Đang tải... (xem toàn văn)
Kosuke Kawai • Lương Thị Mai Hương •Masato Yamada • Masahiro OsakoNgày nhận: 25 Tháng 1 2014 Phê duyệt: 21 Tháng 12 2014Xuất bản trực tuyến: 1 tháng 1 2015 © Springer Japan 2014Tóm tắt: Phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị ở Đông Nam Á, khu vực có độ ẩm cao, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng chất thải. Chính quyền địa phương cần chú ý đến thành phần của chất thải để xác định các công nghệ quản lý chất thải thay thế khác. Nghiên cứu này đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để mô tả các thay đổi về thành phần gần đúng và tỷ lệ thành công trong phân tách từ nguồn chất thải rắn đô thị và xác định các thách thức kỹ thuật về các công nghệ quản lý chất thải thay thế như đốt, ủ, và sản xuất nhiên liệu sạch không có nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch dựa trên phân tích vật lý và thành phần gần đúng của chất thải gia đình được lấy mẫu ở Hà Nội, Việt Nam, như một trường hợp nghiên cứu. Phân tích chỉ ra hiệu quả của các kiểu phân tách từ nguồn khác nhau cũng như mức độ thành công khác nhau của phân tách từ nguồn như là một cơ chế điều chỉnh cho thành phần gần đúng của chất thải. Việc phân loại chất thải thích hợp để phân tách từ nguồn là cần thiết để sử dụng thích hợp các công nghệ quản lý chất thải thay thế. Kết quả cho thấy, với tốc độ phân tách từ nguồn chỉ lớn hơn 0,52 trong sơ đồ phân tách ba chiều, chất thải được phân tách thành chất thải dễ cháy sẽ phù hợp để đốt và thu hồi năng lượng. Dựa trên các đề án được thiết kế tốt của phân tách từ nguồn, các công nghệ quản lý chất thải thay thế có thể được áp dụng.
BÀI BÁO GỐC Thành phần gần rác thải sinh hoạt khả ứng dụng công nghệ quản lý chất thải cách phân tách từ nguồn Hà Nội, Việt Nam Kosuke Kawai • Lương Thị Mai Hương • Masato Yamada • Masahiro Osako Ngày nhận: 25 Tháng 2014/ Phê duyệt: 21 Tháng 12 2014/Xuất trực tuyến: tháng 2015 © Springer Japan 2014 Tóm tắt: Phần hữu chất thải rắn thị Đơng Nam Á, khu vực có độ ẩm cao, chiếm tỷ lệ lớn tổng chất thải Chính quyền địa phương cần ý đến thành phần chất thải để xác định công nghệ quản lý chất thải thay khác Nghiên cứu đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để mô tả thay đổi thành phần gần tỷ lệ thành công phân tách từ nguồn chất thải rắn đô thị xác định thách thức kỹ thuật công nghệ quản lý chất thải thay đốt, ủ, sản xuất nhiên liệu nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch dựa phân tích vật lý thành phần gần chất thải gia đình lấy mẫu Hà Nội, Việt Nam, trường hợp nghiên cứu Phân tích hiệu kiểu phân tách từ nguồn khác mức độ thành công khác phân tách từ nguồn chế điều chỉnh cho thành phần gần chất thải Việc phân loại chất thải thích hợp để phân tách từ nguồn cần thiết để sử dụng thích hợp công nghệ quản lý chất thải thay Kết cho thấy, với tốc độ phân tách từ nguồn lớn 0,52 sơ đồ phân tách ba chiều, chất thải phân tách thành chất