Chất thải rắn đô thị và vấn đề xử lý tại tỉnh Bắc Ninh

109 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ VÀ VẤN ĐỀ XỬ LÝ TẠI TỈNH BẮC NINH Trần Sỹ Hải1, Lương Đức Toàn1 TÓM TẮT Kết quả khảo sát đánh giá cho thấy: Khối lượng phát sinh chất thải rắn trung bình 256,2 tấn/ngày; chất thải rắn sinh hoạt đô thị có tỷ lệ hữu cơ khoảng 65%, chất thải có thể tái chế (giấy, nhựa, kim loại) chiếm khoảng 15%, trọng lượng riêng khoảng 234 kg/m3; các chỉ tiêu ô nhiễm trong chất thải rắn vẫn nằm trong ngưỡng giới hạn cho phép, chất hữu cơ khá cao, chất lượng nước rỉ rác tại các bãi thải tập trung phần lớn vượt ngưỡng cho phép theo QCVN 40-2011/BTNMT. Từ kết quả phân tích về thành phần chất lượng chất thải rắn đô thị, thực trạng xử lý chất thải rắn đô thị Bắc Ninh, đã đề xuất một số giải pháp công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội của tỉnh Bắc Ninh, đó là công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp thiêu đốt, công nghệ ủ sinh học. Từ khóa: Chất thải rắn đô thị, công nghệ, xử lý 1 Viện Thổ nhưỡng Nông hóa I. ĐẶT VẤN ĐỀ Nằm ở vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, tỉnh Bắc Ninh có một vị trí thuận lợi về địa lý, kinh tế, chính trị và có mạng lưới giao thông thuận tiện. Trong những năm gần đây, Bắc Ninh đang trở thành điểm sáng trong thu hút các nhà đầu tư, phát triển kinh tế - xã hội, đời sống của nhân dân được cải thiện, bộ mặt đô thị đang từng bước khang trang, sạch đẹp. Tuy nhiên, sự phát triển đó kéo theo vấn đề ô nhiễm môi trường cũng ngày càng trở lên bức xúc và được nhiều người quan tâm, đặc biệt là chất thải rắn đô thị (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016). Chất thải rắn đô thị gia tăng nhanh chóng về lượng, đa dạng về thành phần và chưa được phân loại tại nguồn, gây khó khăn cho công tác xử lý (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2015). Việc thu gom, vận chuyển, xử lý chất thải rắn đô thị đã và đang trở thành một trong những vấn đề phức tạp, bức xúc trên địa bàn toàn tỉnh, do đó cần phải có những giải pháp cho vấn đề này một cách hiệu quả. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Địa bàn nghiên cứu Điều tra, khảo sát trên địa bàn toàn tỉnh Bắc Ninh gồm thành phố Bắc Ninh, thị xã Từ Sơn, huyện Gia Bình, huyện Tiên Du, huyện Lương Tài, huyện Thuận Thành, huyện Quế Võ và huyện Yên Phong. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Thu thập số liệu về hiện trạng phát thải chất thải rắn đô thị của các hộ dân, các doanh nghiệp, các công ty, nhà máy sản xuất,; thực trạng phân loại chất thải rắn đô thị; thực trạng các công trình, biện pháp giảm thiểu tác động xấu tới môi trường của chất thải rắn đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Bảng 1. Phương pháp phân tích nước rỉ rác và chất thải rắn Nước rỉ rác Chất thải rắn Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Chỉ tiêu Phương pháp phân tích BOD5 TCVN 6001-1:2008 CO TCVN 7725 : 2007 COD TCVN 6491:1999 HCO3 TCVN 8727 : 2012 TDS TCVN 6625:2000 Tổng P TCVN 8940:2011 Dầu mỡ khoáng TCVN 5070:1995 Tổng N TCVN 5815:2001 NH4+ TCVN 6179-1:1996 Chất hữu cơ TCVN 8726:2012 NO3- TCVN 6180:1996 Tổng K TCVN 8660:2011 