1.6.1. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở các nƣớc trên Thế giới
Xuất phát từ vấn đề bảo vệ môi trường, quản lý và xử lý phế thải đang được cả thế giới quan tâm. Xu hướng chung là áp dụng các công nghệ giảm thiểu chất thải, tạo ra ít nhất các chất gây ô nhiễm, sử dụng ít năng lượng và nguyên liệu. Các công nghệ tái chế phế thải ngoài mục đích tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành sản phẩm còn có ý nghĩa bảo vệ môi trường, tăng cường phát triển bền vững. Bởi lẽ mọi hoạt động của con người không thể không tạo ra chất thải, vì vậy xử lý chúng như thế nào để đảm bảo vệ sinh môi trường và chi phí xử lý thấp nhất được đặt ra như một vấn đề sống còn của nhân loại [12].
Để xử lý phế thải, tùy thuộc vào tính chất của chúng có thể áp dụng một trong ba phương pháp sau [6]:
- Phương pháp xử lý vật lý; - Phương pháp xử lý hóa học; - Phương pháp xử lý sinh học;
Từ ba phương pháp xử lý trên, người ta đã đưa ra rất nhiều công nghệ xử lý phế thải khác nhau.
Các nước trên Thế giới thường áp dụng đồng thời nhiều phương pháp xử lý và tái sử dụng chất thải. Dưới đây là một số công nghệ thường được sử dụng:
• Công nghệ thiêu đốt.
• Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh. • Chế biến chất thải làm phân bón.
• Ủ rác để thu hồi khí sinh học.
* Khái quát về phƣơng pháp thiêu đốt: Xử lý chất thải rắn (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 được xử lý bằng các biện pháp khác. 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, nhiệt, chất lỏng, tro và các chất thải rắn không cháy khác. Các chất khí được làm sạch hoặc không được làm sạch thoát ra ngoài không khí. Chất thải rắn không cháy và phần tro sau khi đốt được đem đi chôn lấp.
Xử lý rác bằng phương pháp đốt có ý nghĩa quan trọng, làm giảm thể tích tới mức nhỏ nhất cho khâu xử lý cuối cùng (chôn lấp) nếu xử lý công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa to lớn trong việc bảo vệ môi trường. Đây là phương pháp xử lý rác tốn kém nhất, so với phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh thì chi phí để đốt 1 tấn rác cao hơn khoảng từ 10 đến 15 lần; so với phương pháp chế biến phân compost cao hơn khoảng 8 - 10 lần.
Khi xử lý bằng phương pháp thiêu đốt sẽ sinh khí độc và dễ sinh dioxin nếu giải quyết xử lý rác không tốt. Phần xử lý khói bụi là phần đắt nhất trong công nghệ đốt rác, kinh nghiệm cho thấy giá thiết bị xử lý khói bụi chiếm tới 40% - 60% giá thành lò đốt.
Năng lượng phát sinh có thể tận dụng cho lò hơi, hệ thống lò sưởi hoặc cung cấp nhiệt cho công nghiệp năng lượng (phát điện). Mỗi lò đốt phải được trang bị một hệ thống xử lý khí thải rất tốn kém, nhằm khống chế ô nhiễm không khí do quá trình đốt gây ra [24] [27].
Hiện nay ở Việt Nam đã áp dụng công nghệ đốt để xử lý rác độc hại như rác bệnh viện và chất thải rắn công nghiệp nguy hại.
Tại hội thảo “Công nghệ đốt chất thải tái tạo năng lượng WtE và khả năng triển khai tại Việt Nam” do Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (Vacne) và Tổng Công ty cổ phần Xuất nhập khẩu và Xây dựng Việt Nam tổ chức ngày 30/6,
các đại biểu đều cho rằng công nghệ đốt chất thải tái tạo năng lượng có nhiều ưu điểm vượt trội song để triển khai ở Việt Nam thì chưa dễ.
Một trong những thách thức hiện nay đối với xử lý rác thải tại Việt Nam là thiếu chỗ chôn lấp. Đến đầu năm 2012, Hà Nội sẽ không còn chỗ đổ rác. Mỗi ngày Hà Nội có 5.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt và khối lượng rác tăng trung bình 15%/năm ở thành phố này. Ở thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày cũng phát sinh 7.000 tấn rác và tiêu tốn 235 tỷ đồng để xử lý rác mỗi năm. Phần lớn rác thải được chôn lấp với công nghệ xử lý thô sơ nên phải đối mặt với vấn đề xử lý nước rỉ rác. Tuy có nhiều nhược điểm song chôn lấp vẫn được lựa chọn bởi giá thành thấp. Nhưng với tốc độ phát sinh rác như hiện nay, tìm kiếm chỗ chôn lấp quả thật là một thách thức. Trong khi quỹ đất tính trên đầu người của Việt Nam rất thấp (chỉ hơn Singapore, Hong Kong), rác thải ngày càng nhiều thì lâu dài chúng ta cần đầu tư cho công nghệ xử lý rác.
