nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành lò đốt đa năng các loại chất thải công nghiệp nguy hại trên lò nhiệt phân tĩnh

ĐỀ TÀI





NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH
VẬN HÀNH LÒ ĐỐT ĐA NĂNG
CÁC LOẠI CHẤT THẢI
CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TRÊN
LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH

Lời cảm ơn
Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Quốc Bình, người
thầy đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi về mọi mặt, luôn theo sát và chỉ dẫn để
tôi có thể hoàn thành được luận văn này, nhờ có thầy mà từ những kiến thức lý
thuyết tôi có thể chuyển thành những kinh nghiệm thực tế trong quá trình nghiên
cứu và thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Môi trường đã tận
tình hướng dẫn, bồi đắp kiến thức cho tôi suốt năm năm qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn các chú, các cô, các anh, các chị tại phòng Kiểm
soát Ô nhiễm Không khí thuộc Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới và Bảo Vệ Môi Trường
đã chỉ dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình tôi đi khảo sát
thực tế cũng như trong quá trình thực tập tại viện.
Xin cảm ơn tất cả các bạn đã cùng học và giúp đỡ tôi mọi điều.
Trên hết tôi vô cùng biết ơn gia đình đã động viên ủng hộ tôi trong mọi
chuyện, luôn giúp đỡ và là chỗ dựa vững chắc cho tôi.
Do thời gian nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề
tài không tránh khỏi những sai sót. Tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các
thầy cô, các anh chị và các bạn để luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ của mọi người đối với
tôi!
TP.HCM, tháng 12 năm 2004
Sinh viên
Danh mục chữ viết tắt trong luận án

xi
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp. HCM
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ASTM : Tiêu chuẩn của Mỹ
CE : Hiệu quả đốt
CTCN : Chất thải công nghiệp
CTNH : Chất thải nguy hại
DRE : Hiệu quả phân huỷ
EPA : Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ
KL : Khối lượng
KLN : Kim loại nặng
KCN : Khu công nghiệp
KCX : Khu chế xuất
TBVTV : Thuốc bảo vệ thực vật
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
THC : Tổng Hydrocarbon
Tp.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
Danh mục hình

vi
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Lò đốt một cấp 22
Hình 2.2 Lò đốt nhiều cấp 23
Hình 2. 3 Lò đốt thùng quay 24
Hình 2.4 Hệ thống lò đốt thùng quay có hệ thống xử lý khí 25
Hình 2.5 Lò đốt tầng sôi 27
Hình 2.6 Lò đốt chất thải lỏng 28
Hình 2.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 29
Hình 2.8 Hệ thống lò đốt nhiệt phân tĩnh có kiểm soát ô nhiễm 30
Hình 2.9 Lò đốt hồng ngoại 32

Hình 3.1 Quá trình nhiệt phân 35
Hình 3.2 Biến đổi sản phẩm cháy 35
Hình 3.3 Đường biểu diễn liên quan giữa nhiệt độ và không khí dư 40
Hình 4.1 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của rác hỗn hợp 54
Hình 4.2 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của giẻ lau 54
Hình 4.3 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của polyamid 54
Hình 4.4 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của PE 54
Hình 4.5 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của gỗ củi 55
Hình 4.6 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của cao su 55
Hình 4.7 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của carton 55
Hình 4.8 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa PET 55
Hình 4.9 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa photoresist 55
Danh mục hình

vii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
Hình 4.10 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa PP 55
Hình 4.11 Mô hình lò nhiệt phân và đốt chất thải 58
Hình 4.12 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 20% 64

Hình 4.13 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 40% 64
Hình 4.14 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 20, 40% 65
Hình 4.15 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 20, 40% 65
Hình 4.16 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá
trình nhiệt phân ở 350
0
C,  = 20, 40% 66
Hình 4.17 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y

, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
450
0
C,  = 20% 67
Hình 4.18 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
450
0
C,  = 40% 68
Hình 4.19 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
450
0
C,  = 20, 40% 68
Hình 4.20 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
450
0
C,  = 20, 40% 69
Hình 4.21 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá
trình nhiệt phân ở 450
0
C,  = 20, 40% 69

Hình 4.22 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
550
0
C,  = 20% 71
Hình 4.23 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
550
0
C,  = 40% 71
Danh mục hình

viii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
Hình 4.24 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
550

