DÂY LƯNG & VÍ DA CHẤT LƯỢNG CAO THƯƠNG HIỆU H2


GIS HỖ TRỢ QUI HOẠCH BÃI CHÔN LẤP RÁC

GS.TSKH. BÙI VĂN GA, NGUT. NGUYỄN NGỌC DIỆP,
BÙI THỊ MINH TÚ, NGUYỄN TRUNG DŨNG
Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường-Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt: Trên cơ sở kinh nghiệm của các nước phát triển, báo cáo này đề xuất qui trình xử lý chất thải rắn đô thị phù hợp cho thành phố nước ta, đó là phân loại rác tại nguồn, sản xuất phân vi sinh và chôn lấp. Một phần mềm chạy trong môi trường MAPINFO được thiết lập để hỗ trợ các cơ quan quản lý trong xác định địa điểm xây dựng bãi chôn lấp rác tối ưu trên quan điểm kinh tế chất thải và phát triển bền vững.
1. Giới thiệu
            Việc xử lý chất thải rắn một cách hợp lý đã và đang đặt ra những vấn đề bức xúc đối với hầu hết các tỉnh, thành của nước ta. Lâu nay, rác thải thường được chôn lấp ở các bãi rác hở hình thành một cách tự phát. Hầu hết các bãi rác này đều thiếu hoặc không có các hệ thống xử lý ô nhiễm lại thường đặt gần khu dân cư, gây những tác động tiêu cực đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng.  Mặt khác, sự gia tăng nhanh chóng của tốc độ đô thị hóa và mật độ dân cư ở các thành phố đã gây ra những áp lực lớn đối với hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị hiện nay. Việc lựa chọn công nghệ xử lý rác và qui hoạch bãi chôn lấp rác một cách hợp lý vì vậy có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với công tác bảo vệ môi trường.
            Công nghệ xử lý chất thải rắn thường được phối hợp giữa chôn lấp và đốt hay sản xuất phân vi sinh. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần được xem xét trên cả hai phương diện kinh tế lẫn môi trường dựa trên những tiêu chí của kinh tế chất thải.
            Qui hoạch bãi chôn lấp rác theo phương pháp cổ điển dựa trên phương pháp chập các bản đồ tiêu chí để loại bỏ các vùng hạn chế. Cách làm thủ công này nay không còn phù hợp bởi lẽ việc tối ưu hóa sử dụng đất đai đô thị cũng như các tiêu chí bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe đòi hỏi mức độ chính xác cao hơn trong qui hoạch bãi chôn lấp rác.
2. Kinh nghiệm của các nước trong khu vực
           
