Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Hồng Linh ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG TỪ CHẤT THẢI RẮN TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2012 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Hồng Linh ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG TỪ CHẤT THẢI RẮN TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội - Năm 2012 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng DANH MỤC ẢNH, BẢNG VÀ HÌNH Trang Danh mục ảnh Ảnh 1. Rác thải đổ bừa bãi ven đƣờng 53 Ảnh 2. Công nhân thu gom rác bằng xe đẩy tay 53 Ảnh 3. Bãi rác Đồng Ngo - Thành phố Bắc Ninh 54 Ảnh 4. Các hoạt động thu gom, tái chế rác thải công nghiệp 55 Ảnh 5. Nguồn phát sinh chất thải y tế 56 Ảnh 6. Hệ thống lò đốt chất thải y tế (Incicon) - Bệnh viên Đa khoa tỉnh Bắc Ninh 56 Ảnh 7. Lò đốt chất thải y tế (VHI – 18 B) - Bệnh viện Lao phổi Bắc Ninh 56 Danh mục bảng Bảng 1. Công suất (MW) các nguồn điện năng lƣợng tái tạo trong giai đoạn 2008 - 2015 11 Bảng 2. Tình hình thiêu hủy rác đô thị ở một số nƣớc phát triển 19 Bảng 3. Nguồn phát sinh chất thải rắn đô thị 28 Bảng 4. Thống kê các bệnh viện, trung tâm y tế, phòng khám, trạm y tế trên địa bàn thành phố Bắc Ninh 57 Bảng 5. Khối lƣợng rác thải phát sinh của TP Bắc Ninh 60 Bảng 6. Phân loại rác thải theo thành phần 61 Bảng 7. Kết quả phân loại thành phần rác thải cho khu thu nhập thấp của thành phố Bắc Ninh 62 Bảng 8. Kết quả phân loại thành phần rác thải cho khu thu nhập vừa của thành phố Bắc Ninh 64 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng Bảng 9. Kết quả phân loại thành phần rác thải cho khu thu nhập cao của thành phố Bắc Ninh 66 Bảng 10. Kết quả phân loại thành phần rác thải cho khu vực chợ của thành phố Bắc Ninh 68 Bảng 11. Kết quả phân loại thành phần rác thải công viên/vƣờn hoa của thành phố Bắc Ninh 70 Bảng 12. Phân loại thành phần các loại rác thải sinh hoạt khi cháy sinh ra năng lƣợng tại thành phố Bắc Ninh 72 Bảng 13. Giá trị nhiệt trị và năng lƣợng sinh ra từ quá trình đốt rác thải trong lò đốt 73 Bảng 14. Dự báo khối lƣợng chất thải rắn phát sinh từ sinh hoạt, công nghiệp, y tế và tiềm năng năng lƣợng sinh ra khi đốt chúng (tính với lƣợng CTR phát sinh trong 1 ngày) 76 Danh mục hình Hình 1. Tỷ lệ sử dụng nguồn năng lƣợng thế giới ở các nƣớc khác nhau 4 Hình 2: Sơ đồ dòng nguyên vật liệu và sự phát sinh chất thải 24 Hình 3. Tác động của việc quản lý không hợp lý chất thải rắn đô thị 27 Hình 4. Vị trí địa lý thành phố Bắc Ninh 46 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan lịch sử về năng lƣợng 3 1.2. Các nguồn năng lƣợng của loài ngƣời 4 1.3. Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lƣợng tái tạo (NLTT) trên thế giới 7 1.4. Nghiên cứu khai thác năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam 9 1.4.1. Năng lượng bức xạ mặt trời 12 1.4.2. Năng lượng gió 13 1.4.3. Thủy điện nhỏ 15 1.4.4. Năng lượng sinh học 16 1.4.5. Năng lượng từ chất thải rắn 18 1.5. Giới thiệu chung về chất thải rắn đô thị 21 1.5.1. Khái niệm về chất thải rắn (CTR) 21 1.5.2. Sự phát sinh chất thải rắn đô thị và tác động của chất thải rắn đến sức khỏe cộng đồng và môi trƣờng sinh thái 22 1.5.3. Phân loại chất thải rắn đô thị 26 1.6. Các công nghệ xử lý và tái sử dụng chất thải rắn trên Thế giới và ở Việt Nam 31 1.6.1. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở các nƣớc trên Thế giới 31 1.6.2. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở Việt Nam 36 1.6.2.1. Hiện trạng chất thải rắn ở Việt Nam 36 1.6.2.2. Công nghệ tái chế/ thu hồi tài nguyên từ quá trình xử lý chất thải rắn (CTR) mới thí nghiệm ở Việt Nam 38 1.7. Giới thiệu về chính sách phát triển năng lƣợng tái tạo của Việt Nam 40 CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1. Khu vực và đối tƣợng nghiên cứu 43 2.1.1. Khu vực nghiên cứu: 43 2.1.2. Đối tƣợng nghiên cứu: 45 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu 45 2.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu 45 2.2.2. Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu 46 2.2.3. Phƣơng pháp thống kê, điều tra, khảo sát 46 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng 2.2.4. Phƣơng pháp phân tích 46 2.2.5. Phƣơng pháp dự báo 47 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49 3.1. Thực trạng công tác quản lý chất thải rắn thành phố Bắc Ninh 49 3.1.1. Nguồn phát sinh chất thải rắn 49 3.1.2. Hệ thống quản lý, thu gom và vận chuyển chất thải rắn thành phố Bắc Ninh 49 3.2. Đặc điểm chất thải rắn 55 3.2.1. Chất thải rắn sinh hoạt: 55 3.2.2. Chất thải rắn công nghiệp 55 3.2.3. Chất thải rắn y tế 55 3.2.4. Các loại chất thải rắn khác 56 3.3. Khối lƣợng chất thải rắn phát sinh, phân loại thành phần chất thải rắn tại thành phố Bắc Ninh 56 3.4. Tiềm năng năng lƣợng từ chất thải rắn trên địa bàn thành phố Bắc Ninh 68 3.4.1. Phân tích nhiệt trị một số loại rác thải và tính toán tiềm năng năng lƣợng từ chất thải rắn 70 3.4.2. Dự báo khối lƣợng chất thải rắn phát sinh và tiềm năng năng lƣợng từ chất thải rắn tại thành phố Bắc Ninh 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 Kết luận: 74 Kiến nghị: 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Tiếng Việt: 76 Tiếng anh: 77 Tài liệu Internet: 78 Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh 1 K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng MỞ ĐẦU Hiện nay, khủng hoảng năng lượng không còn mang tính chất quốc gia mà lan rộng toàn cầu. Các nguồn năng lượng truyền thống, sẵn có trong tự nhiên đang dần cạn kiệt, suy giảm nghiêm trọng. Nếu con người không thực sự tỉnh táo để có những thay đổi kịp thời thì trong tương lai không xa nhân loại sẽ rơi vào tình trạng bất ổn về kinh tế, chính trị, xã hội, ô nhiễm môi trường nặng nề hơn. Việc tìm hiểu, nghiên cứu, đưa ra các phương án ứng dụng năng lượng tái tạo vào thực tế cuộc sống con người đang là nhu cầu bức thiết. Với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật, các công nghệ mới ra đời đã giúp chúng ta có các hướng giải quyết khả thi hơn; một trong các dạng năng lượng tái tạo đó là năng lượng sinh khối, đặc biệt là chất thải rắn, nếu tận dụng được nguồn nguyên liệu này làm đầu vào để tạo ra các dạng năng lượng hữu ích thì nó vừa mang lại hiệu quả kinh tế lại vừa có ý nghĩa to lớn trong công tác bảo vệ môi trường. Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở khu vực đồng bằng sông Hồng, nơi có tốc độ tăng trưởng kinh tế xã hội cao trong những năm gần đây, đặc biệt là thành phố Bắc Ninh. Bắc Ninh đang phấn đấu đến năm 2015 cơ bản sẽ trở thành tỉnh công nghiệp, nhưng bên cạnh phát triển kinh tế để đạt được mục tiêu trên tỉnh cũng cần quan tâm tới vấn đề bảo vệ môi trường. Trong tỉnh, Thành phố Bắc Ninh là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của cả tỉnh đang có những hành động tích cực nhằm giải quyết các vấn đề môi trường. Với việc mở rộng địa giới hành chính, phát triển công nghiệp đã tăng yêu cầu giải quyết lượng lớn chất thải rắn thành phố. Nếu chúng ta tận dụng được lượng chất thải rắn để tạo ra năng lượng hữu ích phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất thì sẽ giảm rất nhiều chi phí so với việc xử lý bằng phương pháp chôn lấp hiện nay và góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chất thải rắn. Vì những lý do trên đã gợi mở cho tác giả thực hiện đề tài: “Đánh giá tiềm năng năng lƣợng từ chất thải rắn tại thành phố Bắc Ninh”. Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh 2 K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu một số vấn đề sau: - Xác định thành phần, đặc điểm và tính khối lượng chất thải rắn phát sinh tại thành phố Bắc Ninh. - Xác định nhiệt trị của một số chất thải rắn và năng lượng sinh ra từ chất thải rắn tại thành phố Bắc Ninh. - Dự báo khối lượng chất thải rắn và tiềm năng năng lượng từ chất thải rắn của thành phố Bắc Ninh những năm tiếp theo. Mục tiêu của đề tài: Thông qua khối lượng chất thải rắn và giá trị năng lượng tính toán được đánh giá xem thành phố Bắc Ninh có nên đầu tư xây dựng một nhà máy xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt hay không. Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh 3 K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan lịch sử về năng lƣợng Năng lượng là điều kiện tất yếu cho sự tồn tại và tiến hóa của mọi sinh vật. Năng lượng là một dạng tài nguyên quan trọng, cần thiết cho sự phát triển của xã hội loài người. Trong quá trình phát triển của xã hội loài người, nguồn năng lượng mà con người sử dụng thường xuyên dịch chuyển từ dạng này sang dạng khác. Dạng năng lượng thiên nhiên đầu tiên được con người sử dụng là năng lượng mặt trời dùng để soi sáng, sưởi ấm, phơi khô lương thực, thực phẩm, đồ dùng và nhiên liệu gỗ củi. Tiếp đó là năng lượng nước, gió, sức kéo của gia súc. Năng lượng khai thác từ than đá ngự trị trong thế kỷ XVIII - XIX. Năng lượng dầu mỏ thay thế vị trí của than đá trong thế kỷ XX và từng bước chia sẻ vai trò của mình với năng lượng hạt nhân. Các dạng năng lượng mới ít ô nhiễm như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh khối….thu nhận được với những phương pháp và phương tiện công nghệ tiên tiến đang mở rộng phạm vi hoạt động của mình. Nhu cầu năng lượng của con người tăng lên nhanh chóng trong quá trình phát triển. 