0
C,  = 20, 40% 72
Hình 4.25 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
550
0
C,  = 20, 40% 72
Hình 4.26 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá
trình nhiệt phân ở 550
0
C,  = 20, 40% 73
Hình 4.27 Biến thiên nồng độ CO theo oxy trong buồng thứ cấp 79
Hình 4.28 Diễn biến của hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy trong buồng thứ
cấp 80
Hình 4.29 Biến thiên nồng độ CO trong khoảng dao động của oxy từ 7 -14% 81
Hình 4.30 Diễn biến nhiệt độ buồng nhiệt phân trong lò đốt rác LRY - 500 87
Hình 4.31 Biến thiên nồng độ CO theo oxy trong buồng thứ cấp của lò LRY -
500 88
Hình 4.32 Diễn biến của nồng độ C
x
H
y
, O
2
(%) theo thời gian trong buồng
nhiệt phân ở nhiệt độ 450
0
C, chế độ cấp khí  = 20% 89
Hình P 1.1 Diễn biến nồng độ CO theo oxy tự do trong buồng thứ cấp 97
Hình P 1.2 Diễn biến hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy tự do trong buồng thứ
cấp 97

Danh mục bảng

ix
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng chất thải rắn nguy hại ở Tp. HCM và các vùng phụ cận 6
Bảng 1.2 Khối lượng chất thải rắn bệnh viện ở Tp. HCM và các vùng phụ cận 7
Bảng 1.3 Tổng hợp khối lượng thành phần rác từ các nhà máy đã điều tra 10
Bảng 1.4 Khối lượng rác công nghiệp và CTNH ở Tp. HCM 13
Bảng 1.5 Mức độ áp dụng các phương pháp xử lý chất thải rắn tại một số nước 19
Bảng 2.1 Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hằng năm tại một số
nước 20
Bảng 3.1 Hiệu quả phân huỷ của một số chất hữu cơ 99,99% 38
Bảng 3.2 Thành phần hóa học trung bình của một số chất thải 39
Bảng 3.3 Nhu cầu cấp khí của một số chất thải 40
Bảng 3.4 Nhiệt lượng của một số chất thải 41
Bảng 3.5 Chỉ số cháy của một số chất 46
Bảng 3.6 Tiêu chuẩn khí thải của một số nguồn thải của Việt Nam 47
Bảng 3.7 Tiêu chuẩn giới hạn khí thải cho lò đốt chất thải của một số nước 48
Bảng 3.8 Tóm tắt các sản phẩm cháy và phương pháp xử lý trong công nghệ
đốt chất thải 51
Bảng 4.1 Chế độ nhiệt phân: 350
0
C – 20%Ôxy 61
Bảng 4.2 Chế độ nhiệt phân: 350
0
C – 40%Ôxy 61
Bảng 4.3 Chế độ nhiệt phân: 450

0
C – 20%Ôxy 62
Bảng 4.4 Chế độ nhiệt phân: 450
0
C – 40%Ôxy 62
Bảng 4.5 Chế độ nhiệt phân: 550
0
C – 20%Ôxy 63
Bảng 4.6 Chế độ nhiệt phân: 550
0
C – 40%Ôxy 63
Danh mục bảng

x
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
Bảng 4.7 Thí nghiệm 1 76
Bảng 4.8 Thí nghiệm 2 77
Bảng 4.9 Thí nghiệm 3 77
Bảng 4.10 Thí nghiệm 4 77
Bảng 4.11 Thí nghiệm 5 77
Bảng 4.12 Thí nghiệm 6 78
Bảng 4.13 Thí nghiệm 7 78
Bảng 4.14 Thí nghiệm 8 78
Bảng 4.15 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 5 phút 87
Bảng 4.16 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 10 phút 87
Bảng 4.17 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 15 phút (giai đoạn nhiệt phân) 88
Bảng 4.18 Nồng độ khí thải giai đoạn gần cuối mẻ đốt 88
Bảng 4.19 Nồng độ các chất trong khí thải (rác từ nhà máy VIPESCO) 90
Bảng 4.20 Nồng độ các chất trong khí thải (rác hữu cơ trơ thải ra từ nhà máy sản
xuất phân vi sinh tỉnh BR – VT) 90

Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định 96
Bảng P1.2 Thí nghiệm 2 – khi mới nhập liệu 96
Bảng P1.3 Thí nghiệm 3 – giai đoạn cuối của mẻ đốt 96





