Các phương pháp xử lý chất thải rắn

Ngày đăng: 02:34:39 04-01-2017

Mục đích của việc xử lý chất thải là nhằm:

– Chuyển chất thải sang một dạng khác ít độc hại hơn, dễ kiểm soát hơn,

– Chuyển chất thải thành chất khác có thể sử dụng có ích,

– Làm giảm thể tích hoặc khối lượng nhằm lưu giữ được nhiều hơn,

– Lưu giữ tạm thời để chờ đợi công nghệ phù hợp.

Tùy theo công nghệ áp dụng, chi phí xử lý sẽ khác nhau. Có công nghệ xử lý với chi phí thấp nhưng trong quá trình xử lý lại phát sinh ra ô nhiễm thứ cấp. Có công nghệ xử lý hiện đại, chi phí vận hành cao nhưng xử lý an toàn, không gây mùi, không phát sinh ô nhiễm thứ cấp. Tuy nhiên, việc quản lý chất thải rắn làm sao cho hiệu quả, hạn chế phát sinh chất thải, tái sử dụng và tái chế chất thải. Trong công tác quản lý chất thải rắn, thứ tự ưu tiên được sắp xếp như sau:

– Giảm thiểu phát thải,

– Tái sử dụng,

– Tái chế,

– Xử lý,

– Tiêu hủy.

Hiện nay, ở các nước đang phát triển trong đó có nước ta, các phương pháp xử lý chất thải rắn thường được áp dụng như sau:

Đối với chất thải rắn sinh hoạt, có thành phần hữu cơ chiếm tỷ lệ lớn được tận dụng để sản xuất phân hữu cơ. Tuy nhiên, do quá trình phân loại rác thực hiện chưa đồng bộ nên chỉ có một phần rác thải sinh hoạt được ủ sinh học, phần còn lại vẫn chôn lấp ở các bãi rác tập trung.

Các thành phần khó phân huỷ sinh học nhưng dễ cháy như giấy vụn, giẻ rách, nhựa, cao su… không còn khả năng tái chế thì có thể áp dụng phương pháp đốt để giảm thể tích. Chất thải xây dựng và các thành phần không cháy được như vỏ ốc, gạch đá, sành sứ… đưa đi san nền hoặc chôn lấp trực tiếp ở bãi chôn lấp.

2.1. PHƯƠNG PHÁP THIÊU ĐỐT

Thiêu đốt là phương pháp phổ biến hiện nay trên thế giới để xử lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là đối với chất thải rắn độc hại công nghiệp, chất thải nguy hại y tế nói riêng. Xử lý khói thải sinh ra từ quá trình thiêu đốt là một vấn đề cần đặc biệt quan tâm. Phụ thuộc vào thành phần khí thải, các phương pháp xử lý phù hợp có thể được áp dụng như phương pháp hoá học (kết tủa, trung hoà, ôxy hoá…), phương pháp hoá lý (hấp thụ, hấp phụ, điện ly), phương pháp cơ học (lọc, lắng)…

Thiêu đốt chất thải rắn là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số loại chất thải nhất định không thể xử lý bằng các biện pháp khác. Đây là giai đoạn ôxy hoá nhiệt độ cao với sự có mặt của ôxy trong không khí, trong đó có rác độc hại được chuyển hoá thành khí và các thành phần không cháy được. Khí thải sinh ra trong quá trình thiêu đốt được làm sạch thoát ra ngoài môi trường không khí. Tro xỉ được chôn lấp.

Phương pháp thiêu đốt được sử dụng rộng rãi ở một số nước như Nhật Bản, Đức, Thuỵ Sĩ, Hà Lan, Đan Mạch… là những nước có số lượng đất cho các khu thải rác bị hạn chế.

Xử lý chất thải bằng phương pháp thiêu đốt có ý nghĩa quan trọng là làm giảm bớt tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng là chôn lấp tro, xỉ. Mặt khác, năng lượng phát sinh trong quá trình thiêu đốt có thể tận dụng cho các lò hơi, lò sưởi hoặc các nghành công nghiệp cần nhiệt và phát điện. Mỗi lò đốt cần phải được trang bị một hệ thống xử lý khí thải, nhằm khống chế ô nhiễm không khí do quá trình đốt có thể gây ra.

