Phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn thích hợp

Theo dõi MTĐT trên

1. Đặt vấn đề

Xử lý CTR là giai đoạn cuối cùng trong công tác quản lý CTR (thu gom, phân loại, vận chuyển và xử lý, kể cả tái sử dụng và tái chế). Xử lý CTR đóng vai trò quan trọng trong BVMT - PTBV, bởi nó không chỉ ngăn chặn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ CTR (nếu không xử lý hoặc xử lý không hiệu quả, không đúng quy trình, yêu cầu), mà còn có thể thu hồi vật liệu, sản phẩm để tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Trong những năm qua, nước ta đã áp dụng một số công nghệ để xử lý CTR. Tuy nhiên, rất nhiều đô thị vẫn còn lúng túng trong việc lựa chọn công nghệ thích hợp. Hiện nay, các đô thị nước ta chủ yếu vẫn chôn lấp CTR chưa đảm bảo vệ sinh, gây ô nhiễm môi trường ở mức độ cao. Chính vì vậy, cần hiểu rõ công nghệ và phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR.

Thứ trưởng Bộ Xây dựng Phan Thị Mỹ Linh thăm Khu xử lý chất thải rắn Bình Dương.

2. Các công nghệ xử lý CTR

2.1. Chiến lược 3RVE

Hiện nay, nhiều nước phát triển trên thế giới đang thực hiện chiến lược 3RVE trong quản lý và xử lý CTR. Đó là: Reduce (giảm thiểu), Reuse (sử dụng lại), Recycle (tái sinh, tái chế), Validate (nâng cao giá trị chất thải bằng cách áp dụng các công nghệ xử lý “sinh lợi” nhằm thu hồi lại vật chất và năng lượng từ CTR. Cuối cùng, những thành phần còn lại không thể tận dụng được nữa phải xử lý thải bỏ (Eliminate), chủ yếu là chôn lấp. Tuy nhiên, khi chôn lấp cũng phải xem xét khả năng có thể thu hồi khí gas phục vụ cuộc sống. Chiến lược 3RVE được thể hiện thứ tự ưu tiên để lựa chọn phương thức quản lý và công nghệ xử lý (nghĩa là giảm thiểu, sử dụng lại, tái chế/tái sinh, nâng cao giá trị CRT và thải bỏ).

2.2. Các công nghệ xử lý CTR đang áp dụng trên thế giới

Tuỳ theo thành phần, tính chất, khối lượng CTR và tuỳ theo điều kiện cụ thể của từng địa phương mà chọn công nghệ xử lý CTR cho thích hợp. Các công nghệ xử lý CTR được chia ra các loại sau:

- Theo mục tiêu xử lý, gồm có:

+ Xử lý nhằm sử dụng lại thu hồi sản phẩm – vật liệu, tái tạo tài nguyên... để giải quyết yêu cầu kinh tế, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên.

+ Xử lý thải bỏ nhằm giải quyết yêu cầu bảo vệ môi trường.

- Theo nguyên tắc công nghệ , gồm có:

+ Xử lý sơ bộ (tách, phân loại, giảm thể tích, giảm kích thước chất thải).

+ Xử lý sinh học (ủ hiếu khí, ủ yếm khí để xử lý các chất thải có thành phần hữu cơ).

+ Xử lý hoá học và nhiệt (đốt, thuỷ phân, chưng không có không khí, nhiệt phân...).

+ Xử lý cơ học (nén, ép kiện, nghiền)

Ngoài ra còn có một số công nghệ khác (hoá dầu, hydromex...)

Các loại CTR (sinh hoạt, công nghiệp, y tế), sau khi thu gom, phân loại tách các thành phần có thể tái chế, sử dụng lại thường được xử lý theo các công nghệ sau:

- CTR sinh hoạt: Ủ sinh học để chế biến phân compost, thu khí; chôn lấp (truyền thống và đặc biệt chế biến khí, SX phân Compost); đốt (có hoặc không thu hồi năng lượng).

- CTR công nghiệp: Nếu không nguy hại thì xử lý như CTR sinh hoạt; CTR nguy hại thì xử lý: đốt, chôn lấp đặc biệt (có xử lý trước bằng các phương pháp hoá lý, sinh học), ổn định hoá rắn.

