TPHC điều kiện hiếu khí Chất hữu có CTR biểu diễn dạng CaHbOcNd, tạo thành tế bào sulfat khơng đáng kể, thành phần vật liệu khó phân hủy lại đặc trưng CwHxOyNz lượng oxy cần thiết cho q trình ổn định hiếu khí chất hữu ước tính theo phương trình sau: CaHbOcNd + 0,5 (ny + 2s + r - c) O2 → nCwHxOyNz + sCO2 + rH2O + (d - nx)NH3 (2.4) Trong đó: r = 0,5 [b – nx – 3(d - nx)]; s = a – nw CaHbOcNd CwHxOyNz biểu diễn thành phần phân tử thực nghiệm chất hữu ban ñầu sau kết thúc trình Nếu trình chuyển hóa xảy hồn tồn, phương trình biểu diễn có dạng sau: CaHbOcNd + O2 → CO2 + H2O + NH3 2.1.3 Quá trình phân hủy sinh học TPHC điều kiện thiếu khí Q trình phân hủy thiếu khí thực chất thuộc q trình hiếu khí oxy (thiếu oxy) Việc cấp oxy thực cách tự nhiên khơng cần đến biện pháp cấp khí cưỡng q trình hiếu khí ðầu tiên phân hủy hợp chất hữu chứa Nitơ thành Nitrit với tham gia VSV Nitrosomonas sau phân hủy thành Nitrat với tham gia VSV Nitrobacter: Nitrosomonas Nitrobacter Các chất hữu chứa Nitơ → NH4+ → NO2- → NO3Tốc ñộ khí q trình thiếu khí tỷ lệ với việc cấp oxy tự nhiên tốc ñộ trình phân hủy trình phân hủy sinh chất khí Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy thiếu khí đáng quan tâm là: nhiệt độ, độ ẩm, điều kiện cấp khí tự nhiên, độ giảm thể tích khối ủ,… 2.2 SỰ THAM GIA CỦA VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC TPHC TRONG CTRSH Trong trình ủ sinh học CTRSH xuất VSV ñặc trưng tham gia phân hủy TPHC CTRSH: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sinh vật khác như: trùn Quế, Ruồi lính đen, Q trình phân hủy sinh học CTRHC chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác nhau: chất dinh dưỡng chất nền, tỉ lệ C:N, pH, chế ñộ Oxy, vi sinh vật, thành phần hữu cơ, nhiệt độ, độ ẩm, kích thước hạt độ rỗng 2.3 CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ NHỮNG ðỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 2.3.1 Cơ sở lựa chọn Từ phân tích đánh giá đặc điểm đặc trưng vùng ðNN ven biển ưu nhược ñiểm phương pháp xử lý CTRSH làm sở lựa chọn thích hợp: + Chọn q trình phân hủy sinh học thiếu khí với cấp khí tự nhiên: Về mặt cơng nghệ: hiệu q trình thiếu khí khơng cao q trình hiếu khí hay q trình kỵ khí, nhiên ưu điểm q trình thiếu khí thỏa mãn u cầu thực tế vùng ðNN ven biển: Vốn ñầu tư thấp, khơng cần lượng, thích hợp với quy mơ nhỏ, quản lý vận hành đơn giản, có khả xã hội hóa cao mục đích cuối xử lý, tái chế, tái sử dụng chỗ ñể giảm thiểu CTRSH lại thấp cho chơn lấp cuối + Chọn trinh phân hủy TPHC với tham gia trùn quế: Thích hợp với hộ dân phân tán, thiết bị có cấu tạo đơn giản với vật liệu dễ tìm, chi phí thấp; Sản phẩm q trình làm phân bón chỗ cho trồng; Cải thiện điều kiện vệ sinh mơi trường cộng đồng sống vùng ðNN ven biển 2.3.2 Những ñịnh hướng nghiên cứu luận án Hướng nghiên cứu luận án tập trung vào nội dung sau: Nghiên cứu thực nghiệm trình phân hủy sinh học thiếu khí TPHC CTRSH với cấp khí tự nhiên sân mơ hình PTN Viện Môi trường & Tài nguyên (Chương luận án) nghiên cứu triển khai thực tế vùng ðNN Cần Giờ (Chương 4) So sánh kết nghiên cứu; Nghiên cứu thực nghiệm vai trò trùn Quế tiêu thụ phân hủy TPHC tiến hành sân mơ hình PTN vủa Viện (trao ñổi chương 3) triển khai thực tế hộ gia đình vùng ðNN ven biển Cần Giờ (Chương 4) So sánh kết nghiên cứu; Nghiên cứu triển khai q trình ủ điều kiện tự nhiên TPHC CTRSH vùng ðNN; Ứng dụng sản phẩm thu ñược (phân Compost) làm phân bón cho trồng; Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY THÀNH PHẦN HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC THIẾU KHÍ VÀ VỚI SỰ THAM GIA CỦA TRÙN QUẾ 3.1 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC THIẾU KHÍ QUI MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM 3.1.