Quản lý chất thải rắn (CTR) là vấn đề không riêng của nước nào, và lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý CTR vẫn còn làm đau đầu các nhà quản lý. Bởi, nếu xử lý CTR với chi phí thấp thì thường là công nghệ lạc hậu và hiệu quả không cao, còn đầu tư công nghệ tiên tiến thì kết quả mỹ mãn nhưng lại rất tốn kém!
CTR phát sinh tỷ lệ thuận với mức độ đô thị hóa, sự gia tăng dân số và mức thu nhập. Khu vực có thu nhập càng cao thì CTR phát sinh càng nhiều (Bảng 1). Thành phần trong CTR cũng khác nhau tùy theo khu vực, nhưng chủ yếu là chất thải hữu cơ, giấy và nhựa (Bảng 2).
Bảng 1: CTR phát sinh ở khu vực đô thị
Nguồn: World Bank , What a Waste - A Global Review of Solid Waste Management, 2012.
Bảng 2: Thành phần có trong rác thải
*: ước tính
Nguồn: World Bank , What a Waste - A Global Review of Solid Waste Management, 2012.
Quá trình quản lý CTR cơ bản gồm thu gom, vận chuyển và xử lý. Ở các nước có thu nhập cao, việc quản lý CTR đa phần tốt hơn khu vực có thu nhập thấp. Gần như 100% CTR ở khu vực có thu nhập cao được thu gom, trong khi con số này ở khu vực thu nhập thấp chưa đến 50% (BĐ1).
BĐ1: Tỉ lệ thu gom rác thải
Nguồn: World Bank , What a Waste - A Global Review of Solid Waste Management, 2012.
Xử lý CTR nhằm chuyển CTR sang một dạng khác ít độc hại hơn, hay có thể tái sử dụng, hoặc thành chất khác hữu ích. Các phương pháp xử lý CTR chính gồm: chuyển hóa thành năng lượng, ủ phân vi sinh, chôn lấp hay đổ đống. Theo Pike Research, cách xử lý CTR chủ yếu trên thế giới đến năm 2022 vẫn là chôn lấp và đổ đống (BĐ2).
BĐ2: Cách xử lý chất thải rắn trên toàn cầu
Nguồn: Pike Research, Waste-to-Energy Technology Markets.
Tùy theo công nghệ áp dụng, chi phí xử lý CTR sẽ khác nhau. Công nghệ với mức đầu tư và chi phí xử lý thấp thì trong quá trình xử lý thường phát sinh ra ô nhiễm thứ cấp; công nghệ xử lý hiện đại thì chi phí đầu tư cao, vận hành tốn kém nhưng an toàn, không gây mùi, không phát sinh ô nhiễm thứ cấp (Bảng 3).
Bảng 3 : Ước tính chi phí trong quản lý chất thải rắn trên thị trường toàn cầu năm 2012
Nguồn: World Bank, Smart Waste.
Chọn lựa công nghệ xử lý CTR tùy thuộc vào sự phát triển và tình hình kinh tế của mỗi nước và mức đầu tư trong quản lý CTR cũng rất khác nhau. Hiện nay, các nước có ngành công nghiệp môi trường phát triển rất chú trọng ứng dụng công nghệ tiên tiến vào xử lý CTR. Châu Âu đầu tư để biến CTR thành năng lượng lên đến trên 30%, trong khi phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh chiếm tỷ lệ rất thấp, chỉ còn khoảng 10-15% (BĐ3).
BĐ3: Đầu tư cho các công đoạn trong quản lý chất thải (%)
Nguồn: UNCRD (United Nations Center for Regional Development); Coolsweep, Global analysis of the Waste-to-Energy field.
Thay đổi công nghệ trong xử lý CTR là vấn đề không đơn giản và phụ thuộc nhiều vào sự phát triển kinh tế của mỗi nước. So sánh giữa năm 2001 và 2011 ở châu Âu, phương pháp chôn lấp chiếm 56%, mười năm sau giảm xuống còn 37%; các công nghệ để tái sử dụng chất thải, nhiệt phân và ủ phân vi sinh đều gia tăng ứng dụng theo thời gian (BĐ4).
BĐ4: Thay đổi công nghệ xử lý chất thải ở châu Âu
Nguồn: Coolsweep, Global analysis of the Waste-to-Energy field.
Lĩnh vực quản lý CTR được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu theo hướng xử lý sao cho ô nhiễm gây ra từ chất thải càng ít đi và tái sử dụng được nhiều hơn. Dưới góc độ đăng ký sáng chế (SC) liên quan đến công nghệ biến CTR thành năng lượng, theo tài liệu phân tích của Tổ chức Sở hữu trí tuệ Thế giới (WIPO), từ 1990 đến 2004, số lượng đơn đăng ký tăng nhiều, trong đó công nghệ xử lý CTR để tạo ra nhiên liệu rắn chứa năng lượng cao, có thể sử dụng đốt lò hơi hay tạo nhiệt năng (RDF, Refuse-Derived Fuel) chiếm 56% trong tổng số đơn đăng ký SC; trong khi, công nghệ massburn xử lý chất thải rắn bằng cách đốt trực tiếp để tạo nhiệt năng hay xử lý thành nhiên liệu dạng lỏng hoặc dạng khí chỉ chiếm 44% (BĐ5). RDF được sử dụng rộng rãi, ngày càng được cải tiến để tăng hiệu suất và giảm ô nhiễm.
BĐ5: Đơn đăng ký sáng chế theo công nghệ
Nguồn: WIPO. Patent-based Technology Analysis Report-Alternative Energy Technology.
Số lượng SC đăng ký liên quan đến công nghệ biến CTR thành năng lượng nhiều nhất ở Nhật, kế đến là Mỹ (Bảng 4). Đứng đầu nộp đơn đăng ký SC trong lĩnh vực này là các công ty Mitsubishi Heavy Industries, Ebara Corporation, NKK Corporation, Kubota, Kawasaki Heavy Industries và Hitachi. Các SC được đăng ký của công ty Mitsubishi, Ebara Corporation. Kubota, NKK Corporation và Mitsui Engineering & Shipbuilding phần lớn liên quan đến công nghệ mass burn. Các SC về công nghệ RDF đa phần của các công ty Kawasaki Heavy Industries, Ebara Inflico, Air Products and Chemicals và Westinghouse (BĐ6).
Bảng 4: Số lượng đơn đăng ký sáng chế theo công nghệ biến CTR thành năng lượng (Giai đoạn 1978-2004)
Nguồn: WIPO, Patent-based Technology Analysis Report-Alternative Energy Technology.
BĐ6: Các đơn vị dẫn đầu nộp đơn đăng ký sáng chế liên quan đến công nghệ biến chất thải thành năng lượng
Nguồn: WIPO. Patent-based Technology Analysis Report-Alternative Energy Technology.
Cũng như các nước khác, CTR phát sinh nhiều ở các đô thị và khu công nghiệp của Việt Nam. Trong đó, miền Đông Nam Bộ là khu vực có mức phát sinh CTR cao nhất trong cả nước, tiếp đến là Đồng bằng sông Hồng (Bảng 5). Thành phần trong CTR gồm chất thải hữu cơ chiếm tỉ lệ từ 54-77%, chất thải có thể tái chế chiếm từ 8-18% (Theo báo cáo “Hiện trạng, chính sách quản lý CTR tại Việt Nam và tiềm năng thu hồi năng lượng từ CTR” của Nguyễn Hoài Đức).
CTR sinh hoạt hiện nay ở nước ta chủ yếu được xử lý bằng chôn lấp (chiếm 85% tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt được thu gom), hiện có 458 bãi rác với quy mô lớn, nhỏ khác nhau, 98 bãi chôn lấp tập trung ở các thành phố lớn, trong đó chỉ có 16 bãi chôn lấp được coi là hợp vệ sinh. Còn lại phần lớn là bãi rác tạm, lộ thiên, không có hệ thống thu gom, xử lý nước rác, đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường và chiếm diện tích lớn.
Một số địa phương đã đầu tư nhà máy xử lý CTR sinh hoạt thành phân compost và lắp đặt một số lò đốt CTR sinh hoạt quy mô nhỏ cho các vùng nông thôn. Tại TP. HCM, lượng rác thải sinh hoạt hiện nay trung bình mỗi ngày phát sinh gần 7.500 tấn, được thu gom 100% và xử lý chủ yếu bằng chôn lấp, còn lại là tái chế hoặc đốt điện.
Bảng 5: Phát sinh chất thải rắn ở Việt Nam, năm 2012
Nguồn: Nguyễn Hoài Đức, Hiện trạng, chính sách quản lý CTR tại Việt Nam và tiềm năng thu hồi năng lượng từ chất thải rắn, 2014.
ANH TÙNG, STINFO số 11&12
Tải bài này về tại đây.