Phụ lục

96
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 1
KẾT QUẢ ĐO KHÍ THẢI TẠI
LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ BÌNH HƯNG HOÀ
Kết quả đo các chỉ tiêu khí thải sau buồng thứ cấp
Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2
(%)
11,3
10,9
10,8

11,1
11,2
11,1
CO
2
(%)
6,6
6,7
6,5
6,7
6,5
6,6
CO (mg/m
3
)
88
161
151
42
21
92,6
NOx (mg/m
3
)
56
51
50
53
53
52,6

SO
2
(mg/m
3
)
25
31
23
17
15
22,2
CE (%)
99,88
99,79
99,80
99,95
99,97
99,88
Bảng P1.2 Thí nghiệm 2 – giai đoạn mới nhập liệu
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2
(%)
4,3

4,1
4,5
3,7
4,9
4,3
CO
2
(%)
11,2
11,2
11,2
11,6
10,6
11,2
CO (mg/m
3
)
988
1256
588
360
764
791,2
NOx (mg/m
3
)
294
228
179
158

145
200,8
SO
2
(mg/m
3
)
1017
444
253
393
143
450,0
CE (%)
99,24
99,03
99,54
99,73
99,37
99,38
Bảng P1.3 Thí nghiệm 3 – giai đoạn cuối mẻ đốt
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2

(%)
13,7
9,2
8,7
7,5
8,6
9,5
CO
2
(%)
8,6
8,2
8,2
9
8,2
8,4
CO (mg/m
3
)
550
546
412
339
123
394,0
NOx (mg/m
3
)
110
109

105
122
95
108,2
SO
2
(mg/m
3
)
108
103
65
74
39
77,8
CE (%)
99,44
99,42
99,56
99,67
99,87
99,59

Phụ lục

97
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
0
200
400

600
800
1000
1200
1400
3,7 4,1 4,3 4,5 4,9 7,5 8,6 8,7 9,2 10,8 10,9 11,1 11,2 11,3 13,7
O
2
(%)
CO (mg/m
3
)

Hình P1.1 Diễn biến của nồng độ CO theo oxy tự do trong buồng thứ cấp
98,0
98,2
98,4
98,6
98,8
99,0
99,2
99,4
99,6
99,8
100,0
3,7 4,1 4,3 4,5 4,9 7,5 8,6 8,7 9,2 10,8 10,9 11,1 11,2 11,3 13,7
O
2
(%)
CE (%)

Hình P1.2 Diễn biến của hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy tự do trong
buồng thứ cấp
Nhận xét:
Từ hình P1.1 và hình P1.2 có thể rút ra nhận xét sau: lò hoạt động không hiệu
quả, ở thí nghiệm 2 và 3, nồng độ khí CO sinh ra cao (trung bình 791.2 – 394mg/m
3
)
Phụ lục

98
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
vượt quá tiêu chuẩn cho phép, hiệu quả đốt trung bình CE thấp (99.38 – 99.59%), đó là
do: tại thí nghiệm 2 và 3 lò hoạt động không ổn định (giai đoạn mới nạp rác và giai
đoạn đốt cặn carbon), còn ở thí nghiệm 1, khi điều kiện đốt ổn định, lượng chất bị khí
hoá đã giảm dần, hiệu quả đốt cao hơn so với các giai đoạn khác, nồng độ CO giảm,
nồng độ khí CO sinh ra trung bình đạt tiêu chuẩn (< 100 mg/m
3
), nhưng xét theo từng
thời điểm thì có lúc nồng độ khí CO lại vượt quá tiêu chuẩn cho phép; hiệu quả đốt CE
không cao 99,88%.
Do đó có thể thấy rằng, dù là lò được nhập ngoại (lò HOVAL của Bỉ) nhưng nếu
không có quy trình công nghệ vận hành phù hợp với điều kiện thực tế thì lò hoạt động
hiệu quả cũng không cao.
Theo Kết quả khảo sát các lò đốt rác y tế khu vực phía Nam [3] thì ngay cả các lò
được chế tạo trong nước hay nhập ngoại thì vẫn có một số lò hoạt động chưa hiệu quả,
nồng độ khí CO sinh ra sau buồng thứ cấp, lớn gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép,
thỉnh thoảng có khói đen xuất hiện, đặc biệt là khi nạp mẻ rác tiếp theo vào để đốt.

