Các Phương Pháp Địa Kỹ Thuật Bền Vững Để Xử Lý Chất Thải Hiệu Quả

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng, lượng chất thải phát sinh ngày càng tăng, tạo áp lực lớn lên môi trường và sức khỏe cộng đồng. Việc tìm kiếm các giải pháp khoa học và bền vững để Xử Lý Chất Thải không chỉ là một yêu cầu cấp bách mà còn là nền tảng cho sự phát triển xanh. Địa kỹ thuật môi trường đóng vai trò trọng yếu trong việc thiết kế và triển khai các hệ thống quản lý chất thải, đảm bảo an toàn và hiệu quả. Bài viết này sẽ đi sâu vào mục đích, thứ tự ưu tiên và các phương pháp chính để xử lý chất thải, đồng thời nhấn mạnh vai trò của công nghệ tiên tiến như màng chống thấm HDPE và máy hàn bạt nhựa trong ngành địa kỹ thuật môi trường.

Mục đích cốt lõi của việc xử lý chất thải bao gồm chuyển hóa chất thải sang dạng ít độc hại hơn, dễ kiểm soát hơn; biến chất thải thành nguồn tài nguyên có ích; giảm thể tích hoặc khối lượng nhằm tối ưu không gian lưu trữ; và lưu giữ tạm thời chờ đợi công nghệ phù hợp. Tùy thuộc vào công nghệ được áp dụng, chi phí và mức độ an toàn môi trường sẽ có sự khác biệt đáng kể. Một số công nghệ chi phí thấp có thể phát sinh ô nhiễm thứ cấp, trong khi các giải pháp hiện đại hơn, dù chi phí vận hành cao, lại đảm bảo an toàn, không gây mùi và không tạo ra ô nhiễm bổ sung.

Để quản lý chất thải rắn một cách hiệu quả và bền vững, ngành môi trường đã xây dựng một thứ tự ưu tiên chặt chẽ như sau:

• Giảm thiểu phát thải
• Tái sử dụng
• Tái chế
• Xử lý
• Tiêu hủy

Ở các quốc gia đang phát triển như Việt Nam, các phương pháp xử lý chất thải rắn phổ biến thường được kết hợp để tối ưu hóa hiệu quả. Chất thải rắn sinh hoạt, với tỷ lệ thành phần hữu cơ lớn, thường được tận dụng để sản xuất phân hữu cơ. Tuy nhiên, do công tác phân loại rác chưa đồng bộ, một phần lớn rác thải vẫn phải được chôn lấp tại các bãi tập trung. Đối với các thành phần khó phân hủy sinh học nhưng dễ cháy như giấy, nhựa, cao su không còn khả năng tái chế, phương pháp đốt được áp dụng để giảm thể tích. Chất thải xây dựng và các vật liệu không cháy như gạch, đá, sành sứ thường được sử dụng để san lấp mặt bằng hoặc chôn lấp trực tiếp.

Các phương pháp chính để xử lý chất thải rắn và rác thải hiệu quả, bao gồm chôn lấp, tái chế, thiêu đốt và ủ sinh học, góp phần bảo vệ môi trường

1. Phương pháp chôn lấp chất thải: Nền tảng của Địa Kỹ Thuật Môi Trường

Chôn lấp là phương pháp truyền thống và vẫn được áp dụng rộng rãi để xử lý chất thải rắn đô thị không thể tái chế, tro xỉ từ các lò đốt và chất thải công nghiệp. Đặc biệt, phương pháp này còn được sử dụng cho chất thải nguy hại và chất thải phóng xạ tại các bãi chôn lấp được thiết kế chuyên biệt.

