Trong bối cảnh đô thị hóa và phát triển kinh tế mạnh mẽ, lượng chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp ngày càng gia tăng, tạo ra áp lực lớn lên hệ thống quản lý chất thải. Chôn lấp là một trong những phương pháp xử lý chất thải phổ biến cuối cùng, nhưng việc chôn lấp chất thải chưa qua xử lý tiềm ẩn nhiều nguy cơ cho môi trường và sức khỏe cộng đồng. Chính vì vậy, xử lý chất thải chôn lấp – hay chính xác hơn là xử lý chất thải trước khi chôn lấp – trở thành một công đoạn vô cùng quan trọng trong chu trình quản lý chất thải bền vững.
Chôn Lấp Chất Thải Là Gì?
Trước khi tìm hiểu về xử lý chất thải trước khi chôn lấp, chúng ta cần hiểu rõ bản chất của phương pháp chôn lấp. Chôn lấp là quá trình thu gom, vận chuyển chất thải đến một khu vực được quy hoạch và xây dựng đặc biệt gọi là bãi chôn lấp (landfill), sau đó đổ và nén chặt chất thải, cuối cùng dùng lớp đất phủ lên trên.
Tại Sao Cần Xử Lý Chất Thải Trước Khi Chôn Lấp?
- Phát sinh nước rỉ rác (Leachate): Nước từ mưa hoặc độ ẩm tự nhiên thấm qua khối rác phân hủy sẽ hòa tan các chất độc hại, kim loại nặng, vi khuẩn… tạo thành nước rỉ rác có nồng độ ô nhiễm cực cao.
- Nước rỉ rác này nếu không được thu gom và xử lý đúng cách sẽ ngấm vào đất, ô nhiễm mạch nước ngầm, ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt và hệ sinh thái.
- Phát sinh khí bãi rác (Landfill Gas): Chất thải hữu cơ bị phân hủy trong môi trường kỵ khí dưới lòng đất sẽ tạo ra khí bãi rác, chủ yếu là khí Methane (CH4) và Carbon Dioxide (CO2). Methane là một loại khí nhà kính mạnh gấp nhiều lần CO2, góp phần vào biến đổi khí hậu. Ngoài ra, khí bãi rác còn chứa các hợp chất dễ bay hơi gây mùi hôi thối, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ rất cao.
- Chiếm dụng diện tích đất lớn: Lượng rác đồ sộ chưa qua xử lý chiếm rất nhiều không gian. Với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, việc tìm kiếm và xây dựng các bãi chôn lấp mới ngày càng khó khăn và tốn kém.
- Lãng phí tài nguyên: Chất thải chưa qua xử lý thường chứa nhiều vật liệu có thể tái chế (nhựa, kim loại, giấy) hoặc có thể thu hồi năng lượng (chất thải hữu cơ). Chôn lấp những vật liệu này là sự lãng phí tài nguyên nghiêm trọng.
- Gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng sức khỏe: Mùi hôi, bụi, côn trùng, chuột bọ từ bãi chôn lấp chưa xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống của người dân sống xung quanh, tiềm ẩn nguy cơ lây lan dịch bệnh.
Chính vì những lý do trên, việc xử lý chất thải trước khi đưa đến bãi chôn lấp là một bước đi thiết yếu nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực, tối ưu hóa không gian chôn lấp và hướng tới quản lý chất thải bền vững hơn.
Xử Lý Chất Thải Chôn Lấp Là Gì?
Xử lý chất thải chôn lấp là tập hợp các quy trình kỹ thuật được áp dụng cho chất thải rắn nhằm thay đổi đặc tính vật lý, hóa học hoặc sinh học của nó trước khi đưa đi chôn lấp cuối cùng. Mục tiêu chính của việc xử lý này là:
- Giảm thiểu khối lượng và thể tích của chất thải cần chôn lấp.
- Loại bỏ hoặc giảm nồng độ các thành phần nguy hại, dễ phân hủy, hoặc có khả năng sinh khí/nước rỉ rác cao.
- Thu hồi các vật liệu có giá trị để tái chế hoặc thu hồi năng lượng.
- Ổn định chất thải, làm cho nó ít phản ứng hơn trong bãi chôn lấp.
Việc xử lý này không chỉ giúp giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường và sức khỏe mà còn kéo dài tuổi thọ của bãi chôn lấp, tiết kiệm diện tích đất và chi phí vận hành.