thải dễ cháy phù hợp để đốt thu hồi lượng Dựa đề án thiết kế tốt phân tách từ nguồn, công nghệ quản lý chất thải thay áp dụng Từ khóa Rác thải sinh hoạt - Phân tách từ nguồn - Công nghệ quản lý chất thải - Thành phần gần - Nước phát triển [K Kawai - M Yamada - M Osako Trung tâm nghiên cứu quản lý chất thải chu kỳ vật liệu, Viện nghiên cứu môi trường quốc gia, 16-2 Onogawa, Tsukuba, Ibaraki 3058506, Nhật Bản e-mail: kawai.kosuke@nies.go.jp L.T M Hương Viện Môi trường đô thị Công nghiệp Việt Nam, 56/221, Đê La Thành, Đống Đa, Hà Nội Giới thiệu Ở Đông Nam Á, chất thải rắn đô thị thường thu gom mà không cần phân tách từ nguồn xử lý trước vận chuyển trực tiếp đến bãi chôn lấp bãi thải mở, hầu hết chúng quản lý mặt kỹ thuật hạn chế ngân sách [1] Lượng mưa lớn, kết hợp với quản lý khu xử lý, dẫn đến nhiều nước rỉ rác chưa xử lý rò rỉ vào môi trường nước gần khu vực rác thải Hơn nữa, quản lý chất thải rắn đô thị dẫn đến phát thải khí mê-tan, tạo trình phân hủy sinh học chất thải hữu khí hậu nhiệt đới Đơng Nam Á có hiệu ứng nhà kính lớn khoảng 21 lần so với cacbon dioxit Các quyền địa phương nước Đông Nam Á phải vật lộn để kéo dài tuổi thọ khu xử lý đảm bảo sở xử lý giải lượng chất thải thu gom tăng lên đáng kể dân số tăng trưởng kinh tế khu vực thành thị tăng nhanh Các mơ hình đánh giá vòng đời (LCA) khác đánh giá hiệu môi trường sở quản lý chất thải rắn đô thị làm rõ bất lợi bãi chôn lấp quản lý so với công nghệ quản lý chất thải thay [2, 3] Các công nghệ quản lý chất thải thay thiêu đốt, ủ phân sản xuất nhiên liệu khơng có nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch (RDF) làm giảm khối lượng chất thải rắn đô thị xử lý bãi chơn lấp Thiêu đốt tạo điện đủ giá trị gia nhiệt chất thải, việc ủ phân tạo phân bón hữu thay cho phân bón hóa học RDF thay cho tài nguyên thiên nhiên tiêu thụ làm nhiên liệu [4] Với số trường hợp ngoại lệ sở xử lý Phuket Thái Lan [5] sở khác Singapore [6, 7], sở đốt rác quy mô lớn để quản lý chất thải rắn đô thị Đông Nam Á, số thành phố lớn gần bắt đầu xem xét lắp đặt chúng [8, 9] Xử lý phân hữu hiếu khí áp dụng cấp cộng đồng khu vực lân cận cấp thành phố thành phần hệ thống xử lý sinh học học (MBT) [10, 11] Chính quyền thành phố Bangkok Thái Lan bắt đầu sản xuất RDF thành phần MBT [12] Chính quyền địa phương gặp nhiều khó khăn thay bãi chôn lấp công nghệ quản lý chất thải thay hạn chế kỹ thuật thực giải pháp thay thế, bãi chôn lấp khơng thể thay hồn tồn dư lượng lại cần phải chơn lấp Phần hữu chứa độ ẩm cao chiếm tỷ lệ lớn chất thải rắn đô thị Đông Nam Á [13-16] Độ ẩm cao làm cản trở hoạt động công nghệ quản lý chất thải, yêu cầu thêm nhiên liệu vật liệu tiền xử lý [17] Các nghiên cứu LCA trước [5, 18-20] đánh giá hiệu môi trường hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị sử dụng công nghệ quản lý chất thải thay Đông Nam Á cho công nghệ thay áp dụng, mà không cần xem xét thơng số định tính cho hoạt động cơng