Phụ lục

99
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 2
KẾT QUẢ ĐO NHIỆT ĐỘ TẠI BUỒNG NHIỆT PHÂN THEO
THỜI GIAN CỦA LÒ ĐỐT RÁC LRY – 500
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0

C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
0
470
420
329
820
251
1320
320

1850
420
60
479
430
323
830
249
1350
323
1860
423
70
477
440
321
840
247
1380
322
1900
425
80
474
450
318
860
246
1390
319

1920
430
90
471
460
316
880
245
1410
317
1980
450
110
466
470
311
910
241
1440
309
2100
475
120
463
480
309
920
240
1460
307

2150
488
140
454
500
305
930
239
1480
300
2160
500
150
448
520
303
950
237
1500
295
2170
509
160
443
540
298
960
236
1560
288

2180
513
170
439
550
295
970
234
1570
324
2190
521
180
435
560
293
990
233
1590
339
2200
533
190
429
570
291
1010
232
1600
356

2210
534
200
425
580
288
1020
231
1620
379
2220
535
210
421
590
287
1030
229
1630
397
2240
528
220
417
600
284
1050
228
1640
414

2260
525
230
412
610
283
1070
227
1650
419
2280
522
240
407
620
281
1080
225
1680
425
2300
515
260
398
640
277
1100
222
1690
431

2340
509
270
385
650
276
1110
221
1700
433
2350
504
280
381
660
274
1120
220
1710
434
2360
500
310
368
700
266
1140
217
1720
433

2390
490
320
363
720
264
1170
216
1730
431
2400
478
330
358
730
263
1200
217
1740
429
2410
473
340
355
750
261
1220
240
1750
424

2430
469
350
352
760
260
1230
273
1760
420
2450
465
360
350
770
258
1250
284
1770
416
2460
456
390
342
790
255
1280
303
1800
412

2520
449
400
338
800
254
1290
310
1810
409
2560
447
410
332
810
252
1300
317
1830
410
2580
440

Phụ lục

100
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 3
KẾT QUẢ ĐO CÁC CHỈ TIÊU KHÍ THẢI TẠI BUỒNG SƠ
CẤP CỦA CÔNG TY SÔNG XANH (BÀ RỊA – VŨNG TÀU)

Thời gian
(1)
C
x
H
y
(2)
O
2
(3)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
giây
%



10
0,01
14,2
350
0,14
5,7

850
0,07
6,3
1310
0,21
12,5
20
0,08
9,6
360
0,13
5,9
860
0,09
6,9
1320
0,22
12,7
30
0,15
8,1
370
0,16
6,1
870
0,11
7,2
1330
0,22
12,7

40
0,14
11,3
380
0,15
6,3
890
0,09
7,4
1340
0,23
12,6
50
0,12
12,5
390
0,18
6,3
900
0,03
7,7
1350
0,2
12,9
60
0,11
12,6
400
0,17
6,3

910
0,05
7,9
1360
0,22
13,1
70
0,12
10,8
440
0,19
6
930
0,04
8,4
1370
0,23
12,9
80
0,12
6,5
450
0,16
6
940
0,06
8,3
1380
0,21
13,1

90
0,17
5,7
460
0,16
5,8
960
0,04
8,4
1390
0,23
13,2
100
0,13
5
470
0,18
5,7
970
0,05
8,5
1400
0,24
13,2
110
0,17
3,2
480
0,16
5,8

980
0,07
8,3
1410
0,25
13,2
130
0,11
3,7
500
0,18
6
1000
0,06
8,8
1430
0,25
13,4
140
0,24
0,8
510
0,2
6
1030
0,1
11,3
1440
0,26
13,4

150
0,93
22,7
520
0,17
6
1040
0,14
9,8
1450
0,26
13,3
160
0,61
1,8
530
0,16
5,7
1050
0,1
9,1
1460
0,24
13,5
170
0,27
1,7
540
0,19
5,6

1060
0,11
9,3
1470
0,27
13,6
180
0,15
1,8
550
0,18
5,6
1070
0,17
9,5
1480
0,28
13,5
190
0,04
2,1
560
0,18
5,8
1090
0,2
9,9
1490
0,25
13,7

200
0,02
2
570
0,19
5,6
1100
0,2
10
1500
0,27
13,8
210
0,09
2
580
0,21
5,7
1110
0,19
10,3
1510
0,27
13,9
220
0
2,2
590
0,21
5,8

1120
0,2
10,6
1520
0,28
13,7
230
0,2
2,8
600
0,22
5,8
1150
0,19
11
1530
0,24
13,9
250
0,45
3,3
620
0,19
6,2
1180
0,17
11,2
1550
0,27
14,1

