›
›

Quản lý chất thải rắn đô thị cho cán bộ kỹ thuật

pdf 200 trang ngocly 1080
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Quản lý chất thải rắn đô thị cho cán bộ kỹ thuật", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfquan_ly_chat_thai_ran_do_thi_cho_can_bo_ky_thuat.pdf

Nội dung text: Quản lý chất thải rắn đô thị cho cán bộ kỹ thuật

  1. ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO SỞ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP VĂN LANG KHOA CƠNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG Đ ÀO TẠ O NGẮ N HẠ N QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ CHO CÁN BỘ KỸ THUẬT KHĨA 2 10/2004
  2. MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Chất Thải Rắn Đơ Thị Và Các Vấn Đề Mơi Trường 1-1 1.2 Tổng Quan Về Hệ Thống Quản Lý Chất Thải Rắn Đơ Thị 1-3 Chương 2 NGUỒN PHÁT SINH VÀ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ 2.1 Nguồn Phát Sinh Chất Thải Rắn 2-1 2.2 Loại Chất Thải Rắn 2-1 2.3 Thành Phần Chất Thải Rắn Và Phương Pháp Phân Tích 2-2 2.4 Các Thành Phần Chất Thải Rắn Được Tái Sinh, Tái Chế 2-5 2.4.1 Lon nhơm 2-5 2.4.2 Giấy và carton 2-5 2.4.3 Nhựa 2-7 2.4.4 Thủy tinh 2-9 2.4.5 Sắt và thép 2-10 2.4.6 Kim loại màu 2-12 2.4.7 Cao su 2-12 2.4.8 Pin gia dụng 2-12 2.4.9 Rác thực phẩm Chương 3 TÍNH CHẤT LÝ HỌC, HĨA HỌC VÀ SINH HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN 3.1 Tính Chất Lý Học 3-1 3.1.1 Khối lượng riêng 3-1 3.1.2 Độ ẩm 3-1 3.1.3 Kích thước và sự phân bố kích thước 3-3 3.1.4 Khả năng tích ẩm 3-3 3.2 Tính Chất Hĩa Học 3-4 3.3 Tính Chất Sinh Học 3-9 3.4 Quá Trình Chuyển Hĩa Lý Học, Hĩa Học, Sinh Học 3-11 3.4.1 Chuyển hĩa lý học 3-11 3.4.2 Chuyển hĩa hĩc học 3-12 3.4.3 Chuyển hĩa sinh học 3-13 Chương 4 KHỐI LƯỢNG, TỐC ĐỘ PHÁT SINH VÀ THU GOM CHẤT THẢI RẮN 4.1 Vai Trị Quan Trọng Của Thơng Số Khối Lượng Chất Thải 4-1 4.2 Phương Pháp Xác Định Khối Lượng Chất Thải Rắn 4-1 4.2.1 Đơn vị đo 4-1 4.2.2 Các phương pháp ước tính khối lượng 4-2 4.3 Tốc Độ Phát Sinh Và Tốc Độ Thu Gom Chất Thải 4-9 4.4 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Tốc Độ Phát Sinh Chất Thải 4-10 4.4.1 Ành hưởng của hoạt động giảm thiểu và tái sinh chất thải tại nguồn 4-10 4.4.2 Ảnh hưởng của quan điểm của quần chúng và luật pháp đến sự phát sinh 4-11 chất thải 4.4.3 Ảnh hưởng của các yếu tố địa lý tự nhiên đến sự phát sinh chất thải 4-11 Chương 5 QUẢN LÝ, PHÂN LOẠI, LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TẠI NGUỒN 5.1 Tổng Quan Về Quản Lý Và Phân Loại Chất Thải Rắn Tại Nguồn 5-1 5.1.1 Quản lý, phân loại thải rắn sinh hoạt tại các hộ gia đình 5-1
  3. 5.1.2 Quản lý, phân loại chất thải tại các khu thương mại và cơ sở sản xuất 5-4 5.1.3 Lưu trữ chất thải rắn tại nguồn 5-4 5.1.4 Xử lý chất thải rắn tại hộ gia đình 5-6 5.1.5 Xử lý chất thải rắn tại các khu thương mại 5-7 5.2 Dự Án Phân Loại Chất Thải Rắn Tại Nguồn, TP. Hồ Chí Minh 5-8 5.2.1 Phương án 1 5-8 5.2.2 Phương án 2 5-11 5.3 Kinh Nghiệm Thực Hiện Chương Trình Phân Loại Rác Tại Nguồn Của Các 5-13 Nước Trên Thế Giới Chương 6 HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN 6.1 Hệ Thống Thu Gom 6-1 6.2 Phân Tích Hệ Thống Thu Gom 6-2 6.2.1 Một số khái niệm 6-2 6.2.2 Tính tốn đối với hệ thống container di động (HCS) 6-3 6.2.3 Tính tốn đối với hệ thống container cố định (SCS) 6-5 6.3 Vạch Tuyến Thu Gom 6-7 6.3.1 Nguyên tắc vạch tuyến thu gom 6-7 6.3.2 Vạch tuyến thu gom đối với hệ thống container di động (HCS) 6-7 6.3.3 Vạch tuyến thu gom đối với hệ thống SCS- thu gom cơ giới 6-8 6.3.4 Vạch tuyến thu gom đối với hệ thống SCS- thu gom thủ cơng 6-9 6.4 Ví Dụ 6-10 Chương 7 TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN 7.1 Sự Cần Thiết Của Hoạt Động Trung Chuyển 7-1 7.2 Các Dạng Trạm Trung Chuyển 7-1 7.2.1 Trạm trung chuyển chất tải trực tiếp 7-2 7.2.2 Trạm trung chuyển chất tải lưu trữ 7-4 7.2.3 Trạm trung chuyển kết hợp chất thải trực tiếp và chất tải thải bỏ 7-4 7.2.4 Hoạt động trung chuyển – vận chuyển tại nhà máy thu hồi/xử lý 7-5 7.3 Phương Tiện Và Phương Pháp Vận Chuyển 7-5 7.4 Những Yêu Cầu Thiết Kế Trạm Trung Chuyển 7-5 7.5 Lựa Chọn Vị Trí Trạm Trung Chuyển 7-6 7.5.1 Lựa chọn vị trí trạm trung chuyển dựa trên chi phí vận chuyển 7-6 7.5.2 Lựa chọn vị trí trạm trung chuyển dựa trên các điều kiện giới hạn 7-7 7.6 Hiện Trạng Hệ Thống Thu Gom Trung Chuyển Và Vận Chuyển Chất Thải Rắn 7-8 Sinh Hoạt TP. Hồ Chí Minh Chương 8 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ 8.1 Giới Thiệu Chung 8-1 8.2 Phương Pháp Cơ Học 8-1 8.2.1 Phân loại 8-1 8.2.2 Nén ép 8-2 8.3 Phương Pháp Sinh Học – Chế Biến Phân Compost 8-2 8.3.1 Chế biến compost 8-2 8.3.2 Phân Hủy Kỵ Khí 8-21 8.3.3 So sánh quá trình compost và phân hủy kỵ khí 8-24 8.4 Phương Pháp Hĩa Học – Đốt 8-25 8.4.1 Tình Hình Xử Lý Chất Thải Bằng Phương Pháp Đốt 8-25 8.4.2 Cơng Nghệ Đốt Chất Thải 8-27 8.4.3 Hoạt Động Đốt Chất Thải Và Vấn Đề Ơ Nhiễm Mơi Trường 8-37 ii
  4. Chương 9 BÃI CHƠN LẤP 9.1 Phương Pháp Bãi Chơn Lấp Chất Thải Rắn 9-1 9.1.1 Quy trình chơn lấp 9-1 9.1.2 Các phản ứng xảy ra trong bãi chơn lấp 9-5 9.1.3 Những vấn đề liên quan đến chơn lấp chất thải rắn 9-6 9.2 Phân Loại, Loại Hình Bãi Chơn Lấp Và Phương Pháp Chơn Lấp 9-6 9.2.1 Phân loại bãi chơn lấp 9-6 9.2.2 Các loại bãi chơn lấp 9-6 9.2.3 Các phương pháp chơn lấp 9-8 9.3 Kiểm Sốt Nước Rị Rỉ Từ Bãi Chơn Lấp 9-9 9.4 Kiểm Sốt Khí Bãi Chơn Lấp 9-14 9.5 Giám Sát Chất Lượng Mơi Trường Bãi Chơn Lấp 9-24 9.6 Mặt Bằng Tổng Thể và Thiết Kế Sơ Bộ Bãi Chơn Lấp 9-31 9.7 Đĩng Bãi Chơn Lấp 9-34 Ví dụ 9-35 iii
  5. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ VÀ CÁC VẤN ĐỀ MƠI TRƯỜNG Hiện nay, thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn đơ thị đang là vấn đề nan giải đối với nhiều địa phương trong cả nước. Với khối lượng phát sinh lớn nhưng tỷ lệ thu gom cịn hạn chế, chất thải rắn sinh ra chưa được thu gom và xử lý triệt để là nguồn gây ơ nhiễm cả ba mơi trường: đất, nước và khơng khí. Tại các bãi đổ rác, nước rị rỉ và khí bãi rác là mối đe dọa đối với nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực. Khối lượng chất thải rắn của các khu đơ thị ngày càng gia tăng nhanh chĩng theo tốc độ gia tăng dân số, và phát triển kinh tế xã hội. Lượng chất thải rắn nếu khơng được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả mơi trường khơng thể lường trước được. Theo Nhuệ và cộng sử (2001:6), “tổng lượng rác thải sinh hoạt thải ra hàng ngày ở các đơ thị nước ta vào khoảng 9000 m3 (năm 1999), nhưng mới chỉ thu gom được 45-50%”. Khối lượng chất thải rắn của thành phố Hồ Chí Minh 9 tháng đầu năm 2003 được trình bày trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2. Bảng 1.1 Khối lượng chất thải rắn đơ thị của thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1983 đến năm 2003 Rác Xà bần Tổng lượng chất thải rắn Năm (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) 1983 181.802 498 1984 180.484 494 1985 202.925 556 1986 202.483 555 1987 198.012 542 1988 236.982 649 1989 310.214 850 1990 390.610 107 1991 491.182 1.346 1992 424.807 1.164 191.600 525 616.407 1.689 1993 562.227 1.540 276.608 758 838.835 2.298 1994 719.889 1.972 285.529 782 1.005.418 2.755 1995 978.084 2.680 329.534 903 1.307.618 3.583 1996 1.058.488 2.900 346.857 950 1.405.345 3.850 1997 983.811 2.695 190.121 521 1.173.972 3.216 1998 939.943 2.575 246.685 676 1.186.628 3.251 1999 1.066.272 2.921 312.659 857 1.378.931 3.778 2000 1.172.958 3.214 311.005 852 1.483.963 4.066 2001 1.369.358 3.752 344.451 944 1.713.809 4.695 2002 1.568.477 4.297 385.763 1.058 1.959.595 5.443 2003 1.662.849 4.619 394.732 1.096 2.063.296 5.731 1-1
  6. Bảng 1.2 Khối lượng chất thải rắn đơ thị của thành phố Hồ Chí Minh năm 2002 Rác sinh hoạt Xà bần Tổng lượng chất thải rắn Quận/Huyện (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) Quận 1 81.289 223 72.003 197 153.712 427 Quận 2 53279 146 6076 17 59.518 165 Quận 3 68.721 188 45.595 125 114.629 318 Quận 4 144.233 395 9.301 25 153.954 428 Quận 5 44.416 122 45.587 125 90.250 251 Quận 6 81.710 224 25.765 71 107.770 299 Quận 7 59.644 163 - - 59.807 166 Quận 8 97.209 266 7.251 20 104.746 291 Quận 9 50.980 140 - - 51.120 142 Quận 10 127.834 350 89.369 245 217.798 605 Quận 11 148.699 407 28.036 77 177.219 492 Quận 12 15.071 41 23 - 15.135 42 Quận Bình Thạnh 95.548 262 7.937 22 103.769 288 Quận Gị Vấp 93.057 255 14.108 39 107.459 298 Quận Phú Nhuận 91.342 250 14.935 41 106.568 296 Quận Tân Bình 144.851 397 8.153 22 153.423 426 Quận Tân Phú MTL MTL MTL MTL MTL MTL Quận Thủ Đức 75.172 206 10.892 30 86.300 240 Quận Bình Tân MTL MTL MTL MTL 0 0 Huyện Bình Chánh 40.801 112 - - 40.913 114 Huyện Củ Chi 20.505 56 - - 20.561 57 Huyện Cần Giờ 5.840 16 - - 5.856 16 Huyện Hĩc Mơn 22.481 62 732 2 23.277 65 Huyện Nhà Bè 5.795 16 - - 5.811 16 Tổng cộng 1.568.477 4.297 385.763 1.058 1.959.595 5.443 Nguồn: Cơng ty Mơi Trường Đơ Thị Thành phố Hồ Chí Minh, 2002. (-): khơng cĩ giá trị; MTL: mới thành lập. Trước năm 1990, phương pháp chơn lấp đã tỏ ra cĩ hiệu quả ở thành phố Hồ Chí Minh về nhiều mặt, nhất là về mặt kinh tế (rẻ tiền) và qui trình vận hành (đơn giản). Tuy nhiên, trong những năm gần đây, đặc biệt là từ sau năm 1995, các bãi chơn lấp chất thải rắn đơ thị của thành phố Hồ Chí Minh đã bộc lộ rất nhiều nhược điểm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường sống và quá trình vận ổn định, an tồn của các bãi chơn lấp. Các nhược điểm này cĩ nhiều khía cạnh chung với các nước phát triển trên thế giới, nhưng cũng cĩ nhiều khác biệt do điều kiện khí hậu, sinh hoạt, kinh tế, quản lý và vận hành bãi chơn lấp. Sau gần 20 năm vận hành, các bãi chơn lấp ngày càng bộc lộ rất nhiều nhược điểm, đặc biệt khi khối lượng chất thải rắn tăng lên quá một mức nào đĩ (thường là mức chịu được của mơi trường), nhiều sự cố mơi trường đã xảy ra, như mùi hơi thối ảnh hưởng trên phạm vi rộng lớn từ bãi chơn lấp, sự cố tràn bờ nước rị rỉ cĩ nồng độ ơ nhiễm cao, ruồi 1-2
  7. muỗi và các loại cơn trùng, và thành phố Hồ Chi Minh luơn luơn phải giải quyết các sự cố trên. Bên cạnh đĩ, khi các bãi chơn lấp bị lấp đầy thành phố lại phải đi tìm các địa điểm để xây dựng các bãi chơn lấp mới trong điều kiện đất đai ngày càng khĩ khăn và đắt đỏ. Như vậy, trong khi các nguồn ơ nhiễm cũ (bãi chơn lấp) chưa giải quyết xong thì lại phát sinh thêm các nguồn ơ nhiễm mới. Hơn nữa, các bãi chơn lấp cũ khơng những tiếp tục chiếm diện tích lớn và phải bỏ hoang hàng chục năm (do khơng thể sử dụng được cho đến khi chất thải rắn phân hủy hết), mà cịn tiếp tục là các điểm gây ơ nhiễm lâu dài (vài chục năm), rất tốn kém trong cơng tác quan trắc và duy tu. 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ Quản lý chất thải rắn là sự kết hợp kiểm sốt nguồn thải, tồn trữ, tho gom, trung chuyển và vận chuyển, xử lý và đổ chất thải rắn theo phương thức tốt nhất cho sức khỏe cộng đồng, kinh tế, kỹ thuật, bảo tồn, cảm quan và các vấn đề mơi trường khác. Quản lý thống nhất chất thải rắn là việc lựa chọn và áp dụng kỹ thuật, cơng nghệ và chương trình quản lý thích hợp nhằm hồn thành mục tiêu đặc biệt quản lý chất thải rắn. Một cách tổng quát, sơ đồ hệ thống kỹ thuật quản lý chất thải rắn đơ thị được trình bày tĩm tắt trong Hình 1.1. Nguồn phát sinh Tồn trữ tại nguồn Thu gom (hẻm và đường phố) Trung chuyển & Tái sinh, tái chế vận chuyển & xử lý Bãi chôn lấp Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống quản lý chất thải rắn đơ thị (Tchobanoglous và cộng sự, 1993). Nguồn Phát Sinh. Nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn đơ thị bao gồm: (1) từ các khu dân cư (chất thải rắn sinh hoạt), (2) các trung tâm thong mại, (3) các cơng sở, trường học, cơng trình cơng cộng, (4) dịch vụ đơ thị, sân bay, (5) các hoạt động cơng nghiệp, (6) các hoạt động xây dựng đơ thị, (7) các trạm xử lý nước thải và từ các đường cống thốt nước của thành phố. Tồn Trữ Tại Nguồn. Chất thải rắn phát sinh được lưu trữ trong các loại thùng chứa khác nhau tùy theo đặc điểm nguồn phát sinh rác, khối lượng rác cần lưu trữ, vị trí đặt thùng chứa, chu kỳ thu gom, phương tiện thu gom, Một cách tổng quát, các phương tiện thu chứa rác thường được thiết kế, lựa chọn sao cho thỏa mãn các tiêu chuan sau: (1) chống sự xâm nhập của súc vật, cơn trùng, (2) bền, chắc, đẹp và khơng bị hư hỏng do thời tiết, (3) dễ cọ rửa khi cần thiết. 1-3