Mặc dù phương pháp xử lý bằng thiêu đốt đòi hỏi chi phí xử lý cao nhưng vẫn thường áp dụng để xử lý rác thải độc hại như rác thải y tế và công nghiệp vì các phương pháp này xử lý tương đối triệt để chất gây ô nhiễm.

Quá trình thiêu đốt rác thải thường được thực hiện trong các lò đốt rác chuyên dụng ở nhiệt độ cao, thường từ 850 đến 1.100oC. Bản chất của quá trình là tiến hành phản ứng cháy, tức phản ứng ôxy hoá rác thải bằng nhiệt và ôxy của không khí. Nhiệt độ phản ứng được duy trì bằng cách bổ sung năng lượng như năng lượng điện hay nhiệt toả ra khi đốt cháy nhiên liệu như gas, dầu diezen…

Hiện tại, ở Việt Nam xử lý chất thải rắn nguy hại y tế chủ yếu bằng lò đốt công suất nhỏ được trang bị cho từng bệnh viện. Tuy nhiên, các bệnh viện lớn tuyến trung ương trực thuộc Bộ Y tế có công tác thu gom, phân loại, vận chuyển và xử lý chất thải y tế được thực hiện tốt. Các bệnh viện tuyến tỉnh, huyện, việc xử lý chất thải y tế phụ thuộc nhiều vào điều kiện kinh tế từng tỉnh. Số bệnh viện tuyến huyện được trang bị lò đốt đạt tiêu chuẩn rất ít. Vì vậy, chất thải y tế thường được đốt bằng lò đốt thủ công hoặc chôn lấp trong khu đất của bệnh viện.

Đối với rác thải nguy hại công nghiệp được xử lý bằng phương pháp đốt thì gần như tuân theo nguyên lý đốt của chất thải y tế nhưng công suất lò lớn hơn. Hiện tại, các khu công nghiệp có đầu tư khu xử lý chất thải rắn nguy hại tập trung không nhiều. Các chất thải rắn nguy hại thường được doanh nghiệp hợp đồng với công ty, đơn vị có chức năng, được cấp giấy phép vận chuyển và xử lý chất thải rắn nguy hại xử lý. Tại Việt Nam, các công ty môi trường đô thị (viết tắt là URENCO) vẫn là những đơn vị hàng đầu trong xử lý chất thải rắn nguy hại. Công ty nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các lò đốt chất thải rắn công suất lớn đặt tại một số địa điểm, phục vụ nhu cầu xử lý chất thải khu vực xung quanh.

2.2. PHƯƠNG PHÁP CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH

Trong các phương pháp xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng, chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất. Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới. Về thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một khu vực và có phủ đất lên trên.

Phương pháp chôn lấp thường áp dụng cho đối tượng chất thải rắn là rác thải đô thị không được sử dụng để tái chế, tro xỉ của các lò đốt, chất thải công nghiệp. Phương pháp chôn lấp cũng thường áp dụng để chôn lấp chất thải nguy hại, chất thải phóng xạ ở các bãi chôn lấp có thiết kế đặc biệt cho rác thải nguy hại.

2016-08-03_095231

Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của các chất rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân huỷ sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO2, CH4.

Tại miền Bắc, bãi chôn lấp rác thải Nam Sơn (Sóc Sơn, Hà Nội) là bãi chôn lấp rác lớn nhất, chịu trách nhiệm xử lý rác cho toàn thành phố Hà Nội. Mỗi ngày bãi chôn lấp rác Nam Sơn tiếp nhận khoảng 3.000 tấn rác và có thể tăng lên 4.000 tấn/ngày trong 2 năm tới. Hiện tại, bãi Nam Sơn đã lấp đầy 6/9 ô chôn lấp.

Tại thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày có khoảng 6.000 tấn rác được đem tới các bãi chôn lấp. Tuy nhiên, vì lý do quỹ đất và địa hình nên tại thành phố Hồ Chí Minh có nhiều bãi chôn lấp phục vụ công tác xử lý chất thải rắn của thành phố.

