Bãi thải

Hoạt động

Thông thường, các tổ chức quản lý của các bãi chôn lấp chất thải không nguy hại đáp ứng thông số kỹ thuật được xác định trước bằng cách áp dụng các kỹ thuật để:
1. Chất thải bị giới hạn như một khu vực nhỏ càng tốt
2. Thu gọn chất thải để giảm khối lượng
3. Phủ lên chất thải (thường là hàng ngày) bằng lớp đất đá
Trong hoạt động bãi rác, người ta sử dụng thang chia độ hoặc cân có thể cân được phương tiện thu thải và nhân viên có thể kiểm tra tải trọng đối với chất thải mà không phù hợp với các tiêu chuẩn của bãi thải. Sau đó, các phương tiện thu thải sử dụng mạng lưới giao thông trên đường đến công trường, nơi mà chất thải được dở xuống. Sau khi tải được dở xuống, máy ép hay máy ủi có thể nén và thu gọn chất thải trên công trường.Trước khi rời khỏi bãi rác, xe thu gom rác thải có thể đi qua một máy làm sạch bánh xe (vì trên bánh xe của xe chở rác có thể có chứa rác thải mà nguy hiểm hơn là các chất thải nguy hại). Nếu cần thiết, họ quay trở lại cầu cân để tái cân mà trước đó xe đã được cân ở trạng thái không tải của chúng. Quá trình cân nặng có thể lắp ráp các may để thống kê để kiểm soát tải trọng rác thải hàng ngày, mà cơ sở dữ liệu có thể giữ cho lưu trữ hồ sơ. Ngoài xe tải, một số bãi rác có thể có thiết bị để xử lý các thùng chứa rác thải.Việc sử dụng "đường sắt-đường" cho phép các bãi chôn lấp được đặt tại nhiều địa điểm ở xa, không cần phải có một số lượng lớn xe tải tham gia vào hệ thống xử lý.
Thông thường, trong quá trình làm việc, các chất thải nặng được bao phủ với đất hoặc vật liệu thay thế hàng ngày. Vật liệu chất thải phủ thay thế bao gồm gỗ sứt mẻ hoặc "chất thải xanh" khác, một vài phun sản phẩm bọt, hóa học "cố định" chất rắn sinh học, và vải phủ tạm thời. Vải phủ tạm thời có thể được phủ ở vị trí chứa rác thải vào ban đêm và loại bỏ  sau đó ngày hôm sau trước khi qua vị trí khác.  Một vài khu vực được dùng để chứa rác hàng ngày bởi các chất thải đầm và vật liệu phủ được gọi là bãi chứa di động. nén chất thải là rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của các bãi rác. Các yếu tố như nén chất thải, chất thải dày lớp và số lượng đi của máy nén trong chất thải ảnh hưởng đến mật độ chất thải.

Ưu điểm khi sử dụng các bãi chôn lấp rác

Bãi chôn lấp hầu như hoạt động theo cách tiết kiệm chi phí hiệu quả nhất để xử lý chất thải, đặc biệt là ở các nước như Hoa Kỳ với không gian rộng mở. Trong khi phục hồi tài nguyên và thiêu đốt cả hai yêu cầu đầu tư mở rộng cơ sở hạ tầng, và phục hồi vật liệu cũng đòi hỏi nhân lực rộng lớn để duy trì, các bãi chôn lấp ít cố định hoặc đang diễn ra, chi phí, cho phép họ cạnh tranh thuận lợi. Ngoài ra, khí bãi rác có thể được nâng cấp để sử dụng-mà khí tự nhiên khí bãi rác là một nguồn thu nhập tiềm năng.