Tại hội thảo, ông Ekkehart Gartner, Phó Chủ tịch cao cấp Tập đoàn Martin (Đức) đã giới thiệu một công nghệ đang được triển khai ở nhiều thành phố trên thế giới - công nghệ đốt chất thải tái tạo năng lượng (WtE). Công nghệ này có ưu điểm là không tốn chỗ chôn lấp, không phải phân loại rác tại nguồn, sử dụng nhiệt lượng trong quá trình đốt để phát điện, sưởi, có thể tái chế xỉ đốt thành vật liệu xây dựng…
Việc áp dụng công nghệ đốt rác để tái tạo năng lượng sẽ giúp giảm đến 8 lần diện tích chôn lấp. Thay vì cần 20.000 ha như hiện nay, chúng ta chỉ cần 2.000 ha là có thể không lo việc chôn lấp trong 100 năm tới. Với 18.000 ha thừa, chúng ta có thể sinh lợi nhuận cao. Tuy nhiên, chỉ nên áp dụng công nghệ này với các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh vì đây là hai địa phương rác khối lượng lớn và chất lượng phù hợp.
Tiến sĩ Nguyễn Trung Việt, Trưởng Phòng Quản lý chất thải rắn, Sở TN&MT TP.HCM cho biết, rất khó đánh giá chính xác khối lượng và thành phần chất thải công nghiệp, chất thải nguy hại bởi rất thiếu số liệu. Phải biết chính xác thành phần, khối lượng rác mới tính toán được hiệu quả của việc đốt rác. Hơn nữa,
rác ở nước ta được “tận thu” khá kỹ lượng qua hệ thống buôn bán đồng nát. Các loại rác phát sinh nhiều nhiệt lượng phần lớn đã được thu gom [34].
Ƣu, nhƣợc điểm của công nghệ thiêu đốt:
Ưu điểm:
- Giảm thể tích chất thải đến mức thấp nhất;
- Thiêu đốt được hầu hết các loại chất thải rắn đô thị mà tốn ít diện tích đất đai do công trình xử lý (lò đốt); do vậy tiết kiệm diện tích đất xây dựng.
- Xử lý triệt để và loại trừ khả năng gây ô nhiễm của chất thải đô thị
- Khí thải là một mối tiềm tàng gây ô nhiễm đã được giảm đến mức tối thiểu nhờ áp dụng công nghệ kiểm soát khí thải tốt.
- Có thể thu hồi khí gas, nhiệt để phục vụ sản xuất và đời sống.
Nhược điểm:
- Vận hành và bảo dưỡng dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao.
- Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao nhất là thiết bị xử lý khí thải.
- Không loại trừ hoàn toàn nguy cơ gây ra ô nhiễm môi trường khi có sự cố kỹ thuật (kinh nghiệm từ một số nước).
* Khái quát về bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh:
Bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh là bãi dùng để chôn lấp an toàn, tin cậy và lâu dài các loại chất thải rắn không thể tái chế, thu hồi, các phần còn lại dư thừa sau tái chế CTR và tro lò đốt; với các lớp chống thấm kỹ thuật ở thành và đáy bãi; hệ thống thu gom và xử lý nước rác; khí rác; lớp đất phủ trung gian và phủ bề mặt; các kỹ thuật đầm nén…
Bãi chôn lấp CTR thường được thiết kế và vận hành trong thời gian ít nhất là 5 năm, thường từ 20 - đến 30 năm; đối với các đô thị lớn (đô thị loại 1 và đô thị loại đặc biệt) là 50 năm.
Bãi chôn lấp CTR bao gồm một hay nhiều ô rác, mỗi ô rác được thiết kế sao cho có thể tiếp nhận để chôn lấp CTR trong thời gian từ 1 đến 3 năm, mỗi ô chôn lấp cần được thiết kế đặc biệt, có hệ thống chống thấm kỹ thuật ở thành và đáy bãi, hệ thống thu gom nước rác và khí rác, kỹ thuật chôn lấp và đầm nén…Trong bãi chôn lấp có thể thiết kế riêng 1 hoặc 2 ô để chôn lấp chất thải nguy hại: Ô chôn lấp CTR nguy hại công nghiệp và ô chôn lấp CTR y tế.