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu thực nghiệm Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm: • ðánh giá khả hiệu phân hủy CTRHC trình ủ sinh học thiếu khí; • Xác định thơng số vận hành mơ hình thích hợp làm sở cho việc đề xuất mơ hình thích hợp xử lý CTRHC vùng ðNN ven biển Nội dung nghiên cứu thực nghiệm: Triển khai nghiên cứu thực nghiệm bao gồm nội dung sau: - Nghiên cứu xác định điều kiện cấp khí tự nhiên tối ưu kiểm sốt cho mơ hình; - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình phân hủy sinh học thiếu khí; - ðánh giá chất lượng sản phẩm thu sau q trình ủ thiếu khí 3.1.2 Mơ hình phương pháp nghiên cứu 3.1.2.1 Mơ hình nghiên cứu Mơ hình làm mica trắng có dạng hình hộp chữ nhật giới thiệu hình vẽ H.3.1 H.3.1 Mơ hình thực nghiệm phân hủy chất hữu trình sinh học thiếu khí Thùng mơ hình; Vỉ tre lót đáy; Khay hứng nước rỉ rác; Vị trí đo mẫu; Chân đỡ mơ hình thay đổi chiều cao; Ống thay đổi chiều cao; Ống PVC φ 21mm có đục lỗ 3.1.2.2 Vật liệu thí nghiệm Lấy từ phần rác thải hữu dễ phân hủy (các loại rau, cỏ, cây, vỏ cam, táo, ñu ñủ, bã cà phê,…) ñã ñược phân loại sơ bãi rác Long Hòa, huyện Cần Giờ, có tỷ lệ C/N ~ 21,7 phù hợp với trình ủ phân hữu 3.1.2.3 Các phương pháp phân tích Các thơng số pH, nhiệt độ, độ ẩm, CO2, H2S, NH3 theo Standard Methods; vận tốc khí đo máy TESTO 350; CH4 ño ICP 3.1.3 Kết thảo luận 3.1.3.1 ðiều kiện cấp khí tự nhiên a Thay đổi chiều cao chân đỡ mơ hình - Khi thay ñổi chiều cao chân ñỡ, vận tốc khí khơng thay đổi dao động 0,05 – 0,06 m/s; Chiều cao chân đỡ thích hợp mơ hình chọn H1 = 10cm 10 Vận tốc khí (m/s) 07 06 05 04 03 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 15 02 302 453 504 605 656 757 Chiều cao ống thoát (cm) 01 00 10 20 Vận tốc khí mơ hình khơng có CTRHC (m/s) 30 C h iều c a o c h â n đỡ mơ h ìn h ( c m) Hình 3-2 Vận tốc trung bình khí thay đổi chiều cao chân đỡ mơ hình Vận tốc khí mơ hình có CTRHC (m/s) Hình 3-3 Vận tốc trung bình khí thay đổi chiều cao ống mơ hình b Thay đổi chiều cao ống ðể xác định chiều cao ống thích hợp tạo điều kiện cấp khí tự nhiên cho mơ hình thực thơng qua việc tạo chênh lệch áp suất bên mơ hình Kết thí nghiệm minh họa hình 3.3 Nhận xét Từ kết nghiên cứu điều kiện cấp khí tự nhiên tối ưu có kiểm sốt cho thấy: • Khoảng cách thích hợp chiều cao chân đỡ mơ hình H1 = 10cm; • Chiều cao ống thoát tối ưu H2 = 50cm Việc cấp khí tự nhiên hồn tồn kiểm sốt cách điều chỉnh thích hợp thơng số nêu mơ hình tương ứng ðiều có ý nghĩa quan trọng để bảo đảm điều kiện cấp khí tự nhiên tối ưu cho q trình phân hủy thiếu khí CTRHC c Mối quan hệ vận tốc khí thơng số mơ hình Mối quan hệ vận tốc khí khỏi mơ hình thơng số mơ hình ñược xác ñịnh từ hàm ña biến: q = Ahα Hβ ∆Hγ Hoặc dạng logarit: lnq = lnA + αlnh + βlnH + γln∆H Trong đó: q h H ∆H - Vận tốc khí khỏi mơ hình - Chiều cao chân đỡ mơ hình - Chiều cao ống - Chiều cao độ sụt giảm thể tích khối ủ Sau logarite số e (ln) tiến hành xây dựng mơ hình thống kê phương pháp tuyến tính đa biến cho kết sau: ln(q) = -2,159 + 0,245*ln(h) + 0,251*ln(H) + 0,464*ln(∆H) (3-3) Như vậy: lnA = 1.20973 => A = A = 0,115; α = 0,245; β = 0,251; γ = 0,464 Khi đó, phương trình cần xác ñịnh là: q = 0,115h0,245 H0,251 ∆H0,464 3.1.3.2 (3- 4) Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy thiếu khí a Nhiệt độ ðối với nhiệt độ bên ống hơi, theo biểu đồ hình 3.5 cho thấy chúng biến thiên tỷ lệ thuận với nhiệt độ mơi trường bên ngồi 11 8.5 65 60 55 8.0 Nhiệt độ ống 7.5 Nhiệt độ khối ủ Giá trị pH 45 o Nhiệt ñộ ( C) 50 Nhiệt độ mơi trường 40 35 30 25 7.0 6.5 6.0 5.5 20 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 5.0 35 10 15 20 25 30 35 Thời gian ủ (ngày) Thời gian ủ (ngày) Hình 3-5 Diễn biến nhiệt độ trung bình khối ủ theo thời gian Hình 3-6 Diễn biến giá trị pH khối ủ TPHC b pH Kết theo dõi giá trị pH suốt trình ủ thiếu khí CTRHC giới thiệu hình 3.6 Biểu ñồ hình 3.6 cho thấy giá trị pH mơ hình dao động khoảng từ 6,78 – 7,8 suốt q trình ủ thiếu khí c ðộ sụt giảm thể tích ðộ sụt giảm thể tích khối ủ giảm nhanh thời gian ñầu giảm chậm kể từ ngày thứ 28 trình ủ 100.00 70.00 90.00 80.00 60.00 70.00 50.00 VS (%) ðộ sụt giảm thể tích khối ủ (%) 80.00 y = 23.581Ln(x) - 11.896 40.00 R = 0.9711 30.00 y = 94.164e-0.0627x R2 = 0.9874 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 20.00 10.00 10.00 0.00 0.00 10 15 20 25 Thời gian ủ (ngày) 30 35 40 Hình 3-7 ðộ sụt giảm thể tích khối ủ trình ủ thiếu khí 10 15 20 25 30 35 Thời gian ủ (ngày) Hình 3-8 