Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
BÀI BÁO CÁO:
XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP
GVHD: ThS. LÊ TẤN THANH LÂM
THỰC HIỆN:
1. Trần Hùng An (14163015)
2. Nguyễn Thị Mỹ Duyên (14163057)
3. Huỳnh Ngọc Thu Hương (14163109)
4. Nguyễn Huỳnh Như (14163194)
5. Phan Nguyễn Phát (14163202)
6. Nguyễn Vũ Đức Thịnh (14163264)
7. Trần Anh Vinh (14163321)
TP. HCM 2017
- MỤC LỤC
3.1 GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 4
3.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN.................................................................. 6
3.2.1 Khái niệm .................................................................................................... 6
3.2.2 Quy hoạch bãi chôn lấp ............................................................................... 7
3.3 CÁC QUÁ TRÌNH DIỄN RA TRONG BÃI CHÔN LẤP ............................... 8
3.3.1 Quá trình vật lý - Physical........................................................................... 8
3.3.2 Quá trình hóa học ........................................................................................ 9
3.3.3 Các quá trình sinh học ............................................................................... 10
a) Sự phân hủy hiếu khí – Aerobic decomposition......................................... 10
b) Sự phân hủy kỵ khí – Anaerobic decomposition ....................................... 11
c) Những nhân tố môi trường – Environmental factors................................. 11
3.3.4 Khối lượng riêng chất thải trong bãi chôn lấp và sự sụt lún ..................... 13
a) Khối lượng riêng – Density ........................................................................ 13
b) Sự sụt lún - Settlement ............................................................................... 13
3.4 KỸ THUẬT CHÔN CHẤT THẢI RẮN ........................................................ 15
3.4.1 Thiết kế bãi chôn rác ................................................................................. 15
a. Chuẩn bị tài liệu cho công việc thiết kế ...................................................... 15
b. Các bộ phận trong thiết kế của BCL ........................................................... 15
3.4.2. Kỹ thuật vận hành BCL ........................................................................... 17
3.4.3 Thiết bị phục vụ bãi chôn lấp .................................................................... 19
3.4.4 Giai đoạn đóng BCL ................................................................................. 20
3.5 GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ MÔT TRƯỜNG ............................................. 22
3.5.1 Vấn đề nước rỉ rác ..................................................................................... 22
a. Khái niệm .................................................................................................... 22
b. Thành phần ................................................................................................. 22
c. Công thức dự đoán lưu lượng nước rỉ rác ................................................... 23
d. Xử lý nước rỉ rác ......................................................................................... 24
3.5.2 Thu khí sinh học ........................................................................................ 28
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 2
- a. Khí từ bãi chôn lấp ...................................................................................... 28
b. Thành phần và tính chất khí sinh học từ bãi chôn lấp ................................ 28
c. Cơ chế hình thành khí trong bãi thải ........................................................... 29
d. Hệ thống thu gom khí từ bãi chôn lấp ........................................................ 31
3.6 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 33
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 3
- 3.1 GIỚI THIỆU
Hiện nay, các công nghệ xử lý chất thải rắn, đặc biệt là công nghệ xử lý rác của
nước ngoài đưa vào áp dụng cho Việt Nam phần lớn đều không mang lại hiệu quả vì
không phù hợp với tình hình thực tế nước ta bởi đặc thù rác thải ở nước ta khá phức tạp
và chưa có công tác phân loại tại nguồn. Với tình trạng đó , chất thải rắn ở nước ta hiện
nay đa phần đều được xử lý bằng phương pháp chôn lấp. Tỉ lệ rác đem chôn tại các thành
phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh chiếm tới 80-90%. Tại Hồ Chí Minh, mỗi ngày có
khoảng 6.000 tấn rác được đem tới bãi chôn lấp, tại Hà Nội, bãi chôn lấp Nam Sơn hàng
ngày tiếp nhận khoảng 3.000 tấn rác.
Trên địa bàn cả nước hiện nay chỉ có 17/91 bãi chôn lấp được xem là hợp vệ sinh.
Ở khu vực miền Bắc, các bãi rác Nam Sơn (Hà Nội), Đá Mài – Tân Cương (Thái
Nguyên), Tràng Cát (Hải Phòng) là những bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Trong khi đó, thống
kê cũng cho thấy hầu hết các đô thị tại các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên đều có khu
vực chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt, tuy nhiên chỉ có 5 đô thị được đầu tư bãi chôn lấp
hợp vệ sinh chiếm 27,78%, còn lại 13 đô thị sử dụng các bãi chôn lấp hở, không hợp vệ
sinh chiếm 72,22% và là điểm nóng về ô nhiễm môi trường tại các đô thị.
Chôn lấp là hình thức cô lập rác thải trong lòng đất, được bao phủ trên bề mặt một
lớp đất để ngăn cản quá trình trao đổi không khí của chất thải với môi trường bên ngoài.
Phương pháp chôn lấp thường áp dụng cho đối tượng chất thải rắn là rác thải đô thị
không được sử dụng để tái chế, tro xỉ của các lò đốt, chất thải công nghiệp. Phương pháp
chôn lấp cũng thường áp dụng để chôn lấp chất thải nguy hại, chất thải phóng xạ ở các
bãi chôn lấp có thiết kế đặc biệt cho rác thải nguy hại.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của các chất rắn
khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa
nhờ quá trình phân huỷ sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu
dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO2, CH4.