Bãi chôn lấp Gò Cát tại thành phố Hồ Chí Minh đã từng là bãi chôn lấp chính của thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, hiện nay đã đóng cửa bãi chôn lấp vì bãi đã đầy.

Một số thông tin về bãi chôn lấp Gò Cát, thành phố Hồ Chí Minh:

– Diện tích đất sử dụng: 25 ha

– Tổng công suất: 3.650.000 tấn

– Khả năng xử lý rác: 4.000 – 5.000 tấn/ngày.

Hệ thống xử lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp rác Gò Cát được xây dựng dựa trên các giai đoạn xử lý chính như sau:

Giai đoạn 1: gồm quá trình khử canxi (tháp khử Can xi) và quá trình xử lý sinh học kỵ khí có dòng chảy ngược UASB.

Giai đoạn 2: Quá trình xử lý sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính) kết hợp với quá trình khử nitơ.

Giai đoạn 3: quá trình xử lý hóa lý keo tụ – tạo bông – lắng kết hợp với quá trình lọc cát, vi lọc và lọc nano.

2016-08-03_095347

Hiện nay, bãi chôn lấp rác Gò Cát tuy đã đóng cửa nhưng hệ thống xử lý nước rác, hệ thống thu hồi khí gas và thiết bị máy phát điện vẫn tiếp tục hoạt động.

Ngoài ra, thành phố Hồ Chí Minh có bãi chôn lấp Phước Hiệp, thuộc Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Tây Bắc. Bãi chôn lấp này có diện tích trên 22,8 ha, công suất xử lý rác trung bình khoảng 3.000 tấn/ngày, được xây dựng với tổng kinh phí trên 197 tỷ đồng. Công nghệ xử lý của bãi rác này là công nghệ chôn lấp rác hợp vệ sinh, nước rỉ rác tại bãi sẽ được thu gom bằng hệ thống ống nhựa HDPE và dẫn về trạm xử lý nước thải tập trung, sau đó xả vào kênh Thầy Cai.

2016-08-03_095448

Ngày 16/2/2008, Công ty Môi trường Đô thị thành phố Hồ Chí Minh đã chính thức đưa vào hoạt động bãi chôn lấp rác số 2 tại Khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Phước Hiệp – Củ Chi. Đây là bãi chôn lấp rác thay thế cho bãi chôn lấp 1A (đã hết khả năng tiếp nhận vào đầu năm 2008) có sức chứa khoảng 4,464 triệu tấn rác, công suất tiếp nhận trung bình 2.000 tấn/ngày và tối đa trên 4.000 tấn/ngày, thời gian khai thác 5 năm với tổng mức vốn đầu tư trên 350 tỷ đồng (100% vốn do công ty đầu tư).

Bãi chôn lấp rác Đa Phước thuộc Khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Đa Phước chủ yếu phục vụ xử lý rác thải khu vực phía nam thành phố Hồ Chí Minh. Tổng diện tích khu liên hợp là 73,64 ha trong đó diện tích để xây dựng ô chôn rác là 29,7 ha với công suất tiếp nhận 3000 tấn/ngày đêm. Dự kiến bãi rác sẽ hoạt động 4 năm rồi đóng cửa.

Ngoài hai thành phố lớn Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh có bãi chôn lấp hợp vệ sinh qui mô lớn, việc thu gom, vận chuyển, xử lý rác được tổ chức qui củ thì tại các tỉnh thành khác, mặc dù cũng có bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh nhưng việc vận hành bãi rác còn gặp nhiều khó khăn. Do đó, việc xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp tại Việt Nam vẫn cần phải được quan tâm và đầu tư nhiều.