100000 năm trước công nguyên, mỗi ngày một người tiêu thụ khoảng 4000 đến 5000 Kcal. 500 năm trước công nguyên tăng lên 12000 Kcal. Đầu thế kỷ XV lên tới 26000 Kcal, giữa thế kỷ XIX là 70000 Kcal và hiện nay trên 200000 Kcal [6]. Tỷ lệ năng lượng được khai thác theo các nguồn khác nhau thay đổi theo từng loại quốc gia. Tại các nước công nghiệp phát triển các nguồn năng lượng thương mại chiếm phần lớn. Ngược lại, tại các nước đang phát triển, các nguồn năng lượng phi thương mại (gỗ, củi, phế thải nông nghiệp) lại chiếm phần chính. Nhìn chung mỗi loại nguồn năng lượng đều có ưu, nhược điểm riêng của mình. Do đó mỗi quốc gia cần có một hệ thống các nguồn năng lượng hoạt động kết hợp và bổ sung cho nhau, tạo nên một cơ cấu hợp lý về năng lượng. Tỷ lệ các nguồn năng lượng ở các quốc gia có nền kinh tế khác nhau trên thế giới được trình bày theo Hình 1. Khai thác và sử dụng năng lượng không ngừng tăng lên về tổng số lượng và bình quân cho từng người. Hoạt động đó đang tác động mạnh mẽ tới môi trường sống trên trái đất như tạo ra các dạng ô nhiễm, gia tăng hiệu ứng nhà kính [6]. Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Nguyễn Thị Hồng Linh 4 K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng Sinh khối 3% Khí đốt 23% Thủy điện 6% Than 25% Hạt nhân 5% Dầu 38% Dầu Thuỷ điện Khí đốt Sinh khối Than Hạt nhân a. Các nước công nghiệp Sinh khối 35% Khí đốt 7% Thủy điện 6% Dầu 23% Hạt nhân 1% Than 28% b. Các nước đang phát triển Hình 1. Tỷ lệ sử dụng nguồn năng lƣợng thế giới ở các nƣớc khác nhau 1.2. Các nguồn năng lƣợng của loài ngƣời Các nguồn năng lượng của Trái Đất có thể chia thành 3 nhóm lớn: + Năng lượng hóa thạch: than, dầu, khí đốt; + Năng lượng tái sinh nguồn gốc mặt trời: sinh khối thực vật, thủy điện, sóng, thủy triều, gió, ánh sáng mặt trời… + Năng lượng tàn dư của Trái đất: địa nhiệt, năng lượng hạt nhân. [...]... hoặc các hoạt động khác Chất thải rắn bao gồm cả chất thải rắn thông thường và chất thải rắn nguy hại - Chất thải rắn thải ra từ sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng được gọi chung là chất thải rắn sinh hoạt - Chất thải rắn được thải ra từ hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề hoặc các hoạt động khác được gọi chung là chất thải rắn công nghiệp - Chất thải rắn phát thải từ các hoạt động y tế... lý chất thải rắn đô thị 1.5.3 Phân loại chất thải rắn đô thị a Theo nguồn gốc phát sinh chất thải rắn đô thị Chất thải rắn bao gồm tất cả các loại chất thải ở thể rắn mà chủ nguồn thải không còn dùng nữa và hầu như không còn giá trị sử dụng Phân loại CTR đô thị theo nguồn gốc được trình bày trong Bảng 3 Bảng 3 Nguồn phát sinh chất thải rắn đô thị Nguồn phát sinh Hoạt động phát sinh CTR Chất thải rắn. .. nguy hại, chất thải rắn đô thị có hai loại: - Chất thải rắn đô thị loại thông thường; - Chất thải rắn đô thị loại nguy hại Chất thải rắn đô thị loại thông thường chủ yếu là chất thải sinh hoạt Chất thải rắn nguy hại là chất thải rắn có 1 trong 7 đặc tính sau đây: dễ cháy, gây ăn mòn, dễ nổ, dễ bị ôxi hóa, gây độc cho người và sinh vật, độc hại cho hệ sinh thái, lây nhiễm bệnh Các loại chất thải nguy... động y tế được gọi chung là chất thải rắn y tế Trong các cơ sở y tế có 2 loại chất thải: chất thải rắn y tế thông thường và chất thải rắn y tế nguy hại - Chất thải nguy hại: là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm, gây ngộ độc hoặc đặc tính nguy hại khác [5] [8] 1.5.2 Sự phát sinh chất thải rắn đô thị và tác động của chất thải rắn đến sức