Theo TCVN 6696-2000, bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh là khu vực được quy
hoạch, thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải phát sinh từ hoạt động của các khu
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 4
- dân cư, đô thị và các khu công nghiệp. Một bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải đạt được các
yêu cầu sau:
• Rác trong bãi phải được đầm, nén.
• Hằng ngày rác phải được che phủ ( bằng đất hoặc các loại vật liệu khác) để tránh
không bị môi trường bên ngoài ảnh hưởng.
• Kiểm soát ngăn ngừa các tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng và môi trường
(chẳng hạn như mùi, làm nguồn nước cấp bị ô nhiễm...).
Tuy nhiên ngoài ưu điểm của phương pháp chôn lấp chất thải rắn là xử lý được
lượng lớn khối lượng chất thải với chi phí đầu tư ban đầu thấp và chi phí xử lí nhỏ thì nó
còn có nhược điểm lớn là chiếm nhiều diện tích đất, thời gian phân hủy chậm, gây ô
nhiễm cũng như mùi cho khu vực xử lý. Ví dụ như quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ
gây mùi, các côn trùng gây bệnh (ruồi, muỗi), gây ra các vụ cháy, nổ, ô nhiễm nguồn
nước ảnh hưởng tới giao thông do rơi vãi rác thải khi vận chuyển, đặc biệt là lượng nước
rò rỉ từ rác thải. Lượng nước này khi xâm nhập vào môi trường nó sẽ gây tác động xấu
đến môi trường xung quanh (đất, nước).
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 5
- 3.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN
3.2.1 Khái niệm
Tất cả các định nghĩa “bãi chôn lấp hợp vệ sinh (sanitary landfill) đều nói sự tách
riêng rác khỏi môi trường cho đến khi rác không còn độc hại thông qua các quá trình sinh
học , hóa học, và vật lý tự nhiên.Sự khác nhau chủ yếu giữa các định nghĩa khác nhau là
mức độ và phương pháp được sử dụng để tách riêng rác thải, cũng như là các yêu cầu
trong quan trắc và đóng cửa bãi chôn lấp và bảo dưỡng bãi rác sau thời gian hoạt động
chôn lấp. Ở các nước công nghiệp mức độ cách ly yêu cầu hoàn toàn hơn so với các nước
đang phát triển. Và dĩ nhiên, nếu các nước đang phát triển muốn tách riêng rác thải hoàn
toàn hơn sẽ cần những biện pháp phức tạp và tốn kém
Để trở thành bãi chôn lấp hợp vệ sinh, bãi rác phải thỏa mãn 3 điều kiện tổng quát
nhưng cơ bản sau:
• Rác trong bãi phải được đầm nén
• Hằng ngày rác phải được che phủ( bằng đất hoặc các vật liệu khác) để tránh không
bị môi trường bên ngoài ảnh hưởng.
• Kiểm soát và ngăn ngừa những tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng và môi
trường( chẳng hạn như mùi , làm nguồn nước cấp bị ô nhiễm…)
Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển ,nếu đòi hỏi bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải
thoã mãn hết các yêu cầu chi tiết trên có thể không thực tế về mặt kĩ thụât cũng như kinh
tế. Bởi vậy, mục tiêu ngắn hạn là đáp ứng đến mức tối đa có thể những yêu cầu quan
trọng trong điều kiện kinh tế và tài chính cho phép. Mục tiêu dài hạn là dần dần thoả mãn
hết tất cả các yêu cầu cụ thể trong thiết kế và trong điều kiện vận hành. Chỉ đến khi bãi
chôn lấp thoả mãn hết yêu cầu cụ thể thì, các lợi ích của bãi chôn lấp hợp vệ sinh mới có
thể thấy rõ. Trong đó yêu cầu quan trọng nhất là ngăn chặn những tác động xấu đến sức
khoẻ cộng đồng và môi trường. Những vấn đề về thiết kế cơ bản và hoạt động vận hành
bãi chôn lấp hợp vệ sinh thể hiện thông qua các tác động ra bên ngoài bãi chôn lấp và qua
việc đáp ứng 3 yêu cầu cơ bản được minh hoạ trong hình 3-1
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 6
- Hình 3-1. Schematic diagram of basic aspects of a sanitary landfill
3.2.2 Quy hoạch bãi chôn lấp
Trong chương này, quy hoạch là tập hợp các thông tin về loại , khối lượng, tỷ lệ
phát sinh , và tính chất của chất thải được cho phép chôn lấp ở bãi chôn lấp.Thu thập các
thông tin này là điều kiện tiên quyết có cơ sở thiết kế và phát triển một bãi chôn lấp một
cách có hiệu quả và có hiệu lực.Ví dụ như có kiến thức về các thành phần rác thải dự kiến
sẽ được chôn lấp ở bãi chôn lấp, sẽ giúp nhận thức được khả năng có thể thực hiện được
việc tái sinh và tái sử dụng một số thành phần rác thải nhất định.Thật ra nên lưu ý rằng
giả thiết đặt ra ở đây là giải pháp giảm bớt lượng rác thải và tái chế rác thải là các lựa
chọn được ưa thích hơn , và chôn lấp chỉ thực hiện khi 2 biện pháp vừa nêu ra không thực
hiện được và chôn lấp được dự kiến là giải pháp dành để chôn lấp những chất thải còn lại
sau khi thu hồi, tái sinh và tái chế.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 7
- 3.3 CÁC QUÁ TRÌNH DIỄN RA TRONG BÃI CHÔN LẤP
Các quá trình vật lý ,hóa học và sinh học sẽ được nói đến trong phần này. Trong 3
quá trình, quá trình sinh học có lẽ là quan trọng nhất. Tuy nhiên quá trình sinh học lại
chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các quá trình vật lý và hoá học. Trong phần cuối cùng của
phần này sẽ bàn thêm một số hệ quả của cả 3 loại quá trình.
