Xem mẫu
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
TIỀM NĂNG SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RÁC THẢI
CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI
POTENTIAL PRODUCE ELECTRICITY FROM WASTE OF HANOI CITY
Nguyễn Hùng Cường*
TÓM TẮT
ABSTRACT:
Bài báo này trình bày những đánh giá lượng
rác thải, quá trình thu gom và xử lý của thành
phố Hà Nội trong những năm gần đây. Bài viết
trình bày các công nghệ sản xuất điện từ nguồn
rác thải sinh hoạt đang được sử dụng phổ biến
trên thế giới. Dựa trên kết quả nghiên cứu nguồn
rác thải và các công nghệ sản xuất điện từ rác
thải hiện có, tác giả chỉ ra tiềm năng đầu tư các
dự án sản xuất điện từ nguồn rác thải trong tương
lai của thành phố Hà Nội. Đồng thời, tác giả đề
xuất một số giải pháp phát triển sản xuất điện
từ rác thải góp phần bảo vệ môi trường, tạo ra
nguồn năng lượng hữu ích cho xã hội.
Từ khóa: Điện, rác thải, năng lượng tái tạo,
môi trường.
This paper presents the evaluation amount,
the collection and processing of waste of
Hanoi in recent years. The paper presents the
technology producing electricity from waste is
being widely used in the world. Based on the
research results waste resources and technologies
that produce electricity from waste out there, the
author points out the potential investment in the
projects producing electricity from waste in the
Hanoi’s future. At the same time, the author also
proposes a number of measures to promote the
development of electricity from waste contribute
to protecting the environment, creating a useful
source of energy for society.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
càng cạn kiệt, nguồn năng lượng tái tạo từ gió,
mặt trời, sinh khối từ bã mía, trấu vẫn chưa phát
triển thì rác đang trở thành nguồn nhiên liệu
tiềm năng có thể cung cấp cho hệ thống điện
quốc gia một nguồn điện rất lớn. Tuy nhiên hiện
nay, hầu hết rác thải sinh hoạt tại Việt Nam đang
được xử lý bằng phương pháp chôn lấp thủ công
dẫn tới chất lượng cuộc sống của người dân tại
một địa điểm san lấp giảm sút nghiêm trọng,
gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và
chiếm nhiều diện tích đất.
Keywords: Electricity, waste, renewable energy,
the environment.
Cuộc sống hiện đại của chúng ta sản sinh
ra lượng rác thải tăng cao hơn bao giờ hết. Rác
đang được nhận diện là một trong những nguy cơ
đe dọa cao đối với môi trường và cuộc sống của
con người tại mọi quốc gia trên thế giới. Theo
báo cáo trong “Chiến lược quốc gia về quản lý
chất thải rắn tổng hợp đến năm 2025, tầm nhìn
2050”, đến năm 2015 lượng rác thải sinh hoạt
cả nước là 22,2 triệu tấn, năm 2030 tăng lên
đến 30 triệu tấn và hiện nay lượng rác thải sinh
hoạt hàng ngày của thành phố Hà Nội thu gom
vào khoảng 5000 tấn/ngày, trong đó, thành phần
hữu cơ chiếm khoảng 50 – 55%. Trong khi các
nguồn nhiên liệu hóa thạch ở nước ta đang ngày
Trên thế giới, có nhiều phương pháp xử lý
rác thải sinh hoạt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường và tận thu năng lượng sinh ra từ xử lý rác.
Chôn lấp hợp vệ sinh là công nghệ ra đời đầu
ThS. GV. Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải. Email:ctm4hu@gmail.com; Điện thoại: 0915088660
*
14
Tiềm năng sản xuất điện ...
tiên để xử lý rác thải sinh hoạt. Tiếp theo đó là
công nghệ đốt ra đời để khắc phục những nhược
điểm của công nghệ chôn lấp là mất nhiều diện
tích, thời gian xử lý lâu và khả năng thu năng
lượng thấp. Khi khoa học phát triển và giá năng
lượng ngày càng tăng thì công nghệ đốt, khí hóa
và phân hủy kỵ khí xử lý rác được chú ý. Hiện
nay, nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới như
Mỹ, Canada, Úc, các nước Châu Âu và một số
nước Châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung
Quốc, Thái Lan… đã sử dụng nhiều công nghệ
khác nhau để xử lý rác thải sinh hoạt nhằm giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời tận
thu nguồn khí sinh và nhiệt sinh ra để phát điện
phục vụ cho cuộc sống.