260
0,43
4,6
630
0,19
9,1
1190
0,19
11,5
1560
0,28
14
270
0,37
5,4
650
0,12
4,3
1200
0,2
11,6
1570
0,23
14,2
280
0,26
4,4
660
0,26
23,1

1230
0,2
11,9
1580
0,26
14,3
290
0,28
4,6
670
0,32
25,1
1240
0,21
11,9
1590
0,26
14,3
300
0,24
5,1
680
0
26
1260
0,21
12,2
1600
0,26
15,1

310
0,24
4,6
690
0
26,7
1270
0,22
12,2
1610
0,2
15,1
320
0,26
4,6
700
0
26,2
1280
0,19
12,3
1620
0,22
15,7
330
0,22
5
830
0
5,2

1290
0,21
12,4
1630
0,21
15,7
340
0,19
5,2
840
0,01
5,8
1300
0,22
12,4
1640
0,22
14,6
Phụ lục

101
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM

Mục lục


i
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
MỤC LỤC

MỤC LỤC i

GIỚI THIỆU CHUNG 1
1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2
4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3
5 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3
6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4
7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ
LÝ CHẤT THẢI RẮN
1.1 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG
NGHIỆP VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI TẠI VIỆT NAM 5
1.1.1 Hiện trạng phát sinh CTCN và CTNH 5
1.1.2 Một số loại CTCNNH điển hình khu vực Tp.HCM 7
1.1.2.1 Các loại chất thải nhiễm dầu 7
1.1.2.2 Dung môi hữu cơ 8
1.1.2.3 Chất thải từ có nhiễm các chất nguy hại là TBVTV 8
1.1.2.4 Chất thải có thành phần cao su, nhựa, da, sơn 9
1.1.2.5 Chất thải của ngành dược phẩm thuốc lá 9
1.1.3 Kết quả khảo sát CTRCN và CTNH tại một số cơ sở sản xuất 9
1.1.4 Hoạt động quản lý, xử lý CTCN và CTNH tại Tp. HCM 11
1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 14
1.2.1 Phƣơng pháp chôn lấp 14
1.2.2 Phƣơng pháp chế biến vi sinh 15
Mục lục

ii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
1.2.2.1 Phương pháp Composting 15
1.2.2.2 Phương pháp Metan hoá 16
1.2.3 Phƣơng pháp tái chế 17
1.2.4 Phƣơng pháp đốt 17

CHƯƠNG HAI: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT 19
2.1 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TRÊN THẾ GIỚI 19
2.2 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TẠI VIỆT NAM 19
2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI 20
2.3.1 Đốt hở thủ công (Open burning) 20
2.3.2 Lò đốt một cấp (Single – chamber incinerator) 20
2.3.3 Lò đốt nhiều cấp (Multiple – Hearth Furnace) 21
2.3.4 Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration) 23
2.3.5 Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi / Fluid – Bed Furnace) 25
2.3.6 Lò đốt chất thải chất lỏng (Liquid – Waste Incineration): 26
2.3.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 27
2.3.8 Một số loại lò đốt khác 30
2.3.8.1 Hệ thống đốt hồng ngoại (Infrared – Furnace) 30
2.3.8.2 Lò đốt sử dụng vỉ lò đốt - ống lăn và đốt rác bằng điện một chiều 31

CHƯƠNG BA: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ ĐỐT
CHẤT THẢI THEO NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN 34
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN 34
3.2 CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI
TRONG LÒ NHIỆT PHÂN 35
3.2.1 Tại buồng sơ cấp 35
3.2.2 Tại buồng thứ cấp 36

3.2.3 Quá trình tạo tro xỉ 36
3.3 CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY 36
Mục lục


iii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
3.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI QUÁ TRÌNH CHÁY 38
3.4.1 Thành phần và tính chất chất thải 39
3.4.2 Ảnh hƣởng của hệ số dƣ không khí 40
3.4.3 Nhiệt trị 41
3.5 ỨNG DỤNG NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN TRONG LÒ ĐỐT CHẤT
THẢI 42
3.6 CÁC YÊU CẦU KHI ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI 44
3.6.1 Hiệu quả phân huỷ DRE (Destruction and Removal Efficiency) 44
3.6.2 Chỉ số cháy I 45
3.6.3 Hiệu quả đốt CE (Combustion Efficiency) 46
3.6.4 Hiệu chỉnh nồng độ các chất trong khí thải 46
3.6.5 Tiêu chuẩn thải quy định cho lò đốt và một số nguồn thải của Việt
Nam và một số nƣớc 47
3.6.6 Các tính chất của chất thải cần quan tâm khi đốt 48
3.7 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG LIÊN QUAN TỚI QUÁ TRÌNH
ĐỐT CHẤT THÁI 49
3.7.1 Vấn đề ô nhiễm không khí 49
3.7.2 Vấn đề nƣớc thải 52
3.7.3 Vấn đề tro xỉ 52

