Thiết kế, chế tạo các thiết bị, hệ thống xử lý rác thải cho các thành phố và khu công nghiệp docx

viện khoa học và công nghệ việt nam
liên hiệp khoa học sản xuất công nghệ hóa học

báo cáo tổng kết dự án KHCN cấp nhà nớc

thiết kế, chế tạo các thiết bị, hệ thống
xử lý rác thải cho các thành phố
và khu công nghiệp
Thuộc chơng trình KC 03, m số KC 03. da02

chủ nhiệm đề tài: pgs.tskh nguyễn xuân nguyên

6096
14/9/2006

hà néi - 2006


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Mục lục
Tiêu đề

Trang

Các ký tự viết tắt

3

Lời nói đầu

4

Phần 1. Tổng quan về chất thải nguy hại

6

1. Chất thải, nguồn gốc phát sinh, hiện trạng quản lý

6

1.1. Lợng chất thải rắn

5

1.2. Hiện trạng quản lý chất thải nguy hại ở các thành phố và KCN

12

1.3. Các dạng lò đốt chất thải rắn

15

2. Một số lò đốt chất thải rán đang đợc sử dụng tại Việt Nam

17

3. Mục tiêu chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chế tạo lò đốt KC03.DA02

22

3.1. Mục tiêu của Dự án KC03.DA02

22

3.2. Các chỉ tiêu Kinh tế Kỹ thuật

23

Phần 2. Các kết quả thực hiện dự án.

24

1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình cháy dự báo khí cháy.

24

1.1. Cơ sở lý thuyết cháy chung

24

1.2. Tính toán sản phẩm cháy

26

2. Tính toán thiết kế lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại.

32

2.1. Tính toán cân bằng vật chất

32

2.2. Tính toán cân bằng nhiệt lợng.

39

2.3. Đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của lò đốt

49

2.4. Tính thể tích buồng đốt và phơ kiƯn

52

3. Lùa chän thiÕt kÕ – chÕ t¹o bé phận lò đốt chất thải UCE 80kg/h

58

3.1. Thông số kỹ thuật của lò đốt UCE 80kg/h

58

3.2. Cấu tạo các bộ phận khác

61

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

1

Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

3.3. Tính toán tối u quá trình đốt kiểm soát khói thải

63

4. Tự động hoá khâu thiết kế đáp ứng nhu cầu thiết kế chế tạo lò đốt 67
chất thải công nghiệp và y tế công suất lớn
4.1. Xây dựng phần mền tính toán thiết kế.

67

4.2. Sơ đồ quá trình đốt rác tự động của lò đốt

69

4.3. Bộ điều khiển và kiểm tra hệ thống thiết bị

69

4.4. Hệ thống nạp rác bằng cơ cấu thuỷ lực, tự ®éng theo chu kú

70

4.5. Bé ®iỊu khiĨn ỉn ®Þnh nhiƯt

70

4.6. Chơng trình kiểm soát nồng độ khí thải, tự động điều chỉnh chế độ làm 72

việc bằng máy phân tích khí IMR2800
Phần 3. Tổng kết

75

1. Quá trình thực hiện dự án tại cơ sở sản xuất

75

1.1. Cơ sở pháp lý và triển khai lò đốt chất thải công nghiệp UCE80

75

1.2. Vận hành thử

76

1.3. Chất lợng không khí

78

2. Cơ sở pháp lý và triển khai lò đốt chất thải y té UCE 30kg/h

79

3. Thông số kỹ thuật lò đốt chất thải UCE 125kg/h

81

4. Những kết quả thu đợc từ dự án KC03.DA02 và những u điểm của

82

lò đốt UCE
5. Kết luận và kiến nghị

84

Tài liệu tham khảo

86

Các phụ lục

87

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

2


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Các ký tự viết tắt
CTNH: Chất thải nguy hại
CEETIA: Trung tâm kỹ thuật môi trờng đô thị và công nghiệp-Đại học xây dựng HN
CTYTNH: Chất thải y tế nguy hại.
KC03: Chơng trình tự động hóa cấp nhà nớc
KCN: Khu công nghiệp
UCE: Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ hóa học

URENCO: Công ty môi trờng đô thị Hà Nội
QLCTNH: Quản lý chất thải nguy hại
SPC: Sản phẩm cháy

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

3


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Lời nói đầu
Theo dự báo Việt Nam sẽ là nớc có tốc độ phát triển công nghiệp nhanh nhất trên thế
giới với tốc độ tăng trởng dự báo 7% trong các thập kỷ tới. Tuy nhiên công nghiệp hóa
và phát triển công nghiệp nhanh sẽ tạo ra áp lực về chất thải rắn đặc biệt là chất thải
công nghiệp là vấn đề đang nổi cộm ở Việt Nam víi tû träng chiÕm tíi 17% hay 2,6
triƯu tÊn trong tổng số hơn 15 triệu tấn chất thải rắn phát sinh hàng năm, trong số đó
phải kể đến trên 160.000 tấn/năm chất thải nguy hại nếu không đợc quản lý tốt thì
tính độc hại, gây bệnh, nguy hại sẽ ảnh hởng sức khỏe, ngời dân và môi trờng [].
Các hệ thống xử lý chất thải công nghiệp và nguy hại cha đầy đủ, thiếu nhiều cơ sở xử
lý ở góc độ cho các Khu công nghiệp và Khu xử lý tập trung. Các cơ sở xử lý chất thải
nguy hại nhỏ lẻ hoạt động kinh doanh là chính nên đầu t trang thiết bị, xử lý khói thải,
tro xỉ có khả năng gây rủi ro môi trờng do áp dụng phơng phát đốt tại nhiệt độ thấp,
công nghệ đốt cha hòan chỉnh, không có các trang thiết bị giảm thiểu ô nhiễm, xử lý
khói thải hay các thiết bị kiểm sóat ô nhiễm môi trờng, hay kỹ năng thực hành của các
cán bộ vận hành. Vậy, cải tiến công nghệ đốt, kỹ năng vận hành, kiểm sóat ô nhiễm khí
qua giảm thiểu và xử lý khói thải lò đốt an tòan là một định hớng quan trọng mà Liên
hiệp KHSX Công nghệ hóa học tập trung trong nhiều năm.
Dự án KC03.DA02 "Nghiên cứu thiết kế chế tạo lò đốt phục vụ các thành phố và khu
công nghiệp" thuộc Chơng trình tự động hóa cấp nhà nớc KC03, Liên hiệp KHSX

Công nghệ hóa học (UCE) đà tiến hành thực hiện từ 10/2002. Các kết quả chính đà đạt
đợc.
-

Nghiên cứu về đặc thù rác thải công nghiệp tại các khu công nghiệp và thành
phố lớn.

-

Nghiên cứu công nghệ đốt nhiệt phân.

-

Nghiên cứu tính tóan thiết kế chế tạo lò đốt UCE-80kg/h.

-

Vận hành thử nghiệm và đa vào sản xuất chính thức tại Công ty Môi trờng
đô thị Hà Nội.

Báo cáo này tổng kết các kết quả của dự án KC03.DA02 với 3 phần. Phần 1: Tổng quan
về chất thải nguy hại, đốt chất thải, mục tiêu dự án. Phần 2: Kết quả thực hiện nghiên
cứu - thiết kế chế tạo lò đốt rác. Phần 3: Kết quả vận hành thử nghiệm và kết luận.

