Biến những đống rác thành năng lượng

Một lượng lớn khói, bụi và nhiệt từ việc thiêu rác trực tiếp sẽ phát tán, gây nên hiệu ứng nhà kính. Hiện nay, cả nước ta có 149 bãi rác chôn lấp không hợp vệ sinh (chủ yếu là chôn lộ thiên) vừa gây cứng hoá nguồn nước, vừa gây ô nhiễm bầu không khí xung quanh khu vực. Không những thế, phương pháp này còn gây lãng phí về diện tích đất vốn đã trở nên rất khan hiếm. Do đó, mặc dù chi phí rẻ và thời gian xử lí ngắn, nhưng phương pháp này vẫn không được chọn để áp dụng lâu dài trong tương lai. Còn nếu xử lý rác bằng công nghệ thiêu huỷ như các nước tiên tiến đã làm thì điều kiện kinh tế nước ta chưa cho phép, vì chi phí quá đắt.
Để khắc phục những nhược điểm này, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu và tìm ra phương pháp xử lý rác bằng công nghệ sinh học với sự tham gia của các vi sinh vật. Xử lí rác bằng công nghệ sinh học thực chất là một quy trình sản xuất khép kín. Rác thải sinh hoạt sau khi thu gom sẽ được đưa vào băng tải để phân loại. Rác hữu cơ được tách riêng, sau đó nghiền nhỏ và trộn với các loại chất thải có chứa nhiều vi sinh vật rồi đem ủ. Trong khoảng 10 - 12 ngày sẽ diễn ra quá trình lên men sinh học kị khí và hiếu khí. Quá trình phân huỷ kị khí sẽ sản sinh ra các loại khí sinh học trong đó có khí mê tan. ở những quy trình phân huỷ lâu năm, tỉ lệ khí mê tan có thể lên tới 60 - 65%. Còn ở quá trình lên men hiếu khí, toàn bộ rác hữu cơ sẽ được chuyển hoá thành phân vi sinh. Các kết quả sau khi tiến hành xử lí rác tại một số nhà máy ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã cho thấy, mỗi tấn rác thải hữu cơ sau khi xử lí sẽ thu được khoảng 300 kg phân vi sinh và 5m3 khí sinh học. Những sản phẩm này đều được thu hồi và đưa vào tái sử dụng trong sản xuất. Phân vi sinh được bán ra thị trường với giá 250.000 đồng một tấn phục vụ cho ngành nông nghiệp. Còn khí sinh học sẽ được thu hồi cho chạy động cơ diesel để phát điện hoặc cấp phát nhiệt phục vụ cho chính quá trình xử lí rác của nhà máy. Theo tính toán, một nhà máy với công nghệ trung bình, có thể tự túc được 40 - 50% năng lượng điện. Còn một nhà máy hiện đại có thể đáp ứng được 100%, thậm chí nguồn năng lượng dư có thể đem bán ra thị trường.
Như vậy, nhờ xử lí bằng công nghệ sinh học, bước đầu rác đã đem lại hiệu quả kinh tế có sức thuyết phục. Qua phân tích thành phần rác thải sinh hoạt cho thấy, thành phần rác hữu cơ của ta chiếm khoảng 45 - 55%, là tỉ lệ cao nên rất thích hợp với phương pháp xử lí bằng công nghệ sinh học. Theo các nhà chuyên môn thì tiềm năng rác để chế biến phân vi sinh và khí sinh học của chúng ta là rất lớn. Với tốc độ dân số tăng nhanh như hiện nay thì dự kiến đến năm 2020, tổng lượng rác thải mà 3 thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và Đà Nẵng sẽ thải ra là vào khoảng 3.318.823 tấn/năm. Lượng rác này sẽ cho khoảng 9.719.600 m3 khí sinh học, mà mỗi m3 khí sẽ cho khoảng 1,27 kWh điện và 5600 kcal nhiệt trị. Như vậy, đến năm 2020, sản lượng điện năng, nhiệt năng thu hồi được của 3 thành phố này 12.149MWh và 165.233GJ. Ngoài công nghệ ủ kị khí và hiếu khí, người ta còn có thể thu hồi khí và phân vi sinh từ các bãi rác chôn lấp hợp vệ sinh. Dự kiến đến năm 2020, bình quân mỗi ngày, 3 thành phố nói trên sẽ thu được khoảng 18.837 m3 khí sinh học với lượng điện năng là 25.784 MWh và lượng nhiệt năng là 350.661 GJ.
