kỹ thuật xử lý phát thải nghiên cứu công nghệ xử lý rác thải

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.92 MB, 63 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ </b>

<b>KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT </b>

<b>Thành viên nhóm: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

MỞ ĐẦU ... 4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ... 5

1.1 Chất thải là gì ... 5

1.2 Phân loại các loại chất thải ... 5

1.2.1 Phân loại theo nguồn gốc ... 5

1.2.2 Phân loại theo tính chất ... 7

1.2.3 Phân loại theo hình thức tồn tại ... 7

1.3 Ảnh hưởng của chất thải tới môi trường và con người ... 8

1.2 Thực trạng rác thải ở Việt Nam hiện nay ... 9

CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI ... 10

2.1 Đốt rác thải ... 10

2.2 Chôn rác thải ... 12

2.3 Tái chế rác thải ... 13

2.4 Phương pháp ủ sinh học ... 14

CHƯƠNG 3: XỬ LÝ PHÁT THẢI TRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC ... 15

3.1 Các loại phát thải trong q trình đốt rác ... 15

3.1.1 Khí thải của quá trình đốt rác ... 15

3.1.2 Nước thải của quá trình đốt rác ... 16

3.1.3 Tro xỉ của q trình đốt rác ... 16

3.2 Xử lý khí thải ... 16

3.2.1 Xử lý khí thải sử dụng các thiết bị cơ học ... 17

3.2.2 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ ... 20

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

3.2.3 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ ... 21

3.2.4 Xử lý khí thải kết hợp cả hấp thụ và hấp phụ... 23

3.2.5 Xử lý khí thải bằng cơng nghệ sinh học Biofilter ... 23

3.3 Xử lý tro xỉ ... 24

3.3.1 Sử dụng tro xỉ như một loại phụ gia cho bê tông ... 24

3.3.2 Sử dụng tro bay trong q trình cải tạo đất nơng nghiệp ... 24

4.2.2 Quy trình xử lí chất thải bằng cơng nghệ biogas... 35

4.2.3 Cấu tạo hầm biogas ... 36

4.2.4 Các giai đoạn tạo khí Biogas trong hầm biogas ... 37

4.2.5 Nguyên lý hoạt động của máy phát điện Biogas ... 38

CHƯƠNG 5. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ XỬ LÝ HỆ THỐNG KHÍ THẢI CHO NHÀ MÁY ĐỐT RÁC VÀ TRÌNH BÀY VÍ DỤ TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ HƠI 1 BAR TRONG HỆ THỐNG LÒ ĐỐT RÁC ... 40

5.1 Thuyết minh sơ đồ hệ thống xử lý khí thải ... 40

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>MỞ ĐẦU </b>

Rác thải là vấn đề nhức nhối đối với toàn xã hội, nhất là trong q trình đơ thị hố, cơng nghiệp hóa đang diễn ra nhanh chóng như hiện nay. Ở các đô thị lớn của Việt Nam, rác thải đã và đang gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Xử lý rác luôn là vấn đề làm đau đầu các nhà quản lý môi trường đô thị. Không riêng gì đối với các đơ thị đơng dân cư, việc chọn công nghệ xử lý rác như thế nào để đạt hiệu quả cao, không gây nên những hậu quả xấu về mơi trường trong tương lai và ít tốn kém chi phí ln là nỗi bức bối của các ngành chức năng. Đối với các khu, cụm dân cư đông đúc hoặc các khu công nghiệp, việc lựa chọn mơ hình xử lý rác cho phù hợp và ít tốn kém là vấn đề rất cấp bách và cần thiết để bảo vệ môi trường.

<i>Với những vấn đề trên, nhóm chúng em lựa chọn đề tài Nghiên cứu cơng nghệ xử lý rác thải để tìm hiểu và nghiên cứu cho môn học Kỹ thuật xử lý phát thải để mở rộng khả </i>

năng hiểu biết về các kỹ thuật xử lý rác hiện có hiện nay đồng thời đề cao vấn đề quan trọng của việc xử lý rác thải đang bức bối hiện nay cũng như việc nâng cao ý thức bảo vệ môi

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI </b>

Chất thải là các vật liệu, sản phẩm hoặc chất cịn lại khơng có giá trị và khơng cịn được sử dụng nữ. Chất thải được sản xuất từ các hoạt động của con người trong sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y tế,… Chúng có thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau, bao gồm chất thải rắn, chất thải lỏng và khí thải.

Chất thải với rác thải là hai khái niệm khác biệt nhưng thường bị nhiều người đánh đồng với nhau. Trên thực tế, rác thải thường chỉ là một bộ phận nhỏ của chất thải.

đựng nước, quần áo cũ,…

<b>Chất thải: Bao gồm tất cả các loại rác thải sinh hoạt và chất thải ở nhiều hoạt động khác </b>

của con người như chất thải y tế, chất thải công nghiệp,…

<i><b>1.2.1 Phân loại theo nguồn gốc </b></i>

- Chất thải sinh hoạt

Chất thải sinh hoạt là những vật chất được thải bỏ từ trong các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của con người tại gia đình, văn phịng cơng ty,…

Các loại chất thải sinh hoạt thường gặp đó là: túi nilon, vỏ chai, vỏ lon, quần áo cũ, giấy tờ, sách vở, bìa cartoon, thức ăn thừa, rau củ hỏng,…

- Chất thải công nghiệp

Chất thải công nghiệp là vật chất tạo ra trong q trình sản xuất cơng nghiệp trong nhà máy, nhà xưởng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Các loại chất thải công nghiệp hay gặp như: thuốc nhuộm, dầu thải, tro, bụi, vặn, kim loại, vải, gỗ,…

- Chất thải nông nghiệp

Chất thải nông nghiệp là chất thải phát sinh trong q trình sản xuất nơng nghiệp. Các loại chất thải nơng nghiệp phổ biến đó là: phân bón, thuốc trừ sâu, cây giống hư hỏng,…

- Chất thải y tế

Chất thải y tế là các loại vật chất được thải ra từ các hoạt động y tế và chăm sóc sức khỏe ở các bệnh viện, phòng khám, trung tâm y tế, nhà dưỡng lão,…

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Chất thải y tế hay gặp gồm có: bơng băng, xi lanh, kim tiêm, gạc, găng tay y tế, thiết bị y tế cũ hỏng,…

- Chất thải khơng nguy hại

Là chỉ các loại chất thải khơng có khả năng gây hại cho con người và môi trường. Chúng có thể được xử lý một cách an tồn thông qua các phương pháp như tái sử dụng, tái chế hoặc xử lý thông qua phương pháp sinh học.

Một số loại chất thải không nguy hại thường thấy như: lá cây rụng, vỏ cây, thức ăn thừa,…

- Chất thải nguy hại

Là chỉ các loại chất thải có khả năng gây hại cho con người và mơi trường. Chất thải nguy hại thường không thể tự phân hủy và bắt buộc phải xử lý theo các quy trình đặc biệt. Chất thải nguy hại hay được nhắc đến như các hóa chất độc hại, chất ăn mòn, chất dễ cháy, nổ,…

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

- Chất thải lỏng

Chất thải lỏng là các loại chất thải tồn tại ở thể lỏng.

