Chất thải rắn sinh hoạt (municipal solid waste) là chất thải ở thể rắn phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt, tiêu dùng hàng ngày của con người tại hộ gia đình, khu dân cư và nơi công cộng, có thành phần đa dạng bao gồm chất hữu cơ dễ phân hủy, rác tái chế và rác trơ khó phân hủy.
Thành phần và đặc trưng phát sinh tại các đô thị
Chất thải rắn sinh hoạt (MSW) là thước đo phản ánh trực tiếp mức sống, hành vi tiêu dùng và tốc độ đô thị hóa của một quốc gia. Tại Việt Nam và các nước đang phát triển, tốc độ gia tăng chất thải rắn sinh hoạt trung bình đạt 10-16% mỗi năm, tạo áp lực khổng lồ lên hạ tầng môi trường đô thị.
Đặc tính lý hóa của chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam có những nét đặc thù rất khác biệt so với các nước ôn đới phát triển:
- Tỷ lệ chất thải hữu cơ cao: Chất thải thực phẩm, rau củ quả thải bỏ chiếm tỷ trọng áp đảo từ 50% đến 65% tổng khối lượng rác sinh hoạt phát sinh.
- Độ ẩm rất cao: Thường dao động từ 60% đến 70%, kết hợp với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm khiến rác phân hủy kỵ khí rất nhanh, phát sinh mùi hôi nồng nặc và lượng nước rỉ rác (leachate) đậm đặc.
- Nhiệt trị thấp: Nhiệt trị thấp (LHV) của rác tươi chưa qua xử lý chỉ đạt từ 900 đến 1.200 kcal/kg (khoảng 3.8 - 5.0 MJ/kg), gây khó khăn cho các công nghệ đốt rác thu hồi năng lượng nếu không có công đoạn sấy hoặc phân loại trước.
- Gia tăng thành phần rác thải nhựa và bao bì khó phân hủy: Nhựa dùng một lần và màng nilon chiếm từ 8% đến 14% và có xu hướng tăng nhanh do sự phát triển của thương mại điện tử và dịch vụ giao thức ăn nhanh.
Chiến lược phân loại rác tại nguồn
Theo Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020 của Việt Nam, chất thải rắn sinh hoạt bắt buộc phải được phân loại tại nguồn thành ba nhóm chính nhằm phục vụ nền kinh tế tuần hoàn:
1. Chất thải thực phẩm (chất hữu cơ dễ phân hủy): Bao gồm thức ăn thừa, phụ phẩm nông nghiệp sau chế biến, vỏ rau quả. Nhóm này được thu gom riêng để chuyển tới các nhà máy ủ phân vi sinh (compost) hoặc các cơ sở phân hủy kỵ khí thu hồi biogas.
2. Chất thải có khả năng tái chế, tái sử dụng: Bao gồm các loại giấy, bìa carton, kim loại (nhôm, sắt), thủy tinh và các loại nhựa kỹ thuật (PET, HDPE, PP). Nhóm này được đưa vào mạng lưới thu gom tái chế của ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu thứ cấp.
3. Chất thải rắn sinh hoạt khác: Bao gồm rác trơ, tro xỉ, tã lót, gốm sứ vỡ, bao bì composite không thể tái chế. Nhóm này được định hướng xử lý nhiệt phát điện hoặc chôn lấp hợp vệ sinh theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
Các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt hiện đại
Mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt trên thế giới đang chuyển đổi mạnh mẽ từ chôn lấp truyền thống sang các giải pháp công nghệ cao thu hồi năng lượng:
Công nghệ đốt rác phát điện (Waste-to-Energy - WTE): Sử dụng lò đốt ghi cơ học (grate furnace) chịu nhiệt độ cao trên 850-1.000 độ C để đốt cháy hoàn toàn rác thải. Nhiệt lượng sinh ra tạo hơi nước quá nhiệt dẫn động tuabin máy phát điện. Ưu điểm vượt trội của WTE là giảm tới 90% thể tích và 75-80% khối lượng rác, triệt tiêu phát thải nước rỉ rác và khí nhà kính methane. Tuy nhiên, hệ thống đòi hỏi đầu tư hệ thống xử lý khí thải cực kỳ phức tạp (dùng vôi bột, than hoạt tính, bộ lọc túi vải) để kiểm soát các chất cực độc như dioxin/furan và kim loại nặng.
Ủ phân hữu cơ vi sinh (Composting): Áp dụng công nghệ lên men hiếu khí cưỡng bức trong hầm kín để chuyển hóa rác hữu cơ thành phân bón hữu cơ giàu mùn. Nhược điểm cần khắc phục là nguy cơ nhiễm tạp chất thủy tinh vụn, vi nhựa và kim loại nặng nếu khâu phân loại tại nguồn không triệt để.
Chôn lấp hợp vệ sinh thu hồi khí bãi rác (Sanitary Landfill with LFG recovery): Bãi chôn lấp được lót màng địa kỹ thuật chống thấm HDPE dày 1.5-2.0 mm, có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác chuyên dụng cùng hệ thống giếng thu gom khí bãi rác (chứa CH4) để chạy máy phát điện. Mặc dù chi phí đầu tư thấp, phương pháp này chiếm dụng diện tích đất rất lớn và tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm lâu dài cho tầng nước ngầm.