Diễn biến chất rắn bay (VS) khối ủ d ðộ ẩm ðộ ẩm khối ủ giảm dần theo thời gian lượng nước thất thoát qua lượng nước rỉ rác phát sinh trình bốc tự nhiên suốt trình ủ ðồ thị hình vẽ 3.9 thể kết ñộ ẩm khối ủ trình ủ CTRHC phương pháp phân hủy sinh học thiếu khí e Lượng nước rỉ rác Tổng lượng nước rỉ rác phát sinh 35 ngày ủ ñiều kiện thiếu khí 77kg CTRHC 14,4 lít, bình quân 0,19 lít/kg CTRHC 12 3,000 Lượng nước rỉ rác phát sinh (ml) 90 70 50 y = -0.6227x +71.047 30 R2 = 0.9101 10 - 10 12 16 20 24 28 32 36 40 2,500 2,000 1,500 1,000 500 Th i gian ủ ( ngày) 10 15 20 25 30 35 Thời gian ủ (ngày) Hình 3-9 Diễn biến độ ẩm khối ủ theo thời gian Hình 3-10 Lượng nước rỉ rác phát sinh q trình vận hành mơ hình f Tính tốn hệ số cấp khí Từ kết đo đạc vận tốc khí đầu ống tính tốn hệ số cấp khí cho mơ hình phân hủy CTRSH hữu điều kiện thiếu khí sau: • Hệ số cấp khí: α= Trong đó: L Vr α L (m /m h) Vr (3.1) : Lưu lượng cấp khí, m3/h : Thể tích rác mơ hình, m3 : Hệ số cấp khí cho mơ hình, m3/m3.h Lưu lượng khí cấp vào mơ hình (L) tính công thức: L = Lt − LCH − LCO2 − LNH − LH S Trong đó: Lt lưu lượng khí qua ống hơi, ñược xác ñịnh sau: π ⋅d2 L = v× f = v× (m3/h) Với: d : ðường kính ống hơi, m (3.3) v : Tốc độ chuyển động khơng khí ống thốt, m/s f : Diện tích tiết diện ống thốt, m2 L C H , L C O , L N H , L H S , L H O thể tích CH4, CO2, NH3, H2S, H2O sinh từ 16.0 30.00 N?ng ñ? CH4 ño (g/m3 ) Hệ số cấp khí tự nhiên (m3/m3.h) 14.0 25.00 20.00 15.00 10.00 y = 0.0014x3 - 0.1167x2 + 2.4515x + 9.0437 R2 = 0.8776 5.00 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0.00 10 20 30 40 Thời gian ủ (ngày) Hình 3-12 Hệ số cấp khí tự nhiên mơ hình suốt q trình ủ 10 15 20 25 30 35 T h?i gian ? (ngày) Hình 3-13 Diễn biến nồng độ CH4 theo thời gian 3.1.3.3 Diễn biến trình hình thành khí sinh học q trình ủ thiếu khí Khí CH4 13 Trong trình thực nghiệm ủ CTRHC phương pháp sinh học thiếu khí, thơng số cần quan tâm nồng độ CH4 Vì CH4 sản phẩm trình phân hủy kỵ khí CTRHC, đó, theo dõi thơng số q trình vận hành mơ hình nhằm xác định q trình ủ thiếu khí CTRHC mơ hình xảy theo xu hướng thiên kỵ khí hay hiếu khí Khí CO2 Kết đo nồng độ khí CO2 sinh hàng ngày từ mơ hình ủ thiếu khí CTRHC thể hình vẽ 3.14 Khí NH3 Lượng NH3 sinh q trình ủ thiếu khí ñược minh họa biểu ñồ hình 3.15 120 4.00 3.50 N?ng ñ? NH ño (mg/m3) N?ng ñ? CO ño (g/m3) 100 80 60 40 20 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 10 15 20 25 30 35 gian ủ (ngày) Th?i Thời gian ? (ngày) 10 15 20 25 30 35 Th?i gian ? (ngày) Thời gian ủ Hình 3-14 Diễn biến nồng độ CO2 theo thời gian 3.1.3.4 Hình 3-15 Diễn biến nồng ñộ NH3 theo thời gian So sánh lý thuyết thực nghiệm lượng khí CH4, CO2 sinh q trình ủ CTRHC Lượng khí CH4, CO2 sinh điều kiện kỵ khí tính theo lý thuyết: Dựa vào kết phân tích thành phần TPHC sử dụng q trình thí nghiệm tính cơng thức phân tử TPHC trường hợp là: Công thức phân tử rác khô: C353.98H784.59O226.89N13.76S Công thức phân tử rác ướt: C265,02H2000,78O876,55N10.30S Phương trình phân hủy TPHC điều kiện kỵ khí ñược xác ñịnh sau: C353,98H784,59O226,89N13,76S + 55,38 H2O = 212,85 CH4 + 140,46 CO2 + 13,76NH3+H2S Trong đó: C = 39,7; N = 1,8; H = 7,4; S = 0,4; O = 33,9, ñộ ẩm = 61,34%, VS = 80,39% Với lượng TPHC ban đầu đưa vào mơ hình 77 kg, sau 35 ngày ủ, trọng lượng khối ủ lại 13,87 kg phần hữu bị phân hủy tương ñương 63,13 kg Vậy lượng khí sinh theo lý thuyết phân hủy hồn tồn 63,13 kg TPHC điều kiện kỵ khí CH4 = 24,16 kg (chiếm 60,24%) CO2 = 43,85 kg (chiếm 39,76%) Lượng khí CO2 sinh điều kiện hiếu khí khí tính theo lý thuyết: Phương trình phân hủy TPHC điều kiện hiếu khí xác ñịnh sau: C353,98H784,59O226,89N13,76+ 426,37O2 = 353,98CO2 + 371,66H2O+ 13,76NH3 Vậy lượng khí sinh theo lý thuyết phân hủy hồn tồn 63,13 kg CTRHC điều kiện hiếu khí là: CO2 = 110,22 kg Hình 3.18 3.19 biểu diễn lượng khí sinh theo lý thuyết thực nghiệm điều kiện kỵ khí hiếu khí 14 Tỷ lệ CH4 CO2 sinh theo thể tích (%) 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 Lý thuyết kỵ khí Lý thuyết hi ếu khí Số liệu thực đo CH4 CO2 CH4 Hình 3-17 Lượng khí CH4 sinh theo lý thuyết thực nghiệm 