Tổng N TCVN 6638:2000 SO42- TCVN 6655:2000 SO42- TCVN 6494-1:2011 Zn TCVN 6496:2009 PO43- TCVN 6202:2008 Fe TCVN4618-1988 Tổng P TCVN 6202:2008 Cu TCVN 6496:2009 Coliform TCVN 6187-2:2009 Hg TCVN 8882-2011 As TCVN 6626:2000 Cd TCVN 6496:2009 Cd TCVN 6193:1996 Pb TCVN 6193:1996 Cu TCVN 6193:1996 Fe TCVN 6177:1996 110 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 - Tính toán khối lượng chất thải rắn phát sinh trong khu vực bằng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên tổng khối lượng chất thải rắn trong khu vực phát sinh, sau đó đánh giá theo dân cư khu vực. Lấy mẫu theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9466 : 2012. - Dựa trên phiếu điều tra khảo sát (90 phiếu trong tổng số 500 phiếu theo tỷ lệ số dân trong khu vực). - Phân tích chất lượng chất thải rắn và nước rỉ rác theo các TCVN hiện hành (Bảng 1). 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Tháng 5 năm 2017. - Địa điểm nghiên cứu: Điều tra, khảo sát trên địa bàn toàn tỉnh Bắc Ninh gồm thành phố Bắc Ninh, thị xã Từ Sơn, huyện Gia Bình, huyện Tiên Du, huyện Lương Tài, huyện Thuận Thành, huyện Quế Võ và huyện Yên Phong. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khối lượng phát sinh chất thải rắn Rác thải đô thị chủ yếu là rác thải sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70% lượng rác thải, tiếp theo là rác thải xây dựng, rác thải công nghiệp, rác thải y tế... Ở các đô thị như Thành phố Bắc Ninh, Thị xã Từ Sơn, thị trấn các huyện là nguồn phát sinh chính các loại chất thải rắn sinh hoạt, trong đó thành phố Bắc Ninh và thị xã Từ Sơn lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh gần 50% lượng chất thải rắn sinh hoạt của toàn tỉnh. Tỷ lệ thành phần các chất trong rác thải sinh hoạt liên quan đến nguồn gốc phát sinh. Ở các khu vực đô thị chất thải có thành phần các chất dễ phân huỷ cao (chiếm khoảng 70%). Sự thay đổi về nhu cầu sử dụng các sản phẩm là nguyên nhân dẫn đến những thay đổi về hàm lượng chất khó phân huỷ trong chất thải, như: nhựa, thuỷ tinh, kim loại... Trong những năm gần đây, tổng lượng rác thải phát sinh trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh ngày càng gia tăng với thành phần phức tạp. Lượng rác thải công nghiệp nguy hại và y tế tuy phát sinh không lớn nhưng lại là nguồn chất thải chứa nhiều nguy cơ gây tác hại cho sức khoẻ con người và môi trường xung quanh nếu không được xử lý đảm bảo an toàn. Số liệu cho thấy trung bình một ngày, mỗi người dân tại các khu vực đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh phát thải trung bình 0,71 kg CTR/người. Với số nhân khẩu theo niên giám thống kê tỉnh Bắc Ninh năm 2016, lượng CTR đô thị phát sinh ước tính mỗi ngày là 256,2 tấn (Bảng 2). Bảng 2. Lượng phát sinh chất thải rắn đô thị mỗi ngày Địa phương Số nhân khẩu đô thị 2016 (người) Lượng rác bình quân (kg/người/ ngày) Khối lượng CTRSH (tấn/ngày) TP. Bắc Ninh 169.961 0,79 129,2 Thị xã Từ Sơn 99.352 0,81 79,5 Thị trấn Chờ 16.483 0,75 12,2 Thị trấn Lim 13.005 0,71 9,2 Thị trấn Phố Mới 7.683 0,70 5,4 Thị trấn Gia Bình 7.665 0,67 5,1 Thị trấn Thứa 9.701 0,68 6,6 Thị trấn Hồ 14.119 0,64 9,0 Tổng số 337.969 256,2 3.2. Thành