CHƯƠNG BỐN: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ ĐỐT
CHẤT THẢI RẮN THEO NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN 53
4.1 XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NHIỆT PHÂN MỘT SỐ CHẤT THẢI 53

4.1.1 Mục đích 53
4.1.2 Nguyên liệu 53
4.1.3 Thiết bị 54
4.1.4 Kết quả nghiên cứu 54
4.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NHIỆT
PHÂN CHẤT THẢI 58
4.2.1 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 58
4.2.1.1 Thiết bị đo khí thải 58
4.2.1.2 Mô hình thí nghiệm 58
Mục lục


iv
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
4.2.1.3 Cách đo mẫu 59
4.2.1.4 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 59
4.2.2 Nguyên liệu 60
4.2.3 Kết quả nghiên cứu 60
4.2.3.1 Nghiên cứu tại buồng sơ cấp 60
4.2.3.2 Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với hiệu quả cháy (thông qua
CO và CO
2
) tai buồng thứ cấp 76
4.2.3.3 Kết luận 83
4.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH LÒ ĐỐT CHẤT
THẢI NGUY HẠI THEO CÔNG NGHỆ ĐỐT TRÊN LÒ NHIỆT PHÂN
TĨNH 84
4.3.1 Căn cứ đề xuất 84
4.3.2 Đề xuất quy trình vận hành lò đốt 84
4.4 ĐỐT THỬ NGHIỆM TRÊN LÒ ĐỐT TRONG THỰC TẾ 85

4.4.1 Nguyên liệu 85
4.4.2 Lò đốt chất thải 86
4.4.3 Tiến hành đốt rác 86
4.4.4 Kết quả đo kiểm nghiệm 86
4.4.4.1 Kết quả đo p tại Lò đốt rác LRY – 500 86
4.4.4.2 Kết quả đo tại lò đốt rác công ty Sông Xanh (Bà Rịa – Vũng Tàu) 89
4.4.4.3 Kết luận 91

KẾT LUẬN 92
KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ ĐO KHÍ THẢI TẠI LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ
BÌNH HƯNG HOÀ 96
Mục lục


v
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ ĐO NHIỆT ĐỘ TẠI BUỒNG NHIỆT PHÂN
THEO THỜI GIAN CỦA LÒ ĐỐT RÁC LRY – 500 99
PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO CÁC CHỈ TIÊU KHÍ THẢI TẠI BUỒNG
SƠ CẤP CỦA CÔNG TY SÔNG XANH (BÀ RỊA – VŨNG TÀU) 100

Tóm tắt nội dung luận văn



Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM

Tóm tắt nội dung luận văn
Luận văn tốt nghiệp được thực hiện với những nội dung chính như sau:
1. Khảo sát hiện trạng quản lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại, các
phương pháp xử lý chất thải rắn.
2. Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải bằng phương pháp đốt.
3. Nghiên cứu lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:
o Nghiên cứu bản chất của quá trình nhiệt phân và đốt chất thải.
o Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân và đốt chất
thải.
o Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân đến hiệu quả xử lý chất
thải.
4. Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:
o Nghiên cứu xác định điều kiện nhiệt phân chất thải, chế độ cấp khí thích
hợp.
o Nghiên cứu xác định nhiệt độ nhiệt phân chất thải thích hợp, mối tương
quan giữa nồng độ oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân.
o Nghiên cứu xây dựng mối quan hệ giữa oxy và CO trong buồng thứ cấp.