25 CH4 thực ño Nồng ñộ CH4 (g/m 3) 20 CH4 tính theo VS (kỵ khí) 15 10 5 11 13 15 17 19 21 Số l i ệu thực ño 23 25 27 29 31 33 35 CO2 Hình 3-18 Lượng khí CO2 sinh theo lý thuyết thực nghiệm Từ kết so sánh lượng khí CH4, CO2 phát sinh đo mơ hình thực nghiệm so với số liệu tính tốn theo lý thuyết điều kiện kỵ khí hiếu khí cho thấy mơ hình có khuynh hướng thiên điều kiện hiếu khí nhiều Hình 3-19 So sánh nồng độ CH4 thực đo với nồng độ CH4 tính theo VS Thời gian ủ (ngày) 3.1.3.5 ðánh giá nhận xét kết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình điều kiện PTN Từ kết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình ủ CTRHC điều kiện thiếu khí qui mơ phòng thí nghiệm cho phép rút nhận xét sau: • Thể tích khối ủ giảm 69,95% sau 35 ngày; Nhiệt ñộ khối ủ ñạt giá trị tối ưu ÷ ngày đầu (58 ÷ 61oC); ðộ ẩm khối ủ dao ñộng khoảng 49,29 ÷ 70,44% 35 ngày ủ; ðể tăng khả cấp khí tự nhiên cho mơ hình có kích thước D × R × C = 0,8 × 0,5 × 0,5m: lựa chọn chiều cao ống thoát H = 50cm chiều cao chân ñỡ H = 10cm 3.1.4 Sản phẩm q trình phân hủy thiếu khí Các tiêu thành phần thu ñược so sánh với tiêu chuẩn ngành nông nghiệp TCVN 5622002 Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn dựa vào Nghị định số 113/2003/Nð-CP ngày 03/10/2003 Chính phủ quản lý, sản xuất, kinh doanh phân bón tiêu chuẩn ngành ñược giới thiệu bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết phân tích tiêu thành phần thu sau q trình phân hủy sinh học thiếu khí CTRHC STT 10 Chỉ tiêu pH ðộ ẩm P2O5 Chất hữu tổng số hữu hiệu Hàm lượng N hữu hiệu Hàm lượng acid humic K2O Cu Ni Pb ðơn vị – % % % % % % mg/kg mg/kg mg/kg Giá trị 7,8 41,92 0,835 43,4 0,925 6,26 2,14 KPH 3,7 2,97 TCVN 562-2002 6,0 – 8,0 35 2,5 – 2,5 – 1,5 200 100 250 15 11 12 Zn Samonela mg/kg CFU 103,1 - 750 3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ VAI TRÒ CỦA TRÙN QUẾ TRONG PHÂN HỦY THÀNH PHẦN HỮU CƠ 3.2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu nhằm xác định có sở khoa học thực tế điều kiện thích hợp để sử dụng trùn Quế trình phân hủy TPHC thành phân compost để sử dụng chỗ qui mơ nhỏ hộ gia đình nhằm giảm thiểu lượng rác xử lý cuối Nội dung nghiên cứu - Lựa chọn loại trùn - Xác định mơi trường thích hợp - Xác ñịnh thành phần hữu CTRSH mà trùn tiêu thụ - Ứng dụng phân thu làm phân bón cho trồng 3.2.2 Mơ hình phương pháp nghiên cứu 3.2.2.1 Mơ hình Mơ hình (H.3.20) gồm dãy thau nhựa có ñường kính 500mm, chiều cao 150 mm Dưới ñáy thau nhựa có khoan nhiều lỗ nhỏ (H.3.20b) đường kính 2mm, khoảng cách lỗ 20mm Hình 3.20 Mơ hình nghiên cứu điều kiện phòng thí nghiệm a Thau nhựa; b ðáy mơ hình có khoan lỗ 3.2.2.2 Vận hành mơ hình Hàng ngày, CTRHC sau phân loại (loại bỏ thành phần có tinh dầu có vị cay) cân ghi nhận lại khối lượng cho trực tiếp vào mơ hình, ghi nhận lượng CTRHC mà Trùn ñã tiêu thụ ðồng thời quan sát biểu Trùn ñối với loại thức ăn, phương pháp cho ăn,… Tiến hành đo đạc thơng số: pH, nhiệt độ, ñộ ẩm,… 3.2.3 ðo ñạc thông số Các thông số cần theo dõi q trình thí nghiệm ñược quan sát kiểm tra hàng ngày bao gồm: pH, nhiệt ñộ, ñộ ẩm Các phương pháp ño ñạc ñược thực tương tự ñã giới thiệu phần trước 3.2.4 Kết thảo luận 3.2.4.1 Lựa chọn loại trùn Từ kết nghiên cứu cho thấy trùn Quế có khả tiêu thụ phân hủy thành phần hữu CTRSH mạnh ổn định so với hai loại trùn lại (trùn mủ, trùn huyết)với thời gian tiên thụ chất hữu nhau, mật ñộ trùn quế tập trung lên CTRHC ñến 80 – 90 % loại trùn khác trung bình khoảng 20 – 40% 3.2.4.2 Lựa chọn mơi trường thích hợp Từ loại môi trường nghiên cứu: ðất từ trại nuôi trùn Hỗn hợp giấy vụn (85%), (10%), đất từ nơi ni trùn (5%) Kết so sánh khả tiêu thụ CTRHC trùn quế mơi trường tốt (bảng 3.10 H.3.22) 16 3.2.4.3 Thành phần hữu tiêu thụ phân hủy trùn quế TPHC CTRSH trùn quế tiêu thụ hầu hết thành phần trừ chất có tinh dầu, chất có mùi chất có vị cay, the,… Tốt chất có vị ngọt, nhiều chất xơ Bảng 3.10 So sánh hiệu loại môi trường 700 ðất nề n thông thường ðất nề n giấy, ñất Lượng CTRHC trung bình trùn tiêu thụ (g) 600 TT 500 Thơng số so sánh 400 300 200 01 Mức ñộ lèn chặt 02 Nước rỉ rác 03 Lượng CTRHC mà trùn