Chuyên đề ô nhiễm không khí KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI CÁC LÒ ĐỐT CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG
Chuyên đề ô nhiễm không khí
KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG
KHÍ TẠI CÁC LÒ ĐỐT CHẤT THẢI
RẮN ĐÔ THỊ
GVHD: TS. Tô Thị Hiền
Nhóm sinh viên
Nguyễn Đăng Khoa 1022140
Trần Huỳnh Vân Nhi 1022208
Lý Tiểu Phụng 1022227
Lê Nguyễn Thế Phương 1022228
Võ Nguyễn Ngọc Quỳnh 1022243
Trần Hoài Thanh 1022261
1
KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI CÁC LÒ ĐỐT
CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
1. Giới thiệu
Chất thải rắn đô thị (Municipal solid waste - MSW) vẫn là một vấn đề lớn ở các xã hội
hiện đại, mặc dù những nổ lực đáng kể nhằm phòng ngừa, cắt giảm, tái sử dụng và tái sử
dụng. Hiện nay, việc đốt các chất thải rắn đô thị trong kế hoạch chuyển chất thải thành
năng lượng là một trong những phương án quản lý chính ở hầu hết các nước phát triển.
Công nghệ thu hồi năng lượng từ MSW đã được triển khai qua nhiều năm và tạo ra
những thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí (APC) bảo đảm rằng việc bốc hơi tuân theo
những giới hạn nghiêm ngặt ở các nước phát triển. Đề tài này cho thấy vai trò của việc
thiêu đốt trong các quá trình WtE trong việc quản lý MSW, thấy được tổng quan công
nghệ MSWI và các thiết bị APC dùng để làm sạch khí phát thải. Trọng tâm chính là các
chất khí chủ yếu gây ô nhiễm không khí, như dioxins và furans. Cuối cùng, tác động của
sự phát thải của các chất khí gây nguy hiểm cho sức khoẻ cũng được xem xét ngắn gọn.
2. Đóng góp của công nghệ MSWItrong các hệ thống hiện đại quản lý chất thải rắn
Phân loại chất thải hiện hành ở liên minh châu Âu, theo chỉ thị 2008/98/EC, và ở các

nước phát triển khác dựa theo những lựa chọn đó để quản lý chất thải: phòng ngừa, tái sử
dụng, tái chế, thu hồi theo hướng khác (như thu hồi năng lượng) hoặc tuỳ ý sử dụng.
Thực vậy, các hệ thống hiện đại đi theo các phương pháp luận khác nhau thông thường
với mục đích càng nhiều càng có thể hướng tới các giải pháp bền vững toàn cầu. Công cụ
đánh giá vòng đời sản phẩm (Life Cycle Assessment - LCA) từng được sử dụng để ước
tính tải trọng môi trường tiềm ẩn của các chiến lược quản lý chất thải khác nhau, từ các
quan điểm môi trường, kinh tế và năng lượng. Các phép tính này cho thấy các bãi chôn
lấp chất thải rắn thậm chí nếu khí được thu hồi và các dung dịch được thu lấy và xử lý,
thì vẫn nên tránh, vì các nguồn trong chất thải kém khả năng sử dụng (Sundqvist, 2005).
Những phương pháp môi trường đan xen nhau như thiêu đốt, tái chế vật liệu, phân huỷ kỵ
khí hoặc ủ phân.
Thiêu đốt là một quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao cho phép oxy hoá hoàn toàn các chất
thải rắn, lỏng và khí. Các hệ thống đốt cháy này rất phức tạp có liên quan đồng thời đến
nhiệt và sự thay đổi khối lượng, phản ứng hoá học, các dòng lưu chất. Một phương trình
chung, dại diện cho việc đốt cháy các chất thải trong không khí, có thể theo dạng sao
(Jekins et al., 1998):
2
Quan trọng để ý rằng phương trình kinh nghiệm trình bày ở (1) là chưa hoàn chỉnh vì nó
chỉ bao gồm 15 nguyên tố và một chất thải thật sự có thể bao gồm nhiều hơn, vài trong số
chúng được tìm thấy ở dạng vết, các phân tử có chỉ số x1 tới x15 có thể thay đổi rộng rãi,
n
1
tương ứng độ ẩm trong chất thải, n
2
lên quan đến số lượng của không khí (xem như là
hỗn hợp 2 cấu tử O
2
và N
2
) sử dụng khi đốt cháy, (1+e) là mức dư của không khí có liên

quan đến số lượng hệ số tỷ lượng , thường khoảng từ 1.2 đến 2.5 (phụ thuộc vào chất đó
là khí, lỏng hay rắn) (BREF, 2006), n
3
tới n
15
tương ứng đến hệ số tỷ lượng của các chất
khác nhau có thể tìm thấy như các chất tạo thành, giữa nhiều chất khác có thể giải phóng
trong việc phát thải. Nếu như vật liệu đốt được thể hiện bằng một công thức đơn giản
hơn, như C
u
H
v
O
w
N
x
S
y
, thì phương trình cháy sẽ đơn giản hơn và thể hiện bằng cân bằng
Trong phạm vi xử lý các chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt, hình 1 cho thấy sự khác
biệt theo quan điểm nhiệt phân, hoá khí và đốt cháy tính đến số lượng không khí hiện tại.
Hình
1. Phân loại các công nghệ nhiệt phân cho việc xử lý MSW (dựa theo DEFRA, 2007).
Các quá trình nhiệt phân này tương ứng rất nhiều công nghệ khác nhau theo hướng xử lý
chất thải và thu hồi năng lượng. Trong đốt cháy, năng lượng giải phóng qua các phản ứng
oxy hoá, và thu hồi trực tiếp từ các dạng khí hình thành.
Hiện nay, việc đốt chất thải rắn đô thị nhằm chuyển chất thải thành năng lượng đã được
xác nhận là một giải pháp thân thiện với môi trường và là sự thay đổi phổ biến cho các
3
bãi chôn lấp chất thải rắn, trong khi cho phép thu hồi một phần lớn năng lượng chứ trong

MSW. Thực tế, MSWI có một vài ưu và nhược điểm được trình bày trong bảng 1. Tuy
nhiên, các vấn đề chính liên quan đến những quá trình này là có thể một lượng lớn khí
phát thải có thể gây ra những rủi ro sức khoẻ môi trường (Moy et al., 2008) và các chất
thải nguy hại vẫn còn sau khi đốt như tro bay hoặc phần còn lại kiểm soát ô nhiễm không
khí (Quina et la., 2008a,b).
MSW phát sinh từ hộ gia đình và các chất thải tương tự trong tự nhiên và các cấu thành,
thường được thu thập và quản lý bằng hoặc trên danh nghĩa nhà chức trách đô thị, và bao
gồm các vật liệu như giấy, nhựa các loại, hàng hoá, thuỷ tinh và dụng cụ nhà ở. Hình 2
cho thấy cấu thành đặc trưng của MSW thường liên quan đến các dòng thải này, dựa trên
gentil et al. (2009), và các thông tin được bào cáo bởi các cơ quan môi trường từ Portugal
(APA) và từ USA (EPA) cho tài liệu tham khảo năm 2009.
Bảng1. Ưu và nhược điểm của việc thiêu đốt chất thải rắn đô thị
Ưu điểm Nhược điểm
- Xử lý chất thải không cần quá trình
tiền xử lý
- Giảm nhu cầu bãi chôn lấp CTR cho
MSW
- Giảm dung tích chất thải khoảng 90%
- Giảm trọng lượng chất thải khoảng
70%
- Có thể thu hồi năng lượng (điện hoặc
nhiệt)
- Nếu quản lý tốt, ít ô nhiễm không khí
rò rỉ
- Tiêu diệt các mầm bệnh tiềm ẩn và các
chất ô nhiễm hữu cơ độc hại
- Có thể đặt gần nơi phát sinh MSW
- Giảm giá thành vận chuyển chất thải
- Tạo ra chất thải nguy hại (phần còn lại
APC), yêu cầu hướng an toàn

