ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ Hồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỀN ĐỨC LƯỢNG
(Chủ biên)
NGUYỄN THỊ THÙY DƯƠNGM i
• Í U L l L-ÔL TRƯỜNG
Q
Q iù jf L 2 NHÀ XUẤT BẢNĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H ồ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Nguyễn Đức Lượng
(C h ủ b iê n )Nguyễn Thị Thùy Dương
CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG
TẬP 2
9x ử LÝ CHẤT THẲI HỮU c ơ
NHÀ XUẤT BẢN DẠI HỌC QUỐC GIA
TP HỒ CHÍ MINH - 2003
MỤC LỤC
LỜ I GIỚI TH IỆ U 5
LỜI N Ó I ĐẦU 7
Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1 Quản lý và xử lý chất thải rắn trên th ế giới 9 1.2 Quản iý và xử lý chất thầi hừu cơ ở Việt Nam 14 Chương 2 THÀNH PHẨN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI
2.1 Nguồn phát sinh chất thải hừu cơ 19
2-2.1 Châ't thái hừu cơ từ quá trình sản xuâ't 20
2.2 C hât thải đô thị 23
2.2.1 T hành phần vật chất có trong chmt thải đô th ị 24
2.2.2 Khôi lượng chất thải đô thị 25
2.3 C hất thải nguy hại 28
2.3.1 C hất thải y tế (CTYT) 28
2.3.2 C hất thải rắn công nghiệp 29
2.4 Một sô' tính chất hóa học và vật lý của chất thải 30 2.4.1 Thành phần các nguyên tố hóa hoc của từng loại chất thải 30 2.4.2 Công thức hóa học tiêu biểu của
một số th àn h phần chất thải hữu cơ 31
2.4.3 Tỷ lệ C/N của một sô' chất thải 31
2.4.4 Độ ẩm trung bình của chất thải 32
2.4.5 Giá trị nhiệt năng của một sô' chất thải đô thị 33 2.4.6 Tỷ trọng của một số chất thải trong chất thải đô thị 34 Chương 3 HỆ SINH THÁI VÀ QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI
CHẤT THẢI ĐÔ THỊ
3.1 Nguồn nhiễm sinh vật trong chất thải đô thị 35
3.2 Tính đa dạng sinh học trong chất thải dô thị 37
3.3 Sự chuyển hóa vật chất trong chất thải đô thị 38
3.3.1 Sự chuyển hóa carbon trong chất thải 38
3.3.2 Sự chuyển hóa nitơ trong chất thải 58
I 3.4 Sự chuyển hóa các chất lưu huỳnh, phospho
và sắ t trong chất thải đô thị 71
3.4.1 Sự chuyển hóa lưu huỳnh 71
3.4.2 Sự chuyển hóa phospho 74
3.4.3 Chuyển hóa sắ t 76
3-5.1 Sự biến đổi các chất thải hữu cơ th àn h mùn 78
3.5.2 Bản chât hóa học của mùn 79
3.5.3 Vai trò cellulose trong sự tạo th à n h mùn . • 80 3.5.4 Vai trò của hemicellulose trong sự tạo th àn h mùn 81 3.5.5 Vai trò của lignin trong sự hình th àn h mùn 81 3.6 Sự chuyển hóa các chất thải hữli cơ bởi các sinh vật khác 83 Chương 4 XỬ LÝ CHẤT THẢI SINH HOẠT TỪ NGUỒN TH ựC VẬT
VÀ ĐỘNG VẬT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
4.1 Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời 84
4.2 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh 86
4.2.1 N hững loại châ't th ả i xử lý theo phương pháp
chôn lâ p hợp vệ sin h 88
4.2.2 Lựa chọn địa điểm bãi chôn rác 89
4.2.3 T hiết k ế bãi chôn lấp chất th ải hợp vệ sinh 93 4.2.4 Quản lý và xử lý nước rò rỉ của bãi chôn lấp chất th ả i 95
4.2.5 Xử lý khí th ả i từ bãi chôn lâ'p 102
4.3 Phương pháp ủ chất th ải 109
4.3.1 Giới thiệu chung 109
4.3.2 Các quá trin h sinh học cơ bản xảy ra khi ủ chất th ải 112
4.3.3 Các phương pháp ủ chất th ải đô thị 121 Chương 5 x ử LÝ PHÂN GIA s ú c VÀ PHÂN HAM c ầ u 5.1 T hành phần và tính chất phân gia súc và phân hầm cầu 142 5.1.1 T h à n h p h ầ n và tín h ch ất châ't th ả i gia súc 142 5.1.2 T h àn h p h ần và tín h chất của phân hầm cầu 143 5.2 Các phương pháp xử lý phân gia súc và phân hầm cầu 145 5.2.1 Công nghệ sả n xu ất p h ân hữu cơ 145
5.2.2 Kỹ th u ậ t sả n xuâ't sin h khôi giun đ ấ t từ phân gia súc 153
5.2.3 Kỹ th u ậ t s ả n xuất khí sinh học 157
5.2.4 Sản xuất sinh khối tảo và làm sạch môi trường 183 C hương Ổ XỬ LÝ CÁC CHẤT THẢI HỮU c ơ CÔNG NGHIỆP
6.1 Công nghệ xử lý ch ất th ải nhà máy đường 195
6.1.1 Các chất th ả i nh à máy đường ' 195
6.1.2 Công nghệ xử lý chất th ải nhà máy đường 198
6.2 Công nghệ xử lý chất thải nhà máy sản xuất cồn 215
6.2.1 Công nghệ xử ỉý chất thải nhà máy sản xuất cồn từ m ật rỉ 215 6.2.2 Công nghệ xử lý bã thải nhà máy sản xuất cồn từ nguồn tinh bột 220 6.3 t ô n g nghệ xử lý chết thải nhà máy sản xuất bia 226
6.3.1 P hế liệu trong công nghệ sản xuất bia 227 6.3.2 Công nghệ xử lý chất thải hữti cơ nhà máy sản xuất bia 231 6.4 Công nghệ xử lý chất thải nhà máy chế biến rau quả 239 6.4.1 Sử dụng CTNM chế biến rau quả để
sản xuất thực phẩm gia súc 240
6.4.2 Xử lý chồi dứa để sản xuất enzym bromelin 243
6.5 Xử lý bã táo, chanh, cam từ các nhà máy s x nước quả 245
6.5.1 Sản xuât pectin 245
6.5.2 Xử lý bà táo để sản xuất enzym pectinase 246
6.6 Công nghệ xử lý chất thải nhà máy thủy sản 246
6.6.1 Xử lý vỏ tôm, đầu tôm để sản xuất chitin và chitozan 248
6.6.2 Công nghệ sản xuất chitin 250
6.6.3 Công nghệ sản xuất chitozan 251
6.6.4 Xử lý phế liệu nhà máy chế biến cá 254
Chương 7 TÁCH KIM LOẠI NẶNG BANG VI SINH VẬT
7.1 Vi sinh vật tham gia chuyển hóa các hợp chất kim loại 258
7.2 Cơ chế chuyển hóa 259
7.3 Những ưu điếm khi tách kim loại bằng v s v 260
7.4 Phương pháp tách kim loại bằng công nghệ sinh học 260
7.5 Làm giàu kim loại từ chất thải 262
Chương 8 XỬ LÝ BỪN THẢI BẰNG CỔNG NGHỆ VI SINH
8.1 Giới thiệu chung 265
8.2 Các phương pháp xử lý bùn thải 266
8.2.1 Phương pháp làm táng hàm lượng chất khô của bùn thải 266
8.2.2 Phương pháp làm ổn định thành phần bùn th ải 267
8.3 P hân hủy bùn thải 271
8.3.1 P hàn hủy bùn thải trong đất trồng 271
8.3.2 P hân hủy bùn thải ở biển 273
8.3.3 Đốt bùn thải 273
8.4 Tiệt trùng fflin thải 273
8.4.1 Pasteur hóa bùn thải 273
8.4.2 Xử lý bằng nhiệt độ cao 274
L Ờ I N Ó I Đ Á U
Cùng với sự tăng dân số và tăng trưởng kinh tế, các chất thài công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt ngày càng nhiều và gây ra những hậu quả xẩu đến môi trường, nhất là môi trường dô thị.
Sự gia tăng các chất thải đã vượt quả giới hạn tự lầm sạch của thỉên nliiễn, do đó chính loài người đă tạo ra hiện tượng bất bình thường của thiẽn nhiên, loài người phải tìm cách trả ỉại sự trong sạch vốn có của thiên nhiên.