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

4


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Phần I: Tổng quan về chất thải rắn- phát sinh chất thảI tại
các thành phố và khu công nghiệp
1. chất thải - nguồn phát sinh - hiện trạng quản lý
1.1. Lợng chất thải rắn
Nớc ta đang trong quá trình chuyển đổi từ nền kinh tế kế hoạch hóa tập trung sang
một nền kinh tế thị trờng có định hớng xà hội chủ nghĩa. Với mục tiêu phấn đấu đến
năm 2020, về cơ bản Việt Nam sẽ trở thành một nớc công nghiệp hóa, Nhà nớc ta đÃ
có cơ chế, chính sách khuyến khích đầu t hợp lý, vì vậy, trong những năm qua, nền
kinh tế-xà hội nớc ta đà có những bớc phát triển đáng khích lệ, tốc độ tăng trởng
kinh tế luôn đạt bình quân trên 7%/năm.
Theo số liệu năm 2004, cơ cấu kinh tế tính theo tỷ trọng GDP là: công nghiệp - xây
dựng 38,3%, nông - lâm - ng nghiệp là 23,6%/năm, dịch vụ 38,1%/năm. Tính đến
tháng 9/2002 cả nớc có trên 75 khu công nghiệp và khu chế xuất đà đợc thành lập,
khoảng 1000 dự án đầu t trực tiếp nớc ngoài vào các khu công nghiệp và khu chế
xuất với tổng vốn đăng ký trên 10 tỷ USD và trên 800 dự án đầu t trong nớc với tổng
số vốn đăng ký trên 40.000 tỷ đồng Việt Nam.
Để đạt đợc tiêu GDP đầu ngời tăng gấp 2 lần (so với năm 2000) vào năm 2010 thì tỷ
trọng công nghiệp trong GDP phải đạt từ 40% trở lên, tốc độ gia tăng công nghiệp
trung bình/năm phải đạt 10-11%. Với tốc độ tăng trởng công nghiệp, lợng chất thảI
công nghiệp, chất thải công nghiệp nguy hại sẽ gia tăng cả về số lợng và thành phần
nguy hại.
Dự báo đến năm 2010 tỷ lệ đô thị hóa nớc ta sẽ đạt 33% năm 2020 đạt 45% tơng ứng
với quy mô dân số đô thị năm 2010 là 30,4 triệu ngời và năm 2020 là khoảng 46 triệu
ngời. Với quy mô đô thị hóa, gia tăng dân số và công nghiệp hóa nh trên, những vấn
để môi trờng, trong đó có quản lý chất thải nguy hại, đòi hỏi có sự quan tâm đặc biệt
để đối phó một cách nghiêm túc, kịp thời trớc khi vấn đề trở nên trầm trọng. Điểm lại
thực trạng ở Việt Nam và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật công nghệ thiêu đốt chất
thải để tăng cờng công tác xử lý chất thải rắn cho các thành phố và khu công nghiệp
nhằm đảm bảo sự cân bằng hai lợi ích: thúc đẩy phát triển kinh tế và ngăn ngừa, giảm

thiểu tác hại đến môi trờng và phát huy tiềm năng công nghệ nội tại.

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

5


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Hiện tại, hàng năm Việt Nam có khoảng trên 15 triệu tấn chất thải rắn [1]. Chất thải
rắn hiện tại đợc chôn tại các bÃi chôn lấp có quy hoạch, không quy hoạch tại các Tỉnh
thành phố và có đến trên 60% lợng chất thải rắn không đợc thu gom quản lý tại các
huyện, tỉnh thành.
Chi phí mỗi năm cho thu gom, chôn lấp chất thải rắn hiện tại là trên 2000 tỷ đồng/năm
[1]. Bên cạnh đó là quỹ đất cho việc chôn lấp rác và các khoảng chi phí ngăn ngừa hậu
quả môi trờng phát sinh từ bÃi chôn lấp rác.
Trong chất thải rắn, rác sinh hoạt từ các hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn chiếm 80%
lợng chất thải rắn còn lại là rác công nghiệp phát sinh từ các cơ sở công nghiệp. Rác
công nghiệp mà đặc biệt là rác công nghiệp nguy hại và rác thải y tế nguy hại tuy số
lợng ít nhng lại phải quản lý nghiêm ngặt do đặc thù nguy hại của chúng với môi
trờng và sức khoẻ cộng đồng.
Bảng 1.1: Tổng hợp phát sinh chất thải rắn tại Việt Nam 2003
Phân loại

Nguồn

Thành phần

Lợng phát sinh (tấn/năm)
Đô thị

Rác sinh hoạt

Khu

thơng Thức ăn, giấy,

mại

Nông thôn

Tổng cộng

nhựa, thuỷ tinh

Chất thải công Cơ

sở

công Kim loại, gỗ

6.400.000

6.400.000

12.800.000

1.740.000

770.000

2.510.000

126.000

2.400

128.400

nghiệp không nghiệp
nguy hại
Chất thải công Cơ
nghiệp

sở

nguy nghiệp

hại

công Xăng dầu, bùn
thải, chất hữu
cơ

Chất thải y tế Bệnh viện, cơ Mô, chất thải
nguy hại

sở y tế

21.500

lẫn máu, dịch,
xylanh,

dây

chuyền
Chất thải nông Trồng trọt

Thân, rễ, lá,

nghiệp

cây cỏ

Chăn nuôi

Chất thải phi nông nghiệp

64.560.000

8.266.000

64.540.000

7.172.000

15.549.900

( Nguồn: Báo cáo diễn biến môi trờng 2004: chất thải rắn [1])

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

6


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Chất thải sinh hoạt
Các khu đô thị, dân c tập trung chiếm khoảng 24% dân số của cả nớc nhng lợng
chất thải tại khu vực này lên đến trên 6.000.000 tấn/năm hay chiếm trên 50% chất thảI
sinh hoạt của cả nớc. ớc tính phát thải rác sinh hoạt là 0.66kg rác/đầu ngời dân đô
thị và 0.32kg rác/ngời dân nông thôn. Thành phần rác tại khu vực đô thị có tỷ lệ các
chất khó phân huỷ sinh học (nylong, nhựa, cao su, nhựa) hơn khu nông thôn. Hiện
nay việc quy hoạch bÃi chôn lấp rác đang là bức xúc của các tỉnh, thành phố đông dân,
gần đây Hà Nội, TP Hồ chí Minh đang xúc tiến các dự án đốt nhiệt phân rác sinh hoạt
và tận dụng nhiệt để phát điện.
Bảng 1.2: Số lợng rác thải tại Hà Nội các năm 1995-2005 dự báo năm 2010
1995

2000

2005

2010

Rác sinh hoạt (chợ, đờng)

767 290

993 814

1 280 734

1 569 502

Rác công nghiệp

23 250

37 444

60 303

97 118

Rác xây dựng

54 000

72 264

96 705

129 413

Rác bệnh viƯn

21 900

32 850

47 450

54 750

Bïn bĨ phèt

110 000

122 000

150 000

180 000

Tỉng céng

976 440

1 258 372

1 635 192

2 030 819

Tỉng hỵp

(Ngn: Hiện trạng môi trờng Việt Nam 2001)
Cùng với công nghiệp hóa và đô thị hóa của các tỉnh Vĩnh Phúc, Hải Dơng, Bắc Ninh,
Hải Phòng, khối lợng chất thải rắn tại các khu công nghiệp và đô thị ngày càng gia

tăng bao gồm rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp, rác thải bệnh viện và các loại
chất thải nguy hại khác. Việc xử lý chôn lấp lợng rác thải thu gom này cũng rất tạm
bợ không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và vệ sinh môi trờng. Số liệu điều tra lợng chất
thải rắn ở tỉnh Vĩnh Phúc và một số tỉnh lân cận thuộc Sông Cầu đa ra ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Tình hình quản lý chất thải rắn ở Vĩnh Phúc, một số đô thị lu vực sông Cầu
STT

Thành phố, thị xÃ

Tổng lợng rác Lợng rác thu Tỷ lệ
thải, T/ngày (tính gom, T/ngày
theo dân số)

1

Hải Dơng

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

150-200

110-170

65-75%
7


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

2

Bắc Ninh

50-150

3

Vĩnh Yên + Phúc Yên + 150-250

30-90

60%

150

60-62%

60-65

75%

Mê Linh
4

Bắc Giang

70-80

(Số liệu điều tra của dự án KC03.DA02, 2002)
Rác công nghiệp:

Tuỳ theo quy mô và cơ cấu của các tỉnh và thành phố mà lợng rác công nghiệp chiếm
tỷ trọng khác nhau từ 20-35% so với rác sinh hoạt, trung bình là 20-25%. Chất thải
công nghiệp tập trung nhiều ở các tỉnh phía Nam. Vùng Đông Nam Bộ chiếm 48%,
Đồng bằng Sông Hồng chiếm 30%, Sông Cửu Long 10%, Miền núi phía bắc 6%, Tây
Nguyên 1% [1].
Miền núi
phía Bắc
5%

ĐB Sông Cửu
Long
10%

Đông Nam
bộ
48%

ĐB sông
Hồng
30%
Nam Trung
bộ
6%

Tây nguyên
1%

Hình 1. Phát sinh chất thải công nghiệp
Chất thải công nghiệp phát sinh từ các làng nghề:
Lợng chất thải này chủ yếu tập trung tại Phía Bắc, lợng chất thải ớc tính là 776.000

tấn/năm phát sinh từ 1450 làng nghề trong cả nớc với các nghề mạ, cơ khí, mây tre,
sản xuất giấy, dệt nhuộm vv. Hà Tây, Bắc Ninh, Hà Nội là ba tỉnh có nhiều làng
nghề nhất chiếm 68% lợng chất thải từ khu vực này [1].
Chất thải nguy hại:
Phân loại chất thải nguy hại: Căn cứ theo quyết định số 155/1999/QĐ - TTg của thủ
tớng chính phủ ngày 16 tháng 7 năm 1999 về việc ban hành quy chế quản lý chất thải
nguy hại (QLCTNH), chất thải nguy hại (CTNH) đợc định nghĩa nh sau: CTNH là
Liên hiệp KHSX công nghệ ho¸ häc-UCE

8


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có một trong các đặc tính gây nguy hại trực
tiếp (dễ cháy, dễ nổ, làm ngộ độc, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm ...) hoặc tơng tác với chất
khác gây nguy hại cho môi trờng và sức khoẻ con ngời . Theo định nghĩa trên thì
chất thải công nghiệp có chứa: Axit và kiềm, Dung dịch xyanua và hợp chất, Chất oxy
hoá, Dung dịch kim loại nặng, Dung môi halogen hoá và dung môi không đợc
halogen hoá, Cặn dầu thải, Amiăng, Các chất nổ cháy, Chất gây nhiễm khuẩn, nhiễm
bệnh là chất thải nguy hại
Phát sinh chất thải công nghiệp nguy hại
Tăng trởng kinh tế gắn liền với gia tăng lợng chất thải sinh hoạt và công nghiệp
trong đó một số lợng không nhỏ là chất thải nguy hại. Tính đến hết năm 2003, tổng
lợng chất thải rắn nguy hại (CTNH) tại Việt nam ớc tính 160.000 tấn/năm, một tỷ lệ
rất lớn trong số này (130.000 tấn/năm) đợc phát sinh từ các hoạt động công nghiệp,
21.000 tấn/năm là lợng chất thải y tế nguy hại, chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt
động nông nghiệp khoảng 8.600 tấn/năm [1].
Xét về khối lợng chất thải công nghiệp, các ngành công nghiệp nhẹ, hoá chất và cơ
khí luyện kim là ngành phát sinh nhiều CTNH nhất. Ngành Điện và Điện tử phát sinh ít

chất thải nguy hại nhất, tuy nhiên, chất thải của hai ngành này lại có chứa những chất
nh PCB và kim loại nặng là những chất rắn nguy hại tới sức khoẻ con ngời và môi
trờng. Riêng về loại hình chất thải độc hại đặc thù là thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV),
Cục Môi trờng đà phối hợp với Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trờng các địa
phơng, tiến hành điều tra, thống kê TBVTV tồn đọng trong năm 2000-2001. Tổng
lợng TBVTV tồn lu trên phạm vi 61 tỉnh/thành phố là khoảng 300 tấn bao gồm:
+ Thuốc BVTV d¹ng láng: 97,374 lÝt
+ Thuèc BVTV d¹ng bét: 109,145 kg
+ Các bao bì chứa thuốc BVTV: 2.137.850 (hộp, bao, chai lọ).
Bảng 1.4. Tổng lợng CTRNH trên địa bàn các khu vực kinh tế trọng điểm miền Bắc,
miền Trung và miền Nam (tấn/năm) (số liệu điều tra 2002 Cục BVMT)
Đơn vị

Khối lợng (tấn)

Khu vực KTTD phía Bắc

28.739

Hà Nội

24.000

Hải Phòng

4.620

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

9

Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Quảng Ninh

119

Khu vực KTTĐ miền Trung

4.117

Đà Nẵng

2.257

Quảng Nam

1.768

Quảng NgÃi

92

Khu vực KTTĐ phía Nam

80.332

TP Hồ Chí Minh

44.413

Đồng Nai

33.976

Bà Rịa- Vũng Tàu

1.943

Tổng Lợng

113.188

Bảng 1.5. Lợng CTNH tính theo ngành (tấn/năm)
Ngành phát sinh CTNH

Khối lợng (tấn)

Công nghiệp nhẹ

60.000

Hoá chất

45.000

Cơ khí luyện kim

26.000

Y tế

10.000

Từ chất thải sinh hoạt đô thị

5.000

Chế biến thực phẩm

4.000

Điện, Điện tử

2.000

Tổng cộng:

152.000

(Số liệu điều tra 2001, 2002 Cục Bảo vệ môi trờng)
Phần lớn CTNH phát sinh tại các thành phố lớn, các khu vực kinh tế trọng ®iÓm, trong
®ã khu vùc kinh tÕ träng ®iÓm phÝa Nam chiếm 64% tổng lợng CTNH phát sinh trong
tòan quốc, một nửa trong số đó phát sinh tại TP Hồ Chí Minh. Tiếp sau là các tỉnh phía
Bắc với lợng CTNH chiếm tới 31%. Ngành công nghiệp nhẹ có lợng CTNH lớn nhất
chiếm 47%, ngành công nghiệp hóa chất (24%), công nghiệp luyện kim (20%) [1].
Phát sinh CTNH tại Việt Nam đợc dự báo sẽ tăng nhanh trong môi trờng kinh tế phát
triển khi số lợng các cơ sở công nghiệp nhẹ, cơ khí, điện tử, luyện kim, hóa chất gia
tăng. Năm 2004 lợng chất thải công nghiệp tại Việt Nam là 2.2 triệu tấn trong đó có

6% CTNH và trên 21.500 tấn chất thải y tế nguy hại (CTYTNH). Dự báo năm 2005 là
3.2 triệu tấn trong đó 15% là CTNH và 25.000 tấn CTYTNH. CTNH cần phải đợc xử
lý bằng phơng pháp đốt công nghệ cao đạt tiêu chuẩn mới xử lý hiệu quả triệt để [1].
Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

10


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Hoá chất
24%

Công nghiệp
nhẹ
47%

Luyện kim
20%

Chế biến thực
phẩm
8%

Điện, Điện tử
1%

Hình 2: Các nguồn phát sinh chất thải công nghiệp nguy hại [1]
Quy hoạch khu xử lý, đầu t xây dựng, trang bị thiết bị chuyên dụng để xử lý CTNH
cần vốn đầu t và kỹ thuật cao. Các phơng pháp xử lý chất thải nguy hại đang áp dụng

