Chương 3. Công nghệ xử lý chất thải rắn
3.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn tại điểm tập trung
3.2.5. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chôn lấp
3.2.5.2. Xây dựng và vận hành bãi chôn lấp
a. Hạng mục công trình trong khu vực chôn lấp
Theo tiêu chuẩn thiết kế, bãi chôn lấp phải gồm các khu vực sau:
- Khu chôn lấp, gồm các công trình như: ô chôn lấp, hệ thống thu gom nước rác, hệ thống thu gom và xử lý khí rác, hệ thống thoát và ngăn nước mặt, hàng rào và cây xanh...
- Khu xử lý nước rác với các công trình: trạm bơm nước rác, công trình xử lý nước rác, ô chứa bùn.
- Khu phụ trợ gồm: nhà điều hành, nhà nghỉ cho nhân viên...
Tiêu chuẩn TCXDVN 261: 2001 quy định cụ thể danh mục công trình trong bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh.
b. Cấu trúc bãi chôn lấp
Mặt cắt điển hình của một bãi chôn lấp chất thải rắn có cấu trúc như sau:
- Lớp bao phủ bề mặt (sau khi đóng bãi):
1. Lớp thảm thực vật;
2. Lớp đất thổ nhưỡng (độ dày tối thiểu là 30cm);
3. Lớp đất phủ bảo vệ (độ dày tối thiểu là 60cm);
- Hệ thống bao phủ trên cùng 4. Lớp tiêu thoát nước mưa;
5. Lớp màng chống thấm;
6. Lớp đất sét nén (độ dày tối thiểu là 60cm);
- Vùng chôn lấp rác 7. Lớp đất phủ hàng ngày;
8. Rác thải;
- Hệ thống thu gom nước rác
9. Tầng thu nước rác, tầng thu gom nước rác gồm hai lớp vật liệu trải đều trên toàn bộ bề mặt đáy ô chôn lấp. Yêu cầu với mỗi lớp:
+ Lớp trên: cát thô, độ dày: 10 - 20cm;
+ Lớp dưới: đá dăm nước (sỏi), độ dày: 20 - 30cm.
10. Độ dày tầng thu nước rác không nhỏ hơn 30cm để đặt ống thu nước rác.
11. Lớp màng lọc (có thể được đặt giữa hai lớp vật liệu trên nhằm ngăn các hạt mịn theo nước rác làm tắc ống).
12. Hệ thống ống thu nước rác;
- Hệ thống chống thấm 13 Lớp màng chống thấm;
14. Tầng đất sét nén;
15. Tầng đất nền.
Hình 3.3. Hoàn lưu nước rác và thổi khí
Để thúc đẩy quá trình phân huỷ hiếu khí cần tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hiếu khí. Vi sinh vật hiếu khí cần oxy cho quá trình hô hấp. Trong quá trình hô hấp hiếu khí, năng lượng được tạo ra từ quá trình sử dụng oxy và tạo CO2. Vi sinh vật hiếu khí cần đủ nước để thực hiện quá trình phân huỷ cũng giống như vi sinh vật kỵ khí. Tuy nhiên, cơ thể vi sinh vật hiếu khí có thể tăng trưởng nhanh hơn vi sinh vật kị khí bởi vì hô hấp hiếu khí tạo ra nhiều năng lượng hơn hô hấp kị khí. Kết quả của sự khác nhau này là, quá trình phân huỷ hiếu khí có thể diễn ra nhanh hơn quá trình phân huỷ kị khí. Một hệ quả khác đó là, hô hấp hiếu khí tạo ra lượng lớn năng lượng chuyển hoá, nhưng quá trình này cũng đòi hỏi lượng lớn nước. Trong bãi chôn lấp, các hoạt động hiếu khí được thúc đẩy thông qua việc thổi khí hoặc oxy vào khối chất thải rắn. Nhưng cũng có thể sử dụng một máy hút không khí thông qua phần đỉnh có thể thấm qua được. Chất lỏng thường được bổ sung vào thông qua vòng tuần hoàn nước rác, thậm chí nhu cầu về độ ẩm còn cao hơn cả quá trình phân huỷ hiếm khí. Quá trình phân huỷ hiếu khí không tạo ra khí CH4.
Để thúc đẩy quá trình phân huỷ hiếm khí, cần tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của vi sinh vật kị khí. Tại bãi chôn lấp, quần thể vi khuẩn kị khí chịu trách nhiệm chuyển hoá rác hữu cơ thành axit hữu cơ và cuối cùng chuyển thành CH4 và CO2. Điều kiện kị khí phát triển một cách tự nhiên trong hầu hết bãi chôn lấp mà không có sự can thiệp từ bên ngoài. Rác thải trong các bãi chôn lấp thông thường chứa từ 10 – 25% nước. Độ ẩm thích hợp cho sự phân huỷ kị khí thường được chấp nhận trong khoảng 35 – 45%. Độ ẩm thường được bổ sung bào dưới dạng nước rác thông qua hệ thống ống phân phối. Tuy nhiên, lượng nước rác tạo ra tại nhiều điểm không đủ để đạt được độ ẩm tối ưu.Các nguồn bổ sung độ ẩm khác có thể có là bùn thải, nước mưa, và các loại rác thải lỏng không độc hại khác cũng có thể là cần thiết cho việc quay vòng nước rác. Khi hàm lượng ẩm đạt mức tối ưu, tốc độ phân huỷ rác tăng lên, cuối cùng là làm tăng khí tạo ra.
* Vận hành và đóng bãi chôn lấp
Nguyên tắc vận hành bãi chôn lấp:
- Rác thải được đổ thành lớp riêng rẽ, độ dày mỗi lớp không quá 60cm;
- Sau khi đầm nén rác, gò rác đạt được độ cao cho phép thì phủ một lớp đất dầy khoảng 10 – 15cm, sau mỗi ngày làm việc rác cần phải phủ một lớp đất hoặc nhằm: phòng ngừa cháy, nổ; ngăn mùi; ngăn các loại côn trùng, động vật đào bới;
ngăn chặn các rác thải nhẹ bay đi; tránh hiện tượng xói mòn khi có mưa…;
- Tiến hành các biện pháp công nghệ nhằm thúc đẩy các quá trình phân huỷ rác thải bên trong bãi chôn lấp;
- Tiến hành các biện pháp phòng ngừa thích đáng để tránh hoả hoạn;
- Đào tạo và trang bị đầy đủ cho nhân viên làm việc tại bãi, đảm bảo đủ số lượng công nhân để duy trì bãi theo chỉ dẫn.
Đóng bãi chôn lấp và sử dụng lại mặt bằng bãi chôn lấp rác thải đô thị:
Việc đóng bãi chôn lấp được thực hiện khi:
- Lượng rác chôn lấp trong bãi đã đạt được dung tích lớn nhất theo thiết kế;
- Cơ quan vận hành (chủ vận hành) bãi chôn lấp không muốn tiếp tục vận hành bãi;
- Có những lý do khác.
Tuy nhiên, để tiến hành đóng bãi, cơ quan vận hành bãi phải gửi công văn tới cơ quan có thẩm quyền quản lý môi trường để thông báo chính xác thời gian đóng bãi; trong thời gian 6 tháng kể từ ngày đóng bãi chôn lấp, chủ vận hành đóng bãi chôn lấp phải đệ trình tới cơ quan có thẩm quyền quản lý môi trường bản báo cáo hiện trạng đóng bãi (báo cáo này phải do Hội đồng chuyên môn độc lập thực hiện).
Việc sử dụng lại mặt bằng bãi chôn lấp cần đạt được các mục tiêu sau:
- Tận dụng được khoảng không gian trống sau khi đóng bãi nhưng vẫn đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh môi trường và sức khoẻ cho con người;
- Sử dụng đất một cách linh hoạt, mang lại lợi ích về kinh tế và phúc lợi xã hội;
- Hài hoà với cảnh quan xung quanh;
Do đó, bãi chôn lấp chất thải rắn sau khi kết thúc chôn lấp (khoảng 15 năm) có thể sử dụng để xây dựng công viên, sân bóng bãi đỗ xe, nơi vui chơi giải trí, vườn hoa…
(3) Ưu điểm và nhược điểm Ưu điểm:
- Là phương pháp xử lý duy nhất đối với một số loại chất thải rắn (sản phẩm tro của quá trình đốt rác, tro xỉ từ quá trình đốt nhiên liệu, bùn sệt từ hệ thống xử lý nước thải...);
- Xử lý được một lượng lớn chất thải rắn (đặc biệt là chất thải rắn phát sinh từ các khu đô thị lớn, khu công nghiệp) hơn rất nhiều so với các biện pháp khác (chế biến phân hữu cơ, đốt, tái chế...);
- Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn so với các biện pháp xử lý khác (đốt, chế biến phân hữu cơ...);
- Không đòi hỏi phải đầu tư công nghệ cao và nhân lực có chuyên môn cao;
- Tận dụng được sản phẩm phân huỷ từ bãi chôn lấp làm nguồn năng lượng sạch (hàm lượng khí CH4 chiếm tới 40 – 60% tổng lượng khí được tạo ra);
- Bãi chôn lấp sau khi đóng bãi chôn lấp có thể sử dụng vào các mục đích khác như:
làm sân gôn, công viên, vườn hoa, bãi đỗ xe, trồng rừng...
- Tăng cơ hội việc làm, tăng thu nhập cho người dân địa phương.
Tuy nhiên, để đạt được những lợi ích trên thì việc quản lý, vận hành bãi chôn lấp phải thực sự hiệu quả.
Nhược điểm:
- Đòi hỏi diện tích không gian lớn đồng thời phải đảm bảo khoảng cách theo quy định tới các công trình xây dựng khác (Theo quy định của Tiêu chuẩn TCXDVN 261:
20001);
- Phát sinh các vấn đề về môi trường: tạo mùi khó chịu (hydrosunfua, methane mecaptan…), bụi (từ quá trình thu gom, vận chuyển rác thải từ các khu dân cư, điểm tập trung về bãi chôn lấp; từ lớp đất phủ bề mặt sau mỗi ngày làm việc…), các loại khí dễ gây cháy nổ (CH4), khí gây ngạt cho con người và động vật (CO2); có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường nước (nước ngầm, nước mặt…), ô nhiễm môi trường đất, ảnh hưởng đến sinh trưởng của thực vật…