  8. Thu Gom. Rác sau khi được tập trung tại các điểm quy định sẽ được thu gom và vận chuyển đến trạm trung chuyển/trạm xử lý hoặc bãi chơn lấp. Theo kiểu vận hành, hệ thống thu gom được phân loại thành: (1) hệ thống thu gom container di động: loại cổ điển và loại trao đổi thùng chứa và (2) hệ thống thu gom container cố định. Trung Chuyển và Vận Chuyển. Các trạm trung chuyển được sử dụng để tối ưu hĩa năng suất lao động của đội thu gom và đội xe. Trạm trung chuyển được sử dụng khi: (1) xảy ra hiện tượng đổ chất thải rắn khơng đúng quy định do khoảng cách vận chuyển quá xa, (2) vị trí thải bỏ quá xa tuyến đường thu gom (thường lớn hơn 16 km), (3) sử dụng xe thu gom cĩ dung tích nhỏ (thường nhỏ hơn 15 m3), (4) khu vực phục vụ là khu dân cư thưa thớt, (5) sử dụng hệ thống container di động với thùng chứa tương đối nhỏ để thu gom chất thải từ khu thương mại. Hoạt động của mỗi trạm trung chuyển bao gồm: (1) tiếp nhận các xe thu gom rác, (2) xác định tải trọng rác đưa về trạm, (3) hướng dẫn các xe đến điểm đổ rác, (4) đưa xe thu gom ra khỏi trạm, (5) xử lý rác (nếu cần thiết), (6) chuyển rác lên hệ thống vận chuyển để đưa đến bãi chơn lấp. Đối với mỗi trạm trung chuyển cần xem xét: (1) số lượng xe đồng thời trong trạm, (2) khối lượng và thành phần rác được thu gom về trạm, (3) bán kính hiệu quả kinh tế đối với mỗi loại xe thu gom, (4) thời gian để xe thu gom đi từ vị trí lấy rác cuối cùng của tuyến thu gom về trạm trung chuyển. Tái Sinh, Tái Chế Và Xử Lý. Rất nhiều thành phần chất thải rắn trong rác thải cĩ khả năng tái sinh, tái chế như: giấy, carton, túi nilon, nhựa, cao su, da, gỗ, thủy tinh, kim loại, Các thành phần cịn lại, tùy theo phương tiện kỹ thuật hiện cĩ sẽ được xử lý bằng các phương pháp khác nhau như: (1) sản xuất phân compost, (2) đốt thu hồi năng lượng hay (3) đổ ra bãi chơn lấp. Bãi Chơn Lấp. Bãi chơn lấp là phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn kinh tế nhất và chấp nhận được về mặt mơi trường. Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm lượng chất thải, tái sinh, tái sử dụng và cả các kỹ thuật chuyển hĩa chất thải, việc thải bỏ phần chất thải cịn lại ra bãi chơn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong chiến lược quản lý thống nhất chất thải rắn. Một bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt được gọi là bãi chơn lấp hợp vệ sinh khi được thiết kế và vận hành sao cho giảm đến mức thấp nhất các tác động đến sức khỏe cộng đồng và mơi trường. Bãi chơn lấp hợp vệ sinh được thiết kế và vận hành cĩ lớp lĩt đáy, các lớp che phủ hàng ngày và che phủ trung, cĩ hệ thống thu gom và xử lý nước rị rỉ, hệ thống thu gom và xử lý khí thải, được che phủ cuối cùng và duy tu, bảo trì sau khi đĩng bãi chơn lấp. 1-4
  9. CHƯƠNG 2 NGUỒN PHÁT SINH VÀ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ 2.1 NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI RẮN Cùng với số liệu về thành phần và tốc độ phát sinh, nguồn và loại chất thải rắn là những thơng số cơ bản cần thiết để thiết kế và vận hành các khâu liên quan trong hệ thống quản lý chất thải rắn. Nguồn phát sinh chất thải rắn của một khu đơ thị tùy thay đổi theo mục đích sử dụng đất và các phân vùng. Mặc dù cĩ nhiều cách phân loại nguồn phát sinh CTR khác nhau, việc phân loại CTR theo các nguồn phát sinh sau đây là thích hợp nhất: (1) hộ gia đình; (2) khu thương mại (nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ, ); (3) cơng sở (cơ quan, trường học, trung tâm và viện nghiên cứu, bệnh viện, .); (4) xây dựng;(5) khu cơng cộng (nhà ga, bến tàu, sân bay, cơng viên, khu vui chơi giải trí, đường phố, ); (6) trạm xử lý chất thải (trạm xử lý nước thải sinh hoạt, .); (7) cơng nghiệp và (8) nơng nghiệp. Trong những nguồn phát sinh CTR kể trên, CTR đơ thị (municipal solid waste) là tất cả các loại chất thải phát sinh từ khu đơ thị ngoại trừ CTR từ sản xuất cơng nghiệp và nơng nghiệp. 2.2 LOẠI CHẤT THẢI RẮN Loại chất thải phát sinh từ những nguồn khác nhau được trình bày tĩm tắt trong Bảng 2.1. Bảng 2.1 Loại chất thải rắn theo các nguồn phát sinh khác nhau Nguồn phát sinh Loại chất thải Hộ gia đình Rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon thiếc, nhơm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt như pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa, Khu thương mại Giấy, carton, nhựa, túi nilon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loại, chất thải đặc biệt như vật dụng gia đình hư hỏng (kệ sách, đèn, tủ, ), đồ điện tử hư hỏng (máy radio, tivi, ), tủ lạnh, máy giặt hỏng, pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa, Cơng sở Giấy, carton, nhựa, túi nilon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loại, chất thải đặc biệt như kệ sách, đèn, tủ hỏng, pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa, Xây dựng Gỗ, thép, bêtơng, đất cát, Khu cơng cộng Giấy, túi nilon, lá cây, Trạm xử lý Bùn Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Rác thực phẩm phát sinh từ nhà bếp phân hủy nhanh, gây mùi hơi thối và là nơi sinh sơi nảy nở của ruồi nhặng. Những đặc tính của loại chất thải này ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành hệ thống thu gom chất thải rắn. 2-1
  10. Mặc dù cĩ hơn 40 loại giấy khác nhau, thành phần giấy trong CTR đơ thị gồm cĩ giấy báo, sách và tạp chí, giấy in ấn, giấy từ cơng sở, giấy bìa cứng, các loại bao bì, giấy vệ sinh và khăn giấy. Nhựa trong CTR đơ thị cĩ thể phân chia thành 7 loại chính sau đây: - Polyethylene terephthalate (PETE/1); - Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE/2); - Polivinyl Chloride (PVC/3); - Polyethylen tỷ trọng thấp (LDPE/4); - Polypropylene (PP/5); - Polystyrene (PS/6); - Các loại vật liệu nhựa nhiều lớp khác. 2.3 THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Kết quả phân tích thành phần CTRSH tại TP. HCM theo các nguồn phát sinh khác nhau (từ hộ gia đình, trường học, nhà hàng, khách sạn, chợ, ) đến trạm trung chuyển và BCL cho thấy: Rác từ hộ gia đình. Rác từ các hộ gia đình chứa chủ yếu thành phần rác thực phẩm (61,0-96,6%), giấy (0-19,7%), nilon (0-36,6%) và nhựa (0-10,8%). Các thành phần khác chỉ thỉnh thoảng mới xuất hiện với tỷ lệ phần trăm dao động khá lớn. Nếu tính trung bình trên tổng số mẫu khảo sát, thành phần phần trăm CTRSH tại TP. HCM được trình bày tĩm tắt trong Bảng 2.2. Khoảng 79% khối lượng CTRSH là rác thực phẩm. Thành phần này nếu phân loại riêng cĩ thể tái sử dụng làm phân compost. Bảng 2.2 Thành phần CTRSH tại các hộ gia đình ở TP.HCM TT Thành phần Thành phần phần trăm (%) Khoảng dao động Trung bình 01 Thực phẩm 61,0 - 96,6 79,17 02 Giấy 1,0 - 19,7 5,18 03 Carton 0 - 4,6 0,18 04 Nilon 0 - 36,6 6,84 05 Nhựa 0 - 10,8 2,05 06 Vải 0 - 14,2 0,98 07 Gỗ 0 - 7,2 0,66 08 Cao su mềm 0 0 09 Cao su cứng 0 - 2,8 0,13 10 Thủy tinh 0 - 25,0 1,94 11 Lon đồ hộp 0 - 10,2 1,05 12 Sắt 0 0 13 Kim loại màu 0 - 3,3 0,36 14 Sành sứ 0 - 10,5 0,74 15 Bơng băng 0 0 16 Xà bần 0 - 9,3 0,69 17 Styrofoam 0 - 1,3 0,12 Tổng cộng 100 Nguồn: CENTEMA, 2002. Rác từ trường học. Kết quả phân tích cho thấy thành phần CTRSH từ các trường học chứa chủ yếu rác thực phẩm (23,5-75,8%), giấy (1,5-27,5%), nilon (8,5-34,4%) và nhựa (3,5-18,9%) (Bảng 2.3). Rác trường học chủ yếu từ khu vực văn phịng, sân trường và 2-2
  11. căn-tin. Trong đĩ, rác từ khu văn phịng và ở sân trường tương đối sạch và khơ. Rác từ căn-tin chủ yếu là rác thực phẩm. Rác từ nhà hàng, khách sạn. Rác từ nhà hàng, khách sạn cũng chứa chủ yếu là rác thực phẩm (dao động trong khoảng 79,5-100%). Những phế liệu cĩ giá trị bán được đã bị nhặt bởi những người làm bếp, dọn phịng (Bảng 2.3). Bảng 2.3 Thành phần CTRSH từ trường học và nhà hàng khách sạn TT Thành phần Trường học Nhà hàng, khách sạn 01 Thực phẩm 23,5-75,8 43,9 79,5-100 89,75 02 Giấy 1,5-27,5 10,5 0-2,8 1,40 03 Carton 0 0 0-0,5 0,25 04 Nilon 8,5-34,4 22,3 0-5,3 2,65 05 Nhựa 3,5-18,9 9,3 0-6,0 3,00 06 Vải 1,0-3,8 1,6 0 0 07 Gỗ 0-20,2 6,7 0 0 08 Da 0-4,2 1,4 0 0 09 Thủy tinh 1,3-2,5 1,3 0-1,0 0,50 10 Lon đồ hộp 0-4,0 1,3 0-1,5 0,75 11 Sành sứ 0 0 0-1,3 0,65 12 Styrofoam 1,0-2,0 1,3 0-2,1 1,05 Nguồn: CENTEMA, 2002. Rác chợ. Thành phần rác chợ cũng được trình bày tĩm tắt trong Bảng 2.4. Thành phần rác chợ thay đổi tùy theo lĩnh vực hoạt động của từng chợ. Rác từ các chợ bán rau quả, thực phẩm tươi sống chứa chủ yếu là rác thực phẩm. Trong khi đĩ, chợ vải (mẫu 6), chợ hĩa chất (mẫu 5), thành phần rác thực phẩm rất ít (chỉ chiếm 20-35%). Như vậy, rác từ các chợ bán rau quả, thực phẩm tươi sống cĩ thể chuyển thẳng đến trạm trung chuyển và BCL mà khơng cần phân loại. Rác từ những chợ tập trung buơn bán các mặt hàng đặc biệt như chợ vải, chợ hĩa chất, cũng khơng cần phân loại thành các phần riêng biệt tại nguồn phát sinh mà cơng tác này sẽ được thực hiện tại trạm phân loại tập trung. Cũng cần lưu ý rằng rác từ chợ buơn bán các mặt hàng điện tử như chợ Nhật Tảo (mẫu 7) cũng chứa chủ yếu rác thực phẩm (chiếm 94%) vì những phế liệu (như dây đồng, nhơm, ) cĩ giá trị đều được các chủ cửa hàng bán lại cho những người thu mua. Bên cạnh đĩ, chợ nằm trong khu dân cư đơng đúc sẽ tiếp nhận một phần rác từ các hộ gia đình lân cận đổ vào. Bảng 2.4 Thành phần rác chợ ở TP. HCM TT Thành phần Phần trăm (%) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Khoảng dao động 01 Thực phẩm 76,0 82,0 100,0 99,0 35,6 20,2 94,0 20,2-100 02 Vỏ sị, ốc, cua 10,1 0 0 0 0 0 0 0-10,1 03 Tre, rơm rạ 7,6 2,8 0 1,0 0 0 0 0-7,6 04 Giấy 3,3 3,80 0 10,2 11,4 3,5 0-11,4 05 Carton 0 0,5 0 0 4,9 0,6 0 0-4,9 06 Nilon 3,0 4,2 0 0 6,2 6,5 2,5 0-6,5 07 Nhựa 0 1,40 0 4,3 1,1 0 0-4,3 08 Vải 0 KĐK 0 0 1,7 58,1 0 0-58,1 09 Da 0 0 0 0 1,6 0 0 0-1,6 10 Gỗ 0 00 0 5,3 KĐK 0 0-5,3 Nguồn: CENTEMA, 2002. 2-3
  12. Bảng 2.4 Thành phần rác chợ ở TP. HCM (tt) TT Thành phần Phần trăm (%) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Khoảng dao động 11 Cao su mềm 0 0,5 0 0 5,6 KĐK 0 0-5,6 12 Cao su cứng 0 0 0 0 4,2 0 0 0-4,2 13 Thủy tinh 0 1,0 0 0 4,9 KĐK 0 0-4,9 14 Lon đồ hộp 0 0 0 0 2,1 0 0 0-2,1 15 Kim loại màu 0 KĐK 0 0 5,9 1,0 0 0-5,9 16 Sành sứ 0 KĐK 0 0 1,5 0 0 0-1,5 17 Xà bần 0 00 0 4,0 0 0 0-4,0 18 Tro 0 2,3 0 0 0 0 0 0-2,3 19 Styrofoam 0 0,5 0 0 2,0 0,5 0 0-6,3 20 Linh kiện điện tử * Tổng cộng 100 100100 100 100 100 100 Nguồn: CENTEMA, 2002. Ghi chú Mẫu 1: Chợ An Khánh, đường Lương Đình Của, Q.2, lấy mẫu vào lúc 10 giờ 45, ngày 25.01.02; Mẫu 2: Chợ An Đơng, đường Nguyễn Duy Dương, Q.5, lấy mẫu lúc 16 giờ 30 ngày 25.01.02; Mẫu 3: Chợ Phú Xuân, thị trấn Nhà Bè, Q.7, lấy mẫu lúc 12 giờ 30 ngày 25.01.02; Mẫu 4: Chợ Cầu Muối, đường Trần Hưng Đạo, Q.1, lấy mẫu lúc 11 giờ 30 ngày 25.01.02; Mẫu 5: Chợ Kim Biên, đường Hải Thượng Lãng Ơng, Q. 5, lấy mẫu lúc 21 giờ ngày 25.01.02; Mẫu 6: Chợ Sối Kình Lâm, đường Trần Hưng Đạo B, Q.5, lấy mẫu lúc 19.30 ngày 26.01.02; Mẫu 7: Chợ Nhật Tảo, đường Lý Thường Kiệt, Q.10, lấy mẫu lúc 19 giờ 30 ngày 25.01.02. * Linh kiện điện tử được thải bỏ riêng trước nhà; KĐK: Khơng đáng kể CTR tại các điểm hẹn, trạm trung chuyển và bãi chơn lấp cũng được phân tích. Thành phần CTRSH từ các nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng được trình bày tĩm tắt trong Bảng 2.5. Bảng 2.5 Thành phần CTRSH của TP. HCM từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng % khối lượng STT Thành phần Hộ gia Rác chợ Điểm hẹn Bơ ép rác & Trạm Bãi chơn đình trung chuyển lấp 01 Thực phẩm 61,0-96,6 20,2-100* 72,8-76,2 73,3-83,5 73,4-74,7 02 Giấy 1,0-19,7 0-11,4 3,0-10,8 2,4-3,6 2,0-4,0 03 Carton 0-4,6 0-4,9 0-0,4 0 0 04 Vải 0-14,2 0-58,1 1,2-3,4 3,5-8,0 2,4-6,8 05 Túi nylon 0-36,6 0-6,5 6,0-10,8 3,0-11,2 5,6-6,0 06 Nhựa 0-10,8 0-4,3 0,4-3,2 0-1,6 0-0,6 07 Da 0 0-1,6 0 0-3,6 0-2,4 08 Gỗ 0-7,2 0-5,3 0,2-1,6 0-6,6 0,4-4,8 09 Cao su mềm 0 0-5,6 0-4,0 0-1,7 0-0,8 10 Cao su cứng 0-2,8 0-4,2 0-0,6 0 0,6-1,2 11 Lon đồ hộp 0-10,2 0-2,1 0-0,6 0-0,2 0,1 12 Kim loại màu 0-3,3 0-5,9 0-0,4 0-0,9 0,4-0,8 13 Thủy tinh 0-25,0 0-4,9 0-2,0 0,2-0,6 1,4-3,2 14 Sành sứ 0-10,5 0-1,5 0-2,8 0-0,6 0,4-0,6 15 Xà bần, tro 0-9,3 0-4,0 0-0,6 0-9,9 0-1,4 16 Styrofoam 0-1,3 0-6,3 0,1-1,2 0,2-1,2 0 17 Lon đựng sơn 0 0 0-1,2 0 0 18 Bã sơn 0 0 0-1,6 0 0 19 Sơn 0 0 0 0-0,6 0 2-4
  13. Bảng 2.5 Thành phần CTRSH của TP. HCM từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng (tt) % khối lượng STT Thành phần Hộ gia Rác chợ Điểm hẹn Bơ ép rác & Trạm Bãi chơn đình trung chuyển lấp 20 Bơng băng 0 0 0 0-3,4 0 21 Than tổ ơng 0 0-2,4 0 0 0 22 Tĩc 0 0 0 0 0-0,1 23 Pin 0 0 0-0,2 0 0-0,2 Nguồn: CENTEMA, 2002. * Chỉ các mẫu rác lấy từ chợ vải và chợ hĩa chất mới cĩ thành phần rác thực phẩm thấp (20,2-35,6%). Đối với các chợ khác thành phần rác thực phẩm dao động trong khoảng 76-100%. 2.4 CÁC THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN ĐƯỢC TÁI SINH, TÁI SỬ DỤNG 2.4.1 Lon Nhơm So với những thành phần chất thải cĩ khả năng tái chế như giấy, thủy tinh, nhựa thì lon nhơm là loại chất thải được tái chế thành cơng nhất. Điều này cĩ thể được giải thích là do nguyên liệu sản xuất giấy, thủy tinh và nhựa khá nhiều và rẻ tiền. Trong khi đĩ, quặng nhơm phải được nhập từ nước ngồi nên chí phí cao và tốn thời gian chờ đợi. Hơn nữa, các nhà máy sản xuất nhơm nhận thấy rằng nguồn cung cấp nguyên liệu trong nước thuận tiện hơn. Tái chế lon nhơm mang lại hiệu quả kinh tế do: - Việc tái chế tạo ra nguồn nguyên liệu trong nước ổn định; - Năng lượng cần thiết để sản xuất 1 lon nhơm từ nhơm tái chế ít hơn so với từ nhơm nguyên chất 5%; - Lon nhơm được tái chế là loại nguyên liệu đồng nhất, cĩ thành phần xác định biết trước và hầu như khơng cĩ tạp chất; - Tái chế cho phép các nhà máy sản xuất lon nhơm cạnh tranh với các nhà máy sản xuất bao bì thủy tinh và kim loại. Những người thu mua lon nhơm đều yêu cầu tất cả lon nhơm khơng bị nhiễm bẩn bởi đất, cát và chất thải thực phẩm. Lon nhơm phải được ép và đĩng thành kiện với kích thước, khối lượng theo quy định của cơ sở sản xuất, ví dụ 0,9 m x 1,2 m x 1,5 m, khơng chứa nước, chất bẩn, các loại lon khác hoặc nhơm dạng lá. Hình 2.1 Thiết bị ép và đĩng kiện 2.4.2 Giấy Và Carton lon nhơm. Giấy là thành phần chiếm tỷ lệ khá cao trong các thành phần của CTRSH TP. HCM. Cả giấy và carton chiếm từ 1,2 - 4,6%. Do đĩ, việc thu hồi và tái sử dụng giấy sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế nhờ giảm được lượng rác đổ về BCL, tái sử dụng nguồn sợi sẵn cĩ, giảm tác động đến rừng do hạn chế do hạn chế việc khai thác gỗ làm giấy và giảm năng lượng tiêu thụ cần thiết để sản xuất giấy. Các nhà máy giấy thường tái chế lại các sản phẩm bị hỏng và phế liệu từ các nhà máy sản xuất sản phẩm giấy vì phế liệu được biết rõ thành phần và thường giấy chưa in nên cĩ thể thay thế nguyên liệu sản xuất giấy trực tiếp. Các loại giấy cĩ thể tái chế bao gồm: 2-5