khoảng 1.200 - 1.250 tấn rác thải (không kể rác
thải xây dựng), trong đó có hơn 100 tấn rác thải
công nghiệp và bệnh viện. Sở Tài nguyên &
Môi trường Hà Nội cho biết, cách đây 5 năm,
tổng lượng chất thải rắn phát sinh của Hà Nội
mới chỉ khoảng 1.500 - 1.600 tấn/ngày-đêm và
chất thải công nghiệp nguy hại khoảng 24.000
- 25.000 tấn/năm. Hiện tổng lượng chất thải
rắn sinh hoạt đã tăng gấp ba lần, lên đến 5.000
tấn/ngày-đêm, trong đó 3.500 tấn là chất thải
sinh hoạt đô thị. Tỷ lệ rác thải của Hà Nội tăng
10 - 15%/ năm. Trong những ngày lễ, Tết...
lượng rác thải của thành phố có thể lên tới
5.000 tấn/ ngày.
3.2. Thành phần rác thải
Hơn nữa, Theo dự báo của Quy hoạch phát
triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011–2020 có
xét đến năm 2030 (Tổng sơ đồ điện 7), nhu cầu
điện năng của Việt Nam sẽ tăng mạnh từ 87 tỷ
kWh (năm 2009) lên 570 tỷ kWh (năm 2030),
trong khi đó các nhà máy thuỷ điện gần như đã
được khai thác ở mức tối đa và các nhà máy
nhiệt điện được dự báo sẽ gặp nhiều khó khăn
về việc cung cấp nhiên liệu. Chính vì vậy, việc
phát triển sản xuất điện từ rác thải được xem
như một nguồn năng lượng tái tạo đầy tiềm năng
góp phần hoàn thành kế hoạch phát triển năng
lượng quốc gia và bảo vệ môi trường.
Việc thu thập và tính toán thành phần rác
thải có ý nghĩa rất lớn đối với việc đề xuất các
biện pháp xử lý rác thải, giúp người quản lý lựa
chọn được các công nghệ thu gom, vận chuyển,
phân loại và xử lý có hiệu quả.
Thành phần rác thải đô thị rất phức tạp, có
thể chia thành 3 loại: rác thải nhà bếp, rác thải
có thể cháy và rác thải có thể tái chế. Rác thải
nhà bếp chiếm 53% đến 73% tổng lượng rác
thải, xếp thứ nhất. Thứ hai là thành phần rác
thải có thể cháy chiếm từ 10-20% và thứ ba là
thành phần có thể tái chế chiếm 8-13%. Tuy
nhiên, cơ cấu thành phần rác thải hoàn toàn có
thể thay đổi. Nó phụ thuộc vào trình độ phát
triển kinh tế, văn hoá và tập quán sinh hoạt của
người dân đô thị. Nói một cách khác, nó sẽ thay
đổi theo thời gian phụ thuộc vào tốc độ tăng
trưởng kinh tế, trình độ công nghệ, khả năng tái
chế, tái sử dụng chất thải, nhu cầu của dân cư,
tập quán sinh hoạt… Thông thường khi mức
sống của dân cư được nâng cao thì thành phần
rác thải sẽ tăng tỉ lệ những rác thải có thể tái
sinh, tái sử dụng.
2. MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU
Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu sẽ đánh giá
tiềm năng sản xuất điện từ rác thải sinh hoạt ở
khu vực Hà Nội. Nghiên cứu đưa ra các công
nghệ sản xuất điện từ nguồn rác thải sinh hoạt
đang được sử dụng trên thế giới. Dựa trên kết
quả nghiên cứu, tác giả đề xuất một số giải pháp
thúc đẩy sự phát triển sản xuất điện từ nguồn rác
thải sinh hoạt trong tương lai của Hà Nội.
3. TÌNH HÌNH RÁC THẢI CỦA THÀNH PHỐ
HÀ NỘI
3.3. Thu gom, vận chuyển
3.1. Lượng rác thải phát sinh của Hà Nội
Theo Phó Giám đốc Sở TN&MT Hà Nội
Phạm Văn Khánh cho biết, hiện có khoảng
Hiện nay, theo Urenco, mỗi ngày trên địa
bàn Hà Nội, chỉ tính ở 7 quận nội thành có
15
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
nguy hại đối với môi trường không khí, đất và
nước.