Cuốn “CÔNG NGHỆ SIN H HỌC MÔI TRƯỜNG TẬP 2 ” được biên soạn trên cơ sở tập hợp các phương pháp xử lý chất thải trong và ngoài nước, nhầm cung cấp các kiến thức cơ bản về kỹ thuật xử lý các chất thải hữu cơ và một số loại chất khoáng cho sinh viễn ngành công nghệ sinh học, kỹ thuật môi trường, các cán bộ khoa học có liên quan. Cuốn sách này do:
Nguyễn Đức Lượng làm chủ biến và bièn soạn các chương ỉ, 3, 4, 5, 6, 7\ 8. Nguyền Thị Thùy Dương biên soạn chưartg 2.
Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp. Chúng tôi chân thành cám ơn tất cả các sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh và GS TSK H Lè Huy Bá về nhừng giúp đờ có hiệu quả.
Trong cuốn sách này chúng tôi không đi sâu vào các phương pháp cơ học hay hóa lý mà chí tập trung vào các phương pháp sinh học, Do đó, rất có th ể sẽ không đáp ứng tất cả yêu cầu của bạn đọc. Chúng tôi mong nhận được nhừng gỏp ỷ chân thành củu các bạn.
Mọi góp ỷ xin gửi về: Bộ môn Công nghệ sinh học trường Đại học Bách khoa “ Đại học Quốc gia TP.HCM, 268 Lý Thường Kiệt QlO.
Tel: 863934ỉ; 0913742766
Chủ biên
MỞ ĐẦU
Chương 1
1.1 QUÂN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THÀI RAN TRÊN THẾ GIỚI
Cùng với sự phát triển của loài người, các chất th ải rắn (CTR) (chất th ải rắn hữu cơ (CTRHC), các chất thải rắ n vô cơ (CTRVC) và các chất ' . thải độc hại (CTĐH) ngày càng nhiều. Thành phần và sô' lượng các CTR phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản:
- Sự tăn g dân sô"
- Sự ph át triển m ạnh của các ngành kinh tế.
Dân số càng tâng, nhu cầu sinh hoạt càng tăng, theo dó lượng các chất thải do con người gây ra ngày càng nhiều. Để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của xã hội loài người, thì các phương thức sản xuất cũng đòi hỏi phải ngày càng hoàn thiện, và các sản phẩm cho sản xuất và tiêu dùng ngày càng'đa dạng, đi theo nó cũng sản sinh hàng loạt các chất thải.
Việc quản lý và xử lý chất thải trên phạm vi toàn th ế giới chỉ mới được quan tâm đúng mức bắt đầu nám* 1930. Trước đó, do nhiều lý do việc quản lý và xử lý chất thải vẫn mang tính tự phát, và chưa có những văn bản chinh thức mang tín h pháp quy cho việc quản lý và xử lý CTR. Sau chiến tra n h th ế giới lần thứ n h ất, r ấ t nhiều quốc gia trê n th ế giới bắt đầu hồi phục dần dần nền kỉnh tế của họ và có m ầm mông của cuộc chạy đua cho cuộc chiến tra n h mới. Từ đó xuất hiện hàng loạt các CTR độc hại và b ắ t đầu có dấu hiệu gây độc hại cho sự sống của trá i đ ất (xem bảng 1.1).
Bàng 1.1 Lượng chất thải hữu cơ trên thể giới (triệu tấn/năm), số liệu 2001 stt Loại chất thàỉ Số ItlỢng 1 Chất thải nống nghiệp 1200,0 2 Đùnthâi 650.0 3 Rác sinh hoạt 400,0 4 Rác vườn, rửng 690,0 5 Chất thải công nghiệp ỉhực phẩm 420,0
10 Chương 1
Từ 1930 đến nay, công việc quản lý và xử lý CTR được các nhà khoa học trê n th ế giới chia ra làm ba giai đoạn ph át triển.
1- T h ờ i k ỳ 1930 - 1940
Đặc điểm chủ yếu của giai đoạn này là bắt đầu có những quan tâm và những kỷ th u ật đơn giản trong quản lý và xử lý CTR. Có thể các CTR được th ả i ra từ các nhà máy, trạ i chăn nuôi, từ sinh hoạt của dân thành thị chưa th ậ t sự gây ản h hưởng xấu đến môi trường, nên trong giai đoạn này việc xử lý CTR chỉ ở mức độ thấp.
Cuối những năm 30 của th ế kỷ trước cũng đã xuất hiện nhừng nghiên cứu, và ứng dụng các hoạt động sống của vi sinh vật vào kỳ thuật xử lý các CTR như: Addams (1941); Carlyle (1941); Howard (1935); W aksman (1939). Các tác giả đã tiến hành cả hai quá trìn h yếm khí và hiếu khí, và đã đưa ra được những kết luận cơ bản khi so sánh hai phương pháp này. Carlyle (1941); Hyde (1932); Hyde (1933) đều đưa ra được những công nghệ đơn giản trong việc xử lý các CTRHC. Ngoài ra, Beccari (1922), Hyde (1933) cũng đã đưa ra nhừng tác động riêng của vi sinh vật ưa nóng và ưa ấm trong quá trình chuyển hóa vật châ't hữu cơ.
2- T h ờ i k ỳ 1940 - I960
Thời kỳ này có một thời gian gián đoạn do chiến tran h th ế giới lần thứ hai. Sau chiến tra n h th ế giới lần thứ hai, công nghiệp lên men kháng sinh, axit amin, cồn, rượu bia, đồ hộp đông lạnh, rau quả, th ịt cá, công nghiệp giâ'ỳ, bao bì, bánh kẹo, công nghiệp khai thác, chế biến dầu p h á t triể n râ't m ạnh, do đó đã tạo ra lượng CT công nghiệp râ't lớn ở nhiều quôc gia, trong đó lượng CT từ công nghiệp chế biến thực phẩm, CT sinh hoạt và đặc b iệt là CT plastic chiếm tỷ lệ r ấ t lớn. Golueke (1953) cho rằng, chính sự p h á t triể n quá nhanh của các ngành sản xuất, đã tạo ra động lực cho khoa học và công nghệ xử lý CTR trong giai đoạn này p h át tri ổ’II m ạnh, mà đặc biệt là hiện tượng ô nhiễm đô thị do rác sinh hoạt gây ra. Peaison (1952) và các đồng nghiệp cũng đã xây đựng nên công nghệ quản lý chất th ả i (waste management technology). Từ đó xua't hiện h àn g loạt nhừng phương tiện cơ giới trong vận chuyển, thu gom, tồn trữ và xử lý CTR.
Mở đ ầ u 11
3- G ia i đ o ạ n t ừ 1970 đ ế n n a y
Kể từ năm 1970, nhiều nước trê n th ế giới đá xây dựng chiến lược quản lý CTR, và r ấ t nhiều quôc gia đă xây dựng dược nhiều bộ luật môi trường, trong đó có những bộ luật về quản lý và xử lý CTR. Ngay trong th u ật ngữ chuyên môn cũng đã được thay đổi, người ta không còn dùng thuật ngữ kỹ thuật vệ sink (sanitary engineering) nữa mà dùng th u ật ngữ kỳ thuật mồi trường (enviromental engineering), Chính sự thay đổi rấ t m ạnh về nhận thức như vậy đã thúc đẩy khoa học và công nghệ môi trường ph át triển r ấ t m ạnh trong giai đoạn này. Một loạt những phương pháp xử lý CTR riêng biệt đã được xây dựng và ứng dụng th à n h công trong thực tế. Những kỹ th u ật này không chỉ nhắm vào kỹ th u ật phân hủy chất th ải mà còn nhắm vào mục đích tá i sử dụng các chất thải.
Trong giai đoạn này xuất hiện một loạt các công ty đa quốc gia về xử lý CTRHC. Có rấ t nhiều công ty chuyên sản xuất những th iế t bị phục vụ cho xử lý, không chỉ sử dụng trong nước mầ còn xuất khẩu sang nhiều nước khác. Trong đó công nghệ ủ chất thải để tạo ra phân bón hữu cơ được p h át triển r ấ t m ạnh, trong công nghệ này người ta không chỉ chú ý đến máy móc và th iế t bị mà còn nghiên cứu rấ t kỹ ảnh hưởng của các loài vi sinh vật, ảnh hưởng của oxy, mức độ chuyển hóa tự nhiên và nhân tạo. Trong những công trình nghiên cứu theo hướng này, đáng chú ý nhất là các công trìn h của các tác giả như Golueke (1977); Haug (1980); Stone (1975); Diaz (1993).
