BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
NGUYỄN ANH TUẤN
NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CƠ-LÝ CỦA CHẤT THẢI RẮN
SINH HOẠT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH BÃI CHỨA VÀ
KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRO ĐÁY TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG
Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 9580205
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
HÀ NỘI – 2024
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Người hường dẫn khoa học:
1. PGS.TS Nguyễn Châu Lân
Trường Đại học Giao thông Vận tải
2. TS Phí Hồng Thịnh
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Phản biện 1: PGS. TS. Hoàng Quốc Long
Phản biện 2:
PGS. TS. Tạ Đức Thịnh
Phản biện 3: GS.TS. Đỗ Minh Đức
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp
Trường họp tại Trường Đại học Giao thông Vận tải vào hồi
8 giờ 30 ngày tháng năm 2024
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc Gia Việt Nam
- Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề nghiên cu
Tại nước ta, cùng với sự gia tăng dân số phát triển vượt bậc về kinh tế,
nhu cầu tiêu dùng hàng hóa, nguyên vật liệu, năng lượng tăng lên và cũng làm
gia tăng nhanh chóng lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH). Các tính chất
phức tạp và ứng xử cơ học của CTRSH đã và đang gây ra một số vấn đề địa
kỹ thuật tại các bãi chứa như mất ổn định mái dốc bãi chứa, sụt lún thấm
nước rỉ rác. Các vấn đề này gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tiêu cực đến
công trình hạ tầng, hoạt động sản xuất tính mạng người dân sống xung quanh
các bãi chứa CTRSH. Việc nghiên cứu đặc tính của CTRSH được đặt ra
nhằm tìm ra các giải pháp giải quyết các vấn đề nêu trên.
Thời gian gần đây, việc xử CTRSH theo công nghệ đốt CTRSH phát điện
tiên tiến được Chính phủ khuyến khích áp dụng đang được nhân rộng. Tuy
nhiên, sản phẩm tro đáy sau khi đốt CTRSH (tro đáy) đang bị loại bỏ như phế
phẩm lại được mang đi chôn lấp tại các bãi chứa, gây lãng phí tài nguyên.
Trong khi đó, cùng với việc đẩy mạnh xây dựng sở hạ tầng trong cả nước,
vật liệu xây dựng nói chung, vật liệu xây dựng đường ô nói riêng đang dần
trở nên khan hiếm và đắt đỏ. Việc nghiên cứu sử dụng sản phẩm tro đáy làm vật
liệu xây dựng đường ô sẽ góp phần bổ sung giải pháp xử CTRSH. Tuy
nhiên, vấn đề này còn khá mới mẻ và chưa được nghiên cứu ở Việt Nam.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn nêu trên, đề tài “Nghiên cứu đặc tính
của chất thải rắn sinh hoạt phục vụ đánh giá ổn định bãi chứa khả
năng sử dụng tro đáy trong xây dựng đường” là cần thiết.
2. Ý nghĩa khoa học và thc tin ca lun án
- Góp phần làm sáng tỏ khả năng sử dụng các phương pháp thực nghiệm
hiện trường và trong phòng trong việc xác định đặc nh cơ lý của CTRSH phục
vụ đánh giá ổn định các bãi chứa Cam Ly (Đà Lạt, Lâm Đồng) và Kiêu Kỵ (Gia
Lâm, Hà Nội), từ đó có thể áp dụng cho các bãi chứa tương tự.
- Làm sáng tỏ nguyên nhân chế mất ổn định i chứa CTRSH Cam
Ly, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng.
- Đánh giá được khả năng ứng dụng tro đáy làm vật liệu xây dựng đường ô
tô.
3. Mc tiêu nghiên cu
- Xác định được đặc tính của CTRSH phục vụ đánh giá ổn định bãi
chứa.
- Xác định được đặc nh lý của tro đáy phục vụ đánh giá khả năng sử
dụng chúng làm vật liệu xây dựng đường ô tô.
4. Đối tượng nghiên cu
Đặc nh của CTRSH tại các bãi chứa và đặc tính cơ của tro đáy làm
2
vật liệu đắp nền đường và móng đường cấp thấp.
5. Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, các phương pháp sau được sử dụng:
- Phương pháp tổng hp, thống kê, phân tích.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp mô hình số.
6. Cu trúc ca lun án
Ngoài phần mở đầu phần kết luận, kiến nghị, luận án được chia thành
bốn chương, như sau:
Chương 1. Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt tại các bãi chứa khả
năng sử dụng các sản phẩm của chúng sau khi đốt.
Chương 2. Nghiên cứu xác định đặc tính của chất thải rắn sinh hoạt
phục vụ đánh giá ổn định của bãi chứa.