3.3.1 Quá trình vật lý - Physical
Nói chung, những phản ứng quan trọng trong bãi chôn lấp thường thuộc 1 trong 3
dạng chính sau: nén ép (compaction hay compression), phân rã (dissolution), và bám hút
bề mặt (sorption). Bởi hiện tượng sụt lún (settlement) luôn đi kèm với nén ép, nên hai
hiện tượng này thường được nói chung với nhau . Tương tự, hiện tượng phân rã và di
chuyển đến nơi khác cũng có những liên quan chặt chẽ nhau, mặc dù mối quan hệ chúng
không cùng một mức độ như ở hiện tượng nén ép và sụt lún. Nói chung tất cả những
thành phần trong bãi chôn lấp đều bị chi phối bởi 3 hiện tượng nói trên.
Nén ép là hiện tượng diễn ra liên tục bắt đầu bởi 1 phương tiện đầm nén, và giảm
kích thước của các phần tử, và vẫn tiếp tục sau khi rác đã nằm trong bãi chôn lấp. Rác
tiếp tục bị nén là do tải trọng của rác và do trọng lượng của lớp đất che phủ. Đầm nén đất
và những hạt nhỏ khác phần nào đó có tác dụng cố kết do sự ép co của đất làm giảm hệ
số rỗng (Kehew 1998). Kết quả cuối cùng của hiện tượng nén ép là sự sụt lún của bãi
chôn lấp đã hoàn thành .Hiện tượng sụt lún này là hiện tượng sụt lún vật lý, xảy ra bên
cạnh hiện tượng sụt lún khác bị gây ra bởi những loại phản ứng khác (ví dụ như do sự
mất mát khối lượng vì các phản ứng hoá học và sinh học.
Lượng nước xâm nhập vào bãi chôn lấp đóng một vai trò rất quan trọng trong
những phản ứng vật lý. Nước là môi trường để phân rã những chất có thể hoà tan trong
nước và giúp vận chuyển những chất không phản ứng. Những chất không phản ứng bao
gồm cả những hạt vô sinh và hữu sinh. Kích thước hạt thay đổi từ kích thước siêu hiển vi
trong chất keo đến có tiết diện vài milimét.
Trong một bãi chôn lấp tiêu biểu, chất thải rắn với đa dạng các thành phần và các
kích thước hạt tạo ra những điều kiện cho phép quá trình bám hút bề mặt diễn ra trong
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 8
- quy mô rộng, sự bám hút bề mặt hay còn gọi là quá trình hấp phụ được hiểu là sự gắn các
phân tử lên một bề mặt. Là một hiện tượng vật lý, bám hút bề mặt là một trong những quá
trình quan trọng bởi vì nó giữ cố định lại những chất hữu cơ và vô cơ có khả năng gây ra
những tác động có hại nếu thoát ra môi trường bên ngoài. Trong đó, nó giữ vai trò rất lớn
giúp ngăn chặn các nguồn gây bệnh (viruses) và những mầm bệnh (pathogens) cũng như
một số chất hoá học. Tuy nhiên, hấp phụ có một số hạn chế nhất định, một trong những
hạn chế đó là vấn đề lưu giữ chất bị hấp phụ bao lâu. Có một hoặc vài nhân tố có thể làm
thay đổi thời gian lưu giữ chất hấp phụ. Ví dụ như các quá trình phân huỷ sinh học và hoá
học xảy ra ở nơi diễn ra hiện tượng bám hút bề mặt.
Hấp thụ (absorption) là một hiện tượng vật lý khác xảy ra trong bãi chôn lấp. Nó
rất quan trọng vì quá trình hấp thụ giữ lại những chất ô nhiễm hoà tan bằng cách giữ
nước, chất vận chuyển những chất ô nhiễm và những hạt lơ lửng ra khỏi bãi chôn lấp.
Qúa trình hấp thụ là quá trình các chất được lấy đi thông qua hiện tượng mao dẫn. Khả
năng hấp thụ của rác thải đô thị trong bãi chôn lấp phần lớn là do hàm lượng cenllulose
có trong chúng. Tuy nhiên, cần phải hiểu rằng, trừ khi bãi chôn lấp được xây dựng trên
bãi đất khô cằn, ở tất cả các bãi chôn lấp cuối cùng tất cả các chất có thể hấp thụ chất
khác trong bãi chôn lấp đều trở nên bão hoà. Như vậy, sự hấp thụ chỉ được xem là một
cách trì hoãn tạm thời khi không mong muốn các chất ô nhiễm thoát ra bên ngoài.
3.3.2 Quá trình hóa học
Ôxi hoá là một trong hai dạng phản ứng hoá học chủ yếu trong bãi chôn lấp. Dĩ
nhiên, mức độ phản ứng ôxi hoá rất hạn chế, bởi vì những phản ứng này phụ thuộc vào sự
hiện diện của ôxi giữ lại trong bãi chôn lấp khi xây dựng và vận hành bãi chôn lấp. Trong
quá trình ôxi hoá, kim loại sắt là thành phần có khả năng bị ảnh hưởng nhiều nhất.