3.000 tấn chất thải được thu gom tại các quận
và thị xã Sơn Tây; khoảng 2.200 tấn rác thải
tập trung ở 18 huyện ngoại thành. Toàn thành
phố đã có 23 đơn vị thu gom vận chuyển rác
thải. Tỷ lệ thu gom rác ở Hà Nội đạt trung bình
khoảng 83%, trong đó các quận nội thành có
tỷ lệ thu gom trên 90%. Địa điểm tập trung rác
thải chủ yếu tại bãi rác Nam Sơn (Sóc Sơn),
bãi rác Xuân Sơn (Sơn Tây) và chủ yếu dùng
công nghệ chôn lấp. Thế nhưng, không
phải loại rác nào cũng có thể xử lý theo kiểu
chôn lấp, bởi có những loại rác không thể tiêu
hủy hoặc có những loại rác nếu tiêu hủy rất
Bên cạnh đó, tồn tại hình thức thu gom vận
chuyển rác thải từ những cá nhân thu mua phế
liệu và nhặt rác. Tuy nhiên, lực lựng này chỉ thu
gom các loại rác có thể tái chế như: đồ nhựa,
giấy-bìa, túi ni lông, đồ thủy tinh, sắt thép vụn…
Xét trên nhiều phương diện, đây là hoạt động
mang lại lợi ích cho nhiều bên, trước hết là tạo
việc làm và thu nhập cho lực lượng tư nhân này.
Ngoài ra nó làm giảm lượng rác thải đến khu xử
lý, làm tăng lượng rác thải được tái chế, tái sử
dụng.
Hình 1: Sơ đồ chung của quá trình thu gom rác thải
Nguồn: Jica, 2011
3.4. Tình hình xử lý rác thải
3.4.1. Chôn lấp rác
các phương pháp khác là dễ vận hành, chi phí
vừa phải. Do đó, nó phù hợp với điều kiện nước
ta còn nghèo, các công nghệ còn lạc hậu. Tuy
nhiên với phương pháp này có các nhược điểm
như: tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường
như ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước
ngầm, ô nhiễm đất. Những ô nhiễm này sẽ xảy
ra trong thời gian dài và rất khó khắc phục. Hiện
Rác thải sinh hoạt sau khi được thu gom sẽ
được vận chuyển đến khu chôn lấp. Phần lớn
rác thải sinh hoạt hiện nay được xử lý bằng
phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Phương
pháp chôn lấp này được dự báo vẫn sẽ là chủ
đạo trong tương lai gần. Ưu điểm của nó so với
16
Tiềm năng sản xuất điện ...
4. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RÁC
THẢI HỮU CƠ TRÊN THẾ GIỚI
nay bãi rác Nam Sơn là bãi rác chính của thành
phố Hà Nội, được quy hoạch trở thành khu xử lý
rác chính của thành phố Hà Nội.
Hiện nay, có nhiều công nghệ khác nhau để
chuyển hóa chất thải rắn thành năng lượng, bao
gồm chôn lấp hợp vệ sinh, đốt, khí hóa, nhiệt
phân và phân hủy kỵ khí. Đây là những công
nghệ đã được thương mại hóa. Ngoài ra, còn
một số quá trình khác cũng đang hoàn thiện như
khí hóa plasma, phân hủy nhiệt nhanh. Mỗi quá
trình đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng.
Dưới đây nhóm tác giả trình bày các quá trình
chính đã được sử dụng phổ biến trong xử lý rác
trên thế giới.
3.4.2. Chế biến phân vi sinh
Hiện nay, chỉ có xí nghiệp chế biến phế thải
Cầu Diễn thuộc công ty Môi trường Đô thị Hà
Nội được thành lập từ 1996, có nhiệm vụ nghiên
cứu ứng dụng công nghệ xử lý rác làm phân vi
sinh hữu cơ. Theo thiết kế công nghệ thì nhà
máy xử lý rác thải hữu cơ làm phân vi sinh theo
phương pháp ủ đống tĩnh, thổi gió cưỡng bức
với công suất thiết kế 30.000 m3/năm và xử lý
khoảng 15.000 m3 chất thải/năm, đạt 1% tổng
lượng chất thải đô thị phát sinh trong ngày, thu
hồi được 7.500 tấn phân vi sinh phục vụ cho
nông nghiệp.