Quy trình xử lí rác thải bằng công nghệ sinh học bắt đầu được ứng dụng ở nước ta cách đây khoảng 2 thập kỉ. Tuy nhiên, chỉ đến mấy năm gần đây, công nghệ này mới thực sự được chú trọng. Nhờ sự đầu tư của Nhà nước kết hợp với những dự án đầu tư, sự giúp đỡ của một số nước như: Đức, Hà Lan, Đan Mạch… chúng ta đã xây dựng được một số nhà máy chuyên sản xuất phân vi sinh và khí sinh học từ rác như: Nhà máy Xử lí rác Thanh Trì, Nhà máy Xử lý rác Nam Sơn, Nhà máy Xử lý rác Cầu Diễn, Nhà máy Xử lý rác Hoóc Môn. Sản phẩm của các nhà máy này bắt đầu được bán ra thị trường, như Nhà máy Rác Hoóc Môn (thành phố HCM) mỗi năm xuất xưởng khoảng 25.000 tấn phân hữu cơ; Xí nghiệp Xử lí rác Cầu Diễn mỗi năm cũng xuất xưởng được khoảng 7.500 tấn.
Xử lí rác bằng phương pháp lên men vi sinh vật là một công nghệ mới. Mặc dù công nghệ này còn một số hạn chế như chưa tận thu được hết các chất hữu cơ chứa trong rác hay lượng khí phân huỷ vẫn bị thoát ra ngoài, làm ảnh hưởng đến môi trường… song, nó có nhiều ưu thế nổi bật hơn hẳn so với phương pháp chôn lấp và thiêu huỷ. Bởi sản phẩm thu được vừa có giá trị kinh tế, vừa góp phần hạn chế được tình trạng ô nhiễm môi trường. Phân vi sinh có thể phục vụ cho yêu cầu của ngành nông nghiệp; lượng điện năng và nhiệt năng có thể đáp ứng một phần hoặc toàn bộ nhu cầu năng lượng điện để sản xuất của nhà máy. So với phương pháp chôn lấp, phương pháp này có thể khắc phục được tình trạng ô nhiễm môi trường không khí và ô nhiễm nguồn nước, đồng thời tiết kiệm được diện tích đất vốn dĩ đã rất chật chội ở các thành phố. Do việc xử lí bằng quá trinh lên men thay cho thiêu huỷ, nên phương pháp này sẽ không gây hiệu ứng nhà kính. Không những thế, chi phí cho việc xử lí một tấn rác bằng công nghệ sinh học còn rẻ hơn rất nhiều so với công nghệ thiêu huỷ. (Một tấn rác xử lí bằng công nghệ sinh học chỉ hết 160.000đ, trong khi đó nếu đem thiêu huỷ thì phải tốn 30 - 40 USD). Hơn nữa, phương pháp này còn phù hợp với tính chất rác thải và điều kiện kinh tế nước ta.
Để công nghệ xử lí rác thải đem lại hiệu quả về nhiều mặt, cần có sự chỉ đạo và đầu tư đúng của Nhà nước. Nhưng trước hết cần có sự phối hợp đồng bộ giữa Nhà nước - các nhà khoa  học và các dự án đầu tư về vốn cũng như về khoa học công nghệ của các tổ chức quốc tế. Trong khi chờ đợi những bước đi xa hơn của ngành công nghiệp này, cần căn cứ vào những điều kiện thực tế trong nước để triển khai những bước đi nhỏ. Chẳng hạn, tại các khu đô thị chưa có điều kiện xây dựng các nhà máy xử lí rác như các thị xã, thị trấn… có thể thiết kế các bãi chôn lấp đạt tiêu chuẩn để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường. Còn ở các vùng nông thôn, có thể hỗ trợ và hướng dẫn bà con cách ủ các phế phẩm trong nông nghiệp để khai thác khí biogas đun nấu và tận dụng nguồn phân vi sinh một cách có ích. Bên cạnh đó, nếu có điều kiện sản xuất một khối lượng lớn, các nhà máy chế biến rác thải cần tích cực tìm kiếm thị trường tiêu thụ cho sản phẩm, nhất là sản phẩm phân vi sinh. Trong tương lai không xa, hi vọng bằng công nghệ này, chúng ta sẽ khai thác thêm được một nguồn năng lượng mới phục vụ sản xuất, đồng thời giải quyết được tình trạng ứ đọng rác thải, góp phần làm sạch môi trường sinh thái.