Các Phương Pháp Xử Lý Chất Thải Phổ Biến Trước Khi Chôn Lấp
Có nhiều phương pháp xử lý chất thải trước khi chôn lấp, tùy thuộc vào loại chất thải, thành phần, quy mô và mục tiêu xử lý. Các phương pháp này thường được kết hợp với nhau để đạt hiệu quả tối ưu. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:
Phân Loại
- Đây là bước sơ bộ và quan trọng nhất. Chất thải được phân loại để tách riêng các thành phần có thể tái chế (giấy, nhựa, kim loại, thủy tinh), chất thải hữu cơ, chất thải nguy hại và chất thải trơ không tái chế được.
- Phân loại có thể thực hiện thủ công hoặc bằng các thiết bị cơ khí tự động như sàng quay, máy phân loại khí động học, máy tách từ, máy tách dòng xoáy.
- Mục tiêu: Giảm lượng rác đưa đi chôn lấp, thu hồi vật liệu có giá trị cho tái chế, tách chất thải nguy hại để xử lý riêng.
Xử Lý Cơ Học
- Bao gồm các quá trình làm thay đổi kích thước hoặc hình dạng vật lý của chất thải.
- Nghiền/Băm (Shredding/Grinding): Làm giảm kích thước chất thải, giúp việc xử lý tiếp theo dễ dàng hơn (ví dụ: ủ phân, đốt).
- Ép Bánh (Baling): Nén chất thải thành các khối gọn gàng, giúp giảm thể tích đáng kể cho việc vận chuyển và chôn lấp, tiết kiệm diện tích bãi chôn lấp.
- Sàng lọc (Screening): Tách chất thải thành các phần có kích thước khác nhau bằng sàng.
- Mục tiêu: Giảm thể tích, cải thiện khả năng xử lý ở các bước tiếp theo, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi vật liệu.
Xử Lý Sinh Học
- Áp dụng cho chất thải hữu cơ (thức ăn thừa, lá cây, chất thải nông nghiệp…). Quá trình này sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ.
- Ủ phân hiếu khí (Aerobic Composting): Chất thải hữu cơ được phân hủy trong điều kiện có oxy, tạo ra phân bón hữu cơ (compost) và giảm đáng kể khối lượng rác.
- Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Digestion – Biogas): Chất thải hữu cơ được phân hủy trong điều kiện không có oxy, tạo ra khí Biogas (có thể dùng làm nhiên liệu) và bã phân hủy (digestates) có thể sử dụng làm phân bón.
- Mục tiêu: Giảm lượng chất thải hữu cơ dễ phân hủy tại bãi chôn lấp (nguồn chính gây nước rỉ rác và khí bãi rác), thu hồi năng lượng (Biogas) và sản phẩm có ích (phân bón).
Xử Lý Nhiệt
- Sử dụng nhiệt độ cao để xử lý chất thải.
- Đốt rác phát điện (Incineration with Energy Recovery): Đốt chất thải trong các lò đốt được kiểm soát nhiệt độ và khí thải nghiêm ngặt để giảm thể tích lên tới 90% và thu hồi năng lượng dưới dạng nhiệt hoặc điện. Tro sau khi đốt có thể được chôn lấp hoặc sử dụng làm vật liệu xây dựng (nếu đạt tiêu chuẩn).
- Nhiệt phân (Pyrolysis) và Khí hóa (Gasification): Các phương pháp nhiệt phân hủy chất thải trong môi trường ít oxy hoặc không có oxy để tạo ra các sản phẩm khí, lỏng hoặc rắn có thể dùng làm nhiên liệu hoặc nguyên liệu hóa học. Ít phổ biến hơn đốt rác thông thường.
- Mục tiêu: Giảm thể tích chất thải cần chôn lấp tối đa, tiêu diệt mầm bệnh, thu hồi năng lượng. Yêu cầu công nghệ cao và kiểm soát khí thải chặt chẽ.
Xử Lý Hóa Học và Vật Lý-Hóa Học
- Thường áp dụng cho chất thải công nghiệp hoặc chất thải nguy hại để trung hòa, cố định, hoặc tách các thành phần độc hại.
Trung hòa (Neutralization): Điều chỉnh độ pH của chất thải. - Kết tủa/Đông tụ (Precipitation/Coagulation): Tách các kim loại nặng hoặc chất ô nhiễm hòa tan.