Tác động môi trường và xã hội

Bãi rác có khả năng gây ra một số vấn đề. phá vỡ cơ sở hạ tầng, như làm hỏng đường để có thể đi vào đường bộ do xe nặng, có thể xảy ra. Ô nhiễm đường địa phương và các dòng nước từ bánh xe trên xe khi họ rời khỏi bãi rác có thể là đáng kể và có thể được giảm nhẹ bằng các hệ thống rửa bánh xe. Ô nhiễm môi trường địa phương, như ô nhiễm nguồn nước ngầm hoặc các tầng chứa nước hoặc ô nhiễm đất có thể xảy ra, là tốt. Những nỗ lực lớn được thực hiện để nắm bắt và xử lý nước thải từ bãi rác trước khi nó đạt đến các tầng chứa nước ngầm, nhưng thiết kế lót luôn luôn có tuổi thọ, mặc dù nó có thể là 100 năm hoặc hơn. Cuối cùng, mỗi lót bãi rác sẽ bị rò rỉ, cho phép nước thải gây ô nhiễm nước ngầm.
Mêtan được tạo ra  tự nhiên bởi phân hủy chất thải hữu cơ tại bãi rác. Nó là một loại khí nhà kính mạnh, và chính nó có thể là một mối nguy hiểm bởi vì nó là chất dễ cháy và phát nổ. Trong các bãi chôn lấp được quản lý đúng cách, khí được thu thập và sử dụng. Điều này có thể dao động từ đốt đơn giản để tận dụng khí bãi rác.
Bãi thải hoạt động kém có thể trở nên rắc rối vì chuột và ruồi có thể gây ra các bệnh truyền nhiễm. Sự xuất hiện của các loài như vậy có thể được giảm nhẹ thông qua việc sử dụng các vật dụng bao phủ hằng ngày
Các vấn đề tiềm tàng khác bao gồm gián đoạn động vật hoang dã, bụi, mùi hôi, ô nhiễm tiếng ồn, và giảm giá trị tài sản tại địa phương.

Khí bãi rác

Thành phần các khí chủ yếu sinh ra từ bãi thải bao gồm: NH3, CO2, CO, H2, H2S, CH4, N2 và O2. Khí CH4 và CO2 lá các khí chính sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong rác. Nếu khí CH4 tồn tại trong không khí ở nồng độ từ 5 – 15% sẽ phát nổ. Do hàm lượng O2 tồn tại trong bãi thải ít nên khi nồng độ khí CH4 đạt ngưỡng tới hạn vẫn ít có khả năng gây nổ bãi thải. Tuy nhiên, nếu các khí bãi thải thoát ra bên ngoài và tiếp xúc với không khí, có khả năng hình thành hỗn hợp khí metan ở giới hạn gây nổ. các khí này cùng tồn tại trong nước rỉ rác với nồng độ tùy thuộc vào nồng độ của chúng trong pha khí khi tiếp xúc với nước rỉ rác.