Chương 3. Nghiên cứu khả năng sử dụng tro đáy làm vật liệu đắp nền
đường.
Chương 4. Nghiên cứu khả năng sử dụng tro đáy làm móng cho đường cấp
thấp. TNG QUAN V CHT THI RN SINH HOT
TI CÁC BÃI CHA VÀ KH NĂNG SỬ DNG SN PHM
CA CHÚNG SAU KHI ĐỐT
1.1. Tng quan v cht thi rn sinh hot ti các bãi cha
1.1.1. Các khái nim liên quan
- Chất thải rắn (CTR) được định nghĩa như các vật liệu không thể phân hủy
tự nhiên trong thời gian ngắn và thường được thải ra từ các hoạt động sản xuất,
kinh doanh, dịch vụ, hoặc sinh hoạt hàng ngày.
- CTR sinh hoạt (CTRSH) là chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt thường
ngày của con người.
- Bãi chứa CTRSH một khoảng đất lưu trữ CTRSH với số lượng lớn,
trong thời gian dài, theo các tiêu chuẩn hiện hành cần phải thiết kế, thi công đảm
bảo yêu cầu bãi chôn lấp hợp vệ sinh.
1.1.2. Khối lượng phát sinh cht thi rn sinh hot
Theo báo cáo Triển vọng quản chất thải toàn cầu năm 2024 của ISWA
[59], khối lượng CTRSH phát sinh trên toàn cầu vào khoảng 2,1 tỷ tấn (m
2023). Theo Cục Kiểm soát ô nhiễm - Bộ TN & MT năm 2023 [26], tổng khối
lượng CTRSH phát sinh tại Việt Nam 19 triệu tấn/năm (khu vực đô th12,8
triệu /năm và khu vực nông thôn là 6,2 triệu tấn/năm).
1.1.3. Ngun phát sinh và thành phn cht thi rn sinh hot
CTRSH được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau trong hoạt động kinh tế -
3
xã hội. Theo Báo cáo hiện trạng mội trường Quốc gia năm 2019 của Bộ TN &
MT [12], thành phần CTRSH tại một số quốc gia trên thế giới được chỉ ra trong
Hình 1.1. thể nhận thấy rằng thành phần CTRSH tại Việt Nam khá tương
đồng so với một số quốc gia trong khu vực châu Á như Trung Quốc, Thái Lan,
Ấn Độ.
Hình 1.1 Thành phần CTRSH tại một số quốc gia - theo % khối lượng ướt
1.1.4. Thc trng x lý cht thi rn sinh hot ti Vit Nam
Theo Cục Kiểm soát ô nhiễm - Bộ TN & MT năm 2023 [26], hiện nay trên
cả nước1.712 cơ sở xử lý CTRSH, gồm 467 lò đốt CTRSH, 38 dây chuyền
sản xuất phân compost, 1.207 bãi chứa, trong đó nhiều bãi chứa không hợp
vệ sinh. Một số cơ sở áp dụng phương pháp đốt CTRSH để thu hồi năng lượng
phát điện hoặc kết hợp nhiều phương pháp xử lý. Trên tổng khối lượng
CTRSH được thu gom, khoảng 71% (35.000 tấn/ngày) được xử bằng phương
pháp chôn lấp; 16% (7.900 tấn/ngày) được xử tại các nhà máy chế biến
compost; 13% (6.400 tấn/ngày) được xlý bằng phương pháp đốt. Như vậy, xu
hướng xử lý CTRSH tại Việt Nam chuyển dịch từ phương pháp xử bằng chôn
lấp sang đốt.
1.2. Mt s vấn đề địa k thut ti các bãi cha cht thi rn sinh hot ti
Vit Nam
1.2.1. Đặc tính cơ lý ca cht thi rn sinh hot ti các bãi cha
1.2.1.1. Trên thế gii
Mondelli và cộng sự (2006) [68], Machado và cộng sự (2010) [67], Hamid
(2013, 2015) [53, 54], Aranda cộng s(2021) [28], Sarmah cộng sự (2021)
[73] đã nghiên cứu áp dụng các thí nghiệm hiện trường để xác định chỉ tiêu
của CTRSH như phương pháp khoan thăm nhằm xác định địa tầng mực
nước rỉ rác, lấy mẫu; phương pháp địa-vật (đo sâu điện) nhằm đánh giá sự
phân bố nước và độ ẩm trong CTRSH tại các bãi chứa; thí nghiệm xuyên động
(DCP) để xác định trọng lượng thể tích khô góc ma sát trong của CTRSH;