đều cha an tòan, kể cả phơng pháp đốt đang áp dụng.
1.2. Hiện trạng quản lý chất thải nguy hại ở các Thành phố và khu công nghiệp.
Xử lý chất thải nguy hại ngày càng đợc quan tâm nhiều hơn tại các khu công nghiệp
(KCN), và có nhiều KCN có kế hoạch xây dựng cơ sở xử lý nh KCN Lê Minh XuânTP HCM, các KCN Đồng Nai. Đa phần CTNH đang đợc lu chứa tại chỗ hay xử lý tại
các cơ sở, một phần đợc chuyển đến các cơ sở xử lý nhỏ lẻ.
Các cơ sở xử lý chất thải nguy hại nhỏ lẻ không quan tâm đầu t trang thiết bị xử lý
khói thải, tro xỉ có khả năng gây rủi ro môi trờng do áp dụng phơng phát đốt tại nhiệt
độ thấp, công nghệ đốt cha hoàn chỉnh, không có các trang thiết bị giảm thiểu ô
nhiễm, xử lý khói thải và các thiết bị kiểm soát ô nhiễm môi trờng, hay kỹ năng thực
hành của các cán bộ vận hành. Việc xây dựng các khu xử lý tập trung CTNH là nhu cầu
tất yếu để đáp ứng phát triển công nghiệp. Vậy, cải tiến công nghệ đốt, kỹ năng vận
hành, kiểm sóat ô nhiễm khí qua giảm thiểu và xử lý khói thải lò đốt an tòan là một
định hớng quan trọng mà Liên hiệp KHSX Công nghệ hóa học tập trung trong nhiều
năm thông qua dự án KC03.DA02 về Nghiên cứu Thiết kế chế tạo hệ thống xử lý
chất thải cho các thành phố và KCN.
Công tác quản lý chất thải nguy hại trong nớc và quốc tế cho thấy, việc từng cơ sở sản
xuất, kinh doanh và dịch vụ có phát sinh chất thải nguy hại tự đầu t trang bị hệ thống
xử lý CTNH cho đơn vị mình, trong nhiều trờng hợp là sự lựa chọn hợp lý về mặt kinh
Liên hiệp KHSX công nghƯ ho¸ häc-UCE

11


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

tế, kỹ thuật và môi trờng. Thực tế cho thấy các nớc muốn tiến hành công nghiệp hoá
đều phải đầu t xây dựng các trung tâm xử lý tập trung chất thải nguy hại. Các cơ sở có
CTNH sẽ chuyển CTNH của mình đến các trung tâm này để xử lý và phải trả chi phí
cho việc xử lý. Đây cũng là hớng đi đối với Việt nam để giải quyết vấn đề xử lý
CTNH phát sinh trong quá trình phát triển kinh tế-xà hội. Cho đến nay chúng ta mới

chỉ nhen nhóm đợc khu xử lý CTNH tập trung tại Nam Sơn Sóc Sơn Hà Nội. Vì
vậy, việc xây dựng các khu xử lý CTNH tập trung đà và đang trở thành một trong
những vấn đề rất cấp bách của công tác quản lý chất thải hiện nay và đang đợc các
thành phố lớn nh Hải Dơng, Đà Nẵng, Biên Hoà quy hoạch xây dựng.
Riêng đối với chất thải y tế, do đặc thù của ngành, Chính phủ đà cho lắp đặt các lò đốt
chất thải y tế tại các bệnh viện lớn. Hiện nay có khoảng trên 61 lò đốt chất thải y tế
đợc lắp đặt trên toàn quốc. Hiên nay các tiêu chuẩn kỹ thuật của lò đốt rác y tế, tiêu
chuẩn khí thải lò đốt chất thải y tế đà đợc ban hành để làm tiêu chí đánh giá và sử
dụng các lò đốt.
Việc xử lý CTNH có thể đợc thực hiện bằng một số phơng pháp nh: xử lý cơ học,
xử lý hoá lý, xử lý đốt nhiệt phân, đốt trong lò quay, chôn lấp chất thải nguy hại...
Phơng pháp thiêu đốt CTNH bằng lò nhiệt phân, thiêu đốt bằng lò nung clinke có một
số u điểm về mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trờng. Phơng pháp này đà tận dụng đợc
nhiệt độ rất cao trên 1000oC đối với đốt nhiệt phân và khoảng 1400 20000C đối với lò
đốt quay. Thời gian lu cháy dài trên 1.5s với lò nhiệt phân và khoảng 4-5 giây với lò
đốt quay.
Về chi phí xử lý chất thải nguy hại
Chi phí cho xử lý chất thải nguy hại tuỳ thuộc vào loại chất thải, thành phần, nồng độ
chất thải, phơng pháp, công nghệ và thiết bị xử lý. Vì vậy, đối với từng loại CTNH
khác nhau, chi phÝ xư lý cịng rÊt kh¸c nhau. Theo số liệu của Công ty SamSung Hàn
Quốc, chi phí trung bình cho xử lý CTNH tại Công ty này khoảng 500 USD/tấn, tại một
số nớc Châu Âu, chi phí cho xử lý thuốc bảo vệ thực vật là khoảng 6500 USD/tấn.
Cục Môi trờng đang phối hợp xử lý thí điểm TBVTV, chi phí xử lý dự tính là khoảng
50 triệu VND/tấn (bằng phơng pháp đốt) từ 30-35 triệu VND phơng pháp hoá/sinh.
Chi phí xử lý rác y tế tại Hà nội và TP Hồ chí minh là 6.000.000đ/tấn, chi phí xử lý tại
chỗ thấp hơn nhng đòi hỏi công nghệ xử lý khí tuân thủ tiêu chuẩn môi trờng về khí
thải và môi trờng lao động sinh hoạt của khu vực dân c.

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

12


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Về quản lý chất thải nguy hại
Quyết định số 155/1999/QĐ - TTg ngày 16/7/1999 của thủ tớng chính phủ về việc
ban hành Quy chế quản lý chất thải nguy hại, Quy chế quy định rõ việc QLCTNH gồm:
trách nhiệm của chủ nguồn chất thải nguy hại; trách nhiệm của chủ thu gom, vận
chuyển chất thải nguy hại; trách nhiệm của chủ lu giữ, xử lý, tiêu huỷ chất thải nguy
hại và những quản lý chung của nhà nớc về chất thải nguy hại cùng các điều khoản thi
hành...
Về giải pháp kỹ thuật:
Để xử lý triệt để CTNH cần áp dụng cả 3 phơng pháp: chôn lấp đúng kỹ thuật, thiêu
hủy ở nhiệt độ cao (đốt nhiệt phân, lò đốt quay) v phơng pháp cơ hoá lý + đóng rắn
hóa. Chôn lấp l phơng án đầu t ít, chi phÝ xư lý thÊp, nh−ng chiÕm diƯn tÝch ®Êt lín
và chứa đựng nguy cơ ô nhiễm môi trờng đất, môi trờng nớc lâu di. Thiêu đốt ở
nhiệt độ cao có u điểm l chiếm đất sử dụng nhỏ, phá hủy hon ton chất thải nguy
hại nhng có nhợc điểm l đầu t lớn nếu mua lò ngoại nhập, đầu t xử lý khí thải v
tro xỉ còn lại (10%) vẫn phải chôn lấp. Phơng pháp đóng rắn phù hợp với xử lý bùn
cặn thải có chứa kim loại nặng. Ngoài ra có phơng pháp xử lý chất thải công nghiệp
nguy hại khác nh ép rác, nhiệt hoá, tái chế nhng cha phổ biến ở nớc ta.
Đốt chất thải nguy hại Cơ sở lựa chọn
Hiện nay, đốt rác là công đoạn xử lý cuối cùng đợc áp dụng cho một số loại rác nhất
định chủ yếu là rác thải nguy hại nh rác thải y tế, rác công nghiệp nguy hại, rác thải
thú y, hoặc hoá chất bảo vệ thực vật. Đây là quá trình oxy hoá nhiệt độ cao với sự có
mặt của oxy không khí, trong đó chất độc hại đợc phân huỷ triệt để thành khí cháy và
và tro xỉ không cháy. Chất thải có tính chất độc hại và lợng phát thải lớn thì phơng
pháp đốt là một giải pháp u việt nhất. Vì các lý do sau:
- Lợng rác và nhiệt trị phù hợp cho phơng pháp đốt: Rác thải phát sinh tại các KCN

có thể tính toán đợc trớc khi thiết kế lò đốt rác cho lò đốt có năng suất phù hợp và
các phơng án tận dụng nhiệt. Theo kinh nghiệm, năng suất toả nhiệt của các rác công
nghiệp nguy hại, cặn sơn, bông amiăng, cặn dầu, chất thải y tế có nhiệt trị trên 3500
7000 kj/kg.
- Các tiêu chuẩn môi trờng đà đợc quy định: Đốt rác sẽ tạo ra khí thải vào không khí,
và đợc xử lý theo tiêu chuẩn môi trờng. Các kỹ thuật xử lý khí hiện đại (đốt phân huỷ
khí ở nhiệt độ cao, hấp phụ xúc tác, hấp thụ ớt, hấp thụ khô, tách bụi) đáp ứng đợc
Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

13


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

việc xử lý khí đạt tiêu chuẩn khí thải đặt ra: TCVN 5939-1995 đối với khí thải lò đốt
công nghiệp và TCVN 6560-1999 đối với khói thải lò đốt rác y tế.
- Công nghệ đốt rác nhiệt phân hay đốt quay có xử lý khí thải hiện đang đợc phổ cập
áp dụng: Đốt cháy chất thải rắn công nghiệp nguy hại về nguyên tắc thờng sử dụng
buồng đốt ghi, không ghi, buồng đốt xoáy lốc, buồng đốt thùng quay hoặc hệ thống đốt
cháy tổ hợp (vừa đốt cháy trên ghi và buồng đốt thùng quay đặt sau) và hệ thống đốt
khí thứ cấp và xử lý khí thải. Đây là công nghệ phù hợp với điều kiện kinh phí đầu t,
vận hành, trình độ kỹ thuật, công nghệ có tính đến các biện pháp giảm và kiểm sóat ô
nhiễm môi trờng sẽ phù hợp với mọi hòan cảnh.
Xử lý chất thải rắn công nghiệp bằng phơng pháp đốt hiện là giải pháp đợc quan tâm
và xử lý chủ đạo tại các nớc công nghiệp phát triển và các quốc gia trong khu vực.
1.3. Một số dạng lò đốt chất thải rắn
1. Dạng lò đốt cố định:
Lò đốt có kiểu đốt chất thải rắn cơ bản nhất, đặc trng quan trọng là có thể đốt cháy
hoàn toàn các hợp chất hữu cơ và các thành phần vô cơ có đặc tính nguy hại của chất
thải rắn, tạo ra ít khói độc hại, ít axít, ít bụi... Lò đốt thờng đợc chia thành 2 buồng

đốt chính, chất thải rắn cháy trên ghi lò, hệ thống ghi lò vừa là nơi tháo tro xỉ vừa là bộ
phận phối khí.
ã Ưu điểm của lò tĩnh:
- Lò cố định nên chất thải rắn có thể đợc đa trực tiếp vào lò qua một cửa trên thân lò,
do có đặc điểm này mà lò cố định có thể đốt đợc nhiều loại chất thải rắn khác nhau,
có thể đốt đợc các loại chất thải rắn cồng kềnh
- Lò cố định có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.
- Giá thành không đắt bằng các loại lò khác.
ã Nhợc điểm của lò tĩnh
- Không đảo trộn đợc chất thải,
- Có tổn thất một lợng nhiệt nhỏ do mở của lò khi cấp chất thải.
2. Dạng lò quay:
Là loại lò dùng nhiều cho các ngành công nhiệp khác, có công suất lớn. Lò quay có
hình dạng hình trụ đợc đặt nghiêng 3 7 0 so với mặt nằm ngang, chiều dài bằng 3 4
Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

14


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

lần đờng kính. Tốc độ quay khoảng 0,5 5 vòng/phút, thời gian lu đợc điều chỉnh
bằng cách thay đổi tốc độ quay và góc nghiêng của lò. ở lò quay chất thải đợc đảo
trộn liên tục nên có khả năng cháy kiệt. Lò quay thờng có 2 buồng đốt là lò đốt quay
và buồng đốt sau đợc đặt ngay sau lò quay. Lò quay có thể đốt đợc cả chất thải rắn,
lỏng và khí, chất thải đợc nạp vào cùng chiều (nếu chất thải có độ ẩm thấp và có hàm
lợng chất bốc cao) hoặc ngợc chiều (khi chất thải có độ ẩm cao) với không khí. Lò
quay vốn đầu t lớn, có sự mài mòn giữa chất thải và thành lò, hệ số d không khí lớn
(từ 1,5 - 2) và dòng khí thải chứa nhiều bụi.
u, nhợc của đốt rác công nghiệp nguy hại

Những u điểm chính của phơng pháp đốt:
ã Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải công nghiệp.
ã Giảm tới 90% thể tích chất thải, có nghĩa là giảm tới mức nhỏ nhất cho khâu xử
lý cuối cùng, điều này làm giảm diện tích đất sử dụng cho chôn lấp chất thải.
ã Lợng nhiệt phát sinh từ quá trình đốt chất thải có thể tận dụng cho các lò hơi,
lò sởi hoặc các công nghiệp cần nhiệt và có thể dùng để phát điện nếu công suất đốt
lớn.
Hạn chế của phơng pháp đốt rác:
ã Vận hành dây chuyền đốt đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao
ã Giá thành đầu t lớn, chi phí tiêu hao năng lợng cao.
ã Khí độc hại phát sinh phải có biện pháp khống chế thích hợp, điều này cần phải
có hệ thống xử lý khói thải phù hợp mới có thể tránh gây nên ô nhiễm môi trờng.
Phạm vi ứng dụng của phơng pháp đốt
-

Rác độc hại về mặt sinh học, rác không phân huỷ sinh học

-

Chất thải có thể bốc hơi và do đó dễ phân tán

-

Chất thải chứa halogen, chì, thuỷ ngân, cadmimum, zinc, nitơ, phốt pho,
sulfua

-

Chất thải dung môi, dầu thải, nhũ tơng, dầu hỗn hợp

-

Nhựa, cao su, mủ cao su, nhựa đờng, axit và đất sét đà sử dụng

-

Dợc phẩm, chất thải phenol

-

Chất thải bị nhiễm khuẩn bởi hoá chất độc hại

Liên hiệp KHSX công nghệ ho¸ häc-UCE

15


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Nh vậy, chất thải công nghiệp nguy hại thì sử dụng phơng pháp đốt là tối u về hiệu
quả đặc biệt về mặt phân huỷ các chất độc có hại cho môi trờng.
2. Các lò đốt chất thải rắn đang đợc sử dụng ở Việt Nam
Cho đến nay, số lợng lò đốt đợc sử dụng ở Việt Nam rất đa dạng về nguồn gốc, công
suất đốt và về khả năng xử lý khói thải. Tuy vậy, cho đến nay vẫn cha có số liệu thống
kê đầy đủ về số lợng, nơi sử dụng, đặc tính kỹ thuật...
Dới đây là bảng một số lò đốt chất thải rắn điển hình đang sử dụng ở Việt Nam.
Bảng 1.6: Các thông số cơ bản của một số lò đốt đang sử dụng ở Việt Nam
Lò lớn
HÃng sản suất

Hoval GG42

CEETIA-CN150

(Italia)
Nơi sử dụng

Del Monego 200

(Thuỵ Sỹ)

(Việt Nam)

Bình Hng Hoà,

Khu xử lý chất

Hà Nội
Loại lò

Tây Mỗ,

TP.HCM

thảiNam Sơn

Không ghi, phân tầng

Không ghi

Có ghi, phân tầng

4.8 tÊn/ ngµy

7.2 tÊn/ ngµy

3,6 tÊn/ngµy

(200 kg/h)