Sau đó, do sô" lượng các chất th ả i ngày càng nhiều, th à n h phần các ch ất th ả i ngày càng phức tạp, nên đã xuất hiện một loạt những công nghệ xử lý hợp vệ sinh như: đô"t chất thải, chôn lấp hợp vệ sinh chất th ải, sản xuất khí sinh học từ chất thải... Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một công nghệ nào th ậ t sự hoàn chỉnh, công việc tìm kiếm các giải pháp công nghệ vần đang được tiếp tục. Một loạt những vấn đề mới nảy sinh như ô nhiễm không khí do khí th ả i từ các băi rác, hố chôn lấp rác, nước rò rỉ từ rác làm ô nhiễm đ ấ t và nguồn nước vẫn là những vấn đề rấ t khó giải quyết triệ t để. Một trong những khó k h ăn lớn làm hạn chế sự chuyển giao công nghệ xử lý các chất th ả i hữu cơ từ nước này sang nước khác là điều kiện khí hậu khác nhau thường gây ra sự khác biệt r ấ t lớn về thông số kỹ th u ậ t trong khi ủ ch ất thải. Do đó, việc nghiên cứu những công nghệ thích hợp riêng cho từng vùng hoặc từng quốc gia là việc làm cần thiết.
12 Chương 1
Riêng trong lĩnh vực ủ chất th ải (composting), hiện có hai hướng rấ t được quan tâm :
Hướng thứ nhất: Người ta sử dụng khu hệ vi sinh v ật tự nhiên có trong khôi ủ, đồng thời tác động vào khối ủ bằng không khí (nếu ủ hiếu khí) và bằng các chất kích thích sự sinh trưởng và trao dổi ch ất của vi sinh v ật tự nhiên trong khối ủ đó. Khi được kích hoạt bằn g hai yếu tố đó, vi sinh vật sẽ p h át triể n r ấ t m ạnh và đủ số lượng để chuyển hóa khối lượng cơ chất lớn hơn hàng ngàn lần so với khối ỉượng cơ th ể nó. Hướng nghiên cứu và triể n khai này đang được thực hiện khá th à n h công ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ.
Hưởng th ứ hai: Người ta sản xuât ra những chế phẩm vi sinh vật chuyên chuyển hóa một, hoặc vài chất đại diện n h ấ t trong chất thải. Khi tiến h àn h xử Ịý, người ta đưa thêm các chế phẩm vào khối ủ. Các chế phẩm này sẽ tác động như một yếu tô' chủ yếu để chuyển hóa vật chất trong khôi ủ. Những ứng dụng trê n mở ra khả năng làm giảm thời gian phân giải hợp ch ất hữu cơ, tăn g khả năng phân giải, theo đó giá trị kinh tế sẽ cao hơn.
Ngoài những hướng xử lý trên, các nhà khoa học trê n th ế giới cũng đã đưa ra những vấn đề quan trọng trong quản lý CTR. Theo đó có ba vấn đề mang tín h chất định hướng cho mọi quốc gia, mọi ngành nghề khỉ tiến hành th iết kế, vận hành một nhà máy có liên quan đến quản lý chất thải,
ơ- Tái sừ dụ n g ch ấ t th à i (waste reuse)
Ngay từ khi th iế t k ế quy trìn h công nghệ, ta ph ải đ ặ t vấn đề là châ't th ả i được tạo ra từ quá trìn h công nghệ n ày có th ể tá i sử dụng các c h ấ t th ả i của nó hay không? Vỉ d ụ , t h i ế t k ế n h à m áy sả n xuất bao bì sao cho s ả n phẩm của nố có th ể sử dụng được n h iều lần , vừa giảm giá th à n h s ả n phẩm , vừa giảm được lượng p h ế th ả i bao bì.
6- Quay vòng chất thải (recycling) hay tái c h ế ch ấ t th ả i
Quay vòng sử dụng hay tái chế chất th ải là biến đổi tín h chất của chất th ả i đó để chúng không còn là chất th ả ỉy m à được coi như một ỉoại nguyên liệu cho m ột quá trìn h công nghệ nào đổ. K et quả là, ta vừa loại được chất th ả i Vừa tạo ra được sản phẩm cho xã hội, làm tân g thu nhập cho nhà máy hay cơ sở sản xuất.
Mở đ ẩ u 13
Do ngày càng khan hiếm nguyên liệu cho quá trìn h sản xuât, ý thức bảo vệ môi trường ngày m ột cao ở nhiều cộng đồng dân cư nên việc tá i chế ch ất th ả i đă được thực hiện ngày m ột tự giác hơn. Xu hướng này được xác đỉnh như nội dung của chương trìn h môi trường to àn cầu: sả n xuất sạch hơn.
c- Giảm thiều chất thải (reduce)
Giảm thiểu chất thải ở các khu dân cư hay các cơ sở sản xuất cố liên quan không chỉ đến công nghệ mà còn liên quan đến quản lý, cả ở cấp vĩ mô lẫn cấp vi mô. Nhiều khi chính quyền chỉ cần đưa ra một bộ luật hay m ột quy định nào đó (cũng có thể một chế độ, chính sách khuyến khích nào đó), cũng làm giảm ỉượng chất thải vào môi trường với khối lượng r ấ t lớn. Liên quan đến công nghệ để làm giảm thiểu chất th ả i bao gồm cả vấn đề tá i sử dụng chất thải và tá i chế chất thải.
Như vậy, ba vấn đề trê n phải dược thực hiện đồng bộ. Từ những năm đầu của th ập niên 90 của th ế kỷ trước, những vấn đề trê n được triển k h á i, k h á cầm-rỘL ở. nhiều nước trên th ế giới. Nhờ đó, các chất thải ở nhiều đô thị, khu công nghiệp, và các nhà máy được giảm đáng kể. Nhiều quốc gia cho đây như là một trong những nội dung cơ bản của quản lý môi trường, họ gọi ỉà nguyên lý 3R (chữ đầu tiên của các từ Reuse, Reduce, Recycling). Nguyên lý 3R không chỉ đòi hỏi sự hiểu biết của các nhà quản lý m à đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về mọi kiến thức liên quan đến môi trường của các nh à kỹ thuật.
T rên th ế giới có nhiều cách quản ỉý môi trường khác nhau. Sự khác nhan này phụ thuộc vào điều kiện cụ th ể của mỗi nước, khả nâng tà i chính và trìn h độ quản lý của quốc gia đó. Nhìn chung, toàn bộ hệ thống quản ỉý ch ất th ả i rắ n theo quy trìn h chung như hình 1.1.
Nguổn phát sỉnh chát thải rắn
Phân loại tại nguổn
Thu gom và vận chuyển
I— Tiếu hủy
14 Chương 1
Về tổ chức hành chính trong quản lý CTR ở các nước thường không có khác nhau nhiều, mà sự khác biệt chính là ở kỳ th u ật xử lý châ't thải rắn. Sự khác biệt trong lĩnh vực này chủ yếu ở mức độ kỹ thuật xử ]ý, khả năng quản lý, và dự báo những phát sinh kỹ thuật. Sự khác biệt này còn phụ thuộc vào nguồn các CTR, th àn h phần CTR vă điều kiện tự nhiên của từng quốc gia. Ví d ụ , ở các nước phát triển, chất th ải sinh hoạt có th à n h phần hóa học và vật lý r ấ t khác với chất thải sinh hoạt của các nước đang ph át triển. Trong đó, hàm ỉượng các CTHC thường chiếm một tv lệ không nhiều (khoảng 32 - 40%). Ở các nước đang ph át triển, chất thải không lên men được chiếm khôi lượng nhiều hơn so với các nước đang p h át triển. Do đ6 ở các nước p h át triển, phương pháp ủ (composting) không được sử dụng hoặc sử dụng rấ t ít. Ở những nước có sử đụng phương pháp ủ cũng chỉ chiếm chưa dấn 10% tổng lượng chất th ải quản lý và thu gom được. Trong khi đó, ở các nước chậm p h át triển thì hầu hết các CTHC có khả năng lên men đều đứợc ủ để sản xuất phân hữu cơ dùng cho nông nghiệp.
Điểm khác biệt về m ặt chất thải là:
- Ở các nước ph át triển, các chất thải hữu cơ có khả năng lên men thường chiếm m ột tỷ lệ không cao, ở các nước này người ta thường chọn phương pháp đốt hoặc chôn lấp.