tiêu thụ Mức độ thích nghi 100 10 20 30 40 50 60 70 Thời gian (ngày) H.3.22 Khả tiêu thụ CTRHC trùn Quế ñối với loại môi trường 04 ðất từ trại nuôi trùng (mơi trường 1) Có tượng lèn chặt lớp ñáy Lâu xuất nước rỉ rác (2 – tháng) 422 g trùn/ngày Như rác/1kg Giấy, đất (mơi trường 2) Khơng có lèn chặt Nhanh xuất nước rỉ rác (1 – tháng) 517 g rác/1kg trùn/ngày Như 3.2.5 Chất lượng sản phẩm thu sau mơ hình trùn Sản phẩm thu ñược sau trình tiêu thụ phân hủy CTRHC trùn Quế có màu nâu đen Kết thí nghiệm chất lượng sản phẩm thu sau mơ hình thí nghiệm trình bày bảng 3.13 Bảng 3.13 Thành phần sản phẩm thu sau mơ hình thí nghiệm tiêu thụ phân hủy CTRHC trùn Quế TT Thông số Mẫu khô kiệt ðơn vị 01 Tổng Nitơ Kjeldahl 16,15 g/kg ñất 02 Tổng Phospho 7,63 g/kg ñất 03 Kali 27,08 g/kg ñất 04 Coliform phân 1,5x10 CFU/g ñất 05 E coli CFU/g ñất 06 Samonella CFU/g ñất Chương NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC TRONG CTRSH TẠI VÙNG ðNN VEN BIỂN CẦN GIỜ 4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH Ủ SINH HỌC THIẾU KHÍ TPHC TRONG CTRSH Như trình bày, TPHC sau phân loại ñược ứng dụng ñể triển khai thực tế q trình ủ sinh học thiếu khí (Mơ hình thực tế giới thiệu hình vẽ H.4.1) Kết nghiên cứu ñiều kiện vùng ðNN Cần Giờ sân mơ hình phòng thí nghiệm có điểm tương đồng có điểm khác biệt khơng lớn: - - Nhiệt độ khối ủ thí nghiệm ngồi trường dao động khoảng 50 – 620C – 10 ngày ñầu, trong điều kiện phòng thí nghiệm kéo dài ~ ngày ñầu; pH dao ñộng vào khoảng 6,7 – 7,5 ñợt nghiên cứu; ðộ ẩm khối ủ triển khai mơ hình điều kiện thực tế Cần Giờ độ ẩm dao ñộng ngưỡng 42,85 – 64,35%, thuận lợi cho việc ñiều chỉnh nhằm ñảm bảo ñộ ẩm tối ưu q trình; Hình 4.1 Mơ hình ủ thiếu khí Cần Giờ 17 - Vận tốc khí qua ống mơ hình ủ thiếu khí trường cao 1,2 – 1,4 lần so với mơ hình điều kiện phòng thí nghiệm; ðộ sụt giảm thể tích khối ủ trường xãy nhanh so với điều kiện phòng thí nghiệm (giảm 78,3% thay 69,95% PTN sau 35 ngày ủ) * ðề xuất qui trình ủ thiếu khí CTRHC vùng ðNN Từ kết nghiên cứu thực nghiệm đề xuất qui trình ủ sinh học thiếu khí CTRHC với thơng số vận hành thích hợp ñược giới thiệu hình vẽ 4.8 CTRHC sau phân loại pH = 7,5 – 8,5 Nhiệt ñộ tối ưu = 58 – 62oC ðộ ẩm = 58 – 64% Ủ thiếu khí (Thời gian ủ: 35 ngày) Ủ chín (Thời gian ủ: 20 ngày) Sàng lấy mùn tinh Trộn thêm phụ gia tùy theo nhu cầu sử dụng Phân hữu Hình 4.8 Qui trình ủ CTRHC phương pháp thiếu khí 4.2 NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI THỰC TẾ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TPHC VỚI SỰ THAM GIA CỦA TRÙN QUẾ - - Kết nghiên cứu trường khẳng ñịnh ñược khả tiêu thụ phân hủy hầu hết TPHC CTRSH (sau ñã PLRTN) trừ loại có vị cay, đắng,… tương tự nghiên cứu ñiều kiện PTN; Sản phẩm thu từ q trình phân hủy TPHC trùn có thành phần phân bón tốt, sử dụng cho trồng chỗ thực tế ñã triển khai thí nghiệm đạt kết tốt; Khơng có mùi phát sinh từ mơ hình triển khai thực tế Tuy nhiên – tuần đầu có xuất ruồi dấm; Hình 4.9 Mơ hình trùn Quế hộ gia đình 4.3 TRIỂN KHAI Q TRÌNH Ủ TPHC CỦA CTRSH TRONG ðIỀU KIỆN HỐ Ủ TỰ NHIÊN - Nghiên cứu triển khai hố ủ tự nhiên nhằm hướng ñến giải xử lý CTRHC chỗ cụm dân cư qui mô nhỏ vùng ðNN - nơi thiếu dịch vụ thu gom CTRSH Hố ủ tự nhiên có cấu tạo đơn giản, dễ thực hiện, vận hành quản lý đơn giản Người dân hồn tồn tự quản lý sử dụng sản phẩm q trình ủ làm phân bón cho trồng Chương ðỀ XUẤT MƠ HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTRSH TẠI VÙNG ðẤT NGẬP NƯỚC VEN BIỂN – TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ TẠI CẦN GIỜ 5.1 ðẶC ðIỂM VÀ NHỮNG THUẬN LỢI, KHĨ KHĂN TRONG CƠNG TÁC QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTRSH HUYỆN CẦN GIỜ 5.1.1 ðặc ñiểm ñặc trưng vùng ðNN Cần Giờ Cần Giờ có vị trí địa lý – tự nhiên chiến lược với quy hoạch tương lai ñầy tiềm phát triển Tuy nhiên bên cạnh ưu ñiểm tiềm năng, Cần Giờ gặp 18 phải nhiều khó khăn hạn chế, đặc biệt việc giải CTRSH vấn đề xúc q trình xây dựng phát triển kinh tế - xã hội huyện Cần Giờ trình bày phần phương pháp luận 5.1.2 Những thuận lợi khó khăn Thuận lợi • Thành phần CTR chủ yếu CTRSH, thành phần chất thải nguy