- Tạo ra các xỉ (các tro phía dưới)
- Phát sinh dung tích lớn các khí ống
khói
- Đầu tư cao và chi phí vận hành
- Giá bảo dưỡng cao
- Nhân viên có tay nghề
- Các cấu thành phù hợp cho việc đốt
chất tự động
- Nhận thức cộng đồng (cho đến nay)
4
- Diện tích tối thiểu
- Một lượng lớn bốc hơi không có mùi
- Giảm vật liệu hữu cơ, chủ yếu là CO
2
thay vì CH
4
và các VOC khác
Thông qua dữ liệu Eurotat cho các thành viên nhà nước EU- 27, MSW được sản xuất
năm 2008 trung bình khoảng 524 theo đầu người, nhưng có thể tìm thấy từ 800kg ở Đan
Mạch và 300kg ở Cộng hoà Czech (Eurotat 2010). Toàn bộ, năm 2008, các quốc gia EU -
27 tạo ra số lượng lớn 259Mt MSW, trong khi 221Mt ở EU - 15. Hình 3 - 4 miêu tả dòng
MSW được xử lý ở nhiều quốc gia, đặc biệt trong hình 3 cho thấy ước tính ở EU - 27 từ
năm 1995 đến 2009 tính đến thiêu đốt, bãi chôn lấp, ủ phân và tái chế. Quan trong thấy
rằng, năm 2009, khoảng 20% chất thải được đốt, tương ứng với 50.9Mt. Xem như giá trị
calo thấp hơn (LCV) trung bình không nên nhỏ hơn 7 MJ/kg chất thải, để xuất hiện mắc
xích của các phản ứng có thể tự đốt cháy, và giả sử ở Châu Âu, LCV trong khoảng 9 -
13MJ/kg (báo cáo từ ngân hàng thế giới, 1999), thiêu đốt của 50.9Mt dẫn đến một số
lượng năng lượng khổng lồ có sẵn để thu hồi. Hình 3 chỉ ra bãi chôn lấp dần dần giảm từ
năm 1995, và trong năm 2009, nó đóng góp 37%. Qua hình 4, Nhật Bản là quốc gia mà
thiêu đốt đóng góp cao hơn (79%) ở Châu Âu, các quốc gia như Đan Mạch (54%) và

Thuỵ Sĩ (50%) có tỉ lệ cao nhất. Bằng cách tính đến thông tin từ BREF (2006) để thiêu
dốt chất thải, bảng 2 tóm tắt số lượng và dung tích toàn bộ của các lò đốt hiện hữu ở 17
nước Châu Âu.
5
Bảng2. Số lượng và dung tích toàn bộ của các lò đốt hiện hữu ở 17 nước Châu Âu.
Nước Số lượng MSWI Dung tích Mt/năm
Úc
Belgium
Đan Mạch
Phần Lan
Pháp
Đức
Hi Lạp
Ireland
Ý
Luxembourg
5
17
32
1
210
59
0
0
32
1
0.5
2.4
2.7
0.07

11.7
13.4
0
0
1.7
0.15
6
Portugal
Tây Ban Nha
Thuỵ Sĩ
Hà Lan
Anh
Na Uy
Thuỵ Điển
3
9
30
11
17
11
29
1.2
1.1
2.5
5.3
3.0
0.65
3.3
Quan trọng là những con số này có thể thay đổi thông qua nguồn thông tin sử dụng, năm
tham khảo. Thông qua DEFRA (2007), năm 2000, khoảng 291 khu vực thiêu đốt với thu

hồi năng lượng ở 18 quốc gia phía tây Châu Âu, loại bỏ 50 triệu tấn chất thải và thu hồi
50 TWh (tương đương 40 triệu tấn dầu). Thông qua chỉ thị 2008/98/CE, một công thức
mới được ban hành, phương trình (3), để làm sạch khi đốt MSW có hiệu quả năng lượng
và có thể xem xét một quá trình hoạt động thu hồi. Thực vậy, hiệu quả năng lượng phải
được cân bằng hoặc trên 0.6 đến 0.65 tuỳ theo sự lắp đặt cho phép trước hoặc sau
31/12/2008.
Hiệu quả năng lượng (EE) = (Ep - (Ef - Ei))/(0.97x(Ew + Ef))
Ep là năng lượng tạo ra hằng năm như nhiệt (nhân với 1.1) hoặc điện (nhân với 2.6),
GJ/năm, Ef là năng lương đầu vào hằng năm cuả hệ thống từ nhiên liệu cung cấp cho quá
trình của dòng đốt (GJ/năm), Ew là năng lượng hằng năm chứa trong chất thải được xứ lý
tính toán bằng giá trị calo thực của chất thải (GJ/năm), và Ei là năng lượng hằng năm
được thêm vào bao gồm Ew và Ef (GJ/năm). Hệ số tỷ lệ là 0.97 được dùng để tính toán
năng lượng thất thoát do bức xạ và tro phía dưới. Quan trọng là hiệu quả cao không dễ để
đạt được chỉ thông qua năng suất của điện. Sử dụng nước nóng cũng nên được xem xét,
bất kỳ nơi nào khả thi trong khu vực.
3. Lò đốt chất thải rắn đô thị và công nghệ kiểm soát ô nhiễm không khí
Các công nghệ khác nhau có thể được áp dụng để xử lí MSW bao gồm đốt cháy hàng loạt
với vỉ lò đốt di động-ống lăn, 1 modun đốt cháy 2 giai đoạn và lò hơi tầng sôi. Ở châu
Âu, vỉ lò đốt được sử dụng hơn 90% ở các nhà máy và trong trường hợp lò hơi tầng sôi,
MSW cần phải tiền xử lý. Công nghệ lò đốt sử dụng cho MSW đã thay đổi trong vòng 10
-15 năm qua, chủ yếu là do các yêu cầu của luật pháp giới hạn lượng phát thải thấp vào
không khí. Theo chỉ thị 2000/76/EC, một “nhà máy đố chất thải rắn” phù hợp với bất kì
đơn vị kỹ thuật cố định hoặc di động nào dành riêng cho xử lý chất thải rắn dùng nhiệt,
có hoặc không có việc thu hồi nhiệt được tạo ra trong quá trình cháy. Điều này bao gồm
đốt do sự oxi hóa chất thải cũng như các quá trình xử lý nhiệt khác như nhiệt phân hoặc
7
khí hóa cho tới khi các hợp chất do các quá trình xử lý nhiệt được đốt sau đó. Mô tả này
bao gồm khu đất và toàn bộ nhà máy xử lý gồm:
- Tiếp nhận và xử lý chất thải rắn (lưu trữ, tiền xử lý tại chỗ)
- Thu hồi năng lượng (nồi hơi, bô phận tiết kiệm…)

- Thiết bị làm sạch khí phát thải
- Thiết bị xử lý tại chỗ hoặc lưu trữ lượng dư và nước thải, ống khói
- Các thiết bị và hệ thống điều khiển hoạt động đốt, lưu trữ và giám sát các điều
kiện đốt.
Những khu vực này có thể được phân bố như hình 5 là hình đại diện cho 1 đề án điển
hình lò đốt hàng loạt MSW.
Nhìn vào sơ đồ hình 5, mô tả ngắn gọn dòng khối vào lò đốt được ghi phía dưới. MSW
thường được cung cấp bằng xe tải (1) và thải vào hố lưu trữ như là “ngăn tiếp nhận” (2),
đến khi đủ 1 lượng để cung cấp như 1 vật liệu liên tục cho nhà máy WtE. Sau đó, chất
thải được lấy ngẫu nhiên bằng tay cầu trục (3) và bỏ vào phễu cung cấp (4). Dòng chất
thải thông qua bộ phận trung chuyển (5) vào vỉ lò đốt di động (6) là nơi xảy ra quá trình
cháy. Nhà máy phải kiểm soát để tối ưu hóa các điều kiện đốt để đảm bảo quá trình cháy
xảy ra hoàn toàn và thời gian lưu trên vỉ lò đốt thường không quá 60 phút. Các quạt
8
cưỡng bức (7) làm không khí sơ cấp đi qua vùng không khí (8) dưới vỉ lò vào buồng đốt
(9), để cung cấp oxi thúc đẩy phản ứng oxi hóa, ví dụ phương trình 1. Luồng không khí
sơ cấp thường được lấy từ hố lưu trữ (2) để giảm áp suất không khí và hạn chế sự phát
tán mùi từ hố lưu trữ. Mặc dù nó không được thể hiện trong hình 5, 1 hệ thống cung cấp
khí thứ cấp thường được dùng phổ biến trong lò đốt, để đảm bảo sự xáo trộn của khí
trong lò (khí thứ cấp) và để đảm bảo quá trình cháy hoàn toàn. Khoảng 10-20% khí nhiên
liệu được tuần hoàn như là luồng khí thứ cấp. Những phản ứng liên quan đến quá trình
này là tỏa nhiệt và giải phóng ra một lượng lớn năng lượng mà năng lượng này được
mang bởi các khí thải dưới dạng nhiệt. Thật vậy, các giá trị nhiệt trên của MSW ở Đức
thường nằm trong khoảng 7-15 MJ/kg (BREF, 2006). Thu hồi năng lượng diễn ra hầu hết
torng nồi hơi (10), bộ quá nhiệt (12) và bộ phận tiết kiệm (13). Tro đáy trong quá trình
đốt cháy thường được dập tắt và vận chuyển đến kho lưu trữ (11). Trong hấu hết các lò
đốt, tro đáy được vận chuyển trên băng tải và các kim loại màu được phân loại, và vì vậy
cùng 1 thời điểm kim loại được tái chế và diễn ra sự cải thiện tính xỉ. Tro đáy bị thủy tinh
hóa 1 phần có thể được xử lý như chất thải không nguy hại hoặc chất thải đặc biệt ở
nhiều nước. Một lượng lớn khí được tạo ra trong quá trình đốt có chứa những chất ô

nhiễm không khí độc hại cho môi trường, vì vậy phải tuân thủ các quy định giới hạn
nghiêm ngặt. Vì vậy tùy thuộc vào mức độ làm sạch, các hệ thống kiễm soát ô nhiễm
không khí khác nhau có thể được sử dụng. Một ví dụ như hình 5 máy lọc hơi đốt (14) và
bộ lọc vải (15) được sử dụng. Trong các bộ phận này, lượng dư APC được sinh ra và tiếp
tục vận chuyển nhờ băng tải (18) tới hố chứa (không được trình bày). Hầu hết các lò đốt
hiện đại xử lý lượng dư APC trước khi thải bỏ trong hố chứa. Cuối cùng, bằng việc sử
dụng quạt hút cảm ứng, khí thải sạch được thải thông qua ống khói. Liên quan ô nhiễm
không khí, đây là một vấn đề hết sức nghiêm trọng để lưu ý rằng đốt gồm những phản
ứng rất nhanh (một phần giây) mà các phản ứng này xảy ra ở pha khí, có tểh tự hỗ trợ cho
quá trình cháy nếu giá trị nhiệt của chất thải và nồng độ oxy có đủ. Do đó, chiều dài của
vỉ lò đốt cần đảm bảo cho các giai đoạn được chỉ ra trong hình 6.
Hình 6: Các pha và nhiệt độ
trong lò đốt chất thải rắn đô thị
(Theo IAWG 1997)
9
Quá trình Oxy
hóa
Quá trình
nhiệt phân,
hóa khí
Quá trình
sấy khô
Nạp chất
thải rắn
đô thị
Khí thứ cấp
Khí sơ cấp
Tro, xỉ
Quá trình
nung

Trong thực tế, nước và các chất bay hơi chứa trong chất thải rắn đô thị được tách ra khỏi
pha ban đầu trong quá trình sấy khô khi nhiệt độ đạt đến mốc 200
o
C, không cung cấp
thêm oxy cho quá trình này. Pha tiếp theo, tương ứng với quá trình nhiệt phân và hóa khí
các vật liệu hữu cơ, những hợp chất hữu cơ này được chuyển thành pha khí. Sau đó, trong
quá trình oxy hóa, các chất đốt ở dạng khí đó sẽ được phản ứng với oxy sinh ra nhiệt và
các phân tử có kích thước nhỏ hơn. Trong điều kiện oxy hóa đầy đủ các phản ứng hầu
như xảy ra hoàn toàn và các sản phẩm chính là hơi nước, nitơ, cacbon dioxide và oxy.
Một chú ý quan trọng là các pha này gối lên nhau về không gian và thời gian. Dù vậy,
một số thông số kỹ thuật ngoài quá trình đốt (vd: phân bố không khí, thiết kế lò) cũng
gây ảnh hưởng đến hiệu quả các giai đoạn để làm giảm lượng chất ô nhiễm trong khí thải.
Luật của Châu Âu có quy định về lượng khí tối thiểu cho quá trình đốt ở nhiệt độ 850
o
C
và 2s là thời gian lưu tối thiểu.
Thông thường, các máy móc lò đốt chất thải đô thị hoạt động 24h/ngày và gần như 365
ngày/năm. Những máy này có thể hoạt động tự động trên 98% công việc và vì vậy phải
giảm bớt lượng nhân công cho các thiết bị và các phương án duy trì quá trình vận hành.
Hình 7 đã tóm tắt một số thông số đầu vào và đầu ra chính của quá trình đốt chất thải rắn
đô thị, qua đó thể hiện rằng 1 tấn chất thải tạo ra gần 300 Kg tro xỉ, 30 Kg APC thừa, và
phần khí thoát ra ống khói. Tốc độ dòng khí ra có thể được kiểm soát, nó được điều chỉnh
phụ thuộc vào tính chất của khí thoát ra. Tuy nhiên, thông thường thì cần đảm bảo cung
cấp khoảng 4000 - 4500 m
3
không khí/T để đảm bảo cho quá trình oxy không khí
(IAWG, 1997). Thể tích của khí thoát ra trong quá trình đốt chất thải đô thị phụ thuộc vào
công nghệ. Trong những trường hợp đặc biệt sự tồn tại của các khí thải là một vòng khép
kín. Tuy nhiên, trong một số tài liệu có đưa ra rằng các giá trị này vào khoảng 4500 –
6000 Nm

3
/T chất thải (Achternboschand Richers, 2002; BREF, 2006). Dù vậy, có một
khoảng biến thiên lớn có thẩy thấy được. Thông thường 1 tấn chất thải rắn đô thị tạo ra
400-700 kWh điện, thêm vào đó là 1205 kWh nhiệt (BREF, 2006). Thông thường, chất
lỏng thải ra từ nguyên nhân: các thiết bị kiểm soát ô nhiểm chính nếu sử dụng hệ thống
ướt, quá trình thu gom và bảo quản tro xỉ, chu trình nước và hơi nước, khu vực vệ sinh,
nước mưa và nước của hệ thống làm mát. Tuy nhiên, chu trình tuần hoàn được sử dụng
để làm giảm tối đa lượng nước thải. Các chất hóa học sử dụng trong lò đốt có thể là
ammonium hydroxide (NH4OH) hoặc khí ammonia (NH3) để làm giàm lượng NOx
trong lò đốt, các chất trung hòa (v.d Ca(OH)
2
) hoặc các vật liệu hấp phụ (v.d than hoạt
tính). Tỉ lệ sử dụng thường trên 1 tấn chất thải là: 0,8 Kg NH
4
OH, 8 kg Ca(OH)
2
và 0.5
kg than hoạt tính.
10
Hình 7: Các yếu tố đầu vào và đầu ra của lò đốt chất thải đô thị
3.1 Hệ thống làm sạch không khí ô nhiễm của lò đốt
Hỗn hợp khí thoát ra từ quá trình đốt có 3 thành phần cần phải loại bỏ đến một phạm vi
trước khi thoát ra ống khói:
- Tro bay được tạo ra từ sự vận chuyển của dòng khí.
- Acid và tiền chất acid như là sulphur dioxide, nitrogen oxides, hydrochloric acid;
- Dioxins và những hợp chất tương tự, đây là những hợp chất tạo thành bởi những
gốc tái kết hợp với cấu trúc như là polychloro dibenzodioxins và đặc biệt là furan.
Hỗn hợp khí nóng rời khỏi lò, trao đổi nhiệt ở bề mặt của ống trao đổi nhiệt thẳng đứng,
bên trong đó hơi nước áp suất cao hoặc trung bình được tạo ra trước khi vào hệ thống làm
sạch, một phần của khí này được chuyển qua một bộ khuếch đại để được bơm vào các

khoang trống dưới dòng chuyển động trong lò đốt.Việc tái sử dụng các khí này là điều
cần thiết trong toàn bộ lượng năng lượng tái sử dụng và cũng rất quan trọng để thúc đẩy
việc điều khiển dễ dàng hơn trong quá trình cân bằng hóa học của oxy trong lò. Hỗn hợp
khí thải còn lại phải được làm sạch bằng một số công trình đơn vị trong hệ thống làm
sạch khí.
3.2 Mục đích chính
Trong suốt quá trình trao đổi nhiệt ở bề mặt của ống làm sôi, khí thoát ra được làm mát
tạo diều kiện cho sự hóa lỏng diễn ra, làm gia tăng các hạt vật chất nhỏ. Những khí thoát
ra từ hệ thống làm sôi cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường được quy định ở
khu vực lò đốt đó hoạt động. Những mức về nồng độ khí thoát ra chưa xử lý và và giá trị
giới hạn bắt buột được sử dụng phổ biến nhất được bao gồm trong bảng 3 cùng với hiệu
suất tính toán được yêu cầu để xử lý từng loại chất ô nhiễm. Đây là mức hiệu suất xử lý
yêu cầu, đưa ra trong bảng 3, bắt buột người sử dụng hệ thống làm sạch khí sử dụng
thường xuyên và liên tục.
11
3.3 Các công trình đơn vị cho quá trình làm sạch khí:
Có nhiều các loại công trình đơn vị áp dụng cho quá trình tách sơ cấp có thể sơ cấp có thể
sử dụng cho quá trình làm sạch khí cúa các khí thoát ra trong quá trình hoạt động của hệ
thống lò đốt chất thải. Trong bảng 4, đối với mỗi loại khí thải ô nhiễm, một tổ hợp các
công trình xử lý đơn vị được đưa ra với mức làm giảm tương ứng. Những phương pháp
làm sạch khí liên tục cho phép làm giảm đáng kể lượng chất ô nhiễm tạo ra bởi lò đốt
chất thải BREF (Bảng 5)

3.4 Phân tách tro bay và than hoạt tính
Tro bay được tạo ra từ các nhà máy năng lượng trong thành phần của nhiên liệu là hợp lý
liên tục, thường được thu gom và sử dụng làm vật liệu thô để sản xuất xi măng Portland.
Tro bay sinh ra từ các lò đốt chất thải thường bị ô nhiễm kim loại nặng và các chất nguy
hiểm khác và cần phải được xử lý như bã nguy hại, yêu cầu phải trơ hóa trước khi loại bỏ
bằng cách chôn lấp.
Than hoạt tính, dạng bột, thường được sử dụng để hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ như

dioxin và furan, sẽ được trình bày chi tiết ở phần sau, bột này được thu gom cùng với tro
bay (hệ thống nhỏ) trong một bước làm sạch riêng. Thiết bị chính sử dụng để loại bỏ
phần tử rắn của tro bay và than hoạt tính là: cyclone, bộ lọc tĩnh điện, ống lọc vải (bảng
12
6). Cấu tạo chi tiết cũng như chế độ vận hành được mô tả bao quát (Niessen, 2002) và do
đó nó được xem là thích hợp để phân tách tro bay.
Bảng 5: Mức độ phát thải có thể đạt tới đối với nhà máy đốt chất thải
Chất Mẫu
không liên
tục
Giá trị trung
bình trong
nửa giờ
Giá trị
trung bình
hằng ngày
Ghi chú
Bụi 1-20 1-5 Mức độ thấp nhất đạt
được với vải lọc hoặc
túi vải
HCl 1-50 1-8 Ưu tiên quá trình ướt
SO
2
1-150 1-40 Ưu tiên quá trình ướt
NO
x
với SCR 4-300 40-100 Yêu cầu năng lượng và
cho phí
NO
x

với SCR 30-250 120-180 Mức độ khí Nox đầu
vào cao, NH
3
thoát ra
được đưa vào tính toán,
ưu tiên phương pháp kết
hợp với quá trình ướt
TOC 1-20 1-10 Điều kiện đốt tối ưu
được yêu cầu
CO 5-100 5-30 Điều kiện đốt tối ưu
Hg < 0.05 0.001-0.03 0.001-0.02 Kiểm soát đầu vào, quá
trình hấp phụ dựa vào
Carbon
PCDD/PCDF 0.01-0.1 Điều kiện đốt tối ưu,
kiểm soát nhiệt độ để
làm giảm sự hình thành,
quá trình hấp phụ dựa
vào Carbon
3.4.1 Cyclone
Cyclone cho hiệu quả khá trong việc loại bỏ phần tử rắn với đường kính trung bình 100
µm từ dòng khí. Thiết kế của cyclone cần phải được cân nhắc (Morcos, 1989; Lee và
Huffman, 1996; Amutha Rani và cộng sự, 2008) và do có kết cấu cốt thép hoặc thép
không gỉ nên có thể sử dụng trong một khoảng nhiệt độ xử lý khá rộng. Trong khí sạch từ
dòng khí đi ra từ cyclones của lò đốt thì thường được sử dụng như phân tách chính theo
sau bởi các đơn vị phân tách khác được thiết kế để lưu lại các bụi có kích thước nhỏ hơn
hiện diện trong tro bay.
13
3.4.2 Lọc bụi tĩnh điện (Electrostatic Precipitators_ESP)
Cách đây gần 1 thế kỉ, Dr. Frederick Cottrell đã đưa ra khái niệm về phân tách bụi bằng
cách áp dụng trường tĩnh điện. Hiệu quả của ESP phụ thuộc chính vào việc thiết kế các

bản mỏng và vùng thu gom phải được thiết kế cẩn thận để đảm bảo phù hợp với bề dày
của lớp biên phân tầng, nhằm ngăn chặn sự cuốn bụi vào dòng khí, hỗn hợp hình thành
với bụi được thu hồi. Vận tốc bên trong vùng lắng luôn nhỏ hơn 1 m/s, thường là dưới 0.5
m/s. Lọc bụi tĩnh điện hay các thiết bị khác trong nhà máy đốt cần được điều chỉnh ở chế
độ ổn định với hệ thống điều khiển được chuẩn bị để điều chỉnh trong điều kiện không ổn
định cao nhất. Kiểm soát động thường được yêu cầu và kiểm soát tốt hiệu quả là vô cùng
quan trọng.
Bảng 6: Phân tách tro bay và than hoạt tính (AC)
Thiết bị Hiệu quả
cho tro bay
Hiệu quả
cho than
hoạt tính
Điều kiện áp
suất điển
hình
Nhiệt độ tối
đa
Kích thước
hạt
Cyclone Lên đến
80%
Lên đến
50%
10-1000 Pa 1300
0
C ≥ 20 µm
ESP Lên đến
99%
Lên đến

80%
50-300 Pa 450
0
C 0.08-20 µm
Túi vải Lên đến
99%
Lên đến
99%
500-2000 Pa
thướng với
quạt tăng áp
240
0
C 0.04-50 µm
3.5 Phân tách acid
Các acid có mặt trong khí ống khói như HCl, HF và các tiền chất của acid SO
2
có thể
được tách ra bằng nhiều quá trình khác nhau như: quá tình ướt (sử dụng chất hấp phụ
rắn), bán khô (sử dụng bình hấp thụ phun), quá trình ướt (sử dụng nước).
Giống như chất hấp phụ rắn, vôi khô (Ca(OH)
2
) cũng được dùng phổ biến nhưng sodium
bicarbonate cũng có thể là một phương án. Một so sánh giữa các quá trình phân tách
acids về đinh lượng được đưa ra và trình bày trong bảng 7. Ngày nay, mỗi phương pháp
đều có những biến đổi và cải tiến nhưng không được đề cập trong bài báo này.
Bảng 7: Ví dụ đánh giá tiêu chí thích hợp IPPC để có thể đưa ra các phép tính khi lựa
chọn giữa phương án xử lý khí ống khói bằng ướt/bán ướt/khô.
Tiêu chí FGT ướt (W) FGT bán ướt
(SW)

FGT dây
chuyền khô
FGT sodium
bicarbonate khô
14
(DL) (DS)
Hiệu quả phát sinh
khí
+ 0 - 0
Sản phẩm thừa + 0 - 0
Tiêu thụ nước - 0 + +
Sự hình thành dòng
thải
- + + +
Sự tiêu thụ chất
phản ứng
+ 0 - 0
Khả năng đối phó
với sự biến thiên
đầu vào của chất ô
nhiễm
+ 0 - 0
Độ nhìn thấy - 0 + +
Độ phức tạp của
quá trình
- 0 + +
Chi phí cơ bản Nhìn chung
cao
Trung bình Nhìn chung
thấp

Nhìn chung
thấp
Chi phí vận hành Trung bình Nhìn chung
thấp
Trung bình Nhìn chung
thấp
Ghi chú:
+: kĩ thuật sử dụng nhìn chung thuận lợi trong tiêu chí đang xem xét
0: kĩ thuật sử dụng thuận lợi không đáng kể hoặc bất lợi trong tiêu chí đang xem xét
-: kĩ thuật sử dụng bất lợi trong tiêu chí đang xem xét
3.6 Làm giảm nitrogen oxide
Nitrogen oxide có trong khí ở ống khói thường được làm giảm bằng 2 quá trình phản
ứng: SNCR (làm giảm bằng sự chọn lọc không có xúc tác) và SCR (làm giảm bằng sự
chọn lọc có xúc tác). Các quá trình hóa học khác đề cập đến việc làm giảm sự hình thành
NO
x
trong quá trình đốt đang được nghiên cứu rộng rãi ở PTN và ở nhà máy thí điểm, và
có thể dựa vào các gốc nguội để tối thiểu sự oxy hóa N
2
bằng các gốc phản ứng. Tuy
nhiên, nếu không phải tất cả các quá trình có tác động tiêu cực lên hiệu quả đốt và do đó
chúng làm tăng hàm lượng VOC cụ thể là PAH trong khí ống khói
Quá trình SNCR sử dụng NH
3
là thuốc thử hoặc ure (CO(NH
2
)
2
) như chất khử, được
phun trực tiếp vào lò. Ở nhiệt độ cao, ure phân hủy hình thành amonia, phương trình (4),

các phản ứng khử chính xảy ra từ 850
0
C-1500
0
C, phương trình (5), (6):
CO(NH
2
)
2
+ H
2
O  2NH
3
+ CO
2
(4)
15
4NO + 4NH
3
+ O
2
 4N
2
+ 6H
2
O (5)
6NO
2
+ 8NH
3

 7N
2
+ 12H
2
O (6)
Quá trình SCR sử dụng chất xúc tác rắn trên tầng cố định và xử lý ở 200-4000
o
C có sự
hiện diện của amonia. Khoảng nhiệt độ xử lý này thực tế chất xúc tác bị bất hoạt khi có
mặt của môi trường acid mạnh, buồng SCR được lắp đặt sau vật liệu dạng hạt, cũng như
các phần tử acid đã được gỡ bỏ khỏi dòng khí ống khói. Các phản ứng chung xảy ra trên
bề mặt chất xúc tác được trình bày bằng phương trình (7)-(9). Bảng so sánh các đặc điểm
chính của quá trình SNCR và SCR được trình bày trong bảng 8
4NO + 4NH
3
+ O
2
 4N
2
+ 6H
2
O (7)
6NO + 4NH
3
 5N
2
+ 6H
2
O (8)
2NO

2
+ 8NH
3
+ O
2
 3N
2
+ 6H
2
O (9)
37 Carbon monoxide và hợp chất hữu cơ bay hơi.
Sự gia tăng thành phần carbon monoxide (CO) và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi của khí
trong ống khói dễ nhận biết trong điều kiện cháy không thích hợp bên trong lò. Một vài
điều chỉnh bởi hệ thống kiểm soát có thể được chấp nhận, nhưng thường là:
i. Tăng lượng khí thô vào lò
ii. Giảm lượng khí ống khói tuần hoàn lại lò
iii. Tăng nhẹ áp suất dưới ghi lò
Cả i và ii đều làm tăng hệ số không khí trong lò, cho phép oxy hóa hoàn toàn chất thải và
bay hơi tương ứng, cũng như các sản phẩm phân hủy nhiệt. Đối với chất thải có hàm
lượng halogen hay phosphorus cao (như sự hiện diện của các chất làm chậm cháy hay
PVC), i và đặc biệt là ii thì rất hiệu quả, nhưng việc tăng hệ số oxy hơn 10% sẽ làm giảm
hiệu quả thu hồi năng lượng chung do sự tiêu thụ năng lượng để làm nóng N
2
đầu vào là
không thể tránh khỏi. iii thì đặc biệt có hiệu quả với chất thải có độ ẩm cao làm nâng hiệu
quả của chất thải từ ghi lò di động. Điều quan trọng là iii chỉ có thể được thông qua vì thế
gọi là ghi lò giảm áp suất cao mà các lỗ đục trên ghi lò và các khe hở thì khá nhỏ (như
ghi lò loại VON ROLL)
Phần tách carbon monoxide và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi hiện diện trong khí ống khói
là công việc không dễ. Một trong những quá trình đặc trưng được đề cập là oxy hóa xúc

tác trên bộ biến đổi dị thể. Trong điều kiện chung, oxy thêm vào được phun trực tiếp vào
dòng khí ống khói và hỗn hợp này sau đó được oxy hóa trên tầng cố định với chất xúc tác
mạnh như platinum không kết nỉ.
16
Đối với lò đốt chất thải nhỏ và khi chất thải có chưa hàm lượng PVC dùng 1 lần cao (như
chất thải bệnh viện), bước oxy hóa bao gồm trong hệ thống làm sạch khí, thường đóng lò
hơi do sự oxy hóa có hiệu quả hơn khi nhiệt độ khí ống khói cao. Đối với hệ thống lớn
hơn như đốt chất thải đô thị, hệ thống này thường ít đưa vào trong thiết kế vì chi phí đầu
tư cao do mất mát năng lượng và do phải tăng áp để bù vào lượng áp suất bị giảm.
Bảng 8: So sánh giữa SNCR và SCR đối với quá trình khử NO
x
SNCR SCR
Thuận lợi Chi phí đầu tư thấp
Ăn mòn thấp
Hiệu quả hơn
Hạn chế Hiệu quả hạn chế Chi phí đầu tư cao
Tổn thất áp suất cao
Yêu cầu lượng Oxy dư cao
Hiệu quả khử NO
x
Lên đến 70%
Điển hình là từ 30-60%
Lên đến 85%
Điển hình là từ 50-80%
3.8 Sự ngưng tụ hơi nước trong hệ thống làm sạch khí.
Ngưng tụ hơi nước là một trong những vấn đề chủ yếu có thể xảy ra trong hệ thống làm
sạch khí. Sự ngưng tụ có thể xảy ra do ăn mòn mạnh cũng như sự kết tụ của tro bay như
bã hay bột nhão và gấy sự cố cho các bước làm sạch khí chủ yếu là túi vải.
Do đó, sự tác động lên chi phí xử lý cũng đáng kể và mặc dù các biện pháp làm giảm
được thực hiện từ các điểm kiểm soát nhưng cách tốt nhất là ngăn chặn hiện ngưng tụ xảy

ra bằng cách thiết kế cẩn thận cho nhà máy. Không chỉ cân bằng nước được xem xét cho
điều kiện cân bằng và động mà đánh giá chi tiết điểm sương của dòng khí ống khói trong
các điểm giới hạn khác nhau cũng cần được thực hiện.
Phân bố chính của tổng lượng nước trong khí ống khói từ:
i. Độ ẩm của khí đầu vào
ii. Độ ẩm bay hơi từ chất thải
iii. Nước hình thành từ các phản ứng đốt cháy
iv. Nước bay hơi từ dòng khí ống khói trong các bước làm sạch ướt hoặc bán ướt
i và ii xảy ra đồng thời trong những ngày mưa hoặc tuyết tích tụ trong chất thải tại các
điểm thu gom và do đó việc ngăn chặn ngưng tụ thì quan trọng trong bước thiết kế.
Nhiệt độ của khí ống khói, từ chỗ thoát ra của lò hơi đến ống khói, thì thấp dần, một phần
do hệ thống thu hồi năng lượng và do đó, xác suất xảy ra ngưng tụ cao dần khi đến các
bước cuối cùng của hệ thống làm sạch khí.
17
Cung cấp lại nhiệt cho khí ống khói để tránh ngưng tụ có thể đạt được bằng các quá trình
khác nhau, phổ biến là:
i. Phun hoặc hạn chế dòng khí ống khói nóng làm tăng luồng trong luồng chính:
điều này rất hiệu quả cho hệ thống cung cấp lại nhiệt, nhưng có nhược điểm là
khí ống khói từ lò hơi bị ô nhiễm nhiều hơn nên hiệu quả làm sạch giảm nhẹ.
ii. Bằng cách trao đổi nhiệt với khí ống khói nóng: trong trường hợp này 2 dòng
khí được tách riêng biệt và có hạn chế là tăng tổn thất áp suất thông qua bộ trao
đổi nhiệt và tăng chi phí đầu tư.
Để ngăn chặn ngưng tụ, cung cấp lại nhiệt thường được xem xét trong thiết kế ít nhất 2
điểm của hệ thống làm sạch:
i. Ngay lập tức trước khi thải ra ống khói để tránh hình thành “plume” gây ra bởi
sự ngưng tụ khi làm lạnh bởi dòng khí lạnh
ii. Trước khi lọc bằng túi vải để tránh bị tắt do bã hình thành bên trong bề mặt bộ
lọc.
Sử dụng vật liệu chịu nhiệt và lớp phủ ngoài đặc biệt ở nơi ngưng tụ thường xuyên xảy ra
đòi hỏi trong thiết kế phải tốt, nhưng để ngăn chặn xảy ra là điều quan trọng.

3.9 Công nghệ mới để làm sạch khí
3.9.1 Sự tẩy rửa nhũ tương và dầu
Dioxins và polyaromatic hydrocarbons (PAH) tan rất hạn chế trong nước và do đó loại bỏ
chúng bằng bộ lọc ẩm là không hiệu quả. Một sự suy giảm nhỏ được quan sát khi ngưng
tụ trong dung dịch nước khá lạnh cũng như trong cặn của bụi rắn mà trên bề mặt chúng
vẫn được hấp phụ, nhưng rõ ràng do đặc điểm ưa dầu nên chúng có xu hướng nổi và cuối
cung bị loại bỏ từ dung dịch rửa bởi dòng khí.
Dầu đang sôi, 1 phần không bão hòa chứng minh hiệu quả trong môi trường rửa khí, cũng
như nhũ tương nước-dầu được ổn định bởi chất bề mặt không ion với HLB giữa 7 và 10.
Nhũ tương dầu giữ lại hầu hết dioxin, furan và PAH và dường như là cách tốt để loại bỏ
nhữ tương ngay sau khi tổng hàm lượng các chất ô nhiễm đạt 0.1 mg/L. Thiết kế hệ thống
rửa khí cần xem xét đến thể tích đệm của nhũ tương, cho phép nhũ tương trao đổi 4
lần/năm trong điều kiện xấu nhất. Do đó, bình chứa nhũ tương và bơm tiếp vận là những
thiết bị đắt tiền.
18
Loại bỏ nhũ tương bị ô nhiễm bao gồm phân tách huyền phù, phân tách lỏng-lỏng và hấp
thụ pha dầu vào gỗ hoặc các chất hấp thụ ưa dầu như tế bào polyurethane hoặc bọt
phenolic và đưa vật liệu rắn vào lò nhằm thu hồi năng lượng
Một buồng đốt riêng cho dầu vào lò cũng có thể được lắp đặt, nhưng người vận hành lò
đốt chất thải không đưa chất lỏng hoặc dầu vào lò tránh một số lượng lớn các vấn đề về
vận hành có thể xảy ra.
3.9.2 Khử bụi và kết tụ bụi
Mặc dù hiệu quả loại bỏ bụi lên đến 99% đối với lọc bụi tĩnh điện và túi vải không có
hiệu quả đối với bụi nano cũng như bụi có kích thước miro. Khí ống khói xả ra ống khói,
mặc dù rất sạch nhưng vẫn chứa 1 lượng nhỏ bụi nano. Gần đây, các mối quan tâm về
ảnh hưởng sinh lý của bụi nano lên hệ hô hấp được nghiên cứu và các phương pháp để
tránh sự hiện diện của chúng trong khí ống khói. Tăng cường kết tụ và làm giảm bụi
dường như cho thấy nhiều hứa hẹn nghiên cứu. Cho đến nay, bụi mịn và bụi nano đã
được kết tụ hiệu quả bởi các polymer phân tán trong nước được kiểm soát khả năng
tương thích của nước.

4. Chất phát thải ô nhiễm chính trong MSWI và luật pháp châu Âu
Những tác động chính trực tiếp do sự phát thải từ lò đốt không khí, lượng dư trong sản
xuất (tro đáy và lượng APC dư), lượng khí thải vào nước, sản xuất/ tiêu thụ năng lượng,
tiêu thụ vật chất, tiếng ồn và độ rung, khí phát thải không bền (bao gồm cả mùi, chủ yếu
từ kho chứa chất thải), quá trình lưu trữ/vận chuyển/ rủi ro của chất thải. Trong số này,
lượng khí phát thải vào không khí thực sự đáng kể, từ quá trình đốt 1 tấn MSW sản xuất
ra 1 khối lượng lớn khí thải. Một phép đo cho thấy thường thì 4500-600 Nm
3
/tấn (11%
O
2
) được thải ra. Tùy thuộc vào công nghê, điều kiện vận hành và thành phần của chất
thải đốt, chất gây ô nhiễm khác nhau sẽ được hình thành và phát ra trong khí thải:
- Vật chất dạng hạt – với kích thước phân phối rộng
- Acids và các loại khí khác – HCl, HF, HBr, HI, SO
2
, NO
x
, NH
3
,…,
- Kim loại nặng – Hg, CD, Ti, As, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Zn,…
- Hợp chất Carbon – CO, VOC, PCDD/PCDF, PCB, PAH,…
Trong phạm vi nàu, các biện pháp làm giảm các tiền chất gây ô nhiễm trong chất thải như
Clo và các kim loại nặng dễ bay hơi, có thể cho tác động tích cực. Trong thực tế, các sản
phẩm thiết kế lại và bao bì có thể làm giảm 1 lượng khí thải. Đối với kim loại nặng, thì
điều quan trọng là phải tránh dùng pin, da, bột màu, lon và để giảm lượng Clo thì chất
thải phải tránh như nhựa PVC.
19
Từ đầu năm 1970, châu Âu cam kết sẽ bảo vệ môi trường không khí. Trong phạm vi này,