Giới thiệu chung


1
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM

GIỚI THIỆU CHUNG

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay quá trình đô thị hoá tăng nhanh cùng sự phát triển của sản xuất công
nghiệp, dịch vụ khiến nhiều địa phương phải đối đầu với nhiều vấn đề phức tạp, trong
đó ô nhiễm môi trường do CTCN và CTNH sẽ làm ảnh hưởng lâu dài và ở mức độ khó

lường trước được.
Vấn đề quản lý và xử lý CTCN-CTNH đã được Nhà nước cũng như chính quyền
địa phương quan tâm một cách sâu sắc. Quản lý CTNH bao gồm các quá trình thu gom
vận chuyển, phân loại, tái sử dụng, tiêu huỷ, đốt và chôn lấp. Đối với chất thải rắn có
rất nhiều phương pháp xử lý, trong đó xử lý bằng phương pháp đốt có nhiều ưu điểm,
và được nhiều nước trên thế giới quan tâm.
Ở Việt Nam hiện nay nhiều lò đốt chất thải các loại (nhập ngoại và chế tạo trong
nước) được đưa vào sử dụng đã xử lý một phần khối lượng chất thải. Tuy nhiên, theo
các kết quả khảo sát thực tế cũng như trong quá trình tìm hiểu một số tài liệu [3] cho
thấy các lò đốt hoạt động không ổn định, mà một trong những nguyên nhân là do quy
trình vận hành chưa thích hợp. Vì mỗi chất thải sẽ cần một quy trình vận hành riêng và
thành phần chất thải biến động rất lớn, cho nên đấy cũng là vấn đề thực sự khó khăn
cho các cơ sở khi triển khai xử lý bằng phương pháp đốt chất thải nguy hại trong thực
tế.
Cũng chính vì lý do đó mà đề tài “nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành lò đốt
đa năng các loại chất thải công nghiệp nguy hại trên lò nhiệt phân tĩnh” theo công
nghệ nhiệt phân được đề xuất. Tuy một số các kết quả nghiên cứu trước đó đã có kết
quả khả quan, nhưng khi các chuyên gia rời khỏi cơ sở thì lò lại hoạt động không hiệu
quả, là do thao tác vận hành của công nhân chưa cao, chưa nắm rõ được quy trình công
nghệ.
Giới thiệu chung


2
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
Vì vậy đề tài thực hiện với mục đích: đưa ra được một quy trình vận hành cụ thể,
phù hợp với điều kiện đốt chất thải trong thực tế, dễ điều khiển mà lò vẫn đạt hiệu quả
cao và có thể đốt được chất thải có thành phần biến động lớn.
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Đề tài tập trung nghiên cứu những mục tiêu chính sau:

- Nghiên cứu quan hệ của nồng độ oxy trong quá trình đốt với buồng sơ cấp
và thứ cấp.
- Đề xuất quy trình công nghệ vận hành phù hợp đốt đa năng các loại chất
thải một cách có hiệu quả.
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được mục đích trên, nội dung nghiên cứu cần thực hiện gồm:
1. Tổng quan các phương pháp xử lý chất thải rắn.
2. Khảo sát thực tế tình hình phát sinh CTNH.
3. Tổng quan về tình hình xử lý chất thải bằng phương pháp đốt.
4. Tổng quan lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân.
5. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý
nhiệt phân:
- Tìm khoảng nhiệt độ thích hợp để nhiệt phân chất thải nguy hại có hiệu quả.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, hệ số cấp khí tới quá trình nhiệt phân.
- Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với chế độ cấp khí tại buồng sơ cấp, và
quan hệ giữa oxy với hiệu quả cháy (thông qua CO, CO
2
) tại buồng thứ cấp.
- Xây dựng quy trình vận hành lò đốt các loại chất thải phù hợp thông qua
việc theo dõi nồng độ oxy tự do.
- Kiểm nghiệm quá trình vận hành đã đề xuất trên lò đốt trong thực tế.

Giới thiệu chung


3
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
a. Phƣơng pháp điều tra thực tế
Xem xét thu thập các thông tin tại hiện trường, nơi xây dựng lò đốt để có được