            Những nước đang phát triển trong khu vực đã quan tâm từ rất sớm việc xử lý chất thải rắn. Singapore là một ví dụ điển hình. Là một nước nhỏ, Singapore không có nhiều đất đai để chôn lấp rác như những quốc gia khác nên đã kết hợp xử lý rác bằng phương pháp đốt và chôn lấp. Cả nước Singapore có 3 nhà máy đốt rác. Những thành phần chất thải rắn không cháy được chôn lấp ở bãi chôn lấp rác ngoài biển.
            Bãi chôn lấp rác Semakau được xây dựng bằng cách đắp đê ngăn nước biển ở một đảo nhỏ ngoài khơi Singapore (hình 1). Rác thải từ các nguồn khác nhau được đưa đến trung tâm phân loại rác. Ở đây rác được phân loại ra những thành phần cháy được và thành phần không cháy được. Những chất cháy được được chuyển tới các nhà máy đốt rác còn những chất không cháy được được chở đến cảng trung chuyển, đổ lên xà lan để chở ra khu chôn lấp rác. Ở đây rác thải lại một lần nữa chuyển lên xe tải để đưa đi chôn lấp.
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen1.jpg
Hình 1: Bãi chôn lấp rác Semakau Singapore
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen2.jpg
Hình 2: Qui trình xử lý rác ở
Thái Lan
Tổ chức xử lý rác của Singapore sẽ tiết kiệm được đất đai xây dựng bãi chôn lấp rác. Tuy nhiên các giải pháp này rất tốn kém, đòi hỏi đầu tư ban đầu rất lớn. Các công đoạn của hệ thống quản lý rác hoạt động  phải hết sức nhịp nhàng và ăn khớp với nhau từ khâu thu gom, phân loại, vận chuyển đến tận khi xử lý bằng đốt hay chôn lấp. Xử lý khí thải từ các lò đốt rác cần phải được thực hiện một cách triệt để theo qui trình nghiêm ngặt để tránh sự chuyển dịch ô nhiễm từ dạng rắn sang dạng khí. Xây dựng  bãi chôn lấp rác trên biển sẽ tiết kiệm được đất đai trong đất liền và mở rộng thêm đất khi khi đóng bãi. Tuy nhiên để xây dựng được những bãi chôn lấp rác như vậy cần có sự đầu tư khổng lồ để đảm bảo sự an toàn trong quá trình vận hành bãi cũng như việc xử lý môi trường.
            Ở Thái Lan sự phân loại rác được thực hiện ngay từ nguồn. Người ta chia ra 3 loại rác và bỏ vào 3 thùng riêng: những chất có thể tái sinh, thực phẩm và các chất độc hại. Rác tái sinh sau khi được phân loại sơ bộ ở nguồn phát sinh được chuyển đến nhà máy phân loại rác để tách ra các loại vật liệu khác nhau sử dụng trong tái sản xuất. Chất thải thực phẩm được chuyển đến nhà máy chế biến phân vi sinh. Những chất còn lại sau khi tái sinh hay chế biến phân vi sinh được xử lý bằng chôn lấp (hình 2). Chất thải độc hại được xử lý bằng phương pháp đốt.
            Một trung tâm xử lý rác hoàn thiện của Thái Lan bao gồm tất cả các đơn vị nói trên (chẳng hạn trung tâm xử lý rác On-Nuch ở Bangkok). Ngoài ra Thái Lan còn kết hợp các quá trình xử lý rác trên đây với phương pháp đốt. Chẳng hạn lò đốt rác ở Phukhet có công suất trên 250 tấn rác/ngày hoạt động kèm theo bãi chôn lấp rác nhỏ để chôn lấp tro và những chất không cháy được.
Rác thải được thu gom và vận chuyển đến các trung tâm xử lý rác hằng ngày từ 18h00 tối hôm trước đến 3h00 sáng hôm sau. Các địa điểm xử lý rác của Thái Lan đều cách xa trung tâm thành phố ít nhất 30km. Kinh nghiệm của các nước điển hình trên đây cho chúng ta những ý tưởng bổ ích trong qui hoạch và xử lý chất thải rắn. Những yếu tố cơ bản cần được xem xét để quyết định phương án xử lý chất thải rắn là bản đồ qui hoạch tổng thể, thành phần chất thải, khả năng đầu tư và các tiêu chí liên quan đến ô nhiễm môi trường.
3. Phương án xử lý chất thải rắn ở các đô thị Miền Trung
Thành phần chủ yếu của rác thải ở các thành phố nước ta là các chất hữu cơ có thể phân hủy được. Các chất này phần lớn bắt nguồn từ rác thải sinh hoạt, rác thải từ các chợ và các khu thương mại. Các chất thải vô cơ, đặc biệt là kim lọai được thu hồi để tái sinh ngay từ nguồn phát sinh nên hàm lượng của chúng trong rác chiếm tỉ lệ thấp. Thành phần rác thải của thành phố Đà Nẵng như sau:
Thành phần
% Khối lượng
1. Các chất có thể sử dụng trong sản xuất phân vi sinh
88,23
1.1. Các chất hữu cơ dễ phân hủy
79,41
1.2. Vải vụn
1,71
1.3. Giấy vụn
5,59
1.4. Cành cây, gỗ
1,52
2. Các chất có thể tái sinh
9,22
2.1. Plastics
8,39
2.2. Kim loại các loại
0,83
3. Các chất hữu cơ khó phân hủy
và các chất trơ
2,55
3.1. Cao su
0,51
3.2. Giả da
0,32
3.3. Thủy tinh vụn
0,64
3.4. Sành sứ
1,08
           