- Ổn định/Đóng rắn (Stabilization/Solidification): Trộn chất thải với các vật liệu khác (xi măng, vôi) để làm cho các chất ô nhiễm kém di động hơn và chất thải trở nên rắn chắc, an toàn hơn khi chôn lấp.
- Mục tiêu: Giảm tính độc hại, ổn định chất thải nguy hại trước khi chôn lấp tại các khu vực riêng biệt.
Lợi Ích Của Việc Xử Lý Chất Thải Trước Khi Chôn Lấp
Việc đầu tư và triển khai các quy trình xử lý chất thải chôn lấp (trước khi chôn lấp) mang lại nhiều lợi ích to lớn:
- Bảo vệ môi trường: Giảm thiểu đáng kể lượng nước rỉ rác và khí bãi rác phát sinh, ngăn chặn ô nhiễm đất, nước và không khí. Góp phần giảm phát thải khí nhà kính.
- Tiết kiệm diện tích bãi chôn lấp: Giảm khối lượng và thể tích rác cần chôn lấp giúp kéo dài tuổi thọ của bãi chôn lấp hiện có và giảm áp lực xây dựng bãi chôn lấp mới.
- Thu hồi tài nguyên: Tách và tái chế các vật liệu có giá trị, thu hồi năng lượng từ chất thải hữu cơ hoặc qua quá trình đốt, góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn.
- Cải thiện sức khỏe cộng đồng: Giảm thiểu mùi hôi, côn trùng, chuột bọ, giảm nguy cơ lây lan dịch bệnh từ bãi chôn lấp.
- Tuân thủ quy định pháp luật: Đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng chặt chẽ của nhà nước về quản lý chất thải.
- Hiệu quả kinh tế: Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao, nhưng về lâu dài, việc xử lý giúp giảm chi phí vận chuyển, giảm chi phí vận hành và đóng cửa bãi chôn lấp, đồng thời tạo ra nguồn thu từ việc bán vật liệu tái chế hoặc năng lượng.
Quy trình xử lý chất thải tại bãi chôn lấp
Tiếp nhận và Cân đo chất thải
Bước đầu tiên của quy trình chôn lấp chất thải là khi các xe chở chất thải đến bãi. Tại cổng vào, mỗi xe sẽ được cân trọng lượng để xác định lượng chất thải tiếp nhận. Thông tin này rất quan trọng cho việc quản lý, lập báo cáo và tính toán chi phí vận hành.
Tại một số bãi chôn lấp hiện đại, chất thải có thể được kiểm tra sơ bộ để loại bỏ các vật liệu không phù hợp (ví dụ: chất thải nguy hại không được phép chôn lấp tại đây).
Đổ và Rải chất thải
Sau khi cân đo, xe chở chất thải sẽ di chuyển đến khu vực đang hoạt động (được gọi là “ô chôn lấp” hoặc “cell”). Chất thải sẽ được đổ vào khu vực này. Các loại máy móc chuyên dụng như máy ủi, máy xúc sẽ thực hiện việc rải đều chất thải thành từng lớp mỏng, thường có độ dày khoảng 30-60 cm. Việc rải mỏng giúp cho bước đầm nén sau đó đạt hiệu quả cao hơn.
Đầm nén chất thải
Đây là một bước cực kỳ quan trọng trong quy trình xử lý chất thải chôn lấp. Sau khi chất thải được rải đều, các loại xe lu, máy đầm chuyên dụng với trọng tải lớn sẽ tiến hành đầm nén chất thải. Mục đích của việc đầm nén là:
- Giảm thể tích chất thải, tiết kiệm diện tích chôn lấp.
- Tăng mật độ chất thải, giảm thiểu sự lưu thông của không khí và nước, làm chậm quá trình phân hủy yếm khí ban đầu.
- Tăng độ ổn định của khối chất thải, giảm nguy cơ sụt lún.
- Giảm thiểu nguy cơ cháy ngầm.
Việc đầm nén hiệu quả giúp kéo dài tuổi thọ của bãi chôn lấp.