- Ở các nước đang p h át triển, các chất thải hữu cơ có khả năng lên men chiếm m ột tỉ lệ r ấ t cao và do chúng có dộ ẩm trê n 80%, không thích hợp cho việc lựa chọn phương pháp đốt, cho nên người ta thường chọn phương pháp lên men và chôn lấp.
1.2 QUÀN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU cơ ở VIỆT NAM
Việt Nam chưa phải là nước có ngành công nghiệp th ậ t m ạnh nên chất th ả i công nghiệp cũng chưa nhiều. Nền kinh tế vẫn dựa chủ yếu vào sự p h át triể n nông nghiệp. Cơ cấu kinh tế đang ngày càng thay đổi, nên th àn h phần và tín h chất của chất thải cũng thay đổi theo. Một số đặc điểm cơ bản của chất th ả i ở Việt Nam như sau.
Đặc điểm thứ nhất: C hất thải sinh hoạt (CTSH) (còn gọi là rác sinh hoạt) ở Việt Nam chiếm tỷ lệ lớn nhất. Đây cũng là đặc điểm chung cho nhiều quốc gia đang p h át triển. Trong các loại CTSH, thì các loại chất thải từ nguồn thực v ật chiếm số ỉượng nhiều hơn cả. Từ đặc điểm này, các
Mở đ ầ u 15
nhồ kỷ th u ật nghĩ ngay đến khả năng tái chế chất th ải làm phân bón. Phương pháp tá i chế đơn giản n h ất để làm phân bón là tiến hành ủ chất th ải hữu cơ.
Đặc điểm thứ hai: C hất th ải hữu cơ (CTHC) ở Việt Nam có nguồn gô'c chủ yếu từ thực v ật nên chúng có hàm ỉượng nước r ấ t cao, chúng lại k ết hợp với các chất dỉnh dưỡng và vi sinh vật có sần trong chất thải tạo nên hiện tượng thôi rữa nhánh, và gây ra hiện tượng ô nhiềm đâ't, nước và không khí T ấ t nghiêm trọng. Đặc điểm này đòi hỏi khi tiến
h àn h iựa chọn phương pháp xử lý phải đảm bảo xử lý triệ t để khả năng ô nhiễm của CTHC.
Đặc điểm thứ ba: Chất thải ở Việt Nam không được phân loại tại nguồn. Do đó, trong chất thải ở khu tập trung cũng như tạ i địa điểm tiến hành xử lý thường chứa cả những vật liệu dễ tạo ra phân bón, chứa cả kim loại, các chất dộc hại và cả ví sinh vật gây bệnh. Ngoài ra, trong chất th ải này còn chứa cả các chất thải từ xây dựng và cả chất th ải từ nhiều nhà máy khác nhau. Đặc điểm này gây ra nhiều khó khăn trong quá trìn h xử lý và quản ìý chất thải. Trong ba đặc điểm đã trìn h bày trên, đặc điểm thứ ba là đặc điểm cần phải lưụ ý và phải được gỉải quyết trước tiên bằng những quy chế bắt buộc trong quản lý chất thải.
N hìn lại quá trìn h hình th à n h và vận h àn h hệ thống quản lý ch ất th ả i của V iệt Nam, có th ể chia ra ba giai đoạn.
i- G iai đ o ạ n trư ớ c n ă m 1980
Việc xử lý chất th ả i trong giai đoạn này vẫn m ang tín h tự phát, chưa có quy hoạch và thiếu hệ thông văn bản pháp lý. Ở các th à n h phô', tuy có hệ thông quản lý môi trường nhitag ho ạt động hoàn toàn không hiệu quả vì vừa thiếu những văn bản pháp lý, mà nhiệm vụ dược giao cũng không rõ ràng. Do vậy các chất th ả i được thu gom, vận chuyển và đổ tập trung vào bâ't kỳ địa điểm nào cổ th ể đổ được. Hậu quả là ở các th à n h phố, các bãi đổ rác, vừa quá tải, vừa không hợp vệ sinh, vừa không đúng quy trìn h công nghệ, ở vùng nông thôn, vùng ngoại ô các th à n h phố, nông dân tự tạo ra những đống rác ủ để làm p h ân bón. Cách làm tự phát, thiếu quy hoạch, và không khoa học này tạo ra hiện tượng m ất vệ sinh nghiêm trọng do thời gian phán hủy thường kéo dài từ 6 thán g đến 8 tháng.
16 Chương 1
Ở giai đoạn này, nước ta đã đào tạo trong nước và gửi đi đào tạo ở nước ngoài r ấ t nhiều cán bộ về quản lý, và kỹ th u ật môi trường. Đây là giai đoạn chuẩn bị cần th ỉế t cho giai đoạn sau, m à đã được Nhà nước ta đầu tư cho lĩnh vực môi trường. Có th ể nói tóm tắ t, giai đoạn trước năm 1980 ỉà giai đoạn tiếp cận với phương pháp quản ỉý và kỹ th u ật môỉ trường. Ngay cả trong các trường đại học, chỉ có trường Đại học Xây dựng mới có đào tạo bài bản về cap th o át nước. Đại học Tổng hợp đào tạo về sinh học. Các ngành này có liên quan đến môi trường chứ chưa phải ỉà ngành môi trường chuyên sâu. Sau khi được đào tạo, nhiều cán bộ quản lý và kỹ th u ật môi trường về các trường đại học, các sở khoa học công nghệ mới hình th à n h nên những bộ phận chuyên sâu.
2 - G iai đ o ạ n t ừ n ă m 1980 -1 9 9 0
Đây là giai đoạn chuyển b iến m ạnh về n h ậ n thức và tể chức về môi trường ở V iệt Nam. T ại nhiều trường đại học đã cò giáo trìn h chuyên về quản ỉý và kỹ th u ậ t môi trường để đào tạ o những chuyên gia chuyên n g àn h môi trường. Chúng ta cũng đă cố những cuộc hội th ả o quy mô vừng, quốc gia, và quốc t ế về môi trường. Ở các địa phương, tạ i các sở Khoa học và Công nghệ đã h ìn h th à n h các tố chức chuyên lo về môi trường.
Liên quan đến kỹ th u ật xử lý CTHC (hay rác sinh hoạt), tạ i th à n h phố Hồ Chí M inh có ỉắp đ ặ t một hệ thống xử ỉý rác sinh hoạt khá hiện đại từ Đan Mạch (hãng Dano). Đ&y là hệ thống xử lý rác tự động do Đan * Mạch tà i trợ không hoàn lại. Hệ thống này ho ạt động r ấ t tốt, và đây
cũng ià bước đầu tiê n V iệt Nam được tiếp cận với công nghệ xử lý rác tiên tiến trê n th ế giới. Tuy nhiên trong thời kỳ này, ngoài th àn h phố Hồ Chí M inh ra, vẫn chưa có một địa phương nào tiến h àn h xây dựng cơ sở hay xí nghiệp xử lý chất th ả i rắn.
Trong giai đoạn này, về phía Nhà nước, mới chỉ ban hành một văn bản duy n h ấ t là: “Tiêu chuẩn Việt Nam về phồn loại những hợp chất độc hại và yêu cầu an toàn* TCVN - 3164 - 1979 vào ngày 01 - 01 - 1981.
3- G ia i đ o ạ n từ n ă m 1990 đ ến n ay
Đây là giai đoạn chuyển biến rấ t m ạnh cả về tổ chức lẫn phương thức quản lý. Tại các trường đại học, hàng loạt các khoa về quản lý và kỹ th u ậ t mòi trường ra đời, nhằm đào tạo nhỉều chuyên gia về quản lý và kỹ th u ậ t môi trưởng. Các giáo trìn h đã được biên soạn để phục vụ kịp thời cho nội dung đào tạo.
Mở đ ầ u 17
Tại các tỉnh, các sở Khoa học và Công nghệ được đổi th àn h sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường, trong đó có bộ phận quản lý môi trường đủ m ạnh để chuyên lo về lĩnh vực môi trường.. Năm 2002, hệ thông tổ chức lại được cũng cô" thêm một bước: Bộ Tài nguyên - Môi trường được thành lập và theo đó các tỉnh và thành phô' cũng th àn h lập các sở tài nguyên và môi trường. Như vậy, sự thay đổi về tổ chức đã tạo ra một cơ chế tổ chức đủ mạnh để thúc đẩy lĩnh vực môi trường p h át triển.