Dạng phản ứng hoá học thứ hai chủ yếu bao gồm những phản ứng xảy ra do sự có
mặt của các acid hữu cơ và cacbon dioxide (CO2 ) hoà tan trong nước, được tổng hợp từ
các quá trình sinh học. Phản ứng với các acid hữu cơ và cacbon dioxide hoà tan thường là
các phản ứng của kim loại và các hợp chất của kim loại với các acid. Sản phẩm của
những phản ứng này phần lớn là ion kim loại và muối tồn tại trong nước rò rĩ của bãi
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 9
- chôn lấp. Những acid gây ra sự hoà tan và từ đây giải phóng ra các chất trở thành nguồn
gây ô nhiễm. Sự hoà tan cacbon dioxide làm giảm chất lượng nước, đặc biệt khi có mặt
của Ca và Mg.
3.3.3 Các quá trình sinh học
Ý nghĩa quan trọng của các phản ứng sinh học trong bãi chôn lấp là nhờ vào hai kết
quả như sau của các phản ứng.
• Ổn định thành phần chất hữu cơ có trong rác thải và nhờ vậy sẽ loại trừ khả năng
gây ảnh hưởng của chúng.
• Chuyển hoá phần lớn các chất có chứa cabon và protein thành khí, cho phép giảm
bớt đáng kể khối lượng và thể tích thành phần hữu cơ.
Ở điểm thứ hai, cần phải nhớ rằng một phần các nguyên tố dinh dưỡng trong chất thải
được chuyển hoá thành chất nguyên sinh của vi khuẩn (microbial protoplasm). Sau cùng,
khi vi khuẩn chết đi chất nguyên sinh này sẽ bị phân huỷ và do vậy nó là một nguồn dự
trữ cho sự phân huỷ trong tương lai.
Thành phần hữu cơ dễ phân huỷ trong MSW gồm đủ loại thành phần chất thải có
trong bãi chôn lấp có khả năng bị phân huỷ sinh học. Chúng bao gồm rác thực phẩm,
giấy, và sản phẩm của giấy, và các loại “sợi tự nhiên” (bao gồm sợi có nguồn gốc động
vật hoặc thực vật). Sự phân huỷ sinh học có thể xảy ra trong tình trạng hiếu khí hoặc kị
khí. Cả hai quá trình hiếu khí và kị khí thường diễn ra tuần tự trước sau trong một bãi
chôn lấp, trong quá trình phân huỷ hiếu khí xảy ra trước quá trình phân huỷ kị khí. Mặc
dù cả hai quá trình phân huỷ sinh học này đều quan trọng, nhưng phân huỷ kị khí gây ra
những ảnh hưởng lớn hơn và lâu dài hơn thể hiện thông qua đặc trưng bãi chôn lấp.
a) Sự phân hủy hiếu khí – Aerobic decomposition
Phần lớn quá trình phân huỷ xảy ra ngay sau khi rác được chôn là hiếu khí. Tình
trạng hiếu khí tiếp diễn cho đến khi tất cả oxi trong các khe hở giữa các hạt không còn
nữa. Giai đoạn hiếu khí diễn ra tương đối ngắn và phụ thuộc vào độ đầm nén chất thải,
cũng như phụ thuộc vào độ ẩm vì độ ẩm chiếm chỗ của không khí trong các khe hở của
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 10
- hạt.Vi khuẩn hoạt động trong suốt giai đoạn này bao gồm vsv hiếu khí bắt buộc và một số
vsv hiếu khí tuỳ nghi.
Bởi vì những sản phẩm cơ bản cuối cùng của quá trình phân huỷ hiếu khí sinh học
là “tro”, CO2 và H2O, tác động có hại cho môi trường trong suốt giai đoạn phân huỷ hiếu
khí là rất nhỏ.Và mặc dù những sản phẩm phân huỷ trung gian có thể bay hơi, và khả
năng gây ô nhiễm thường thấp.
b) Sự phân hủy kỵ khí – Anaerobic decomposition
Bởi vì nguồn oxy trong bãi chôn lấp sớm cạn kiệt, hầu hết chất hữu cơ dễ phân
huỷ cuối cùng sẽ bị phân huỷ kị khí. Quá trình phân huỷ kị khí sinh học tương tự như quá
trình phân huỷ kị khí bùn thải .Các vi khuẩn tham gia vào quá trình phân huỷ kị khí bao
gồm: vi khuẩn kị khí tuỳ nghi và vi khuẩn kị khí bắt buộc.
Không may, những sản phẩm phân huỷ kị khí có thể gây ra tác động bất lợi vào
môi trường nếu không có biện pháp quản lý chúng một cách cẩn thận . Những sản phẩm
phân huỷ có thể phân loại thành hai nhóm chính: những acid hữu cơ dễ bay hơi và khí.
Hầu hết những acid có mùi khó chịu và các acid béo mạch ngắn . Ngoài những phản ứng
hóa học với những thành phần khác acid còn là cơ chất cho vi khuẩn cho vi khuẩn tạo ra
khí mêthane.