Cơ chế hình thành khí trong bãi thải

-Giai đoạn I: phân huỷ hiếu khí
Giai đoạn này có thể kéo dài từ một vài ngày cho đến vài tháng, phụ thuộc vào tốc độ phân huỷ. Trong giai đoạn này các thành phần hữu cơ phân huỷ dưới điều kiện hiếu khí bởi vì một lượng không khí bị giữ lại trong bãi rác trong quá trình chôn lấp. Nguồn vi sinh vật chủ yếu thực hiện quá trình phân huỷ chất thải có trong đất làm vật liệu bao phủ mỗi ngày, có trong thành phần hữu cơ của rác ngay từ khi rác được thu gom.
-Giai đoạn II: Giai đoạn phân huỷ kỵ khí
Khi ôxy trong rác bị cạn kiệt thì sự phân huỷ chuyển sang dạng phân huỷ kỵ khí. Khi bãi rác bắt đầu chuyển sang phân huỷ kỵ khí thì nitrate và sulfate (những chất nhận điện tử trong các phản ứng chuyển hoá sinh học) thường bị khử thành khí nitrogen N2 và H2S. Khi thế oxi hoá khử giảm, cộng đồng vi khuẩn thực hiện quá trình thuỷ phân và chuyển hoá các hợp chất cao phân tử (lipid, polysacchrides, proteins, nucleic acids) do các enzyme trung gian thành các hợp chất đơn giản hơn thích hợp cho các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất đơn giản này như nguồn năng lượng và carbon cho tế bào của chúng. Trong giai đoạn II pH của nước rò rỉ sẽ giảm xuống do sự hình thành các acid hữu cơ và ảnh hưởng của sự tăng nồng độ CO2 trong bãi rác.
-Giai đoạn III: Lên men acid
Trong bước này xảy ra sự biến đổi các hợp chất hình thành ở bước trên thành các chất trung gian phân tử thấp như là axit axetic. CO2 là khí chủ yếu hình thành trong giai đoạn III này, một lượng nhỏ H2, H2S cũng được hình thành. Vi sinh vật hoạt động trong giai đoạn này chủ yếu là tuỳ tiện và hiếu khí. pH của nước rò rỉ sẽ giảm xuống đến giá trị < 5
do sự có mặt của các acid hữu cơ và CO2 trong bãi rác. BOD5, COD và độ dẫn điện tăng lên đáng kể trong suốt giai đoạn III do sự hoà tan các acid hữu cơ vào trong nước rò rỉ. Do pH của nước rò rỉ thấp nên một số thành phần vô cơ, chủ yếu là kim loại nặng sẽ được hoà tan trong giai đoạn III này.
-Giai đoạn IV: Lên men Methanen (CH4)
Trong giai đoạn này các vi sinh vật hoạt động mạnh trong giai đoạn này là vi sinh vật kỵ khí được gọi là vi khuẩn methane. Trong giai đoạn này, sự hình thành methane và acid diễn ra đồng thời mặc dù sự hình thành acid giảm đáng kể. Do các acid và hydrogen bị chuyển hoá thành CH4 và CO2 nên pH nước rò rỉ trong bãi rác sẽ tăng lên để đạt giá trị trung bình hoá từ 6,8 đến 8. Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng và độ dẫn điện của nước rò rỉ giảm xuống.
-Giai đoạn V: Giai đoạn ổn định
Giai đoạn ổn định xảy ra sau khi các vật liệu hữu cơ dễ phân huỷ sinh học được chuyển hoá thành CH4 và CO2 trong giai đoạn IV. Một nhóm vi khuẩn hiếu khí sẽ bắt đầu có mặt và oxy hoá mêtan thành CO2. Trong suốt giai đoạn ổn định, nước rò rỉ thường chứa acid humic và acid fulvic rất khó cho quá trình sinh học diễn ra tiếp nữa. Các giai đoạn này xảy ra theo những khoảng thời gian khác nhau tuỳ thuộc vào sự phân bố thành phần chất hữu cơ trong bãi chôn lấp, vào lượng chất dinh dưỡng, đổ ẩm của rác thải, độ ẩm của khu vực chôn lấp và mức độ ép rác. Nếu không đủ ẩm, tốc độ sinh khí bãi chôn lấp sẽ giảm. Sự gia tăng mật độ chôn lấp rác sẽ làm giảm khả năng thấm ướt chất thải trong bãi chôn lấp và dẫn đến giảm tốc độ chuyển hoá sinh hoá sinh học và sinh khí. Để giảm thiểu ô nhiễm do khí sinh ra từ quá trình phân huỷ phân chất hữu cơ cần có biện pháp thu gom và xử lý một cách hiệu quả.

Khí được tạo ra tại các bãi chôn lấp do sự phân hủy yếm khí bởi các vi khuẩn. Trong một bãi rác được quản lý đúng cách khí này được thu gom và sử dụng. Mục đích sử dụng của nó dao động từ đốt đơn giản cho việc sử dụng khí bãi rác vào sản xuất điện. giám sát khí bãi rác cảnh báo nhanh sự xuất hiện của một gia tăng của khí đến một mức độ độc hại. Ở một số nước, phục hồi khí bãi rác được mở rộng; tại Hoa Kỳ, ví dụ, hơn 850 bãi rác có hệ thống thu hồi khí hoạt động bãi rác.