hại khơng đáng kể; • Lượng rác phát sinh không lớn nên công tác thu gom quản lý tương đối đơn giản khơng tốn nhiều kinh phí so với quận huyện khác, ; • ðội thu gom rác dân lập góp phần cải thiện việc thu gom rác; • Phần lớn dân cư tập trung trục đường huyện nên thuận tiện công tác thu gom vận chuyển CTRSH Khó khăn – tồn tại: • Dân cư phân bố khơng đều, tập trung thành cụm hộ phân tán, số tuyến ñường dẫn vào khu dân cư chưa trải nhựa mặt đường hẹp nên việc bố trí cơng tác thu gom vận chuyển rác gặp khó khăn; • Khoảng cách thu gom hộ dân xa, hiệu suất thu gom thấp, ngồi người dân khơng đồng thuận đóng phí thu gom rác thải hàng năm ñơn vị thu gom không “mong muốn” cung ứng dịch vụ; • Tồn lượng CTRSH thu gom đưa bãi tập trung để chơn lấp chưa có biện pháp xử lý khác; • Lượng rác thu gom xã/thị trấn ít, diện tích tồn huyện lớn, hệ thống kênh rạch chằng chịt,… ñầu tư bãi chơn lấp rác chung cho tồn huyện khơng hiệu • Việc ứng dụng cơng nghệ ñốt CTRSH không khả thi vùng ðNN kinh phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp nhiều rủi ro; Phương pháp sản xuất phân bón từ khối lượng CTRSH khơng lớn với việc đầu tư cơng nghệ đại khơng hiệu quả; • Các bãi rác huyện chủ yếu bãi tập trung rác, khơng có quy hoạch từ trước nên mơi trường xung quanh bãi rác nhiễm; • Hiện nay, Cơng ty Dịch vụ Cơng ích quản lý lực lượng dân lập mặt chuyên môn nhân lại xã quản lý nên khó can thiệp vào công tác thu gom lực lượng Từ nhận định cho thấy cần hình thành mơ hình quản lý xừ lý thích hợp cho vùng ñặc thù phục vụ phát triển bền vững gìn giữ cảnh quan sinh thái vùng ðNN ven biển 5.2 ðỀ XUẤT MƠ HÌNH QUẢN LÝ, XỬ LÝ CTRSH 5.2.1 Các tiêu chí phục vụ cho đề xuất mơ hình Việc đề xuất mơ hình quản lý xử lý CTRSH vùng ðNN dựa vào tiêu chí cần thiết sau đây: • Mơ hình đề xuất phải thích hợp với điều kiện KT-XH vùng ðNN ven biển Cần Giờ, trạng dự báo diễn biến CTRSH ñến năm 2020 với thực trạng phân bố dân cư tương đối phân tán, cụm dân cư qui mơ nhỏ; • Tái chế sử dụng sản phẩm tái chế chỗ đến mức cao nhằm giảm thiểu CTRSH lại cho chơn lấp (hay đốt) nhỏ nhất; • ðầu tư thấp, khơng tốn lượng, dễ quản lý vận hành Việc xác ñịnh quy mô dân cư phục vụ công tác quản lý CTRSH vùng ðNN ven biển Cần Giờ ñược thực dựa theo tiêu chuẩn bảng 5.1 19 Bảng 5-1 Phân khu dân cư phục vụ công tác quản lý CTRSH vùng ðNN Cần Giờ TT 01 Loại hình dân cư Khu dân cư tập trung • • • • 02 Cụm/tuyến dân cư • • • 03 Dân cư phân tán • • • Tiêu chuẩn tương ứng Có 100 hộ dân trở lên; Khoảng cách xa hộ liền kề không 50m; Cơ sở hạ tầng giao thông thuận lợi, không bị chia cắt sông rạch, mạng lưới giao thông ñường liên kết ñược tất hộ khu với nhau; kết nối ñược với trục ñường giao thơng khu vực; Phương tiện thu gom rác cơng cộng tiếp cận đến hộ khu dân cư Có 30 hộ dân trở lên; Khoảng cách xa hộ liền kề không 100m; Cơ sở hạ tầng giao thông thuận lợi, không bị chia cắt sông rạch, mạng lưới giao thơng đường liên kết tất hộ cụm/tuyến dân cưu với nhau; kết nối với trục đường giao thơng khu vực; Nhà cửa bố trí phân tán dọc theo đường lộ, sơng rạch, bên cánh rừng, khu vực nuôi trồng thủy sản, làm muối; Không có 20 hộ dân sống liền kề thành cụm tuyến dân cư xác ñịnh trên; Phương tiện thu gom rác công cộng tiếp cận ñược ñến hộ việc tổ chức thu gom khơng hiệu mặt kinh tế (đối với hộ ven đường giao thơng) Nguồn: ðề xuất Luận án 5.2.2 ðề xuất mơ hình 5.2.2.1 Mơ hình quản lý xử lý qui mơ hộ gia ñình, dân cư phân tán, nhà hàng CTR sinh hoạt (khu dân cư phân tán) CTR sinh hoạt (khu dân cư phân PHÂN LOẠI RÁC TẠI NGUỒN tán) CTR vô tái chế Lưu trữ CTR hữu Ni trùn hộ gia đình Bán ve chai Phân hữu Tái chế ngồi huyện Bón chỗ CTR Nguy hại CTR tái chế Lưu trữ Lưu trữ Thu gom Thu gom Xử lý theo qui ñịnh riêng Chôn lấp chỗ thu gom tuần/lần Cải tạo lớp đất mặt Hình 5-1 Mơ hình quản lý xử lý CTRSH qui mô hộ gia ñình ñối với vùng dân cư phân tán 20 5.2.2.2 Qui mô cụm dân cư CTR sinh hoạt cụm dân cư CTR khu vực công cộng Phân loại rác nguồn CTR vơ tái chế CTR Nguy hại CTR hữu CTR tái chế Ủ TPHC – ngày Xây hố ủ CTR Nuôi trùn tập trung Lưu trữ Lưu trữ Lưu trữ ðảo trộn hàng ngày Thu gom Bán ve