4.1. Công nghệ chôn lấp
Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh là giải pháp
ra đời đầu tiên để xử lý rác tránh ô nhiễm môi
trường đồng thời thu năng lượng cho sản xuất
điện.Với công nghệ này, lựa chọn vị trí là yếu tố
quan trọng đối với phương pháp chôn lấp. Các
yếu tố quan trọng nhất khi chọn vị trí xây dựng
là: khoảng cách đến khu dân cư, vùng đất khô,
không có nguy cơ động đất, lũ lụt, cấu trúc đất
ổn định.
Rác thải dùng để ủ phân là rác hữu cơ được
thu gom tại các chợ. Công nghệ đang được thực
hiện qua các công đoạn ở trong nhà có mái che
nên đảm bảo không gây mùi ra bên ngoài. Công
nghệ hầu như không phát sinh nước thải mà tận
dụng được nước rác ở trong các nhà chế biến
đưa quay vòng bể ủ lên men để bổ sung lượng
ẩm. Công nghệ này vừa giảm được diện tích
chôn lấp vừa tiết kiệm được một khoản tiền do
chi phí chôn lấp.
Quá trình chuẩn bị mặt bằng cho chôn lấp
phải theo đúng tiêu chuẩn công nghệ quy định
như đầu tiên rải lớp vật liệu chống thấm, lớp
vật liệu để bảo vệ màng chống thấm, thiết kế hệ
thống thu hồi khí, thu hồi nước thải.
Tuy nhiên do chưa có sự phân loại tại nguồn
thu gom nên nhà máy gặp nhiều khó khăn trong
khâu phân loại tự động và bằng công nhân. Rác
thải chưa được phân loại từ nguồn nên làm giảm
chất lượng hữu cơ trong rác làm tăng chi phí sản
xuất lên khá cao, khoảng 150.000 đ/ tấn.
Độ ẩm duy trì tối thiểu 40% để tạo môi
trường phân hủy tối đa. Quá trình phân hủy và
thu khí diễn ra trong khoảng 10 năm. Trong
khi đó nếu chôn lấp bình thường thì thời gian
khoảng 50 năm và hiệu suất thu khí thấp.
3.4.3. Thiêu đốt rác
Khí thu hồi có thành phần chính là khí
mêtan, ngoài ra có CO2, hơi nước và một số khí
khác có được do quá trình phân hủy rác sinh ra
như SO2, NOx,…
Thiêu đốt rác là phương pháp có chi phí cao
nhất so với các phương án trên và hiện nay chưa
được sử dụng để xử lý rác thải sinh hoạt. Công
nghệ này mới chỉ được áp dụng đối với rác thải
nguy hại bệnh viện nhưng hiện nay gây ra ô
nhiễm không khí do khói từ quá trình đốt gây ra.
Dưới đây là sơ đồ nhà máy sản xuất điện
theo công nghệ chôn lấp.
17
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
Hình 2: Sơ đồ nhà máy phát điện từ rác
Nguồn: Sudhir Kumar, 2000
tái sinh, do vậy, công nghệ chôn lấp không còn
là lựa chọn thích hợp.
Rác trước khi đem chôn lấp sẽ được phân
loại nhằm tách các thành phần có thể tái sử
dụng như kim loại, các loại nhựa, nilông... Ban
đầu rác được tách thủ công bởi các công nhân
phân loại rác, sau đó rác cho đi qua thiết bị
tách kim loại, sàng tuyển để loại các các cấu
tử nặng. Thường công nghệ chôn lấp yêu cầu
không cao trong việc phân loại rác. Ở nhiều
nơi, rác thải đã được phân loại tại nguồn được
chôn lấp luôn mà không cần qua giai đoạn phân
loại. Rác sau khi được phân loại chủ yếu là
thành phần hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học sẽ
được đem chôn lấp.
Ưu điểm: chi phí đầu tư ban đầu thấp, công
nghệ đơn giản.
Nhược điểm: tốn nhiều diện tích đất, nguy
cơ gây ô nhiễm môi trường cao, hiệu suất thu
hồi năng lượng thấp, thời gian xử lý lâu.
4.2. Công nghệ đốt
Công nghệ đốt được chia thành các loại:
công nghệ đốt một giai đoạn, công nghệ đốt
hai giai đoạn và công nghệ đốt tầng sôi. Hiện
nay, ở Châu Âu có khoảng 450 nhà máy, ở Mỹ
có 87 nhà máy và ở Châu Á có hơn 400 nhà máy
đốt rác.