Canada

Các bãi chôn lấp ở Canada được quy định bởi cơ quan cấp tỉnh về môi trường và các hoạt động bảo vệ môi trường (EPA). Cơ sở cũ có xu hướng giảm theo các tiêu chuẩn hiện hành và được kiểm soát chặt chẽ. Một số địa điểm cũ đã được chuyển đến các khu đất trống.

Liên Minh châu Âu

Trong Liên minh châu Âu, các quốc gia độc lập có nghĩa vụ ban hành luật để tuân thủ với các yêu cầu và nghĩa vụ của các bãi rác ở khu vực châu Âu. Tại Vương Quốc Anh thì điều này là Chương trình thực hiện chất thải.

Vương quốc Anh

Thực hiện việc chôn lấp ở Anh đã phải có những sự thay đổi trong những năm gần đây để đáp ứng những thách thức của các bãi rác thuộc khu vực liên minh châu Âu. Vương Quốc Anh hiện áp đặt thuế bãi rác khí thải phân hủy sinh học được đưa vào các bãi chôn lấp. Ngoài này Đề án Thương mại bãi rác Trợ cấp đã được thành lập cho chính quyền địa phương để giao hạn ngạch bãi rác ở Anh. Một hệ thống khác nhau hoạt động ở xứ Wales, nơi nhà chức trách không thể 'thực hiện đàm phán' giữa họ, nhưng có các khoản phụ cấp được gọi là dự án bãi rác.

Hoa Kỳ

Bãi rác của Hoa Kỳ được quy định bởi cơ quan môi trường của từng bang, trong đó thiết lập nguyên tắc tối thiểu.Tuy nhiên, không một yếu tố nào trong số các tiêu chuẩn này có thể giảm xuống dưới những quy định của Cơ quan Hoa Kỳ Bảo vệ Môi trường (EPA).
Việc cấp phép một bãi rác thường mất từ 5-7 năm, chi phí hàng triệu đô la và đòi hỏi phải thực hiện nghiêm ngặt, kỹ thuật và nghiên cứu môi trường và các cuộc biểu tình để đảm bảo vấn đề môi trường và an toàn hài lòng từ phía địa phương địa phương,

Chủ đề về vi sinh vật

Tình trạng của một loạt các bãi rác chứa vi sinh vật có thể xác định hiệu quả tiêu hóa của nó.
Vi khuẩn tiêu hóa nhựa đã được tìm thấy ở bãi rác.

Khai thác vật liệu

Bãi rác có thể được coi là một nguồn hữu hiệu và phong phú của vật liệu và năng lượng. Trong thế giới đang phát triển, phân loại rác thường xuyên, phân loại rác cho vật liệu vẫn còn sử dụng được. Trong một bối cảnh thương mại, bãi rác cũng đã được khai thác bởi các công ty, và nhiều người đã bắt đầu thu hoạch vật liệu và năng lượng. Cơ sở thương mại khác bao gồm lò đốt chất thải đã được xây dựng trong phục hồi nguyên liệu, phục hồi các nguyên liệu này có thể thông qua việc sử dụng các bộ lọc (lọc điện, than hoạt tính và bộ lọc kali, dập tắt, HCL-máy giặt, SO2, máy giặt...)