phần và tính chất chất thải rắn đô thị ở tỉnh Bắc Ninh Theo kết quả đánh giá, thành phần chất thải rắn đô thị phát sinh trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh được thể hiện theo bảng 3. Bảng 3. Thành phần chất thải rắn đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh Hợp phần % trọng lượng Trọng lượng riêng (kg/m3) Khoảng giá trị Trung bình Khoảng giá trị Trung bình Hợp chất hữu cơ 45 - 80 65,1 128 - 280 228 Giấy, bìa catton 5 - 15 9,7 32 - 128 81,6 Chất dẻo, cao su 2 - 3 2,4 32 - 128 64 Vải vụn 0 - 4 2,1 96 - 256 160 Gỗ 0 - 3 2,2 128 - 200 240 Thuỷ tinh 2 - 8 5,4 160 - 480 193,6 Kim loại 0 - 4 3,4 128 - 1120 320 Bụi, tro, gạch 2 - 15 9,7 320 - 960 480 Tổng   100 234,41 Theo bảng 3 cho thấy, phần lớn chất thải rắn phát sinh là chất thải thực phẩm (chiếm gần 70% khối lượng chất thải rắn). Với tỉ trọng hợp chất hữu cơ chiếm phần lớn, có thể thấy lượng chất thải rắn này phù hợp với các công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh. Ngoài ra, các thành phần chiếm tỉ trọng lớn khác là giấy và bìa catton cũng như các thành phần trơ (đều chiếm trung bình 9,7%). Kết quả ở bảng 3 cho thấy thành phần của chất thải rắn sinh hoạt đô thị chủ yếu là chất hữu cơ, sau 111 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 đó là nguyên tố sắt (Fe). Hàm lượng Cd, Hg hầu hết không phát hiện thấy trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt, chỉ phát hiện được nồng độ Hg (0,1 mg/kg) ở khu vực Đồng Kỵ, Từ Sơn, Bắc Ninh. Bảng 4. Kết quả phân tích chất thải rắn sinh hoạt ở khu đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Hòa Long Đình Bảng TT Hồ QCVN 07:2009/ BTNMT 1 Tổng P mg/kg 1,4 0,9 1,2 - 2 Tổng N mg/kg 23 41 38 - 3 Chất hữu cơ g/kg 479 400 487 - 4 K mg/kg 83 74 74 - 5 SO42- g/kg 0,8 0,8 0,9 - 6 Zn mg/kg 73 45 59 250 7 Fe mg/kg 193 197 265 - 8 Cu mg/kg 13 14 29 - 9 Hg mg/kg - - - 0,2 10 Cd mg/kg - - - 0,5 Ghi chú: QCVN07:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại; (-): Không quy định. Bảng 5. Tính chất vật lý chất thải rắn sinh hoạt đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh TT Địa điểm Độ ẩm (%) Trọng lượng riêng (kg/ m3) Kích thước và cấp phối hạt (mm) Khả năng giữ nước thực tế (%) Độ thấm (m2/s) 1 Hòa Long 54 385 78 55 10,1 2 Đáp Cầu 54 300 34 53 10,6 3 Đại Phúc 59 276 44 57 10,7 4 Ninh Xá 51 297 31 56 9,4 5 Đông Phong 61 391 54 58 11 6 Đồng Phúc 62 279 83 51 10,9 7 Trịnh Xá 55 298 31 56 9,4 8 Đồng Kỵ 56 288 42 61 10,4 9 Đình Bảng 48 336 59 57 9,1 10 Tân Lập 59 316 22 58 10,9 Số liệu phân tích ở Bảng 5 cho thấy độ ẩm, khối lượng riêng, kích thước và khả năng giữ nước của chất thải rắn đô thị ở các khu vực khác nhau trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh là khác nhau. Trong đó, độ ẩm của chất thải rắn dao động từ 48% - 62%; khối lượng riêng từ 245 mg/m3 - 385 mg/m3; kích thước hạt từ 22 mm - 78 mm. Các thành phần và tính chất chất thải rắn sinh hoạt có vai trò quan trọng trong việc thu gom, phân loại, xác định các thành phần, lượng nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp để qua đó có những biện pháp xử lý, quản lý phù hợp đối với chất thải rắn sinh hoạt. Khảo sát về