Hai khí chủ yếu sinh ra là khí mêthan (CH4) và CO2. Những khí ở dạng vết là
hydrogen sulphide (H2S), hydrogen (H2) và nitrogen (N2) .Vấn đề phát sinh khí bãi rác,
quản lý và thu hồi chúng trong bãi chôn lấp được thảo luận trong phần khác của chương
này.
c) Những nhân tố môi trường – Environmental factors
Bản chất, tốc độ, và mức độ của các quá trình phân huỷ sinh học trong bãi chôn
lấp bị ảnh hưởng lớn bởi những nhân tố môi trường có ảnh hưởng lên tất cả các hoạt động
của VSV. Bản chất của quá trình phân huỷ sinh học quyết định bản chất của những sản
phẩm của quá trình phân huỷ trong những thông số, tốc độ phân huỷ quyết định khoảng
thời gian cần thiết phải giám sát bãi chôn lấp sau khi chấm dứt hoạt động và thời gian cần
thiết để quá trình phân huỷ ổn định hoàn toàn trước khi đưa bãi chôn lấp đã hoàn thành
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 11
- vào sử dụng lại cho dù mục đích sử dụng lại là cho giải trí, làm nông nghiệp, xây dựng
hoặc những mục đích khác.
Một trong những cách thức ảnh hưởng của quá trình phân huỷ đến việc sử dụng lại
bãi chôn lấp đã hoàn tất là thông qua những ảnh hưởng của nó trên tốc độ và mức độ sụt
lún (giảm độ cao), trong đó sụt lún là cản trở chủ yếu trong việc sử dụng lại bãi chôn lấp
đã hoàn tất. Sự sụt lún sẽ tiếp tục cho đến khi sự phân huỷ sinh học bên trong bãi chôn
lấp xảy ra hoàn toàn. Vì vậy, tốc độ phân huỷ càng cao vị trí xây dựng bãi chôn lấp càng
sớm được sử dụng lại. Rất nhiều các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã được tiến
hành từ hơn 5-10 năm qua để đẩy nhanh sự phân hủy sinh học của chất thải bên trong bãi
chôn lấp.
Những nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân huỷ trong bãi chôn lấp thông thường
là độ ẩm, nhiệt độ, và hàm lượng chất dinh dưỡng cho vi khuẩn tiêu thụ và độ bền của
chất thải trước sự tấn công của vi khuẩn . Nếu độ ẩm ở 55% - 60% hoặc thấp hơn , nó sẽ
trở thành yếu tố hạn chế sự phân huỷ trong bãi chôn lấp, bởi vì hoạt động của vi khuẩn bị
ức chế tăng dần khi độ ẩm rơi xuống thấp hơn mức 55%. Trên thực tế, hoạt động của vsv
dừng hẳn khi độ ẩm ở 12% vậy. Vì vậy,có thể hiểu rằng quá trình phân huỷ dĩên ra rất
chậm trong những bãi chôn lấp xây dựng ở vùng khô cằn .
Hoạt động của đa số các vi khuẩn tăng khi nhiệt độ tăng tới giới hạn là 400C . Đối
với một vài lọai vi khuẩn giới hạn trên của nhiệt độ thậm chí khoảng từ 550C-650C .Bởi
vì nhiệt độ trong những vùng nhiệt đới thì thuận lợi hơn, quá trình phân huỷ chất thải
diễn ra trong những khu vực này có thể nói là nhanh hơn và ở mức độ cao hơn.
Nói về chất dinh dưỡng, loại rác nào có đặc tính chứa nhiều chất dễ bị phân huỷ có
thể xem là lý tưởng về mặt sinh học. Rác dễ phân huỷ bao gồm những loại rác như rác
vườn màu xanh (green crop debris), rác từ việc chuẩn bị thực phẩm (food preparation
waste), rác chợ, phân của người và động vật. Rất dễ tìm thấy các hỗn hợp vật liệu phân
huỷ lý tưởng ở những nước đang phát triển trong khu vực nhiệt đới ẩm.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 12
- 3.3.4 Khối lượng riêng chất thải trong bãi chôn lấp và sự sụt lún
a) Khối lượng riêng – Density
Trong các yếu tố ảnh hưởng hoặc quyết định khối lượng riêng của chất thải trong
bãi chôn lấp (ở đây dùng từ “in-place” nghĩa là khối lượng riêng của rác sau khi được đổ
xuống và đầm nén trong bãi chôn lấp) gồm có thành phần cấu tạo của rác và những quy
trình vận hành. Diễn tiến sụt lún của toàn bộ khối chôn lấp xảy ra như là những hệ quả
của sự phân huỷ và do tải trọng chất thải đè nặng xuống.
Do ảnh hưởng của sự sụt lún, khối lượng riêng của chất thải liên tục gia tăng .
Trong một bãi chôn lấp vận hành theo đúng kích thước chất thải ở vị trí tương đối sâu có
thể có khối lượng riêng ở mức 900 kg/m3 trong khi đối với bãi chôn lấp được đầm nén sơ
sài thì khoảng 300 kg/m3 ở Mỹ, phạm vi khối lượng riêng thông thường của chất thải
ngay sau khi vừa đầm nén xong khoảng 475-712kg/m3
b) Sự sụt lún - Settlement
Sự sụt lún được biểu hiện bởi việc làm giảm thể tích khối rác và theo sau đó là làm
giảm bớt cao độ.Với nhiều lý do cao độ không giảm đồng đều trên khắp bãi chôn lấp. Sự
sụt lún không đều có thể là những cản trở nghiêm trọng trong việc sử dụng lại bãi chôn
lấp đã hoàn thành và chắc chắn, thành phần hữu cơ càng nhiều bãi chôn lấp càng sâu thì
độ sụt lún càng lớn tốc độ sụt lún phụ thuộc phần lớn vào sự phân huỷ rác vào những yếu
tố ảnh hưởng đến sự phân huỷ.