Xu hướng hiện nay trên thế giới, cũng như
ở Việt Nam là hạn chế tỷ lệ chôn lấp, tăng tỷ lệ
18
nguon tai.lieu . vn
TIỀM NĂNG SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RÁC THẢI
CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI
POTENTIAL PRODUCE ELECTRICITY FROM WASTE OF HANOI CITY
Nguyễn Hùng Cường*
TÓM TẮT
ABSTRACT:
Bài báo này trình bày những đánh giá lượng
rác thải, quá trình thu gom và xử lý của thành
phố Hà Nội trong những năm gần đây. Bài viết
trình bày các công nghệ sản xuất điện từ nguồn
rác thải sinh hoạt đang được sử dụng phổ biến
trên thế giới. Dựa trên kết quả nghiên cứu nguồn
rác thải và các công nghệ sản xuất điện từ rác
thải hiện có, tác giả chỉ ra tiềm năng đầu tư các
dự án sản xuất điện từ nguồn rác thải trong tương
lai của thành phố Hà Nội. Đồng thời, tác giả đề
xuất một số giải pháp phát triển sản xuất điện
từ rác thải góp phần bảo vệ môi trường, tạo ra
nguồn năng lượng hữu ích cho xã hội.
Từ khóa: Điện, rác thải, năng lượng tái tạo,
môi trường.
This paper presents the evaluation amount,
the collection and processing of waste of
Hanoi in recent years. The paper presents the
technology producing electricity from waste is
being widely used in the world. Based on the
research results waste resources and technologies
that produce electricity from waste out there, the
author points out the potential investment in the
projects producing electricity from waste in the
Hanoi’s future. At the same time, the author also
proposes a number of measures to promote the
development of electricity from waste contribute
to protecting the environment, creating a useful
source of energy for society.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
càng cạn kiệt, nguồn năng lượng tái tạo từ gió,
mặt trời, sinh khối từ bã mía, trấu vẫn chưa phát
triển thì rác đang trở thành nguồn nhiên liệu
tiềm năng có thể cung cấp cho hệ thống điện
quốc gia một nguồn điện rất lớn. Tuy nhiên hiện
nay, hầu hết rác thải sinh hoạt tại Việt Nam đang
được xử lý bằng phương pháp chôn lấp thủ công
dẫn tới chất lượng cuộc sống của người dân tại
một địa điểm san lấp giảm sút nghiêm trọng,
gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và
chiếm nhiều diện tích đất.
Keywords: Electricity, waste, renewable energy,
the environment.
Cuộc sống hiện đại của chúng ta sản sinh
ra lượng rác thải tăng cao hơn bao giờ hết. Rác
đang được nhận diện là một trong những nguy cơ
đe dọa cao đối với môi trường và cuộc sống của
con người tại mọi quốc gia trên thế giới. Theo
báo cáo trong “Chiến lược quốc gia về quản lý
chất thải rắn tổng hợp đến năm 2025, tầm nhìn
2050”, đến năm 2015 lượng rác thải sinh hoạt
cả nước là 22,2 triệu tấn, năm 2030 tăng lên
đến 30 triệu tấn và hiện nay lượng rác thải sinh
hoạt hàng ngày của thành phố Hà Nội thu gom
vào khoảng 5000 tấn/ngày, trong đó, thành phần
hữu cơ chiếm khoảng 50 – 55%. Trong khi các
nguồn nhiên liệu hóa thạch ở nước ta đang ngày
Trên thế giới, có nhiều phương pháp xử lý
rác thải sinh hoạt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường và tận thu năng lượng sinh ra từ xử lý rác.
Chôn lấp hợp vệ sinh là công nghệ ra đời đầu
ThS. GV. Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải. Email:ctm4hu@gmail.com; Điện thoại: 0915088660
*
14
Tiềm năng sản xuất điện ...
tiên để xử lý rác thải sinh hoạt. Tiếp theo đó là
công nghệ đốt ra đời để khắc phục những nhược
điểm của công nghệ chôn lấp là mất nhiều diện
tích, thời gian xử lý lâu và khả năng thu năng
lượng thấp. Khi khoa học phát triển và giá năng
lượng ngày càng tăng thì công nghệ đốt, khí hóa
và phân hủy kỵ khí xử lý rác được chú ý. Hiện
nay, nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới như
Mỹ, Canada, Úc, các nước Châu Âu và một số
nước Châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung
Quốc, Thái Lan… đã sử dụng nhiều công nghệ
khác nhau để xử lý rác thải sinh hoạt nhằm giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời tận
thu nguồn khí sinh và nhiệt sinh ra để phát điện
phục vụ cho cuộc sống.