Bên cạnh đó, một loạt những văn bản pháp lý cũng được N hà nước ban hành như:
Năm 1991
- Luật bảo vệ sức khỏe cộng đồng
- Tiêu chuẩn Việt Nam về hóa chất nguy hiểm. N ăm 1994
- Luật bảo vệ môi trường. Chủ tịch nước ký sắc lệnh bail hành sô" 29-L/CTN ngày 10 1-1994.
- Nghị định sô" 175 của Chính phủ hướng dẫn thi hành Luật bảo vệ môi trường, ban hành ngày 18-10-1994.
N ăm Ĩ996
- Thông tư SCI 2781/TT-KCM, ngày 3-12-1996 của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường hướng dẫn quy trìn h cấp và gia hạn giấy phép về bảo vệ môi trường cho các xí nghiệp.
- Thông tư số 2891/KCM-TM ngày 19-12-1996 của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường về việc áp dụng TCVN về môi trường.
N ăm 1997
- Thông tư sô' 01 TT/CN-KCM ngày 28-2-1997 của Bộ Khoa học, Công nghệ và môi trường hướng dẫn th i h àn h Nghị định của Chính phủ về sả n xuất và sử dụng DBSA trong công nghiệp ch ất tẩ y rửa tổng hợp.
- Chỉ th ị số 199-TT ngày 3-4-1997 của Thủ tướng Chính phủ về những biện pháp khẩn cấp để quản lý chất th ải rắ n ở khu công nghiệp và đô thị.
- Hướng dẫn số 513/VP ngày 6-3-1997 của Bộ Khoa học, Công nghệ yà Môi trường về th an h tra môi trường diện rộng.
Năm 1998
- Thông tư sô" 490/1998 TT-BKHCNMT ngày 29-4-1998 của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường hướng dẫn th ẩm định, báo cáo đánh giá tác động môi trường đối với các dự án đầu tư.
18 Chương 1
N ăm 1999
- Quy chế quản lý chất thải nguy hại, ban h àn h kèm theo Quyết định 155/1999/QĐ. TTg, ngày 16-7-1999 của Thủ tướng Chính phủ.
- Quy chê quản lý chất thải y tế.
- Tiêu chuẩn cho phép khí th ải lò đốt y tế TCVN. 6560-1999. N ăm 2000
- TCVN. 6696-2000 về chất th ải rắn, bãi chôn lấp hợp vệ sinh, yêu cầu chung về bảo vệ môi trường.
- Văn bản hướng dẫn thực hiện bảo vệ môi trường trong quản lý, phát triể n đô th ị nông thôn và đầu tư xây dựng.
T ất cả những văn bản pháp lý trên và những thay đổi về tổ chức đều nhằm vào mục đích:
- Thu gom, vận chuyển toàn bộ châ't th ải ở nhà máy, khu dân cư, khu sinh hoạt, vui chơi, giải trí.
- Xử lý chất th ả i có hiệu quả về kỹ thuật và kinh phí, phù hợp với đỉều kiện và kh ả năng.
- D ần dần đưa công nghệ tiên tiến của th ế giới vào Việt Nam.
- Ế)ào tạo m ột đội ngũ cán bộ kỹ thuật dủ khả năng quản lý và xử lý chất th ả i để bảo vệ môi trường bền vững, sạch và đẹp.
Nhờ cổ những văn b ản pháp lý và những vãn bản hướng d ần cụ th ể , đã giúp cho nhiều nơi trê n to àn quốc có th ể tự tiế n h à n h xây dựng cơ sở xử lý ch ất th ả i, trong đổ các tỉn h , th à n h dang thực h iệ n ở cấp dự á n xử lý như H à Nội, TP Hồ Chí M inh, Huế, N inh Thuận, Việt Trì... M ột sô' TP còn n h ậ n được £ự giúp đỡ của nước ngoài cả về kỹ th u ậ t và tà i chính (Hà Nội, Huế...), một sô' tự đầu tư tà i chính và tự th iế t kế, xây dựng (N inh Thuận, V iệt Trì, Bà Rịa - Vũng Tàu). Tuy n h iên , những địa phương đang thực hiện những dự án về xử lý ch ất th ả i cùng mới giải quyết được một lượng châ't th ả i không lớn lắm so với tổ n g lượng châ't th ả i quản lý và thu gom được. P h ầ n lớn ch at th ả i còn lạ i chủ yếu là đem chôn lâ'p. M ột sô" địa phương như Hà Nội, TP Hồ Chí M inh, H à Tây có áp dụng kỹ th u ậ t chôn lấp hợp vệ sinh nhưng chưa h o àn to àn t r i ệ t để. N hững tác động môi trường do nước rò rĩ, khí th o á t ra từ những bãi chôn lấp này vẫn chưa có biện pháp quản lý và xử lý t r i ệ t để. Còn r ấ t nhiều địa phương vẫn chưa có công nghệ phù hợp, các địa phương này vẫn áp dụng bái đổ lộ th iên , gây ra những hậu quả r ấ t xấu cho môi trường.
Chương 2
THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI
C h ất th ả i là bao gồm toàn bộ các loại v ật ch ất không sử dụng nữa được con người th ả i ra môi trường. Các ch ât th ả i này được tạo ra trong quá trìn h sả n xuâ't, trong các hoạt động sông của loài người.
C hất th ải rắ n hữu cơ (CTRHC) là nhừng chất th ải có bản chất hữu cơ, và bị loại bỏ trong quá trìn h sản xuất. Các CTRHC có thể có nguồn gốc là thực vật, động vật, các hợp chất carbua hydro hay cả bùn cặn thải ra sau khi xử lý nước thải, Mỗi loại CTRHC có th àn h phần và tín h chất rấ t khác nhau.
2.1 NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI HỮU Cơ
Các chất thải hữu cơ (CTHC) hiện nay rấ t lớn. Chúng đượp tạo ra bởi các nguồn sau:
CTHC được tạ o r a tro n g q u ả tr ìn h s in h h o ạ t c ủ a lo à i người Bản chất sự sông là quá trìn h sinh sản, phát triể n và trao đổi vật chất với môi trường xung quanh. Sự trao đổi vật chất với môi trường xung quanh nhằm duy trì quá trình ph át triển và sinh sản. Quá trin h này luôn luôn nhận từ môi trường bên ngoài vật chất và năng lượng, đồng thời thải ra môi trường xung quanh những vật chất và năng lượng mà tế bào hay cơ th ể sống không cần. Để duy trì được các quá trìn h trao đổi vật chất, mọi sinh vật phải tiến hành một quá trìn h biến đổi vật chất từ trạng th ái không phù hợp đến trạn g th ái phù hợp với từng cá thể, từng loài. Các biến đổi vật chất trong thiên nhiên nhờ hoạt động sống của sinh vật được coi như những khâu r ấ t quan trọng trong chuỗi chuyển hóa vật chất trong th iên nhiên. Do đó, sự chuyển hóa này không chỉ cổ ý nghĩa đối với từng cá th ể sinh vật mà còn có ý nghĩa quan trọng đối với môi trường sống.
Trong cuộc sống, mọi cá thể và các loài sinh vật bao giờ cũng có những nhu cầu, những nhu cầu này vừa phức tạp và rấ t th iế t thực. Các
20 Chương 2
vật châ't không còn phù hợp hoặc không còn đáp ứng dược nhu cầu sinh hoạt, dược bỏ đi gọi chung là chất thải. Các chất thải được tạo ra từ'quá trìn h sinh sống của dân cư được gọi chung là chất thải sinh hoạt (CTSH). C TSH baogồm :
- Chất th ẩ i (CT) tạo ra từ các nhà bếp ở các gia đình hay các nhà bếp tậ p thể, các loại CT này có bản châ't sinh vật. 'Chúng thường là những phần động v ật hay thực v ật không còn sử dụng được nữa hoặc không đáp ứng được những yêu cầu chế hiến, bảo qụản hay sử dụng ngay như nguồn thực phẩm tươi sống. Ví dụ: đầu, đuôi, vảy cá, ruột cá,
’ í
vỏ, rễ của các loại rau quả Ị>ị hư hỏng,.,, đây là những CT r ấ t dễ bị phân hủy và gây ô nhiễm không khí râ't m ạnh. Do đó, không nên lưu trữ lâu các loại chất th ả i này. Các ỉoại CT từ nh à bếp còn-có cả những chất r ấ t khó phân hủy như các loại bao ni lông, giẻ rách, các loại bao bì từ xenluloza (cellulose).
- CT từ các khu vực thương mại như chạ, siêu thị. ở chợ tự do, người ta th ải ra mồi trường chủ yếu là các CT từ nguồn thực v ật và động vật. Về m ặt.nàơ đó, th à n h phần các CT này giông như các CT từ các nhà bếp. Số lượng CT ở các khu vực chợ thường rấ t lớn và rấ t đa dạng.