- CTR y tế chứa nhiều thành phần nguy hại, cần xử lý: khử khuẩn (bằng các phản ứng hoá học trong những thiết bị đặc biệt, bằng nhiệt khô hoặc nhiệt ẩm, bằng vi sóng), đốt hoặc chôn lấp trong các hộc đặc biệt.

2.3. Các công nghệ xử lý CTR đang áp dụng ở các đô thị nước ta

Ở nước ta, hiện nay đang sử dụng các công nghệ xử lý CTR sau: Chôn lấp, chế biến phân vi sinh, thiêu đốt, tái sinh/tái sử dụng và xử lý chất thải bằng công nghệ  ASC, Seraphin và công nghệ MBT - CD - 08.

2.3.1. Chôn lấp

* Hầu như các đô thị đều sử dụng phương pháp chôn lấp CTR là chủ yếu. Tuy nhiên, chỉ có 15/64 tỉnh/thành phố có bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Theo thống kê có 149 bãi rác cũ không hợp vệ sinh (21 bãi cấp tỉnh/thành phố và 128 bãi cấp huyện/thị trấn). Năm 2006, cả nước có 98 BCL CTR đang hoạt động, trong đó chỉ có 16/98 BCL VS, 82/98 BCL không hợp vệ sinh, chỉ là những bãi tự nhiên hoặc hoạt động không hiệu quả.

* Về thực chất, đa số BCL CTR đó chỉ đơn thuần là nơi đổ rác, chưa được quy hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành đúng theo quy định BCLVS: vị trí gần khu dân cư (cách 200 - 500m, thậm chí có bãi chỉ cách 100m); không có lớp chống thấm ở thành và đáy ô chôn lấp; không có hệ thống thu gom và xử lý nước rác, khí rác nên đã gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và hệ sinh thái, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng. Chính vì vậy, trong 439 cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng phải tập trung xử lý triệt để (theo Quyết định 64/2003/QĐ - TTg ngày 22/4/2003 của Thủ tướng Chính phủ) có 52 BCL CTR.

* Tình trạng chôn lấp chung CTR y tế và công nghiệp nguy hại chưa qua xử lý với CTR  sinh hoạt còn phổ biến ở nhiều đô thị.

* Nhiều đô thị gặp khó khăn về địa điểm và quỹ đất xây dựng BCL.

Gần đây, một số đô thị đã xây dựng BCL CTRVS, bước đầu hoạt động có hiệu quả, điển hình là BCL Nam Sơn (Hà Nội), Khánh Sơn 2 (Đà Nẵng)...

2.3.2. Chế biến phân vi sinh (compost)

Nước ta hiện có hơn 10 nhà máy chế biến rác thải hữu cơ thành phân bón vi sinh. Các nhà máy này thường thực hiện ở các thành phố lớn nhưng với quy mô và công suất nhỏ. Đó là nhà máy chế biến rác thải Cầu Diễn (Hà Nội) với công suất xử lý 50.000 tấn rác/năm (công nghệ Tây Ban Nha); Nhà máy xử lý rác thải Nam Định với công suất xử lý 250 tấn/ngày (công nghệ Pháp); công nghệ Dano - Đan Mạch tại Hoóc Môn, TP HCM công suất 240 tấn/ngày; Nhà máy xử lý rác thải Hải Phòng với công suất 200 tấn/ngày... Ngoài ra, một số đô thị khác như Việt Trì, Vinh, Sơn Tây, Huế, Ninh Thuận... cũng có nhà máy xử lý rác thành phân bón, nhựa tái sinh, vật liệu xây dựng hoàn toàn do Việt Nam tự nghiên cứu và chế tạo.

Chất lượng phân bón của nhà máy chế biến rác thải Cầu Diễn (Hà Nội) do Tây Ban Nha và Nam Định do Pháp đầu tư được đánh giá tốt. Đối với phân bón hữu cơ do các nhà máy của Việt Nam nghiên cứu chế tạo đang trong thời kỳ thử nghiệm với kết quả khả quan.