(300 kg/h)

(150 kg/h)

1000

-

800 - 850

1100

-

1050 – 1100

30 – 60 kg/h

-

40 – 60 kg/h

2000

-

2000

Tû träng r¸c, kg/h

120 150

-

125 350

Nhiệt trị rác, kcal/h

2100 3300

-

2500 3500

Không

Lọc bụi túi + lọc khí

420,000 USD

-

Công suất lò
Nhiệt độ
buồng đốt 1, oC
Nhiệt độ
buồng đốt 2, oC
Lợng dầu đốt
Lu lợng không
khí cấp, m3/h

Hệ thống xử lý khói
thải
Vốn đầu t

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

2 cấp xyclon ớt,
1 cấp HP điôxin
200,000 USD

16


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Lò nhỏ
HÃng sản suất

Hoval MZ2/

MZ4
(Thuỵ Sỹ)

Nơi sử dụng

400/ 200 CA

HS50

(Mỹ)

(Hàn Quốc)

Nhiệt độ
buồng đốt 1, oC
Nhiệt độ
buồng đốt 2, oC
Lợng dầu đốt
Lu lợng không
khí cấp, m3/h
Tỷ trọng rác,
kg/h
Nhiệt trị rác,
kcal/h
Hệ thống xử lý
khói thải
Vốn đầu t

BV Quân Y

BV 19/ 8

109

BV Bà Rịa-VT
Công suất lò

BV Bạch mai

BVC Đà Nẵng
Loại lò

BV Lao HN

- Hà Nội

Phú Thọ

CEETIA
YT30
(Việt Nam)
BV Đa Khoa
Hà Giang

Không ghi

Không ghi

Không ghi

Không ghi

200 kg/ngày

85 100 kg/h

30 kg/ h

30 kg/ h

500 – 800

800 - 900

-

800 - 850

> 1000

1200 - 1300

-

1050 - 1100

7 – 16 kg/h

28 kg/mỴ

-

10 – 12 kg/h

1800

-

1500

300

80 – 120

-

-

120 – 150

3570

-

5540

2000 – 3300

Kh«ng

Kh«ng

Xiclon kh«

90,000 USD

40,000 USD

120,000 USD
200,000 USD

2 cấp Xyclon
ớt
49,000 USD

* Lò đốt chất thải Del Monego 200
Lò ®èt chÊt th¶i y tÕ Del Monego 200 cđa Italia đợc UBND thành phố Hà Nội lắp đặt
trong khu vực nhà máy chế biến chất thải Cầu Diễn (Tây Mỗ Từ Liêm, Hà Nội), với
nhiệm vụ xử lý rác thải bệnh viện ở Hà Nội. Lò đốt Del Monege 200 có công suất 200
kg/h (4,8 tấn/ngày), kích thớc cơ bản: 9050 ì 2210 ì 3990mm. Đây là loại lò đốt
phân tầng, quá trình cháy xảy ra ở nhiều vùng khác nhau. Không có hệ thống xử lý
khói thải (ống khói có đờng kính 500mm, cao 15m).

Liên hiệp KHSX công nghƯ ho¸ häc-UCE

17


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Công nghệ đốt: Chất thải rắn đợc thu gom vào các hộp cacton hoặc túi nylon Chứa
trong thïng chøa (240 – 340 lÝt) → §−a vỊ x−ëng đốt Đốt rác trong buồng đốt sơ
cấp (850 900 0 C) Đốt cháy kiệt tro, xỉ ở buồng đốt cháy kiệt Đốt chất dễ bay
hơi ở bng thø cÊp (1050–11000C) → Th¶i khãi ra khÝ qun qua ống khói (ở 600 0 C).
Các yêu cầu về chất thải đem đốt: Tỷ trọng: 0,12 0,15 tấn/m3; Nhiệt trị: 2100 3300
kcal/kg
* Lò đốt chất thải y tế 400 CA và 200 CA
Lò đốt rác 400 CA đợc lắp đặt tại bệnh viện Bạch Mai vào cuối năm 1997. Quá trình
đốt đợc thực hiện ở buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp. Buồng đốt sơ cấp có dạng
hình khối chữ nhật, nhiệt ®é vËn hµnh 800 – 900 0 C, buång ®èt thứ cấp có dạng hình
trụ nằm ngang, nhiệt độ vận hành 1200 13000 C, thời gian đốt là 60 phút. Khói thải
sau buồng đốt thứ cấp đợc thải thẳng ra môi trờng bên ngoài qua ống khói cao 5m
(thiết bị và ống thải có độ cao tổng cộng là 8m), có lớp cách nhiệt dày 50mm, đờng
kính trong của ống khói là 380 mm.
* Lò đốt rác y tế Hoval MZ2
Lò đốt rác y tế Hoval MZ2 đà đợc lắp đặt ở Viện lao và Bệnh phổi Trung ơng (Hà
Nội), Bệnh viện C (Đà Nẵng), Bệnh viện Bà Rịa, Bệnh viện Vũng Tàu và bệnh viện đa
khoa tỉnh Quảng NgÃi. Thể tích buồng đốt sơ cấp: 1m3; thể tích buồng đốt thứ cấp:
0,2m3; thời gian lu của khói thải trong buồng thứ cấp: 0,5 giây; độ chênh lệch áp suất
giữa trong và ngoài lò: 5 Pa.
* Lò đốt rác Shin Heung SH 50A
Lò đốt rác Shin Heung SH 50A (Bệnh viện Quân y 109, Phú Thọ) là loại lò có công
suất nhỏ nhất trong hàng loạt các lò đốt rác của tập đoàn Công nghiệp Shin Heung. Đây
là loại lò đốt theo từng mẻ, có khả năng đốt các loại rác sinh hoạt, rác công nghiệp, rác
bệnh viện và rác xây dựng. lò đốt bao gồm 3 phần: buồng đốt sơ cấp, buồng đốt thứ cấp
và thiết bị xử lý. Thể tích buồng đốt sơ cấp: 0,61m3; thĨ tÝch bng ®èt th− cÊp: 0,62m3;
nhiƯt ®é ®èt: 927 0C; thời gian lu của khói thải trong buồng đốt thứ cấp: 1,38 giây.
Năng suất quạt đẩy: 25 m3/phút, 0,75 kw; năng suất quạt hút: 25 m3/phút, 0,75 kw.
Thiết bị xử lý khói thải dùng xyclon D500 ì H1550; lu lợng 49,5 m3/phút; lợng tro:
3% lợng rác đa vào đốt

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

18


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Lò đốt CTNH da giầy tại công ty TNHH Hng Thịnh Hải Phòng
Năm 1998 đợc sự giúp đỡ của Sở khoa học và Công nghệ Môi trờng Hải Phòng,
Công ty Môi trờng Đô thị Hải Phòng Công ty TNHH Hng Thịnh đà lập dự án xử lý
chất thải rắn từ sản suất giầy bằng phơng pháp đốt với công nghệ thu gom vận chuyển
và xử lý do nhóm nghiên cứu khoa học của Khoa Kỹ thuật Môi trờng Trờng Đại
học Xây dựng Hà Nội đề xuất. * Công nghệ đốt rác: Lò đốt chất thải rắn thứ 1 và thứ 2
chỉ có 1 buồng đốt. Sơ đồ công nghệ đợc tóm tắt nh sau: Chất thải rắn cha đợc
phân loại tại nguồn cân, đo vận chuyển đến xí nghiệp đốt phân loại thủ công
giảm kích thớc phân phối và hỗn hợp đốt trong buồng đốt có cấp gió cỡng

bức hoặc tự nhiên điều chỉnh thủ công tận dụng nhiệt → xư lý bơi cđa khãi → xư
lý khÝ ®éc hại của khói bằng phun nớc có kết hợp với hoá chất xử lý khí NOX
thải khói sau xử lý qua ống khói. Lò đốt chất thải rắn thứ 3 có 2 buồng đốt sơ cấp và
thứ cấp, phía đuôi lò có lắp đặt hệ thống xử lý khói thải 2 cấp bằng nớc pha hoá chất.
Nớc thải sau khi qua thiết bị xử lý khói thải đợc dẫn vào thiết bị lọc muội và cặn rồi
thải ra ao. Tro, xỉ và muội đợc đem chôn lấp.
* Các thông số kỹ thuật: Công suất đốt của hai lò đốt thứ 2 và thứ 3: 60 80 m3/ngày.
Bảng 2.2: Các thông số của các lò đốt ở Công ty TNHH Hng Thịnh, Hải Phòng
Buồng đốt
Công
Tên lò đốt