  14. - Giấy báo; - Thùng carton hỏng; - Giấy chất lượng cao; - Giấy loại hỗn hợp. Giấy báo. Giấy báo tẩy mực được dùng để sản xuất ấn phẩm mới, giấy vệ sinh và giấy chất lượng cao. Phần cịn lại hầu như được sử dụng để sản xuất thùng carton và các sản phẩm xây dựng (như carton xốp, trần nhà, vách ngăn, ). Thùng carton. Giấy carton là một trong những nguồn giấy phế liệu riêng biệt để tái chế. Nguồn phát sinh giấy carton đáng kể nhất là từ siêu thị và các cửa hàng bán lẻ. Thùng carton được ép thành kiện và chuyển đến cơ sở tái chế làm vật liệu cho lớp đáy hoặc lớp giữa của các dạng bao bì carton. Hình 2.2 Thiết bị ép và đĩng kiện thùng carton. Giấy chất lượng cao. Giấy chất lượng cao bao gồm giấy in, giấy trắng, giấy màu từ sách (giấy viết, bản đánh máy và giấy tờ tài chính khác), gáy sách hay phần giấy phế liệu cắt xén từ sách, giấy vẽ tranh. Các loại giấy này cĩ thể thay thế trực tiếp bột gỗ hoặc cĩ thể tẩy mực để sản xuất giấy vệ sinh hoặc các loại giấy chất lượng cao khác. Giấy lộn hỗn hợp. Giấy lộn hỗn hợp bao gồm giấy báo, tạp chí và nhiều loại giấy khác. Giấy hỗn hợp được dùng để sản xuất thùng carton và các sản phẩm ép khác. Thị trường tiêu thụ giấy phế liệu chịu ảnh hưởng đáng kể bởi nền kinh tế chung của khu vực vì phần lớn giấy chất lượng thấp được sử dụng để sản xuất các sản phẩm xây dựng và thùng chứa hàng tiêu dùng. Các nhà máy tái sử dụng giấy phế liệu yêu cầu giấy khơng bị nhiễm bẩn các thành phần khác như cát, đất, kim loại, thủy tinh, chất thải thực phẩm, Một số cơ sở khác bắt buộc phải phân loại riêng giấy in laser với các loại giấy in khác vì mực in laser khơng thể tẩy sạch được. Bên cạnh đĩ, giấy phải được ép đĩng thành kiện để giảm thể tích. 2-6
  15. Hình 2.3 Thiết bị ép và đĩng kiện giấy phế liệu. 2.4.3 Nhựa Các sản phẩm nhựa ngày càng chiếm lĩnh thị trường vì chúng cĩ khả năng thay thế các sản phẩm chế tạo từ kim loại, thủy tinh và giấy. Do đặc tính nhẹ nên chi phí vận chuyển các sản phẩm nhựa bao giờ cũng rẻ tiền hơn so với kim loại và thủy tinh. Sản phẩm nhựa đa dạng về hình dạng, thích hợp với các loại thực phẩm ướt cũng như sử dụng trong các lị vi ba. Cùng với sự phát triển các mặt hàng tiêu dùng bằng nhựa, nhựa phế thải, đặc biệt là nilon ngày càng chiếm tỷ trọng đáng kể trong thành phần CTRSH. Kết quả phân tích thành phần CTRSH tại các hộ gia đình ở TP. HCM cho thấy nhựa và nilon chiếm tỷ trọng thứ 2 sau rác thực phẩm (nhựa chiếm 1,2-4,2% và túi nilon chiếm 3,5-13,4%). Như vậy, nếu thu hồi và tái chế lượng phế liệu này sẽ giảm đáng kể lượng thể tích chơn lấp cần thiết. Hầu hết các nhà sản xuất các sản phẩm bao bì nhựa hiện nay đều ký hiệu sản phẩm của họ theo số thứ tự từ 1 đến 7, đặc trưng cho hầu hết các loại nhựa sản xuất để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân loại và tái chế (Bảng 2.6). Bảng 2.6 Phân loại, ký hiệu và nguồn sử dụng nhựa Vật liệu Ký hiệu Nguồn sử dụng Polyethylene terephathlate 1-PETE Chai nước giải khát, bao bì thực phẩm High-density polyethylene 2-HDPE Chai sữa, bình đựng xà phịng, túi xách, Vinyl/polyvinyl chloride 3-PVC Hộp đựng thức ăn trong gia đình, ống dẫn, Low-density polyethylene 4-LDPE Bao bì nilon, tấm trải bằng nhựa, Polypropylene 5-PP Thùng, sọt, hộp, rổ, Polystyrene 6-PS Ly, đĩa Các loại nhựa khác 7-loại khác Tất cả các sản phẩm nhựa khác Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Polyethylene Terephthalate (PETE). PETE được tái chế đầu tiên để sản xuất các loại sợi polyester dùng trong sản xuất túi ngủ, gối, chăn và quần áo mùa đơng. Sau này, PETE cịn được sử dụng để chế tạo thảm, các sản phẩm đúc, băng chuyền, bao bì thực phẩm và các sản phẩm khác, nhựa kỹ thuật cịn dùng trong cơng nghiệp sản xuất ơ tơ. 2-7
  16. High density Polyethylene (HDPE). Đặc tính của HDPE thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào sản phẩm cần chế tạo. Các bình sữa thường được sản xuất từ loại nhựa cĩ độ nĩng chảy thấp. Trong khi đĩ, HDPE cứng cĩ độ nĩng chảy cao nên cho phép nhựa chảy dễ dàng vào các khuơn đúc. Tính chất của HDPE dạng hạt phụ thuộc rất nhiều vào nguyên liệu ban đầu. Do đĩ, để kiểm sốt chất lượng của nhựa hạt tái chế, các nhà sản xuất khơng trộn lẫn những loại nhựa khác nhau hoặc khơng trộn cùng loại nhựa nhưng khác độ nĩng chảy với nhau. HDPE tái chế Hình 2.4 Các loại nhựa được thu hồi để tái chế. thường dùng để sản xuất can chứa bột giặt và thùng chứa dầu nhớt. Các loại thùng chứa này thường cĩ ba lớp, trong đĩ lớp giữa được chế tạo bằng nguyên liệu tái chế. HDPE tái chế cịn được dùng để chế tạo các loại khăn phủ, túi chứa hàng hĩa, ống dẫn, thùng chứa nước và đồ chơi trẻ em. Polyvinyl Chloride (PVC). PVE được sử dụng rộng rãi làm bao bì thực phẩm, dây điện, chất cách điện và ống nước. Mặc dù PVC là loại nhựa cĩ chất lượng cao hầu như khơng cần pha trộn phụ gia, hiện nay rất ít các phế liệu PVC được tái chế vì chi phí thu gom và phân loại khá cao. Các sản phẩm từ nhựa PVC tái chế bao gồm bao bì hàng tiêu dùng, màn cửa, tấm lĩt xe tải, thảm trải phịng thí nghiệm, tấm lĩt sàn nhà, lọ hoa, đồ chơi trẻ em, ống nước, Low-density polyethylene (LDPE). Các bao nhựa được phân loại bằng tay, tách các tạp chất bẩn và tái chế. Tuy nhiên, một trong những khĩ khăn là do mực in trang trí trên các bao bì cũ khơng tương thích với màu của hạt nhựa tái chế. Do đĩ, giải pháp thích hợp là dùng nhựa tái chế để sản xuất các sản phẩm cĩ màu sậm. Polyethylene (PP). PP thường được dùng để sản xuất pin ơ tơ, nắp thùng chứa, nhãn hiệu của chai lọ và một phần nhỏ để sản xuất bao bì thực phẩm. Nhãn và nắp chai PP thường được tái chế cùng với các sản phẩm từ nhựa PE. Phần lớn PP được dùng để chế tạo những đồ dùng để ngồi trời, hộp thư, tường rào. Các nhà máy sản xuất pin cũng thu hồi PP để sản xuất các pin mới. Polystyrene (PS). Các sản phẩm quen thuộc của PS bao gồm bao bì thực phẩm, đĩa, khay đựng thịt, ly uống nước, bao bì đĩng gĩi sản phẩm, đồ dùng nhà bếp, hộp đựng yogurt, PS tái chế được dùng để sản xuất văn phịng phẩm, khay thức ăn, chất cách điện và đồ chơi. Các loại nhựa khác. Các nhà sản xuất sử dụng nhựa hỗn hợp để tái chế thành loại hạt nhựa dùng để sản xuất các mặt hàng khơng yêu cầu khắt khe về đặc tính nhựa sử dụng chẳng hạn như bàn ghế ngồi sân, chỗ đậu xe, hàng rào, Vì khơng cần phân loại riêng phế liệu nhựa nên các nhà sản xuất dễ dàng thu mua được loại phế liệu này với chi phí thấp. Tuy nhiên, các loại phế liệu PETE phải được tách riêng hỗn hợp nhựa này vì chúng cĩ nhiệt độ nĩng cao hơn các loại nhựa khác. 2-8
  17. Các loại nhựa phế liệu sau khi thu gom được phân loại bằng tay theo màu sắc và loại bỏ các thành phần nhựa khơng đạt yêu cầu. Quy trình cơng nghệ thu hồi và tái chế nhựa được trình bày tĩm tắt trong Hình 2.6. Phế liệu nhựa được phân loại thành từng loại như PE, PP, PS, , sau đĩ được làm sạch bằng nhiều cách tùy theo loại phế liệu. Sau đĩ, phế liệu được xay, bằm, rửa sạch và phơi khơ. Tùy theo yêu cầu sản phẩm, các mẫu nhựa sau khi phơi khơ sẽ được trộn màu và đưa vào máy tạo hạt để tạo thành hạt nhựa nguyên liệu nhựa. Nhựa phế Làm sạch Xay/bằm Rửa liệu Phân loại (PE, PP, ) Thành phầm Tạo hạt Làm khơ Hình 2.5 Quy trình tái chế phựa phế liệu. Về mặt mơi trường, các cơ sở tái chế nhựa luơn thải ra mùi hơi do nhựa bị nấu chảy. Ngồi ra, trong quá trình tạo hạt, nhựa dẻo phải đi qua một vỉ lọc và vỉ lọc này luơn bị bít kín bởi chất bẩn (thường hai tiếng phải thay một vỉ để tiết kiệm, các cơ sở này thường tập trung các vỉ này lại và đốt cho cháy hết phần chất bẩn, việc đốt vỉ này tạo ra những luồng khĩi đầy bụi và khí độc. Bên cạnh khí thải, các cơ sở này thường làm tắc nghẽn hệ thống thốt nước do hoạt động xay rửa phế liệu. Do đĩ cần cĩ biện pháp quản lý chặt chẽ. Các phương án tái sinh, tái chế nhựa phế liệu các loại điển hình cĩ thể tham khảo trường hợp của Làng Minh Khai, xã Như Quỳnh, huyện Mỹ Văn, tỉnh Hưng Yên, như trình bày tĩm tắt trong Hình 2.6. Rác công Nhựa gin Rác sinh hoạt Rác xây dựng nghiệp HDPE LDPE HDPE, Chai PVC PVC cứng Bao bì (LDPE) PS,LDPE Phân loại theo màu sắc, chất liệu và chất lượng Giặt Xay và rửa Làm khô Tạo hạt Máy thổi liên Máy đập Máy thổi hoàn Bán, tái sử Bột nhựa PET Hạt nhựa các Linh kiện các Màng nilon các Túi đựng hàng dụng các loại loại loại loại Hình 2.6 Sơ đồ quy trình tái sinh, tái chế nhựa tại Làng Minh Khai (Cúc và cộng sự, 2001). 2-9
  18. Một cách tổng quát, các cơ sở tái chế nhựa yêu cầu nhựa phế liệu phải được phân loại trước theo tiêu chuẩn quy định của cơ sở, khơng được lẫn các chất bẩn, nước và phải được đĩng thành kiện theo kích thước và khối lượng quy định. Nếu khơng thỏa mãn các tiêu chuẩn trên, giá thu mua phế liệu sẽ bị giảm. 2.4.4 Thủy Tinh Trong thành phần CTRSH tại các hộ gia đình, thủy tinh chiếm khoảng 0-0,4%. Trong đĩ, chủ yếu là miểng chai. Các loại chai lọ nguyên hầu như được người dân bán lại cho những người thu mua phế liệu. Những lợi ích của việc thu hồi và tái chế thủy tinh cĩ thể kể đến bao gồm tái sử dụng nguyên liệu, tiết kiệm năng lượng, giảm diện tích chơn lấp cần thiết và trong một số trường hợp cụ thể, làm phân compost cĩ chất lượng tốt hơn (sạch hơn), thủy tinh cịn là thành phần làm tăng chất lượng nhiên liệu sản xuất từ chất thải. Hầu hết thủy tinh được dùng để sản xuất các loại chai lọ thủy tinh mới, một phần nhỏ dùng để chế tạo bơng thủy tinh hoặc chất cách điện bằng sợi thủy tinh, vật liệu lát đường và vật liệu xây dựng như gạch, đá lát tường, đá lát sàn nhà và bêtơng nhẹ. Các cơ sở sản xuất chai thủy tinh dùng miểng chai cùng với các nguyên liệu khác (như cát, soda, đá vơi) vì nhiệt độ nấu chảy cĩ thể được giảm đáng kể. Do đĩ, các cơ sở này đồng ý trả giá miểng chai cao hơn so với nguyên liệu thơ vì cĩ thể tiết kiệm được năng lượng và tăng tuổi thọ của lị nấu thủy tinh. Điều bất lợi khi sử dụng miểng chai làm nguyên liệu là hầu như các loại miểng chai đều bị nhiễm bẩn nên gây ảnh hưởng đến chất lượng và màu sắc của sản phẩm. Các nhà máy chế biến sợi thủy tinh cũng sử dụng một phần miểng chai trong quy trình chế biến như do yêu cầu chất lượng nguyên liệu khắt khe hơn nên hầu hết miểng chai sử dụng được thu mua từ các cơ sở sản xuất thủy tinh khác. Các loại phế liệu thủy tinh khơng thể phân loại theo màu được dùng để sản xuất vật liệu lát đường và các vật liệu xây dựng khác. Tuy nhiên, việc tái sử dụng miểng chai để sản xuất vật liệu lát đường cũng gặp trở ngại vì chi phí vận chuyển và sản xuất cao. Hơn nữa sản phẩm mới này cũng khơng cĩ chất lượng cao hơn so với sản phẩm sản xuất từ nguyên liệu cổ điển. Hình 2.7 Phân loại thủy tinh. 2-10
  19. 2.4.5 Sắt Và Thép Sắt, thép thu hồi từ CTRSH chủ yếu là các dạng lon thiếc và sắt phế liệu. Các lon thép hoặc bao bì thép (thường gọi là lon thiếc vì được tráng một lớp thiếc bên ngồi để chống gỉ) được phân loại riêng, ép và đĩng thành kiện trước khi chuyển đến các cơ sở tái chế. Các lon, vỏ hộp này đầu tiên được cắt vụn tạo điều kiện cho quá trình tách thực phẩm thừa và giấy nhãn bằng quá trình hút chân khơng. Nhơm và những kim loại màu khác được phân loại bằng phương pháp từ tính. Thép sau khi làm sạch các tạp chất nĩi trên được khử thiếc bằng cách gia nhiệt trong lị nung để làm hĩa hơi thiếc hoặc bằng quá trình hĩa học sử dụng NaOH và tác nhân oxy hĩa. Thiếc được thu hồi từ dung dịch bằng quá trình điện phân tạo thành thiếc dạng thỏi. Thép đã khử thiếc được dùng để sản xuất thép mới. Các phế liệu được khử thiếc bằng phương pháp gia nhiệt khơng thích hợp để sản xuất thiếc vì quá trình gia nhiệt làm cho một phần thiếc khuếch tán vào thép và làm cho thép mới khơng tinh khiết. Các phương án tái chế sắt, thép phế liệu cĩ thể tham khảo từ thực tế sản xuất tại Làng Đa Hội, xã Châu Khê, huyện Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh như trình bày trong Hình 2.8. Phế liệu Phôi nhập Sắt tấm nhập Phân loại Cắt hơi Đúc Cắt hơi Máy cắt cóc Phôi Nung phản xạ Nung hở Cán Máy cán 3 quả lô Sắt xây gai, Sắt 6 và 8 Sắt nẹp Sắt cây tròn vuông và góc ngắn Hàn Máy đột Bể acid Máy rút Máy rút Máy đinh, trống quay Mạ Gia công Gia công Máy đan Sắt dây, Đinh móc, Dây thép gai, Lưới B40 Dây buộc Cửa xếp, của Sắt cây sắt góc chốt cửa dây thép quang, sọt, hoa, bản lề (tròn, nhẵn) dây thép gai Hình 2.8 Sơ đồ quy trình tái sinh, tái chế sắt thép phế liệu tại Đa Hội (Cúc và cộng sự, 2001). 2-11