            Kết quả phân tích trên đây cho thấy thành phần chủ yếu của rác thải tại Đà Nẵng là các chất hữu cơ dễ phân hủy. Do vậy phương án xử lý rác thải hợp lý nhất là sản xuất phân vi sinh (có thể sử dụng 88,23% chất thải), kết hợp với thu hồi những chất rắn có thể tái sinh (9,22%). Bãi chôn lấp rác vì vậy chỉ chứa lượng chất thải còn lại (2,55%) cộng với lượng chất thải phát sinh trong quá trình tái sinh vật liệu hay sản xuất phân vi sinh. Do hàm lượng các chất có thể cháy được trong rác thải thấp nên phương án đốt rác đối với Đà Nẵng là không phù hợp. Tuy nhiên việc xử lý bằng cách đốt cần thiết đối với rác thải độc hại và rác thải y tế.
4. Ứng dụng công nghệ GIS trong qui hoạch bãi chôn lấp rác
            Với sự phát triển của công nghệ thông tin ngày nay, việc quản lý thông tin địa lý bằng GIS tỏ ra rất hiệu nghiệm và thuận lợi. Đồng thời việc quản lý này mở ra nhiều ứng dụng mới trong qui hoạch công trình mới. Công nghệ GIS cho phép chúng ta xem xét ảnh hưởng của các "lớp" khác nhau đến vấn đề xem xét một cách riêng rẽ hay tổng hợp (hình 3). Điều này đặc biệt thuận lợi trong qui hoạch bãi chôn lấp rác mới.
            Những tiêu chí lựa chọn địa điểm bãi chôn lấp rác đã được đề cập đến trong [10]. Việc thực hiện các thao tác thủ công nhằm xác định vùng ảnh hưởng trước đây mang tính chất định tính nhiều hơn là định lượng vì vậy không còn phù hợp với việc sử dụng tối ưu đất đai cho các công trình. Ứng dụng công nghệ GIS sẽ giúp cho chứng ta định vị một cách chính xác địa điểm thuận lợi nhất cho bãi chôn lấp chất thải rắn.
            Trong công trình nghiên cứu này chúng tôi phát triển một phần mềm, gọi tên là LANDFILL nhằm hỗ trợ cho các nhà qui hoạch trong xác định địa điểm bãi chôn lấp rác phù hợp với địa phương. Phần mềm chạy trong môi trường MAPINFO và sử dụng cơ sở dữ liệu GIS của địa phương khảo sát. Cấu trúc logic của LANDFILL như sau:
-         Chọn diện tích và hình dạng mặt bằng của bãi chôn lấp rác. Theo tiêu chuẩn về bãi chôn lấp rác của các đô thị thì đối với đô thị loại 2, diện tích của bãi chôn lấp rác phải lớn hơn 60ha. Hình dạng mặt bằng của bãi rác kỹ thuật tiêu chuẩn như hình 4.
-         Chọn các tiêu chí để khảo sát tác động đối với môi trường. Các tiêu chí đó bao gồm khu dân cư, nguồn nước, các công trình công cộng và cơ sở hạ tầng, địa hình khu vực.... Các tiêu chí này được chọn ra bằng cách đánh dấu vào ô thích hợp của cơ sở dữ liệu GIS.
-         Dịch chuyển khung bãi rác vào các vị trí khác nhau trên bản đồ GIS, phần mềm LANDFILL sẽ chỉ ra những thông tin cần thiết liên quan đến khu vực dự kiến xây dựng bãi chôn lấp rác, chẳng hạn số hộ dân, nguồn nước, chất lượng các công trình công cộng...
-         Lựa chọn địa điểm tối ưu dựa vào phân tích các thông tin mà LANDFILL đưa ra đối với nhiều vị trí khác nhau dựa trên các khía cạnh khác nhau về kinh tế và môi trường.
            Hình 5 là một ví dụ về trình tự các bước tiến hành lựa chọn bãi chôn lấp rác bằng phần mềm LANDFILL. Bãi rác được chọn có hình dạng tương tự như các bãi rác tiêu chuẩn của các nước phát triển. Diện tích bãi rác dự kiến trên 70ha (theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với đô thị loại 1). Việc lựa chọn vị trí bãi rác được tiến hành theo trình tự như sau:
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen3.jpg
Dân cư
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen4.jpg
Sông suối
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen5.jpg
 Đường giao thông
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen6.jpg
Bình Đồ
Làm thủ tục vào phần mềm LANDFILL.
-         Vẽ dạng bãi rác mong muốn với diện phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam theo tỉ lệ xích của bản đồ GIS.
-         Dịch chuyển khuôn bãi rác trên bản đồ GIS đến những vị trí thích hợp theo qui hoạch sử dụng đất chung của Thành phố.
-         Điều chỉnh hình dạng và kích thước của bãi rác cho phù hợp với từng không gian dự định qui hoạch bãi.
-         Cứ mỗi vị trí, LANDFILL sẽ cho ta những thông tin: dân cư, nhà cửa, đường sá, sông suối, đường đồng mức, nước ngầm, địa chất (hai thông số cuối cùng này chưa được cập nhật vào cơ sở dữ liệu của đề tài). Những thông tin này cần thiết cho người làm công tác quản lý nhằm lựa chọn bãi chôn lấp rác hợp lý nhất  trước khi tiến hành điều tra, khảo sát về mặt xã hội khác. Phần mềm LANDFILL vì vậy sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian và kinh phí trong nghiên cứu chọn địa điểm xây dựng bãi chôn lấp rác kỹ thuật.
 Hình 4: Sơ đồ bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh (kỹ thuật)
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen8.gif
      Hình 5: giới thiệu các bước tiến hành xác định vị trí bãi chôn lấp rác bằng phần mềm LANDFILL.
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen9.gif
   