nghệ, ví dụ, thành phần gần chất thải (độ ẩm, chất dễ bay tro) Chính quyền địa phương Đông Nam Á cần ý đầy đủ đến đặc điểm chất thải rắn đô thị họ để xác định xem công nghệ quản lý chất thải thay có phù hợp với chất thải hay không Nghiên cứu đề xuất sử dụng biểu đồ tam giác để xác nhận xem thành phần gần chất thải rắn đô thị có phù hợp để đốt, ủ phân sản xuất RDF cách sử dụng phân tích thành phần vật lý gần chất thải sinh hoạt Hà Nội, Việt Nam, nghiên cứu điển hình Nghiên cứu xác định thách thức kỹ thuật quản lý chất thải rắn đô thị, cho thấy phạm vi thay đổi thành phần gần biểu đồ tam giác có liên quan đến mức độ thành công khác ba loại phân loại chất thải sinh hoạt Lưu ý nghiên cứu khơng tính đến khía cạnh liên quan khác, chẳng hạn tính chất hóa học chất thải tính khả thi tài chính, quan trọng thảo luận việc áp dụng hệ thống quản lý chất thải nước phát triển Phương pháp nghiên cứu Phân tích vật lý thành phần gần Chất thải gia đình lấy mẫu từ bốn quận nội thành (Ba Đình, Hồn Kiếm, Đống Đa, Hai Ba Trung; Hình 1) Hà Nội Chúng chọn tám điểm thu gom chất thải rắn đô thị từ bốn quận (hai điểm quận) cách ngẫu nhiên yêu cầu hợp tác nhà lãnh đạo cộng đồng công nhân thu gom chất thải rắn đô thị việc lấy mẫu chất thải từ hộ gia đình Chất thải gia đình bị vứt thu gom hàng ngày vào buổi tối Hà Nội chúng tơi lấy mẫu chất thải gia đình từ tám điểm thu gom tối từ 17:00 đến 19:00 ngày từ 25 tháng 11 đến tháng 12 năm 2011 trừ ngày tháng 12, không tiến hành lấy mẫu mưa Tổng cộng có 828 kg chất thải thu gom từ 339 hộ gia đình (1252 cư dân), tương đương với khoảng 0,12% dân số bốn quận (1.055.800 cư dân [21]) Mỗi ngày, mẫu vận chuyển đến khu vực có mái che Nhà máy phân hữu Cầu Diễn nằm cách trung tâm thành phố Hà Nội 10 km phía tây Tốt nhất, nên tiến hành phân tích thành phần vật lý sau lấy mẫu độ ẩm chất thải ướt chất thải thực phẩm có khả thấm vào loại chất thải khác giấy Tuy nhiên, mẫu chất thải lưu trữ nửa ngày hạn chế thực tế liên quan đến việc thực công việc vào ban đêm Do đó, phân tích thành phần vật lý tiến hành vào buổi sáng từ 8:00 đến 10:00 vào ngày hôm trước thu thập mẫu Bãi rác Nam Sơn Quận nội thành Nhà máy phân hữu Cầu Diễn Hình Bản đồ Hà Nội, Việt Nam Sáu công nhân tự phân loại tất mẫu chất thải thành 16 loại chất thải vật lý: giấy, nhựa, thủy tinh kim loại chất thải bán được; thực phẩm, vườn, giấy, nhựa, gỗ, vải, cao su da, thủy tinh, kim loại, tro than, gốm sứ, vật liệu khác chất thải không bán Tro than phần lại từ đốt than bánh để nấu ăn Đây nguồn nhiên liệu thường sử dụng Hà Nội [22], khơng phải đặc điểm chung chất thải gia đình quốc gia Đông Nam Á khác Trong số quốc gia, tro than phân loại chất thải nguy hại hàm lượng kim loại nặng tương đối cao Giấy, nhựa, thủy tinh kim loại thường coi tài nguyên bán được, sản phẩm giấy ướt bẩn, thủy tinh vỡ, túi nhựa giấy nhơm dính dầu mỡ coi khơng thể bán Tỷ lệ chất thải bán tổng chất thải mẫu thấp tỷ lệ thực tế