nó nên được nhắc đến trong chỉ thị 2000/76/EC của nghị viện châu Âu và của hội đồng,
trong việc đốt chất thải rắn nhằm mục đích “ngăn chặn hoặc hạn chế các tác động tiêu
cực đối với môi trường, đặ biệt ô nhiễm do phát thải vào không khí, đất, nước mặt và
nước ngầm, và các rủi ro cho sưc khỏe của cọn người, từ quá trình đốt rác thải. “Chỉ thị
này, được gọi là chỉ thị thiêu hủy chất thải (WID), khẳng định rằng các phép đo của NO
x
,
CO, tổng bụi, TOC, HCl, HF và SO
2
nên được thực hiện, và ít nhất hai lần 1 năm cho các
kim loại nặng (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V) và dioxin và furan. Trong
thực tế, WID đưa ra giá trị giới hạn rất hạn chế cho các chất khí thải ô nhiễm chính. Ví
dụ, giá trị giới hạn khí thải cho phép độ độc hại là 0,1 ng I-TEQ/Nm
3
. Bảng 9 cho thấy
những giá trị giới hạn pháp lý của không khí không chỉ trong WID, mà trong phạm vi
bình thường cũng có thể quan sát được trước khi xử lý khí thải (khí thải thô). Để chứng
minh phù hợp với các giá trị khí thải trong WID, nồng độ đo lường, CM, được tiêu chuẩn
hóa, CS, ở các điều kiện sau: 273K, 101.3 kPa, 11% O
2
, khí khô (MS=O) bằng cách sử
dụng phương trình sau:
20
Tại đây, nồng độ oxy (O, M), độ ẩm (MM), nhiệt độ TM và áp suất PM đại diện cho các
điều kiện đo lường. Lượng phát thải các chất ô nhiễm như HCl, HF, SO
2
, NO
x
và kim loại
nặng chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm chất thải và các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không

khí. Công nghệ lò đốt sẽ quyết định mức độ lớn của CO, VOC và NO
x
. Tổng bụi phát ra
được xác định trên các thiết bị APC. Hình 8 cho thấy sự cân bằng khối lượng của một
chất ô nhiễm trên 1 tấn đốt cháy MSW.
4.1 Bụi
Trong quá trình đốt cháy, một phần chất thải là không cháy và được loại bỏ từ lò đốt
như chất thải rắn, thường đc gọi là tro đáy hay chất xỉ, phê liệu APC và số lượng rất thấp
của các hạt còn lại trong khí thải. Các hợp chất nền của hạt chủ yếu là oxit nhôm và
silicon. Các chất ô nhiễm từ MSWI, phần nạp vào là các hạt vô cơ mịn còn lại sau khi đốt
chất thải và bay ra cùng với khói thải của lò. Một số các hạt lắng xuống như tro và sẽ
21
được loại bỏ trong các phễu. Một điều rất quan trọng liên quan đến ô nhiễm không khí đó
là sự thật các khí thải nguội gồm các khí ô nhiễm khác nhau (một số chất gây ô nhiễm)
ngưng tụ trên bể mặt của bụi. Bởi vì sự có mặt nhiều của HCl trong nồi hơi, nên các giai
đoạn ngưng tụ có thể bao gồm các kim loại Clo khác nhau như ZnCl
2
, PbCl
2
và CdCl
2
.
Các loại hạt thường được phân thành các nhóm dựa trên đường kính của nó (ví dụ PM
2.5 có đường kính dưới 2.5mm). Ví dụ, PM 2.5 tồn tại trong không khí 1 thời gian dài, di
chuyển xa và có khả năng xâm nhập sâu vào đường hô hấp. Độc tính của nó tương quan
với thành phần hóa học tương ứng.
Kiểm soát ô nhiễm không khí APC sản xuất dư ra từ các nhà máy đốt rác được phân loại
là chất thải rắn nguy hại chủ yếu do có độ pH cao, hàm lượng kim loại nặng trong chất
bay hơi cao và muối hòa tan, và 1 lượng nhỏ các hợp chất độc hại như dioxin và furan.
Các phương pháp xử lý APC hiện được sử dụng rất hạn chế, và tương lai thì nó có thể

không thể dùng do các quy định nghiêm ngặt của môi trường. Trong tương lai, phải có sự
phát triển trơ hóa mới và an toàn hơn. Khi ACP dư được hình thành trong các thiết bị thổi
Ca(OH)
2
, sản phẩm phản ứng là CaOHCl, CaF
2
, CaSO
3
hoặc CaSO
4
có thể có nồng độ
đáng kể, như kết quả của HCl, HF và khí SO
2
trung hòa. Carbon hoạt tính cũng được
thêm vào trong đó trong ACP dư.
4.2 Carbon monoxide
CO là một chất khí có thể được tìm thấy trong khí đốt, một sản phẩm của quá trình đốt
cháy không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ được đo trực tiếp và thường được sử dụng để
kiểm tra hiệu quả lò đốt. Trong MSWI, khi nồng độ CO trong khí thải thấp thì khí đốt
thải ra có chất lượng cao và lượng phát thải TOC thấp. CO phát sinh trong buồng đốt khi
không có đủ O
2
cung cấp đủ cho quá trình oxy hóa hay nếu nhiệt độ không đủ cao để đảm
bảo phản ứng tạo ra CO
2
. Quá trình oxy hóa CO thành CO
2
xảy ra sau một vài thời điểm
phát vào khí quyển.
4.3 Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn
và có thể bao gồm 1 loạt các hợp chất, vì chúng có thể bao gồm các chuỗi carbon hoặc
vòng mà có áp suất hơi cao (ví dụ 0.27 kPa ở 250
o
C).Khi vận hành với hiệu suất cao,
nồng độ các hợp chất hữu cơ trong khí thải đc dự kiến là thấp. Thật vậy, nói chung, khí
thải từ MSWI chỉ chứa 1 số lượng ít chất hữu cơ bay hơi, được định lượng trên dòng khí
như tổng carbon hữu cơ (TOC). Thường thì sự hình thành VOC có thể bao gồm các hợp
chất như Metan, etan, propan, butan, pentane, hexane, heptane, etylen, benzen, toluen và
xylen (BTX), ethylbenzene, axetylen, formaldehyde, acetone, vv Methane (CH
4
) không
22
phải hình thành trong điều kiện oxy hóa mà được quan sát trong quá trình WtE. Trong
thực tế, CH
4
chỉ có thể phát sinh trong hầm chất thải, do quá trình yếm khí trong 1 thời
gian lưu lớn. Ngoài những hợp chất hữu cơ gọi trên, một ít PAH, PCBs và dioxin
(PCDD/PCDF- thảo luận trong phần 4.10) có thể xảy ra trong khí thải, chủ yếu hấp thụ
thành các hạt.
Clo và Flo có thể có mặt trong MSW với số lương k đáng kể. Nguồn gốc chính của Clo là
chất dẻo như PVC, chất thải thực phẩm nhiễm mặn và clorua vô cơ khác. Flo có thể phát
sinh từ nhựa như PTFE, dệt may chứ Flo và florua vô cơ khác. Dưới các điều kiện đốt
của Clo và Flo chủ yếu là chuyển đổi thành acid hydrogen halides, HCl và HF và một
phần của chúng có thể phản ứng để tạo thành Clorua kim loại. Nói chung, HCl và HF
được loại bỏ bởi công nghệ tương tự, bằng cách thêm tác nhân trung hòa, ví dụ vôi
(Ca(OH)
2
), sodium hydroxide (NaOH), hoặc cacbonat canxi (CaCO
3