khoảng 1.200 - 1.250 tấn rác thải (không kể rác
thải xây dựng), trong đó có hơn 100 tấn rác thải
công nghiệp và bệnh viện. Sở Tài nguyên &
Môi trường Hà Nội cho biết, cách đây 5 năm,
tổng lượng chất thải rắn phát sinh của Hà Nội
mới chỉ khoảng 1.500 - 1.600 tấn/ngày-đêm và
chất thải công nghiệp nguy hại khoảng 24.000
- 25.000 tấn/năm. Hiện tổng lượng chất thải
rắn sinh hoạt đã tăng gấp ba lần, lên đến 5.000
tấn/ngày-đêm, trong đó 3.500 tấn là chất thải
sinh hoạt đô thị. Tỷ lệ rác thải của Hà Nội tăng
10 - 15%/ năm. Trong những ngày lễ, Tết...
lượng rác thải của thành phố có thể lên tới
5.000 tấn/ ngày.
3.2. Thành phần rác thải
Hơn nữa, Theo dự báo của Quy hoạch phát
triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011–2020 có
xét đến năm 2030 (Tổng sơ đồ điện 7), nhu cầu
điện năng của Việt Nam sẽ tăng mạnh từ 87 tỷ
kWh (năm 2009) lên 570 tỷ kWh (năm 2030),
trong khi đó các nhà máy thuỷ điện gần như đã
được khai thác ở mức tối đa và các nhà máy
nhiệt điện được dự báo sẽ gặp nhiều khó khăn
về việc cung cấp nhiên liệu. Chính vì vậy, việc
phát triển sản xuất điện từ rác thải được xem
như một nguồn năng lượng tái tạo đầy tiềm năng
góp phần hoàn thành kế hoạch phát triển năng
lượng quốc gia và bảo vệ môi trường.
Việc thu thập và tính toán thành phần rác
thải có ý nghĩa rất lớn đối với việc đề xuất các
biện pháp xử lý rác thải, giúp người quản lý lựa
chọn được các công nghệ thu gom, vận chuyển,
phân loại và xử lý có hiệu quả.
Thành phần rác thải đô thị rất phức tạp, có
thể chia thành 3 loại: rác thải nhà bếp, rác thải
có thể cháy và rác thải có thể tái chế. Rác thải
nhà bếp chiếm 53% đến 73% tổng lượng rác
thải, xếp thứ nhất. Thứ hai là thành phần rác
thải có thể cháy chiếm từ 10-20% và thứ ba là
thành phần có thể tái chế chiếm 8-13%. Tuy
nhiên, cơ cấu thành phần rác thải hoàn toàn có
thể thay đổi. Nó phụ thuộc vào trình độ phát
triển kinh tế, văn hoá và tập quán sinh hoạt của
người dân đô thị. Nói một cách khác, nó sẽ thay
đổi theo thời gian phụ thuộc vào tốc độ tăng
trưởng kinh tế, trình độ công nghệ, khả năng tái
chế, tái sử dụng chất thải, nhu cầu của dân cư,
tập quán sinh hoạt… Thông thường khi mức
sống của dân cư được nâng cao thì thành phần
rác thải sẽ tăng tỉ lệ những rác thải có thể tái
sinh, tái sử dụng.
2. MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU
Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu sẽ đánh giá
tiềm năng sản xuất điện từ rác thải sinh hoạt ở
khu vực Hà Nội. Nghiên cứu đưa ra các công
nghệ sản xuất điện từ nguồn rác thải sinh hoạt
đang được sử dụng trên thế giới. Dựa trên kết
quả nghiên cứu, tác giả đề xuất một số giải pháp
thúc đẩy sự phát triển sản xuất điện từ nguồn rác
thải sinh hoạt trong tương lai của Hà Nội.
3. TÌNH HÌNH RÁC THẢI CỦA THÀNH PHỐ
HÀ NỘI
3.3. Thu gom, vận chuyển
3.1. Lượng rác thải phát sinh của Hà Nội
Theo Phó Giám đốc Sở TN&MT Hà Nội
Phạm Văn Khánh cho biết, hiện có khoảng
Hiện nay, theo Urenco, mỗi ngày trên địa
bàn Hà Nội, chỉ tính ở 7 quận nội thành có
15
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
nguy hại đối với môi trường không khí, đất và
nước.