2.2.1 C h ấ t t h ả ỉ h ữ u cơ t ừ q u ả t r ì n h s ả n x u ấ t
- CT từ các nh à m áy chế biến thực phẩm thường không quá phức tạ p , và chúng chỉ có m ột loại, hai hoặc ba loại, đặc trưng cho nguồn nguyên liệu của nh à m áy ho ạt động. Ví dụ, nh à m áy ch ế biến đồ hộp, rau quả chỉ có CT từ nguổn thực v ậ t mà nh à m áy sử d ụ n g ỉà m nguyên liệu. N hà m áy giết mổ gia súc chì c6 CT có nguồn động vật. N hà máy thủy sản chỉ có CT có nguồn gốc là thủy sản. Các loại CT này thường không cần p h â n loại, dễ thu gom, vận chuyển và xử lý.
- CT từ các cơ sở hay xí nghiệp thuộc da, bao gồm lông thú, các m ảnh vụn (chứa gelatinj tạo ra trong quá trìn h chế biến.
- CT từ các cơ sở chăn nuôi, chủ yếu là phân gia súc, thực phẩm gia súc thừa hoặc những chất dùng để vệ sinh chuồng, trại.
T h à n h p h ầ n , tỉn h c h ấ t c ủ a c h ấ t th ả i 21
- CT từ các nhà máy giấy và các hoạt động công nghiệp khác
Hình 2.1 Nguồn gốc phát sinh chất thải hữu cơ
C hất th ải từ sinh hoạt gọi là chất th ải sinh hoạt (CTSH), thường có đặc điểm là không đồng nhất, chúng bao gồm cả chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ khó phân hủy và cả các chất vô cơ. Đặc điểm này gây khó khăn rấ t lớn cho các quá trình xử lý sau này. Do đó, nhiều nước trên th ế giới thường phải tổ chức phân loại tại nguồn. Có một sô' nước tổ chức phân loại thành hai phần: hữu cơ và vô cơ. Lại có nhiều nước piaân loại tại nguồn thàn h ba phần: hữu cơ dễ phân hủy; hữu cơ khó phân hủy; và vô cơ.
Chất thải hữu cơ từ nguồn sản xuất (gọi là chất thải công nghiệp) đồng n h ất hơn, do đó không cần phân loại tại nguồn, hoặc nếu có thì công việc cùng rấ t đơn giản, dễ thực hiện. CTHC có nguồn gốc động vật và thực vật chiếm sô" lượng lớn n h ất trong các loại CTHC. Con đường đi của CTHC từ nguồn gốc động vật và thực vật thường xuất phát từ nông thôn về th à n h phố rồi lại từ th àn h phô' trở lại vùng nông thôn. Quá trình này được trìn h bày như hình 2.2.
22 Chương 2
--- Chất thải công nghiệp » — sản xuất công nghiệp
■■■ — Chất thải sinh hoạt * Sinh hoạt
Nông thôn L , , .•'Sản phẩm ^p. , . Nông n g h iệ p ^ ■ Thành phô 1 Nguyên liệu s --- Chất thải nông nghiệp
H ìn h 2.2 Nguồn gốc và sự chuyển vận các chất thải hữu cơ
Sự phân chia từng nguồn gốc tạo ra CTHC và con đường đi của các CTHC đó đã giúp các nhà quản lý hoạch định chiến lược giảm thiểu CTHC vào th àn h phố bằng những quy định rấ t cụ thể. Mặt khác, khi phân chia từng nguồn gốc tạo ra CTHC cũng giúp cho các nhà kỳ thuật hoạch định phương pháp tái sử dụng (reuse) hay tái chế (recycling) các CTHC.
Vi dụ: Khi ta chuyển một tấn rau từ ngoại thành (nơi sản xuất rau) vào thành phố, ta vận chuyển cả phần ăn được và phần không ăn được. Phần ăn được chiếm khoảng 60 - 80% tổng khối lượng trên, còn lại 20 - 40% là phần không án được, người dân thành phố gọi là rác. Như vậy, rác này di từ nông thôn (nguồn cung cấp) về thành phố (nơi tiêu thụ) và sau đó lại chuyển ra ngoại thành để xử lý. Theo đó, ta phải chi phí tài chính để vận chuyển từ nông thôn vào thành phố và ngược lại. Ngoài ra, điều mà ta phải trả giá lớn nhất chính là sự vô tình chuyển ô nhiễm từ nông thôn vào thành phố và lại chuyển ô nhiễm từ thành phố về nông thôn.
Ví dụ trê n đã gợi ý các nhà quản lý hoạch định chiến lược quản lý theo hướng làm giảm chất thải (reduce) ngay từ nguồn mà nó dược phát sinh ra. Ta có th ể hạn chế mở các chợ tự do mà mở nhiều siêu thị. ở chợ tự do, ta khó đưa ra những quy định về chất thải, nhưng ở siêu thị ta hoàn toàn có th ể làm được điều này. Các sản phẩm hay nguyên liệu muôn có m ặt trong các siêu thị, bắt buộc phải được sơ chế hoặc phải được làm sạch. Như vậy, người sản xuất ra nguyên liệu hay sản phẩm đó b ắt buộc phải xử lý ngay từ nguồn, rác sẽ không có con đường vào được th àn h phô'. Làm được như vậy, ta đã giảm thiểu CT vào th àn h phố. Nếu những nhà m áy (như n h à m áy ch ế biến thực phẩm ), cũng có nghĩa là các nhà m áy sẽ không ph ải chi những khoản tiền lớn cho vận chuyển và xử lý.
T h à n h p h ầ n , tín h c h ấ t c ủ a c h ấ t th ả i 23
Đồng thời, tạ i nguồn, các nhà kỳ thuật sè giúp dỡ người sản xuât biết cách tái chế CT này làm phân bón cho cây trồng, hoặc sẽ sử dụng một phần CT để chế biến thức ăn cho gia súc. Đây chỉ là một ví dụ nhỏ trong rấ t nhiều trường hợp ta có thể thực hiện tốt để CT sè ngày càng ít đi hoặc hoàn toàn biến mâ't trong sinh hoạt và sản xuất.
2.2 CHẤT THẢI ĐÔ THỊ
C hât th ải đồ thị (CTĐT) là tâ't cả những châ't không còn sử dụng vào sinh hoạt và sản xuất, mà người dân sinh sống ở các th àn h phô" th ải ra môi trường.
Như vậy, CTĐT bao gồm phần CTHC như trình bày ở trê n với CT từ các công trình xây dựng và sản xuất khác. CTĐT là hỗn hợp cả chất hữu cơ dề phân hủy, khó phân hủy, các chất vô cơ, các chất độc hại và các sinh vật có khả năng gây bệnh. CTĐT bao gồm:
- CTSH d những khu dân cư - CT khu thương mại
- CT công sở, trường học, công trình công cộng - CT công nghiệp
- CT khu xây dựng
- CT khu vui chơi, giải trí - CT độc hại bệnh viện
- CT độc hại tù rác quá trình sản xuất đặc biệt.
Ở các nước phát triển, người ta phán biệt rấ t rõ các loại châ't thẩi công nghiệp, chất th ái nông nghiệp và chất thải sinh hoạt, ở những nước này, CTĐT gần đồng nghĩa với thải sinh hoạt. Trong quản lý xã hội các nước phát triển , họ có quy hoạch ra khu công nghiệp, khu sản xua't nông nghiệp, khu vui chơi giải trí, khu hành chính sự nghiệp... do đó CT rấ t đặc trưng cho từng khu vực. Ở các nước đang phát triể n và kém p h á t triển, sự phân chia khu vực dó chưa rõ ràng nên toàn bộ CT được gộp chung lại th àn h CTĐT. ở những nước này, CTĐT thường rấ t phức tạp và có chiều hướng tăng rấ t nhanh. Tốc độ tăn g CTĐT tỷ lệ thuận với tỷ lệ tống dân số và mức độ tăn g trưởng kinh tế. Nguồn phát sinh và trạ n g thái tồn tại CTĐT được trìn h bày trong hình 2.3.