khỏe cộng đồng và... chất thải rắn đô thị 1.5.1 Khái niệm về chất thải rắn (CTR) Nguyễn Thị Hồng Linh 21 K18 Cao học Khoa học Môi trƣờng Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Khoa Môi trường 2012 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2005 định nghĩa: - Chất thải: Là vật chất ở thể rắn, lỏng và khí được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác - Chất thải rắn: Là chất thải ở thể rắn, được thải ra từ. .. lý, có hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng trong nước; cung cấp đầy đủ năng lượng với chất lượng ngày càng cao, giá cả hợp lý cho phát tiển kinh tế - xã hội; Đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia; Đa dạng hóa phương thức đầu tư và kinh doanh trong lĩnh vực năng lượng, từng bước hình thành và phát triển thị trường năng lượng cạnh tranh; Đẩy mạnh phát triển nguồn năng lượng mới và tái tạo để đáp ứng cho... Theo khả năng cháy đƣợc và không cháy đƣợc - Các loại chất thải hữu cơ cháy được như: giấy, bìa carton, nhựa và các sản phẩm có nguồn gốc từ nhựa, vải, cao su, da, gỗ, cành cây và chất thải thực phẩm như mỡ, thịt thải bỏ…Người ta tận dụng các loại chất thải hữu cơ loại cháy được, có năng lượng tỏa nhiệt cao đem đốt để thu hồi nhiệt - Các loại chất thải không cháy được thường là chất thải rắn vô cơ... từ các cơ sở công nghiệp, y tế, làng nghề… Cũng có một số lượng nhỏ chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động sinh hoạt f Chất thải rắn loại đặc biệt Chất thải rắn loại này phát sinh từ các khu dân cư, thương mại bao gồm chất thải cồng kềnh, đồ điện gia dụng, thùng sắt tây, pin, dầu mỡ, lốp xe Các loại CTR này cần được thu gom và xử lý riêng g Bùn, rác do nạo vét cống và bùn, rác rác từ khu xử lý chất. .. với việc phát triển các nguồn năng lượng sạch là nguồn vốn đầu tư và giá thành của điện năng cao Do vậy, để điều tiết cơ cấu năng lượng theo hướng tăng cường các nguồn năng lượng hợp lý, việc đánh thuế đối với các nguồn gây ô nhiễm và việc nâng cao hiệu suất, giảm giá thành đối với nguồn năng lượng sạch là các điều kiện quan trọng nhất [6] 1.3 Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lƣợng tái tạo (NLTT) trên... triển (năng lượng gió và thủy triều) Việc khai thác gỗ, củi quá mức cũng gây nhiều vấn nạn như phá hủy tài nguyên rừng, thoái hóa đất, giảm đa dạng sinh học… gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng về sau [6][34] * Năng lượng mặt trời và địa nhiệt: là hai dạng năng lượng sạch có tiềm năng nhất trên Trái Đất Năng lượng mặt trời có thể biến đổi trực tiếp thành năng lượng nhờ tế bào quang điện hoặc gián tiếp . thành phần, đặc điểm và tính khối lượng chất thải rắn phát sinh tại thành phố Bắc Ninh. - Xác định nhiệt trị của một số chất thải rắn và năng lượng sinh ra từ chất thải rắn tại thành phố Bắc. phần chất thải rắn tại thành phố Bắc Ninh 56 3.4. Tiềm năng năng lƣợng từ chất thải rắn trên địa bàn thành phố Bắc Ninh 68 3.4.1. Phân tích nhiệt trị một số loại rác thải và tính toán tiềm năng. Bắc Ninh. - Dự báo khối lượng chất thải rắn và tiềm năng năng lượng từ chất thải rắn của thành phố Bắc Ninh những năm tiếp theo. Mục tiêu của đề tài: Thông qua khối lượng chất thải rắn và giá