2.3. PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC

Quá trình ủ sinh học áp dụng đối với chất hữu cơ không độc hại, lúc đầu là khử nước, sau là xử lý cho tới khi nó thành xốp và ẩm. Độ ẩm và nhiệt độ được kiểm soát để giữ cho vật liệu luôn ở trạng thái hiếu khí trong suốt thời gian ủ. Quá trình tự tạo ra nhiệt riêng nhờ quá trình ôxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ là CO2, nước và các hợp chất hữu cơ bền vững như lignin, xenlulo, sợi…

Đối với qui mô nhỏ (ví dụ như trang trại chăn nuôi), rác hữu cơ có thể áp dụng công nghệ ủ sinh học theo đống. Đối với qui mô lớn có thể áp dụng công nghệ ủ sinh học theo qui mô công nghiệp. Nhiệt độ, độ ẩm và độ thông khí được kiểm soát chặt chẽ để quá trình ủ là tối ưu.

Tại Việt Nam, Nhà máy chế biến phế thải Cầu Diễn thuộc Công ty trách nhiệm hữu hạn Nhà nước Một thành viên Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) là một trong những nhà máy đi đầu Việt Nam trong lĩnh vực ủ sinh học rác thải hữu cơ để chế biến phân compost.

Ngoài ra, tại phía Bắc còn có nhà máy chế biến phế thải Việt Trì, nay đổi tên và phát triển thành Công ty trách nhiệm hữu hạn Nhà nước Một thành viên xử lý và chế biến chất thải Phú Thọ cũng có kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực ủ sinh học.

2.4. PHƯƠNG PHÁP TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN

Hoạt động tái chế đã có từ lâu ở Việt Nam. Các loại chất thải có thể tái chế như kim loại, đồ nhựa và giấy được các hộ gia đình bán cho những người thu mua đồng nát, sau đó chuyển về các làng nghề. Công nghệ tái chế chất thải tại các làng nghề hầu hết là cũ và lạc hậu, cơ sở hạ tầng yếu kém, quy mô sản xuất nhỏ dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ở một số nơi. Một số làng nghề tái chế hiện nay đang gặp nhiều vấn đề môi trường bức xúc như xã Chỉ Đạo (Hưng Yên), xã Minh Khai (Hưng Yên), làng nghề sản xuất giấy xã Dương Ổ (Bắc Ninh)… Nhìn chung, hoạt động tái chế ở Việt Nam không được quản lý một cách có hệ thốngmà chủ yếu do các cơ sở tư nhân thực hiện một cách tự phát.

Rác thải điện tử là một trong những loại rác được tái chế khá nhiều ở Việt Nam. Các máy tính, tivi, đầu máy hỏng thường được bán cho đội ngũ thu gom phế thải (đồng nát, ve chai). Các sản phẩm thải ra này thường được tách ra để thu gom linh kiện, hoặc lấy kim loại và vỏ máy đem bán lại cho các cơ sở tái chế.

Bảng 2.1. Lượng rác thải điện tử trong các năm 2002 – 2006

Đơn vị: tấn

Tuy nhiên, điều đáng nói là công nghệ tái chế tại các cơ sở này còn quá lạc hậu. Sau khi các kim loại và linh kiện điện tử còn dùng được được bóc tách và đem bán hoặc sửa chữa, phần còn lại chủ yếu được đốt hoặc nghiền rồi pha thêm hóa chất để tạo ra sản phẩm mới, vốn là các sản phẩm đơn giản như chai lọ, túi nylon với số lượng còn hạn chế.

Tái chế nhựa cũng là một ngành tiềm năng ở nước ta. Hiện nay, Việt Nam có hơn 2.200 doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm nhựa, khoảng 80-90% nguồn nguyên liệu đều phải nhập khẩu trong khi tốc độ phát triển của ngành này là từ 15 đến 20% mỗi năm. Tuy nhiên, hiện nay, việc tái chế nhựa ở qui mô công nghiệpchưa được thực sự quan tâm phát triển. Các cơ sở tái chế nhựa chủ yếu là cơ sở qui mô hộ gia đình, tập trung ở các làng nghề với công nghệ thủ công, lạc hậu nên gây ô nhiêm môi trường nghiêm trọng như làng nghề Đông Mẫu, xã Yên Đồng, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc. Cả làng có hơn 40 cơ sở tái chế nhựa và hàng chục hộ thu mua phế thải nhựa cung cấp cho các cơ sở tái chế. Mỗi tháng, làng tái chế khoảng 150-200 tấn nhựa.