Quy hoạch, thiết kê, xây dựng và vận hành bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh phải tuân thủ theo các nguyên tắc nghiêm ngặt, áp dụng các kiến thức khoa học kỹ thuật, công nghệ, kinh tế - xã hội [13] [7].
Các yếu tố cần xem xét khi quy hoạch, thiết kế và vận hành bãi chôn lấp CTR là: (1) Xác định vị trí và quy hoạch bãi chôn lấp CTR; (2) Quản lý và vận hành bãi chôn lấp, (3) Quá trình chuyển hóa trong bãi chôn lấp; (4) Quản lý khí rác, (5) Quản lý nước rác, (6) Giám sát và quan trắc môi trường khu vực bãi chôn lấp và khu vực lân cận; (7) Đóng cửa bãi chôn lấp.
* Khái quát phƣơng pháp xử lý sinh học chất thải rắn, công nghệ sản xuất phân Compost:
Quá trình phân hủy vật chất hữu cơ 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 (anôxic) dưới sự tham gia của vi sinh vật, đồng thời trong thực tế cũng có các loại vi khuẩn hiếu khí (cần ôxy), kỵ khí (sống không cần có oxy) và anôxic (thiếu oxy) hay còn gọi là vi khuẩn tùy tiện. Đối với CTR hữu cơ, ủ sinh học trong điều kiện hiếu khí để sản xuất phân compost được xem là hiệu quả nhất
Các phương pháp ủ sinh học: Ủ sinh học (compost) có thể được coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để tạo thành các chất mùn, với quy trình sản
xuất, thao tác và 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 đối với quá trình. Các phương pháp ủ:
- Loại đơn giản: Đào hố dưới đất. - Ủ theo đống hoặc theo luống.
- Ủ trong các thùng, chậu hay các bể phản ứng. - Ủ trong tháp ủ kiểu môđun hợp khối.
- Trong các thiêt bị khác.
Nếu xét về quy mô và công suất có hai loại ủ: - Loại công nghệ đơn giản, quy mô nhỏ.
- Công nghệ ủ sinh học theo quy mô công nghiệp, có quy mô lớn, mức độ cơ giới hóa cao.
* Khái quát phƣơng pháp ủ chất thải rắn để thu hồi khí sinh học:
Khí sinh học là hỗn hợp khí được sinh ra từ sự phân hủy những chất hữu cơ dưới tác động của vi khuẩn trong môi trường yếm khí, trong đó thành phần chủ yếu là khí mêtan (CH4).
Dùng công nghệ vi sinh để phân hủy rác, thu khí mêtan làm khí đốt chạy máy phát điện, hoặc sử dụng vào mục đích năng lượng khác [6] [12].
1.6.2. Xử lý và tái sử dụng chất thải rắn ở Việt Nam 1.6.2.1. Hiện trạng chất thải rắn ở Việt Nam 1.6.2.1. Hiện trạng chất thải rắn ở Việt Nam
Trong những năm qua lượng chất thải rắn (CTR) ở nước ta tăng nhanh, tuy nhiên công tác quản lý và xử lý chưa theo kịp. Nhiều khu xử lý, bãi chôn lấp CTR lại trở thành những điểm gây ô nhiễm nghiêm trọng, khiến người dân bức xúc. Nhiều nhà máy, khu xử lý CTR khi đi vào hoạt động luôn gặp sự cố, “đầu ra” (lượng chất thải phải chôn lấp, nước thải, khí thải) không đảm bảo.
Theo Báo cáo Hiện trạng môi trường Việt Nam 2010: từ 2003 – 2008 bình quân CTR tăng 150 – 200%; Tổng lượng CTR phát sinh ở đô thị (2008) khoảng 35.100 tấn/ngày, ở nông thôn 24.900 tấn/ngày, trong đó CTR công nghiệp khoảng 13.100 tấn/ngày; CTR y tế 490 tấn/ngày.
