- 1 -
Chương 7:
CHÔN LẤP VÀ TIÊU HỦY CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
7.1. BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH
7.1.1. Khái niệm
Trong các phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn, chôn lấp là phương pháp phổ biến
và đơn giản nhất. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới.
Về thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một bãi và có phủ đất lên trên.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân hủy của chất thải rắn khi
chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ
quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh
dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO
2
, CH
4
. Như vậy về
thực chất chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn đô thị vừa là phương pháp tiêu hủy sinh học, vừa
là biện pháp kiểm soát các thông số chất lượng môi trường trong quá trình phân hủy chất thải
khi chôn lấp.
Theo quy định của TCVN 6696 – 2000, bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh(sau đây gọi
là bãi chôn lấp) được định nghĩa là: Khu vực được quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp
các chất thải phát sinh từ các khu dân cư, đô thị và các khu công nghiệp. Bãi chôn lấp chất
thải rắn bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm, các công trình phụ trợ khác như trạm xử
lý nước, trạm xử lý khí thải, trạm cung cấp điện nước, văn phòng làm việc…
7.1.2. Điều kiện chôn lấp các chất thải rắn tại bãi chôn lấp
Chất thải rắn được chấp nhận chôn lấp tại bãi chôn lấp hợp vệ sinh là tất cả các chất thải
không nguy hại, có khả năng phân hủy tự nhiên theo thời gian, bao gồm:
- Rác thải gia đình
- Rác thải chợ, đường phố
- Giấy, bìa, cành cây nhỏ và lá cây
- Tro, củi gỗ mục, vãi, đồ da (trừ phế thải da có chứa crôm)
- Rác thải từ văn phòng khách sạn, nhà hàng ăn uống
- 2 -
- Phế thải sản xuất không nằm trong danh mục rác thải nguy hại từ các ngành công
nghiệp (chế biến lương thực, thực phẩm, thủy sản, rượu bia giải khát, giấy, giày, da…)
- Bùn sệt thu được từ các trạm xử lý nước (đô thị và công nghiệp) có cặn khô lớn hơn
20%
- Phế thải nhựa tổng hợp
- Tro xỉ không chứa các thành phần nguy hại được sinh ra từ quá trình đốt rác thải
- Tro xỉ từ quá trình đốt nhiên liệu
Rác thải không được chấp nhận chôn lấp tại bãi chôn lấp hợp vệ sinh là tất cả các loại rác
có các đặc tính sau:
- Rác thải thuộc danh mục rác thải nguy hại (quản lý đặc biệt theo quy chế quản lý rác
thải nguy hại được ban hành kèm theo nghị định của chính phủ)
- Rác thải có đặc tính lây nhiễm
- Rác thải phóng xạ bao gồm những chất có chứa một hoặc nhiều hạt nhân phóng xạ theo
quy chế an toàn phóng xạ
- Các loại tồn dư của thuốc bảo vệ thực vật và những phế thải có chứa hàm lượng PCB
cao hơn 50 mg/kg
- Rác thải dễ cháy và nổ
- Bùn sệt từ các trạm xử lý nước (đô thị và công nghiệp) có hàm lượng cặn khô thấp hơn
20%
- Đồ dùng gia đình có thể tích to, cồng kềnh như giường, tủ, bàn, tủ lạnh…
- Các phế thải vật liệu xây dựng, khai khoáng
- Các loại đất có nhiễm các thành phần nguy hại vượt quá tiêu chuẩn TCVN 5941 – 1995
quy định đối với chất lượng đất
- Các loại xác súc vật với khối lượng lớn
7.1.3. Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn bãi chôn lấp
a) Quy mô bãi
Quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị phụ thuộc vào quy mô của đô thị như dân số,
lượng rác thải phát sinh, đặc điểm rác thải… Có thể căn cứ vào đặc điểm đô thị Việt Nam có
tính đến khả năng phát triển đô thị để phân loại quy mô bãi và có thể tham khảo theo bảng
7.1.
Bảng 7.1. Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị
- 3 -
TT
Quy mô bãi
chôn lấp
Dân số
(ngàn người)
Lượng chất thải rắn
(tấn/năm)
Diện tích bãi
(ha)
Thời hạn sử dụng
(năm)
1 Loại nhỏ 5 – 10 20.000 5 < 10
2 Loại vừa 100 – 350 65.000 10 – 30 10 – 30
3 Loại lớn 350 – 1000 200.000 30 - 50 30 – 50
4 Loại rất lớn > 1000 > 20.000 > 50 > 50
b) Vị trí
Vị trí bãi chôn lấp phải gần nơi phát sinh chất thải, nhưng phải có khoảng cách thích hợp
với những vùng dân cư gần nhất. Các yếu tố ảnh hưởng đến các vùng dân cư này là loại chất
thải (mức độ độc hại), điều kiện hướng gió, nguy cơ gây lụt lội… Cần lưu ý thêm là bãi chôn
lấp rất hấp dẫn với chim muông, một nguy cơ tiềm tàng đối với các loại máy bay thấp. Vì
vậy địa điểm các bãi chôn lấp cần phải xa các sân bay, là các nơi có các khu vực đất trống
vắng, tính kinh tế không cao.
Vị trí bãi chôn lấp phải nằm trong tầm khoảng cách hợp lý, nguồn phát sinh rác thải. Điều
này tùy thuộc vào bãi đất, điều kiện kinh tế, địa hình, xe cộ thu gom rác thải. Đường sá đi
đến nơi thu gom rác thải phải đủ tốt và đủ chịu tải cho nhiều xe tải hạng nặng đi lại trong cả
năm. Tác động của việc mở rộng giao thông củng cần được xem xét.
Tất cả vị trí đặt bãi chôn lấp phải được quy hoạch cách nguồn nước cấp sinh hoạt và nguồn
nước sử dụng cho công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm ít nhất là 1000m. Ngoài ra chú
ý các khoảng cách khác để đảm bảo an toàn cho khu vực xung quanh.
Quy định về khoảng cách tối thiểu từ bãi chôn lấp tới các công trình được ghi ở bảng 7.2.
Bảng 7.2. Quy định về khoảng cách tối thiểu từ hàng rào bãi chôn lấp tới các công trình
Công trình Khoảng cách tối thiểu (m)
- 4 -
Khu trung tâm đô thị
Sân bay, hải cảng
Khu công nghiệp
Đường giao thông quốc lộ
Các công trình khai thác nước ngầm
Công suất lớn hơn 10.000m
3
/ngđ
Công suất nhỏ hơn 10.000m
3
/ngđ
Công suất nhỏ hơn 100m
3
/ngđ
Các cụm dân cư ở miền núi
3.000
3.000
3.000
500
≥ 500
≥ 100
≥ 50
5.000
Cần đặc biệt lưu ý các vấn đề sau:
- Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh không được đặt tại các khu vực ngập lụt;
- Không được đặt vị trí bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh ở những nơi có tiềm năng nước
ngầm lơn;
- Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh phải có một vùng đệm rộng ít nhất 50m cách biệt với
bên ngoài. Bao bọc bên ngoài vùng đệm là hàng rào bãi;
- Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh phải hòa nhập với cảnh quan môi trường tổng thể
trong vòng bán kính 1000m. Để đạt mục đích này có thể sử dụng các biện pháp như tạo
vành đai cây xanh, các mô đất hoặc các hình thức khác để bên ngoài bãi không nhìn
thấy được.
c) Địa chất công trình và thủy văn
Địa chất tốt nhất là có lớp đá nền chắc và đồng nhất, nên tránh vùng đá vôi và các vết nứt
kiến tạo, vùng đất dễ bị rạn nứt. Nếu lớp đá nền có nhiều vết nứt và vỡ tổ ong thì điều cực kỳ
quan trọng là phải đảm bảo lớp phủ bề mặt phải dày và thẩm thấu chậm. Việc lựa chọn vật
liệu phủ bề mặt phù hợp là rất cần thiết trong suốt thời gian hoạt động của bãi thải. Đất cần
phải mịn để làm chậm lại quá trình rò rỉ. Hàm lượng sét trong đất càng cao càng tốt để tạo ra
khả năng hấp thụ cao và thẩm thấu chậm. Hỗn hợp giữa đất sét bùn và cát là lý tưởng nhất.
Không nên sử dụng cát sỏi và đất hữu cơ. Dòng chảy nước mặt cần tập trung tại một nơi. Cần
kiểm soát sự chuyển dịch của mạch nước ngầm và biết chắc chắn tất cả các giếng sử dụng
làm nước uống trong khu vực.
- 5 -
Khi xem xét cần sử dụng bản đồ địa chất, thủy văn, địa hình đồng thời tham khảo ý kiến
của các cơ quan địa phương đang hoạt động trong lĩnh vực này.
d) Những khí cạnh môi trường
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tại bãi chôn lấp có thể gây ra một số nguy hại cho môi
trường. Các nguy hại này bao gồm:
- Tạo ra một số vật chủ trung gian gây bệnh như ruồi, muỗi, các loại côn trùng có cánh và
các loài gặm nhấm.
- Mang rác rưởi cuốn theo gió gây ô nhiễm cho các khu vực xung quanh
- Gây các vụ cháy, nổ.
- Gây ô nhiễm nguồn nước.
Ngoài các yếu tố đã nêu, cần xem xét thêm các tác động môi trường. Ví dụ một bãi chôn
lấp sẽ tạo ra bụi do xử lý và vùi lấp chất thải, chất thải tươi và sự phân hủy của nó tạo ra mùi
hôi thối. Gió có thể cuốn theo rác rưởi rơi vãi ra ngoài khu vực và các phương tiện chuyên
chở củng làm rơi vãi rác trong quá trình vận chuyển đến nơi chôn lấp. Lưu lượng phương
tiện xe cộ tăng lên có thể gây ách tắc. Tiếng ồn và khí xả gây xáo trộn. Điều quan trọng để
chấp nhận đối với một bãi chôn lấp là cố gắng bố trí bãi chôn lấp xa khỏi tầm nhìn và xa các
khu vực giải trí, địa điểm nên khuất gió và có hướng gió xa hẳn khu dân cư. Một điều quan
trọng nữa là bãi chôn lấp không ở gần các ngã tư đường hoặc không gây cản trở nào khác đối
với trục đường giao thông chính. Sau cùng là phải giử gìn khu vực sạch sẽ, đây là khả năng
đạt được kết quả tốt nhất về chi phí, hiệu quả và làm giảm bớt sự phản kháng của công
chúng.
e) Các chỉ tiêu kinh tế
Lựa chọn bãi chôn lấp phế thải còn phải chú ý đến kinh tế, cố gắng giảm mọi chi phí có thể
được để đạt được yêu cầu về vốn đầu tư hợp lý nhưng không được giảm nhẹ lợi ích công
cộng và hiệu quả xã hội.
7.1.4. Phân loại bãi chôn lấp hợp vệ sinh
Hiện nay trên thế giới thường sử dụng các loại bãi chôn lấp sau (12):
Loại 1 - Bãi chôn lấp rác thải đô thị: loại này đòi hỏi có hệ thống thu gom và xử lý nước rò
rỉ; hệ thống thu gom nước bề mặt, thu hồi khí tạo thành;
Loại 2 – Bãi chôn lấp chất thải nguy hại: loại bãi này đòi hỏi phải có nhiều đầu tư về quản
lý và được kiểm soát nghiêm ngặt trong quá trình thi công và vận hành;
- 6 -
Loại 3 – Bãi chôn lấp chất thải đã xác định: thường chôn lấp các loại chất thải đã được xác
định trước như tro sau khi đốt, các loại chất thải công nghiệp khó phân hủy…
Theo cơ chế phân hủy sinh học, bãi chôn lấp được phân thành các loại:
- Bãi chôn lấp kị khí;
- Bãi chôn lấp kị khí với lớp phủ hàng ngày;
- Bãi chôn lấp vệ sinh kị khí với hệ thống thu gom nước rác;
- Bãi chôn lấp yếm khí với hệ thống thông gió tự nhiên; hệ thống thu gom và xử lý nước
rác;
- Bãi chôn lấp hiếu khí với nguồn cấp khí cưỡng bức.
Theo phương thức vận hành, bãi chôn lấp được phân loại thành:
- Bãi chôn lấp khô: là dạng phổ biến nhất để chôn lấp chất thải sinh hoạt và chất thải công
nghiệp. Chất thải được chôn lấp ở dạng khô hoặc dạng ướt tự nhiên trong đất khô và có
độ ẩm tự nhiên. Đôi khi cần phải tưới nước cho chất thải khô để tránh bụi khi vận
chuyển và tạo độ ẩm cần thiết. Bãi chôn lấp được xây dựng ở nơi khô ráo.
- Bãi chôn lấp ướt: là một khu vực được ngăn để chôn lấp chất thải thường là tro, hoặc
các phế thải khai thác mỏ có dạng bùn;
Các dạng chính của bãi chôn lấp ướt là dạng bãi chôn lấp chất thải ẩm ướt như bùn nhão
được để trong đất. Ở dạng này thường là một khu vực được đổ đất lên, chất thải nhão chảy
tràn và lắng xuống. Bãi có cấu tạo để chứa các chất thải chứa nước như bùn nhão. Phương
tiện vận chuyển là đường ống. Vì nước chảy ra thường bị nhiễm bẫn nên cần được tuần hoàn
trở lại. Dạng thứ hai là dạng chôn lấp chất thải khô trong đất ẩm ướt.
Ưu điểm: Bãi chôn lấp ướt chỉ thích hợp với vận chuyển chất thải nhão vì để hợp lý hóa
vận chuyển bằng đường ống.
Nhược điểm: Bề mặt thoát nước kém, đường ống dễ bị tắc và chi phí cho việc đào đắp lớn.
- Loại kết hợp: Xử lý bùn ở bãi chôn lấp ướt là rất tốn kém nên thông thường người ta xử
lý bùn tại bãi chôn lấp khô cùng với rác thải sinh hoạt.
Điều cần lưu ý là đối với các ô dùng để chôn lấp ướt và kết hợp, bắt buộc không cho phép
nước rác thấm đến nước ngầm trong bất kỳ tình huống nào.
Ưu điểm: phương pháp này cho phép kinh phí đầu tư ban đầu củng như chi phí trong vận
hành là tương đối nhỏ.
- 7 -
Nhược điểm: làm tăng mức nguy hiểm của nước rác. Nếu bãi chôn lấp nằm ở khu vực có
khả năng gây ô nhiễm cho nguồn nước ngầm thì bùn có hàm lượng hữu cơ và sắt cao không
nên chôn lấp ở bãi này.
Trong hai kiểu bãi chôn lấp khô và ướt thì bãi chôn lấp khô được áp dụng rộng rãi trên thế
giới vì nó phù hợp với việc chôn lấp rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp, rác thải thương
nghiệp. Ở điều kiện Việt Nam , bãi chôn lấp khô là thích hợp nhất.
Ngoài ra theo kết cấu và hình dạng tự nhiên củng có thể phân các bãi chôn lấp thành các
loại sau:
- Bãi chôn lấp nỗi: là các bãi được xây dựng ở những khu vực có địa hình bằng phẳng,
bãi được sử dụng theo phương pháp chôn lấp bề mặt. Chất thải được chất thành đống
cao từ 10 – 15m. Xung quanh các ô chôn lấp phải xây dựng các đê bao. Các đê này
không có khả năng thấm nước để ngăn chặn sự thẩm thấu của nước rác ra môi trường
xung quanh.
- Bãi chôn lấp chìm: là các bãi tận dụng điều kiện địa hình tại những khu vực ao hồ tự
nhiên, các moong khai thác mỏ, các hào, rãnh hay thung lũng sẵn có. Trên cơ sở đó kết
cấu các lớp lót đáy bãi và hành bãi có khả năng chống thấm. Rác thải sẽ được chôn lấp
theo phương thức lấp đầy.
Sơ đồ các loại bãi chôn lấp được thể hiện ở hình 7.1.
7.1.5. Trình tự thiết kế bãi chôn lấp
7.1.5.1. Các tài liệu cần thiết cho việc thiết kế
Thiết kế bãi chôn lấp khác với các loại thiết kế khác, tuy nhiên nó củng yêu cầu có những
bản vẽ chi tiết và những chỉ dẫn kỹ thuật để hướng dẫn cho người vận hành bãi. Các tài liệu
ban đầu cần thiết cho công việc thiết kế bao gồm:
- Các tài liệu về quy hoạch đô thị;
- Các tài liệu về dân số, kinh tế - xã hội hiện trạng và định hướng phát triển trong tương
lai;
- Các tài liệu về địa hình, địa chất công trình, thủy văn, điều kiện khí hậu của khu vực;
- Các tài liệu khác có liên quan.
7.1.5.2. Các công trình chủ yếu
- 8 -
Các công việc thiết kế cơ bản của một bãi chôn lấp chất thải rắn của bất kỳ một đô thị nào
củng phải bao gồm:
- Dọn mặt bằng;
- Định hướng nước chảy;
- Lót đáy (lớp chống thấm);
- Đường ra vào;
- Rào chắn, biển hiệu;
- Hình thành đê, kè;
- Hệ thống thu gom nước rác và khí ga;
- Nơi vệ sinh gầm xe;
- Các công trình phục vụ: văn phòng, nhà kho, hệ thống điện nước, công trình phong hỏa,
trạm máy phát, nơi bảo dưỡng thiết bị, trạm cân…
a) Bố trí và chuẩn bị mặt bằng:
Khi bố trí mặt băng bãi chôn lấp phải lưu ý đến các yếu tố sau:
- Đường ra vào bãi thải;
- Vị trí nhà cửa (gồm cầu cân, lán che thiết bị, nhà điều hành và nhà nghỉ của nhân viên);
- Kho chứa vật liệu phủ bãi và lớp trên cùng;
- Hệ thống thoát nước;
- Rào chắn;
- Nơi xử lý nước rác hoặc trạm bơm;
- Các giếng khoan kiểm tra nước rác;
- Các khu vực chôn lấp;
- Khu vực chôn lấp rác đặc biệt;
- Nơi thu hồi phế liệu;
b) Hệ thống thu gom và xử lý nước rác:
Hệ thống thu gom nước rác củng như hệ thống thoát nước nhất thiết phải được làm trong
thời kỳ chuẩn bị bãi ban đầu và phải được kiểm soát chặt chẽ trước khi đổ rác, bởi vì đào
hàng tấn rác lên để sửa chữa là không kinh tế. Nếu cần thu khí ga thì các công việc chuẩn bị
cũng nên được làm trong thời kỳ này.
Thu gom nước rác: để tránh sự rò rỉ nước rác ra xung quanh cần phải có một hệ thống rãnh
thoát. Hệ thống này dẫn nước rác ra khỏi bãi tới nơi xử lý. Nếu vì một lý do rủi ro nào đó, hệ
- 9 -
thống gom nước rác không thực hiện được chức năng của nó thì sẽ tạo ra sự tích tụ nước rác
với áp lực cao trong bãi, điều đó dẫn đến sự rò rỉ nước rác.
Hệ thống thoát nước rác tại đáy bãi (hệ thống thoát đáy): hệ thống thoát nước đáy nằm bên
dưới lớp rác và trên lớp chống thấm. Hệ thống này có chức năng dẫn nhanh nước rác ra khỏi
bãi, đảm bảo hạn chế lượng nước trong bãi. Hệ thống thoát nước đáy có thể được làm bằng
sỏi, vật liệu tổng hợp (vải địa chất) và các đường ống thoát nước.
Rãnh thoát nước: rãnh thoát nước có thể là rãnh hở hoặc rãnh kín, được bố trí xung quanh
bãi. Mục đích của nó là để thu gom nước rác không cho chảy vào nguồn nước mặt hoặc mạch
nước ngầm nằm gần bề mặt đất. Ngay cả những bãi đã có hệ thống thoát nước đáy củng cần
có hệ thống rãnh thoát nước xung quanh bãi.
Điều kiện tiên quyết để hệ thống rãnh thoát nước có thể thay thế hệ thống thoát nước đáy
là: bãi được bố trí trên nền đất tự nhiên, rác có độ thấm nước cao, bãi chôn lấp nhỏ và độ
ngấm nước vào bãi thấp (khu vực có lượng mưa nhỏ và khả năng bốc hơi cao).
Bơm nước rác từ giếng lên: việc thu gom nước rác bằng biện pháp bơm từ giếng ống mà
chúng được đặt bên trong hoặc xung quanh bãi là phương pháp tương đối dễ làm ở những bãi
đang tồn tại nơi mà thiếu hệ thống thu gom nước rác khác hoặc yêu cầu phải bổ sung thêm.
Phương pháp này ngụ ý là nước ngầm bên dưới bãi bị giảm chất lượng và toàn bộ nước rác
phát sinh bởi sự rò rỉ nước vào bãi và thẩm thấu vào mạch nước ngầm được bơm ra khỏi
giếng. Điều bất lợi của phương pháp này là trong hầu hết các trường hợp nước rác sẽ bị pha
loãng bằng nước ngầm dẫn đến lượng nước phải bơm lớn quá mức cần thiết.
Thiết kế hệ thống thoát nước: hệ thống thoát nước đáy nên có diện tích tiếp xúc với rác lớn.
Không nên đặt lớp vải địa chất ở giữa rác và hệ thống rãnh thoát. Hệ thống rãnh thoát nước
đáy nên làm càng thẳng càng tốt và được lắp khít với đường ống ngang nằm từ bên ngoài
dưới chân dốc của bãi. Hệ thống thoát đáy không nên làm dài quá 100m từ ống ngang bên
ngoài rãnh. Rãnh hở có độ dốc tối đa 1:1,5 và có độ dốc tối thiểu 1:100.
c) Các công trình phụ trợ:
Đối với các bãi thải có quy mô lớn và cực lớn (lượng rác hàng năm trên 200.000 tấn, diện
tích bãi từ 20ha trở lên) cần phải có đầy đủ các công trình phụ vụ: văn phòng, nhà kho, hệ
thống điện nước, trạm cân, nơi vệ sinh gầm xe, trạm bảo dưỡng thiết bị, khu thu hồi phế liệu,
khu phân loại phế thải…
- 10 -
Toàn bộ các công trình phục vụ cho bãi thải được bố trí bên trong cổng bãi. Thông thường
văn phòng điều hành, nhà nghỉ cho nhân viên và chổ để xe nằm lân cận lối vào còn nhà để
máy móc, chổ rửa xe máy, trạm bảo dưỡng thiết bị, bồn nước… nằm ở bên trong.
Nhà cân được đặt ở lối vào để có thể kiểm soát được lượng rác đưa vào bãi hàng ngày. Có
nhiều loại cân của các hãng sản xuất khác nhau, trong đó loại cân nổi trên mặt đất được coi là
dễ làm sạch nhất khi rác rơi vào. Hệ thống máy tính thường được sử dụng để ghi lại và in ra
thẻ cân các thông tin về số xe, người lái, loại rác, số cân… trọng lượng xe không tải của từng
xe củng cần được lưu lại trong bộ nhớ của máy tính.
Khu vực của nhân viên tùy thuộc vào số lượng nhân viên và mức độ hoạt động của bãi. Cần
phải thiết kế hệ thống nước cấp, rãnh thoát nước và hệ thống phát thanh. Cần có máy phát
điện diezen phòng khi mất điện. Củng cần phải có trạm bảo dưỡng thiết bị phục vụ bãi. Hệ
thống phòng chữa hỏa hoạn đồng bộ và các biện pháp phòng ngừa sự cố củng được trang bị.
Khu thu hồi phế liệu nên đặt ở chổ có thể quan sát được. Nó nên riêng rẽ với các hoạt động
khác và có lối đi riêng. Nên có một vài bờ dốc thoai thoải để dễ dàng đưa phế liệu thu hồi lại
vào các côngtennơ. Mỗi côngtennơ chứa một loại vật phẩm thu hồi riêng.
Khu vực phân loại rác công nghiệp và rác xây dựng được thiết kế có nền cứng (bề mặt
cứng) và được rào lại. Nên đặt khu kho để vật phẩm thu hồi ở những khu vực có hệ thống
thoát nước mưa tốt. Sơ đồ của bãi chôn lấp hợp vệ sinh được trình bày ở hình 7.2.
7.2. KỸ THUẬT VẬN HÀNH BÃI CHÔN LẤP
Trong vận hành bãi chôn lấp, việc đổ chất thải là khâu quan trọng. Phương pháp đổ chất
thải tùy thuộc vào đặc tính của bãi như thông tin về lượng đất phủ bãi có sẵn, địa hình, địa lý
và thủy văn của khu vực. Có 3 phương pháp đổ chủ yếu như sau:
a) Phương pháp bề mặt
Bản chất của phương pháp này là trải những lớp dày 40 – 80 cm lên mặt đất phẳng, đầm
nén nó và tiếp tục trải những đợt khác lên trên. Cuối ngày hoặc khi lớp rác dày 2 – 2,2m thì
phủ một lớp đất dày từ 10 – 60 cm lên trên rồi lại đầm nén. Một lớp hoàn chỉnh như vậy gọi
là ô rác. Thông thường một con đập bằng đất được làm để rác đổ xuống tỳ vào và để dễ dàng
đầm nén rác sau đó (hìn 7.3a).
Phương pháp đổ bề mặt thường được sử dụng ở những nơi có địa hình bằng phẳng và ít
nguy hiểm đến nguồn nước ngầm. Phương pháp này là phương pháp kinh tế nhất chỉ yêu cầu
đào để có đủ lượng đất phủ. Phương pháp bề mặt thường được sử dụng bờ đập nhân tạo để
- 11 -
rác tỳ vào. Với phương pháp này, sự di chuyển của xe thu gom và thiết bị bãi dễ dàng và an
toàn. Các gò rác của phương pháp này thường có độ cao 15m, dễ dàng cho việc thoát tán khí
metan qua bề mặt nên có thể không cần có thiết bị thu gom khí ga.
b) Phương pháp mương rãnh
Rác được đổ vào những mương đào. Vật liệu phụ lấy từ đất đào mương lên (hình 7.3b).
Phương pháp này được vận hành cho đến khi đạt được độ cao mong muốn (thường là đến
đỉnh của mương đào) mương phải đủ dài sao cho xe có thể đi lại và rác được đổ dễ dàng và
đủ hẹp để có thể đổ rác được đầy mương vào cuối ngày.
Nếu các mương được đào thành các hàng vuông góc với hướng gió thì sẽ làm giảm đáng kể
lượng rác bay bừa bãi bởi gió. Đất đào có thể sử dụng để làm một bờ thềm tạm thời trên mặt
mương để định hướng dòng nước chảy bề mặt. Đất có sét không thấm nước và mạch nước
ngầm thấp là thích hợp đối với phương pháp mương rãnh. Độ sâu của mương tùy thuộc vào
các điều kiện địa chất của đất và mạch nước ngầm. Thông thường độ sâu của mương khoảng
4 – 5m.
Quá trình vận hành của phương pháp mương rãnh đắt hơn nhiều so với phương pháp bề
mặt do chi phí cho việc đào mương và sử dụng thiết bị chuyên dùng. Một chi phí khác nữa là
việc vận chuyển đất thừa được đào lên (cứ 1.000m
3
đất được đào thì phải chở đi 800m
3
đất
thừa).
c) Phương pháp hồ chứa
Đây là phương pháp sử dụng những hố nhân tạo hoặc tự nhiên cho hoạt động chôn lấp rác
(ví dụ: hố đã khai thác đất, khai thác mỏ… hình 7.3c). Phương pháp hồ chứa thường sử dụng
bề mặt đất tự nhiên.
Việc đổ rác bắt đầu từ đầu cao của hố và kết thúc ở đầu thấp để tránh ứ đọng nước và tạo
một đập tự nhiên cho đống rác tỳ vào để bắt đầu đầm nén. Hố đổ rác thường thấp hơn so với
địa hình xung quanh nên gặp rất nhiều khó khăn cho việc kiểm soát nước bề mặt. Các hố
khai thác thường thiếu vật liệu phủ nên sự sẵn có vật liệu phụ là mối quan tâm chính khi chọn
bãi chôn lấp phế thải theo phương pháp này.
d) Nguyên tắc vận hành
Việc vận hành bãi được tuân thủ theo các nguyên tắc sau:
- 12 -
- Toàn bộ rác chôn lấp được đổ thành từng lớp riêng rẽ. Độ dày của mỗi lớp không quá
60cm.
- Khi các lớp rác đã đầm nén xong và gò rác đạt được độ cao thích hợp thì phủ một lớp
đất hoặc vật liệu tương tự khác dầy khoảng 10 – 15cm.
- Rác cần được phủ đất sau 24 giờ vận hành trong trường hợp bãi vận hành liên tục.
- Tiến hành những biện pháp phòng ngừa thích đáng để tránh hỏa hoạn.
- Tiến hành những biện pháp phòng ngừa để đảm bảo sâu bọ không thể sống trong bãi
được.
- Nên phủ một lớp đất hoặc vật liệu tương tự dày 20 – 30cm ở những ô rác dùng để chôn
lấp rác hữu cơ dễ thối rữa.
- Cần 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 sự chỉ dẫn.
- Mỗi một gò rác cần phải kết thúc trước khi bắt đầu gò tiếp theo. Độ cao gò rác phù hợp
nhất là khoảng 2 – 2,5m.
e) Phương pháp vận hành
Thực tế việc đổ rác, đầm nén và phủ bãi có thể được tiến hành theo một vài cách. Sự quyết
định áp dụng phương pháp vận hành bãi phụ thuộc vào phương pháp chôn lấp (bề mặt,
mương rãnh hay hồ chứa), phục thuộc vào khả năng tiếp cận vùng đổ của phương tiện đổ rác
và thiết bị đang được sử dụng tại bãi.
Ở những bãi áp dụng phương pháp mương rãnh, xe ô tô có thể đi trên những ô rác đã được
đầm nén và đổ rác xuống bề mặt làm việc mới. Tuy nhiên kỹ thuật này không được sử dụng
khi thiết bị đầm nén của bãi là máy đầm bánh thép.
Việc phát triển hệ thống ô rác phải theo ý đồ thiết kế ban đầu và sau đó thực hiện từng bước
sao cho toàn bộ kế hoạch được thực hiện đầy đủ. Hệ thống ô chôn lấp rác lại phụ thuộc vào
phương tiện chôn lấp.
Khi công việc trong ngày kết thúc, bề mặt đầm nén sẽ được đầm nén và phủ một lớp đất
dày 20cm và sau đó lại được đầm nén lại. Ngày hôm sau, ô rác tạo thành từ ngày hôm trước
có thể đóng vai trò như một bức tường cho bề mặt làm việc mới.
Khu vực đổ rác trong một bãi thải, bất kể theo phương pháp chôn lấp nào củng phải chia ra
thành những khu nhỏ hơn để xử lý từng loại rác thải riêng và mỗi khu vực nhỏ lại được chia
ra thành những ô nhỏ hơn để: giảm sự phát sinh rác thải, chi phí đầu tư đúng thời gian, đảm
- 13 -
bảo sự vận hành bãi được kiểm soát và hạn chế trong những khu vực nhỏ, tránh phủ bãi với
diện tích lớn, giảm đến mức tối đa chiều dài đường phải duy trì. Mặt cắt ngang đặc trưng của
quá trình vận hành chôn lấp được trình bày ở hình 7.4.
7.3. THIẾT BỊ PHỤC VỤ BÃI CHÔN LẤP
Việc lựa chọn thiết bị cho bãi chôn lấp rác thải là rất quan trọng cho việc vận hành một bãi
chôn lấp có hiệu quả kinh tế và duy trì điều kiện thuận lợi của một bãi thải. Thường có hai
loại công việc ở bãi cần đến các thiết bị nặng:
- San, đầm nén và phủ rác
- Chuẩn bị bãi, duy trì và tu bổ cuối ngày cho bãi thải.
Loại thiết bị được chọn sẽ tùy thuộc vào phạm vi hoạt động, loại rác được chôn lấp, vấn đề
kinh tế về người và máy và những đặc thù của nhiệm vụ được thực hiện ở bãi. Có ba dạng
thiết bị chính để san ủi, đầm nén và phủ bãi:
Máy ủi bánh xích: được thiết kế đặc biệt để làm đất. Nó có hiệu quả cao trong việc làm
đường xây dựng bãi thải. Máy ủi bánh xích di chuyển dễ dàng trong điều kiện bùn lầy, tuy
nhiên nó không có lợi trong công tác đầm nén rác.
Máy đầm nén bánh thép: là sự kết hợp của đầm nén bánh xích và đầm nén bánh lốp. Bánh
xe của chúng có những chiếc vấu hoặc những thanh thép được hàn vào do đó tạo được một
lực ngang lên rác bị đầm nén. Máy đầm nén bánh thép đạt được hiệu quả đầm nén cao nhất vì
lực nén chỉ tập trung vào bốn bánh xe có vấu.
Máy ủi xúc bánh lốp: có thể là loại máy nông nghiệp nhưng những loại lớn hơn có thể được
sử dụng ở bãi chôn lấp. Máy ủi xúc bánh lốp đầm nén tốt hơn máy ủi xích và nó có nhiều
kiểu loại để làm hầu hết những công việc duy trì trên bãi như xây đập, dọn bụi cây. Máy này
thường sử dụng phổ biến ở những bãi chôn lấp nhỏ. Bất lợi chính của nó là bánh lốp thường
bị đâm thủng khi đầm nén rác do đó mất nhiều thời gian chết.
Tỷ trọng rác sau khi đầm nén của ba dạng thiết bị trên được trình bày ở bảng 7.3.
Bảng 7.3. Tỷ trọng rác sau khi đầm nén
Dạng thiết bị Tỷ trọng rác sau khi đầm nén (kg/m
3
)
Máy ủi xích 520 – 620
- 14 -
Máy ủi xúc bánh lốp 500 – 570
Máy đầm nén bánh thép 710 – 950
Năng suất thiết bị chủ yếu được đánh giá thông qua năng suất đầm nén của thiết bị vì đầm
nén là công việc chủ yếu trong vận hành bãi. Năng suất thiết bị được xác định theo công thức
sau:
W.S.L/P = số m
3
rác được nén/giờ (7.1)
Trong đó:
W: độ rộng nén bằng 2 lần độ rộng bánh xe hoặc dải xích của thiết bị
S: tốc độ di chuyển của thiết bị:
3 – 4 km/h đối với máy bánh lốp
2 – 3 km/h đối với máy bánh xích
L: độ dày lớp rác được đầm nén (thường khoảng 10cm)
P: số lần phải đầm nén để đạt được tỷ trọng thiết kế, thường 4 – 6 lần
Biết được những yếu tố này sẽ tính được tổng số m
3
rác được đầm nén trong một giờ. Việc
lựa chọn thiết bị phục vụ bãi chôn lấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ngoài sự phân tích những
điểm mạnh, điểm yếu của từng thiết bị , khi lựa chọn thiết bị cần phải xem xét những yếu tố
sau đây:
- Kích cỡ của bãi chôn lấp (quy mô);
-
Phương pháp chôn lấp vận hành bãi đã lựa chọn;
-
Giá của thiết bị, tuổi thọ của thiết bị;
-
Vốn đầu tư;
-
Lợi tức hàng năm do bãi chôn lấp mang lại được tính bằng giá trị trên một tấn rác đã
chôn lấp trong bãi và sẽ được chôn lấp tại bãi.
Sơ đồ một số thiết bị sử dụng tại bãi chôn lấp được thể hiện ở hình 7.6.
7.4. CHỐNG THẤM CHO CÁC Ô CHÔN LẤP RÁC THẢI
Để ngăn cản sự ô nhiễm đất và nước ngầm do nước rác, đáy ô chôn lấp rác thải cần phải
được đặt ở những nơi có lớp đất đá tự nhiên đồng nhất với hệ số thấm ≤ 1.10
-7
cm/s và có
- 15 -
chiều dày tối thiểu là 6m. Hệ số thấm này của đất đá phải được xác định tại chổ. Bề mặt của
lớp đất tự nhiên của lớp đáy ô chôn lấp phải được xử lý sao cho đạt độ dốc ít nhất 2% để cho
phép nước rác tự chảy tập trung về các rãnh thu gom nước rác.
Thành ô chôn lấp củng phải thỏa mãn các điều kiện chống thấm như đáy ô chôn lấp đã nêu
trên. Trong trường hợp lớp đất tự nhiên của thành ô chôn lấp không đáp ứng được các điều
kiện chống thấm này, cần phải xây dựng một vành đai thành chắn (hoặc tường chắn) chống
thấm theo một trong những giải pháp dưới đây:
Một vành đai thành (hoặc tường) chắn chống thấm bao bọc xung quanh ô chôn lấp có kết
cấu như sau:
- Thành chắn này phải được cấu tạo bằng vật liệu có hệ số thấm ≤ 1.10
-7
cm/s.
Chiều rộng của thành chắn ít nhất là 1m.
Đỉnh của thành chắn tối thiểu phải đạt bằng mặt đất và đáy của nó phải xuyên vào lớp đất
sét thỏa mãn các điều kiện về hệ số thấm ≤ 1.10
-7
cm/s và về dầy trên 1m.
Trường hợp nếu đáy ô chôn lấp có cấu tạo bởi lớp đất đá tự nhiên có hệ số thấm ≤ 1.10
-7
cm/s nhưng chiều dầy của lớp đất đá này chỉ có từ 3 – 6m thì đáy và thành ô chôn lấp cần bổ
sung một tầng bảo vệ chống thấm theo một trong những giải pháp dưới đây:
- Tạo một lớp sét sao cho sau khi đầm chặt và xử lý phải có độ dốc bề mặt tối thiểu 2%
và chiều dày 120cm với những đặc tính như sau:
-
Có ít nhất 50% khối lượng hạt có kích thước ≤ 0,075mm.
-
Có ít nhất 25% khối lượng hạt có kích thước ≤ 0,005mm.
-
Có hệ số thấm ≤ 1.10
-7
cm/s.
-
Có độ ẩm nhiều nhất là 30%.
-
Có chỉ số dẻo ít nhất là 15%.
Tạo một lớp sét sao cho khi đầm chặt và xử lý phải có chiều dày 60cm. Phủ lên lớp sét này
một lớp màng tổng hợp chống thấm (HDPE) có chiều dày ít nhất 1,5m.
Nếu sử dụng hệ thống chống thấm khác thì hiệu quả chống thấm của hệ thống này phải
tuân thủ các điều kiện chống thấm như với đáy δ tự nhiên (k≤ 1.10
-7
cm/s) của điều này.
Trường hợp lớp đất đá tự nhiên ở đáy ô chôn lấp rác thải không thỏa mãn các yêu cầu về điều
kiện chống thấm thì đáy và thành của ô chôn lấp phải được xử lý bằng một hệ thống hai tầng
bảo vệ chống thấm như sau:
1) Tầng bảo vệ thứ nhất nằm phía dưới được cấu tạo:
- 16 -
- Đáy ô chôn lấp phải được cấu tạo bởi một lớp đá cao ít nhất là 1,5m, sau đó là một lớp
đất sét có chiều dày 60cm sau khi đã được đầm chặt.
-
Một màng tổng hợp chống thấm có chiều dày 1,5mm được đặt trên lớp sét 60cm này.
2) Tầng bảo vệ thứ hai ở phía trên là màng tổng hợp chống thấm có chiều dày ít nhất 1,5m.
Hệ thống hai tầng bảo vệ bằng màng chống thấm nói trên phải được xử lý sao cho chúng có
độ dốc bề mặt tối thiểu là 2%. Sơ đồ các dạng kỹ thuật điển hình của lớp lót đáy ô chôn lấp
được thể hiện ở hình 7.7.
Khi tận dụng moong, mỏ khai thác đá, khai thác quặng làm ô chôn lấp cần phải tuân theo
những điều kiện sau đây:
1) Moong, mỏ khai thác phải lộ thiên.
2) Trường hợp moong hoặc mỏ có cao trình đáy nằm ở vị trí cao hơn so với mực nước
ngầm, nếu lưu lượng nước thấm vào bình quân ngày tính cho một năm quan trắc liên tục
nhỏ hơn 1,5.10
-3
m
3
nước trên 1m
2
thì không cần thực hiện các biện pháp chống thấm
cho đáy và thành ô chôn lấp. Nếu lưu lượng nước bình quân ngày thấm vào như đã nói
trên lớn hơn 1,5.10
-3
m
3
nước trên 1m
2
thì phải được thực hiện các biện pháp chống
thấm.
3) Trường hợp moong hoặc mỏ có cao trình đáy nằm ở vị trí thấp hơn so với mực nước
ngầm, các biện pháp xử lý chống thấm phải được thực hiện theo quy định.
7.5. QUÁ TRÌNH SINH HÓA DIỄN RA TẠI CÁC BÃI CHÔN LẤP RÁC THẢI
Các quá trình sinh hóa diễn ra ở bãi chôn lấp chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử
dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống của chúng. Các loại
vi sinh vật bao gồm: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò
quan trọng trong quá trình phân giải các hợp chất. Các loại vi sinh vật phát triển tốt trong các
điều kiện môi trường như bảng 7.4.
Bảng 7.4. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới vi sinh vật [9]
Yếu tố môi trường Khoảng giá trị
Nhiệt độ,
o
C -8 ÷ +110
- 17 -
Nồng độ muối, %NaCl
pH
nồng độ oxy, %
Áp suất, Mpa
Ánh sáng
0 – 3
1,0 – 12
0 – 30
0 – 115
Bóng tối – ánh sáng mạnh
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình tham gia vào quá trình phân giải tại bãi chôn lấp
được chia thành 3 nhóm chủ yếu sau [9]:
- Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 0 – 20
o
C.
- Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 2 – 40
o
C.
- Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 40 – 70
o
C.
Sự phát triển của các loại vi sinh vật theo nhiệt độ ở hình 7.8. Cơ chế sinh hóa của các quá
trình phân hủy trong các bãi chôn lấp được thể hiện ở hình 7.9.
Giai đoạn I: giai đoạn thích nghi ban đầu
Giai đoạn II: giai đoạn chuyển tiếp
Giai đoạn III: giai đoạn tạo axit
Giai đoạn IV: giai đoạn lên men metan
Giai đoạn V: giai đoạn kết thúc
- 18 -
Các hợp chất
hữu cơ dạng
rắn
Các hợp chất
hữu cơ dạng
hòa tan hoàn
toàn
Thủy
phân
Các hợp chất
hữu cơ dạng
hòa tan
Lên men
Sunphát hóa
Khử sunphát
Sunphuaro
(H
2
S)
Carbonic
(CO
2
)
Hydro
(H
2
)
Mêtan hóa
(gđ axit)
Mêtan hóa
(gđ thủy phân)
Metan
(CH
4
)
Hình 7.9b. Cơ chế sinh hóa của quá trình phân hủy sinh học trong các bãi chôn lấp [10]
Axit béo +
alcohol
Axeton hóa
Axetat
- 19 -
Bản chất sinh hóa của quá trình được diễn ra như sau: Thời kỳ ban đầu, chỉ một thời gian
ngắn sau khi bãi rác đi vào hoạt động quá trình phân hủy hiếu khí được diễn ra, ở giai đoạn
này các chất hữu cơ dễ bị oxy hóa sinh hóa thành dạng đơn giản như protêin, tinh bột, chất
béo và một lượng năng lượng tỏa ra rất lớn và vì thế có tồn tại một lượng năng lượng đáng kể
ở dạng nhiệt. Lượng nhiệt năng được tạo thành bên trong các ô chôn lấp được tạo ra nhiều
hơn so với lượng nhiệt năng được thoát ra bên ngoài và do đó nhiệt độ bên trong các ô được
tăng lên. Giá trị nhiệt độ tăng tới 60
o
C – 70
o
C được kéo dài trong thời gian khoảng 30 ngày.
Ở khoảng nhiệt độ này, các phản ứng hóa học diễn ra sẽ trội hơn các phản ứng vi sinh vật bởi
vì hầu hết các chủng sinh vật bị tiêu diệt ở nhiệt độ 70
o
C. Các phản ứng hóa học ở nhiệt độ
này được diễn ra với tốc độ nhanh.
Trong quá trình phân hủy hiếu khí, các polyme ở dạng đa phân tử được vi sinh vật chuyển
hóa sang dạng đơn phân tử tồn tại ở dạng tự do. Các polyme đơn phân tử sau đó lại được vi
sinh vật hấp thụ, sử dụng trong việc tiếp nhận năng lượng để kiến tạo nên tế bào mới.
Khi oxy bị các vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ dần thì các vi sinh vật yếm khí bắt đầu xuất hiện
và nhiều quá trình lên men khác nhau được bắt đầu diễn ra trong các ô chôn lấp. Các vi sinh
vật tham gia vào quá trình lên men là nhóm vi sinh vật dị dưỡng trong điều kiện yếm khí lẫn
kị khí nghiêm ngặt. Các chất hữu cơ dạng đơn giản, các amino axit, đường… được chuyển
hóa thành các axit béo dễ bay hơi (VFA), alcohols, khí cacbonic và khí nitơ. Các axit béo dễ
bay hơi (VFA), alcohols sau đó lại được chuyển hóa tiếp tục với sự tham gia của cả các vi
sinh vật axeton và các vi sinh vật khử sunphat.
Các vi sinh vật axeton tạo ra axit axetic, khí cacbonic còn các vi khuẩn khử sunphat thì chỉ
tạo ra khí nitơ và khí cacbonic. Các chất này là nguồn nguyên liệu ban đầu của quá trình lên
men hóa. Các vi khuẩn khử sunphat và vi khuẩn tạo metan là những vi khuẩn thuộc nhóm vi
sinh vật kị khí bắt buộc. Có hai nhóm vi sinh vật chủ yếu tham gia vào quá trình tạo metan:
phần lớn là nhóm các vi sinh vật tạo metan từ khí nitơ và khí cacbonic, phần nhỏ (gồm 2-3
chủng loài) là những vi sinh vật tạo metan từ axit axetic. Trong tổng hợp khí metan tạo thành
từ bãi chôn lấp thì có tới 70% được tạo thành từ axit axetic.
Nếu như có tồn tại nhiều sunphat trong các ô rác chôn lấp thì các vi khuẩn khử sunphat sẽ
mang tính trội hơn vi khuẩn metan và như vậy sẽ không có khí metan tạo thành nếu sunphat
vẫn tồn tại. Hàm lượng sunphat có nhiều trong chất thải xây dựng, vì vậy điều này phải được
- 20 -
quan tâm tránh không đổ phế thải vào bãi chôn lấp rác đô thị để tạo điều kiện cho quá trình
hình thàn khí metan.
Trong quá trình chuyển hóa yếm khí và kị khí, nhiệt độ của các ô chôn lấp giảm xuống vì
các chủng loài vi sinh vật ở giai đoạn này tạo ra ít nhiệt lượng hơn nhiều so với quá trình
chuyển hóa hiếu khí (chỉ bằng 7% so với quá trình hiếu khí). Nếu nồng độ của các axit hữu
cơ, axit béo dễ bay hơi (VFA) tạo ra càng nhiều thì trong nước rác sẽ có pH thấp (4-5) và có
nồng độ COD, BOD
5
cao.
Như vậy, rác thải hữu cơ tại các bãi chôn lấp được phân hủy theo nhiều giai đoạn chuyển
hóa sinh học khác nhau để tạo ra sản phẩm cuối cùng trong các bãi chôn lấp là khí metan, khí
cacbonic và nước.
7.6. KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC RỈ RÁC
Nước rỉ rác (còn gọi là nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo
các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp.
Sự có mặt của nước trong bãi chôn lấp rác có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu cực cho hoạt
động của bãi rác. Nước rất cần cho một số quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong bãi
chôn lấp để phân hủy rác. Mặt khác, nước có thể tạo ra xói mòn trên tầng đất nén và những
vấn đề lắng đọng trong dòng nước mặt chảy qua. Nước rác có thể chảy vào các tầng nước
ngầm và các dòng nước sạch và từ đó gây ô nhiễm đến nguồn nước uống. Vì vậy vấn đề cần
quan tâm khi thiết kế, xây dựng cho hoạt động của một bãi chôn lấp là kiểm soát nước rác.
Quá trình hình thành nước rác: Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp.
Nước có thể thấm vào rác theo một số cách sau đây:
- Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp;
- Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác;
- Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô rác;
- Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ô chôn rác;
- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác trước khi được phủ đất và trước khi ô rác
đóng lại);
- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô rác đầy (ô rác được đóng lại).
Nước có sẵn trong rác thải là nhỏ nhất. Nước từ những khu vực khác chảy qua bãi chôn lấp
cần phải thu gom bằng hệ thống thoát nước. Hệ thống thoát nước không chỉ bảo vệ những
khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói mòn trong thời gian hoạt động mà còn tiêu thoát lượng nước
- 21 -
thừa ngấm vào ô rác và tạo ra nước rác. Nước mưa là không có cách nào để ngăn chặn không
cho chảy vào ô rác. Có thể hạn chế được lượng nước mưa ngấm vào ô rác bằng cách trồng lại
thảm thực vật sau khi bãi đã đóng.
Thành phần của nước rác: việc tổng hợp và đặc trưng hóa thành phần nước rác là rất khó vì
một loạt các điều kiện tác động lên sự hình thành của nước rác. Thời gian chôn lấp, khí hậu,
mùa, độ ẩm của bãi rác, mức độ pha loãng với nước mặt và nước ngầm và loại rác chôn lấp,
tất cả đều tác động lên thành phần của nước rác. Độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ
trên cùng củng tác động lên thành phần của nước rác. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và
tính chất nước rác từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm được trình bày ở bảng 7.5.
Bảng 7.5. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác
từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm [12]
Bãi mới (dưới 2 năm)
Thành phần
Khoảng T.bình
Bãi lâu năm
(trên 10 năm)
Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD
5
), mg/l
Tổng lượng cacbon hữu cơ (TOC), mg/l
Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD), mg/l
Tổng chất rắn lơ lững (TSS), mg/l
Nitơ hữu cơ, mg/l
Amoniac, mg/l
Nitrat, mg/l
Tổng lượng photpho, mg/l
Othophotpho, mg/l
Độ kiềm theo CaCO
3
pH
Canxi, mg/l
Clorua, mg/l
Tổng lượng sắt, mg/l
Sunphat, mg/l
2.000 – 20.000
1.500 – 20.000
3.000 – 60.000
200 – 2.000
10 – 800
10 – 800
5 – 40
5 – 100
4 – 80
1.000 – 10.000
4,5 – 7,5
50 – 1.500
200 – 3.000
50 – 1.200
50 – 1.000
10.000
6.000
18.000
500
200
200
25
30
20
3.000
6,0
250
500
60
300
100 – 200
80 – 160
100 – 500
100 – 400
80 – 120
20 – 40
5 – 10
5 – 10
4 – 8
200 – 1.000
6,6 – 7,5
50 – 200
100 – 400
20 – 200
20 - 50
- 22 -
Như vậy sự hình thành khí và nước rác trong quá trình chôn lấp là những mối quan tâm lớn
trong công tác vận hành và quản lý các bãi chôn lấp ở các đô thị.
Thành phần của nước rác thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của quá trình phân hủy sinh
học. Sau giai đoạn háo khí (một vài tuần), tiếp đến là hai giai đoạn phân hủy: giai đoạn phân
hủy yếm khí tùy tiện tạo ra axit và giai đoạn phân hủy yếm khí tuyệt đối tạo ra khí metan.
Trong giai đoạn tạo axit các hợp chất đơn giản được hình thành như axit béo, amino axit và
carbôxilic axit. Giai đoạn axit có thể kéo dài vài năm sau khi chôn lấp, phụ thuộc vào bản
chất không đồng nhất của rác. Đặc trưng của nước rác trong giai đoạn này:
- Nồng độ cao các axit béo dễ bay hơi;
- pH nghiêng về tính axit;
- BOD cao;
- Tỷ lệ BOD/COD cao;
- Nồng độ NH
4
và nitơ cao.
Trong giai đoạn tạo metan, vi khuẩn tạo ra khí metan là nổi trội nhất. Chúng thay thế các
axit bằng các sản phẩm cuối cùng là khí metan và cacbonic. Giai đoạn tạo thành khí metan có
thể tiếp tục đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa. Đặc trưng chất lượng của nước rác trong giai
đoạn này là:
- Nồng độ các axit béo dễ bay hơi rất thấp;
- pH trung hòa/kiềm;
- BOD thấp;
- Tỷ lệ BOD/COD thấp;
- Nồng độ NH
4
cao.
Dự đoán khối lượng nước rác: khối lượng nước rác và đặc tính địa chất của tầng đất nằm
dưới đáy bãi là những yếu tố chính, quyết định khả năng pha loãng tự nhiên các chất ô nhiễm
trong nước rác trước khi các chất này chảy đến nguồn nước ngầm. Việc dự báo chất lượng
nước rác tạo thành được dựa vào “phương pháp cân bằng nước”. Sơ đồ cân bằng nước được
thể hiện ở hình 7.6.
- 23 -
Phương trình cân bằng nước có thể biểu diễn như sau:
∆S
SW
= W
SW
+ W
TS
+ W
CM
+ W
A(R)
– W
LG
– W
WV
– W
E
– W
B(L)
Trong đó:
∆S
SW
: lượng nước tích trử trong rác ở bãi rác (kg/m
3
)
W
SW
: độ ẩm ban đầu của rác thải (kg/m
3
)
W
TS
: độ ẩm ban đầu của bùn từ trạm xử lý (kg/m
3
)
W
CM
: độ ẩm ban đầu của vật liệu phủ (kg/m
3
)
W
A(R)
: lượng nước thấm từ phía trên (nước mưa) (kg/m
3
)
W
LG
: lượng nước thất thoát trong quá trình hình thành khí thải (kg/m
3
)
W
WV
: lượng nước thất thoát do bay hơi theo khí thải (kg/m
3
)
W
E
: lượng nước thất thoát do quá trình hơi hóa bề mặt (kg/m
3
)
W
B(L)
: lượng nước thoát ra từ phía đáy bãi rác (kg/m
3
)
Trên cơ sở của phương trình cân bằng nước, các số liệu về lượng mưa, độ bốc hơi, hệ số
giữ nước của rác sau khi nén trong bãi rác, lượng nước rò rỉ có thể tính theo mô hình vận
chuyển một chiều của nước rò rỉ xuyên qua rác nén và đất bao phủ như sau:
Q = M(W
1
– W
2
) + [P(1 – R) – E] ×A
Trong đó:
Q : lưu lượng nước rò rỉ phát sinh ra trong bãi rác (m
3
/ngày)
M : khối lượng rác trung bình ngày (t/ngày)
Nước thải phía
trên bãi rác
Nước từ vật liệu
phủ bề mặt
Nước từ chất thải
rắn
Nước có trong
bùn
Vật liệu phủ trung gian
Nước tiêu thụ trong quá trình
hình thành khí ở bãi rác
Nước bay hơi
Rác đã được nén
Nước thoát ra từ
phía đáy
Hình 7.6. Sơ đồ cân bằng nước
- 24 -
W
2
: độ ẩm của rác sau khi nén (%)
W
1
: độ ẩm của rác trước khi nén (%)
P : lượng mưa ngày trong tháng lớn nhất (mm/ngày)
R : hệ số thoát bề mặt, lấy theo bảng 7.6
E : lượng nước bốc hơi lấy bằng 5mm/ngày (thường 5 – 6 mm/ngày)
Bảng 7.6. Hệ số thoát nước bề mặt đối với các loại đất phủ
Loại đất trên bề mặt Hệ số thoát nước bề mặt
Đất pha cát, độ dốc 0 – 2%
Đất pha cát, độ dốc 2 – 7%
Đất pha cát, độ dốc > 7%
Đất chặt, độ dốc 0 – 2%
Đất chặt, độ dốc 2 – 7%
Đất chặt, độ dốc > 7%
0,05 – 0,10
0,10 – 0,15
0,15 – 0,2
0,13 – 0,17
0,18 – 0,22
0,25 – 0,35
Hệ thống thu gom nước rác: Khi sử dụng lớp chống thấm, nước rác sẽ được giữ trong bãi
chôn lấp và phải được thu đi nếu không nó sẽ chảy tràn ra các cạnh của lớp chống thấm. Bãi
chôn lấp rác thải hợp vệ sinh cần phải có một hệ thống thu gom nước rác từ đáy ô chôn lấp
và được tập trung dẫn về nơi xử lý trước khi xả ra ngoài . Hệ thống thu gom này bao gồm:
tầng thu gom nước rác và mạng lưới ống thu gom.
- Tầng thu gom nước rác được đặt ở trên đáy và thành ô chôn lấp và nằm trên tầng chống
thấm của đáy ô chôn lấp hoặc trên màng tổng hợp chống thấm tùy theo từng trường hợp.
Tầng thu gom nước rác phải có chiều dày ít nhất 50 cm với những đặc tính như sau:
- Có ít nhất 5% khối lượng hạt có kích thước ≤ 0,075mm
- Có hệ số thấm tối thiểu bằng 1.10
-2
cm/s
- Mạng lưới thu nước rác được đặt ở bên trong tầng thu gom nước rác như đã mô tả ở trên
phủ lên toàn bộ đáy ô chôn lấp. Mạng lưới đường ống thu nước rác này phải đáp ứng yêu cầu
sau:
- Có thành bên trong nhẵn và đường kính tối thiểu là 150mm
- Có độ dốc tối thiểu là 1%
- Lớp lọc bao quanh đường ống thu gom nước rác bao gồm: một lớp đất có độ hạt ít nhất
5% khối lượng là hạt có đường kính 0,075mm hoặc một màng lọc tổng hợp có hiệu quả lọc
- 25 -
tương đương để ngăn chặn sự di chuyển các hạt quá mịn xuống hệ thống thu gom sao cho
nước rác tự chảy nhanh nhất xuống hệ thống thu gom.
Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào những đặc trưng của bãi chôn lấp,
vì vậy khi thiết kế hệ thống thu gom nước rác phải tuân thủ theo các nguyên tắc cơ bản sau:
- Hệ thống thu gom nước rác phải được thiết kế và lắp đặt để hạn chế khả năng tích tụ nước
rác ở đáy ô chôn lấp. Thông thường, khi sử dụng lớp chống thấm, nước rác sẽ được giữ lại
trong bãi chôn lấp và phải được thu đi nếu không nó sẽ chảy tràn ra các cạnh của lớp chống
thấm. Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào những đặc trưng của bãi chôn
lấp nhưng có thể tuân thủ theo những hướng dẫn chung như sau :
- Hệ thống thu gom phải đủ lớn để có thể vận chuyển nước ra khỏi bãi. Điều này liên quan
nhiều đến số lượng ống và khoảng cách đặt ống.
- Hệ thống thu gom nước rác phải được thiết kế và lắp đặt để hạn chế khả năng tích tụ
nước rác ở đáy ô chôn lấp và phải có độ dốc tối thiểu 1%.
- Hệ thống thu gom phải có khả năng làm sạch vì chúng rất dễ bị bịt kín. Thường thường,
người ta sử dụng những ống được đục lỗ từ 15 – 20 cm có độ bền vững về mặt cấu trúc khi
đặt ở bất cứ độ sâu nào trong bãi chôn lấp. Nếu hệ thống thu gom này được đặt sâu trong bãi
chôn lấp có nén ép thì phải sử dụng ống dày hơn và phải thực hiện kỹ thuật làm đệm ống đặc
biệt để tránh vỡ ống dưới áp suất lớn. Hình dạng chung nhất của hệ thống thu gom nước rác
là chạy vòng quanh chu vi của bãi chôn lấp nhằm hạn chế dòng chảy đi khỏi bãi chôn lấp sau
này và sau đó hệ thống này chạy chéo nhau bên trong bãi chôn lấp với đủ đường ống để đưa
dòng nước rác lớn nhất ra khỏi bãi. Sơ đồ điển hình của hệ thống thu gom nước rác được thể
hiện ở hình 7.10a, các phương án bố trí thu gom nước rác được thể hiện ở hình 7.10b
Xử lý nước rác: để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, trước hết phải có được các số liệu về
thành phần và tính chất của nước rác. Các thành phần của nước rác cần phải được xác định
khi thiết kế trạm xử lý theo bảng 7.7.
Quá trình xử lý sơ bộ: Thông thường là các song chắn rác, hồ lắng sơ bộ, ở quá trình này
pH của nước rác thường 6,8 – 8, tuy nhiên giá trị của pH có thể thay đổi tùy thuộc vào thành
phần của rác thải và tính chất của nền đất.
Quá trình xử lý sinh học: Ở quá trình này, BOD, COD và các hợp chất của nitơ sẽ được
giảm. Các công trình thường sử dụng là bể aeroten, hồ thổi khí, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh
học… Tóm tắt cơ chế khử BOD trong nước rác được trình bày ở bảng 7.8.