Nhiệt độ

suất

vận hành

3

(m /ngày)

Thứ 1

Thứ 2

0

( C)

Nhiên
liệu đốt
bổ

Tiêu chuẩn đạt đợc
Trong
Môi trờng
ống

xung

xung quanh

khói

Lò đốt thứ 1

15 20

ì

900

Không

A

Đạt TCVN *

Lò đốt thứ 2

25 30

ì

900

Không

A

Đạt TCVN *

Lò đốt thứ 3

35 - 50

ì

1100

Ga

B

Đạt TCVN *

ì

Ghi chú: TCVN *: Tiêu chuẩn lò đốt công nghiệp thông thờng
* Lò đốt rác y tế VHI-20.
Là lò đốt của Viện Hóa học nay là Viện Công nghệ môi trờng thiết kế đốt 20kg rác y
tÕ/h. ThĨ tÝch bng thø cÊp 0.8m3, bng s¬ cÊp 0.3 m3. Cã bé phËn hÊp thơ dung dÞch
kiỊm khãi thải lò đốt. Nạp liệu thuận tiện bằng tay, tro xỉ sau mỗi mẻ đốt rơi xuống

Liên hiệp KHSX công nghƯ ho¸ häc-UCE

19


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

khay chứa và kéo ra ngoài. Lò đốt đợc đánh giá là tiết kiệm nhiên liệu đốt 0.25
kgDO/kg rác y tế.
* Lò đốt chất thải y tế CEETIA-yt30
Công nghệ xử lý: Chất thải y tế đà đợc phân loại tại nguồn đợc đóng túi Cân, đo
Vận chuyển đến nhà lò Tích chứa trong thùng chứa chuyên dụng Đốt trong

buồng đốt có cấp gió thổi cỡng bức, điều khiển tự động hoặc thủ công Xư lý bơi
cđa khãi b»ng phun n−íc cã kÕt hỵp với hoá chất Thải khói sau khi xử lý thông qua
ống khói. Nớc thải sau khi qua thiết bị xử lý đợc dẫn vào thiết bị lọc muội và cặn rồi
dẫn ra nguồn thải. Tro, xỉ và muội đợc đem chôn lấp đặc biệt. Rác thải đem đốt: Tỷ
trọng: 0,12 – 0,35 tÊn/m3, NhiƯt trÞ: 2000 – 2500 kcal/kg - Thành phần: Tuỳ thuộc vào
loại chất thải y tế đem dốt.
* Lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại CEETIA CN150
Công nghệ xử lý: Chất thải rắn cha đợc phân loại tại nguồn khu xử lý trạm
cân, đo đến xí nghiệp đốt rác phân loại thủ công giảm kích thớc phân
phối và hỗn hợp đốt trong buồng đốt có cấp gió cỡng bức điều chỉnh tự động hoặc
thủ công. Khí thải cã nhiƯt ®é cao ra khái bng ®èt → tËn dơng nhiƯt → xư lý bơi
b»ng phun n−íc (2 cÊp Xyclon ớt) xử lý các khí độc hại phun nớc có kết hợp với
hoá chất xử lý điôxin/ furan (1 cấp HP điôxin) ống khói. Nớc thải sau khi qua
thiết bị xử lý thiết bị tách muội và cặn rồi dẫn ra ao. Tro, xỉ và muội đợc đem chôn
lấp đặc biệt.
Những bài học kinh nghiệm về thực tế hoạt động của các lò đốt
Lò đốt CEETIA-CN150 lắp đặt và đốt khu xử lý chất thải công nghiệp ở Khu liên hợp
xử lý chất thải Nam Sơn và có những u điểm sau:
-

Công suất đốt 100-120 kg/h là tơng đối lớn. Nhiệt độ đốt hai buồng đạt yêu
cầu, tự động nạp dỡ liệu. Xử lý khí thải có hiệu quả.

-

Quá trình vận hành là tự động hoặc bán tự động, do đó có thể theo dõi và điều
chỉnh nhiệt độ đốt một cách kịp thời để đảm bảo năng suất, an toàn...

Tuy nhiên, việc nạp liệu 4 lần/h sẽ gây tổn thất nhiệt và thoát khí độc hại qua cửa nạp
liệu. Tiêu hao nhiên liệu và điện năng so với kg CTNH là tơng đối lớn. Vận hành, bảo
dỡng yêu cần chi phí lớn hơn do tuổi thọ không cao của các thiết bị phụ trợ (đầu đốt,
quạt).
Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

20


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Sử dụng lò đốt để tiêu hủy CTNH không phải là mới tại Việt Nam, đơn vị sản xuất lò
đốt rác của Việt Nam với tên sản phẩm có nhÃn hiệu VHI-20, TS-20, CAMAT, cùng
tồn tại với các lò đốt rác ngoại nhập. Mục tiêu phấn đấu của các nhà sản xuất chế tạo lò
đốt tiết kiệm ngoại tệ, nâng cao năng lực sản xuất, kỹ năng cơ khí, sản xuất lò trong
nớc và phát huy các sáng kiến, áp dụng công nghệ tìm kiếm của Việt Nam trên cơ sở
học tập kinh nghiệm thế giới. Nh đa phần các lò sản xuất mới chủ yếu là công suất
nhỏ, các lò công suất trên 100kg/h đà từng bớc đợc nghiên cứu triển khai, điển hình
là công nghệ lò đốt CEATIMA-150 và một số lò nhập Del Monego, HOVAL-G. Một
số nhận xét nổi bật về lò chế tạo trong nớc: Nạp liệu cha hợp lý, thời gian lu khói
tại buồng thứ cấp cha đảm bảo. Không theo dõi đợc chế độ công nghệ đốt và hiệu
suất xử lý khói lò.
Một số kinh nghiệm thiết kế đợc tổng kết trong khi nghiên cứu thiết kế và vận hành lò
đốt rác tại Việt Nam:
+ Năng suất thiết kế kinh nghiệm của các lò đốt NStk KN(kg/m3 thiết bị.h) đợc chia
thành các loại chính, có năng suất thiết kế trung bình/m3 thể tích buồng đốt/h từ

70(kg/m3 thiết bị.h), 90(kg/m3 thiết bị.h), 110(kg/m3 thiết bị.h).
+ Tỷ lệ giữa buồng đốt thứ cấp và sơ cấp dao động trong khỏang 0.25-0.6
+ Tỷ lệ cấp không khí đối với rác y tế 13.6kg kk/5,2 kg rác.
Hiện nay, để xử lý CTNH công nghệ thế giới không chỉ dừng ở công nghệ lò nhiệt
phân hai buồng ®èt tÜnh víi nguyªn lý 3T: NhiƯt ®é, chÕ ®é đảo trộn, thời gian lu trên
1 s đợc thiết kế cho công suất vừa và nhỏ mà bắt đầu chuyển sang đốt CTNH trong lò
đốt quay công suất lớn với suất đầu t lớn, công nghệ - kỹ thuật xử lý khói thải nhiều
cấp, đồng bộ để xử lý khói thải.
3. Mục tiêu, chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật lò đốt dự án KCO3.DA02
3.1. Mục tiêu dự án KC03.DA02
Với các tiếp cận trên mục tiêu của dự án KC03:1-) Nghiên cứu hòan thiện công nghệ
đốt nhiệt phân hai buồng đốt, lång ghÐp biƯn ph¸p kiĨm so¸t - xư lý c¸c chất ô nhiễm
trong khói thải lò đốt. 2-) Tính tóan thiết kế lò đốt rác tự động nhằm đáp ứng các yêu
cầu tính tóan thiết kế lò đốt cho các đối tợng rác thải khác nhau: rác sinh hoạt, rác y
tế, rác công nghiệp độc hại khác nhau, công suất xử lý thay đổi phù hợp với cơ sở xử
lý, các địa phơng. 3-) Chế tạo lò đốt rác công suất phù hợp với quy mô đầu t và quản
Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