3.000 tấn chất thải được thu gom tại các quận
và thị xã Sơn Tây; khoảng 2.200 tấn rác thải
tập trung ở 18 huyện ngoại thành. Toàn thành
phố đã có 23 đơn vị thu gom vận chuyển rác
thải. Tỷ lệ thu gom rác ở Hà Nội đạt trung bình
khoảng 83%, trong đó các quận nội thành có
tỷ lệ thu gom trên 90%. Địa điểm tập trung rác
thải chủ yếu tại bãi rác Nam Sơn (Sóc Sơn),
bãi rác Xuân Sơn (Sơn Tây) và chủ yếu dùng
công nghệ chôn lấp. Thế nhưng, không
phải loại rác nào cũng có thể xử lý theo kiểu
chôn lấp, bởi có những loại rác không thể tiêu
hủy hoặc có những loại rác nếu tiêu hủy rất
Bên cạnh đó, tồn tại hình thức thu gom vận
chuyển rác thải từ những cá nhân thu mua phế
liệu và nhặt rác. Tuy nhiên, lực lựng này chỉ thu
gom các loại rác có thể tái chế như: đồ nhựa,
giấy-bìa, túi ni lông, đồ thủy tinh, sắt thép vụn…
Xét trên nhiều phương diện, đây là hoạt động
mang lại lợi ích cho nhiều bên, trước hết là tạo
việc làm và thu nhập cho lực lượng tư nhân này.
Ngoài ra nó làm giảm lượng rác thải đến khu xử
lý, làm tăng lượng rác thải được tái chế, tái sử
dụng.
Hình 1: Sơ đồ chung của quá trình thu gom rác thải
Nguồn: Jica, 2011
3.4. Tình hình xử lý rác thải
3.4.1. Chôn lấp rác
các phương pháp khác là dễ vận hành, chi phí
vừa phải. Do đó, nó phù hợp với điều kiện nước
ta còn nghèo, các công nghệ còn lạc hậu. Tuy
nhiên với phương pháp này có các nhược điểm
như: tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường
như ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước
ngầm, ô nhiễm đất. Những ô nhiễm này sẽ xảy
ra trong thời gian dài và rất khó khắc phục. Hiện
Rác thải sinh hoạt sau khi được thu gom sẽ
được vận chuyển đến khu chôn lấp. Phần lớn
rác thải sinh hoạt hiện nay được xử lý bằng
phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Phương
pháp chôn lấp này được dự báo vẫn sẽ là chủ
đạo trong tương lai gần. Ưu điểm của nó so với
16
Tiềm năng sản xuất điện ...
4. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RÁC
THẢI HỮU CƠ TRÊN THẾ GIỚI
nay bãi rác Nam Sơn là bãi rác chính của thành
phố Hà Nội, được quy hoạch trở thành khu xử lý
rác chính của thành phố Hà Nội.
Hiện nay, có nhiều công nghệ khác nhau để
chuyển hóa chất thải rắn thành năng lượng, bao
gồm chôn lấp hợp vệ sinh, đốt, khí hóa, nhiệt
phân và phân hủy kỵ khí. Đây là những công
nghệ đã được thương mại hóa. Ngoài ra, còn
một số quá trình khác cũng đang hoàn thiện như
khí hóa plasma, phân hủy nhiệt nhanh. Mỗi quá
trình đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng.
Dưới đây nhóm tác giả trình bày các quá trình
chính đã được sử dụng phổ biến trong xử lý rác
trên thế giới.
3.4.2. Chế biến phân vi sinh
Hiện nay, chỉ có xí nghiệp chế biến phế thải
Cầu Diễn thuộc công ty Môi trường Đô thị Hà
Nội được thành lập từ 1996, có nhiệm vụ nghiên
cứu ứng dụng công nghệ xử lý rác làm phân vi
sinh hữu cơ. Theo thiết kế công nghệ thì nhà
máy xử lý rác thải hữu cơ làm phân vi sinh theo
phương pháp ủ đống tĩnh, thổi gió cưỡng bức
với công suất thiết kế 30.000 m3/năm và xử lý
khoảng 15.000 m3 chất thải/năm, đạt 1% tổng
lượng chất thải đô thị phát sinh trong ngày, thu
hồi được 7.500 tấn phân vi sinh phục vụ cho
nông nghiệp.