những số liệu thực tế đáng tin cậy.
b. Nghiên cứu lý thuyết
Tổng hợp thông tin, số liệu từ các tài liệu sẵn có để nắm được tình hình ô nhiễm
môi trường, nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp quản lý, xử lý tại Việt Nam và
trên thế giới.
- Nghiên cứu bản chất của quá trình nhiệt phân và đốt chất thải.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nhiệt phân và đốt chất thải như:
nhiệt độ, chế độ cấp khí, thành phần và tính chất chất thải, độ xáo trộn, thời gian lưu.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân đến hiệu quả xử lý chất thải.
c. Nghiên cứu thực nghiệm
Xác định nhiệt độ nhiệt phân thích hợp của chất thải.
Xác định điều kiện nhiệt phân của chất thải.
Nghiên cứu công nghệ nhiệt phân và đốt chất thải trên mô hình thí nghiệm.
Nghiên cứu công nghệ nhiệt phân và đốt chất thải trên lò đốt thực tế.
Sử dụng các thiết bị, phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Việt Nam cũng như
một số tiêu chuẩn quốc tế, các phần mềm máy tính… để nghiên cứu và xử lý số liệu.
5 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xây dựng được quy trình vận hành lò đốt đạt
hiệu quả, thông qua nghiên cứu mối quan hệ giữa hiệu quả cháy và oxy tự do trong
buồng sơ cấp và thứ cấp.
Đề tài chỉ nghiên cứu trong phạm vi ứng dụng đốt một số chất thải công nghiệp
nguy hại trên các lò nhiệt phân tĩnh.
Giới thiệu chung


4
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Xử lý chất thải bằng phương pháp đốt hiện nay đã phổ biến khá rộng rãi tại Việt
Nam và trên thế giới, nhưng hiệu quả đốt chất thải chỉ cao khi có được quy trình công

nghệ đốt thích hợp. Thực tế cho thấy thành phần chất thải đem đốt luôn thay đổi, do đó
hiệu quả đốt của các lò được khảo sát không ổn định, vẫn còn nguy cơ gây ô nhiễm
đến môi trường. Vì vậy kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để cho những
người nghiên cứu về công nghệ lò, những người đang vận hành lò và những người xử
lý chất thải bằng phương pháp đốt tham khảo, vận hành trong thực tế đạt hiệu quả cao.
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng triển khai cho nhiều lò đốt tại nhiều nơi
nhiều địa phương trong cả nước, mang lại hiệu quả kinh tế và lợi ích xã hội thiết thực
do ngăn chặn được sự lây lan của các chất ô nhiễm, tạo được môi trường trong sạch.
7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Là đề tài đầu tiên xây dựng được quy trình công nghệ vận hành lò đốt đạt hiệu
quả cao bằng cách kiểm soát oxy tại buồng sơ cấp và thứ cấp, từ đó có thể ứng dụng
đốt các loại chất thải khác nhau (thành phần biến động lớn) mà ta không có điều kiện
xác định thành phần hoá học của chúng, vì thực tế không phải lúc nào cũng có điều
kiện phân tích.

Chương 1: Tổng quan về tình hình quản lý và xử lý chất thải rắn

5
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
CHƢƠNG MỘT
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ
VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

1.1 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP
VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI TẠI VIỆT NAM
1.1.1 Hiện trạng phát sinh CTCN và CTNH
Các hoạt động thương mại và sinh hoạt trong cuộc sống, hay các hoạt động sản
xuất công nghiệp và nông nghiệp mà chất thải nguy hại có thể phát sinh từ nhiều
nguồn khác nhau. Việc phát thải có thể do bản chất của công nghệ hay trình độ dân trí
dẫn đến việc thải chất thải có thể là vô tình hay cố ý. Tuỳ theo cách nhìn nhận mà có

thể phân thành các nguồn thải khác nhau, nhìn chung có thể chia các nguồn phát sinh
chất thải nguy hại thành 4 nguồn chính sau đây:
- Hoạt động công nghiệp (sản xuất hoá chất, TBVTV, dệt nhuộm, giấy, xi mạ,
pin, accu, dầu khí).
- Hoạt động nông nghiệp.
- Hoạt động thương mại (nghiên cứu, thí nghiệm, rửa xe, sửa chữa cơ khí, quá
trình nhập – xuất các loại hàng hoá không đạt yêu cầu cho sản xuất hay hàng
quá hạn sử dụng…)
- Từ rác thải sinh hoạt: thông thường chiếm 5 – 10% khối lượng rác sinh hoạt.
Trong các nguồn thải nêu trên thì hoạt động công nghiệp là nguồn phát sinh chất
thải nguy hại lớn nhất và phụ thuộc rất nhiều vào các loại ngành công nghiệp. So với
các nguồn phát sinh khác, đây cũng là nguồn phát sinh mang tính thường xuyên và ổn
định nhất. Các nguồn phát sinh từ dân dụng hay thương mại chủ yếu không nhiều,
lượng chất thải tương đối nhỏ, mang tính sự cố hoặc do trình độ nhận thức và dân trí
của người dân. Các nguồn thải từ các hoạt động nông nghiệp mang tính chất phát tán