Hiện nay, CTR sinh hoạt đô thị chủ yếu được “xử lý” bằng chôn lấp. Hiện cả nước có 98 bãi chôn lấp nhưng chỉ có 16 bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Theo Quyết định
64/2003/QĐ-TTg, cả nước có 52 bãi rác gây ô nhiễm nghiêm trọng và giao cho bộ Xây dựng chủ trì xử lý trong giai đoạn 2003 – 2012, tuy nhiên đến 2011 chỉ mới 20 cơ sở được chứng nhận hoàn thành khắc phụ ô nhiễm. Gần đây C49 phát hiện nhiều bãi chôn lấp CTR thông thường còn chôn cả CTR nguy hại.
Trước tình hình đó, nhiều địa phương như Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Quảng Nam… đã áp dụng thí điểm phân phân loại rác tại nguồn, nhưng bước đầu đều thất bại. Hàng tỷ đồng của dự án phân loại chất thải rắn “trôi sông”.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này nhưng chủ yếu là do ý thức của người dân và công nghệ tái chế chất thải của nước ta còn chưa cao, các khâu trong chu trình tái chế chưa đồng bộ và chưa tạo ra các sản phẩm, mặt hàng có giá trị tốt.
Trong khi đó nhiều địa phương lựa chọn con đường đi khác, ít chông gai hơn: Đầu tư công nghệ xử lý CTR từ A đến Z, CTR không cần phân loại. Nhiều tỉnh, thành phố áp dụng công nghệ trong nước (Chủ yếu công nghệ Seraphin, An sinh - ASC) như Nhà máy rác Thủy Phương - Thừa Thiên Huế, Đông Vinh - Tp Vinh, Sơn Tây - Hà Nội, Rạch Giá - Kiên Giang, Thanh Hóa - Long An, Củ Chi - Tp HCM, … Một số địa phương khác áp dụng công nghệ ngoại nhập: Nhà máy Phước Hiệp - Tp HCM, Tràng Cát - Hải Phòng, Thanh Liêm - Hà Nam, Hà Tĩnh, Trảng Dài - Đồng Nai…
Nhìn chung, công nghệ này xử lý được rác chưa qua phân loại, tái chế tạo nguyên liệu hoặc sản phẩm có ích, có hệ thống xử lý nước thải, giám sát môi trường… một số nhà máy xử lý CTR đạt hiệu quả cao. Đặc biệt, công nghệ Seraphin và An Sinh ASC đã được Chính phủ khuyến khích các địa phương ưu tiên áp dụng. Tuy nhiên, khối lượng rác phải chôn lấp của nhiều nhà máy vẫn chiếm trên
50%, nước rỉ rác và mùi hôi chưa được quan tâm xử lý đúng mức, sản phẩm tái chế như phân compost, gạch, bê tông… chất lượng chưa cao, cạnh tranh kém [32].
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 (CTR) mới thí nghiệm ở Việt Nam
Các công nghệ xử lý, tái chế CTR đô thị đang áp dụng ở Việt Nam là: (1) Công nghệ Seraphin; (2) Công nghệ An Sinh - ASC và (3) Công nghệ MBT – CD.08 - Công nghệ xử lý rác thải thành nhiên liệu [5].
a. Công nghệ Seraphin:
Công nghệ Seraphin tái chế chất thải bằng thiết bị cơ khí và áp lực cho 3 dòng sản phẩm:
- Chất thải rắn đô thị loại hữu cơ có khả năng phân hủy cao chế biến thành phân compost.
- Phế thải nhựa dẻo, phế thải trơ thành nguyên liệu hạt nhựa SERAPHIN để sản xuất một số sản phẩm hữu dụng như tấm cốppha, ống thoát nước, xô chậu đựng vữa và vật liệu xây dựng, bát đựng mủ cao su.
- Gạch, đá, đất cát, sành sứ, tạp chất bẩn khác được đóng rắn áp lực cao tạo thành gạch block, dải phân cách giao thông.
Công nghệ này đang được triển khai, áp dụng tại nhà máy Xuân Sơn – Sơn Tây và một số nhà máy khác.
b. Công nghệ An Sinh - ASC:
Công nghệ An Sinh - ASC xử lý rác thải đô thị cho 2 dòng sản phẩm: - Chất thải đô thị có thành phần hữu cơ để sản xuất phân compost.
- Nguyên liệu hỗn hợp nhựa dẻo để sản xuất các loại ống thoát nước, tấm sàn, vách ngăn…
Theo công nghệ này lượng CTR còn lại không thể tái chế, thu hồi phải chôn lấp chỉ chiếm khoảng 10 %.
Công nghệ này hiện đang triển khai áp dụng tại nhà máy xử lý rác Thủy