24 Chương 2 Nguổn ị phát sinh / và loại Ị chất thải/ Trạng thái , tổn tại
Hơỉ, khói độc hại Các loại chất thải từ sinh hoạt và sản xuất công nghiệp Chất lỏng chứa dầu mỡ
Bùn cặn cống rãnh, L cơ sở xừ lỷ nước
Hình 2.3 Nguồn phát sinh và trạng thái tồn tại chất thải đô thị
2.2.1 T h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t có tr o n g c h ấ t t h ả i đô th ị
C hất th ải đô thị ở các nước khác nhau có th àn h phần vật chất tồn tại trong đó rấ t khác nhau. Sự khác biệt này phụ thuộc vào những yếu tố:
- Trình độ quản lý xã hội của tổ chức chính quyền. - Trình độ kỳ thuật trong sản xuất công, nông nghiệp. - Mùa trong năm.
Ta cố th ể tham khảo bảng 2.1 và bảng 2.2.
B á n g 2,1 Thành phần các chất có trong chất thải đô thị ở các nước phát triển
stt Các chất % trọng lượng
Khoảng giá trì Trung bình
1 Chất thải thực phẩm 6 - 2 5 15 2 Giấy 2 5 - 4 5 40 3 Cotton 3 - 1 5 4 4 Chất dẻo 2 - 8 3 5 Vải vụn 0 - 4 2 6 Cao su 0 - 2 0,5 7 Da vụn 0 - 2 0,5 8 Cỏ rác vườn o 1 1 ro <5 12 9 Gỗ 1 - 4 2 10 Thủy tinh 4 - 1 6 ' ■ 8 11 Vỏ đổ hộp 2 - 8 6 12 Kim loại 1 - 4 ; 2 *3-* Bụi, {ro, gạch 0 - 1 0 4
T h à n h p h ầ n , tín h c h ấ t c ủ a c h ấ t th ả i 25
B ả n g 2,2 Thành phần các chất trong chất thải đô thị ở Việt Nam
Stt Các chất Thành phố
Hà Nội Hải Phòng Hạ Long Đà Nắng TP HCM
1 Chất hữu cơ 50,0 50,58 40,1 -44,7 31,50 41,25 * 62,28
2 Cao su, nhựa 5,50 4,52 2,7 - 4,5 22,5 8,75 * 10
3 Giấy, cotton, giè vụn 4,20 7,52 5.5 - 5,7 6.81 24,83 - 25,2
4 Kim loại 2.50 0,22 0,3 - 0,5 1,40 # 1 ,5 5 -2 5 Thùy tinh, sứ, gốm 1,80 0,63 3,9 - 8,5 1,80 5,59 * 6,2 6 Đất đả, cát, gạch vụn 35,90 36,53 4 7 ,5 ’ 36,1 36,0 1 8 -2 0 7 Tro 15,9 16,62 11.0 * 40,25 20 - 58.7 8 Độ ẩm 47,7 45,48 4 0 -4 6 39,85 27,18 -68.2 9 Tỷ trọng (tấn/m3) 0,42 0,45 0,57 - 0,65 0,38 0,412 2.2.2 K h ố i lư ự n g c h ấ t th ả i đô th ị
Việt Nam là nước đang ở thời kỳ phát triển m ạnh, năm 1986 được coi như thời điểm nền kinh tế bắt đầu khởi sắc. Theo đó, các loại CT cũng tăng theo và thay đổi rấ t lớn về thành phần. Theo thông kê của Bộ Xây dựng, sô' lượng CTĐT tính trên một người trong một ngày vào khoảng 0,35 - 0,8 kg. So với th ế giới, lượng CTĐT ở Việt Nam thường ít hơn lượng CT tính trê n đầu người trong một ngày. Ở đây, chúng ta cũng cần phải nhận biết hai điểm khác biệt trong nhận định trên.
Thứ nhất: Khi tín h toán số lượng CTĐT trê n một đầu người trong một ngày ở các nước phát triển, bao gồm cả những CT có tỷ trọng rấ t lớn như ô tô phế thải, máy móc phế thải... Trên thực tế, nếu loại các loại CT này ra thì số lượng CTĐT của các nước này không nhiều hơn chúng ta mà ngược lại, có thể số lượng đó sè giảm hơn nhiều.
Thứ hai: Trong th àn h phần vật chất có trong CT của các nước phát triển thường chứâ rấ t nhiều vật liệu dễ cháy, chủ yếu là các bao bì bằng caton, giây báo, quần áo cũ. Trong khi đó, các th àn h phần vật chất có trong CTĐT ở các nước đang phát triển lậi chứa chủ yếu các vật chất khó cháy như các p h ế liệrụ thực phẩm* các bao bì bằng kim lọại. Chính vì thế, việc chọn phướng pháp để tiến hành xử lý CT của các đô thị ở các nước, phát triển và đang ph át triển khác nhau không chỉ ở phương pháp mà ở tỷ lệ CTĐT.
26 Chương 2
Bảng 2.3 Số lượng chất thải đô thị tính trên một người trong một ngày ở một số nước trên thể giới
stt NƯỚC hoặc thành phố Lượng chất thải đô thị (kg/ngườỉ/ngày) stt Nước hoặc thành phố Lượng chất thải đỏ thỊ (kg/ngưởi/ngày)
1 Canada 1.7- 1.9 6 Trung Quốc 0.5 - 0.8
2 Úc 1.6- 1,9 7 Mỳ 1,3* 1,8
3 Thụy Sĩ 1,3- 1.5 8 Pháp 1,2- 1.4
4 Nhặt 0 ,9 - 1,1 9 Việt Nam 0,35 * 0.8
5 Thụy Điển 0,8 '1,1
Nếu tín h lượng CTĐT của Việt Nam được thu gom và phải xử lý ở các tỉnh trong toàn quo'c, thấy có sự tăn g lên hàng năm. Sự tăng các loại CT phụ thuộc vào tốc độ tăng dân số, tăng tốc độ phát triển công nghiệp.
Bảng 2,4 Lượng chất thải rắn tạo thành và tỷ lệ thu gom trên toàn quốc từ 1997 - 1999
Loại chất thải Lượng phát sinh (tấn/ngày) Lượng thu gom (%)
1997 1990 1999 1997 1998 1999
Chất thải sinh hoạt 14.525 16.558 18.876 55 68 75
Bùn, cặn cổng 822 920 1049 90 92 92
Phê thải xây dựng 1.798 2.049 2.336 55 65 65
Chất thài y tế nguy hại 240 252 277 75 75 75
Chất thải công nghiệp nguy hại
1.930 2.200 2.508 48 50 60
Tổng cộng 19.315 2V979 25.049 56 70 73
(Nguồn: SỐ liệu trắc quan - CEETIA) Ngoài ra, khả năng thu gom các CT cũng tăn g theo thời gian. Điểu đổ cho thấy, mặc dù lượng CTĐT càng ngày càng nhiều, nhưng chúng ta cũng đã tăn g cường khả năng quản lý càng ngày càng tố t hơn.
Ở TP Hồ Chí Minh, lượng các CTĐT cũng tăn g lên rấ t nhanh, tuân theo quy luật chung của toàn quốc. Ở đây, ỉượng CTĐT hàng năm tăng nhanh hơn so với một số th àn h phố khác trong toàn quốc. Số lượng chất thải đô thị ở TP Hồ Chí Minh tăng hàng năm trê n 10%. Những số liệu về mức độ thu gom và quản lý CTĐT ở các th àn h phố, trong đó có TP Hồ
T h à n h p h ẩ n , tín h c h ấ t c ủ a c h ấ t th ả i 27
Chí Minh chỉ mang tính chất tham khảo chứ không th ậ t chính xác, vì thực tế sô' lượng các CTĐT không quản lý và thu gom được cao hơn rấ t nhiều so với số liệu đã công bô'. Số lượng các CTĐT không quản lý và thu gom được càng cao chứng tỏ hệ thống tổ chức quản lý còn rấ t kém và ý thức của người dân còn thấp. Điều đó sẽ gây ra những hậu quả xấu cho môi trường, đặc biệt là môi trường nước trong các sông, rạch chảy trong lòng th àn h phố.
Bảng 2.5 Khối lượng chất thải đô thị thu nhận được ở TP HCM
Năm Khối lượng (tấn/năm) Năm Khối IƯỢng (tấn/năm)
1983 181.802 1992 616.406 1984 180.484 1993 838.834 1985 202.925 1994 1.005.517 1986 202.483 1995 1.307,618 1987 198.012 1996 1.405.326 1988 236.982 1997 1.173.933 1989 310.214 1998 1.186.628 1990 390.610 1999 1.378.931 1991 491.182 2000 1.526.342 (Nguồn: CENTEMA, 2000) 3- Tỷ tr ọ n g c h ấ t th ả i đô th ị
Trong quản lý và xử lý CTĐT, người ta không chỉ quan tâm đến khối lượng CT, th àn h phần CT, độ ẩm của CT mà còn quan tâm rấ t nhiều đến tỷ trọng của CTĐT. Chúng đóng vai trò rấ t quan trọng trong việc lựa chọn th iết bị thu gom, th iết bị vận chuyển, cũng như phương pháp xử lý sau này.