Chất thải lỏng thường bao gồm có các loại nước thải sinh hoạt, nước thải nhà máy, dầu thải, hóa chất, chất thải y tế lỏng,…

- Chất thải khí

Chất thải khí là nhóm các chất thải tồn tại ở thể khí thường được sinh ra trong các quá trình đốt cháy nguyên liệu, gia nhiệt trong sản xuất,…

Chất thải khí hay gặp như khói thải nhà máy, khí thải phương tiện giao thông,…

<b>1.3 Ảnh hưởng của chất thải tới môi trường và con người </b>

<small>• </small> <i><b>Ơ nhiễm khơng khí </b></i>

Ơ nhiễm khơng khí là ngun nhân chính gây ra các bệnh về đường hệ hơ hấp. Ngồi ra, bụi mịn là yếu tố gây ô nhiễm nguy hiểm nhất vì nó tồn tại khá lâu trong khơng khí và phát tán rất xa. Do kích thước khá nhỏ, nếu xâm nhập sâu vào phổi, máu sẽ gây nên các bệnh hơ hấp, vơ sinh...

Ơ nhiễm khơng khí có thể làm tăng nguy cơ mắc các rối loạn nhịp tim, thậm chí dẫn đến đau tim ở người cao tuổi, phụ nữ mang thai, người đang mang bệnh, trẻ em dưới 15 tuổi...

Bên cạnh đó, sóng nhiệt hay tiếng ồn cũng gây những thương tích đối với tai mà còn gây đau đầu, stress, dễ bị căng thẳng thần kinh...

Bên cạnh đó, biển đổi khí hậu khiến cho nhiệt độ tăng giảm bất thường có chiều hướng gia tăng. Điều này khiến gây ra các bệnh như đột quỵ nhiệt thậm chí là tử vong.

Khi con người ăn uống phải nước ô nhiễm hoặc thực vật, động vật được nuôi trồng trong môi trường ô nhiễm hoặc tiếp xúc trực tiếp với môi trường nước bị ô nhiễm thì rất dễ mắc các bệnh như tiêu chảy, dịch tả, thương hàn, viêm gan, viêm não, bệnh do muỗi truyền, thiếu máu..

<small>• </small> <i><b> Ảnh hưởng nghiêm trọng đối với hệ sinh thái </b></i>

Mối đe dọa chính và tác động trực tiếp đối với hệ sinh thái chính là ơ nhiễm khơng khí. Ơ nhiễm khơng khí là nguyên nhân gây ra mưa axit, mưa đá, biến đổi khí hậu, trái đất nóng lên, hiệu ứng nhà kính... gây mất cân bằng và suy thối các cấu trúc lồi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Các hợp chất nguy hiểm như: SO2, NO2, CO… có trong khơng khí ơ nhiễm làm tắc nghẽn khí quản và giảm hệ miễn dịch của động vật.

Ngoài ra, hợp chất HF còn làm các cây ăn trái rụng lá hàng loạt, lâu dần gây nên tình trạng chết cây, gián tiếp làm trái đất nóng lên cùng hiệu ứng nhà kính.

Khói bụi từ khu cơng nghiệp cịn gây nên hiện tượng mưa Axit, những cơn mưa Axit làm chết cây cối, ô nhiễm nguồn nước, giết chết các vi sinh vật có lợi trong đất. Làm cho việc nuôi trồng bị ảnh hưởng, giảm sản lượng, mất mùa…

<small>• </small> <i><b>Tác hại đối với con người </b></i>

Hậu quả của ơ nhiễm mơi trường khơng khí đối với con người là rất nghiêm trọng, ô nhiễm môi trường không khí chính là tác nhân chính khiến cho tỷ lệ người mắc bệnh về hô hấp, ung thư…. ngày càng tăng.

Theo WHO, ơ nhiễm mơi trường khơng khí gây ra 7 triệu ca tử vong mỗi năm, trong đó Châu Á - Thái Bình Dương chiếm khoảng 4 triệu ca. Chúng không những cướp đi sinh mạng của hàng triệu người mà còn gây thiệt hại kinh tế gần 5 nghìn tỷ USD mỗi năm.

Chúng cịn khiến tuổi thọ trung bình của mỗi người giảm đi 2 năm, và là nguyên nhân gây tử vong cao thứ 4 trên thế giới sau: Tăng huyết áp, sử dụng thuốc lá và chế độ ăn uống không lành mạnh.

Theo đó ơ nhiễm bụi mịn PM 2.5 chính là thủ phạm gây ra nhiều ca tử vong nhất.Vì chúng có kích thước rất nhỏ, nên dễ đi vào các nang trong phổi gây nên các bệnh về hô hấp.

Bụi mịn (PM 2.5) kết hợp với CO, SO2, NO2 có trong khơng khí gây kích ứng niêm mạc, cản trở Hemoglobin kết hợp oxy khiến tế bào thiếu Oxy. Dẫn đến suy giảm chức năng phổi và làm nặng thêm tình trạng bệnh hen và bệnh tim.

Cũng theo WHO, ơ nhiễm mơi trường khơng khí là một trong nhiều thủ phạm gây nên các bệnh tim mạch, đột quỵ não lên tới 25%.

<b>1.2 Thực trạng rác thải ở Việt Nam hiện nay </b>

Theo số liệu thống kê mới nhất, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ở nước ta hiện nay khoảng 24,5 triệu tấn và chất thải rắn công nghiệp là 8,1 triệu tấn. Trong đó, rác thải nhựa, nilon hiện đang là một vấn đề khiến Chính phủ phải đau đầu. Ước tính, mỗi ngày nước ta xả ra khoảng 2.500 tấn rác thải nhựa và có từ 0,28 đến 0,73 triệu tấn được xả ra đại dương. Đại diện Chương trình Mơi trường Liên Hợp Quốc cho biết, lượng rác thải nhựa trên biển của nước ta nhiều thứ 4 thế giới, chỉ sau Trung Quốc, Indonesia và Philippines.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Việt Nam có tổng cộng 112 cửa biển và 80% rác thải trên biển đều trơi ra từ đây. Trong đó, phần lớn đều là rác thải sinh hoạt.

Trong khi đó, tỷ lệ thu gom rác thải sinh hoạt tại đô thị hiện nay đạt khoảng 70% đến 85% và ở nông thôn chỉ khoảng 40% đến 55%. Đối với hoạt động công nghiệp, tỷ lệ thu gom rác thải rắn đạt chỉ 31%. Phương pháp xử lý rác thải phổ biến nhất ở nước ta vẫn là chôn lấp và đốt thủ công. Cả nước hiện có hơn 660 bãi chơn lấp nhưng chỉ khoảng 120 bãi là hợp vệ sinh. Theo phạm vi, nơi có tỷ lệ phát sinh rác thải nhiều nhất là khu vực Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Hồng. Điều này đã và đang là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ô nhiễm môi trường một cách nghiêm trọng.

Có rất nhiều nguyên nhân khiến việc xử lý rác thải ở nước ta vẫn còn hạn chế, chẳng hạn như: Rác chưa được phân loại tại nguồn; Thiếu công nghệ; Thiếu nguồn lực;….Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất vẫn là thiếu quy định và giải pháp đồng bộ. Hiện nay, Việt Nam đang đặt ra mục tiêu xử lý rác thải đô thị đạt 90% vào năm 2025 và 100% vào năm 2050. Để đạt được mục tiêu này, đòi hỏi mỗi người dân phải chủ động trong vấn đề phân loại và vứt rác đúng nơi quy định, Nhà nước phải hoàn thiện hệ thống pháp luật và đầu tư nghiên cứu nhiều hơn nữa về quy trình xử lý rác thải.