chai Phân hữu Tái chế huyện Trồng chỗ, cải tạo lớp ñất mặt, Thu gom Trùn Xử lý theo qui định riêng Ni thuỷ sản Vận chuyển đến bãi chơn lấp chung Hình 5-2 Mơ hình quản lý xử lý CTRSH quy mô cụm dân cư vùng ðNN 5.2.2.3 Qui mô khu vực dân cư tập trung Mơ hình đề nghị áp dụng vùng ðNN ven biển Cần Giờ, chẳng hạn thị trấn Cần Thạnh, xã Long Hòa xã đảo Thạnh An (H.5.3) CTR công cộng CTRSH khu dân cư PHÂN LOẠI RÁC TẠI NGUỒN CTR vô Lưu trữ Bán ve chai Tái chế TPHC sau phân loại CTR nguy hại Ủ thiếu khí Lưu trữ Q = – 10 T/ngày; pH = 7,5 – 8,5; Nhiệt ñộ tối ưu = 58 – 620C Lưu trữ Thu gom Thu gom Ủ chín (Thời gian ủ: 20 Sàng lấy mùn tinh Trộn thêm phụ gia tùy theo nhu cầu sử CTR tái chế Xử lý theo qui ñịnh Vận chuyển ñến BCL chung Phân hữu Trồng chỗ, cải tạo lớp đất Hình 5-3 Mơ hình quản lý xử lý CTRSH qui mô khu dân cư tập trung 21 5.3 TÍNH TỐN KINH TẾ CÁC MƠ HÌNH ðỀ XUẤT 5.3.1 Mơ hình ni trùn Quế * Cơ sở đề xuất: Qui mơ hộ gia đình, cấu tạo ñơn giản, dễ vận hành, vật liệu dễ tìm, chi phí đầu tư khơng đáng kể * Cấu tạo mơ hình - Thùng ni trùn làm gỗ, kích thước: D * R * C = 55 * 43 * 80 cm - Ngăn nuôi nhựa: ngăn, ñáy ngăn ñược ñục nhiều lỗ nhỏ để nước (tùy thuộc vào lượng rác phát sinh hộ gia đình) ngăn ni bố trí sẵn trùn đất với tỉ lệ thích hợp; - Khay đựng nước rỉ rác: 01; - ðất nền: Hỗn hợp ñất ñược pha trộn theo tỷ lệ 85% giấy + 10% khơ + 5% đất trùn sinh sống (lá giấy ñược xé nhỏ ñể mau mềm tưới nước vào) Sau trộn hỗn hợp với nước theo tỷ lệ 1:3; - Trùn: ngăn khoảng 0,5 kg/ngăn 5.3.2 Mơ hình ủ thiếu khí * Cơ sở đề xuất: Phục vụ cho qui mơ khu dân cư, vật liệu đơn giản, khơng tốn lượng vận hành, chi phí thấp * Cấu tạo ngăn ủ thiếu khí - Kích thước hầm ủ : D * R * C = * * m - Thể tích rác chứa ngăn: 20 m3 - Thời gian ủ thiếu khí: 35 ngày - Thời gian ủ hoai: 20 ngày Trên sở lượng rác thu gom bãi rác huyện Cần Giờ, số lượng ngăn ủ thiếu khí TPHC cần thiết ñầu tư bãi rác ñược trình bày bảng 5.5 Bảng 5-5 Số ngăn ủ thiếu khí TPHC cần ñầu tư xây dựng bãi rác STT BÃI RÁC Già ðỏ Long Hòa Lượng CTRSH (T/năm) 14,36 19,75 Lý Nhơn 4,20 Lượng CTRHC (T/năm) 9,03 12,42 Số ngăn ủ thiếu khí (ngăn) 2,64 Cộng: 14 5.3.3 Mơ hình hố ủ tự nhiên - Hố ủ xây gạch có ngăn; - Kích thước ngăn: D * R * C = 0,75 * 0,75 * 0,8 m - Thể tích rác: 0,45 m3 - Khối lượng TPHC: 30 hộ * người/hộ * 0,5 kg/ng/ng * 62,9% CTRHC = 37,74 kg/ngày 5.3.4 Tính tốn kinh tế Trên địa bàn TP.HCM có dự án xử lý CTRSH với cơng nghệ khác phê duyệt triển khai áp dụng Bảng 5.9 trình bày số chi phí xử lý CTRSH điển hình công nghệ khác Bảng 5-9 Giá thành xử lý CTRSH với cơng nghệ khác ñược triển khai ñịa bàn TP.HCM STT 01 02 Phương pháp xử lý Chôn lấp bãi rác ða Phước (16,4 USD) (*) Chôn lấp công ty Môi trường thị thực (20 USD) (*) Giá thành xử lý (ðồng/tấn) 339.480 414.000 22 03 04 05 06 07 Nguồn: ðốt CTRSH cho phát ñiện (32 USD) (*) ðốt chất thải công nghiệp CTNH (44 USD)(**) Xử lý CTRSH thành phân bón (10 USD) (*) Xử lý TPHC sau phân loại cơng nghệ ủ thiếu khí Xử lý TPHC sau phân loại với tham gia trùn Quế (*) 662.400 910.800 207.000 44.535 82.758 [36]; (**) [21] 5.4 ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ CTRSH TRÊN VÙNG ðNN VEN BIỂN Ứng dụng phần mềm WASTE cho việc quản lý mơ hình xử lý CTRSH huyện Cần Giờ Cán quản lý mơi trường xã, thị trấn sử dụng phần mềm ñể tra cứu, cập nhật sở liệu tình hình phát sinh CTRSH khu, cụm dân cư; số lượng thiết bị, hố ủ CTRHC cần thiết,… cách nhanh chóng, thuận tiện KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết nghiên cứu luận án trình bày tóm tắt qua kết luận kiến nghị sau ñây: Trên sở nghiên cứu trạng ñặc ñiểm ñặc trưng vùng ðNN ven biển với phân bố dân cư phân tán, cụm dân cư quy mô nhỏ thực trạng, bất cập khó khăn công tác quản lý xử lý CTRSH, luận án đề xuất mơ hình quản lý xử lý thích hợp CTRSH từ nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm trinh phân hủy TPHC CTRSH: (i) Quá trình phân hủy sinh học thiếu khí TPHC (ii) phân hủy TPHC với tham gia trùn Quế Quá trình phân hủy sinh học thiếu khí CTRHC mẽ nước ta phù hợp ñiều kiện vùng ðNN ven biển so với phương pháp khác chi phí thấp, quản