  20. 2.4.6 Kim Loại Màu Kim loại màu chiếm từ 0-0,1% trong thành phần CTRSH từ hộ gia đình. Những phế liệu kim loại màu được thu hồi từ đồ dùng để ngồi trời, đồ dùng nhà bếp, thang xếp, dụng cụ, máy mĩc, từ chất thải xây dựng (dây đồng, máng nước, cửa, ). Hầu như phế liệu kim loại màu đều được tái chế nếu chúng được phân loại và tách các tạp chất khác như nhựa, cao su, vải, 2.4.7 Cao Su Cao su được thu hồi để tái chế lốp xe, làm nhiên liệu và nhựa rải đường. Cũng như các thành phần phế liệu khác, cao su sau khi phân loại cũng được ép thành kiện để giảm thể tích trước khi chuyển đến cơ sở tái chế. Quy trình tái chế được trình bày trong Hình 2.10. Hình 2.9 Đĩng kiện cao su. Cao su Nghiền Tách vải, bố Trộn chất phụ gia Lưu hĩa Đúc phế thải Hình 2.10 Quy trình tái chế cao su phế thải. 2.4.8 Pin Gia Dụng Hầu như những người tiêu dùng đều khơng nhận thức rằng pin gia dụng là một nguồn chất thải độc hại. Việc tái chế pin gia dụng rất khĩ vì hầu như cĩ ít cơng ty cĩ cơng nghệ thích hợp để tái chế pin gia dụng. Thêm vào đĩ, pin tiểu (đặc biệt là loại đồng hồ đeo tay, pin viết chỉ bảng, ) rất khĩ phân loại và cĩ thể gây độc do hơi thủy ngân. Các loại pin kiềm và carbon-kẽm khơng thể tái chế được và vì cĩ chứa thủy ngân nên chúng phải được thải bỏ theo quy định đối với chất thải nguy hại. Chỉ cĩ pin Ni-Cd hoặc pin oxyt thủy ngân và oxýt bạc mới cĩ thể tái chế được. 2.4.9 Rác Thực Phẩm Rác thực phẩm cĩ thể được phân loại để sản xuất phân compost và khí methane. Trong thành phần CTRSH tại các hộ gia đình ở thành phố HCM, rác thực phẩm chiếm khoảng 63-69%. Do đĩ, nếu cĩ thể tái sử dụng tồn bộ lượng rác thải này thì vấn đề nan giải về diện tích chơn lấp và những khĩ khăn trong giải quyết các vấn đề mơi trường tại các BCL sẽ hầu như khơng đáng kể. Hầu hết các hệ thống sản xuất phân compost đều bắt đầu từ việc phân loại các vật liệu cĩ khả năng tái chế, kim loại, những chất độc hại, sau đĩ nghiền nhỏ đến kích thước thích hợp và tách các thành phần tạp chất khác (nếu cần). Sản phẩm của quá trình composting thường dùng làm chất cải tạo đất. Tuy nhiên, do quá trình phân loại khơng triệt để, trong thành phần rác thực phẩm làm phân compost thường lẫn thủy tinh và nilon làm sản phẩm kém giá trị. Ở một số nơi, sản phẩm compost thường được dùng làm vật liệu che phủ BCL. 2-12
  21. Methane được sản xuất từ rác thực phẩm nhờ quá trình phân hủy kỵ khí trong điều kiện khơng kiểm sốt chặt chẽ tại các BCL hợp vệ sinh hay trong điều kiện kiểm sốt của các thiết bị kỵ khí. Khí methane được ưa chuộng vì là loại nhiên liệu sạch và cĩ thể lưu trữ được. Phần chất rắn cịn lại trong các thiết bị phân hủy kỵ khí này cĩ thể dùng sản xuất phân compost hoặc vật liệu che phủ BCL. 2-13
  22. CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT LÝ HỌC, HĨA HỌC VÀ SINH HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐƠ THỊ 3.1 TÍNH CHẤT LÝ HỌC Những tính chất lý học quan trọng của CTRĐT bao gồm khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước hạt và sự phân bố kích thước, khả năng giữ nước và độ xốp (độ rỗng) của CTR đã nén. 3.1.1 Khối Lượng Riêng Khối lượng riêng được định nghĩa là khối lượng CTR trên một đơn vị thể tích, tính bằng kg/m3. Khối lượng riêng của CTRĐT sẽ rất khác nhau tùy theo phương pháp lưu trữ: (1) để tự nhiên khơng chứa trong thùng, (2) chứa trong thùng và khơng nén, (3) chứa trong thùng và nén. Do đĩ, số liệu khối lượng riêng của CTRĐT chỉ cĩ ý nghĩa khi được ghi chú kèm theo phương pháp xác định khối lượng riêng. Khối lượng riêng của một số thành phần chất thải cĩ trong CTRĐT chứa trong thùng, cĩ nén, hoặc khơng nén được trình bày trong Bảng 3.1. Khối lượng riêng của CTRĐT sẽ rất khác nhau tùy theo vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu trữ, Do đĩ, khi chọn giá trị khối lượng riêng cần phải xem xét cả những yếu tố này để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính tốn. Khối lượng riêng của CTRĐT lấy từ các xe ép rác thường dao động trong khoảng từ 200 kg/m3 đến 500 kg/m3 và giá trị đặc trưng thường vào khoảng 297 kg/m3. 3.1.2 Độ Ẩm Độ ẩm của CTR thường được biểu diễn theo một trong hai cách: tính theo thành phần phần trăm khối lượng ướt và thành phần phần trăm khối lượng khơ. Trong lĩnh vực quản lý CTR, phương pháp khối lượng ướt thơng dụng hơn. Theo cách này, độ ẩm của CTR cĩ thể biểu diễn dưới dạng phương trình như sau: w − d M = ×100 (3-1) w Trong đĩ: - M : Độ ẩm (%); - w : Khối lượng ban đầu của mẫu CTR (kg); - d : Khối lượng của mẫu CTR sau khi đã sấy khơ đến khối lượng khơng đổi ở 1050C (kg). 3-1
  23. Bảng 3.1 Khối lượng riêng và độ ẩm của các thành phần cĩ trong rác từ khu dân cư, rác vườn, khu thương mại, rác cơng nghiệp và nơng nghiệp Khối lượng riêng (kg/m3) Độ ẩm (% khối lượng) Loại chất thải Khoảng dao động Đặc trưng Khoảng dao động Đặc trưng Rác khu dân cư (khơng nén) Thực phẩm 130 - 480 290 50-80 70 Giấy 41 - 130 89 4-10 6 Carton 41 - 80 50 4-8 5 Nhựa 41 - 130 65 1-4 2 Vải 41 - 101 65 6-15 10 Cao su 101 - 202 130 1-4 2 Da 101 - 261 160 8-12 10 Rác vườn 59 - 225 101 30-80 60 Gỗ 130 - 320 237 15-40 20 Thủy tinh 160 - 480 196 1-4 2 Lon thiếc 50 - 160 89 2-4 3 Nhơm 65 - 240 160 2-4 2 Các kim loại khác 130 - 1.151 320 2-4 3 Bụi, tro, 320 - 1.000 480 6-12 8 Tro 650 - 830 745 6-12 6 Rác 89 - 181 130 5-20 15 Rác vườn Lá (xốp và khơ) 30 - 148 59 20-40 30 Cỏ tươi (xốp và ướt) 280 - 297 237 40-80 60 Cỏ tươi (ướt và nén) 593 - 831 593 50-90 80 Rác vườn (vụn) 267 - 356 297 20-70 50 Rác vườn (compost) 267 - 386 326 40-60 50 Rác khu đơ thị Xe ép rác 178 - 451 297 15-40 20 Tại bãi rác - Nén bình thường 362 - 498 451 15-40 25 - Nén tốt 590 - 742 599 15-40 25 Rác khu thương mại Rác thực phẩm (ướt) 475 - 949 540 50-80 70 Thiết bị gia dụng 148 - 202 181 0-2 1 Thùng gỗ 110 - 160 110 10-30 20 Phần rẻo cây 101 - 181 148 20-80 5 Rác cháy được 50 - 181 119 10-30 15 Rác khơng cháy 181 - 362 300 5-15 10 Rác hỗn hợp 139 - 181 160 10-25 15 Rác xây dựng và phá dỡ Rác khu phá dỡ (khơng cháy) 1.000 - 1.599 1.421 2-10 4 Rác khu phá dỡ (cháy được) 300 - 400 359 4-15 8 Rác xây dựng (cháy được) 181 - 359 261 4-15 8 Bêtơng vỡ 1.198 - 1.800 1.540 0-5 - Rác cơng nghiệp Bùn hĩa chất (ướt) 800 - 1100 1.000 75-99 80 Tro 700 - 899 801 2-10 4 Vụn da 101 - 249 160 6-15 10 Vụn kim loại nặng 1.501 - 1.999 1.780 0-5 - Vụn kim loại nhẹ 498 - 899 739 0-5 - Vụn kim loại (hỗn hợp) 700 - 1.501 899 0-5 - 3-2
  24. Bảng 3.1 Khối lượng riêng và độ ẩm của các thành phần cĩ trong rác từ khu dân cư, rác vườn, khu thương mại, rác cơng nghiệp và nơng nghiệp (tt) Khối lượng riêng (kg/m3) Độ ẩm (% khối lượng) Loại chất thải Khoảng dao động Đặc trưng Khoảng dao động Đặc trưng Dầu, hắc ín, nhựa đường 800 - 1.000 949 0-5 2 Mạt cưa 101 - 350 291 10-40 20 Vải thải 101 - 220 181 6-15 10 Gỗ thải (hỗn hợp) 400 - 676 498 30-60 25 Rác nơng nghiệp Rác nơng nghiệp (hỗn hợp) 400 - 750 560 40-80 50 Xác súc vật 202 - 498 359 - - Trái cây thải bỏ (hỗn hợp) 249 - 750 359 60-90 75 Phân bĩn (ướt) 899 - 1.050 1,000 75-96 94 Rau cỏ thải bỏ (hỗn hợp) 202 - 700 359 60-90 75 Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3.1.3 Kích Thước Và Sự Phân Bố Kích Thước Kích thước và sự phân bố kích thước của các thành phần cĩ trong CTR đĩng vai trị quan trọng đối với quá trình thu hồi phế liệu, nhất là khi sử dụng phương pháp cơ học như sàng quay và các thiết bị phân loại nhờ từ tính. Kích thước của các thành phần chất thải cĩ thể biểu diễn theo một trong những phương trình tính tốn như sau: Sc = l (3-2) l + w Sc = 2 (3-3) l + w + h S = c 3 (3-4) 1 S = ()l × w 2 c 1 (3-5) S = ()l × w× h 3 c Trong đĩ: - Sc : Kích thước CTR (mm); - l : chiều dài (mm); - w : chiều rộng (mm); - h : chiều cao (mm). 3.1.4 Khả Năng Tích Ẩm (Field Capacity) Khả năng tích ẩm của CTR là tổng lượng ẩm mà chất thải cĩ thể tích trữ được. Đây là thơng số cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc xác định lượng nước rị rỉ sinh ra từ BCL. Phần nước dư vượt quá khả năng tích trữ của CTR sẽ thốt ra ngồi thành nước rị rỉ. Khả năng tích ẩm thay đổi tùy theo điều kiện nén ép và trạng thái phân hủy của chất thải. Khả năng tích ẩm của CTRĐT trong trường hợp khơng nén cĩ thể dao động trong khoảng 50-60%. Tính dẫn nước (hydraulic conductivity) của CTR đã nén là thơng số vật lý quan trọng khống chế sự vận chuyển của nước rị rỉ và khí trong BCL. Hệ số thẩm thấu cĩ thể biểu diễn theo phương trình sau: 3-3
  25. γ γ K = Cd 2 = k (3-7) µ µ Trong đĩ: - K = Hệ số thẩm thấu; - C = Hằng số vơ thứ nguyên hay hệ số hình dạng; - d = Kích thước lỗ trung bình; - γ = Khối lượng riêng của nước; - µ = Độ nhớt động học của nước; - k = Độ thẩm thấu. Thơng số Cd2 là độ thẩm thấu thực, chỉ phụ thuộc vào tính chất của CTR, kể cả sự phân bố kích thước lỗ rỗng, bề mặt và độ xốp. Giá trị độ thẩm thấu đặc trưng đối với CTR đã nén trong BCL thường dao động trong khoảng 10-11 đến 10-12 m2 theo phương thẳng đứng và khoảng 10-10 m2 theo phương ngang. 3.2 TÍNH CHẤT HĨA HỌC Tính chất hĩa học của CTR đĩng vai trị quan trọng trong việc lựa chọn phương án xử lý và thu hồi nguyên liệu. Ví dụ, khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hĩa học của CTR, đặc biệt trong trường hợp CTR là hỗn hợp của những thành phần cháy được và khơng cháy được. Nếu muốn sử dụng CTR làm nhiên liệu, cần phải xác định 4 đặc tính quan trọng sau: 1. Những tính chất cơ bản; 2. Điểm nĩng chảy; 3. Thành phần các nguyên tố; 4. Năng lượng chứa trong CTR. Đối với phần CTR hữu cơ dùng làm phân compost hoặc thức ăn gia súc, ngồi thành phần những nguyên tố chính, cần phải xác định thành phần các nguyên tố vi lượng. Những tính chất cơ bản cần phải xác định đối với các thành phần cháy được trong CTR bao gồm: 1. Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở 1050C; 2. Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lượng mất đi khi nung ở 9500C trong tủ nung kín); 3. Thành phần carbon cố định (thành phần cĩ thể cháy được cịn lại sau khi thải các chất cĩ thể bay hơi); 4. Tro (phần khối lượng cịn lại sau khi đốt trong lị nung hở). Tính chất cơ bản của các thành phần cháy được cĩ trong CTRĐT được trình bày trong Bảng 3.2. Cần lưu ý rằng phương pháp xác định thành phần các chất cháy bay hơi được trong trường hợp này khác với phương pháp xác định chất rắn bay hơi sử dụng trong phân tích sinh học. 3-4
  26. Bảng 3.2 Tính chất cơ bản và năng lượng của các thành phần cĩ trong CTR khu dân cư, khu thương mại và CTR cơng nghiệp Loại chất thải Tính chất cơ bản Năng lượng (kJ/kg) Độ ẩm Chất Carbon cố Khơng Rác thu Rác Khơ Rác khơ bay hơi định cháy gom khơng tro Thực phẩm Mỡ 2,0 95,3 2,5 0,2 37.498 38.267 39.127 Chất thải thực phẩm 70,0 21,4 3,6 5,0 4.176 13.905 16.686 Trái cây thải bỏ 78,7 16,6 4,0 0,7 3.967 18.622 19.254 Thịt thải bỏ 38,8 56,4 1,8 3,1 17.716 28.946 30.491 Giấy Carton 5,2 77,5 12,3 5,0 16.366 17.263 18.225 Tạp chí 4,1 66,4 7,0 22,5 12.210 12.731 16.633 Giấy in báo 6,0 81,1 11,5 1,4 18.534 19.717 20.014 Giấy (hỗn hợp) 10,2 75,9 8,4 5,4 15.801 17.595 18.722 Giấy nến 3,4 90,9 4,5 1,2 26.322 27.247 27.591 Nhựa Nhựa (hỗn hợp) 0,2 95,8 2,0 2,0 32.771 33.442 37.240 Polyethylene 0,2 98,5 < 0,11,2 43.429 43.515 44.045 Polystyrene 0,2 98,7 0,7 0,5 38.158 38.232 38.183 Polyurethane 0,2 87,1 8,3 4,4 26.038 26.089 27.293 Polyvinyl chloride 0,2 86,9 10,8 2,1 22.671 22.715 23.205 Vải, Cao su, Da Vải 10,0 66,0 17,5 6,5 18.499 20.554 22.838 Cao su 1,2 83,9 4,9 9,9 25.308 25.615 28.469 Da 10,0 68,5 12,5 9,0 17.430 18.685 20.874 Gỗ, cây, Rác vườn 60,0 30,0 9,5 0,5 6.045 15.113 15.304 Gỗ (gỗ tươi) 50,0 42,3 7,3 0,4 4.880 9.761 9.840 Gỗ cứng 12,0 75,1 12,4 0,5 17.086 19.415 19.526 Gỗ (hỗn hợp) 20,0 68,1 11,3 0,6 15.431 19.326 19.482 Thủy tinh, kim loại, Thủy tinh và khống sản 2,0 - - 96-99+ 195 200 139 Kim loại, lon thiếc 5,0 - - 94-99+ 700 741 737 Kim loại chứa sắt 2,0 - - 96-99+ - - - Kim loại màu 2,0 - - 94-99+ - - - Các thành phần khác Rác văn phịng 3,2 20,5 6,3 70,0 8.527 8810 31820 Rác khu dân cư 21,0 52,0 7,0 20,0 11.620 14.525 19.366 (15-40) (40-60) (2-45) (10-30) Rác khu thương mại 15,0 - - - 12.782 15.036 (10-30) Rác sinh hoạt nĩi chung 20,0 - - - 10.690 13.363 (10-30) * Năng lượng cĩ từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Điểm nĩng chảy của tro. Điểm nĩng chảy của tro là nhiệt độ mà tại đĩ tro tạo thành từ quá trình đốt cháy chất thải bị nĩng chảy và kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ). Nhiệt độ nĩng chảy đặc trưng đối với xỉ từ quá trình đốt CTRĐT thường dao động trong khoảng từ 1.1000C đến 1.2000C. Các nguyên tố cơ bản trong CTRĐT. Các nguyên tố cơ bản trong CTRĐT cần phân tích bao gồm C (carbon), H (Hydro), O (Oxy), N (Nitơ), S (Lưu huỳnh) và tro. Các nguyên tố 3-5