 Làm thủ tục vào menu LANDFILL                                              Vẽ hình dạng bãi rác
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen10.gif
Dịch chuyển khuôn bãi rác và xoay tìm vị trí trên bản đồ GIS
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen11.gif
                        Xác định tọa độ bãi rác và kiểm tra vị trí bãi trên bản đồ 3D

http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen12.gif
Truy cập thông tin về dân cư và nhà dân
                                   
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen13.gif
                                                Truy cập thông tin về sông suối
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen14.gif
 Truy cập thông tin về địa hình, độ dốc
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen15.gif
 Truy cập thông tin về đường giao thông
 http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen16.gif
 Kiểm tra tổng hợp thông tin về vị trí dự định xây dựng bãi chôn lấp rác

a
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen17.gif
b
http://i298.photobucket.com/albums/mm269/trantoan822003/ClimateGISEnviromen18.gif
Vị trí bãi rác sau khi đã lựa chọn hợp lý
Hình 5: Trình tự xác định vị trí bãi chôn lấp rác bằng phần mềm LANDFILL
 
5. Kết luận
 
            Kinh nghiệm của các nước trong khu vực cho thấy việc phân loại rác sơ bộ tại nguồn trước khi phân loại tự động tại nhà máy là rất cần thiết cho mọi qui trình xử lý rác.
 
            Do thành phần chất hữu cơ dễ phân hủy lớn nên phương án phù hợp nhất đối với việc xử lý chất thải rắn ở các thành phố nước ta là sản xuất phân vi sinh và chôn lấp kết hợp với xử lý bằng phương pháp đốt đối với những chất thải độc hại.
 
            Công nghệ GIS với phần mềm LANDFILL thiết lập trong công trình này tạo nên công cụ mạnh mẽ hỗ trợ cho các nhà qui hoạch trong xác định một vị trí xây dựng bãi chôn lấp rác tối ưu đối với từng địa phương, từng khu vực.

Bản quyền © Climate GIS, Chịu trách nhiệm xuất bản: Trần Văn Toàn, Mail: climategis@gmail.com, Hotline: +84 979 91 6482