Bởi vì những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân huỷ luôn thay đổi và vì có nhiều khác
biệt rất lớn giữa những quy trìnhh vận hành bãi chôn lấp hợp vệ sinh nên không có gì
ngạc nhiên khi độ sụt lún trên thực tế và độ sụt lún trong báo cáo có sự khác nhau rất lớn
trong toàn bộ quá trình sụt lún , thường khoảng 90% xảy ra trong suốt năm đầu tiên. Ở
những vùng khô cằn, sự sụt lún có thể chỉ 3% sau 3 năm hoạt động, trong khi ở vùng cận
nhiệt đới có thể tối đa đến 20% sau năm đầu tiên. Lưu ý rằng mặc dù với chất thải rắn có
khối lượng riêng ban đầu bằng hoặc lớn hơn 1060kg/m3 là không có sự sụt lún vật lý nào
có thể xảy ra nhưng về mặt lý thuyết, sự sụt lún vẫn có thể xảy ra đến 40% vì sự phân
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 13
- huỷ rác tuy nhiên với chất thải rắn có khối lượng riêng dao động từ 650-1200kg/m3 tốc
độ sụt lún đo được hàng năm khoảng 0.55- 4.7%.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 14
- 3.4 KỸ THUẬT CHÔN CHẤT THẢI RẮN
3.4.1 Thiết kế bãi chôn rác
Không một phương pháp chôn lấp nào hoàn hảo cho tất cả các địa điểm bãi chôn
lấp và không nhất thiết là chỉ có một phương pháp là tốt nhất đối với bất kỳ một bãi chôn
lấp nhất định nào đó. Sự lựa chọn một phương pháp chôn lấp phụ thuộc vào điều kiện vật
lý tự nhiên của địa điểm vị trí xây dựng bãi, khối lượng và loại chất thải rắn đưa đến bãi
chôn lấp, và chi phí tương đối của các khả năng lựa chọn khác nhau.
a. Chuẩn bị tài liệu cho công việc thiết kế
- Các tài liệu về quy hoạch của đô thị.
- Các tài liệu về dân số, điều kiện kinh tế-xã hội, hiện trạng và định hướng phát
triển trong tương lai.
- Các tài liệu về địa hình, địa chất công trình, thủy văn, điều kiện khí hậu của khu
vực.
- Các tài liệu khác có liên quan.
b. Các bộ phận trong thiết kế của BCL
Ô chôn lấp
Một BCL thường được chia thành các ô và ngăn cách với nhau bằng vách ngăn cố
định. Ô chôn lấp được sử dụng để đổ chất thải rắn trong một khoảng thời gian nhất định,
thường không quá 3 năm (TTLT01/2001). Các vách ngăn và đáy của ô chôn lấp phải có
độ thấm nhỏ và có khả năng chịu tải lớn. Căn cứ vào lượng chất thải rắn để thiết kế chiều
cao, dày, diện tích làm việc, độ dốc, lớp phủ phù hợp của mỗi ô chôn lấp, chiều cao ô
(cũng là chiều cao của bãi chôn lấp) thường từ 10 – 25m (TTLT01/2001: yêu cầu từ 15 –
25m). (Ths Nguyễn Xuân Cường, bài giảng quản lý và xử lý chất thải rắn,2012, trang 30)
Lớp phủ hàng ngày, trung gian và cuối cùng
Tùy thuộc vào từng vị trí bên trong BCL và giai đoạn của việc xây dựng, hoạt
động, các hệ thống bao phủ được sử dụng hàng ngày, trung gian, và cuối cùng. Lớp phủ
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 15
- hàng ngày và trung gian được sử dụng nhiều hơn hoặc ít liên tục trong giai đoạn hoạt
động của BCL.
Lớp phủ hằng ngày nhằm mục đích điều chỉnh côn trùng, rác vương vãi, mùi, lửa,
hơi ẩm. Lớp phủ trung gian nhằm mục đích ngăn ngừa khí gas rò rỉ ra môi trường
(TTLT01/2001 - Quy định tiêu chuẩn kĩ thuật của lớp phủ trung gian). Lớp phủ cuối
cùng thường là định kỳ trong giai đoạn hoạt động hoặc hoàn thành của BCL, đây là hệ
thống phức tạp nhất. Theo TCVN 6696/2000: lớp phủ cuối cùng phải đảm bảo độ chống
thấm nước, thông thường lớp phủ dày 0,5m và có hàm lượng sét lớn hơn 30%, độ dốc
hớn 3%. Lớp đất phủ trên (thường là đất phù sa) có độ dày lớn hơn 0,3m. (Ths Nguyễn
Xuân Cường, bài giảng quản lý và xử lý chất thải rắn,2012, trang 30)
Hệ thống thu nước rỉ rác
Hệ thống thu nước rò rỉ bao gồm: hệ thống lót đáy; hệ thống mương thu gom và
thoát nước rò rỉ và hệ thống đường ống tháo nước rò rỉ; hệ thống chứa nước rò rỉ. Nước rỉ
rác có nồng độ COD, BOD, SS…rất cao. (Ths Nguyễn Xuân Cường, bài giảng quản lý và
xử lý chất thải rắn,2012, trang 31)
Hệ thống lớp lót đáy
Mục đích thiết kế lớp lót đáy BCL là nhằm giảm thiểu sự thấm nước rò rỉ vào lớp
đất phía dưới bãi chôn lấp và nhờ đó loại trừ khả năng nhiễm bẩn nước ngầm. Các vật
liệu thường được sử dụng bao gồm: sét, cát, sỏi, đất, màng địa chất, lưới nhựa, vải địa
chất, sét địa chất tổng hợp. Thông thường lớp lót đáy sẽ bao gồm lớp đất nén chặt dưới
cùng, tiếp theo là lớp chống thấm (đất sét, nhựa tổng hợp...), lớp trên cùng là lớp sỏi (lớp
đặt hệ thống ống thu gom nước rỉ rác). Hệ thống lót có thể có 1 hoặc 2 lớp (hệ thống) lớp.