lý vận hành đơn giản, khơng cần lượng sản phẩm thu sử dụng chỗ để làm phân bón cho trồng - - Kết nghiên cứu thực nghiệm trình ủ thiếu khí xác định thơng số thích hợp q trình phân hủy sinh học thiếu khí sau: nhiệt độ 58 – 62oC, ñộ ẩm 58 – 64%; ðiều kiện cấp khí tự nhiên kiểm sốt với hệ số cấp khí dao động khoảng 11,47 m3/m3.h đến 26,53 m3/m3.h; Vận tốc khí (q) xác định mối quan hệ phụ thuộc vào chiều cao chân đỡ (h) mơ hình, chiều cao ống (H), độ sụt giảm thể tích khối ủ ( H) thể qua phương trình: q = 0.115h0.245 H0.251 ∆H0.464 với hệ số tương quan: R2 = 0.939; Với 77 kg TPHC ban đầu, sau q trình ủ thiếu khí 35 ngày khối ủ lại 13,87 kg, tiếp tục ủ chín 20 ngày lượng sản phẩm thu ñược khoảng 10,7 kg, ñạt tỷ lệ thu hồi 13,90% so với lượng TPHC ban đầu; Q trình ủ thiếu khí TPHC thích hợp khu vực dân cư tập trung qui mô nhỏ vùng ðNN ven biển Kết nghiên cứu thực nghiệm khả tiêu thụ phân hủy thành phần hữu CTRSH với vai trò trùn Quế ñưa kết luận cụ thể sau: - Trùn quế có khả tiêu thụ phân hủy phần lớn thành phần hữu CTRSH Hàng ngày trùn Quế tiêu thụ phân hủy TPHC ñến 47 – 60% trọng lượng thể chúng; 23 - - ðiều kiện thích hợp hoạt ñộng sống trùn Quế: ñộ ẩm 70 – 85%, nhiệt ñộ 25 – 30oC, pH = 6,5 – 8,0; Sản phẩm thu q trình phân hủy TPHC thực chất phân hữu có thành phần: tổng nitơ 16,15 g/kg chất khô, tổng phốt 7,63 g/kg chất khô kali 27,09 g/kg chất khô Loại phân hữu ñược ứng dụng thử nghiệm ñể bón số loại rau xã Long Hòa, huyện Cần Giờ đạt kết tốt; Mơ hình phân hủy thành phần hữu CTRSH với tham gia trùn Quế thích hợp khả thi hộ dân cư phân tán cụm dân cư qui mô nhỏ vùng ðNN ven biển Ý nghĩa khoa học ñề tài luận án thể qua kết nghiên cứu thực nghiệm xác ñịnh ñược thông số kỹ thuật cần thiết yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy sinh học thiếu khí q trình tiêu thụ phân hủy TPHC trùn Quế từ lần đề xuất mơ hình quản lý xử lý thích hợp cho loại hình dân cư khác vùng ðNN ven biển; Trên sở kết nghiên cứu thực nghiệm ñạt ñược điều kiện PTN ngồi trường, luận án đề xuất mơ hình quản lý xử lý thích hợp CTRSH vùng ðNN ven biển sau: - Với qui mơ hộ gia đình phân tán: sử dụng mơ hình trùn quế để xử lý TPHC, CTR vơ tái chế bán cho sở thu gom ve chai, số lại thu gom 01 lần/tuần ñốt chỗ; Với qui mơ cụm dân cư: sử dụng mơ hình trùn quế hố ủ kỵ khí tùy nghi đề xừ lý TPHC, CTR vơ tái chế bán cho sở thu gom ve chai, số lại ñược hệ thống thu gom ñưa xử lý bãi chôn lấp huyện; Với qui mô khu dân cư tập trung: sử dụng công nghệ ủ thiếu khí để xử lý TPHC, CTR vơ thu gom xử lý tương tự ñưa bãi chơn lấp Kết nghiên cứu đề xuất luận án hướng ñến việc giảm thiểu ñến mức TPHC thơng qua tái chế, làm phân hữu ñể tái sử dụng chỗ với giải pháp thích hợp khả thi, có sở khoa học thực tiễn, thiết thực với ñặc ñiểm dân cư phân tán, cụm dân cư quy mô nhỏ vùng ðNN ven biển để CTRSH lại cho xử lý cuối KIẾN NGHỊ Quản lý xử lý CTRSH vùng ðNN ven biển vấn đề khó, mẻ điều kiện thực tế cần có thêm nghiên cứu sâu chế chuyển hoá thành phần hữu với thơng số tối ưu điều kiện thiếu khí với cấp khí tự nhiên, đồng thời triển khai trình diễn mơ hình quy mơ thực tế, tổng kết đánh giá, hồn chỉnh mơ hình để nhân rộng; Nghiên cứu ứng dụng mơ hình cơng nghệ thiếu khí để xử lý hỗn hợp thành phần hữu CTRSH chất thải chăn nuôi vùng ðNN ven biển; Nghiên cứu đề xuất sách thích hợp quy định cụ thể quản lý xử lý CTRSH vùng ðNN ven biển 24 ... giải Do ñề tài luận án Nghiên cứu xây dựng mơ hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt vùng ñất ngập nước ven biển phía Nam Việt Nam (trường hợp cụ thể vùng ðNN Cần Giờ, TP. HCM) cần thiết thực nhằm... cư vùng ðNN ven biển Cần Giờ PHẠM VI, ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Phạm vi nghiên cứu: vùng ðNN ven biển Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh ðối tượng nghiên cứu: Thành phần hữu (TPHC) CTRSH vùng. .. quản lý ñơn giản Người dân hồn tồn tự quản lý sử dụng sản phẩm q trình ủ làm phân bón cho trồng Chương ðỀ XUẤT MƠ HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTRSH TẠI VÙNG ðẤT NGẬP NƯỚC VEN BIỂN – TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ TẠI