nước rỉ rác phát sinh tại các bãi rác trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh được thể hiện tại bảng 6. Bảng 6. Kết quả phân tích nước rỉ rác ở khu vực đô thị Bắc Ninh TT Thông số Đơn vị Kết quả QCVN 40-2011/ BTNMT 1 pH - 5,4 - 7,8 5,5 - 9 2 DO mg/l 0 - 1 - 3 BOD5 (20oC) mg/l 759 - 1939 50 4 COD mg/l 1933 - 4875 150 5 TDS mg/l 381 - 963 - 6 Dầu mỡ khoáng mg/l 0 - 6 10 7 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 135 - 891 10 8 Nitrat (tính theo Nitơ) mg/l 11 - 102 - 9 Tổng Nitơ mg/l 437 - 1091 40 10 Sunfat mg/l 0,13 - 75 0,5 11 Orthorphosphat mg/l 0 - 9,4 - 12 Tổng Photpho mg/l 1,1 - 10 6 13 Coliform MPN/ 100ml 6,2 x103- 15x103 5000 14 Tổng Asen mg/l - - Đặc điểm chung của nước rỉ rác trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh là có hàm lượng các chất hữu cơ và amoni cao (amoni có mẫu gấp 90 lần tiêu chuẩn cho phép). Hiện nay công nghệ xử lý nước rỉ rác còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là việc xử lý hoàn toàn amoni. 3.2. Đề xuất công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp với điều kiện của tỉnh Bắc Ninh 3.2.1. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp thiêu đốt Xử lý CTR bằng phương pháp thiêu đốt (còn gọi là phương pháp nhiệt) là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số loại CTR nhất định không thể xử lý bằng các biện pháp khác do đây là 112 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 phương pháp tốn kém và đòi hỏi kỹ thuật cao. Trong điều kiện oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí, trong đó có CTR độc hại được chuyển hóa thành khí, tro và các chất thải rắn không cháy khác. Các chất khí được thoát ra ngoài không khí khi đã được làm sạch. Chất thải rắn không cháy và phần tro sau khi đốt được đem đi tái chế, xử lý hoặc chôn lấp. Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh đã xây dựng các lò đốt chất thải rắn quy mô nhỏ (Chi cục bảo vệ môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2017). Tuy nhiên, về mặt lâu dài, những lò đốt rác này không hiệu quả trong việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại nông thôn, kèm theo đó là việc tỉnh sẽ gặp khó khăn trong việc quản lý được các vấn đề môi trường khác kèm theo. Từ những phân tích trên, đối với công nghệ thiêu đốt, tỉnh Bắc Ninh có thể lên kế hoạch để thiết lập xây dựng hệ thống xử lý chất thải rắn quy mô lớn tại các khu vực xử lý ở Quế Võ, Yên Phong. Tỉnh có thể tham khảo công nghệ Plasma, đây là công nghệ hiện đại của thế giới, xử lý rác với mức phát thải Dioxin thấp hơn lò đốt truyền thống đến 10 lần. Ngoài ra, nhiệt phân Plasma còn là công nghệ có tính bảo vệ môi trường cao nhất về phát thải CO2, NOx, SOx và ô nhiễm tro xỉ, tro bay... Tuy nhiên, cần có những đánh giá công nghệ phù hợp và có sự so sánh với công nghệ ủ sinh học. 3.2.2. Công nghệ ủ sinh học Ủ sinh học (compost) có thể được coi là quá trình chuyển hoá tiến tới ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để tạo thành các chất mùn. Quy trình sản xuất, cần kiểm soát chặt chẽ các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng oxy, tỷ lệ C/N, độ pH, mức độ xáo trộn, thành phần và kích