Che phủ hàng ngày
Cuối mỗi ngày làm việc, lớp chất thải vừa được đổ và đầm nén sẽ được che phủ bằng một lớp vật liệu trơ, phổ biến nhất là đất hoặc vật liệu tổng hợp phù hợp, có độ dày khoảng 15-30 cm. Lớp che phủ hàng ngày có nhiều tác dụng:
- Ngăn chặn mùi hôi phát tán ra môi trường.
- Hạn chế côn trùng, động vật gặm nhấm và chim chóc tiếp cận chất thải.
- Giảm nguy cơ cháy.
- Hạn chế nước mưa thấm vào khối chất thải, giảm lượng nước rỉ rác.
Tạo bề mặt làm việc ổn định cho ngày hôm sau.
Hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác
Nước rỉ rác là sản phẩm hình thành khi nước (chủ yếu là nước mưa) thấm qua khối chất thải và hòa tan các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ. Đây là một trong những nguồn gây ô nhiễm nguy hiểm nhất từ bãi chôn lấp. Quy trình xử lý chất thải chôn lấp hợp vệ sinh bắt buộc phải có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác hiệu quả.
Hệ thống này bao gồm:
- Lớp lót đáy (Liner System): Thường gồm nhiều lớp, tối thiểu là lớp sét đầm chặt hoặc màng chống thấm HDPE (High-Density Polyethylene), đặt trên nền đất đã được chuẩn bị kỹ lưỡng. Lớp lót đáy ngăn nước rỉ rác thấm xuống đất và mạch nước ngầm.
- Hệ thống thoát nước rỉ rác: Gồm các lớp vật liệu thoát nước (sỏi, đá dăm) và mạng lưới ống thu gom được đặt trên lớp lót đáy. Nước rỉ rác sẽ chảy theo hệ thống này đến hố thu gom trung tâm.
- Hố thu gom và Bơm: Nước rỉ rác được tích tụ tại hố thu gom và được bơm đến khu vực xử lý.
- Trạm xử lý nước rỉ rác: Nước rỉ rác có nồng độ ô nhiễm rất cao, cần được xử lý bằng các phương pháp phức tạp (sinh học, hóa lý, màng lọc…) trước khi xả thải hoặc tái sử dụng.
Hệ thống thu hồi và xử lý khí bãi rác
Quá trình phân hủy yếm khí của chất thải hữu cơ trong bãi chôn lấp tạo ra khí bãi rác (Landfill Gas – LFG), chủ yếu là khí metan (CH4) và carbon dioxide (CO2), cùng một lượng nhỏ các khí khác. Khí metan là khí nhà kính mạnh và có nguy cơ gây cháy nổ. Quy trình xử lý chất thải chôn lấp hiện đại bao gồm hệ thống thu hồi khí bãi rác.
Hệ thống này thường gồm:
- Các giếng thu khí: Được khoan thẳng đứng hoặc đặt nằm ngang trong khối chất thải đang hoạt động hoặc đã ngừng tiếp nhận.
- Mạng lưới đường ống: Nối các giếng thu khí với hệ thống xử lý trung tâm.
- Hệ thống hút và xử lý: Khí bãi rác được hút bằng quạt và dẫn đến trạm xử lý. Khí này có thể được đốt bỏ (để chuyển CH4 thành CO2 ít tác động đến môi trường hơn) hoặc xử lý để sử dụng làm nhiên liệu sản xuất điện hoặc nhiệt.
Che phủ trung gian và cuối cùng
- Che phủ trung gian: Khi một ô chôn lấp đạt đến độ cao nhất định hoặc tạm ngừng tiếp nhận chất thải trong một thời gian, nó sẽ được che phủ bằng lớp che phủ trung gian dày hơn lớp che phủ hàng ngày (khoảng 30-60 cm).
- Che phủ cuối cùng (Final Cover): Khi toàn bộ bãi chôn lấp hoặc một phần của bãi (cell đã đầy) ngừng tiếp nhận chất thải vĩnh viễn, nó sẽ được đóng cửa bằng lớp che phủ cuối cùng.
Kết luận
Xử lý chất thải chôn lấp không còn là một tùy chọn mà là một yêu cầu bắt buộc để giảm thiểu những tác động tiêu cực của bãi chôn lấp đến môi trường và sức khỏe con người. Từ việc kiểm soát và xử lý nước rỉ rác độc hại đến việc thu gom và tận dụng khí bãi rác giàu năng lượng, mỗi bước trong quy trình xử lý chất thải chôn lấp đều đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững.