slide bài giảng môn công nghệ môi trường chương 6: Đánh giá công nghệ môi trường

Bài giảng
Bài giảng
C
C
«ng nghÖ m«i trêng
«ng nghÖ m«i trêng
Gi
Gi
ảng viên : GS.TS Đặng kim Chi
ảng viên : GS.TS Đặng kim Chi
Viện KH & CN Môi trường – ĐHBK Hà nội
Viện KH & CN Môi trường – ĐHBK Hà nội
Hà nội 2-2009
Hà nội 2-2009




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI
RẮN và CHẤT THẢI NGUY HẠI




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
I. Chất thải rắn (CTR)
1. Định nghĩa: Tất cả phần vật chất dạng rắn bị loại trong hoạt động kinh tế xã hội,

đời sống sản xuẩt, thường dùng.
2. Phân loại
a. Theo nguồn gốc
- CRT sinh hoạt trong quá trình sản xuất của con người : rau, củ, quả, bao bì,
nilon, than xỉ, chai lọ, nhưạ, giấy (chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy  ít chất
thải nguy hại)
- CTR công nghiệp là CTR phát sinh trong quá trình sản xuầt: phức tạp, độc hại.
- Chất thải dịch vụ, thương mại: có trong quá trình sinh hoạt, sản xuất
- Chất thải nông nghiệp: bao bì, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, lông, phân gia
súc, trấu, tro…
- Chất thải y tế: bông băng, kim tiêm, máu, cơ thể người, thuốc có hại, bao bì…
- Chất thải đô thị
- Chất thải nông thôn…




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
b. Phân theo tính chất
- CTR nguy hại: là chất thải
+ Có thể cháy, nổ, ăn mòn
+ Độc hại đến sinh vật sống
+ Có khả năng gây bệnh lan nhiễm
Tác động có hại tới môi trường sống, sức khoẻ, con người
- Chất thải không nguy hại: những chất thải còn lại
* Chất thải bệnh viện:
+ Chất thải không nguy hại: rác sinh hoạt, chất thải văn phòng, nhà ăn…
+ Chất thải nguy hại: bông băng, bệnh phẩm, thuốc…
c. Phân loại theo thành phần hóa học
- Chất thải hữu cơ: thức ăn, dầu mỡ, dầu sinh học, bao gói, là cây…

+ Chất thải hữu cơ dễ phân hủy ==> sản xuất phân compost
+ Chất thải hữu cơ khó phân hủy: nhựa, dầu mỡ… ==> xử lý đặc biệt
- Chất thải vô cơ: vật liệu xây dựng, gạch, sỏi, thủy tinh…




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
d. Phân loại theo khả năng cháy nổ
- Chất thải cháy được: gỗ, dầu, nhựa, bao bì (giấy, gỗ, nhựa), vải, đồ da, cao
su…
- Chất thải không cháy được: gạch, sắt, cát, thủy tinh, đồ hộp…
- Hỗn hợp chất thải cháy được và không cháy được: đá cuội, đất cát, đá, bao bì
dính dầu mỡ…
e. Phân loại theo trạng thái
- Chất thải rắn cứng: sắt, thép, bao bì, nhựa cứng, bê tông…
-
Chất thải mềm: dầu mỡ đặc, bùn thải, nhựa dẻo…
3. Đặc trưng của chất thải rắn
* Đặc trưng vật lý: khối lượng riêng, kích thước, phân bố hạt theo kích thước…
* Đặc trưng hóa học: thành phần hữu cơ dễ bay hơi, hàm lượng C còn lại sau khi
cháy, hàm lượng các chất gây ô nhiễm, nhiệt trị, hàm lượng các chất dinh
dưỡng…
* Đặc trưng sinh học: khả năng phân hủy sinh học, đặc trưng bởi chỉ số BF
BF = 0,83 – 0,028 LC (trong đó: LC là thành phần Lignin trong chất thải rắn; chất
thải rắn có LC càng cao, BF càng bé)

CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
4. Tác động của chất thải rắn
Chất thải rắn
Không khí Đất Nước Con người (sinh
vật)
Ô
nhiễm
không
khí
Hô
hấp
Ô
nhiễm
nước
ngầm
Ô nhiễm
thực
phẩm
Ô
nhiễm
nước
mặt
Ô
nhiễm
thực
phẩm
Ô
nhiễm
thực
phẩm

Suy
giảm hô
hấp
Ô nhiễm
do tiếp
xúc
Suy giảm chất lượng môi
trường
Suy giảm sức khỏe




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
II. Xử lý chất thải rắn
1. Nguyên tắc
Nguồn:
Dịch vụ thương
mại
Cơ quan, trường
học
Bệnh viện Cơ sở sản xuấtHộ gia đình
Chất thải rắn
Thu gom
Phân loại
Chất thải nguy hại Chất thải không nguy hại
Tái sử dụng Tái chế Chế biến
phân vi sinh
Phân loại
Xử lý

Phương pháp
hóa, cơ, lý
Phương
pháp đốt
Chôn lấp




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
2. Các phương pháp xử lý
* Phương pháp cơ học:
- Giảm kích thước chất thải rắn: mục đích làm giảm thể tích vận chuyển, dễ xử lý
ở công đoạn sau (làm phân, phủ bề mặt…)
+ Thiết bị sử dụng: búa (búa máy), dao, kéo, máy nghiền…
- Phân loại chất thải rắn theo kích thước (trước và sau khi nghiền rác)
+ Mục đích: loại bỏ vật thể lớn có thể cản trở quá trình xử lý tiếp theo
+ Thiết bị: sàng rung (tách kim loại và thủy tinh kích thước lớn), sàng chống quay
(thổi khí vào tách nylon và nhựa)
- Phân loại theo khối lượng: Tách các chất thải rắn từ quy trình nghiền có khối
lượng nhẹ (giấy, nhựa, chất hữu cơ), kim loại nặng (gỗ, vật liệu vô cơ)
+ Thiết bị: bộ thổi khí từ dưới lên, vật có khối lượng nhẹ theo khí đi ra còn giữ lại
vật có kim loại nặng.




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
- Phân loại theo điện trường, từ tính
+ Mục đích: Tách chất thải rắn vô cơ có từ tính khỏi chất thải rắn hữu cơ

+ Thiết bị:
Sử dụng phương pháp tính điện để tách nhựa, giấy dựa vào khả năng
nhiễm điện của chất thải
 Sử dụng phương pháp từ trường tách kim loại màu ra khỏi kim loại đen
- Phương pháp nén
+ Mục đích: nén thành hình khối để giảm thể tích khi vận chuyển, chôn lấp
+ Thiết bị: máy nén dựa trên nguyên tắc thủy lực tạo khối rác




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
* Phương pháp hóa lý:
- Phương pháp tạo hạt bằng nhiệt độ cao từ chất thải rắn
+ Mục đích: chuyển chất thải rắn (bụi sắt, xỉ, vụn nguyên liệu, luyện kim, bụi, phế
liệu chứa sắt được tạo thành hạt ở nhiệt độ 1.000 0C – 1.600 0C để đem đi phân
loại, tái sử dụng một phần.
- Phương pháp tạo khối từ nhiệt độ cao: Đóng khối các phế thải từ quá trình khai
thác mỏ, thạch cao, chất thải ngành sản xuất xi măng.
+ Thiết bị: thiết bị cán, ép… được sử dụng trong các lớp tầng sôi ở nhiệt độ cao,
áp suất cao, có thể bổ sung chất liên kết để tăng khả năng kết dính.
- Phương pháp tuyển chất thải
+ Mục đích: Thu hồi những kim loại có ích trong chất thải rắn công nghiệp
+ Thiết bị:
 Thiết bị tuyển chất thải bằng trọng lực: tác chất thải dựa theo vận tốc lắng
khác nhau. Trong môi trường lỏng, khí của các chất thải có kích thước, khối
lượng riêng khác nhau.
 Đãi chất thải rắn trong dung môi hóa học, nước có nhiệt độ cao: loại bỏ đất
cát, khoáng hòa tan trong chất thải để thu lại chất thải rắn cho tái sử dụng

CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
 Tuyển nổi: phân loại chất thải rắn có khối lượng riêng khác nhau. Độ lớn của
chất thải rắn được tuyển không vượt quá 0,5 mm
 Tuyển điện, tuyển từ
- Phương pháp trích ly: sử dụng khả năng hòa tan khác nhau của chất thải rắn
trong dung môi (nước) để phân loại, lựa chọn các thành phần có ích
+ Thiết bị: Thiết bị trích ly hòa tan, phân tầng, phân lớp đơn giản, thiết bị trích lý
hòa tan có chất hóa học trợ giúp quá trình phân lớp.
- Phương pháp kết tinh: tách chất thải rắn ở dạng tinh thể từ một dung dịch bão
hòa hoặc từ dạng nóng chảy
+ Kết tinh nhờ trợ giúp của các chất hóa học
+ Kết tinh nhờ cách làm lạnh, đun nóng dung dịch
+ Kết tinh nhờ chân không, sự bay hơi
- Phương pháp ôxy hóa khử: Sử dụng hóa chất có tính ôxy hóa
Hoặc khử để chuyển chất thải rắn sang dạng dễ xử lý, không độc hại.




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
* Phương pháp nhiệt trong xử lý chất thải rắn
- Nguyên tắc: Dùng nhiệt để chuyển hóa chất thải rắn thành các thành phần CO
2
,
H
2
O và một số loại khí khác cùng một lượng nhỏ tro, xỉ

Nhiệt độ cao
> 800
0
C
SO
2
NO
x
CO
HC
CTR hữu cơ + O
2 không khí
CO
2
+ H
2
O +
+ tro, xỉ
+ Ưu điểm:
 Giảm đáng kể thể tích chất thải rắn đem chôn
 Nhiệt sinh ra có thể dùng để sản xuất hơi nước, để sưởi
 Có thể dùng để xử lý đối với chất thải nguy hại và chất thải truyền nhiễm
+ Nhược điểm:
 Chỉ xử lý được chất thải rắn hữu cơ có nhiệt trị cao
 Tốn nhiên liệu (để nâng nhiệt độ cháy lên đến 800 0C)
 Sinh ra khí thải cần xử lý (SO2, NOx, CO, HC, Dioxin…) đòi hỏi xử lý tiếp theo
 Thiết bị đốt phức tạp, đỏi hỏi đầu tư nhiều, giá thành xử lý cao

CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
- Thiết bị đốt
+ Thiết bị đốt tĩnh:
 Lò có vỉ sắt phía dưới
(Hình vẽ thiết bị đốt từng bậc)
Gồm vỉ sắt từng bậc nối tiếp nhau. Chất thải rắn được cung cấp từ bậc này sang
bậc kia của thiết bị đốt. Xỉ được tháo ra phía dưới. Khí thải được đưa đi xử lý
tiếp.




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
+ Thiết bị có vỉ lăn (là loại thiết bị tĩnh có thể điều chỉnh được)
 Cấu tạo: trục xếp nhiều lớp, giảm dần theo độ cao. Các trục được điều chỉnh
hướng, tốc độ quay trong quá trình cháy. Vật liệu cháy được đảo trộn tạo độ rỗng
xốp cho quá trình cháy đốt. Thiết bị này thích hợp cho quá trình cháy, năng suất
vừa, nhỏ. Ngoài ra có một số lò đốt công nghiệp khác.
( Hình vẽ thiết bị có vỉ lăn)




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
+ Lò tầng: Gồm nhiều tầng, chia làm 3 vùng: vùng sấy, vùng đốt, vùng làm sạch
Vùng sấy: tách hơi nước khỏi chất thải rắn
Vùng cháy: đốt chất thải rắn
Vùng làm sạch: Chỉ còn CO2
Chất thải rắn đi từ trên xuống, lần lượt qua 3 vùng. Không khí nóng được vận

chuyển từ dưới lên. Chất thải đốt chuyển xuống tầng dưới. Trục quay ở giữa có
chức năng gạt chất thải xuống. Lò tầng thích hợp để xử lý những loại bã thải có
độ ẩm cao, bùn thải, mùn rác.
(hình vẽ)




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
+ Lò tầng sôi đốt chất thải rắn
 Ưu điểm: khả năng tiếp xúc với oxy rất tốt, quá trình cháy triệt để, nhiệt độ sinh
ra lớn, tổn thất nhiệt ít, có hệ thống dẫn nhiệt đi sản xuất hơi quá nhiệt.
 Nhược điểm: hàm lượng bụi trong khí thải cao
Thích hợp để xử lý chất thải rắn mịn, lỏng, bùn
+ Lò quay: thường quay nghiêng 3 - 50
(hình vẽ)




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
Gồm 2 phần: Buống đốt CTR (đốt chất thải rắn cháy thành khí); buồng cháy
(cháy tiếp khí sinh ra trong quá trình đốt). Xỉ thoát ra ở phía dưới và được làm
lạnh.
Buồng đốt quay giúp trộn chất thải rắn, tạo điều kiện để tiếp xúc tốt với quá trình
cháy.
Tốc độ quay: 1 vòng/ 1 phút
Chế độ làm việc liên tục, năng suất lớn, nhiệt độ cháy cao
Chú ý: Yêu cầu về lò đốt:
 Cung cấp đủ oxy cho quá trình cháy

 Đảm bảo thời gian lưu để cháy hoàn toàn
 Đảm bảo nhiệt độ cháy > 10500C (loại bỏ khả năng sinh dioxin)
 Trộn lẫn tốt chất thải rắn và không khí.




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
II. Công nghệ xử lý chất thải rắn
1. Công nghệ thiêu đốt chất thải rắn
a. Sơ đồ




CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
b. Yêu cầu
- Chất thải phải đảm bảo các thông số về tính chất vật lý, hóa học (độ ẩm, nhiệt trị,
khối lượng riêng, kích thước hạt…)
- Thành phần chất thải: C, S, P, H…
- Lượng tro tạo thành
- Phương thức nạp liệu (gián đoạn hay liên tục)
- Lượng nhiên liệu cần bổ sung
- Lượng không khí cần cấp
- Nhiệt độ ban đầu cần nâng khi đưa chất thải rắn vào
- Phương thức nạp chất thải cơ cấu quay, băng tải, vít tải, vòi phun, quay.
- Nạp chất thải cần đảm bảo đủ oxy, nhiên liệu cho quá trình cháy.
* Hệ thống xử lý khói:
- Xử lý bụi bằng cyclon, phòng lắng
- Xử lý SO2 và các khí axit bằng phương pháp hấp thụ bằng dung dịch kiềm

- Xử lý NOx bằng phương pháp khử chọn lọc có xúc tác
- Xử lý hơi kim loại bằng phương pháp hấp phụ
- Xử lý dioxin, furan bằng kiểm soát quá trình cháy.
* Thu hồi nhiệt để sản xuất hơi nước, giảm nhiệt độ khói lò

Xử lý CTR bằng
Xử lý CTR bằng
thiêu đốt
thiêu đốt

Nguyên tắc: Quá trình oxy hóa chất thải bằng oxy của
không khí ở nhiệt độ cao

Đối t$ợng: Chất thải rắn hoặc chất thải nguy hại chứa các
chất hữu cơ có thể cháy đ$ợc

Mục đích:
- Chuyển CT về trạng thái trơ
- Khử độc cho các chất thải nguy hại
- Giảm thể tích và l$ợng chôn lấp
- Thu hồi nhiệt l$ợng

C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
•
Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt chÊt th¶i r¾n:
- Lß ®èt chÊt th¶i sinh ho¹t
- Lß ®èt chÊt th¶i y tÕ
- Lß ®èt chÊt th¶i c«ng nghiÖp

C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
•
Ph©n lo¹i theo cÊu t¹o ho¹t ®éng:
 




C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
H×nh 2.18. S¬ ®å cÊu t¹o lß ®èt r¸c kiÓu tÜnh lo¹i ®øng cã ghi
!"#$
%&
'(&)*#
'(&*#
+,-./0
&

C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
C¸c lo¹i lß ®èt r¸c
1
3
2
4
5
6
7
8
9

10
12 '3-+4 52'6+4 7289:;<;
=289:;<> ?2@A& B2
C2'$D E2'(& F2'3-.1G24
.
H×nh 2.19. S¬ ®å lß ®èt r¸c kiÓu thïng quay.

22
23
Bïn l¾ng
1
2
3
4
7
8
12
11
9
10
13
14
15
16
17
18
19
21
24
Bôi l¾ng

Bôi l¾ng
Níc
H¬i níc
Dung dÞch s÷a v«i
6
5
20
Khãi th¶i
12 !H&#*- 52IJ*- 72K =2IJ. ?2'()*#
B2'(*# C2KL*/0. E2 !./0 F2'3-./01G24./0
11M152%#; 172&N. 1=24"OP.Q$ 1?2&/R.ST 1B2I
1C24N#*#U/> 1E242OP#V#&> 1F2%# 5G242OP, 512'R
552');;P 572WX 5=2& 
H×nh 2.20. S¬ ®å d©y chuyÒn CN mét HTXL CTR b»ng PP ®èt