thước vật liệu nhằm tạo ra môi trường tối ưu để ổn định hợp chất mùn. Các công nghệ sản xuất phân hữu cơ (compost) từ CTR thường diễn ra trong điều kiện hiếu khí - aerobic (có oxy), kỵ khí hay yếm khí - anaerobic (không có oxy) như quá trình phân hủy bùn cặn trong bể phốt và thiếu oxy (anoxic) dưới sự tham gia của vi sinh vật, đồng thời trong thực tế cũng có các loại vi khuẩn hiếu khí (cần oxy), kỵ khí (sống không cần có oxy) và anoxic (thiếu oxy) hay còn gọi là vi khuẩn tùy tiện. Với tỷ lệ chất hữu cơ cao (65%), chất thải rắn đô thị Bắc Ninh có tiềm năng áp dụng công nghệ này. Tỉnh Bắc Ninh có thể tìm hiểu và chuyển giao công nghệ cho các xã nông thôn trong tỉnh. Tuy nhiên, tỉnh cần có những đánh giá phù hợp cho đầu ra của sản phẩm phân bón vi sinh và đánh giá lợi ích so với phương pháp thiêu đốt. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh các nguồn chủ yếu phát sinh rác đô thị bao gồm: Từ các khu dân cư (chất thải sinh hoạt); từ các trung tâm thương mại; từ các công sở, trường học, công trình công cộng; từ các dịch vụ đô thị; từ các hoạt động sản xuất công nghiệp; từ các hoạt động xây dựng đô thị. Qua phân tích chất lượng chất thải rắn cho thấy đặc điểm chung của nước rỉ rác đô thị trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh đó là có hàm lượng các chất hữu cơ và amoni cao (amoni có mẫu gấp 90 lần tiêu chuẩn cho phép). Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt đô thị chủ yếu là chất hữu cơ, sau đó là nguyên tố sắt (Fe). Hàm lượng Cd, Hg hầu hết không phát hiện thấy trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt, chỉ phát hiện được nồng độ Hg (0,1 mg/kg) trong chất thải rắn sinh hoạt ở khu vực Đồng Kỵ, Từ Sơn, Bắc Ninh. Độ ẩm, khối lượng riêng, kích thước và khả năng giữ nước của chất thải rắn đô thị ở các khu vực trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh là khác nhau. Trong đó, độ ẩm của chất thải rắn dao động từ 48 - 62%; trọng lượng riêng từ 245 - 385 mg/m3; kích thước hạt từ 22 - 78 mm. Các công nghệ xử lý chất thải rắn được đề xuất trên cơ sở phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội của tỉnh Bắc Ninh để giảm thiểu những tác động đến môi trường do chất thải rắn gây ra. 4.2. Đề nghị Để đảm bảo vấn đề môi trường của địa phương trong công tác quản lý CTR cần xem xét thêm tác động của hoạt động xử lý rác thải tại nhà máy xử lý rác tới các vùng lân cận nhằm khắc phục, ngăn chặn kịp thời và có hiệu quả tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải rắn gây ra. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này là một phần của Đề án: “Điều tra thực trạng chất thải rắn trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh, đề xuất giải pháp thu gom hợp lý” được thực hiện trong năm 2017. Để thực hiện và hoàn thành công trình khoa học này, nhóm nghiên cứu đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ từ nhiều cơ quan, tổ chức và cá nhân, đặc biệt là UBND tỉnh Bắc Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh đã cấp kinh phí để thực hiện. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Khoa học và Công nghệ, 2012. TCVN 9466:2012. Hướng dẫn lấy mẫu từ đống chất thải.