chất thải chắn có giá trị thị trường coi bán nghiên cứu số chất thải phân loại bán Sau mẫu chất thải phân loại thành 16 loại, chúng cân với thang đo kỹ thuật số (CJ- 8200, Shinko Denshi Co., Ltd., Tokyo, Nhật Bản) với số đọc tối thiểu 0,1 g Các trọng số xác minh để phát lỗi nhập liệu cách so sánh tổng trọng lượng trước sau phân loại Dữ liệu thành phần gần (dữ liệu độ ẩm, hàm lượng bay lượng tro) tất loại mẫu chất thải lấy hai lần thời gian lấy mẫu ngày giá trị trung bình loại chất thải dùng làm sở ước tính thay đổi thành phần gần chất thải gia đình sau phân tách từ nguồn Các quy trình sau sử dụng để phân tích thành phần gần Các mẫu loại số 15 loại chất thải (không bao gồm “loại khác”) giảm xuống khoảng 100 g loại phương pháp phân loại hình nón Các mẫu phụ giảm sấy khơ máy sấy phòng thí nghiệm 85 ° C ngày để đo độ ẩm Mặc dù phương pháp ủy quyền Nhật Bản [23] nói mẫu nên sấy khô 105 ° C để đo độ ẩm, sử dụng 85 ° C để ngăn mẫu nhựa nóng chảy Các mẫu khơ đốt 800 ° C trong lò đốt để đo hàm lượng chất bay (dễ cháy) tro Chúng tơi khơng ước tính hàm lượng dễ bay thủy tinh, kim loại gốm sứ, phân loại khơng cháy Thành phần gần trung bình tất 11 mẫu chất thải xử lý thay cho loại “khác” Thành phần độ ẩm, chất bay hơi, tro rác thải sinh hoạt tính tốn từ cơng thức 1, sau: Trong WH độ ẩm chất thải gia đình (%), Wi độ ẩm chất thải loại i (%), Mi thành phần vật lý chất thải loại i (%), VH hàm lượng dễ bay chất thải gia đình (%), Vi hàm lượng dễ bay chất thải loại i (%), AH hàm lượng tro chất thải gia đình (%) Ai hàm lượng tro loại chất thải i (%) Chúng phát chuyển nước đáng ý từ chất thải thực phẩm sang chất thải giấy không bán chất thải nhựa phải nửa ngày để bắt đầu phân tích độ ẩm chất thải sau lấy mẫu Để mô độ ẩm ban đầu chất thải trước chuyển nước chậm trễ, điều chỉnh độ ẩm chất thải giấy không bán chất thải nhựa để phù hợp với chất thải bán được, có độ ẩm thấp nhiều Độ ẩm chất thải thực phẩm sau tăng lên tương ứng Các tỷ lệ hàm lượng chất bay tro thực phẩm chất thải giấy không bán chất thải nhựa trì giá trị trước sau điều chỉnh Một số thông số bao gồm độ không chắn kết yếu tố khác Những ảnh hưởng gây không chắn nên xem xét phân tích chúng tơi Trong đó, độ ẩm chất thải gia đình đóng vai trò quan trọng việc xác định khả ứng dụng công nghệ quản lý chất thải Do đó, phần trình bày kết quả, độ không chắn độ ẩm thể dạng phạm vi hình dung phạm vi thay đổi thành phần gần chất thải gia đình tùy thuộc vào mức độ đạt phân tách từ nguồn Độ không chắn độ ẩm tất loại chất thải dao động từ -5 đến 5% giá trị đo trung bình thành phần gần dựa độ khơng chắn tính phương trình 4, 6, tương ứng: Trong WHU độ ẩm chất thải gia đình dựa độ khơng chắn (%), U độ không chắn độ ẩm tất loại chất thải, VHU hàm lượng dễ bay chất thải gia đình dựa độ không chắn (%) AHU hàm lượng tro chất thải gia đình dựa độ không chắn (%) Độ không chắn hàm lượng độ ẩm thay đổi lúc tất chất thải phạm vi xác định (U