2.3.3. Thiêu đốt

Ngoài công nghệ thiêu đốt CTR nguy hại từ công nghiệp tại khu liên hợp xử lý CTR Nam Sơn (Hà Nội), hiện nay nước ta chỉ sử dụng công nghệ thiêu đốt đối với CTR y tế. Tính đến năm 2003, cả nước có 61 lò đốt CTR y tế, trong đó:

- 14 lò sản xuất trong nước, các lò khác đều nhập từ nước ngoài.

- 3/61 lò đốt có thiết bị xử lý khí thải (nhưng chỉ có hai lò đốt vận hành thiết bị xử lý khí thải).

- 2/61 lò dốt công suất lớn sử dụng chung (công suất > 1 tấn/ngày) được đặt bên ngoài bệnh viện; các lò đốt khác đều đặt trong khuôn viên bệnh viện.

Tại thành phố Hà Nội, ngoài lò đốt chất thải y tế tập trung ở Cầu Diễn (công suất 3,2 tấn/ngày) và một số lò đốt riêng của một số bệnh viện, còn có lò đốt CTR công nghiệp nguy hại (công suất 150 kg/giờ) đã hoạt động từ năm 2003.

2.3.4. Tái chế/tái sử dụng

Ngoài chế biến rác hữu cơ thành phân bón, các thành phần khác (như nilon, nhựa, cao su...) cũng được chế biến thành hạt nhựa, ống cống và vật liệu xây dựng tại một số nhà máy. Đa số các thành phần kim loại, nhựa, nilon, giấy, thuỷ tinh, cao su... có trong rác thải (khoảng 20% CTR) được lực lượng “đồng nát” thu mua và đưa đi tái sử dụng/tái chế tại các làng nghề.

2.3.5. Các công nghệ khác (do Việt Nam nghiên cứu, chế tạo).

Trong vài năm gần đây, nước ta xuất hiện một số công nghệ xử lý CTR do Việt Nam tự nghiên cứu, chế tạo. Đáng kể là:

- Bộ Quốc phòng và Công ty Trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Xuân Kiên nghiên cứu chế tạo lò đốt CTR y tế với công suất nhỏ.

- Công ty Cổ phần Môi trường xanh nghiên cứu mô hình xử lý CTR sinh hoạt thành phân Compost theo công nghệ Seraphin tại Đông Vinh (thành phố Vinh – Nghệ An) và tại Sơn Tây (Hà tây cũ).

- Công ty Cổ phần Tâm Sinh Nghĩa – ASC nghiên cứu mô hình xử lý CTR sinh hoạt thành phân compost theo công nghệ An Sinh (ASC) tại Thuỷ Phương (Huế).

- Công ty TNHH Thuỷ lực máy nghiên cứu mô hình xử lý CTR sinh hoạt thành nhiên liệu đốt dân dụng và công nghiệp theo công nghệ MBT – CD – 08 tại thị trấn Đồng Văn (huyện Duy Tiên – Hà Nam).

Ngoài ra, tỉnh Ninh Thuận cũng tiếp nhận công nghệ xử lý CTR sinh hoạt do Việt Nam nghiên cứu chế tạo (100%), đang hoạt động tốt.

Vừa qua, Hội đồng KHCN Bộ Xây dựng đã tổ chức thẩm định, đánh giá và đề nghị cấp phép lưu hành công nghệ An Sinh, công nghệ Seraphin và công nghệ MBT – CD – 08. Xuất phát điểm của các công nghệ này do một đơn vị nghiên cứu thử nghiệm, sau này mới tách ra, nên về cơ bản, ý tưởng công nghệ và loại sản phẩm tạo ra của ASC và Seraphin là giống nhau; chỉ khác nhau về trang thiết bị máy móc và chất lượng sản phẩm. Riêng sản phẩm của công nghệ MBT – CD – 08 linh hoạt hơn (có thể tạo ra phân bón hoặc nhiên liệu đốt).

3. Lựa chọn công nghệ xử lý CTR

3.1. Cơ sở pháp lý liên quan đến định hướng xử lý CTR.

Hiện nay, vấn đề quản lý CTR đã được Chính phủ và chính quyền địa phương cũng như các cơ quan chức năng quan tâm nhiều hơn trước. Hàng loạt các văn bản pháp quy ra đời (luật, nghị định, thông tư, chỉ thị, tiêu chuẩn) liên quan đến quản lý CTR, trong đó có xử lý CTR như:

- Chiến lược quản lý CTR các đô thị và khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2020 (theo Quyết định số 152/QĐ/TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 10/7/1999.