  27. thuộc nhĩm halogen cũng được xác định do các dẫn xuất của clo thường tồn tại trong thành phần khí thải khi đốt rác. Kết quả xác định các nguyên tố cơ bản này được sử dụng để xác định cơng thức hĩa học của thành phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT cũng như xác định tỷ lệ C/N thích hợp cho quá trình làm phân compost. Số liệu về các nguyên tố cơ bản của từng thành phần chất thải cháy được cĩ trong CTRĐT và CTR từ khu dân cư được trình bày trong Bảng 3.3 và Bảng 3.4. Thành phần hĩa học của CTRĐT được xác định dựa trên các số liệu trình bày ở Bảng 3.1 và Bảng 3.2. Bảng 3.3 Thành phần các nguyên tố của các chất cháy được cĩ trong CTR khu dân cư, khu thương mại và CTR cơng nghiệp Phần trăm khối lượng khơ (%) Loại chất thải Carbon Hydro Oxy Nitơ Lưu huỳnh Tro Thực phẩm Mỡ 73,0 11,5 14,8 0,4 0,1 0,2 Chất thải thực phẩm 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0 Trái cây thải bỏ 48,5 6,2 39,5 1,4 0,2 4,2 Thịt thải bỏ 59,6 9,4 24,7 1,2 0,2 4,9 Giấy Carton 43,0 5,9 44,8 0,3 0,2 5,0 Tạp chí 32,9 5,0 38,6 0,1 0,1 23,3 Giấy in báo 49,1 6,1 43,0 < 0,1 0,2 1,5 Giấy (hỗn hợp) 43,4 5,8 44,3 0,3 0,2 6,0 Giấy nến 59,2 9,3 30,1 0,1 0,1 1,2 Nhựa Nhựa (hỗn hợp) 60,0 7,2 22,8 - - 10,0 Polyethylene 85,2 14,2 - < 0,1 < 0,1 0,4 Polystyrene 87,1 8,4 4,0 0,2 - 0,3 Polyurethane(1) 63,3 6,3 17,6 6,0 < 0,1 4,3 Polyvinyl chloride(1) 45,2 5,6 1,6 0,1 0,1 2,0 Vải, Cao su, Da Vải 48,0 6,4 40,0 2,2 0,2 3,2 Cao su 69,7 8,7 - - 1,6 20,0 Da 60,0 8,0 11,6 10,0 0,4 10,0 Gỗ, cây, Rác vườn 46,0 6,0 38,0 3,4 0,3 6,3 Gỗ (gỗ tươi) 50,1 6,4 42,3 0,1 0,1 1,0 Gỗ cứng 49,6 6,1 43,2 0,1 < 0,1 0,9 Gỗ (hỗn hợp) 49,5 6,0 42,7 0,2 < 0,1 1,5 Gỗ vụn 48,1 5,8 45,5 0,1 < 0,1 0,4 Thủy tinh, kim loại, Thủy tinh và khống sản(2) 0,5 0,1 0,4 < 0,1 - 98,9 Kim loại (hỗn hợp)(2) 4,5 0,6 4,3 < 0,1 - 90,5 Các thành phần khác Rác văn phịng 24,3 3,0 4,0 0,5 0,2 68,0 Dầu, sơn 66,9 9,6 5,2 2,0 - 16,3 RDF (Refuse-derived fuel) 44,7 6,2 38,4 0,7 < 0,1 9,9 (1) Phần cịn lại là Clo (2) Năng lượng cĩ từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3-6
  28. Bảng 3.4 Thành phần các nguyên tố của các chất cháy được cĩ trong CTR khu dân cư Phần trăm khối lượng khơ (%) Thành phần Carbon Hydro Oxy Nitơ Lưu huỳnh Tro Chất hữu cơ Chất thải thực phẩm 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0 Giấy 43,5 6,0 44,0 0,3 0,2 6,0 Carton 44,0 5,9 44,6 0,3 0,2 5,0 Nhựa 60,0 7,2 22,8 - - 10,0 Vải 55,0 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5 Cao su 78,0 10,0 - 2,0 - 10,0 Da 60,0 8,0 11,6 10,0 0,4 10,0 Rác vườn 47,8 6,0 38,0 3,4 0,3 4,5 Gỗ 49,5 6,0 42,7 0,2 0,1 1,5 Chất vơ cơ Thủy tinh(1) 0,5 0,1 0,4 < 0,1 - 98,9 Kim loại(1) 4,5 0,6 4,3 < 0,1 - 90,5 Bụi, tro, 26,3 3,0 2,0 0,5 0,2 68,0 (1) Năng lượng cĩ từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Năng lượng chứa trong các thành phần của CTR. Năng lượng và phần chất trơ cĩ trong các thành phần của CTR từ khu dân cư được trình bày trong Bảng 3.5. Các giá trị năng lượng trình bày trong Bảng 3.5 cĩ thể chuyển đổi sang năng lượng tính trên khối lượng khơ theo Phương trình 3.8. Năng lượng KJ/kg Năng lượng KJ/kg 100 = x (3-8) (Tính theo khối lượng khơ) (Tính theo khối lượng ướt) 100 – độ ẩm (%) Trong trường hợp tính theo khối lượng khơ và khơng kể thành phần tro, phương trình tính tốn tương ứng như sau: Năng lượng KJ/kg Năng lượng KJ/kg 100 x (3-9) (Theo khối lượng khơ, khơng tro ) = (Tính theo khối lượng ướt) 100 – độ ẩm (%) – tro (%) Năng lượng của từng thành phần chất thải cũng cĩ thể được tính tốn một cách gần đúng theo Phương trình (3-10) (đây là phương trình được xây dựng trên cơ sở phương trình Dulong) và các số liệu cho trong Bảng 3.1 và Bảng 3.2. ⎛ 1 ⎞ (3-10) Btu /lb = 145× C + 610× ⎜ H 2 − O2 ⎟ + 40× S +10× N ⎝ 8 ⎠ Trong đĩ: - C : Carbon, % khối lượng; - H2 : Hydro, % khối lượng; - O2 : Oxy, % khối lượng; - S : Lưu huỳnh, % khối lượng; - N : Nitơ, % khối lượng; - Btu/lb x 2,326 = KJ/kg. 3-7
  29. Trong Phương trình (3-10), thừa số (H2 - 1/8 O2) tính cho phần hydro phản ứng với oxy, vì thành phần này khơng tham gia tạo năng lượng của chất thải. Bảng 3.5 Năng lượng và phần chất trơ cĩ trong CTR từ khu dân cư Phần chất trơ(1) (%) Năng lượng(2) (KJ/kg) Thành Phần Khoảng dao động Đặc trưng Khoảng dao động Đặc trưng Chất hữu cơ Chất thải thực phẩm 2-8 5,0 3.489 - 6.978 4.652 Giấy 4-8 6,0 11.630 - 18.608 16.747 Carton 3-6 5,0 13.956 - 17.445 16.282 Nhựa 6-20 10,0 27.912 - 37.216 32.564 Vải 2-4 2,5 15.119 - 18.608 17.445 Cao su 8-20 10,0 20.934 - 27.912 23.260 Da 8-20 10,0 15.119 - 19.771 17.445 Rác vườn 2-6 4,5 2.326 - 18.608 6.513 Gỗ 0,6-2 1,5 17.445 - 19.771 18.608 Chất hữu cơ khác - - - - Chất vơ cơ Thủy tinh 96-99 98,0 116 - 233(3) 140 Lon thiếc 96-99 98,0 233 - 1163(3) 698 Nhơm 90-99 96,0 - - Kim loại khác 94-99 98,0 233 - 1163(3) 698 Bụi, tro, 60-80 70,0 2.326 - 11.630 6978 CTRĐT 9.304 - 13.956 11.630(4) Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. (1) Sau khi cháy hồn tồn (2) Theo thành phần thu gom được (3) Năng lượng cĩ từ lớp phủ, nhãn hiệu và những vật liệu đính kèm (4) Giá trị năng lượng trong bảng này lớn hơn các giá trị tương ứng trình bày ở Bảng 4-10, chủ yếu do (1) lượng chất thải thực phẩm bị giảm và (2) thành phần phần trăm nhựa gia tăng (7% thay vì 4%) đối với CTR lấy từ khu dân cư. Chất dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng. Nếu thành phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm nhờ quá trình chuyển hĩa sinh học như phân compost, methane, ethanol, . Số liệu về chất dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng sẵn cĩ trong CTRĐT đĩng vai trị quan trọng nhằm bảo đảm dinh dưỡng cho vi sinh vật cũng như yêu cầu của sản phẩm sau quá trình chuyển hĩa sinh học. Chất dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng cĩ trong thành phần chất hữu cơ của CTRĐT được trình bày trong Bảng 3.6. 3-8
  30. Bảng 3.6 Các nguyên tố cĩ trong các chất hữu cơ cần thiết cho quá trình chuyển hĩa sinh học Nguyên liệu (tính theo khối lượng khơ) Thành phần Đơn vị Giấy in báo Giấy cơng sở Rác vườn Rác thực phẩm NH4-N ppm 4 61 149 205 NO3-N ppm 4 218 490 4278 P ppm 44 295 3500 4900 PO4-P ppm 20 164 2210 3200 K % 0,35 0,29 2,27 4,18 SO4-S ppm 159 324 882 855 Ca % 0,01 0,10 0,42 0,43 Mg % 0,02 0,04 0,21 0,16 Na % 0,74 1,05 0,06 0,15 B ppm 14 28 88 17 Se ppm -22 - < 1 < 1 Zn ppm 49 177 20 21 Mn ppm 57 15 56 20 Fe ppm 12 396 451 48 Cu ppm - 14 7,7 6,9 Co ppm - - 5,0 3,0 Mo ppm - - 1,0 < 1 Ni ppm - - 9,0 4,5 W ppm - - 4,0 3,3 Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3.3 TÍNH CHẤT SINH HỌC Ngoại trừ nhựa, cao su và da, phần chất hữu cơ của hầu hết CTRĐT cĩ thể được phân loại như sau: 1. Những chất tan được trong nước như đường, tinh bột, amino acids và các acid hữu cơ khác; 2. Hemicellulose là sản phẩm ngưng tụ của đường 5 carbon và đường 6 carbon; 3. Cellulose là sản phẩm ngưng tụ của glucose, đường 6-carbon; 4. Mỡ, dầu và sáp là những ester của rượu và acid béo mạch dài; 5. Lignin là hợp chất cao phân tử chứa các vịng thơm và các nhĩm methoxyl (-OCH3); 6. Lignocellulose; 7. Proteins là chuỗi các amino acid. Đặc tính sinh học quan trọng nhất của thành phần chất hữu cơ cĩ trong CTRD(T là hầu hết các thành phần này đều cĩ khả năng chuyển hĩa sinh học tạo thành khí, chất rắn hữu cơ trơ, và các chất vơ cơ. Mùi và ruồi nhặng sinh ra trong quá trình thối rữa chất hữu cơ (rác thực phẩm). Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần chất hữu cơ. Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS), xác định bằng cách nung ở nhiệt độ 5500C, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ trong CTRĐT. Tuy nhiên, việc sử dụng chỉ tiêu VS để biểu diễn khả năng phân hủy sinh học của phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT khơng chính xác vì một số thành phần chất hữu cơ rất dễ bay hơi nhưng rất khĩ bị phân hủy sinh học (ví dụ giấy in báo và nhiều loại cây kiểng). Cũng cĩ thể sử dụng hàm lượng 3-9
  31. lignin cĩ trong chất thải để xác định tỷ lệ chất hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học theo phương trình sau: BF = 0,83 - 0,028 LC (3-11) Trong đĩ: - BF : phần cĩ khả năng phân hủy sinh học biểu diễn dưới dạng VS; - 0,83 : hằng số thực nghiệm; - 0,028 : hằng số thực nghiệm; - LC : hàm lượng lignin cĩ trong VS tính theo % khối lượng khơ. Khả năng phân hủy sinh học của các hợp chất hữu cơ cĩ trong CTRD(T, tính theo hàm lượng lignin, được trình bày trong Bảng 3.7. Số liệu trên Bảng 3.7 cho thấy những chất thải chứa nhiều lignin, như giấy in báo, cĩ khả năng phân hủy sinh học thấp hơn so với những chất thải hữu cơ khác cĩ trong CTRĐT. Bảng 3.7 Thành phần cĩ khả năng phân hủy sinh học của một số chất thải hữu cơ tính theo hàm lượng lignin Thành phần VS (% của chất rắn Hàm lượng lignin Phần cĩ khả năng phân tổng cộng TS) (LC), (% VS) hủy sinh học (BF)* Rác thực phẩm 7-15 0,4 0,82 Giấy in báo 94,0 21,9 0,22 Giấy cơng sở 96,4 0,4 0,82 Carton 94,0 12,9 0,47 Rác vườn 50 - 90 4,1 0,72 * Tính theo phương trình (3-11) Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Sự hình thành mùi. Mùi sinh ra khi tồn trữ CTR trong thời gian dài giữa các khâu thu gom, trung chuyển và đổ ra BCL, nhất là ở những vùng khí hậu nĩng, do khả năng phân hủy kỵ khí nhanh các chất hữu cơ dễ bị phân hủy cĩ trong CTRĐT. Ví dụ, trong điều kiện kỵ khí , sulfate cĩ the bị khử thành sulfide (S2-), sau đĩ sulfide kết hợp với hydro tạo thành H2S. Quá trình này cĩ thể biểu diễn theo các phương trình sau: 2- 2- 2 CH3CHOHCOOH + SO4 → 2 CH3COOH + S + H2O + CO2 (3-12) Lactate Sulfate Acetate Sulfide 2- 2- 4H2 + SO4 → S + 4H2O (3-13) 2- + S + 2H → H2S (3-14) Ion Sulfide cĩ thể kết hợp với muối kim loại sẵn cĩ, ví dụ muối sắt, tạo thành sulfide kim loại: S2- + Fe2+ → FeS (3-15) Màu đen của CTR đã phân hủy kỵ khí ở BCL chủ yếu là do sự hình thành các muối sulfide kim loại. Nếu khơng tạo thành các muối này, vấn đề mùi của BCL sẽ trở nên nghiêm trọng hơn. 3-10
  32. Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khi bị khử sẽ tạo thành những hợp chất cĩ mùi hơi như methyl mercaptan và aminobutyric acid. +2H CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH (3-16) Methionine Methyl mercaptan Aminobutyric acid Methylmercaptan cĩ thể bị thủy phân tạo thành methyl alcohol và hydrogen sulfide: CH3SH + H2O → CH4OH + H2S (3-17) Sự sinh sản ruồi nhặng. Vào mùa hè cũng như tất cả các mùa của những vùng cĩ khí hậu ấm áp, sự sinh sản của ruồi ở khu vực chứa CTR là vấn đề đáng quan tâm. Quá trình phát triển từ trứng thành ruồi thường ít hơn 2 tuần kể từ ngày đẻ trứng. Thơng thường chu kỳ phát triển của ruồi ở khu dân cư từ trứng thành ruồi cĩ thể biểu diễn như sau: - Trứng phát triển : 8-12 giờ - Giai đoạn đầu của ấu trùng : 20 giờ - Giai đoạn thứ hai của ấu trùng : 24 giờ - Giai đoạn thứ ba của ấu trùng : 3 ngày - Giai đoạn nhộng : 4-5 ngày - Tổng cộng : 9-11 ngày 3.4 QUÁ TRÌNH CHUYỂN HĨA LÝ HỌC, HĨA HỌC, SINH HỌC 3.4.1 Chuyển Hĩa Lý Học Những biến đổi lý học cơ bản cĩ thể xảy ra trong quá trình vận hành hệ thống quản lý CTR bao gồm (1) phân loại, (2) giảm thể tích cơ học, (3) giảm kích thước cơ học . Những biến đổi lý học khơng làm chuyển pha (ví dụ từ pha rắn sang pha khí) như các quá trình biến đổi hĩa học và sinh học. Phân loại chất thải. Phân loại chất thải là quá trình tách riêng các thành phần cĩ CTRĐT, nhằm chuyển chất thải từ dạng hỗn tạp sang dạng tương đối đồng nhất. Quá trình này cần thiết để thu hồi những thành phần cĩ thể tái sinh tái tái sử dụng cĩ trong CTRĐT, tách riêng những thành phần mang tính nguy hại và những thành phần cĩ khả năng thu hồi năng lượng. Giảm thể tích cơ học. Phương pháp nén, ép thường được áp dụng để giảm thể tích chất thải. Xe thu gom thường được lắp đặt bộ phận ép nhằm tăng khối lượng rác cĩ thể thu gom trong một chuyến. Giấy, carton, nhựa và lon nhơm, lon thiếc thu gom từ CTRĐT được đĩng kiện để giảm thể tích chứa, chi phí xử lý và chi phí vận chuyển. Để tăng thời gian sử dụng BCL, CTR thường được nén trước khi phủ đất. Giảm kích thước cơ học. Giảm kích thước chất thải nhằm thu được chất thải cĩ kích thước đồng nhất và nhỏ hơn so với kích thước ban đầu của chúng. Cần lưu ý rằng giảm kích thước chất thải khơng cĩ nghĩa là thể tích chất thải cũng phải giảm. Trong một số trường hợp, thể tích của chất thải sau khi giảm kích thước sẽ lớn hơn thể tích ban đầu của chúng. 3-11