Tái chế

Tái chế chất thải rắn là một lựa chọn mà nhiều thành phố đã khám phá trong những năm gần đây. Nó không chỉ tạo điều kiện xử lý,  tiết kiệm năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Ví dụ, để lấy lại lượng nhôm trong một chiếc lon nhôm, người ta cần cung cấp 10% năng lượng cần thiết để làm ra một lượng nhôm như vậy từ quặng nguyên chất. Đồng thời quặng được lưu lại, và tình trạng ô nhiễm do khai thác mỏ và chế biến sẽ được giải quyết. Làm thanh thép từ phế liệu đòi hỏi ít hơn 74% năng lượng và lượng nước ít hơn 50%, trong khi giảm lượng phát thải khí gây ô nhiễm là 85% và khai thác chất thải bằng 95%.
Tương tự như vậy, bùn từ nước thải được xử lý có thể được sử dụng cho phân bón, nhưng nó lại được đổ trên biển, trên đất trống (xem thoát nước) do ít tốn kém. Bùn đổ đã giết chết các sinh vật biển và đe dọa bãi biển dọc theo bờ biển phía Đông; nơi khác tại Hoa Kỳ nó là một mối phiền toái phát triển. Giữa năm 1975 và 1985, lượng bùn đổ vào Hoa Kỳ vùng nước ven biển tăng 60%; những ảnh hưởng của bán phá giá và bất hợp pháp bán phá giá vẫn đang cảm thấy mặc dù thực tế rằng nó là bất hợp pháp kể từ đầu năm 1992. Tái chế và ủ chăm sóc 2,7% chất thải rắn đô thị.

Công nghệ mới

Chính phủ liên bang hiện nay cung cấp hỗ trợ cho các địa phương trong việc phát triển các phương tiện mới thu hồi vật liệu và năng lượng từ chất thải rắn, và khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân để tìm kiếm mục tiêu tương tự. Một kỹ thuật được công bố  liên quan đến việc tăng cường đốt chất thải để sản xuất nhiệt để tạo ra điện. Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn thứ hai là nhiệt phân, phân hủy nhiệt của các chất thải với số lượng kiểm soát oxy hóa dầu để sản xuất có giá trị. Một phương pháp làm giảm chất thải rắn là để thay thế bao bì polystyrene với gói ít cồng kềnh thực hiện chủ yếu của giấy. áp dụng rộng rãi các tiến trình như vậy đang được ủng hộ không chỉ để giảm bớt ô nhiễm môi trường do chất thải rắn, nhưng cũng để bảo tồn tài nguyên thiên nhiên.

Lựa chọn thay thế

Ngoài việc dư thừa chiến lược giảm thiểu và tái chế, có những lựa chọn thay thế khác nhau để các bãi chôn lấp, bao gồm cả các phương pháp biến chất thải thành năng lượng đốt, kỵ khí, ủ, xử lý sinh học cơ khí, nhiệt phân và plasma hồ quang khí hóa, mà tất cả đều bắt đầu tự khẳng định trên thị trường. Tùy thuộc vào kinh tế địa phương và các ưu đãi, chúng có thể được thực hiện tài chính hấp dẫn hơn các bãi chôn lấp.

Hạn chế

Các quốc gia như Đức, Áo, Thụy Điển, Đan Mạch, Bỉ, Hà Lan, và Thụy Sĩ,... đã cấm việc xử lý chất thải chưa được xử lý tại bãi chôn lấp. Ở những nước này, chỉ có tro đốt hoặc đầu ra ổn định của nhà máy xử lý sinh học cơ thể vẫn còn được giữ lại.

Đốt tạo tro

Để giảm số lượng lớn các chất thải rắn ta đốt bằng giấy, nhựa, và các thành phần khác thường viện đến, hoặc trong bãi mở hoặc lò đốt. Tro bay, khí độc và chất gây ô nhiễm hóa học do đó có thể được thả vào không khí (xem ô nhiễm không khí). Tuy nhiên, các kỹ thuật mới cho thấy chất gây ô nhiễm từ đống lò đốt đang được phát hiện. Thiêu hủy rác thải điển hình làm giảm trọng lượng và khối lượng của nó bằng nhiều như 80%. Khoảng 15,9% chất thải rắn đô thị được đốt.