). Các phản ứng sau
đây cho thấy sự tách biệt các chất ô nhiễm axit với Ca (OH)
2
Những phản ứng có thể kéo theo những cơ chế khác nhau do khí/pha rắn tham gia khác
nhau, và một số nghiên cứu tham khảo thì hình thành pha chính là CaOH thay vì CaCl.
Nồng độ khí thải nói chung khoảng 0.1-6mg/Nm
3
đối với HCl và 0.01-0.1mg/Nm
3
đối
với HF, và do đó dưới mức quy định.
4.5 Sulphur dioxide
Sulphur dioxide là sản phẩm phản ứng của hợp chất S có trong chất thải với oxy, và nồng
độ của nó trong khí thải tỉ lệ thuận với lượng có trong chất thải:
Bất kể trong dạng hữu cơ hay vô cơ, hầu hết oxit lưu huỳnh đều tạo thành SO
2
. Theo
BREF, mặc dù ngưỡng quy định là 50mg/Nm
3
, hầu hết các hệ thống đc thiết lập đều thấp
hơn 20mg/Nm
3
khí thải. Chất ô nhiễm này có thể được loại bỏ bằng các phản ứng:
Điều quan trọng cần lưu ý là SO
2
khi phản ứng cao đối với 1 nửa thời gian sống trong
23
nhà. Mặc dù nó là một chất kích thích hô hấp và phê quản, ảnh hưởng của dường như
giới hạn cho các bệnh nhân bj hen suyễn và viêm phê quản, trong khi nhạy cảm với các
tiếp xúc khác nhau. Trong 1 số trường hợp, SO

2
tương quan mạnh với các hạt mịn, và do
đó các chất gây ô nhiễm có thể thay thế cho nhau. Điều quan trọng cần lưu ý là SO
2
khí
phản ứng cao với ngắn một nửa cuộc sống trong nhà. Mặc dù nó là một chất kích thích hô
hấp và bronchoconstrictor biết, ảnh hưởng của nó dường như giới hạn cho các bệnh nhân
bị bệnh hen suyễn và viêm phế quản, trong khi độ nhạy toexposure rất khác nhau
(Katsouyanni et al.,1997). Trong một số trường hợp, SO
2
có liên quan với các hạt mịn, và
do đó các chất gây ô nhiễm có thể thay thế cho nhau. Sulphur dioxide cũng được biết đến
như rất độc hại cho vi khuẩn Koch và do đó, tỷ lệ mắc bệnh lao được công nhận là thấp
hơn trong các sự phát thải SO
2
.
4.6 Nito dioxide
Các oxit nitơ, NOx, được biết đến là khí nhà kính và có tính axit, và trongquá trình đốt
cháy ba cơ chế khác nhau chính có thể dẫn đến sự hình thành chúng. Thật vậy, một phần
của nitơ không khí và một phần của nitơ có trong chất thải (hoặc nhiên liệu) có thể được
oxy hóa thành NOx. Các oxit nitơ sản xuất từ không khí được gọi là NOx nhiệt, và những
nito có nguồn gốc từ chất thải là NOx nhiên liệu. Những phản ứng này có thể xảy ra đáng
kể khi nhiệt độ trên 1300
o
C và bất cứ khi nào oxy không phải là một thuốc thử hạn chế.
Trong các nhà máy WTE, NOx nhiệt thường là lớn hơn nhiều so với NOx nhiên liệu. Sự
hình thành của các oxit nitơ thông qua phản ứng hoàn toàn với các hợp chất hữu cơ được
gọi là NOx prompt, và ít trong các nhà máy đốt WTE.
một giới hạn quy định của NOx đươc thiết lập là 200 mg/Nm
3

, và tuân thủ các giới hạn
này , các biện pháp sơ cấp và thứ cấp có thể được thực hiện. Các kỹ thuật cơ bản chính có
thể liên quan đến việc cung cấp không khí và nhiệt độ lò cao quá mức. Biện pháp thứ cấp
được yêu cầu là them tác nhân cho việc giảm thiểu như amoniac ( 25% dung dịch nước )
hoặc urê, để thúc đẩy SNCR chỉ ra trong phương trình. (5) - (6) (phần 3.6).
NOx giảm có thể đạt được 85% ở nhiệt độ 1000 º C, và do đó NH
3
cũng có thể được giảm
phát thải trong khí ống khói ( BREF , 2006). Khi urê được sử dụng như tác nhân giảm
thiểu trong SNCR, N
2
O có thể phát sinh. Nitơ oxit (N
2
O) thường là tương quan với CO,
nó được thành lập theo hàm lượng oxy thấp, nhưng không bao gồm việc phát thải trong
24
NOx. Ngoài ra, bằng cách sử dụng chất xúc tác SCR cụ thể có thể được tích hợp trong
các khu vực APC, sau khi trung hòa axit và khử bụi. Tùy thuộc vào chất xúc tác, phản
ứng SCR có thể diễn ra trong khoảng 180-450 º C. Khí thải thường tồn tại khoảng 95%
NO và 5% NO
2
( BREF , 2006). Phát thải cụ thể của NOx có thể trong khoảng 800-900
g /tấn của MSW.
4.7. Thủy ngân
Thủy ngân là một kim loại nhiệt điện, có độc tính cao, ở nhiệt độ 357
0
C thì nó bay hơi
vào không khí. Mặc dù việc sử dụng Hg hạn chế , một vài đường sắ kí với thiết bị điện
hiện đại, nhiệt kế và chất thải có thể không vượt ngưỡng 0,05 mg / Nm
3

. Trạng thái oxy
hóa của Hg phụ thuộc vào đặc tính của ống khói khí nhưng nhìn chung , các hình thức
đặc biệt của MSWI chủ yếu là Hg và HgCl
2.
Khi nồng độ HCl trong khí thải cao hơn SO
2
,
thủy ngân vẫn là chất chủ yếu trong hình thành HgCl
2
, điều này dễ dàng để chuyển từ pha
khí sang Hg 0, Đối với yếu tố này, biện pháp chính là tránh càng nhiều càng tốt chất thải
trong lò chứa Hg. Tuy nhiên, công nghệ thứ cấp thường thực hiện để phù hợp với giới
hạn qui định trong việc phát xả khí thải. Lượng phát xạ thấp nhất của Hg được quan sát
khi lưu huỳnh pha tạp than hoạt tính được sử dụng .Một số phép phân tích cho thấy rằng
máy lọc acid ướt có thể chứa bồn đựng Hg với hình thức Clorid (BREF,2006). Lượng Hg
trong MSW nằm trong khoảng từ 0.5-5g Hg/ tấn MSW, ít hơn 2% từ đáy tro, 70-90%
phát thải vào dư lượng APC, nhỏ hơn 10% phát ra khí thải , tương ứng với
0,0002-,05mg/Nm3( IAWG , 1997)
4.8 Cadmiun và tallium
Cadmium là một yếu tố độc hại về vấn đề môi trường, có thể phát sinh trong khí thải của
MSWI do động nhiệt của nó. Mặc dù một số nước hạn chế việc sử dụng Cd, nguồn
thường xuyên trong MSWI là các thiết bị điện tử (bao gồm ắc quy), sơn, Ni-Cd pin, và
nhựa cadmium. Theo các điều kiện thường thấy ở các lò, Cd chủ yếu chuyển đổi thành
CdCl2. Các thiết bị APC thường dẫn đến một nồng độ Cd trong tàn dư APC, và ít hơn 1%
được thải vào khí quyển. Phạm vi báo cáo thường là 0,0002-,03 mg/Nm
3
(11% O2)
25