Bàng 2,6 Tỷ trọng chất thải đô thị ở một số thành phố của Việt Nam
s tt Chất thà ỉ của thành phố Tỳ trọng (kg/m3) stt Chất thải của thành phố Tỷ ừọng (kg/m3) 1 Hà Nội 450 - 580 3 Hải Phòng 580 2 Đà Năng 420 4 TP. HCM 500
•28- Chương 2
2.3 CHẤT THÂI NGUY HẠI
C hất th ả i nguy hại thường có nhiều trong CT y tế và CT công nghiệp. Các CT nguy h ại có thể gây ra .những tác hại trực tiếp dò đặc tính, độc tiềm ẩn trong đó hoặc cồng có thể chúng tiềm tàn g nguy cơ của
bệnh tậ t. ' .
2.3.1 C h ấ t t h ả i y t ế (CTYT)
Ở t ấ t cả các địa phương đều có cơ sở y tế , Các cơ sở y t ế không chỉ th ả i vào môi trường nước th ả i y tế*mà còn th ả i cả CT rắ n . Trung • bình mỗi cơ sở y t ế (chủ yếu là bệnh viện) th ả i vào môi trường mỗi
ngày khoảng 5,0 - 7,5 tấ n CTYT nguy hại. Tỷ trọ n g trung bình của CTYT là Í50 kg/m3, dộ ẩm trung bình 37 - 42%, n h iệ t lượng khoảng 1400 - 2150 cai/kg. CTYT m ang trong m ình c h ấ t độc h ạ i không chỉ có tín h ch ất hóa. học, v ậ t-lý mà nguy hiểm hơn cả là chúng chứa r á t nhiều m ầm b ện h khác nhau từ các bệnh n h â n diều trị ở bệnh viện.
Bảng 2.7 Thành phần chẩt thải y tế của Việt Nam
Thành phẩn rác thải y ỉế Tỷ lộ (%) Cỏ thành phần chất nguy hạí
Các chất hữu cơ 52,9 Không.
Chai nhựa PVC, PE, pp 10,1 Có
Đông băng 8.8 Cỏ
Vỏ hộp kim loại 2,9 Không
Chai lọ thủy tinh, xitanh thủy tinh, ổng thuốc thủy tinh
2,3 Có
Kim tiêm, ổng tiêm 0,9 Cố
Giấy loại, carton ■ 0,8 Không
Các bệnh phẩm sau mổ 0,6 Có
Đát. cát, sành sứ và các chằt rắn khác 20,9 Không
Tổng cộng 100
Tỷ lệ phẩn chẩt thải nguy hại . 22,6
Hiện riay dă cỏ m ột số cơ sở y tế có hệ thông xử lý CTYT (chủ yếu là đôt), còn r ấ t nhiều cơ sở y tế trên toàn quốc không có hệ thống xử lý CTYT. Một ph ần trong đó được gộp chung với CTĐT, một phần khác được chôn lấp khá tùy tiện, không tuân theo những quy định b ắ t buộc. Do đó, môi nguy từ CTYT rấ t lớn, nếu quản lý khôiig chặt, rấ t có th ể sẽ tạo ra những bệnh dịch lớn..
T h à n h p h ầ n , tín h c h ấ t c ủ a c h â t.th ả ỉ 29
2.3.2 C hâ't th ả i r ắ n c ô n g n g h iệ p
Chất th ải rắn công nghiệp (CTRCN) là tấ t cả những vật chất ồ dạng rắn được th ải vào môi trường sau một quá trìn h sản xuất công nghiệp. Trong CTRCN có chứa 35 - 41% các chất cồ tín h độc hại cao. Thành phần các CTRCN thường rấ t phức tạp, nó phụ thuộc vào bản chất của công nghệ, vào nguyên liệu dùng để sản xuất.
Lượng CTRCN thường chiếm 15 - 20% tổng lượng CTĐT. Hàng nãm, lượng CT.ẸCN là 1930 tân/ngày (số liệu 1997). H àng năm iượng CTRCN tăng theo sự ph át triển công nghiệp. Ví dụ, năm 1998 là 2200 tấn/ngày, năm 1999 là 2574 tấn/ngày. Sự biến động các CTRCN không phải chỉ ở số lượng mà còn ở các th àn h phần trong đó.
Bảng 2.8 Lượng chất thài rắn công nghiệp nguy hại hàng năm ờ Việt Nam
stt • Thành phố Cững nghỉộpđiộn, điện từ Công nghiệp cơ khí cỏng nghlộp hóa chất Công nghiệp nhẹ Cửng nghiệp thực phẩm Các ngành khác Tổng cộng 1 Hà Nội 1801 5005 7333 2242 87 1640 16108 2 Hải Phòng 58 558 3300 270 51 420 4657 3 Qưảng Ninh - 15 - - - - 15 4 Đà Năng - 1622 73 32 36 170 1933 5 Quàng Nam . - 1554 *i_ - 10 219 1783 6 Quảng Ngãi V . - 10 36 40 86 7 TP. HCM 27 7506 5571 25002 2026 6040 46172 8 Đổng Naỉ , 50 3330 1029 28614 200 1661 34889 9 Bà Rịa* Vũng Tàu -879 635 91 128 97 1830 10 50 Tổng cộng 1936 20469 17941 56261 2574 10287 10Ỡ468 (Nguồn: Cục Môi trường, 1999) SỐ liệu trong bảng trề n chỉ phản ánh thực trạng khả năng thu gom, vận chuyển số lượng CT công nghiệp ồ các thành phố trong năm 1999. Tuy nhiên, những số liệu trê n cho thấy mức độ nguy hiểm của một số CT từ
30 Chương 2
một số ngành nghề có sử dụng nhiều hóa chất nguy hại như công nghiệp điện, điện tử, công nghiệp hóa chất. Chất thải từ công nghiệp thực phẩm tuy nhiều nhưng chỉ là tiềm ẩn (bệnh truyền nhiễm).
2.4 MỘT SỐ TÍNH CHẤT HÓA HỌC VÀ VẬT LÝ CỦA CHẤT THÀI
Chất th ả i đô thị là loại chât thải râ t phức tạp, đây là một hỗn hợp được tạo bởi nhiều nguồn khác nhau. Chính vì th ế, không th ể có m ột chất nào đó có tín h chất vật lý và hóa học đại diện cho tâ't cả. Trong khi nguyên cứu, các nhà khoa học không gộp chung tấ t cả mà phân loại ra để xác định tín h ch ất vật lý và hóa học của từng loại CT. 2.4.1 T h à n h p h ầ n các n g u y ê n t ế h ó a học c ủ c từ n g lo ại c h ấ t th ả i
Trong CT có rấ t nhiều nguyên tố hổa học. Tùy bản chất của từng loại CT, số lượng nguyên tố khác nhau râ't lớn. Hiểu được bản chất và th à n h phần của chúng trong CT giúp các nhà khoa học đưa ra được những phương pháp để tá i sử dụng hay tá i chế khác nhau.
B ả n g 2.9 Thành phần các nguyên tổ trong chất thải
s tt Thành phẩn % trọng lượng c Ha 02 N* s Tro 1 Chẩt thải ỉhực phẩm 48,0 6,4 37,6 2.6 0,4 5.0 2 Giấy 43,5 6,0 44,0 0,3 0.2 6,0 3 Plastic 60.0 7.2 222,8 - - 10,0 4 Sợi, vảỉ 55,0 6.6 31,2 4.6 0.15 2,5 5 Cao su 78,0 10,0 - 20 - 10,0 6 Len 60.0 8,0 11.6 10,0 0,4 10,0 7 Chất thải làm vườn 47,8 6,0 38,0 3.4 0,3 4,5 8 Gổ 49,5 6,0 42.7 0,2 0,1 1.5 9 Bụi gạch, các loại xà bẩn khác 26,3 3,0 r 2.0 0,5 0,2 68,0
T h à n h p h ần nguyên tô" được xác định trong bảng 2.9 có ý nghĩa r ấ t lớn trong việc đ án h giá sự chuyển hóa v ậ t ch ất tro n g quá trìn h xử lý c h â t th ả i.