Nước rỉ rác

-Nước rác tươi (nước rỉ rác khi không có mưa).
-Nước rác khi có nước mưa: nước mưa thấm qua bãi rác và hoà lẫn nước rác.
Nước rác phát sinh từ các bãi thải cũ, đã đóng cửa hoặc ngừng hoạt động; thành phần và tính chất loại nước rác này phụ thuộc vào thời gian đã đóng bãi, mức độ phân huỷ các thành phần hữu cơ trong bãi rác.Nước rác phát sinh từ các bãi thải đang hoạt động và vận hành

Lưu lượng và nồng độ nước rác tươi

Nước rác tươi thường có lưu lượng nhỏ, nồng độ các chất ô nhiễm cao.
Nước rỉ rác có thành phần BOD, COD, N- NH3 và thành phần kim loại nặng cao. Ví dụ: thành phần nước rỉ rác đầu vào ở Trạm xử lý nước rác Nam Sơn có các thông số ô nhiễm rất cao: COD 32.000 mg/l, BOD 8000 mg/l, N-Nh3 8000 mg/l. Kết quả nghiên cứu Trung tâm môi trường ECO (TP Hồ Chí Minh) cho thấy, trong nước rỉ rác, hàm lượng chất hữu cơ không có khả năng phân huỷ sinh học chiếm tỷ lệ cao, hàm lượng nitơ tổng rất lớn (có trường hợp lên đến 3.2000 mg/l). Do đó, nước rỉ rác sau khi xử lý sinh học thường có hàm lượng COD dao động trong khoảng 400–500 mg/l (chủ yếu là lượng COD trơ).

Lưu lượng và nồng độ nước rác khi có mưa

Lưu lượng nước mưa thường rất lớn so với nước rác, có thể gấp hàng trăm thậm chí tới hàng ngàn lần, phụ thuộc vào thời gian và cường độ mưa. Lưu lượng nước rác khi có mưa phụ thuộc vào nhiều yếu tố: (1) Thời gian và cường độ mưa; (2) diện tích lưu vực, (3) hệ số thấm của bãi rác đối với nước rác: độ rỗng xốp của bãi rác, kích thước và thành phần vật liệu trong bãi rác, (4) các khoáng chất, hàm lượng muối và các chất dễ hoà tan có trong bãi rác; (5) cấu tạo và thông số kỹ thuật của bãi rác: chiều dày chôn lấp, cấu tạo và chiều dày các lớp phủ trung gian, lớp phủ bề mặt; cấu tạo các lớp chống thấm thành và đáy bãi thải
Nước rác khi có mưa ban đầu nồng độ các chất ô nhiễm cao. Ngoài ra các chất ô nhiễm của rác tươi, nước mưa do lưu lượng và tốc độ thấm lớn dễ cuốn trôi các thành phần khoáng chất, các muối dễ hòa tan và các chất ô nhiễm khác có trong bãi rác. Sau đó, nồng độ các chất ô nhiễm có xu hướng giảm dần nếu trận mưa vẫn tiếp tục.
Thực tế cho thấy, đối với các trạm xử lý nước rác hiện nay, các nhà thiết kế mới chỉ tính đến lưu lượng nước rỉ rác, còn nước mưa đặc biệt là những khi có trận mưa lớn, lưu lượng này chưa được xem xét và tính toán một cách thấu đáo. Đối với các BCL đang hoạt động, vấn đề tách riêng lượng nước mưa ra khỏi nước rác là không thể; vì hầu hết các BCL đều không có mái che. Hơn nữa do tính chất hoạt động thường xuyên cũng như tính đặc thù của BCL, cần tính toán cả lưu lượng nước mưa và lưu lượng nước rác; cũng như nghiên cứu sự thay đổi về lưu lượng, nồng độ của nước rác khi có mưa. Vấn đề này cần được tiếp tục nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý nước rác.