Chôn lấp hợp vệ sinh (sanitary landfill) là một giải pháp địa kỹ thuật môi trường kiểm soát sự phân hủy của chất rắn. Trong bãi chôn lấp, chất thải sẽ trải qua quá trình phân hủy sinh học để tạo ra các sản phẩm như axit hữu cơ, nitơ, amoni và các khí CO2, CH4. Để đảm bảo an toàn môi trường tuyệt đối, việc xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh đòi hỏi kỹ thuật cao, đặc biệt là hệ thống ngăn chặn rò rỉ. Đây chính là lúc màng chống thấm HDPE và bạt nhựa HDPE phát huy vai trò tối quan trọng. Các loại bạt lót ao hồ và màng chống thấm này được sử dụng để tạo lớp lót đáy và lớp phủ bề mặt, ngăn chặn nước rác (leachate) ngấm vào đất và nước ngầm, cũng như kiểm soát khí thải.

Sự thành công của hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng thi công và độ kín khít của các mối nối. Do đó, việc sử dụng máy hàn bạt HDPE chuyên dụng là không thể thiếu. Máy hàn nhựa chất lượng cao đảm bảo các mối hàn vững chắc, không rò rỉ, tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật địa kỹ thuật môi trường, đặc biệt trong các dự án xử lý nước thải nhà máy hay các khu chứa chất thải công nghiệp.

Tuy nhiên, với tốc độ đô thị hóa và lượng chất thải sinh hoạt từ nhựa, nilon ngày càng tăng, quỹ đất dành cho bãi chôn lấp đang trở nên quá tải. Điều này đòi hỏi chúng ta phải tìm kiếm và phát triển các biện pháp thay thế, bổ sung để bảo vệ môi trường.

2. Phương pháp tái chế chất thải: Thách thức và cơ hội

Hoạt động tái chế đã có lịch sử lâu đời ở Việt Nam. Các loại chất thải có giá trị như kim loại, đồ nhựa, và giấy được thu gom và chuyển về các làng nghề để xử lý. Tuy nhiên, công nghệ tái chế tại các làng nghề thường cũ kỹ, lạc hậu, cơ sở hạ tầng yếu kém và quy mô sản xuất nhỏ, dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Các làng nghề tái chế như Chỉ Đạo, Minh Khai (Hưng Yên) hay Dương Ổ (Bắc Ninh) đang đối mặt với nhiều vấn đề môi trường bức xúc. Nhìn chung, hoạt động tái chế ở Việt Nam còn mang tính tự phát, chưa được quản lý một cách hệ thống.

Rác thải điện tử là một loại chất thải được tái chế khá phổ biến. Các thiết bị hỏng như máy tính, tivi thường được thu mua để tách linh kiện hoặc lấy kim loại, vỏ máy để bán lại cho các cơ sở tái chế. Tuy nhiên, công nghệ tái chế tại các cơ sở này vẫn còn quá lạc hậu. Sau khi thu hồi các thành phần có giá trị, phần còn lại thường bị đốt hoặc nghiền nát và pha hóa chất để tạo ra sản phẩm mới đơn giản, với số lượng hạn chế.

3. Phương pháp thiêu đốt chất thải: Giảm thiểu thể tích và thu hồi năng lượng

Thiêu đốt là một phương pháp phổ biến trên thế giới để xử lý chất thải rắn nói chung, và đặc biệt hiệu quả đối với chất thải rắn độc hại công nghiệp, chất thải nguy hại y tế. Các quốc gia có diện tích đất hạn chế như Nhật Bản, Đức, Thụy Sĩ, Hà Lan, Đan Mạch sử dụng rộng rãi phương pháp này.

Ưu điểm nổi bật của thiêu đốt là giảm thiểu đáng kể thể tích chất thải cho khâu xử lý cuối cùng (chôn lấp tro, xỉ). Hơn nữa, năng lượng sinh ra trong quá trình đốt có thể được tận dụng để phát điện hoặc cung cấp nhiệt cho các lò hơi, lò sưởi và ngành công nghiệp khác. Tuy nhiên, vấn đề quan trọng cần đặc biệt quan tâm là xử lý khói thải sinh ra. Mỗi lò đốt cần được trang bị hệ thống xử lý khí thải hiện đại, áp dụng các phương pháp hóa học (kết tủa, trung hòa, oxy hóa), hóa lý (hấp thụ, hấp phụ, điện ly) hoặc cơ học (lọc, lắng) để kiểm soát ô nhiễm không khí.

Tại Việt Nam, việc xử lý nước thải y tế và chất thải rắn nguy hại y tế chủ yếu bằng lò đốt công suất nhỏ được trang bị cho từng bệnh viện. Các bệnh viện lớn tuyến trung ương thường có công tác quản lý chất thải tốt hơn, trong khi các bệnh viện tuyến tỉnh, huyện còn hạn chế về điều kiện kinh tế và số lò đốt đạt tiêu chuẩn còn ít. Vì vậy, chất thải y tế thường được xử lý bằng lò đốt thủ công hoặc chôn lấp trong khuôn viên bệnh viện.

Đối với rác thải nguy hại công nghiệp, nguyên lý đốt tương tự chất thải y tế nhưng với công suất lò lớn hơn. Các khu công nghiệp hiện nay chưa có nhiều nơi đầu tư khu xử lý chất thải rắn nguy hại tập trung. Thay vào đó, các doanh nghiệp thường hợp đồng với các công ty có chức năng, được cấp phép vận chuyển và xử lý chất thải rắn nguy hại. Để đạt được các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt về khí thải và dư lượng Dioxin, Việt Nam cần học hỏi công nghệ lò đốt từ các quốc gia tiên tiến như Singapore, Nhật Bản, Thụy Sĩ, Đức. Xu hướng từ năm 2020 trở đi cho thấy nhu cầu trang bị lò đốt rác thải sinh hoạt cho mỗi quận, huyện và tối thiểu 2-3 lò đốt rác nguy hại cho mỗi thành phố.

4. Phương pháp ủ sinh học: Giải pháp cho chất thải hữu cơ

Quá trình ủ sinh học là một phương pháp hiệu quả áp dụng cho chất hữu cơ không độc hại. Ban đầu, chất thải được khử nước, sau đó xử lý cho đến khi đạt độ xốp và ẩm cần thiết. Độ ẩm và nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ để duy trì trạng thái hiếu khí trong suốt thời gian ủ. Quá trình này tự tạo ra nhiệt nhờ quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ, tạo ra sản phẩm cuối cùng là CO2, nước và các hợp chất hữu cơ bền vững như lignin, xenlulo, sợi.

Đối với quy mô nhỏ, ví dụ như tại các trang trại, rác hữu cơ có thể được ủ sinh học theo đống. Đối với quy mô lớn, công nghệ ủ sinh học công nghiệp được áp dụng, nơi nhiệt độ, độ ẩm và độ thông khí được kiểm soát chặt chẽ để tối ưu hóa quá trình ủ. Phương pháp này đặc biệt phù hợp để xử lý nước thải trong chăn nuôi hoặc cải thiện quản lý chất thải nông nghiệp, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra nguồn phân bón hữu cơ giá trị. Việc tích hợp các giải pháp hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn và ủ sinh học là một hướng đi bền vững, không chỉ giúp xử lý nước thải sinh hoạt nông thôn mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người dân.

Kết luận

Việc để xử lý chất thải một cách hiệu quả và bền vững là nhiệm vụ cấp bách đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp và công nghệ tiên tiến. Từ chôn lấp hợp vệ sinh được lót bằng màng chống thấm HDPE và thi công bởi máy hàn bạt nhựa chuyên nghiệp, đến tái chế, thiêu đốt và ủ sinh học, mỗi phương pháp đều có vai trò riêng trong chiến lược quản lý chất thải tổng thể. Các giải pháp địa kỹ thuật môi trường không chỉ giúp kiểm soát ô nhiễm mà còn góp phần biến chất thải thành tài nguyên, hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn và môi trường sống trong lành hơn. Để đạt được mục tiêu này, việc không ngừng nghiên cứu, đầu tư công nghệ hiện đại và nâng cao nhận thức cộng đồng là yếu tố then chốt.