4.1. Công nghệ chôn lấp
Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh là giải pháp
ra đời đầu tiên để xử lý rác tránh ô nhiễm môi
trường đồng thời thu năng lượng cho sản xuất
điện.Với công nghệ này, lựa chọn vị trí là yếu tố
quan trọng đối với phương pháp chôn lấp. Các
yếu tố quan trọng nhất khi chọn vị trí xây dựng
là: khoảng cách đến khu dân cư, vùng đất khô,
không có nguy cơ động đất, lũ lụt, cấu trúc đất
ổn định.
Rác thải dùng để ủ phân là rác hữu cơ được
thu gom tại các chợ. Công nghệ đang được thực
hiện qua các công đoạn ở trong nhà có mái che
nên đảm bảo không gây mùi ra bên ngoài. Công
nghệ hầu như không phát sinh nước thải mà tận
dụng được nước rác ở trong các nhà chế biến
đưa quay vòng bể ủ lên men để bổ sung lượng
ẩm. Công nghệ này vừa giảm được diện tích
chôn lấp vừa tiết kiệm được một khoản tiền do
chi phí chôn lấp.
Quá trình chuẩn bị mặt bằng cho chôn lấp
phải theo đúng tiêu chuẩn công nghệ quy định
như đầu tiên rải lớp vật liệu chống thấm, lớp
vật liệu để bảo vệ màng chống thấm, thiết kế hệ
thống thu hồi khí, thu hồi nước thải.
Tuy nhiên do chưa có sự phân loại tại nguồn
thu gom nên nhà máy gặp nhiều khó khăn trong
khâu phân loại tự động và bằng công nhân. Rác
thải chưa được phân loại từ nguồn nên làm giảm
chất lượng hữu cơ trong rác làm tăng chi phí sản
xuất lên khá cao, khoảng 150.000 đ/ tấn.
Độ ẩm duy trì tối thiểu 40% để tạo môi
trường phân hủy tối đa. Quá trình phân hủy và
thu khí diễn ra trong khoảng 10 năm. Trong
khi đó nếu chôn lấp bình thường thì thời gian
khoảng 50 năm và hiệu suất thu khí thấp.
3.4.3. Thiêu đốt rác
Khí thu hồi có thành phần chính là khí
mêtan, ngoài ra có CO2, hơi nước và một số khí
khác có được do quá trình phân hủy rác sinh ra
như SO2, NOx,…
Thiêu đốt rác là phương pháp có chi phí cao
nhất so với các phương án trên và hiện nay chưa
được sử dụng để xử lý rác thải sinh hoạt. Công
nghệ này mới chỉ được áp dụng đối với rác thải
nguy hại bệnh viện nhưng hiện nay gây ra ô
nhiễm không khí do khói từ quá trình đốt gây ra.
Dưới đây là sơ đồ nhà máy sản xuất điện
theo công nghệ chôn lấp.
17
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
Hình 2: Sơ đồ nhà máy phát điện từ rác
Nguồn: Sudhir Kumar, 2000
tái sinh, do vậy, công nghệ chôn lấp không còn
là lựa chọn thích hợp.
Rác trước khi đem chôn lấp sẽ được phân
loại nhằm tách các thành phần có thể tái sử
dụng như kim loại, các loại nhựa, nilông... Ban
đầu rác được tách thủ công bởi các công nhân
phân loại rác, sau đó rác cho đi qua thiết bị
tách kim loại, sàng tuyển để loại các các cấu
tử nặng. Thường công nghệ chôn lấp yêu cầu
không cao trong việc phân loại rác. Ở nhiều
nơi, rác thải đã được phân loại tại nguồn được
chôn lấp luôn mà không cần qua giai đoạn phân
loại. Rác sau khi được phân loại chủ yếu là
thành phần hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học sẽ
được đem chôn lấp.
Ưu điểm: chi phí đầu tư ban đầu thấp, công
nghệ đơn giản.
Nhược điểm: tốn nhiều diện tích đất, nguy
cơ gây ô nhiễm môi trường cao, hiệu suất thu
hồi năng lượng thấp, thời gian xử lý lâu.
4.2. Công nghệ đốt
Công nghệ đốt được chia thành các loại:
công nghệ đốt một giai đoạn, công nghệ đốt
hai giai đoạn và công nghệ đốt tầng sôi. Hiện
nay, ở Châu Âu có khoảng 450 nhà máy, ở Mỹ
có 87 nhà máy và ở Châu Á có hơn 400 nhà máy
đốt rác.
Xu hướng hiện nay trên thế giới, cũng như
ở Việt Nam là hạn chế tỷ lệ chôn lấp, tăng tỷ lệ
18