Ngoài ra, giấy cũng là vật liệu có thể tái chế nhưng ở Việt Nam, tỉ lệ giấy đã sử dụng thu hồi được so với tổng lượng giấy tiêu dùng chỉ ở mức khoảng 25%, rất thấp so với các nước trong khu vực vì nhiều lý do: công nghệ, chi phí, cách hợp thức hóa trong chi phí sản xuất đối với việc mua giấy loại thu gom trong nước phức tạp, khiến công tác thu hồi giấy trong nước không có tiến triển.

Giấy đã qua sử dụng sau khi thu hồi chuyển về nhà máy có thể tái chế thành giấy khăn giấy làm bao bì, giấy tissue, giấy in báo. Các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ chủ yếu sử dụng giấy loại thu gom trong nước để sản xuất các sản phẩm cấp thấp. Ngược lại, các cơ sở quy mô trung bình và lớn chủ yếu sử dụng giấy đã dùng nhập khẩu từ nước ngoài để tái chế giấy phục vụ cho các sản phẩm cao cấp hơn.

Từ năm 2000 đến nay, nhiều dây chuyền hiện đại, đồng bộ sản xuất bột từ giấy thu hồi đã được lắp đặt ở Việt Nam. Năm 2009, Việt Nam đưa vào sản xuất một số dây chuyền sản xuất mới với tổng công suất 190.000 tấn/năm. Bên cạnh đó, những dây chuyền cũ được nâng cấp các khâu nghiền, sàng bột và tách xơ sợi nhằm đem lại hiệu suất bột cao hơn và chất lượng bột tốt hơn. Công nghệ sử dụng giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam đang có những chuyển biến tích cực, góp phần kích thích sự phát triển của hoạt động thu gom giấy thải và phát triển ngành công nghiệp giấy trong nước.

2.5. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

Lượng chất thải rắn và chất thải nguy hại của Việt Nam ngày càng tăng nhanh theo sự phát triển của nền kinh tế nói chung và ngành công nghiệp nói riêng, đặc biệt là ở hai khu vực kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam. Tuy nhiên, vấn đề thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải nguy hại của Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập. Số lượng các đơn vị có khả năng và được cấp phép hoạt động trong lĩnh vực thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải nguy hại còn ít và năng lực, trình độ của các đơn vị này còn yếu nên tỷ lệ xử lý chất thải nguy hại thấp. Do đó, chất thải nguy hại nhiều khi tập kết bừa bãi, chôn lấp không đạt yêu cầu.

Hiện nay, đất nước ta đang trong quá trình phát triển hội nhập cùng với thế giới. Mặt khác, thời đại thông tin phát triển nên các thành tựu về khoa học công nghệ được ứng dụng nhanh chóng. Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường cũng vậy, ở Việt Nam đã và đang sử dụng những công nghệ được ứng dụng trên thế giới.

2.5.1. Xu hướng công nghệ xử lý chất thải rắn trên thế giới

Ở các nước phát triển các quá trình thu gom và quản lý chất thải rắn được hoàn thiện là do có cơ sở vật chất, kỹ thuật đầy đủ, ngoài ra ý thức bảo vệ môi trường của người dân rất cao. Chính vì vậy, việc phân loại rác thải đầu nguồn rất tốt. Mặt khác, các công nghệ tái chế chất thải đã được phát triển và ứng dụng phổ biến ở một số nước như Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc… Ngành công nghiệp môi trường đã được thành lập nhằm giải quyết được ô nhiễm môi trường, tái chế chất thải và đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Bảng 2.2. Doanh thu của một số công ty tái chế chất thải

Tên công ty

WMI-USA Waste (Mỹ)

Allied-BFI (Mỹ)

Suez-Lyonnaise (Pháp)

Vivendi (Pháp)

RWE (Đức)

Republic (Mỹ)

Rethmann (Đức)

Laidlaw (Canada)

FCC (Tây Ban Nha)

EWS (Đức)

Doanh thu,

tỷ USD/năm

12,0

6,6

4,5

4,4

2,0

1,7

1,5

1,3

1,2

1,1