Đối với hệ thống hai lớp lót kết hợp, lớp lót thứ nhất được dùng để thu gom nước rò rỉ,
trái lại lớp lót thứ hai có tác dụng như hệ thống phát hiện sự rò rỉ và hỗ trợ cho lớp lót thứ
nhất.
* Lớp lót bằng đất sét:
Trong tất cả các dạng thiết kế, xây dựng lớp lót bằng đất sét, vấn đề quan trọng
nhất cần lưu ý khi sử dụng đất sét là khuynh hướng hình thành các vét nứt khi bị khô. Để
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 16
- bảo đảm lớp đất sét có tác dụng theo thiết kế, lớp đất sét phải có độ dày 10,16 - 15,24 cm
được nén thích hợp giữa các lớp kế tiếp. Chỉ nên sử dụng một loại sét khi xây dựng lớp
lót. (Ths Nguyễn Xuân Cường, bài giảng quản lý và xử lý chất thải rắn,2012, trang 31)
Hệ thống thu khí
BCL luôn phát sinh một lượng khí trong quá trình vận hành. Các khí chính bao
bồm: NH3, CH4, CO2, H2S, H2, O2, N2. Khí sinh ra từ các ô chôn lấp được thu gom qua
GCS được bố trí dạng thẳng đứng hoặc nằm ngang. Các giếng thu khí được bố trí sao cho
có thể thu được khí sinh ra trên toàn bộ diện tích ô chôn lấp. (Ths Nguyễn Xuân
Cường,bài giảng quản lý và xử lý chất thải rắn,2012, trang 32)
3.4.2. Kỹ thuật vận hành BCL
Chất thải được chở đến BCL phải được kiểm tra phân loại (qua trạm cân) và tiến
hành chôn lấp ngay, không để quá 24 giờ. Chất thải phải được chôn lấp theo đúng các ô
quy định cho từng loại chất thải tương ứng. Đối với các BCL tiếp nhận trên 20.000 tấn
(hoặc 50.000 m3) chất thải/năm nhất thiết phải trang bị hệ thống cân điện tử để kiểm soát
định lượng chất thải.
Sổ sách ghi chép và các tài liệu có liên quan phải được lưu giữ và bảo quản tại Ban
Quản lý BCL trong thời gian vận hành và sau ít nhất là 5 năm kể từ ngày đóng BCL.
Chất thải phải được chôn lấp thành các lớp riêng rẽ và ngăn cách nhau bằng các
lớp đất phủ.
- Chất thải sau khi được chấp nhận chôn lấp phải được san đều và đầm nén kỹ
(bằng máy đầm nén 6 - 8 lần) thành những lớp có chiều dầy tối đa 60cm đảm bảo tỷ trọng
chất thải tối thiểu sau đầm nén 0,52 tấn đến0,8 tấn/m3 .
- Phải tiến hành phủ lấp đất trung gian trên bề mặt rác khi rác đã được đầm chặt
(theo các lớp) có độ cao tối đa từ 2,0 m - 2,2 m. Chiều dầy lớp đất phủ phải đạt 20 cm. Tỷ
lệ lớp đất phủ chiếm khoảng 10 % đến 15% tổng thể tích rác thải và đất phủ.
- Đất phủ phải có thành phần hạt sét > 30%, đủ ẩm để dễ đầm nén. Lớp đất phủ
phải được trải đều khắp và kín lớp chất thải và sau khi đầm nén kỹ thì có bề dày khoảng
15 cmữ 20 cm.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 17
- Hệ số thoát nước bề mặt đối với một số loại đất phủ
Loại đất trên bề mặt Hệ số thoát nước
Đất cát pha, độ dốc 0-2% 0,05-0,10
Đất cát pha, độ dốc 2-7% 0,10-0,15
Đất cát pha, độ dốc >7% 0,15-0,20
Đất chặt, độ dốc 0-2% 0,13-0,17
Đất chặt, độ dốc 2-7% 0,18-0,22
Đất chặt, độ dốc >7% 0,25-0,35
Ngoài đất phủ, vật liệu đủ các điều kiện sau đây cũng được sử dụng làm vật liệu
phủ trung gian giữa các lớp chất thải:
- Có hệ số thấm < 1 x 10-4 cm/s và có ít nhất 20% khối lượng có kích thước <
0,08 mm.
- Có các đặc tính: có khả năng ngăn mùi; không gây cháy, nổ; có khả năng ngăn
chặn các loại côn trùng, động vật đào bới; có khả năng ngăn chặn sự phát tán các chất
thải là vật liệu nhẹ.
CTR của các nhà máy nhiệt điện được chôn lấp theo hướng dẫn kỹ thuật chuyên
ngành.