- Luật Bảo vệ môi trường

- Nghị định CP về hướng dẫn thi hành luật BVMT

- Chỉ thị số 23/2005/QĐ - TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc đẩy mạnh công tác quản lý CTR tại các đô thị và khu công nghiệp.

- Nghị định số 59/2007/NĐ - CP ngày 09/4/2007 của Chính phủ về quy hoạch quản lý CTR.

- Thông tư số 13/2007/TT - BXD ngày 31/12/2007 của Bộ Xây dựng về hướng dẫn một số điều của Nghị định 59/2007/NĐ - CP ngày 09/4/2007 của Chính phủ về quản lý CTR.

- Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam về Quy hoạch đô thị (QCXDVN 01/2008). Theo định hướng xử lý CTR trong thời gian gần đây, nhất là từ sau khi Luật Bảo vệ Môi trường 2005 ra đời đã nêu rõ phải lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp, khuyến khích áp dụng các công nghệ tiên tiến, phát triển công nghệ sạch, các công nghệ do trong nước nghiên cứu chế tạo, ưu tiên tái sử dụng, tái chế CTR, hạn chế tối đa khối lượng CTR chôn lấp (< 15%), đặc biệt là với các đô thị thiếu quỹ đất làm bãi chôn lấp.

3.2. Các yếu tố làm căn cứ lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn

Để lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị phải căn cứ:

- Thành phần, đặc tính và khối lượng chất thải rắn của địa phương

- Điều kiện cụ thể của địa phương:

+ Khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, thuỷ văn

+ Phong tục tập quán

+ Có diện tích đất đai đáp ứng cho nơi xử lý

- Yêu cầu mức độ kỹ thuật, vệ sinh môi trường

- Trình độ KHKT và năng lực cán bộ, nhân công.

- Nhu cầu của thị trường về sử dụng các sản phẩm từ việc xử lý CTR.

- Khả năng tài chính của địa phương (vốn đầu tư và vận hành, duy tu sửa chữa). Cần phân tích, xem xét kỹ trong mối quan hệ với những yếu tố khác và đặc biệt là phải so sánh về yêu cầu sự thích hợp của công nghệ, đất đai, chi phí thi công, thiết bị, vận hành...

- Độ tin cậy của công nghệ trong quá trình hoạt động.

3.3. Các nguyên tắc và tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý CTR

3.3.1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ

Khi tiến hành lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn cần tuân theo những nguyên tắc sau:

- Tiếp cận với những công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý CTR ở trong và ngoài nước (phải hiểu rõ công nghệ trước khi chọn).

- Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu, bảo đảm xử lý có hiệu quả, an toàn và không gây ô nhiễm môi trường.

- Giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện của địa phương.

- Cố gắng tận thu những giá trị của CTR để tái tạo tài nguyên.

3.3.2. Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn

Để đảm bảo những nguyên tắc chỉ đạo đó, cần phải dựa vào các tiêu chí cơ bản sau đây khi đánh giá công nghệ:

- Sự thích hợp với điều kiện thực tế của địa phương (khối lượng, thành phần, tính chất CTR, điều kiện tự nhiên, tài chính, trình độ phát triển kinh tế – xã hội và khoa học kỹ thuật, nhu cầu của thị trường tiêu thụ sản phẩm.v.v...)

- Tiêu chí môi trường: Mức độ và hiệu quả giải quyết nhiệm vụ vệ sinh môi trường của công nghệ (dựa theo tiêu chí môi trường và đánh giá nhanh tác động môi trường).

- Tiêu chí kinh tế: Ý nghĩa thiết thực của công nghệ xử lý định chọn trong nền kinh tế quốc dân và riêng của địa phương.