  33. Bảng 3.8 Các quá trình chuyển hĩa sử dụng trong quản lý CTR Sự chuyển hĩa hoặc các sản phẩm Quá trình Phương pháp thực hiện chuyển hĩa cơ bản Lý học Phân loại Phân loại thủ cơng hoặc Các thành phần riêng rẽ cĩ trong cơ khí CTR Giảm thể tích Nén, Ép Giảm thể tích chất thải Giảm kích thước Cắt, xay, nghiền Giảm kích thước chất thải Hĩa học Đốt Oxy hĩa CO2, SO2,, các sản phẩm khác, tro Nhiệt phân Chưng cất phân hủy Dịng khí chứa nhiều chất khí khác nhau, hắc ín, hoặc dầu và than. Khí hĩa Đốt thiếu khí Khí năng lượng thấp, than chứa carbon và chất trơ cĩ sẵn trong nhiên liệu và dầu pyrolic. Sinh học Làm phân compost hiếu khí Biến đổi sinh học hiếu Phân compost khí Phân huỷ kỵ khí Biến đổi sinh học kỵ khí CH4, CO2, bùn Làm phân compost kỵ khí Biến đổi sinh học kỵ khí CH4, CO2, chất thải đã phân hủy Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3.4.2 Chuyển Hĩa Hĩa Học Biến đổi hĩa học của CTR bao hàm cả quá trình chuyển pha (từ pha rắn sang pha lỏng, từ pha rắn sang pha khí, ). Để giảm thể tích và thu hồi các sản phẩm, những quá trình chuyển hĩa hĩa học chủ yếu sử dụng trong xử lý CTRĐT bao gồm (1) đốt (quá trình oxy hĩa hĩa học), (2) nhiệt phân, và (3) khí hĩa. Đốt (Oxy hĩa hĩa học). Đốt là phản ứng hĩa học giữa oxy và chất hữu cơ cĩ trong CTR tạo thành các hợp chất bị oxy hĩa cùng với sự phát sáng và tỏa nhiệt. Nếu khơng khí được cấp dư và dưới điều kiện phản ứng lý tưởng, quá trình đốt chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT cĩ thể biểu diễn theo phương trình phản ứng sau: Chất hữu cơ + Khơng khí (dư) → CO2 + H2O + khơng khí dư + NH3 + SO2 + NOx + Tro + Nhiệt (3-18) Lượng khơng khí được cấp dư nhằm đảm bảo quá trình cháy xảy ra hồn tồn. Sản phẩm cuối của quá trình đốt cháy CTRĐT bao gồm khí nĩng chứa CO2, H2O, khơng khí dư (O2 và N2) và phần khơng cháy cịn lại. Trong thực tế, ngồi những thành phần này cịn cĩ một lượng nhỏ các khí NH3, SO2, NOx và các khí vi lượng khác tùy theo bản chất của chất thải. Nhiệt phân. Vì hầu hết các chất hữu cơ đều khơng bền nhiệt, chúng cĩ thể bị cắt mạch qua các phản ứng cracking nhiệt và ngưng tụ trong điều kiện khơng cĩ oxy, tạo thành những phần khí, lỏng và rắn. Trái với quá trình đốt là quá trình tỏa nhiệt, quá trình nhiệt phân là quá trình thu nhiệt. Đặc tính của 3 phần chính tạo thành từ quá trình nhiệt phân CTRĐT như sau: (1) dịng khí sinh ra chứa H2, CH4, CO, CO2 và nhiều khí khác tùy thuộc vào bản chất của chất thải đem nhiệt phân, (2) hắc ín và/hoặc dầu dạng lỏng ở điều 3-12
  34. kiện nhiệt độ phịng chứa các hĩa chất như acetic acid, acetone và methanol và (3) than bao gồm carbon nguyên chất cùng với những chất trơ khác. Quá trình nhiệt phân cellulose cĩ thể biểu diễn bằng phương trình phản ứng sau: 3(C6H10O5) → 8H2O + C6H8O + 2CO + 2CO2 + CH4 + H2 + 7C (3-19) Trong Phương trình 3.19, thành phần hắc ín và/hoặc dầu thu được chính là C6H8O. Khí hĩa. Quá trình khí hĩa bao gồm quá trình đốt cháy một phần nhiên liệu carbon để tạo thành khí nhiên liệu cháy được giàu CO, H2 và một số hydrocarbon no, chủ yếu là CH4. Khí nhiên liệu cháy được sau đĩ được đốt cháy trong động cơ đốt trong hoặc nồi hơi. Nếu thiết bị khí hĩa được vận hành ở diều kiện áp suất khí quyển sử dụng khơng khí làm tác nhân oxy hĩa, sản phẩm cuối của quá trình khí hĩa sẽ là (1) khí năng lượng thấp chứa CO2, CO, H2, CH4, và N2, (2) hắc ín chứa C và các chất trơ sẵn cĩ trong nhiên liệu và (3) chất lỏng ngưng tụ được giống như dầu pyrolic. 3.4.3 Chuyển Hĩa Sinh Học Các quá trình chuyển hĩa sinh học phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT cĩ thể áp dụng để giảm thể tích và khối lượng chất thải, sản xuất phân compost dùng bổ sung chất dinh dưỡng cho đất và sản xuất khí methane. Những vi sinh vật chủ yếu tham gia quá trình chuyển hĩa sinh học các chất thải hữu cơ bao gồm vi khuẩn, nấm, men và antinomycetes. Các quá trình này cĩ thể được thực hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy theo lượng oxy sẵn cĩ. Những điểm khác biệt cơ bản giữa các phản ứng chuyển hĩa hiếu khí và kỵ khí là bản chất của các sản phẩm tạo thành và lượng oxy thực sự cần phải cung cấp để thực hiện quá trình chuyển hĩa hiếu khí. Những quá trình sinh học ứng dụng để chuyển hĩa chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT bao gồm quá trình làm phân compost hiếu khí, quá trình phân hủy kỵ khí và quá trình phân hủy kỵ khí với ở nồng độ chất rắn cao. Động Học Quá Trình Phân Hủy Kỵ Khí CTR Hữu Cơ Quá trình phân hủy kỵ khí . Quá trình chuyển hĩa các chất hữu cơ của CTRĐT dưới điều kiện kỵ khí xảy ra theo 3 bước. Bước thứ nhất là quá trình thủy phân các hợp chất cĩ phân tử lượng lớn thành những hợp chất thích hợp dùng làm nguồn năng năng lượng và mơ tế bào. Bước thứ hai là quá trình chuyển hĩa các hợp chất sinh ra từ bước 1 thành các hợp chất cĩ phân tử lượng thấp hơn xác định. Bước thứ 3 là quá trình chuyển hĩa các hợp chất trung gian thành các sản phẩm cuối đơn giản hơn, chủ yếu là khí methane (CH4) và khí carbonic (CO2). Trong quá trình phân hủy kỵ khí, nhiều loại vi sinh vật kỵ khí cùng tham gia quá trình chuyển hĩa phần chất hữu cơ của CTR thành sản phẩm cuối bền vững. Một nhĩm vi sinh vật cĩ nhiệm vụ thủy phân các hợp chất hữu cơ cao phân tử và lipid thành các thành phần xây dựng cấu trúc như acid béo, monosacharic, amino acid và các hợp chất liên quan. Nhĩm vi sinh vật kỵ khí thứ hai lên men các sản phẩm đã cắt mạch của nhĩm 1 thành các acid hữu cơ đơn giản mà chủ yếu là acetic acid. Nhĩm vi sinh vật thứ hai được gọi là nonmethanogenic bao hồm các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện và vi sinh vật kỵ khí bắt buộc. Nhĩm vi sinh vật thứ 3 chuyển hĩa hydro và acetic acid thành khí methan và CO2. Vi sinh vật methane hĩa chỉ cĩ thể sử dụng một số cơ chất nhất định để chuyển hĩa thành 3-13
  35. methane như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO. Các phương trình chuyển hĩa xảy ra như sau: 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O 4COOH → CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH → CH4 + CO2 4CH3OH → 3CH4 + CO2 + 2H2O 4(CH3)3N + 6H2O → 9CH4 + 3CO2 + 4NH3 4CO + 2H2O → CH4 + 3CO2 Một cách tổng quát, quá trình chuyển hĩa kỵ khí phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT cĩ thể mơ tả bằng phương trình sau: CaHbOcNd → nCwHxOyNz + mCH4 + sCO2 + rH2O + (d – nx) NH3 Trong đĩ s = a – nw – m và r = c – ny – 2s. Động học quá trình phân hủy kỵ khí. Tốc độ quá trình phân hủy kỵ khí phụ thuộc vào điều kiện mơi trường và các thơng số động học. Để dự đốn và xác định tốc độ phân hủy kỵ khí của các phức trong thành phần hữu cơ của CTRĐT, động học quá trình là nội dung cơ bản cần được hiểu rõ. Nhiều nghiên cứu động học quá trình chuyển hĩa sinh học, đặc biệt là quá trình chuyển hĩa kỵ khí, thường sử dụng phương trình Monod để thể hiện mối quan hệ giữa nồng độ cơ chất giới hạn sự phát triền và tốc độ sinh trưởng thực của vi sinh vật (Monod, 1949): µ max.S µ = KS + S Trong đĩ: - µ : tốc độ sinh trưởng đặc biệt thực sự của vi sinh vật (ngày-1); -1 - µmax : tốc độ sinh trưởng đặc biệt cực đại của vi sinh vật (ngày ); - S : nồng độ cơ chất (mol/L); - KS : hằng số tốc độ ½ (giá trị S khi µ = ½ µmax). Mặc dù phương trình Monod được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu quá trình phân hủy kỵ khí (McCarty, 1964; Ghosh và Pohland, 1974; Ripley và Boyle, 1983) với những kết quả thích hợp, phương trình này chỉ cĩ giá trị đối với các hệ thống trong đĩ cơ chất là những chất cĩ khả năng hịa tan. Từ nghiên cứu trước đây của Faire và Moore (1932) và nghiên cứu gần đây của Eastman và Ferguson (1981), Brummeler (1993) cho thấy rằng đối với cơ chất dạng rắn, động học bậc 1 là thích hợp nhất. Phương trình phân hủy cơ chất theo động học bậc 1 cĩ thể biểu diễn như sau: dS r = - k.S = dt Trong đĩ, k là hằng số tốc độ bậc 1. Mặc dù phương trình này được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu quá trình phân hủy các chất thải phức tạp như bùn cống thải, phần chất hữu cơ của CTRĐT và rơm rạ (Eastman và Ferguson, 1981; Pfeffer, 1974, Jewell, 1982), nhưng vẫn cịn bị nghi ngờ là nồng độ cơ chất S cĩ thực sự được xác định trong quá trình 3-14
  36. nghiên cứu khơng. Những chất này chứa một phần các chất hịa tan và nhiều hợp chất cao phân tử như protein, lipids và cellulose. Tất cả những hợp chất này cĩ tốc độ phân hủy khác nhau trong điều kiện kỵ khí và hầu hết là những thành phần giới hạn tốc độ phân hủy (Noikle và cộng sự, 1985, Guher và Zehnder, 1982). Những nghiên cứu cơ bản về động học quá trình thủy phân các phức chất trong quá trình phân hủy kỵ khí hầu như khơng được báo cáo. Tốc độ quá trình thủy phân sẽ phụ thuộc vào loại cơ chất, giá trị pH, nhiệt độ và sự cĩ mặt của các chất ức chế (Gujer và Zehnder, 1983). Theo nghiên cứu của Pfeffer (1974), đối với quá trình phân hủy kỵ khí CTRĐT đã nghiền, bước giới hạn tốc độ chính là quá trình thủy phân phần cellulose của cơ chất đã tạo ra động học bậc nhất. Đối với cơ chất dị thể như phần chất hữu cơ của CTRĐT, với thành phần xác định, động học quá trình phân hủy bậc 1 dường như là dạng đơn giản nhất và hướng thực tế nhất để mơ tải tồn bộ quá trình. Tuy nhiên, khoảng 13-15% các hợp chất hữu cơ của các cơ chất này bị phân hủy với tốc độ cao hơn phần chất hữu cơ cịn lại, cũng theo động học bậc 1. Phần này cĩ thể chứa các loại đường và amino acid, vì tốc độ khử các hợp chất này lớn hơn đáng kể so với cellulose (Noike và cộng sự , 1985). Theo Cecche và Alvarez (1991), cịn một phần thứ 3 nữa tồn tại gồm các acid béo dễ bay hơi hình thành trong quá trình lưu trữ chất thải. Tuy nhiên, thành phần này khơng phải lúc nào cũng cĩ, nên ảnh hưởng của chúng đến động học quá trình được bỏ qua. Để dự đốn tốc độ sinh khí (Emcon Associates, 1979; Hoeks, 1983), cĩ thể giả sử rằng phần chất hữu cơ của CTRĐT bao gồm nhiều phần. Phương trình biểu diễn tốc độ khử cơ chất trong quá trình phân hủy kỵ khí phần chất hữu cơ của CTRĐT gồm hai hợp chất trong trường hợp đặc biệt được biểu diễn như sau: dS dS1 dS2 r = - (k1.S1 + k2.S2) dt = dt + dt = Nồng độ cơ chất S1 và S2 nếu biểu diễn theo nồng độ chất rắn bay hơi tương ứng VS1 và VS2 thì: r = - (k1.VS1 + k2.VS2) Trong đĩ, k1 và k2 là hằng số tốc độ bậc 1 của hợp chất 1 và hợp chất 2, VS1 và VS2 là nồng độ chất rắn bay hơi được của hợp chất 1 và hợp chất 2 tương ứng. Trong thực tế, nồng độ chất rắn bay hơi VS = VS1 + VS2 cĩ thể được xác định một cách gián tiếp bằng cách đo đạc lượng khí methane sinh ra. Đối với một quá trình phân hủy, tốc độ khử các chất rắn bay hơi cĩ khả năng phân hủy sinh học hầu như bằng tốc độ sinh khí methane (Gujer và Zehnder, 1983; Brummeler, 1993) vì quá trình tạo thành sinh khối khơng đáng kể: r = - rCH4 Trong đĩ rCH4 là tốc độ sinh khí methane. Lượng chất rắn bay hơi bị phân hủy cĩ thể biểu diễn như sau: dVS r = - (k.VS) dt = 3-15
  37. Trong đĩ, k là hằng số tốc độ của tồn bộ quá trình (ngày-1). Lấy tích phân phương trình trên cho: VSt ln = -k.t VS0 Như vậy nếu biểu diễn theo tốc độ hình thành khí methane, phương trình trên trở thành: CH t ln (1 - 4 ) = -k.t CH 4max Trong đĩ, CH4t là tổng lượng khí methane sinh ra sau thời gian t, CH4max là lượng khí methane cực đại cĩ thể tạo thành từ phần cơ chất hữu cơ. Như vậy, bằng cách đo đạc lượng khí CH4 sinh ra cĩ thể xác định tốc độ phân hủy chất hữu cơ dễ dàng hơn. Động Học Quá Trình Phân Hủy Hiếu Khí CTR Hữu Cơ Quá trình chuyển hĩa sinh học hiếu khí CTR cĩ thể biểu diễn một cách tổng quát theo phương trình sau: Vi sinh vật Chất hữu cơ + O2 + Dinh dưỡng Tế bào mới + chất hữu cơ khĩ phân hủy + 2- CO2 + H2O + NH3 + SO4 + .+ Nhiệt Nếu chất hữu cơ cĩ trong CTR được biểu diễn dưới dạng CaHbOcNd, sự tạo thành tế bào mới và sulfate khơng đáng kể và thành phần của vật liệu khĩ phân hủy cịn lại được đặc trưng bởi CwHxOyNz thì lượng oxy cần thiết cho quá trình ổn định hiếu khí các chất hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học của CTRĐT cĩ thể được ước tính theo phương trình phản ứng sau: CaHbOcNd + 0.5(ny + 2s + r – c)O2 → nCwHxOyNz + sCO2 + rH2O + (d – nx) NH3 Trong đĩ: - r = 0.5[b – nx – 3(d – nx)] - s = a – nw CaHbOcNd và CwHxOyNz biểu diễn thành phần phân tử thực nghiệm của chất hữu cơ ban đầu và sau khi kết thúc quá trình. Nếu quá trình chuyển hĩa xảy ra hồn tồn, phương trình biểu diễn cĩ dạng như sau: 4a + b – 2c – 3d b – 3d CaHbOcNd + O2 → aCO2 + H2O + dNH3 4 2 Trong nhiều trường hợp, ammonia sinh ra từ quá trình oxy hĩa các hợp chất hữu cơ bị tiếp tực oxy hĩa thành nitrat (quá trình nitrat hĩa). Lượng oxy cần thiết để oxy hĩa ammonia thành nitrat cĩ thể tính theo phương trình sau: NH3 + 3/2 O2 → HNO2 + H2O HNO2 + ½ O2 → HNO3 NH3 + 2O2 → H2O + HNO3 3-16
  38. Như vậy, trong quá trình phân hủy sinh học hiếu khí, sản phẩm tạo thành khơng cĩ mặt CH4. Hay nĩi cách khác, trong trường hợp này, tốc độ phân hủy được xác định dựa trên hàm lượng chất hữu cơ cịn lại theo thời gian phân hủy và được biểu diễn như sau: VSt ln = -k.t VS0 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Phân Hủy Chất Hữu Cơ Các loại vi sinh vật. Vi sinh vật thường được phân loại dựa trên cấu trúc tế bào và chức năng hoạt động của chúng thành (eucaryotes), (eubacteria) và (archaebacteria). Nhĩm procaryotic (aubacteria và archaebacteria) đĩng vai trị quan trọng hàng đầu trong quá trình chuyển hĩa sinh học phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT và được gọi một cách đơn giản là vi khuẩn. Nhĩm eucaryotic bao gồm thực vật, động vật và sinh vật nguyên sinh. Những eucaryotic đĩng vai trị quan trọng trong quá trình chuyển hĩa các chất thải hữu cơ gồm cĩ (1) nấm, (2) men và (3) actinomycetes (khuẩn tia). Vi khuẩn. Vi khuẩn là những tế bào đơn cĩ dạng hình cầu, hình que hoặc dạng xoắn ốc. Vi khuẩn hình cầu (cầu khuẩn) cĩ đường kính dao động trong khoảng 0,5 đến 4 µm; vi khuẩn hình que cĩ chiều dài dao động trong khoảng 0,5 – 20 µm và chiều rộng từ 0,5 – 4 µm; vi khuẩn dạng xoắn ốc (khuẩn xoắn) cĩ thể dài hơn 10 µm và rộng khoảng 0,5 µm. Các vi khuẩn này tồn tại trong tự nhiên và được tìm thấy trong mơi trường hiếu khí và kỵ khí. Nghiên cứu trên nhiều loại vi khuẩn khác nhau cho thấy vi khuẩn chứa khoảng 80% nước và 20% chất khơ, trong đĩ chất hữu cơ chiếm 90% và 10% cịn lại là chất vơ cơ. Cơng thức phân tử thực nghiệm gần đúng đối với phần chất hữu cơ là C5H7NO2. Dựa trên cơng thức này, khoảng 53% (theo khối lượng) của phần chất hữu cơ là carbon. Các hợp chất tạo thành phần vơ cơ trong tế bào vi khuẩn gồm cĩ P2O5 (50%), CaO (9%), Na2O (11%), MgO (8%), K2O (6%) và Fe2O3 (1%). Vì tất cả các nguyên tố và hợp chất này phải lấy từ mơi trường, nên nếu thiếu những hợp chất này sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn. Nấm. Nấm được xem là nhĩm nguyên sinh động vật đa bào, khơng quang hợp và dị dưỡng. Hầu hết các loại nấm cĩ khả năng phát triển trong điều kiện độ ẩm thấp, là điều kiện khơng thích hợp cho vi khuẩn. Thêm vào đĩ, nấm cĩ thể chịu được mơi trường cĩ pH khá thấp. Giá trị pH tối ưu cho hầu hết các nhĩm nấm vào khoảng 5, 6, nhưng giá trị pH cũng cĩ thể dao động trong khoảng 2-9. Quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật này là quá trình hiếu khí và chúng phát triển thành các sợi dài gọi là sợi nấm tạo thành từ nhiều tế bào cĩ nhân và cĩ chiều rộng thay đổi trong khoảng từ 4 - 20 µm. Do nấm cĩ khả năng phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ trong những nhiều điện mơi trường thay đổi rất rộng, nên chúng được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp để sản xuất nhiều hợp chất cĩ giá trị như các acid hữu cơ (acid citric, acid glutamic, ), các chất kháng sinh (penicillin, griseofulvin) và enzyme (cellulase, protease, amylase). Men. Men là nấm khơng cĩ dạng sợi và do đĩ chúng chỉ là những đơn bào. Một số men cĩ dạng ellip với kích thước dao động trong khoảng 8 – 15 µm x 3 – 5 µm, một số loại men khác cĩ dạng hình cầu với đường kính thay đổi từ 8 – 12 µm. Trong cơng nghiệp, men được phân loại thành “men dại” và “men nuơi cấy”. Men dại do vi sinh vật trong tự nhiên sinh ra để thực hiện các phản ứng phân hủy chất hữu cơ trong qui trình dinh dưỡng 3-17
  39. của tế bào. Men cấy là men cĩ từ các chủng vi sinh vật được phân lập và nuơi cấy trong điều kiện nhân tạo nhằm thu được nhĩm enzyme cĩ tác dụng xúc tác cho phản ứng sinh hĩa trên một loại chất hữu cơ thuần nhất. Khuẩn tia (Actinomycetes). Khuẩn tia là nhĩm vi sinh vật cĩ những tính chất trung gian giữa vi khuẩn và nấm. Chúng cĩ hình dạng tương tự như nấm nhưng với chiều rộng của tế bào chỉ khoảng từ 0,5 – 1,4 µm. Trong cơng nghiệp, nhĩm vi sinh vật này được sử dụng rộng rãi để sản xuất chất kháng sinh. Các loại quá trình trao đổi chất của vi sinh vật. Các vi sinh vật dị dưỡng hĩa học cĩ thể nhĩm lại theo dạng trao đổi chất và nhu cầu oxy phân tử của chúng. Các vi sinh vật tạo ra năng lượng bằng cách vận chuyển điện tử trung gian của enzyme từ chất cho điện tử đến chất nhận điện tử bên ngồi (như oxy) được gọi là quá trình trao đổi chất hơ hấp (respiratory metabolism). Trong khi đĩ, cơ chế trao đổi chất lên men (fermentative metabolism) khơng cĩ sự tham gia của chất nhận điện tử bên ngồi. Quá trình lên men là quá trình tạo năng lượng ít hiệu quả hơn so với quá trình hơ hấp, do đĩ các vi sinh vật dị dưỡng loại này cĩ tốc độ sinh trưởng và sản sinh tế bào thấp hơn so với vi sinh vật dị dưỡng trao đổi chất theo cơ chế hơ hấp. Khi oxy phân tử được sử dụng làm chất nhận điện tử trong quá trình trao đổi chất hơ hấp, thì quá trình này được gọi là quá trình hơ hấp hiếu khí (aerobic respiration). Các vi sinh vật phụ thuộc vào quá trình hơ hấp hiếu khí để đạt được nhu cầu năng lượng của chúng cĩ thể tồn tại chỉ khi được cung cấp oxy phân tử, gọi là vi sinh vật hiếu khí bắt buộc (obligate arerobic). Các chất vơ cơ bị oxy hĩa chẳng hạn như nitrat và sulfate cĩ thể đĩng vai trị chất nhận điện tử đối với một số loại vi sinh vật hơ hấp trong điều kiện khơng cĩ oxy phân tử. Trong lĩnh vực cơng nghệ mơi trường, các quá trình sử dụng các loại vi sinh vật này thường được gọi là quá trình thiếu khí (anoxic). Các vi sinh vật sản sinh năng lượng bằng quá trình lên men và chỉ cĩ thể tồn tại trong điều kiện mơi trường khơng cĩ oxy được gọi là vi sinh vật kỵ khí bắt buộc (obligate anaerobic). Bên cạnh đĩ cịn cĩ một nhĩm các vi sinh vật khác cĩ thể phát triển trong cả điều kiện cĩ hoặc khơng cĩ oxy phân tử được gọi là vi sinh vật kỵ khí tùy tiện (facultative anaerobes). Các vi sinh vật tùy tiện cĩ thể được phân loại thành 2 nhĩm dựa trên khả năng trao đổi chất của chúng. Những vi sinh vật kỵ khí tùy tiện thật sự cĩ thể chuyển từ quá trình trao đổi chất theo cơ chế lên men sang dạng trao đổi chất theo cơ chế hơ hấp hiếu khí tuỳ theo sự cĩ mặt của oxy phân tử. Các vi sinh vật kỵ khí chịu được điều kiện hiếu khí (aerotolerant anaerbobes) cĩ cơ chế trao đổi chất lên men hồn tồn nhưng khá trơ khi cĩ mặt oxy phân tử. Bảng 3.9 Các chất nhận điện tử trong các phản ứng của vi sinh vật Mơi trường Chất nhận điện tử Quá trình Hiếu khí Oxy, O2 Trao đổi chất hiếu khí - Kỵ khí Nitate, NO3 Khử nitrat 2- Sulfate, SO4 Khử sulfate Khí Carbonic, CO2 Methan hĩa Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Nhu cầu dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật. Để cĩ thể tái sinh và hoạt động một cách hợp lý, vi sinh vật cần cĩ nguồn năng lượng: carbon để tổng hợp tế bào mới và 3-18
  40. các nguyên tố vơ cơ (chất dinh dưỡng) như nitơ (N2), phospho (P), lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và magiê (Mg). Các chất dinh dưỡng hữu cơ cũng cần thiết để tổng hợp tế bào. Nguồn carbon và năng lượng. Hai nguồn carbon thơng dụng nhất đối với mơ tế bào là carbon hữu cơ và CO2. Những vi sinh vật sử dụng nguồn carbon hữu cơ để tạo thành mơ tế bào được gọi là vi sinh vật dị dưỡng (heterotrophs). Các vi sinh vật sử dụng nguồn carbon từ CO2 được gọi là vi sinh vật tự dưỡng (autotrophs). Sự chuyển hĩa CO2 thành mơ tế bào hữu cơ là quá trình khử địi hỏi phải cung cấp thêm năng lượng. Do đĩ, các vi sinh vật tự dưỡng tiêu tốn nhiều năng lượng cho quá trình tổng hợp hơn so với vi sinh vật dị dưỡng. Đây chính là nguyên nhân khiến cho tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật tự dưỡng thường thấp hơn. Năng lượng cần thiết để tổng hợp tế bào cĩ thể được cung cấp từ ánh sáng mặt trời hoặc từ phản ứng oxy hĩa hĩa học. Các vi sinh vật cĩ thể sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng được gọi là vi sinh vật quang dưỡng (photrophs). Các vi sinh vật quang dưỡng cĩ thể là vi sinh vật dị dưỡng (vi khuẩn chuyển hĩa lưu huỳnh) hoặc vi sinh vật tự dưỡng (tảo và vi khuẩn quang hợp). Các vi sinh vật lấy năng lượng từ các phản ứng hĩa học được gọi là chemotrophs. Cũng giống như vi sinh vật quang dưỡng, chemotrophs cũng gồm hai loại: dị dưỡng hĩa học (nguyên sinh động vật, nấm, và hầu hết các vi khuẩn) và tự dưỡng hĩa học (vi khuẩn nitrate hĩa). Các vi sinh vật tự dưỡng hĩa học thu năng lượng từ quá trình oxy hĩa các hợp chất vơ cơ như ammonia, nitrit và hợp chất chứa lưu huỳnh. Các vi sinh vật dị dưỡng hĩa học thường thu năng lượng từ quá trình oxy hĩa các hợp chất hữu cơ. Sự phân loại vi sinh vật theo nguồn năng lượng và carbon của tế bào được trình bày trong Bảng 3.10. Bảng 3.10 Phân loại vi sinh vật theo nguồn carbon và nguồn năng lượng Loại Nguồn năng lượng Nguồn carbon Tự dưỡng - Quang tự dưỡng Ánh sáng mặt trời CO2 - Tự dưỡng hĩa học Phản ứng oxyhĩa khử chất vơ cơ CO2 Dị dưỡng - Dị dưỡng hĩa học Phản ứng oxyhĩa khử chất hữu cơ Carbon hữu cơ - Quang dị dưỡng Ánh sáng mặt trời Carbon hữu cơ Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Nhu cầu dinh dưỡng và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật. Các chất dinh dưỡng, khơng phải là nguồn carbon hoặc năng lượng cĩ thể là thành phần hạn chế sự tổng hợp và phát triển tế bào vi sinh vật. Các chất dinh dưỡng vơ cơ cơ bản cần thiết cho vi sinh vật bao gồm nitơ (N), lưu huỳnh (S), phospho (P), kali (K), magiê (Mg), canxi (Ca), sắt (Fe), natri (Na) và clo (Cl). Các chất dinh dưỡng ít quan trọng hơn bao gồm kẽm (Zn), mangan (Mn), molyden (Mo), selen (Se), Coban (Co), đồng (Cu), Niken (Ni) và tungsten (W). Bên cạnh các chất dinh dưỡng vơ cơ, một số loại vi sinh vật cũng cần cung cấp các chất dinh dưỡng hữu cơ. Mặc dù nhu cầu dinh dưỡng của các vi sinh vật khác nhau sẽ khác nhau nhưng các chất dinh dưỡng hữu cơ cĩ thể phân làm ba loại chính như sau: (1) amino acid, (2) purines và pyrimidines, và (3) vitamines. 3-19
  41. Sự dinh dưỡng của vi sinh vật và các quá trình chuyển hĩa sinh học. Mục đích chính của hầu hết các quá trình chuyển hĩa sinh học là chuyển hĩa các chất hữu cơ cĩ trong chất thải thành các sản phẩm cuối bền vững. Như vậy, để thực hiện được điều này, các vi sinh vật dị dưỡng hĩa học sẽ đĩng vai trị quan trọng hàng đầu vì chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn cung cấp carbon và năng lượng. Phần chất hữu cơ của CTRĐT cĩ chứa một lượng thích hợp các chất dinh dưỡng (cả hữu cơ và vơ cơ) cần thiết cho quá trình chuyển hĩa sinh học chất thải. Tuy nhiên, đối với một số CTR từ khu thương mại, lượng dinh dưỡng sẵn cĩ khơng đủ nên cần bổ sung dinh dưỡng thích hợp để vi sinh vật cĩ thể sinh trưởng và phân hủy chất thải hữu cơ. Điều kiện mơi trường. Những điều kiện mơi trường nhiệt độ và pH cĩ ảnh hưởng quan trọng đến sự sống và sinh trưởng của vi sinh vật. Nĩi chung, quá trình phát triển tối ưu của vi sinh vật chỉ xảy ra trong một khoảng dao động hẹp của nhiệt độ và pH mặc dù chúng vẫn cĩ thể tồn tại trong khoảng giới hạn rộng hơn nhiều. Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu sẽ ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật hơn là nhiệt độ lớn hơn giá trị tối ưu. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật sẽ tăng gấp đơi khi nhiệt độ tăng lên mỗi 100C cho đến khi đạt nhiệt độ tối ưu. Theo khoảng nhiệt độ mà vi sinh vật cĩ thể hoạt động tốt nhất cĩ thể phân loại chúng thành psychrophilic, mesophilic và thermophilic (vi sinh vật ưa lạnh, ưa ấm và chịu nhiệt). Khoảng nhiệt độ thích hợp cho từng loại vi sinh vật này được trình bày trong Bảng 3.11. Bảng 3.11 Khoảng nhiệt độ của các nhĩm vi sinh vật Nhiệt độ 0C Loại vi sinh vật Khoảng dao động Tối ưu Psychrophillic -10 – 30 15 Mesophilic 40 – 50 35 Thermophilic 45 – 75 55 Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Nồng độ ion hydro, biểu diễn dưới dạng pH, là yếu tố khơng quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật nếu dao động trong khoảng pH = 6-9. Thơng thường, giá trị pH tối ưu để vi sinh vật phát triển dao động trong khoảng 6,5-7,5. Tuy nhiên, khi pH lớn hơn 9,0 hoặc thấp hơn 4,5, các phân tử acid yếu hoặc bazơ yếu cĩ thể khuếch tán vào tế bào dễ dàng hơn các ion hydro và hydroxyt, do đĩ làm thay đổi pH nội bào và phá hủy tế bào. Độ ẩm là một yếu tố mơi trường quan trọng khác đối với sự sinh trưởng của vi sinh vật. Độ ẩm của chất thải hữu cơ cần chuyển hĩa sinh học phải được xác định trước, đặc biệt là trong trường hợp làm phân compost theo qui trình khơ. Trong nhiều trường hợp cần bổ sung nước để đạt được độ hoạt tính tối ưu của vi sinh vật. Độ ẩm tối ưu của quá trình làm phân compost hiếu khí dao động trong khoảng 50-60%. Nếu độ ẩm giảm xuống thấp hơn 40%, tốc độ của quá trình sẽ bị chậm lại. Quá trình chuyển hĩa sinh học chất thải hữu cơ địi hỏi hệ thống sinh học tồn tại ở trạng thái cân bằng động học. Để thiết lập và duy trì cân bằng động học, mơi trường phải khơng chứa các kim loại nặng, ammonia, các hợp chất của lưu huỳnh và các thành phần độc tính khác ở nồng độ tới hạn. Quá trình làm phân compost hiếu khí. Quá trình làm phân compost hiếu khí là quá trình sinh học thường dùng để chuyển hĩa phần chất hữu cơ cĩtrong CTRĐT thành dạng 3-20
  42. humus bền vững được gọi là phân compost. Những chất cĩ thể sử dụng làm phân compost bao gồm (1) rác vườn, (2) CTRĐT đã phân loại, (3) CTRĐT hỗn hợp và (4) kết hợp giữa CTRĐT và bùn từ trạm xử lý nước thải. Tất cả các quá trình làm phân compost đều xảy ra theo ba bước: (1) xử lý sơ bộ CTRĐT, (2) phân hủy hiếu khí phần chất hữu cơ của CTRĐT và (3) bổ sung chất cần thiết để tạo thành sản phẩm cĩ thể tiêu thụ trên thị trường. Phương pháp windrow, đổ thành đống và thổi khí (eareated static pile), và phương pháp ủ phân trong thùng kín (in vessel) là những phương pháp thường dùng. Trong quá trình làm phân compost hiếu khí, các vi sinh vật tùy tiện và hiếu khí bắt buộc chiếm ưu thế. Ở gai đoạn đầu, vi sinh vật ưa lạnh (mesophilic) chiếm ưu thế nhất. Khi nhiệt độ gia tăng, vi sinh vật chịu nhiệt (thermophilic) lại là nhĩm trội trong khoảng từ 5- 10 ngày. Và ở giai đoạn cuối, khuẩn tia (actinomycetes) và mốc xuất hiện. Do các loại vi sinh vật này cĩ thể khơng tồn tại trong CTRĐT ở nồng độ thích hợp, nên cần bổ sung chúng vào vật liệu làm phân như là chất phụ gia. Những thơng số quan trọng điều khiển quá trình làm phân compost bao gồm độ ẩm, tỷ lệ C/N và nhiệt độ. Đối với hầu hết chất thải hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học, khi độ ẩm đạt 50-60% và được cấp khí đầy đủ, tốc độ quá trình trao đổi chất sẽ tăng. Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn và phát triển mơ tế bào từ nguồn nitơ, phospho, carbon và các chất dinh dưỡng khác. Do carbon hữu cơ được sử dụng làm nguồn năng lượng và carbon của tế bào nên nhu cầu carbon lớn hơn nhiều so với nitơ. Những thơng số quan trọng trong quá trình làm phân compost hiếu khí được trình bày tĩm tắt trong Bảng 3.12. Bảng 3.12 Các thơng số quan trọng trong quá trình làm phân compost hiếu khí Thơng số Giá trị Kích thước Kích thước tối ưu của chất thải dao động trong khoảng 25 – 75 mm. Tỷ lệ C/N Tỷ lệ C/N tối ưu dao động trong khoảng 25-50. Nếu tỷ lệ này thấp cĩ thể sinh khí NH3. Hoạt tính sinh học cũng cĩ thể bị cản trở ở tỷ lệ C/N thấp. Ở tỷ lệ cao, nitơ cĩ thể là chất sinh dưỡng giới hạn. Độ ẩm Độ ẩm cĩ thể dao động trong khoảng 50-60% trong quá trình làm phân compost. Giá trị độ ẩm tối ưu khoảng 55%. Mức độ xáo Để tránh hiện tượng khơ, tạo thành bánh, tạo kênh khí, trong quá trình làm trộn phân, vật liệu phải được xáo trộn định kỳ. Chu kỳ xáo trộn tùy thuộc vào dạng quá trình thực hiện. Nhiệt độ Nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng 50 – 550C trong một vài ngày đầu và khoảng 55-600C trong những ngày sau đĩ. Nếu nhiệt độ vượt quá 660C, hoạt tính sinh học sẽ giảm đáng kể. Nhu cầu Lượng oxy cần thiết được tính tốn dựa trên cân bằng tỷ lượng. Khơng khí khơng khí chứa oxy cần thiết phải tiếp xúc đều với tất cả các phần của vật liệu làm phân. pH Để đạt được quá trình phân hủy hiếu khí tối ưu, giá trị pH phải dao động trong khoảng 7 – 7,5. Để hạn chế sự thất thốt nitơ dưới dạng khí NH3, pH khơng được phép vượt quá 8,5. Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3-21
  43. Quá Trình Làm Phân Compost Kỵ Khí. Trong những năm gầm đây, việc áp dụng quá trình phân hủy kỵ khí xử lý phần chất hữu cơ của CTRĐT đã trở nên phổ biến vì cĩ thể thu hồi được khí methane và sản phẩm phân hủy cĩ thể sử dụng như chất bổ sung dinh dưỡng cho đất. Các quá trình phân hủy kỵ khí sử dụng được trình bày tĩm tắt trong Bảng 3.13. Bảng 3.13 Các quá trình làm phân compost kỵ khí Quá trình Quốc gia Hiện trạng Mơ tả quá trình Composting Mỹ Thí nghiệm SEBAC là quá trỉnh gồm ba giai đoạn. Trong giai đoạn kỵ khí dạng đầu, chất nạp liệu đã nghiền được ủ với nước rị rỉ tuần mẻ nối tiếp hồn từ thiết bị phản ứng của giai đoạn 3 ở trạng thái phân nhau hủy cuối. Các acid bay hơi và các sản phẩm của quá trình (SEBAC) lên men khác tạo thành trong thiết bị phản ứng giai đoạn 1 được chuyển sang thiết bị phản ứng giai đoạn 2 để chuyển hĩa thành methane. Quá trình Thủy Sỹ Chưa phát KAMPOGAS là quá trình phân hủy kỵ khí mới được áp KAMPOGAS triển dụng để xử lý chất thải rau quả và rác vườn. Thiết bị phản ứng cĩ dạng trụ trịn đặt thẳng đứng, được trang bị máy khuấy thủy lực và được vận hành ở nồng độ chất rắn cao trong khoảng nhiệt độ thermophilic. Quá trình Bỉ Đã phát DRANO được sử dụng để chuyển hĩa phần chất hữu cơ DRANO triển cĩ trong CTRĐT để tạo thành năng lượng và các sản phẩm dạng humus. Quá trình phân hủy xảy ra trong thiết bị phản ứng dịng chảy tầng thẳng đứng khơng khay trộn cơ khí. Nước rị rỉ ở đáy thiết bị được tuần hồn. Thiết bị DRANO được vận hành ở nồng độ chất rắn cao và trong khoảng nhiệt độ mesophilic. Quá trình Đức Đã phát BTA được phát triển chủ yếu để xử lý phần chất hữu cơ BTA triển cĩ trong CTRĐT. Quá trình xử lý BTA bao gồm: (1) xử lý sơ bộ chấ thải bằng phương pháp cơ học, nhiệt và phương pháp hĩa học; (2) phân loại chất rắn sinh học hịa tan và khơng hịa tan; (3) thủy phân kỵ khí các CTR cĩ khả năng phân hủy sinh học; (4) Methan hĩa chất rắn sinh học hịa tan. Quá trình methane hĩa xảy ra ở nồng độ chất rắn thấp và khoảng nhiệt độ mesophilic (lên men ấm). Sau khi tách nước, chất rắn khơng phân huỷ, với nồng độ tổng cộng khoảng 35% được dùng như vật liệu compost. Quá trình Pháp Đã phát Quá trình VALOGRA bao gồm đơn vị phân loại, đơn vị VALOGRA triển tạo khí methan và đơn vị tinh chế. Thiết bị lên men kỵ khí hoạt động ở nồng độ chất rắn cao và trong khoảng nhiệt độ lên men ấm. Quá trình xáo trộn cất hữu cơ trong thiết bị được thực hiện bằng cách tuần hồn khí sinh học dưới áp suất ở đáy thiết bị phân hủy. Quá trình Hà Lan Chưa phát BIOCELL là hệ thống mẻ được phát triển để xử lý chất BIOCELL triển thải được phân loại tại nguồn (như rau quá thải, rác vườn, ) và chất thải nơng nghiệp. Thiết bị sử dụng cĩ dạng hình trụ trịn, đường kính 11,25 m và chiều cao 4,5 m. Chất rắn nạp liệu cĩ nồng độ 30% thu được bằng cách trộn chất thải hữu cơ đã phân loại từ CTRĐT với phần chất rắn đã phân hủy từ mẻ trước đĩ. Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 3-22
  44. Quá trình phân hủy kỵ khí. Phần chất hữu cơ chứa trong CTRĐT cĩ thể phân hủy sinh học trong điều kiện kỵ khí, tạo thành khí chứa CO2 và CH4. Quá trình chuyển hĩa này cĩ thể biểu diễn bằng phương trình sau: Chất Hữu Cơ + H2O + Dinh Dưỡng → Tế Bào Mới + Phần Chất Hữu Cơ + CO2 Khơng Phân Hủy + CH4 + NH3 + H2S + Nhiệt (3-20) Như vậy, các sản phẩm cuối chủ yếu là CO2, CH4, NH3, H2S, và phần chất hữu cơ khơng phân hủy. Trong hầu hết các quá trình chuyển hĩa kỵ khí, CO2 và CH4 chiếm hơn 99% tổng lượng khí sinh ra. Phần chất hữu cơ bền cịn lại (bùn) phải được tách nước trước khi đổ ra BCL. Bùn đã tách nước thường được ủ phân compost hiếu khí trước khi bĩn cho đất hoặc đổ ra bãi chơn. Vai trị của các quá trình chuyển hĩa chất thải trong quản lý CTR. Các quá trình chuyển hĩa lý học, hĩa học và sinh học được áp dụng để (1) gia tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý CTR, (2) thu hồi các thành phần cĩ khả năng tái sinh và tái sử dụng, (3) thu hồi các sản phẩm chuyển hĩa và năng lượng. Mối quan hệ mật thiết giữa quá trình chuyển hĩa chất thải trong việc thiết kế hệ thống hợp nhất quản lý CTR cĩ thể chứng minh như sau: Nếu quá trình làm phân compost là một khâu trong chương trình quản lý CTR, phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT phải được tách riêng. Muốn vậy việc phân loại chất thải phải được thực hiện tại nguồn phát hay tại nhà máy thu hồi chất thải? Nếu phân loại tại nguồn, những thành phần nào cần được tách riêng để quá trình làm phân compost đạt tối ưu? Tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý CTR. Để tăng hiệu quả vận hành hệ thống quản lý CTR và giảm nhu cầu về thể tích tồn trữ chất thải ở những khu nhà cao tầng, chất thải thường được đĩng thành kiện. Ví dụ, giấy loại thu hồi tái sinh được đĩng thành kiện để giảm thể tích chứa và chi phí vận chuyển. Trong nhiều trường hợp, chất thải được đĩng thành kiện để giảm chi phí vận chuyển đến BCL. Tại các BCL, chất thải được nén ép để cĩ thể sử dụng một cách hiệu quả dung tích của bãi. Nếu chất thải được vận chuyển bằng phương pháp thủy lực hoặc khí nén, một số thành phần cần được cắt nhỏ để giảm kích thước. Giảm kích thước cơ học cũng được áp dụng để tăng hiệu quả sử dụng BCL. Phân loại chất thải tại nguồn phát sinh hiện nay được xem là phương pháp hiệu quả để tách CTR nguy hại cĩ trong CTRĐT, nhờ đĩ BCL CTR sinh hoạt được vận hành an tồn hơn. Các quá trình hĩa học và sinh học cĩ thể áp dụng để giảm thể tích và khối lượng chất thải cần phải chơn lấp và tạo ra những sản phẩm hữu dụng. Thu hồi nguuyên liệu để tái sinh và tái sử dụng. Những thành phần cĩ thể thu hồi được là những thành phần cĩ thị trường tiêu thụ và tồn tại trong CTRĐT với lượng đủ lớn. Đối với CTRĐT, những thành phần cĩ thể thu hồi được bao gồm giấy, carton, nhựa, rác vườn, thủy tinh, kim loại chứa sắt, nhơm và những kim loại màu khác. Thu hồi những sản phẩm chuyển hĩa và năng lượng. Phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT cĩ thể chuyển hĩa thành những sản phẩm hữu dụng và cuối cùng thành năng lượng theo nhiều cách khác nhau, bao gồm (1) đốt cháy tạo thành hơi và điện, (2) nhiệt phân tạo ra khí tổng hợp, nhiên liệu lỏng hoặc nhiện liệu khí và chất rắn; (3) khí hĩa để tạo nhiên liệu tổng hợp; (4) biến đổi sinh học sản xuất phân compost; và phân hủy sinh học để tạo khí methane và mùn. 3-23
  45. Ví dụ 3.1 Xác định độ ẩm của CTRĐT cĩ thành phần như trình bày trong Bảng VD3.1. Bảng VD3.1 Thành phần CTRĐT Thành phần Tỷ lệ phần trăm (%) Thực phẩm 79,17 Giấy 5,18 Carton 0,18 Nilon và nhựa 8,89 Vải 0,98 Gỗ 0,66 Cao su cứng 0,13 Thủy tinh 1,94 Lon đồ hộp 1,05 Kim loại màu 0,36 Thành phần khác 1,46 Tổng cộng 100 Bài giải 1. Khối lượng khơ của các thành phần CTR được tính tốn trên cơ sở số liệu cho ở Bảng 3.1 như sau: Thành phần Tỷ lệ phần trăm (%) Độ ẩm (%) Khối lượng khơ (kg) Thực phẩm 79,17 70 23,75 Giấy 5,18 6 4,87 Carton 0,18 5 0,17 Nilon và nhựa 8,89 2 8,71 Vải 0,98 10 0,88 Gỗ 0,66 20 0,53 Cao su cứng 0,13 2 0,13 Thủy tinh 1,94 2 1,90 Lon đồ hộp 1,05 3 1,02 Kim loại màu 0,36 3 0,35 Thành phần khác 1,46 8 1,34 Tổng cộng 100 43,65 * Giả sử mẫu cĩ khối lượng 100 kg. 2. Độ ẩm của mẫu CTRĐT 100 − 43,65 M = ×100 = 56,35% 100 3-24
  46. Ví dụ 3.2 Xác định cơng thức hĩa học của phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT trong trường hợp cĩ và khơng cĩ lưu huỳnh. Biết rằng thành phần CTR được trình bày trong Bảng VD3.2 và tổng khối lượng CTR hữu cơ chơn lấp là 1.549 tấn/ngày. Bảng VD3.2 Thành phần CTRĐT Thành phần Tỷ lệ phần trăm (%) Độ ẩm (%) Thực phẩm 95,54 70 Giấy 2,26 6 Carton 0,06 5 Nhựa 0,32 2 Vải 0,65 10 Cao su 0,26 2 Da 0,26 10 Gỗ 0,65 20 Bải giải 1. Khối lượng các thành phần hữu cơ đổ ở BCL hàng ngày và thành phần phần trăm các nguyên tố của từng thành phần này được trình bày trong Bảng VD3.21. Bảng VD3.21 Khối lượng các thành phần hữu cơ và thành phần phần trăm các nguyên tố Thành phần mướt mkhơ C H O N S Tro (tấn/ngđ) (tấn/ngđ) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Rác thực phẩm 1.480 440,00 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0 Giấy 35 32,90 43,5 6,0 44,0 0,3 0,2 6,0 Carton 1 0,95 44,0 5,9 44,6 0,3 0,2 5,0 Nhựa 5 4,90 60,0 7,2 22,8 - - 10,0 Vải 10 9,00 55,0 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5 Cao su 4 3,92 78,0 10,0 - 2,0 - 10,0 Da 4 3,60 60,0 8,0 11,6 10,0 0,4 10,0 Gỗ 10 8,00 49,5 6,0 42,7 0,2 0,1 1,5 Tổng cộng 1.549 503,27 2. Khối lượng các nguyên tố cĩ trong CTR phân tích được trình bày trong Bảng VD3.22. 3-25
  47. Bảng VD3.22 Khối lượng các nguyên tố cĩ trong rác phân tích Thành phần mướt mkhơ C H O N S Tro (tấn/ngđ) (tấn/ngđ) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Rác thực phẩm 1.480 440,00 211,2 28,2 165,4 11,4 1,8 22,0 Giấy 35 32,90 14,3 2,0 14,5 0,1 0,1 2,0 Carton 1 0,95 0,4 0,1 0,4 0,0 0,0 0,0 Nhựa 5 4,90 2,9 0,4 1,1 - - 0,5 Vải 10 9,00 5,0 0,6 2,8 0,4 0,0 0,2 Cao su 4 3,92 3,1 0,4 - - - 0,4 Da 4 3,60 2,2 0,3 0,4 0,4 0,0 0,4 Gỗ 10 8,00 4,0 0,5 3,4 0,0 0,0 0,1 Tổng cộng 1.549 503,27 243,0 32,3 188,1 12,3 1,9 25,6 3. Khối lượng ẩm mẩm = mướt - mkhơ = 1.549 – 503,27 = 1045,73 = 1046 tấn/ngđ 4. Số mol H2O 6 1046 t ấ n/ng đ x g/t ấ n x 10 = 58,11 x 106 mol/ngđ 18 g/mol 5. Tổng khối lượng của các nguyên tố, số nguyên tử và tỷ lệ mol được trình bày trong Bảng VD3.23. Bảng VD3.23 Số liệu tính tốn xác định cơng thức hĩa học của thành phần chất hữu cơ trong CTR Nguyên tố Khối lượng Số nguyên tử gam Tỷ lệ mol (S = 1) Tỷ lệ (N = 1) (tấn/ngđ) (x 106) C 243,0 20,250 343 23 H 148,5 148,500 2517 169 O 1117,9 69,869 1184 80 N 12,3 0,879 15 1 S 1,9 0,059 1 6. Như vậy cơng thức hĩa học của phần chất hữu cơ cĩ trong CTRĐT trong trường hợp cĩ và khơng cĩ lưu huỳnh sẽ là: - Cĩ lưu huỳnh : C343H2517O1184N15S - Khơng cĩ lưu huỳnh : C23H169O80N Ví dụ 3.3 Xác định năng lượng của CTRĐT cĩ thành phần như trình bày trong Bảng VD3.3. 3-26