21


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

lý vận hành của các khu công nghiệp, các địa phơng. Lập phơng án vận hành tiết
kiệm chi phí nhiên liệu.
Bên cạnh đó, việc tính tóan thiết kế lò đốt tự động hóa phải đợc tự động hóa nhằm đặt
cơ sở khoa học nền móng cho việc chế tạo các lò đốt công suất công suất khác nhau và
lò đốt công suất lớn, từng bớc tiếp cận với tính tóan thiết kế chế tạo lò đốt phức tạp
nh lò đốt quay đáp ứng nhu cầu xử lý CTNH.
3.2. Các chỉ tiêu kinh tế Kỹ thuật

+ Lò đốt UCE80 hoàn thiện phần tự động nạp liệu nhằm đảm bảo nhiệt lò đốt ở cả hai
buồng đốt.
+ Kiểm soát qui trình đốt qua các thông số đợc kiểm soát tại các đồng hồ đo tự động
+ Giảm thiểu và xử lý khí - phân tích khí - kiểm soát nồng độ khí thải ra môi trờng
thuận tiện.
+ Lò đốt đợc thiết kế, vận hành, bảo dỡng thuận tiện, dễ dàng thay đổi chế độ đốt
theo loại rác nhiệt trị, độ ẩm khác nhau.
+ Công suất sử dụng lò đốt cao, tù ®éng ®iỊu khiĨn
+ TiÕt kiƯm chi phÝ vËn hành (nhiêu liệu, điện, nớc, nhân công)
+ Thiết bị phụ ti thä cao. C«ng st thiÕt kÕ: 80-100 kg/h, c«ng suất vận hành 7080kg/h, vận hành liên tục trong ngày.
+ Chuyển giao công nghệ - hớng dẫn vận hành theo chơng trình kín: lý thuyết - vận
hành - duy tu bảo dỡng - nhật ký - quản lý.

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

22


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Phần 2: Các kết quả thực hiện dự án
1. Nghiên cứu cơ sở quá trình cháy - dự báo khí cháy
1.1. Cơ sở lý thuyết cháy chung
1.1.1. Thành phần chất thải rắn nguy hại, nhiệt trị
Thành phần rác thải đợc chia 3 thành phần chính: thành phần cháy, tro, ẩm. Cả ba
thành phần trên đều thay đổi rất khác nhau đối với các loại rác khác nhau và đòi hỏi
các nghiên cứu khảo sát thích hợp. Thành phần hóa học của các chất cháy trong nhiên
liệu lỏng/rắn gồm cã cacbon (CP); hydro (HP), nit¬ (NP), oxy (OP), l−u huỳnh (SP), độ
tro (AP) và độ ẩm (WP) (1). Tỷ lệ giữa độ ẩm: thành phần cháy: độ tro là thông số quan
trọng với nhiêu liệu và chất thải đốt. Ta cã:

CP + HP + NP + OP + SP + AP + WP = 100%

(1)

CTNH có thêm nhiều hợp chất nh chất hữu cơ, các chất dung môi, các loại mỡ, các
PCB, hợp chất chứa Clo vv... với các tỷ lệ khác nhau.
Xử lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại bằng phơng pháp đốt hiện nay là một nhu
cầu cấp thiết. Chất thải rắn công nghiệp nguy hại có nhiệt trị tính theo trọng lợng khá
cao nhng tỷ trọng của chất thải rắn lại thấp (tỷ trọng trung bình là 0,3 tấn/m3) và khi
đốt quá trình cháy diễn biến rất phức tạp. Một số loại chất thải rắn công nghiệp khác
nh dầu cặn trong kho chứa dầu và sửa chữa tầu chở dầu có nhiệt trị cũng khá cao
nhng lại chứa nhiều chất trơ, cặn, sơn chống gỉ, cát,... nên khi đốt là rất khó và tạo ra
nhiều muội. Một số loại chất thải rắn công nghiệp ngành hoá chất khi đốt lại tạo ra
nhiều chất độc hại...
Thành phần chất thải rắn công nghiệp nguy hại rất đa dạng tuỳ theo loại chất thải rắn
công nghiệp của từng ngành. Tuy vậy, về thành phần hoá học các chất trong chất thải
rắn công nghiệp nguy hại các ngành cũng gần nhau. Dựa theo thành phần các chất
trong chất thải rắn nguy hại của một số ngành công nghiệp, trong tính toán lò đốt ta có
thể ớc lợng thành phần hoá học các chất nh sau:
Bảng 2.1: Các thông số về thành phần chất thải của các loại chất thải [10].
Chất thải
Y tế

C

H

24.48 3.12

O

13.42

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

N
1.2

S
0.18

Khác
0

Tro
17.6

ẩm
40

23


Báo cáo dự án KC3.DA02 - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò đốt rác phục vụ thành phố và Khu công nghiệp

Vải dệt 48.7

28.7

3.53

0.4

0.17

3

10

8.74

8.8

0.2

0.15

3.25

13.1

Dầu thải 43.99 5.61

39.47

0.42

0.53

0

3.78

6.2

Cặn sơn 69.77 12.4

0

2.2

0.5

0.13

10

5

42.59 4.3

36.2

0.2

0.1

0.11

1.5

15

Giấy

40.59 5

42.5

0.25

0.2

0.16

5

6.3

Nhựa

58.46 7.85

20.2

1.1

0.25

0.14

10

2

6

8

0.3

5

11

Vải nhựa 40.06 10

9.4

12

0.9

0.04

16

11.6

CTRNH 50

9.43

6

0.5

0.07

11.6

12.4

Lông

5.5

59.44 6.32

Gỗ

Da giầy 65.7

4

10

Bảng 2.2: Thành phần hoá học của các chất trong CTNH [10]
Thành phần

Hàm lợng (%)

Thành phần

Hàm lợng (%)

C

50

P

0,03

H

10

Cl

0,04

O

9,43

W (ẩm)

11,6

N

6

A (tro)

12,4

S

0,5

1.1.2. Nhiên liệu sử dụng để đốt
Nhiên liệu sử dụng trong đốt chất thải rắn có thể sử dụng các loại nhiên liệu nh là:
than, dầu hoặc khí đốt thiên nhiên. Đánh giá theo hiệu quả kinh tế và hiệu suất đốt của
lò đốt cũng nh về mặt môi trờng, thì nhiên liệu dùng để đốt trong lò đốt chất thải rắn
nguy hại chọn là dầu đốt.
Dầu đốt trong các lò công nghiệp chủ yếu là dầu DO và dầu diezel, để sử dụng một
cách có hiệu quả nhất về hiệu suất đốt, kinh tế và đặc biệt về mặt môi trờng ta chọn
dầu DO loại chứa ít lu huỳnh để đốt trong lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại.
Dầu DO loại chứa ít lu huỳnh khi đốt tạo ra ít khí độc hại và giá thành rẻ hơn. Về
thành phần dầu DO thờng chứa các chất cho ở bảng sau đây:

Liên hiệp KHSX công nghệ hoá học-UCE

24