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ xử lý bao gồm:

+ Vốn đầu tư ban đầu

+ Chi phí vận hành, bảo dưỡng

+ Hiệu quả và thời gian hoàn vốn của công trình xử lý

+ Số lượng việc làm được tạo ra

+ Mức tiêu thụ năng lượng điện, nước

+ Thời gian xây dựng và hoạt động

+ Công suất xử lý ở mức cao nhất và trung bình

+ Nhân công và mức độ cơ giới hoá sản xuất

3.4. Các phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR.

Có nhiều phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR, trong đó thường dùng: Phương pháp phân tích và phương pháp đánh giá cho điểm (Phương pháp ma trận).

3.4.1. Phương pháp phân tích (sàng lọc)

Dựa trên các cơ sở dữ liệu thu thập được của địa phương và các tài liệu khác có liên quan đến việc lựa chọn công nghệ xử lý CTR để tiến hành phân tích nhằm sàng lọc (loại trừ dần) các công nghệ không thích hợp, sau đó tiếp tục phân tích và so sánh kỹ hơn theo các tiêu chí của từng công nghệ để loại trừ tiếp và lựa chọn. Cuối cùng sẽ có phương án lựa chọn thích hợp.

Phương pháp phân tích để loại trừ đơn giản, dễ thực hiện nhưng độ chính xác phụ thuộc nhiều vào cơ sở dữ liệu, hiểu biết rõ công nghệ và cách phân tích. Để sàng lọc (loại trừ) phải dựa vào điều kiện cụ thể của địa phương về khả năng đáp ứng của công nghệ (chính là các yếu tố làm căn cứ lựa chọn mục 3.2) Tiêu chí sàng lọc được giới thiệu ở bảng 1.

Bảng 1. Các tiêu chí sàng lọc khi lựa chọn công nghệ xử lý CTR

Chú thích:                            Có thể chọn

                                             Không thích hợp

                                             Không chọn    

3.4.2. Phương pháp đánh giá cho điểm (Phương pháp ma trận)

Để đánh giá cho điểm từng công nghệ cần lập ma trận về sự phù hợp của công nghệ với điều kiện của địa phương, yêu cầu bảo vệ môi trường, định hướng công nghệ xử lý thông qua các tiêu chí đã nêu (ở mục 3.3.2).

- Cột ngang gồm điểm số tầm quan trọng và các công nghệ xử lý CTR (có thể được nhận diện qua việc loại trừ những công nghệ không phù hợp hoặc thống kê đầy đủ các công nghệ).

- Cột dọc gồm các tiêu chí lựa chọn .

Căn cứ vào cơ sở dữ liệu của địa phương và các tài liệu khác liên quan đến công nghệ xử lý CTR tiến hành đánh giá cho điểm từng công nghệ theo từng tiêu chí. Thang điểm đánh giá từng tiêu chí tuỳ nhóm đánh giá chọn, có thể là 1, 2, 3, 4... (1- không thích hợp, 2- ít thích hợp, 3- thích hợp, 4- rất thích hợp). Nếu đã loại trừ có thể lấy 1-3 (1- ít thích hợp, 2- thích hợp, 3-rất thích hợp). Cộng theo cột dọc (tầm quan trọng là A x số điểm B) sẽ có tổng số điểm của từng công nghệ  được lựa chọn. Công nghệ có điểm cao nhất sẽ là công nghệ được lựa chọn. Trường hợp có 2 - 3 công nghệ có tổng số điểm bằng nhau cần phải phân tích và so sánh kỹ hơn. Cách lập ma trận đánh giá được giới thiệu ở bảng 2.

Phương pháp này tương đối thích hợp và có tính thuyết phục hơn.

Kết quả, công nghệ có tổng số điểm lớn nhất (600 điểm) sẽ được chọn.

Bảng 2. Đánh giá lựa chọn công nghệ xử lý CTR

4. Kết luận

Xử lý chất thải, trong đó có CTR là một nhiệm vụ quan trọng quyết định đến chất lượng môi trường, phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Do đó việc chọn đúng công nghệ xử lý thích hợp với địa phương càng có ý nghĩa quan trọng để nâng cao hiệu quả xử lý góp phần BVMT,thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, khoa học công nghệ của đất nước theo hướng hiện đại, văn minh và bền vững. 

PGS. TS. Trần Thị Hường

Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội