Chương 1. Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu về rác thải, rác thải rác sinh hoạt, các nghiên cứu có liên quan Rác thải được xem là các thành phần thải bỏ trong các hoạt động đời sống, sản xuất, sinh hoạt, vui chơi và các hoạt động khác của xã hội. Rác thải có thể phân loại theo nhiều cách, theo nguồn gốc hình thành (rác sinh hoạt, công nghiệp, y tế, …), theo thành phần rác (rác nhựa, rác hữu cơ, rác nhựa …), theo mức độ an toàn (rác thông thường, rác nguy hại), theo thành phần cấu tạo (chất thải rắn, lỏng, khí), … kết hợp các phương thức trên lại tổ hợp thành các tên gọi khác nhau, thể hiện tính chất phức tạp, đa đạng của rác thải. Tùy theo thành phần mà rác thải có thể ở dạng phân hủy nhanh hay phân hủy chậm, rác có nguồn gốc hữu cơ có thời gian phân hủy nhanh, trong khi có những loại rác trơ phân hủy rất chậm hoặc gần như không phân hủy (như rác xây dựng, rác nhựa…), rác phóng xạ thì thời gian chuyển hoá rất lâu, có thể tồn tại đến cả nghìn năm.
Với thành phần rác hỗn hợp nhiều loại thì việc phân hủy, thay đổi thành phần rác cũng diễn ra tuần tự theo tốc độ phân hủy của từng loại, tuy nhiên có sự tác động lẫn nhau và của môi trường xung quanh. Tại Việt Nam, quá trình đô thị hóa, cùng với việc tăng trưởng kinh tế và dân số một cách nhanh chóng đang tạo ra lượng chất thải ngày càng tăng cao, với khối lượng phát sinh chất thải ở Việt Nam tăng gấp đôi trong vòng chưa đầy 15 năm. Tổng lượng chất thải phát sinh trong năm 2015 ước đạt trên 27 triệu tấn. Với tốc độ tăng trưởng dự báo về phát sinh chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là 8.4%/năm đối với khu vực đô thị và tổng mức độ tăng dự báo khoảng 5% mỗi năm, tổng lượng chất thải ước tính trên cả nước tăng lên 54 triệu tấn vào năm 2030 [6].
Trong số các phương pháp xử lý chất thải [6-10], bãi chôn lấp thường được sử dụng để xử lý CTRSH vì đây là một phương pháp đơn giản và hiệu quả về chi phí [10, 11]. Đến nay, trên thế giới có chục nghìn bãi chôn lấp đang hoạt động, đóng cửa và bị bỏ hoang. Ở Việt Nam, khoảng 60-70% CTRSH thu gom được xử lý bằng phương pháp chôn lấp, trong khi chất thải còn lại được thải ra môi trường xung quanh hoặc tự do chuyển đến các khu vực có nhu cầu (ví dụ: chất thải rắn xây dựng). Trong số 660 bãi chôn lấp, chỉ có 30% trong số đó được phân loại là bãi chôn lấp hợp vệ sinh [6].
Theo Võ Thế Hùng T r a n g 1 / 85 Luận văn thạc sỹ kế hoạch định hướng của Chính phủ, đến năm 2025 chỉ còn dưới 30% CTRSH sẽ được chôn lấp trực tiếp vào các bãi chôn lấp. Đây là thách thức vô cùng lớn không chỉ đối với cơ quan quản lý mà còn cả xã hội do lượng rác thải phát sinh quá lớn. Việc thiết kế và vận hành các bãi chôn lấp có thể là một thách thức đối với kỹ thuật vì các đặc tính địa kỹ thuật phức tạp và ứng xử cơ học của CTRSH gây ra một số vấn đề (độ ổn định của mái dốc, rò rỉ nước rác, lún sụt nền đất …[13]). Trong số các đặc tính địa kỹ thuật của CTRSH, chẳng hạn như thành phần chất thải, trọng lượng đơn vị, độ dẫn thủy lực, độ bền cắt và khả năng nén… khối lượng thể tích rác (KLTTR) hay dung trọng rác được coi là yếu tố quan trọng cho thiết kế bãi chôn lấp cũng như việc cấp phép, quản lý bãi chôn lấp và tính toán tối ưu công suất bãi chôn lấp [14, 15].
Khối lượng thể tích rác chính là thông số cơ bản quyết định các phương án bố trí nhằm đảm bảo các yếu tố an toàn công trình, cũng như an toàn môi trường. KLTTR có thể khác nhau giữa các khu vực tùy thuộc vào các khác biệt như: - Điều kiện khí hậu, điều kiện hoạt động; - Thành phần chất thải, điều kiện tiếp nhận, lưu chứa, thời gian lưu chứa; và phương pháp thử nghiệm, nó dẫn đến các giá trị khác nhau được báo cáo trong các tài liệu đã công bố [15, 16]. Để đảm bảo an toàn về kết cấu, các giá trị thích hợp của khối lượng thể tích chất thải rắn đô thị phải được lựa chọn dựa trên khả năng thay đổi của dữ liệu CTRSH tại một bãi chôn lấp cụ thể. Điều tra thực nghiệm thể hiện các tài liệu đã công bố thì có sự thay đổi lớn giá trị trọng lượng đơn vị của CTRSH từ 8 - 21 kN/m3.
Theo số liệu chính thức của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Bộ Xây dựng Việt Nam (Thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD), KLTTR dao động từ 5.0 kN/m3, có sự khác biệt lớn giữa công bố của cơ quan chức năng và giá trị khảo sát thực tế đã công bố của các nhà nghiên cứu, điều này có thể dẫn đến có sự sai lệch trong cách tiếp cận trong công tác khảo sát, thiết kế, quản lý, vận hành, tối ưu công suất tiếp nhận cũng như phương án tái sử dụng các bãi chôn lấp và công trình xử lý chất thải có liên quan. Cần có thí nghiệm, nghiên cứu, đánh giá lại KLTTR thực tế của rác thải trong các bãi chôn lấp tại Việt Nam từ đó đưa ra các khuyến cáo phù hợp cho công tác quản lý chất thải có liên quan. Võ Thế Hùng T r a n g 2 / 85 Luận văn thạc sỹ Về thành phần chất thải chôn lấp, qua khảo sát tại 6 thành phố (Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, TP.HCM và Bắc Ninh) từ Bắc vào Nam [19] cho thấy có sự khác biệt về thành phần chất thải như Hình 1.1 bên dưới, sự khác biệt về thành phần kết hợp với sự khác nhau về quá trình, điều kiện tiếp nhận, phân loại, chôn lấp, phân hủy … tất yếu sẽ dẫn đến sự khác biệt về tính chất cơ lý của rác trong các công trình lưu chứa.1 Thành phần rác thải sinh hoạt ở một số tỉnh thành Việt Nam [19] Các nghiên cứu thực nghiệm về CTRSH trên thế giới cho thấy giá trị khối lượng thể tích thay đổi từ 8 - 21 kN/m3 [17], điều này phụ thuộc khá nhiều vào sự phân hủy, lão hóa của rác và lún sụt, sắp xếp thành phần khung hạt của CTRSH. Đối với CTRSH mới đổ, khối lượng thể tích thường bị ảnh hưởng bởi các lớp đất phủ, kỹ thuật đầm nén và thành phần chất thải với giá trị trọng lượng khoảng 9 kN/m3 đối với chất thải khô và 16-20 kN/m3 đối với chất thải phân hủy [18].
Hơn nữa, chiều cao của bãi chôn lấp và khu vực lưu chứa, điều kiện phân hủy (như việc thu, xử lý nước rác, tiêu thoát khí sinh học) cũng có thể dẫn đến sự thay khối lượng thể tích CTRSH [15, 16]. Khối lượng thể tích của CTRSH có thể thay đổi do một số yếu tố hoặc sự tổ hợp của các yếu tố đã nêu. Hiện tại, tại Việt Nam gần như không có nghiên cứu độc lập được thực hiện để xác định KLTTR, đồng thời cũng chưa có phương pháp chuẩn nào được thiết lập để đánh giá, xác định KLTTR. Võ Thế Hùng T r a n g 3 / 85 Luận văn thạc sỹ 1.2 Hiện trạng công tác quản lý, thiết kế công trình xử lý chất thải, bãi chôn lấp chất thải Như đã nêu ở trên, CTRSH theo qui định tại Thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT- BXD có KLTTR dao động từ 5.0 kN/m3, việc thiết kế các công trình xử lý chất thải có liên quan thường sử dụng thông số này để tính toán (tùy trường hợp tính toán, tổ hợp lực bất lợi mà lựa chọn giá trị phù hợp).
Đối với các bãi chôn lấp tiếp nhận CTRSH thì khối lượng thể tích dùng để tính toán thường lấy là 9.0 kN/m3 (giá trị này được tính toán từ qui trình chôn lấp thông thường với 2m chất thải chôn lấp thì có 0.2 m đất phủ, trong đó KLTTR là 8.0 kN/m3 và đất phủ có trọng lượng đơn vị là 18. Gía trị KLTTR này thường là giá trị để tính toán ổn định công trình (trượt, lún sụt), kết cấu công trình (độ bền các lớp chống thấm, hệ thống đường ống thu nước rác, thu khí rác…) và các tính toán khác có liên quan thiết kế bãi chôn lấp.2 Rác san ủi, chôn lấp trong bãi chôn lấp, che phủ bạt và đất Trong khi đó, việc cấp phép các công trình xử lý chất thải, nhất là các bãi chôn lấp chất thải thì theo qui định tại Thông tư 02/2022/TT-BTNMT, các bãi chôn lấp chất thải sẽ được cấp phép theo dung tích lưu chứa, cụ thể qui định tại điều 32 của Thông tư, việc đóng bãi chôn lấp tiến hành khi “Lượng chất thải rắn sinh hoạt được chôn lấp trong bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt đã đạt dung tích lớn nhất theo khả năng tiếp nhận đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt”. Trong khi chi phí xử lý CTRSH tính theo trọng lượng đơn vị là kg hoặc tấn, theo công bố chi phí xử lý rác thải sinh hoạt của Bộ Xây dựng cho từng phương pháp, hình thức xử lý (văn bản số 1354/QĐ-BXD ngày Võ Thế Hùng T r a n g 4 / 85 Luận văn thạc sỹ 29/12/2017) là từ 100,000 đến 500,000 đồng/tấn tùy theo hình thưc xử lý và khối lượng xử lý. Tương tự như công bố của Bộ Xây dựng, các tỉnh thành cũng công bố chi phí xử lý rác theo tấn; như tại Thành phố Hồ Chí Minh, theo quyết định số 38/2018/QĐ-UBND ngày 22/10/2018, đơn giá xử lý rác cao nhất mà ngân sách chi trả là 475,000 đồng/tấn; tỉnh Đồng Nai theo quyết định số 3794/QĐ-UBND ngày 16/10/2020, đơn giá xử lý rác từ 296,000 đến 496,000 đồng/tấn tùy theo hình thức xử lý.
Một cách cơ học thì việc qui đổi khối lượng rác và thể tích thực hiện thông qua giá trị khối lượng đơn vị, khối lượng đơn vị không chính xác sẽ dẫn đến tranh cãi giữa các bên trong thiết kế, vận hành, quản lý chất thải là tất yếu. Do đó, đề tài “Đặc tính về dung trọng của chất thải rắn đô thị ở các vùng phía Nam Việt Nam và các vấn đề quản lý chất thải có liên quan” được chọn thực hiện là cần thiết. Võ Thế Hùng T r a n g 5 / 85 Luận văn thạc sỹ Chương 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu, mục tiêu và nhiệm vụ, phạm vi nghiên cứu, cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học 2.