Các ô chôn lấp phải được phun thuốc diệt côn trùng (không được ở dạng dung
dịch). Số lần phun sẽ căn cứ vào mức độ phát triển của các loại côn trùng mà phun cho
thích hợp nhằm hạn chế tối đa sự phát triển của côn trùng.
Các phương tiện vận chuyển CTR sau khi đổ chất thải vào BCL cần phải được rửa
sạch trước khi ra khỏi phạm vi BCL.
Hệ thống thu gom và xử lý nước thải phải thường xuyên hoạt động và được kiểm
tra, duy tu, sửa chữa và thau rửa định kỳ đảm bảo công suất thiết kế. Các hố lắng phải
được nạo vét bùn và đưa bùn đến khu xử lý thích hợp.
Nước rác không được phép thải trực tiếp ra môi trường nếu hàm lượng các chất ô
nhiễm vượt quá các tiêu chuẩn quy định (TCVN).
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 18
- Cho phép sử dụng tuần hoàn nước rác nguyên chất từ hệ thống thu gom của BCL,
hoặc bùn sệt phát sinh ra từ hệ thống xử lý nước rác trở lại tưới lên BCL để tăng cường
quá trình phân huỷ chất thải trong những điều kiện sau:
- Chiều dầy lớp rác đang chôn lấp phải lớn hơn 4 m.
- Phải áp dụng kỹ thuật tưới đều trên bề mặt.
- Không áp dụng cho những vùng của ô chôn lấp khi đã tiến hành phủ lớp cuối
cùng.
3.4.3 Thiết bị phục vụ bãi chôn lấp
Việc lựa chọn thiết bị cho bãi chôn lấp là rất quan trọng cho việc vận hành bãi.
Thường có 2 loại công việc cần đến các thiết bị nặng:
• San, đầm nén và phủ rác.
• Chuẩn bị bãi, duy trì và tu bổ cuối cùng cho bãi thải.
Ba dạng thiết bị chính thường được sử dụng tại bãi:
• Máy ủi bánh xích.
• Máy đầm nén bánh thép.
• Máy ủi bánh lốp
Khi lựa chọn thiết bị cần xem xét những yếu tố sau:
- Kích cỡ của bãi chôn lấp (quy mô).
- Phương pháp chôn lấp vận hành bãi đã lựa chọn.
- Giá của thiết bị, tuổi thọ của thiết bị.
- Vốn đầu tư.
- Lợi tức hàng năm do bãi chôn lấp mang lại.
Các phương tiện va thiết bị được dùng trong BCL
- Xe rác:
+ Chức năng: chở rác từ nơi phát thải tới điểm tập kết.
+ Hoạt động: Xe rác sẽ đưuọc đưa vào bãi theo con đường nội bộ. Khi đó rác sẽ
được đi vào khu vực có đặt tấm betong khoảng rộng lớn được gọi là bãi đỗ. Xe đi vào bãi
đỗ sẽ được đổ rác xuống.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 19
- - Xe máy ủi
+ Chức năng: San bằng lóp rác ra thành từng lớp phục vụ cho các giai đoạn tiếp
theo
+ Hoạt động: Sau khi rác tập trung đủ sẽ được 1 xe máy ủi tiến hành ủi rác ra
thành từng lớp và những lớp này có bề dày từ 0.8-1m.
- Xe máy đầm
+ Chức năng: Làm giảm thể tích của rác và xé rác ra nhuyễn hơn nhờ bánh xe có
dạng bánh xích chân cừu. Đặc biệt là rác hữu cơ sẽ tạo điều kiện cho rác phân hủy dễ
dàng hơn.
+ Hoạt động: Khi chiều cao lớp rác đạt từ 0.8-1m thì xe máy đầm sẽ leo lên rác và
đầm rác. Sau khi xe máy đầm hoạt động đạt chiều cao từ 2-2,2m thì các công nhân của
bãi sẽ tiến hành phun thuốc khử mùi.
3.4.4 Giai đoạn đóng BCL
Một bãi chôn lấp vệ sinh đã hoàn thành là cơ hội để thu lại nguồn tài nguyên (khí
bãi chôn lấp) hoặc để xây dựng những công trình. Việc xây dựng nhà ở và khu thương
mại trên bãi chôn lấp chỉ nên giới hạn ở những bãi chôn lấp ổn định hoàn toàn nếu những
phương pháp đặc biệt không được áp dụng và các biện pháp phòng ngừa không được
thực hiện.
Vì thường xảy ra nhiều trở ngại và hạn chế lớn liên quan tới việc xây dựng và sử
dụng những công trình được xây dựng trên bãi chôn lấp, việc sử dụng bãi chôn lấp sau
đóng bãi làm nơi xây dựng và đặc biệt để phát triển đô thị nói chung không được khuyến
khích ở những nước công nghiệp. Tuy nhiên, ở một vài nơi thiếu đất vẫn có thể xem xét
tiềm năng sử dụng lại những nơi đó. Ở các nước đang phát triển lại khác, đặc biệt ở
những nước có sự di cư dân số từ vùng nông thôn đến trung tâm thành phố một cách đáng
kể. Do sự di dân, tất cả đất không có người ở đều trở nên hấp dẫn. Trong trường hợp đó,
phương pháp duy nhất là áp dụng tới mức độ tối đa có thể, những biện pháp phòng ngừa
đã được thiết kế để làm giảm các mối nguy hiểm liên quan.
Việc đóng BCL được thực hiện khi:
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn – Chương 3 Trang 20
nguon tai.lieu . vn