<b>CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI </b>

Đốt rác thải là quá trình đốt cháy các chất thải để giảm thiểu khối lượng và giảm độc hại của chúng. Quá trình này thường được thực hiện trong các nhà máy xử lý rác thải và tạo ra nhiệt để sản xuất năng lượng hoặc điện. Tuy nhiên, đốt rác thải cũng có thể gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người nếu không được thực hiện đúng cách.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i>a. Nguyên lý hoạt động </i>

− Rác thải được đưa vào bể chứa rác để tách nước rỉ rác, phần nước này có nồng độ ơ nhiễm rất cao cần được đưa về trạm xử lý nước thải để xử lý.

− Rác thải được đưa vào buồng đốt ở nhiệt độ cao (>850 oC)

− Hơi nóng từ q trình đốt rác thải được sử dụng vào nhiều mục đích, tuỳ vào điều kiện kinh tế, cơ sở vật chất. (làm nóng nồi hơi, chạy mát phát điện ...)

− Mùi hơi, khí thải và tro bụi phát sinh từ quá trình đốt sẽ được xử lý thông qua thiết bị lọc bụi (dạng cyclone ...) để thu lại toàn bộ phần bụi, tro bay

− Mùi hôi và các chất độc hại được xử lý qua tháp khử mùi, tháp hấp thụ, tháp hấp phụ ... để đảm bảo khi thốt ra khơng cịn độc hại mơi trường

− Phần tro và bụi được thu lại, đem đi chôn lấp theo đúng quy định

− Xử lý triệt để các chất thải với công nghệ tiên tiến, hoàn thiện − Giảm được rất nhiều diện tích so với các phương pháp khác − Phù hợp với nhiều yêu cầu, với các công suất khác nhau

<i>c. Nhược điểm </i>

− Lò đốt rác thải sử dụng nhiên liệu để hoạt động, do đó tiêu thụ năng lượng khá cao. − Vấn đề về khí thải: Một số lị đốt rác thải khơng được trang bị các hệ thống xử lý khí thải hiệu quả, dẫn đến khí thải phát tán một cách khơng kiểm sốt, gây ảnh hưởng

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

− Phát thải khí thải độc hại: Trong q trình đốt rác thải, lị sẽ phát thải ra các khí độc như CO2, NOx, SOx, dioxin, furan… gây ô nhiễm môi trường và đe dọa sức khỏe con người.

− Công nghệ được áp dụng rộng rãi − Xử lý rác thải sinh hoạt của phường, xã − Xử lý rác thải khu công nghiệp

− Xử lý rác thải khu đô thị

Chôn rác thải là quá trình đưa các loại rác thải (như rác sinh hoạt, rác cơng nghiệp, rác y tế, rác hóa học, vv.) vào một khu vực đất trống và phủ lên bằng đất hoặc vật liệu khác để ngăn chặn sự phát tán của rác. Quá trình này được thực hiện để giải quyết vấn đề về rác thải và giảm thiểu tác động tiêu cực của rác đến môi trường. Tuy nhiên, chơn rác thải cũng có những hạn chế và ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường nếu không được thực hiện đúng cách.

<i>a. Nguyên lý hoạt động </i>

Quá trình được thực hiện bằng cách đưa rác thải vào các khu vực đất trống và che phủ bằng đất để ngăn ngừa sự phát tán của chúng. Vi sinh vật tự nhiên trong đất sẽ tiêu hủy các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ các mảnh vụn thực phẩm, cây cối và các sinh vật khác. Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo ra các khí thải như metan và hỗn hợp khí nhà kính khác, gây ra ơ nhiễm khơng khí. Do đó, các biện pháp xử lý khí thải và giảm thiểu sự phát tán của chúng cần được thực hiện để giảm thiểu tác động xấu của q trình chơn rác thải đến mơi trường.

− Giảm chi phí: Chơn lấp rác thải là một phương pháp xử lý rác thải rẻ tiền hơn so với các phương pháp khác như đốt cháy hay tái chế.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

− Dễ dàng thực hiện: Phương pháp chôn lấp rác thải khá đơn giản và dễ dàng thực hiện, không yêu cầu nhiều kỹ thuật và trang thiết bị phức tạp.

− Đáp ứng nhu cầu xử lý rác thải: Phương pháp chôn lấp rác thải đáp ứng được nhu cầu xử lý rác thải của các đô thị và các khu công nghiệp.

− Không bền vững: Chôn lấp rác thải không phải là một giải pháp bền vững vì nó chỉ đẩy việc giải quyết rác thải sang tương lai và còn gây ra các vấn đề môi trường và sức khỏe cho thế hệ sau.

− Sự cần thiết: Với sự gia tăng của các loại rác thải nguy hại và độc hại, chôn lấp rác thải khơng cịn là một giải pháp đáng tin cậy. Thay vào đó, cần phải tìm ra các giải pháp khác như tái chế và tái sử dụng để giảm thiểu số lượng rác thải và bảo vệ môi trường.

1. Tách rác thải: Rác thải được tách ra và phân loại theo từng loại, ví dụ như kim loại, nhựa, giấy, thủy tinh, gỗ, vv.

2. Xử lý rác thải: Rác thải được xử lý để loại bỏ bất kỳ chất độc hại nào, và tiến hành xử lý theo cách phù hợp với từng loại rác thải.

3. Tái chế: Rác thải được chuyển đổi thành sản phẩm mới bằng cách tái sử dụng hoặc tái chế. Ví dụ như tái chế nhựa để tạo ra bao bì hoặc sản phẩm khác.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

4. Tiêu thụ sản phẩm mới: Sản phẩm mới được tiêu thụ và sử dụng lại, giúp giảm thiểu lượng rác thải phát sinh.

Tái chế rác thải giúp giảm thiểu lượng rác thải phát sinh và giảm tác động đến mơi trường. Nó cũng giúp tạo ra các sản phẩm mới và giữ lại các tài nguyên quý giá.

1. Giảm thiểu lượng rác thải được đưa vào các bãi rác.

2. Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên không tái tạo được.

3. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm thiểu sự tiêu hao năng lượng và phát thải khí thải độc hại.

4. Tạo ra các sản phẩm mới từ các vật liệu tái chế, giúp giảm chi phí sản xuất và tiết kiệm nguồn lực.

5. Tạo ra cơ hội việc làm cho các công nhân và nhân viên trong ngành tái chế.

<i> c, Nhược điểm của tái chế rác thải </i>

1. Chi phí đầu tư ban đầu để xây dựng các nhà máy tái chế là rất lớn. 2. Quy trình tái chế phức tạp, địi hỏi cơng nghệ và kỹ thuật cao. 3. Không phải tất cả các loại rác đều có thể tái chế được.

4. Các sản phẩm tái chế có thể khơng có chất lượng tốt bằng sản phẩm mới. 5. Những người tiêu dùng khơng có ý thức về tái chế rác thải.

1. Sử dụng các sản phẩm tái chế để giảm thiểu sự tiêu hao tài nguyên và ô nhiễm môi trường.

2. Tăng cường quản lý rác thải, giảm thiểu lượng rác đưa vào các bãi rác. 3. Tạo ra nguồn tài nguyên mới cho sản xuất và giảm chi phí sản xuất. 4. Giảm thiểu sự tiêu thụ năng lượng và phát thải khí thải độc hại.

5. Tạo ra cơ hội việc làm cho các công nhân và nhân viên trong ngành tái chế.

<b>2.4 Phương pháp ủ sinh học </b>

Phương pháp ủ sinh học rác thải là quá trình biodegradation (phân hủy sinh học) các chất hữu cơ trong rác thải bằng cách sử dụng vi sinh vật để tạo ra sản phẩm phân hữu cơ và khí methane.

<i>a, Nguyên lý hoạt động </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Nguyên lý hoạt động: Vi sinh vật (như vi khuẩn và nấm) được thêm vào rác thải và được tạo điều kiện phát triển trong môi trường ẩm ướt và nhiều oxy. Chúng tiêu hủy các chất hữu cơ trong rác thải, tạo ra sản phẩm phân hữu cơ và khí methane.

<small>• </small> Giảm thiểu lượng rác thải và giúp tái chế các chất hữu cơ.

<small>• </small> Sản phẩm phân hữu cơ có giá trị cho nơng nghiệp.

<small>• </small> Giảm thiểu sự tích tụ khí methane trong các vùng đất rác thải.

<i>c, Nhược điểm </i>

<small>• </small> Cần một môi trường ẩm ướt và nhiều oxy để vi sinh vật phát triển, nếu không sẽ dẫn đến mùi hơi và tiếng ồn.

<small>• </small> Cần thời gian để đạt được hiệu quả tối đa.

<small>• </small> Khơng phù hợp cho các loại rác thải có nồng độ kim loại nặng và hóa chất độc hại cao.

<b>3.1 Các loại phát thải trong q trình đốt rác </b>

<i><b>3.1.1 Khí thải của quá trình đốt rác </b></i>

Phương pháp thiêu đốt đã làm giảm khối lượng chất rắn của chất thải ban đầu từ 85% và thể tích khoảng 95-96%, nước rỉ rác thải gần như khơng có nhưng sinh ra một lượng lớn khí thải như bụi, SO2, NOx, CO, các chất hữu cơ dễ bay hơi(VOCs), khí Dioxin/Furan, khí do đốt khơng hồn tồn hợp chất hữu cơ, ……. Các khí thải này thường gây nhiều bệnh lý liên quan đến đường hơ hấp, có thể dẫn đến ung thư phổi.

<small>80-• </small> Dioxin và Furan là những hợp chất có tính độc cao phát thải từ các lò đốt rác thải y tế. Dioxin và Furan là tên chung chỉ các hợp chất hóa học có cơng thức tổng quát là Polyclorua dibenzoxin (PCCD) (C6H2)2Cl4O2 và Polyclorua dibezofuran (PCDF) (C6H2)2Cl4O2. Đó là 3 dãy vịng thơm, trong đó 2 vịng được kết nối với nhau bằng một cặp nguyên tử oxy hay một nguyên tử oxy. Dioxin và furan phát tán theo đường: khói thải, bụi và tro xỉ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<small>• </small> SOx xuất phát từ q trình oxy hóa ở nhiệt độ cao của lưu huỳnh - chứa trong chất thải rắn đô thị qua phàn ứng CS2 + O2 –> CO2 + SO2 + Q.

<small>• </small> NOx có nguồn gốc từ q trình oxy hóa của các hợp chất nitơ và O2 trong các thành phần rác thải sinh hoạt. Khí này được hình thành do 2 nguyên nhân: phản ứng của oxy và nitơ trong khơng khí cấp vào buồng đốt; phản ứng của oxy và nitơ có trong nguyên liệu.

<small>• </small> COx từ việc đốt nhiên liệu hữu cơ trong chất thải hộ gia đình hoặc từ q trình đốt cháy khơng đầy đủ.

<i><b>3.1.2 Nước thải của quá trình đốt rác </b></i>

Gồm 2 nguồn:

Do rác thải có chứa sẵn độ ẩm, nước thải rỉ rác là nước loại nước thải được sinh ra trong quá trình tiếp nhận và lưu trữ rác thải trong hố thu trước khi được rác được đốt tiêu hủy. Do được sinh ra từ rác thải nên loại nước thải này chứa nhiều thành phần phức tạp, rất độc hạị, các chất ô nhiễm chủ yếu như nitơ, amoniac, sunfua, kim loại nặng, các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, BOD,…

Do nước sau khi làm nhiệm vụ lọc bụi, lọc mùi của khói thải sau quá trình đốt rác (với phương pháp lọc bụi ẩm) có lẫn các tạp chất của tro xỉ,… cần được xử lý trước khi tái tuần hoàn.

<i><b>3.1.3 Tro xỉ của quá trình đốt rác </b></i>

Sau quá trình xử lý bằng nhiệt độ cao, các chất khơng cháy được sẽ đọng lại tạo thành tro xỉ. Tro xỉ phần lớn được hình thành bởi các thành phần vơ cơ của chất thải, và có thể dưới dạng khối rắn hoặc hạt mang theo khí lị. Q trình đốt rác phát sinh lượng chất thải rắn là tro xỉ với tỷ lệ dao động khoảng 15 - 25%. Theo tính tốn, các nhà máy xử lý rác thải có tạo ra điện năng sẽ sản sinh ra bình quân 25 tấn tro xỉ/MW.

Việc đốt chất thải dẫn đến hình thành hỗn hợp khí. Khí chứa các chất như CO2, SO2, bụi, cũng như NOx, khói kim loại nặng và hydrocarbon khơng cháy. Vì vậy, khí thải từ lị hơi thường được làm sạch bằng các hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm tiên tiến để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<small>• </small> Bước 1: Hạ nhiệt độ của khói lị

Mục đích của q trình này là hạ nhiệt độ của khói để các q trình tiếp theo được thuận lợi, ngồi ra cịn có thể tận dụng lượng nhiệt này để đun nóng nước hay nung nóng khơng khí trước khi cấp cho lị đốt. Q trình trao đổi nhiệt dựa trên nguyên lý chung về truyền nhiệt, có thể xảy ra theo kiểu trực tiếp hay gián tiếp. Nếu là trao đổi gián tiếp có thể dùng thiết bị ống chùm. Nếu là trao đổi gián tiếp có thể dùng các tháp rửa (khi đó q trình hạ nhiệt độ diễn ra đồng thời với qúa trình xử lý khí ơ nhiễm).

<small>• </small> Bước 2: Tách bụi

Bụi trong khói cần phải được tách ra để q trình hấp thu tiếp theo có thể thực hiện được tốt.

<i><b>3.2.1 Xử lý khí thải sử dụng các thiết bị cơ học </b></i>

<b>- Thiết bị xử lý bụi Cyclon </b>

Là thiết bị được sử dụng để xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ phần lớn bụi có kích thước lớn trong hệ thống xử lý khí thải.

Dịng khí thải được đưa vào thiết bị tách bụi Cyclon theo phương tiếp tuyến do đó dịng khí sẽ xoáy đều trong thân của Cyclon theo hướng xuống đáy (có bố trí ống thốt khí). Các hạt bụi có kích thước lớn sẽ lắng đọng và rơi xuống đáy của Cyclon, khí sạch thốt ra ngồi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Do có hình dáng đa dạng (dạng que, cầu, sợi, dạng hình chữ v... ) của các hạt bụi cơng nghiệp; do đó xét với khối lượng như nhau các hạt bụi hình cầu sẽ lắng nhanh hơn các hình dạng khác, do sức cản của khơng khí sẽ nhỏ hơn.

Dưới đáy của Cyclon bố trí các cửa xả bụi, việc xả bụi phải diễn ra định kỳ, tần xuất phụ thuộc vào hàm lượng bụi trong khí thải.

Phía sau Cyclon là hệ thống xử lý khí thải chính.

Nguyên lý hoạt động: cho dịng khí thải đi qua các túi vải lọc, các hạt bụi có kích thước lớn sẽ được giữ lại trước tiên tại các khe giữa các sợi vải lọc, dần dần tĩnh tụ lại làm thu nhỏ lỗ của lớp vải lọc, dẫn đến tăng hiệu suất thu bụi của túi lọc bụi.

Túi lọc bụi thường có hình trịn đường kính D=125~250 mm hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 có khi đến 2m hoặc được may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng 20 - 60mm chiều dài 0,6 - 2m. Một thiết bị lọc bụi túi vải có thể có hàng chục tới hàng trăm túi lọc bụi. Hiệu quả của phương pháp lọc bụi túi vải có thể đạt tới 99 - 99,8% và tách được cả các hạt có kích thước rất nhỏ. Đến một thời điểm nhất định (tùy thuộc vào nồng độ bụi trong khí thải), bụi bám tại mặt trong của các túi lọc bụi sẽ đủ dày dẫn đến lượng khí thốt ra khỏi túi lọc bụi rất nhỏ, khi đó ta tiến hành vệ sinh các túi lọc bụi

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Công việc này thường xuyên phải được diễn ra để đảm bảo hiệu quả của túi lọc bụi và không bị bí khí trong tồn bộ hệ thống thu khí.

<b>- Phương pháp Lọc bụi tĩnh điện </b>

Nguyên lý của lọc bụi tĩnh điện

Khi dịng khí thải đi qua điện trường 1 chiều đủ mạnh, các chất khí bị ion hóa bám vào bề mặt hạt bụi gây ra hiện tượng nhiễm điện trên bề mặt hạt bụi. cùng với tác dụng của lực điện trường, cực dương sẽ hút các hạt tích điện âm và ngược lại. Sự va đập giữa điện cực và các hạt bụi, làm cho các hạt bụi trung hồ điện và rơi xuống phía dưới đáy thu bụi. Thường duy trì điện trường từ 11 KV đến 80KV tuỳ theo từng loại thiết bị. Trong điện trường, sẽ mất tối đa 1 giây để hạt bụi đường kính 0,1mm tích điện. Vì thế tùy theo từng thiết bị mà thời gian dịng khí đi qua là từ 2 – 8 giây.

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện là một trong các loại thiết bị lọc bụi có hiệu suất rất cao có khi đạt tới 99,8 % mặc dù nồng độ khí thải vào đạt 7 g/cm3. Là cấp lọc tinh cuối cùng sau khi dịng khí thải đã đi qua thiết bị lắng và Cyclon. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện có khả năng lọc tách bụi mà vẫn giữ nguyên được nhiệt độ của dịng khí thải, dẫn đến có thể được sử dụng trong các hệ thống tận thu nhiệt thừa. Với mức tiêu hao điện năng thấp 0,2 KW / 1000m3/h vì trở lực thấp trong thiết bị thấp (10 – 20 kg/m2). Tuy vậy, cần kiểm soát chặt chẽ các khí thải như CO, bụi than… để khơng bị kích nổ khi dịng khí bị ion hóa sinh ra tia lửa điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i><b>3.2.2 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ </b></i>

a. Khái niệm

Hấp phụ là hiện tượng các phân tử chất khí, lỏng, các ion được giữ lại trên bề mặt phân cách pha. Bề mặt phân cách pha có thể là lớp phim khí – lỏng, lỏng – lỏng, khí – rắn và lỏng – rắn. Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ là quá trình xử lý dựa trên sự phân ly khí bởi ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí, trong q trình đó các phân tử chất khí ơ nhiễm trong khí thải bị giữ lại trên bề mặt vật liệu rắn. b. Các phương pháp hấp phụ

Có hai phương thức hấp phụ chính:

giữa các phần tử. Quá trình này có tỏa nhiệt, độ nhiệt tỏa ra phụ thuộc vào cường độ lực liên kết phân tử.

liên kết phân tử trong trường hợp này mạnh hơn ở hấp phụ vật lý. Do vậy lượng nhiệt tỏa ra lớn hơn, và cần năng lượng nhiều hơn.

Hấp phụ được sử dụng nhiều trong ngành hóa học và môi trường nhằm hấp phụ các tạp chất hay thu những chất gây bất lợi cho quá trình mà chúng ta muốn loại bỏ.

c. Các loại chất hấp phụ • Than hoạt tính:

Than hoạt tính là một chất hấp phụ thông dụng nhất trong các hệ thống xử lý khí thải Tháp than hoạt tính thường được thiết kế bằng thép CT3 hoặc bằng nhựa, có các cửa thăm thao tác đủ rộng để thay thế và lắp đặt lớp than hoạt tính trong tháp.

Than hoạt tính sử dụng trong tháp thường là than hoạt tính có kích thước trung bình (5-20mm) nhằm tránh trường hợp bị tắc lớp than.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Than được đổ trong các túi lưới chứa than trước khi cho vào trong tháp nhằm thuận lợi cho việc thay thế than sau này.

Ứng dụng tách các chất ô nhiễm có gốc hữu cơ • Silicalite

Có đặc tính bề mặt kị nước, đặc trưng hấp phụ tương tự than hoạt tính. Ứng dụng tách CHC từ dịng khí

Nhờ nguyên lý này, phương pháp hấp thụ cũng được sử dụng rộng rãi để hút khí ẩm trong khơng khí, hút mùi khí thải… Chúng giúp thu hồi lượng khí sạch bị lẫn trong khí thải. b. Các phương thức xử lý khí thải hấp thụ

<small>• </small> Hấp thụ vật lý là q trình hấp thụ khơng xảy ra tương tác hóa học, do khơng xảy ra tương tác hóa học nên hấp thụ vật lý là quá trình thuận nghịch. Tức là tồn tại quá trình nhả hấp thụ trong điều kiện đặc biệt.

<small>• </small> Hấp thụ hóa học là q trình hấp thụ có xảy ra phản ứng hóa học tức là các cấu tử chất khí tác dụng hóa học với các chất trong dung dịch hấp thụ. Do đó hấp thụ hóa học thường bền và không thuận ngịch thường được áp dụng trong q trình xử lý khí thải.

<b>c. Cơ chế của quá trình hấp thụ </b>

Bước 1. Xảy ra quá trình khuếch tán các phân tử khí ơ nhiễm đến bề mặt dung dịch hấp thụ. Bước 2. Tiếp đến, các phân tử khí thâm nhập và hịa tan vào bề mặt dung dịch hấp thụ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Bước 3. Các phân tử khí thâm nhập vào sâu trong lịng chất hấp thụ

Trong q trình hấp thụ, các phần tử khí ơ nhiễm bị giữ lại trên bề mặt vật liệu rắn. Các chất khí độc bị giữ lại được gọi là chất bị hấp thụ. Ngoài xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, hiện nay có nhiều phương pháp xử lý khác nhau. Tùy thuộc vào loại khí thải đặc trưng trong từng khu công nghiệp. Người ta lựa chọn các phương pháp xử lý khí thải phù hợp. Sao cho việc xử lý khí thải đem đến hiệu quả tốt nhất.

<b>Lưu ý đối với hệ thống xử lý khí thải loại hấp thụ: a. Đối với các khí thải nóng (có nhiệt độ cao): </b>

Do các khí này có nhiệt độ cao là điều kiện để tăng cường các phản ứng hóa học ăn mịn giữa các axit tạo ra khi các chất ô nhiễm: NOx, SOx, COx... tác dụng với nước do đó tháp hấp thụ cần phải được bảo vệ bằng các vật liệu tránh ăn mòn và chịu được nhiệt độ cao như các loại Gạch chịu nhiệt, các loại đệm hấp thụ phải được làm bằng các vật liệu chịu nhiệt, khuyến cáo nên sử dụng đệm sứ với bề mặt riêng lớn hơn.

Để giảm bót nhiệt độ của dịng khí thải khi thải ra môi trường, hệ thống dung dịch hấp thụ sau khi đi qua tháp xử lý phải được đưa qua hệ thống tháp giải nhiệt để giảm bớt nhiệt độ.

Các chất hấp thụ được bổ sung bằng bơm định lượng qua quá trình điều khiển bằng thiết bị đo pH online.

<b>b. Đối với các khí thải có nhiệt độ thấp (khí nguội). </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Các khí thải loại này có thể bao gồm: khí thải phát thải từ các bể axit, hoặc bể tẩy bề mặt kim loại, bể mạ, khí thải của các quá trình đốt cháy do gia nhiệt thấp như khí thải trong q trình đúc hạt nhựa, khí thải cắt các bao bì…

Với đặc trưng các khí thải này khả năng ăn mịn cao hoặc độc tính lớn do đó là vật liệu được ưu tiên chọn làm hệ thống xử lý khí thải là nhựa PP hoặc Composite.

Hệ thống khí thải loại này thì điều quan trọng nhất là tính tốn được lưu lượng quạt hút, đường ống thu khí và kích thước tháp xử lý. Mặc dù không gây ra các hậu quả ngay lập tức như các khí thải có nhiệt độ cao, nhưng về lâu dài thì hậu quả của việc khơng thu gom khí thải loại này sẽ nghiêm trọng hơn

Dung dịch hấp thụ thường sử dụng là:

Nước: Đối với q trình xử lý khí thải mang mục đích chính là xử lý bụi

Các dung dịch kiềm: như NaOH, Ca(OH)2, sữa vôi... Đối với các chất dung môi hữu cơ

<b>3.2.5 Xử lý khí thải bằng cơng nghệ sinh học Biofilter </b>

Phương pháp xử lý khí thải bằng công nghệ Biofilter là một phương pháp tương đối mới và gần đây mới được áp dụng tại Việt Nam, tuy nhiên phương pháp này lại có rất nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp xử lý khí thải sinh học khác.

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofilter thường được áp dụng trong các trang trại chăn nuôi heo để xử lý mùi của chuồng trại, Hệ thống kiểu này đã được áp dụng rất thành công tại trang trại nuôi lợn Cổ Đông - Sơn Tây, xử lý mùi của nhà tập kết rác, xử lý mùi cho các hệ thống xử lý nước thải.

- Ngun lý hoạt động

Các chất khí ơ nhiễm được làm ẩm và sau đó được bơm vào buồng vật liệu lọc. Tại lớp vật liệu lọc thì vi sinh vật phát triển thành màng sinh học. Các chất khí gây ơ nhiễm sẽ bị hấp phụ bởi màng sinh học. Tại đây, các vi sinh vật sẽ phân hủy. Tạo nên năng lượng và các sản phẩm phụ là CO2 và H2O các loại muối.

Khí thải của quá trình sau khi đã lọc sạch thải vào khí quyển từ bên trên của hệ thống lọc. Hầu hết những hệ thống lọc sinh học hiện nay có công suất xử lý mùi và các chất hữu

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

khí thải có nồng độ chất ơ nhiễm thấp (<1000ppm) . Và lưu lượng khí xử lý chỉ nằm trong giới hạn 300-500 ft3/ft2-giờ.

Với việc xử lý rác thải bằng phương pháp đốt đã sản sinh ra một lượng tro xỉ nhất định. Như đã đề cập ở trên quá trình đốt rác lại phát sinh lượng chất thải rắn là tro xỉ với tỷ lệ dao động khoảng 15 - 25%. Theo tính tốn, các nhà máy xử lý rác thải có tạo ra điện năng sẽ sản sinh ra bình quân 25 tấn tro xỉ/MW cùng với đó dân số ngày càng tăng cũng dẫn đến việc rác thải ngày càng nhiều và lượng tro xỉ khi ta xử lý rác kèm theo đó cũng tăng lên.

Hiện nay, đã có một số quốc gia đã nghiên cứu sử dụng tro xỉ từ nhà máy đốt rác để làm vật liệu thi công đường, vật liệu đắp như Đức, Đan Mạch, Thụy Điển… nhằm thay thế cho nguồn vật liệu tự nhiên như cát hoặc vật liệu đất đắp đang ngày càng cạn kiệt, đồng thời giảm chi phí chơn lấp tại các bãi rác.

Xu thế phát triển nhà máy điện rác ngày càng được quan tâm và ứng dụng, thay thế phương pháp chôn lấp truyền thống. Việc đưa tro xỉ vào làm phu gia cho vật liệu xây dựng, không chỉ đưa ra giải pháp xử lý tro đáy phát sinh từ nhà máy điện rác mà còn “khai phá” nguồn vật liệu mới cho ngành xây dựng trong tương lai, góp phần giảm thiểm ơ nhiễm mơi trường và suy thối tài ngun thiên nhiên. Khơng những thế, việc biến tro xỉ thành vật liệu hữu ích đã khẳng định năng lực sáng tạo của các nhà khoa học trong nước, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và chung tay bảo vệ môi trường để hướng tới một tương lai xanh.

<b>3.3.2 Sử dụng tro bay trong q trình cải tạo đất nơng nghiệp </b>

Tro bay đã được chứng minh hoạt động như một vật liệu hạn chế để trung hòa độ chua của đất và cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Hầu hết tro bay được tạo ra ở Ấn Độ có tính chất kiềm; do đó, ứng dụng của nó đối với đất nơng nghiệp có thể làm tăng pH đất và do đó trung hịa các loại đất có tính axit. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

dụng tro bay như tác nhân hạn chế trong đất axit có thể cải thiện tính chất của đất và tăng năng suất cây trồng.

Về mặt hóa học, tro bay chứa các nguyên tố như Ca, Fe, Mg và K, cần thiết cho sự phát triển của thực vật, nhưng cũng có các nguyên tố khác như B, Se và Mo và kim loại có thể gây độc cho cây trồng. Vơi trong tro bay dễ dàng phản ứng với các thành phần có tính axit trong đất dẫn đến giải phóng các chất dinh dưỡng như S, B và Mo ở dạng và số lượng thuận lợi cho cây trồng. Tro bay chứa lượng khơng đáng kể muối hịa tan, cacbon hữu cơ và một số lượng K, CaO, MgO, Zn và Mo đáng kể.

Sử dụng tro bay cùng với phân bón hóa học và vật liệu hữu cơ một cách tích hợp có thể tiết kiệm phân bón hóa học cũng như tăng hiệu quả sử dụng phân bón (FUE).

Ứng dụng tro bay vào đất cát có thể làm thay đổi vĩnh viễn kết cấu đất, tăng tính xốp và cải thiện khả năng giữ nước vì nó chủ yếu bao gồm các hạt có kích thước phù sa. Tro bay thường làm giảm mật độ khối lượng lớn đất dẫn đến cải thiện độ rỗng đất, khả năng làm việc và tăng cường khả năng giữ nước.

Xử lý nước thải là q trình loại bỏ chất ơ nhiễm ra khỏi nước thải như nước thải hộ gia đình, thương mại và cơ quan. Nó bao gồm các quá trình vật lý, hóa học, và sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm và sản xuất nước thải được xử lý an tồn với mơi trường. Một sản phẩm của xử lý nước thải thường là một chất thải bán rắn hoặc bùn, mà cần phải xử lý hơn nữa trước khi được thải ra hoặc được áp dụng đất. (thường là phân bón cho nơng nghiệp). Đối với hầu hết các thành phố, các hệ thống thoát nước cũng sẽ mang theo một tỷ lệ nước thải công nghiệp tới các nhà máy xử lý nước thải mà thường đã nhận được tiền xử lý tại các nhà máy để giảm tải ô nhiễm. Nếu hệ thống thoát nước là một hệ thống thoát nước kết hợp thì nó cũng sẽ mang theo dịng chảy đơ thị (nước mưa) đến nhà máy xử lý nước thải.

Tuỳ vào từng loại nước thải mà việc áp dụng công nghệ phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất. Xử lý nước thải bao gồm

<small>• </small> Xử lý cơ học: tách các thành phần rác thải, dầu mỡ, cặn bả ra khỏi nguồn nước thải.

<small>• </small> Xử lý hóa học: trung hịa nồng độ PH trong nước, keo tụ tạo bông hoặc lắng, để loại bỏ các chất kim loại, các chất vô cơ

<small>• </small> Xử lý sinh học: kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí, để loại bỏ các thành phần bị ô nhiễm hữu cơ.

<small>• </small> Lọc nước: loại bỏ các chất rắn cịn lại có trong nước, bước này tùy thuộc vào quy dịnh về xả thải của pháp luật đối với hàm lượng chất rắn có trong nước.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Hiện nay có rất nhiều cơng nghệ xử lý phát thải, trong đó Cơng nghệ MBR (Membrane Bio-Reactor) là công nghệ sử dụng bể lọc màng sinh học. Màng lọc này có kích thước lỗ màng. Q trình xử lý nguồn nước thải sinh hoạt diễn ra trong bể lọc màng sinh học và tương tự như trong bể sinh học hiếu khí bình thường. Tuy nhiên, bể lọc màng MBR khơng cần có bể lắng sinh học và bể khử trùng. Màng lọc với kích thước rất nhỏ của phương pháp MBR có khả năng giữ lại các phân tử bùn vi sinh, các loại cặn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh ra khỏi dòng nước thải.

Các q trình này có tác dụng thúc đẩy việc cải thiện chất lượng nước, giúp giảm thiểu tối đa hàm lượng độc hại thải ra môi trường để có thể sử dụng lại và khơng gây ơ nhiễm. Dưới đây là một số công đoạn của các hệ thống xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay:

<small>• </small> Điều lưu và trung hồ

<small>• </small> Keo tụ, tạo bơng cặn và kết tủa

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>CHƯƠNG 4. TẬN DỤNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC </b>

Sự thiêu hủy rác thải đô thị được tồn tại ở châu Âu từ những năm 1930 nhằm làm giảm đi khối lượng và thể tích rác thải. Hiện nay, các nhà máy thiêu hủy rác hiện đại có thể giảm 90% khối lượng chất thải rắn, tuy nhiên điều đó đồng nghĩa với việc thời gian sử dụng của bãi chôn lấp chất thải sẽ tăng lên 10 lần. Đồng thời, chất thải là chất vô cơ không gây ra các hậu quả ô nhiễm khác như mùi, nước rỉ rác và trở thành khu vực dễ phát triển các vi khuẩn gây bệnh như rác thơng thường.

Các loại hình lị đốt rác được sử dụng cũng bao gồm nhiều loại với các phương thức đốt khác nhau như: lò đốt hở thủ cơng, lị đốt một cấp, lị đốt nhiểu cấp, lị đốt thùng quay, lị đốt tầng sơi, lị đốt nhiều tầng, lị đốt kiểu nhiệt phân, lị đốt kiểu khí hóa.

Việc xử lý rác thải thành năng lượng (Waste to Energy) đã tồn tại từ lâu ở các nước phát triển do lượng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt rác có thể sử dụng để sản xuất hơi nước, hay nước nóng trong các lị hơi phục vụ cho nhu cầu sưởi ấm ở các nước ôn đới, cịn để phát điện thì muộn hơn nhiều. Một số sáng chế nộp đơn đăng ký bản quyền từ đầu những năm 1980 cho việc đốt chất thải phát điện. Khoảng đầu những năm 2000, những lò đốt rác và những trung tâm xử lý rác lớn ra đời và phát triển mạnh hơn với lượng rác đốt lớn để có thể sản xuất hơi quá nhiệt để làm quay tua bin cho sản xuất điện.

<i>hình Quy trình đốt rác phát điện</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Việc thu gom và phân loại rác thải là vấn đề quan trọng để xử lý rác hiệu quả. Đặc điểm chung của rác thải là tính chất đa dạng với nhiều loại hình từ kim loại, mảnh sành sứ, rác thải hữu cơ từ thực phẩm, giấy, nilon và các sản phẩm cao su, plastic và nhiều khi có cả đất đá nữa. Trong các thành phần rác thải như vậy, việc thu gom và đốt rác sẽ gặp các vấn đề sau:

1. Nếu rác thải có q ít thành phần cháy được hoặc rác quá ẩm, việc đốt rác là khơng khả thi vì lượng nhiệt sinh ra khơng đủ cho q trình cháy tiếp diễn lâu dài. Điều này thường xảy ra với những khu vực có nhiều lượng rác hữu cơ.

2. Thành phần rác có chứa nhiều nilon hay các hợp chất nhựa, thực phẩm dạng thịt, cao su, vải vụn, pin, vv... thì hàm lượng chất cháy nhiều hơn, nhưng thường có những phát thải độc hại có tính axit cao và những phát thải Furan, Dioxin, hơi chì gây độc hại cho môi trường.

3. Thành phần rác thải chứa nhiều cục lớn, cứng, cồng kềnh gây khó khăn trong việc chuyên chở, phân loại loại bỏ.

4. Việc thu gom và tập kết rác thải luôn gây ô nhiễm mùi khiến cho người lao động, các hộ dân sống gần nơi tập kết cũng như nhà máy xử lý chịu ảnh hưởng trực tiếp và trong nhiều trường hợp sẽ phát sinh những phản đối mạnh mẽ.

<i>B2: Chế biến rác thải thành nhiên liệu. Với đặc tính rác thải đa dạng như vậy, việc chế biến rác thải thành nhiên liệu bao gồm các công đoạn sau: </i>

1. Phân loại thành phần rác thải thành dạng cháy được bao gồm có các loại giấy, nilon, cao su, vv...; dạng hữu cơ ngâm ủ được bao gồm các loại phế thải rau, củ, quả và thực phẩm thừa, dạng chất trơ không cháy được bao gồm các loại đất đá, sành sứ, vật liệu xây dựng, vv... Việc phân loại này chỉ có thể thực hiện một cách tương đối với các hệ thống máy phân loại hiện nay.

2. Các hợp chất cháy được có thể được tách ra cho ráo nước để sấy khô, nghiền, chế biến thành các viên nhiên liệu hoặc đốt luôn tùy theo dạng công nghệ sử dụng.

3. Các hợp chất hữu cơ có thể đem chôn lấp đúng kỹ thuật, hoặc ngâm ủ để sản sinh khí sinh học CH4 và sau đó đốt khí này trong lị hơi.

4. Các chất trơ có thể đem chơn lấp.

Việc phân loại cũng có thể tách ra các chất, vật liệu có khả năng tái sử dụng, hoặc tái chế như nhựa, nilon, các loại kim loại để bán.

<i>B3: Đốt rác trong lò hơi để sản xuất hơi nước quá nhiệt. </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Việc đốt rác cần được thực hiện trong lò đốt rác đảm bảo các tiêu chuẩn theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt QCVN61-MT: 2016/BTNMT, hoặc các quy chuẩn chuyên biệt khác cho rác thải công nghiệp, hay rác thải y tế.

Điều đáng chú ý là quá trình cháy sinh ra một lượng nhiệt nhất định, vì thế có thể tận dụng lượng "nhiệt thừa" này để biến thành năng lượng sử dụng cho các mục đích khác nhau như sấy, sưởi và các ứng dụng nhiệt năng trong cơng nghiệp. Tuy nhiên, do rất khó khăn để có được các ứng dụng nhiệt năng này gần khu vực tập kết rác thải nên sản xuất điện năng sẽ là ứng dụng mang tính thực tế cao nhất có thể triển khai.

Đối với mục tiêu sản xuất điện thì năng lượng sản xuất ra sẽ ở dạng hơi nước quá nhiệt. Như vậy lò đốt rác trong trường hợp này sẽ là một lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt có khu vực buồng đốt đáp ứng được yêu cầu của một lò đốt rác thải sinh hoạt theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam.

Các lị hơi đốt rác có các kết cấu kim loại chịu áp lực nên cũng rất dễ bị ăn mịn trong mơi trường khói thải từ rác có nhiều hơi axit, đồng thời, nhiều thành phần khí thải độc hại sinh ra trong quá trình đốt các loại nhiên liệu đa thành phần nên hệ thống xử lý khói thải của lị đốt rác hết sức phức tạp và đắt tiền. Điều này dẫn tới chi phí đầu tư cho một hệ thống đốt rác phát điện, cũng như vận hành nó đắt đỏ hơn những hệ thống xử lý và đốt rác thông thường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Ngồi ra, do đặc tính nhiên liệu của rác là kém và khơng ổn định nên các lị đốt rác thường xuyên phải đốt dầu kèm để duy trì nhiệt độ ổn định trong lò. Dầu là loại nhiên liệu đắt tiền nên việc đốt kèm dầu với lượng lớn sẽ làm tăng chi phí xử lý rác thải.

<i>B4: Sử dụng hơi nước quá nhiệt để làm quay tua bin và phát điện. </i>

Hơi nước quá nhiệt sinh ra từ lò hơi sẽ được đưa tới tua bin ngưng hơi để làm quay tua bin. Tua bin gắn với máy phát điện sẽ sinh ra điện để phát vào lưới điện. Hơi nước sau khi giãn nở sinh công làm quay tua bin sẽ được ngưng tụ thành nước tại bình ngưng nhờ một nguồn nước làm mát bên ngồi và bơm trở lại lị hơi để hồn thành một chu trình kín.

Đây là mơ hình phát điện phổ biến sử dụng chu trình Rankin cho việc sản xuất điện trong các nhà máy nhiệt điện đốt than hiện nay, tuy nhiên ở đây ta dùng rác làm nhiên liệu. Tùy thuộc vào quy mô của nhà máy, điện năng sản xuất ra có thể từ vài MW đến vài chục MW. Việc sản xuất điện theo chu trình Rankin của hệ thống đốt rác có hiệu suất khơng cao do cỡ lị nhỏ và nhiệt độ hơi quá nhiệt thấp. Hiệu suất biến đổi năng lượng nằm trong khoảng 25 - 30%.

Hiện nay, công nghệ đốt chất thải phát điện đang được các quốc gia quan tâm vì nó thể hiện được những ưu điểm vượt bậc so với phương pháp chơn lấp và lị đốt chất thải truyền thống, như giảm được trên 90% thể tích và khối lượng chất thải; có thể tận dụng nhiệt; giảm phát thải khí nhà kính so với biện pháp chôn lấp; giảm thiểu ô nhiễm nước, mùi hôi... Có ba cơng nghệ lị đốt chất thải được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy đốt chất thải phát điện hiện nay, đó là: cơng nghệ lị đốt buồng lửa có ghi (stocker incinerators), cơng nghệ lò đốt thùng quay (Rotary Kiln incinerators) và công nghệ lị đốt tầng sơi (Fluidized Bed Incinerators). Một số đặc điểm công nghệ và các sáng chế điển hình của ba cơng nghệ này được trình bày dưới đây.

<i><b>a. Công nghệ sử dụng lò đốt buồng đốt chất thải phát điện buồng lửa có ghi (Stoker incinerators) </b></i>

Cơng nghệ đốt chất thải phát điện sử dụng buồng lửa có ghi có nguyên lý: chất thải rắn được đốt trong một buồng lửa với khơng khí được làm giàu oxy cung cấp từ bên dưới. Tại đó, chất thải rắn được sấy khô và đốt cháy thành tro, phần lớn sẽ lắng xuống đáy. Một phần nhỏ tro xỉ thoát ra khỏi lị theo dịng khí thải và được thu gom, xử lý trong thiết bị xử lý khí thải. Cơng nghệ này có ưu điểm là có thể xử lý nhiều loại chất thải và cơng suất lị đốt có thể nâng lên rất cao. Tuy nhiên cơng nghệ có nhược điểm khơng thể xử lý chất thải rắn có nhiệt trị quá cao (nhiệt trị thường nhỏ hơn 3000 kcal/kg) và khơng thể bị gián đoạn q trình vận hành.

</div>