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

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH VẬN HÀNH LÒ ĐỐT ĐA NĂNG CÁC LOẠI CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TRÊN LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH... Khảo sát hiện trạng quản lý chất thải công nghiệp và chấ

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH

VẬN HÀNH LÒ ĐỐT ĐA NĂNG

CÁC LOẠI CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TRÊN

LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH

Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Quốc Bình, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi về mọi mặt, luôn theo sát và chỉ dẫn để tôi có thể hoàn thành được luận văn này, nhờ có thầy mà từ những kiến thức lý thuyết tôi có thể chuyển thành những kinh nghiệm thực tế trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài

Tôi cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Môi trường đã tận tình hướng dẫn, bồi đắp kiến thức cho tôi suốt năm năm qua

Tôi xin chân thành cảm ơn các chú, các cô, các anh, các chị tại phòng Kiểm soát Ô nhiễm Không khí thuộc Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới và Bảo Vệ Môi Trường

đã chỉ dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình tôi đi khảo sát thực tế cũng như trong quá trình thực tập tại viện

Xin cảm ơn tất cả các bạn đã cùng học và giúp đỡ tôi mọi điều

Trên hết tôi vô cùng biết ơn gia đình đã động viên ủng hộ tôi trong mọi chuyện, luôn giúp đỡ và là chỗ dựa vững chắc cho tôi

Do thời gian nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi những sai sót Tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô, các anh chị và các bạn để luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ của mọi người đối với tôi!

TP.HCM, tháng 12 năm 2004

Sinh viên

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ASTM : Tiêu chuẩn của Mỹ

CTCN : Chất thải công nghiệp

CTNH : Chất thải nguy hại

DRE : Hiệu quả phân huỷ

EPA : Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Lò đốt một cấp 22

Hình 2.2 Lò đốt nhiều cấp 23

Hình 2 3 Lò đốt thùng quay 24

Hình 2.4 Hệ thống lò đốt thùng quay có hệ thống xử lý khí 25

Hình 2.5 Lò đốt tầng sôi 27

Hình 2.6 Lò đốt chất thải lỏng 28

Hình 2.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 29

Hình 2.8 Hệ thống lò đốt nhiệt phân tĩnh có kiểm soát ô nhiễm 30

Hình 2.9 Lò đốt hồng ngoại 32

Hình 3.1 Quá trình nhiệt phân 35

Hình 3.2 Biến đổi sản phẩm cháy 35

Hình 3.3 Đường biểu diễn liên quan giữa nhiệt độ và không khí dư 40

Hình 4.1 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của rác hỗn hợp 54

Hình 4.2 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của giẻ lau 54

Hình 4.3 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của polyamid 54

Hình 4.4 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của PE 54

Hình 4.5 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của gỗ củi 55

Hình 4.6 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của cao su 55

Hình 4.7 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của carton 55

Hình 4.8 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa PET 55

Hình 4.9 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa photoresist 55

Hình 4.10 Độ giảm khối lượng theo nhiệt độ nhiệt phân của nhựa PP 55 Hình 4.11 Mô hình lò nhiệt phân và đốt chất thải 58 Hình 4.12 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

3500C,  = 20% 64 Hình 4.13 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

3500C,  = 40% 64 Hình 4.14 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

3500C,  = 20, 40% 65 Hình 4.15 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

3500C,  = 20, 40% 65 Hình 4.16 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở 3500

C,  = 20, 40% 66 Hình 4.17 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

4500C,  = 20% 67 Hình 4.18 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

4500C,  = 40% 68 Hình 4.19 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

4500C,  = 20, 40% 68 Hình 4.20 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

4500C,  = 20, 40% 69 Hình 4.21 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở 4500C,  = 20, 40% 69 Hình 4.22 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

5500C,  = 20% 71 Hình 4.23 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO2, CxHy, O2 trong quá trình nhiệt phân ở

5500C,  = 40% 71

Hình 4.24 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

5500C,  = 20, 40% 72 Hình 4.25 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở

5500C,  = 20, 40% 72 Hình 4.26 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở 5500

C,  = 20, 40% 73 Hình 4.27 Biến thiên nồng độ CO theo oxy trong buồng thứ cấp 79 Hình 4.28 Diễn biến của hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy trong buồng thứ

cấp 80 Hình 4.29 Biến thiên nồng độ CO trong khoảng dao động của oxy từ 7 -14% 81 Hình 4.30 Diễn biến nhiệt độ buồng nhiệt phân trong lò đốt rác LRY - 500 87 Hình 4.31 Biến thiên nồng độ CO theo oxy trong buồng thứ cấp của lò LRY -

500 88 Hình 4.32 Diễn biến của nồng độ CxHy, O2 (%) theo thời gian trong buồng

nhiệt phân ở nhiệt độ 4500C, chế độ cấp khí  = 20% 89 Hình P 1.1 Diễn biến nồng độ CO theo oxy tự do trong buồng thứ cấp 97 Hình P 1.2 Diễn biến hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy tự do trong buồng thứ

cấp 97

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng chất thải rắn nguy hại ở Tp HCM và các vùng phụ cận 6

Bảng 1.2 Khối lượng chất thải rắn bệnh viện ở Tp HCM và các vùng phụ cận 7

Bảng 1.3 Tổng hợp khối lượng thành phần rác từ các nhà máy đã điều tra 10

Bảng 1.4 Khối lượng rác công nghiệp và CTNH ở Tp HCM 13

Bảng 1.5 Mức độ áp dụng các phương pháp xử lý chất thải rắn tại một số nước 19

Bảng 2.1 Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hằng năm tại một số nước 20

Bảng 3.1 Hiệu quả phân huỷ của một số chất hữu cơ 99,99% 38

Bảng 3.2 Thành phần hóa học trung bình của một số chất thải 39

Bảng 3.3 Nhu cầu cấp khí của một số chất thải 40

Bảng 3.4 Nhiệt lượng của một số chất thải 41

Bảng 3.5 Chỉ số cháy của một số chất 46

Bảng 3.6 Tiêu chuẩn khí thải của một số nguồn thải của Việt Nam 47

Bảng 3.7 Tiêu chuẩn giới hạn khí thải cho lò đốt chất thải của một số nước 48

Bảng 3.8 Tóm tắt các sản phẩm cháy và phương pháp xử lý trong công nghệ đốt chất thải 51

Bảng 4.1 Chế độ nhiệt phân: 3500 C – 20%Ôxy 61

Bảng 4.2 Chế độ nhiệt phân: 3500 C – 40%Ôxy 61

Bảng 4.3 Chế độ nhiệt phân: 4500 C – 20%Ôxy 62

Bảng 4.4 Chế độ nhiệt phân: 4500 C – 40%Ôxy 62

Bảng 4.5 Chế độ nhiệt phân: 5500 C – 20%Ôxy 63

Bảng 4.6 Chế độ nhiệt phân: 5500 C – 40%Ôxy 63

Bảng 4.7 Thí nghiệm 1 76

Bảng 4.8 Thí nghiệm 2 77

Bảng 4.9 Thí nghiệm 3 77

Bảng 4.10 Thí nghiệm 4 77

Bảng 4.11 Thí nghiệm 5 77

Bảng 4.12 Thí nghiệm 6 78

Bảng 4.13 Thí nghiệm 7 78

Bảng 4.14 Thí nghiệm 8 78

Bảng 4.15 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 5 phút 87

Bảng 4.16 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 10 phút 87

Bảng 4.17 Nồng độ khí thải sau khi đốt được 15 phút (giai đoạn nhiệt phân) 88

Bảng 4.18 Nồng độ khí thải giai đoạn gần cuối mẻ đốt 88

Bảng 4.19 Nồng độ các chất trong khí thải (rác từ nhà máy VIPESCO) 90

Bảng 4.20 Nồng độ các chất trong khí thải (rác hữu cơ trơ thải ra từ nhà máy sản xuất phân vi sinh tỉnh BR – VT) 90

Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định 96

Bảng P1.2 Thí nghiệm 2 – khi mới nhập liệu 96

Bảng P1.3 Thí nghiệm 3 – giai đoạn cuối của mẻ đốt 96

PHỤ LỤC 1 KẾT QUẢ ĐO KHÍ THẢI TẠI

LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ BÌNH HƯNG HOÀ

Kết quả đo các chỉ tiêu khí thải sau buồng thứ cấp

Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định

Từ hình P1.1 và hình P1.2 có thể rút ra nhận xét sau: lò hoạt động không hiệu quả, ở thí nghiệm 2 và 3, nồng độ khí CO sinh ra cao (trung bình 791.2 – 394mg/m3)

vượt quá tiêu chuẩn cho phép, hiệu quả đốt trung bình CE thấp (99.38 – 99.59%), đó là do: tại thí nghiệm 2 và 3 lò hoạt động không ổn định (giai đoạn mới nạp rác và giai đoạn đốt cặn carbon), còn ở thí nghiệm 1, khi điều kiện đốt ổn định, lượng chất bị khí hoá đã giảm dần, hiệu quả đốt cao hơn so với các giai đoạn khác, nồng độ CO giảm, nồng độ khí CO sinh ra trung bình đạt tiêu chuẩn (< 100 mg/m3), nhưng xét theo từng thời điểm thì có lúc nồng độ khí CO lại vượt quá tiêu chuẩn cho phép; hiệu quả đốt CE không cao 99,88%

Do đó có thể thấy rằng, dù là lò được nhập ngoại (lò HOVAL của Bỉ) nhưng nếu không có quy trình công nghệ vận hành phù hợp với điều kiện thực tế thì lò hoạt động hiệu quả cũng không cao

Theo Kết quả khảo sát các lò đốt rác y tế khu vực phía Nam [3] thì ngay cả các lò được chế tạo trong nước hay nhập ngoại thì vẫn có một số lò hoạt động chưa hiệu quả, nồng độ khí CO sinh ra sau buồng thứ cấp, lớn gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, thỉnh thoảng có khói đen xuất hiện, đặc biệt là khi nạp mẻ rác tiếp theo vào để đốt

PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ ĐO NHIỆT ĐỘ TẠI BUỒNG NHIỆT PHÂN THEO

THỜI GIAN CỦA LÒ ĐỐT RÁC LRY – 500

Nhiệt

độ ( 0

C)

Thời gian (giây)

Nhiệt

độ ( 0

C)

Thời gian (giây)

Nhiệt

độ ( 0

C)

Thời gian (giây)

PHỤ LỤC 3 KẾT QUẢ ĐO CÁC CHỈ TIÊU KHÍ THẢI TẠI BUỒNG SƠ CẤP CỦA CÔNG TY SÔNG XANH (BÀ RỊA – VŨNG TÀU)

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4

7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 1.1 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI TẠI VIỆT NAM 5

1.1.1 Hiện trạng phát sinh CTCN và CTNH 5

1.1.2 Một số loại CTCNNH điển hình khu vực Tp.HCM 7

1.1.2.1 Các loại chất thải nhiễm dầu 7

1.1.2.2 Dung môi hữu cơ 8

1.1.2.3 Chất thải từ có nhiễm các chất nguy hại là TBVTV 8

1.1.2.4 Chất thải có thành phần cao su, nhựa, da, sơn 9

1.1.2.5 Chất thải của ngành dược phẩm thuốc lá 9

1.1.3 Kết quả khảo sát CTRCN và CTNH tại một số cơ sở sản xuất 9

1.1.4 Hoạt động quản lý, xử lý CTCN và CTNH tại Tp HCM 11

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 14

1.2.1 Phương pháp chôn lấp 14

1.2.2 Phương pháp chế biến vi sinh 15

1.2.2.1 Phương pháp Composting 15

1.2.2.2 Phương pháp Metan hoá 16

1.2.3 Phương pháp tái chế 17

1.2.4 Phương pháp đốt 17

CHƯƠNG HAI: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT 19

2.1 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TRÊN THẾ GIỚI 19

2.2 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TẠI VIỆT NAM 19

2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI 20

2.3.1 Đốt hở thủ công (Open burning) 20

2.3.2 Lò đốt một cấp (Single – chamber incinerator) 20

2.3.3 Lò đốt nhiều cấp (Multiple – Hearth Furnace) 21

2.3.4 Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration) 23

2.3.5 Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi / Fluid – Bed Furnace) 25

2.3.6 Lò đốt chất thải chất lỏng (Liquid – Waste Incineration): 26

2.3.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 27

2.3.8 Một số loại lò đốt khác 30

2.3.8.1 Hệ thống đốt hồng ngoại (Infrared – Furnace) 30

2.3.8.2 Lò đốt sử dụng vỉ lò đốt - ống lăn và đốt rác bằng điện một chiều 31

CHƯƠNG BA: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI THEO NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN 34

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN 34

3.2 CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TRONG LÒ NHIỆT PHÂN 35

3.2.1 Tại buồng sơ cấp 35

3.2.2 Tại buồng thứ cấp 36

3.2.3 Quá trình tạo tro xỉ 36

3.3 CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY 36

3.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH CHÁY 38

3.4.1 Thành phần và tính chất chất thải 39

3.4.2 Ảnh hưởng của hệ số dư không khí 40

3.4.3 Nhiệt trị 41

3.5 ỨNG DỤNG NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN TRONG LÒ ĐỐT CHẤT THẢI 42

3.6 CÁC YÊU CẦU KHI ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI 44

3.6.1 Hiệu quả phân huỷ DRE (Destruction and Removal Efficiency) 44

3.6.2 Chỉ số cháy I 45

3.6.3 Hiệu quả đốt CE (Combustion Efficiency) 46

3.6.4 Hiệu chỉnh nồng độ các chất trong khí thải 46

3.6.5 Tiêu chuẩn thải quy định cho lò đốt và một số nguồn thải của Việt Nam và một số nước 47

3.6.6 Các tính chất của chất thải cần quan tâm khi đốt 48

3.7 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG LIÊN QUAN TỚI QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THÁI 49

3.7.1 Vấn đề ô nhiễm không khí 49

3.7.2 Vấn đề nước thải 52

3.7.3 Vấn đề tro xỉ 52

CHƯƠNG BỐN: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI RẮN THEO NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN 53

4.1 XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NHIỆT PHÂN MỘT SỐ CHẤT THẢI 53

4.1.1 Mục đích 53

4.1.2 Nguyên liệu 53

4.1.3 Thiết bị 54

4.1.4 Kết quả nghiên cứu 54

4.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NHIỆT PHÂN CHẤT THẢI 58

4.2.1 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 58

4.2.1.1 Thiết bị đo khí thải 58

4.2.1.2 Mô hình thí nghiệm 58

4.2.1.3 Cách đo mẫu 59

4.2.1.4 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 59

4.2.2 Nguyên liệu 60

4.2.3 Kết quả nghiên cứu 60

4.2.3.1 Nghiên cứu tại buồng sơ cấp 60

4.2.3.2 Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với hiệu quả cháy (thông qua CO và CO 2 ) tai buồng thứ cấp 76

4.2.3.3 Kết luận 83

4.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH LÒ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI THEO CÔNG NGHỆ ĐỐT TRÊN LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH 84

4.3.1 Căn cứ đề xuất 84

4.3.2 Đề xuất quy trình vận hành lò đốt 84

4.4 ĐỐT THỬ NGHIỆM TRÊN LÒ ĐỐT TRONG THỰC TẾ 85

4.4.1 Nguyên liệu 85

4.4.2 Lò đốt chất thải 86

4.4.3 Tiến hành đốt rác 86

4.4.4 Kết quả đo kiểm nghiệm 86

4.4.4.1 Kết quả đo p tại Lò đốt rác LRY – 500 86

4.4.4.2 Kết quả đo tại lò đốt rác công ty Sông Xanh (Bà Rịa – Vũng Tàu) 89

4.4.4.3 Kết luận 91

KẾT LUẬN 92

KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

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

PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ ĐO NHIỆT ĐỘ TẠI BUỒNG NHIỆT PHÂN

THEO THỜI GIAN CỦA LÒ ĐỐT RÁC LRY – 500 99 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO CÁC CHỈ TIÊU KHÍ THẢI TẠI BUỒNG

SƠ CẤP CỦA CÔNG TY SÔNG XANH (BÀ RỊA – VŨNG TÀU) 100

Tóm tắt nội dung luận văn

Luận văn tốt nghiệp được thực hiện với những nội dung chính như sau:

1 Khảo sát hiện trạng quản lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại, các phương pháp xử lý chất thải rắn

2 Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải bằng phương pháp đốt

3 Nghiên cứu lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:

o Nghiên cứu bản chất của quá trình nhiệt phân và đốt chất thải

o Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân và đốt chất thải

o Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân đến hiệu quả xử lý chất thải

4 Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:

o Nghiên cứu xác định điều kiện nhiệt phân chất thải, chế độ cấp khí thích hợp

o Nghiên cứu xác định nhiệt độ nhiệt phân chất thải thích hợp, mối tương quan giữa nồng độ oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân

o Nghiên cứu xây dựng mối quan hệ giữa oxy và CO trong buồng thứ cấp

GIỚI THIỆU CHUNG

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay quá trình đô thị hoá tăng nhanh cùng sự phát triển của sản xuất công nghiệp, dịch vụ khiến nhiều địa phương phải đối đầu với nhiều vấn đề phức tạp, trong

đó ô nhiễm môi trường do CTCN và CTNH sẽ làm ảnh hưởng lâu dài và ở mức độ khó lường trước được

Vấn đề quản lý và xử lý CTCN-CTNH đã được Nhà nước cũng như chính quyền địa phương quan tâm một cách sâu sắc Quản lý CTNH bao gồm các quá trình thu gom vận chuyển, phân loại, tái sử dụng, tiêu huỷ, đốt và chôn lấp Đối với chất thải rắn có rất nhiều phương pháp xử lý, trong đó xử lý bằng phương pháp đốt có nhiều ưu điểm,

và được nhiều nước trên thế giới quan tâm

Ở Việt Nam hiện nay nhiều lò đốt chất thải các loại (nhập ngoại và chế tạo trong nước) được đưa vào sử dụng đã xử lý một phần khối lượng chất thải Tuy nhiên, theo các kết quả khảo sát thực tế cũng như trong quá trình tìm hiểu một số tài liệu [3] cho thấy các lò đốt hoạt động không ổn định, mà một trong những nguyên nhân là do quy trình vận hành chưa thích hợp Vì mỗi chất thải sẽ cần một quy trình vận hành riêng và thành phần chất thải biến động rất lớn, cho nên đấy cũng là vấn đề thực sự khó khăn cho các cơ sở khi triển khai xử lý bằng phương pháp đốt chất thải nguy hại trong thực

tế

Cũng chính vì lý do đó mà đề tài “nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành lò đốt

đa năng các loại chất thải công nghiệp nguy hại trên lò nhiệt phân tĩnh” theo công nghệ nhiệt phân được đề xuất Tuy một số các kết quả nghiên cứu trước đó đã có kết quả khả quan, nhưng khi các chuyên gia rời khỏi cơ sở thì lò lại hoạt động không hiệu quả, là do thao tác vận hành của công nhân chưa cao, chưa nắm rõ được quy trình công nghệ

Vì vậy đề tài thực hiện với mục đích: đưa ra được một quy trình vận hành cụ thể, phù hợp với điều kiện đốt chất thải trong thực tế, dễ điều khiển mà lò vẫn đạt hiệu quả cao và có thể đốt được chất thải có thành phần biến động lớn

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Đề tài tập trung nghiên cứu những mục tiêu chính sau:

- Nghiên cứu quan hệ của nồng độ oxy trong quá trình đốt với buồng sơ cấp

và thứ cấp

- Đề xuất quy trình công nghệ vận hành phù hợp đốt đa năng các loại chất thải một cách có hiệu quả

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Để đạt được mục đích trên, nội dung nghiên cứu cần thực hiện gồm:

1 Tổng quan các phương pháp xử lý chất thải rắn

2 Khảo sát thực tế tình hình phát sinh CTNH

3 Tổng quan về tình hình xử lý chất thải bằng phương pháp đốt

4 Tổng quan lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân

5 Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:

- Tìm khoảng nhiệt độ thích hợp để nhiệt phân chất thải nguy hại có hiệu quả

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, hệ số cấp khí tới quá trình nhiệt phân

- Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với chế độ cấp khí tại buồng sơ cấp, và quan hệ giữa oxy với hiệu quả cháy (thông qua CO, CO2) tại buồng thứ cấp

- Xây dựng quy trình vận hành lò đốt các loại chất thải phù hợp thông qua việc theo dõi nồng độ oxy tự do

- Kiểm nghiệm quá trình vận hành đã đề xuất trên lò đốt trong thực tế

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

a Phương pháp điều tra thực tế

Xem xét thu thập các thông tin tại hiện trường, nơi xây dựng lò đốt để có được những số liệu thực tế đáng tin cậy

b Nghiên cứu lý thuyết

Tổng hợp thông tin, số liệu từ các tài liệu sẵn có để nắm được tình hình ô nhiễm môi trường, nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp quản lý, xử lý tại Việt Nam và trên thế giới

- Nghiên cứu bản chất của quá trình nhiệt phân và đốt chất thải

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nhiệt phân và đốt chất thải như: nhiệt độ, chế độ cấp khí, thành phần và tính chất chất thải, độ xáo trộn, thời gian lưu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân đến hiệu quả xử lý chất thải

c Nghiên cứu thực nghiệm

Xác định nhiệt độ nhiệt phân thích hợp của chất thải

Xác định điều kiện nhiệt phân của chất thải

Nghiên cứu công nghệ nhiệt phân và đốt chất thải trên mô hình thí nghiệm

Nghiên cứu công nghệ nhiệt phân và đốt chất thải trên lò đốt thực tế

Sử dụng các thiết bị, phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Việt Nam cũng như một số tiêu chuẩn quốc tế, các phần mềm máy tính… để nghiên cứu và xử lý số liệu

5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xây dựng được quy trình vận hành lò đốt đạt hiệu quả, thông qua nghiên cứu mối quan hệ giữa hiệu quả cháy và oxy tự do trong buồng sơ cấp và thứ cấp

Đề tài chỉ nghiên cứu trong phạm vi ứng dụng đốt một số chất thải công nghiệp nguy hại trên các lò nhiệt phân tĩnh

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Xử lý chất thải bằng phương pháp đốt hiện nay đã phổ biến khá rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới, nhưng hiệu quả đốt chất thải chỉ cao khi có được quy trình công nghệ đốt thích hợp Thực tế cho thấy thành phần chất thải đem đốt luôn thay đổi, do đó hiệu quả đốt của các lò được khảo sát không ổn định, vẫn còn nguy cơ gây ô nhiễm đến môi trường Vì vậy kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để cho những người nghiên cứu về công nghệ lò, những người đang vận hành lò và những người xử

lý chất thải bằng phương pháp đốt tham khảo, vận hành trong thực tế đạt hiệu quả cao Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng triển khai cho nhiều lò đốt tại nhiều nơi nhiều địa phương trong cả nước, mang lại hiệu quả kinh tế và lợi ích xã hội thiết thực

do ngăn chặn được sự lây lan của các chất ô nhiễm, tạo được môi trường trong sạch

7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Là đề tài đầu tiên xây dựng được quy trình công nghệ vận hành lò đốt đạt hiệu quả cao bằng cách kiểm soát oxy tại buồng sơ cấp và thứ cấp, từ đó có thể ứng dụng đốt các loại chất thải khác nhau (thành phần biến động lớn) mà ta không có điều kiện xác định thành phần hoá học của chúng, vì thực tế không phải lúc nào cũng có điều kiện phân tích

CHƯƠNG MỘT TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ

VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

1.1 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP

VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI TẠI VIỆT NAM

1.1.1 Hiện trạng phát sinh CTCN và CTNH

Các hoạt động thương mại và sinh hoạt trong cuộc sống, hay các hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp mà chất thải nguy hại có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Việc phát thải có thể do bản chất của công nghệ hay trình độ dân trí dẫn đến việc thải chất thải có thể là vô tình hay cố ý Tuỳ theo cách nhìn nhận mà có thể phân thành các nguồn thải khác nhau, nhìn chung có thể chia các nguồn phát sinh chất thải nguy hại thành 4 nguồn chính sau đây:

- Hoạt động công nghiệp (sản xuất hoá chất, TBVTV, dệt nhuộm, giấy, xi mạ, pin, accu, dầu khí)

- Hoạt động nông nghiệp

- Hoạt động thương mại (nghiên cứu, thí nghiệm, rửa xe, sửa chữa cơ khí, quá trình nhập – xuất các loại hàng hoá không đạt yêu cầu cho sản xuất hay hàng quá hạn sử dụng…)

- Từ rác thải sinh hoạt: thông thường chiếm 5 – 10% khối lượng rác sinh hoạt Trong các nguồn thải nêu trên thì hoạt động công nghiệp là nguồn phát sinh chất thải nguy hại lớn nhất và phụ thuộc rất nhiều vào các loại ngành công nghiệp So với các nguồn phát sinh khác, đây cũng là nguồn phát sinh mang tính thường xuyên và ổn định nhất Các nguồn phát sinh từ dân dụng hay thương mại chủ yếu không nhiều, lượng chất thải tương đối nhỏ, mang tính sự cố hoặc do trình độ nhận thức và dân trí của người dân Các nguồn thải từ các hoạt động nông nghiệp mang tính chất phát tán

dạng rộng, đây là nguồn phát sinh chất thải nguy hại rất khó kiểm soát Lượng chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động nông nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào khả năng nhận thức cũng như trình độ dân trí của người dân trong khu vực

Bảng 1.1 Lƣợng chất thải rắn nguy hại ở Tp.HCM và các vùng lân cận

157.30 219.10 143.56 86.40 42.51 10.24 43.97

(Nguồn: tài liệu tham khảo [6])

Ngoài rác sinh hoạt, chất thải rắn sinh ra do các hoạt động xã hội còn phải kể đến một loại quan trọng khác là rác y tế Rác y tế là một trong những loại chất thải rắn nguy hiểm đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng Tại các hầu hết cơ sở y tế trong khu vực Tp.HCM và các vùng lân cận, chất thải rắn y tế (bao gồm các bệnh phẩm, bông băng, kim tiêm…) chỉ được đốt lộ thiên hay thu gom cùng với rác thải đô thị mà chưa có biện pháp xử lý hợp vệ sinh nào Chỉ riêng các bệnh viện trong nội thành Tp.HCM, rác y tế được thu gom bởi một đội dịch vụ chuyên nghiệp và đem đốt tại lò đốt rác y tế tập trung

Bảng 1.2 Khối lƣợng chất thải rắn bệnh viện ở Tp.HCM và các vùng phụ cận

366,52 65,00 17,42 19,90 7,47 24,90 42,39

(Nguồn: tài liệu tham khảo [6])

1.1.2 Một số loại CTCNNH điển hình

1.1.2.1 Các loại chất thải nhiễm dầu

Chất thải nhiễm dầu như giẻ lau, rác nhiễm dầu từ tàu thuyền và các dịch vụ sửa chữa tàu thuyền, các xưởng cơ khí, trạm sửa chữa ô tô, xe máy với khối lượng khá lớn, nhưng chưa có một nghiên cứu thống kê đầy đủ Chất thải phát sinh ra từ quá trình vệ sinh súc rửa bồn chứa dầu trong thành phố Một ví dụ nghiên cứu khảo sát điển hình tại tổng kho Nhà Bè thuộc Công ty Xăng dầu Khu vực II, nằm tại huyện Nhà Bè hằng

năm có thể ước tính khoảng 120 tấn/năm Trong số đó cặn dầu thải bỏ theo cách chôn lấp tại chỗ khoảng 10 tấn/năm [7]

Công ty dầu khí Tp.HCM (Sài Gòn Petro) có lượng dầu thải hàng năm vào khoảng 300 tấn, Công ty Hoá Dầu chi nhánh Sài Gòn cặn dầu thải ra là 800 lít/tháng Nhớt thải: mỗi năm lượng nhớt thải ra tại khu vực Tp.HCM vào khoảng 30 nghìn khối Các kết quả phân tích nhiều đợt cho thấy: nhớt thải có màu đen, cặn mịn phân tán, chất lỏng nhớt có thành phần trung bình: Dầu gốc  60%, nhựa đường lỏng (asphalt)  15%, dầu đốt  15%, nước  10% [7]

1.1.2.2 Dung môi hữu cơ

Từ các nhà máy sản xuất giày, sản xuất linh kiện điện tử, máy móc thiết bị … hàng tháng thải ra khoảng trên 20 tấn dung môi các loại như tricloetylen, axetôn, etylaxetat, butylaxetat, toluen ở dạng đơn chất hoặc hỗn hợp Thành phần của chúng thường có chứa trung bình 20 – 40% là nước và một số chất khác như cặn sơn, và một

số tạp cơ học khác

Các loại dung môi này có khả năng gây ô nhiễm môi trường, gây cháy nổ… Các chất thải loại này cần được thu gom sau đó đem chưng cất loại tạp chất để thu được các dung môi sạch có khả năng tái sử dụng cao

Các kết quả nghiên cứu cho thấy: lượng dung môi thu hồi đạt được thường là 60 – 70% Một số dung môi như tricloetylen, axetôn thu hồi đạt tiêu chuẩn dung môi công nghiệp có thể bán cho các cơ sở sản xuất sử dụng lại Hiện nay các loại dung môi công nghiệp nói trên đang được các cơ sở tư nhân hợp đồng trực tiếp từ các cơ sở sản xuất vận chuyển và xử lý theo hướng tái sử dụng Phần cặn còn lại cần phải được đem đốt

để tránh gây ô nhiễm môi trường

1.1.2.3 Chất thải từ có nhiễm các chất nguy hại là TBVTV

Gồm các loại bao bì, rác thải nhiễm TBVTV, bùn từ hệ thống xử lý nước thải sản xuất, TBVTV hỏng hoặc kém chất lượng từ các nhà máy sản xuất TBVTV Ngoài ra

Tp cũng đang tồn kho khoảng 30 tấn TBVTV tịch thu từ các nguồn nhập lậu Riêng các nhà máy sản xuất TBVTV trung bình từ 50 kg chất thải/ngày [7]

1.1.2.4 Chất thải có thành phần cao su, nhựa, da, sơn

Sinh ra từ các nguồn sản xuất và sinh hoạt nói chung, nhựa photoresist có chứa các thành phần nguy hại như các kim loại nặng… từ các ngành công nghiệp sản xuất các linh kiện điện tử, máy tính… ví dụ chỉ riêng công ty Fujitsu Việt Nam hằng năm

đã thải ra hàng trăm tấn chất thải, xí nghiệp thuộc da Sài Gòn thải 1.0 tấn chất thải/tháng Dệt Phước Long thải 150 tấn/năm…

1.1.2.5 Chất thải của ngành dược phẩm thuốc lá

Gồm các sản phẩm quá hạn sử dụng, chất thải phát sinh từ quá trình sản xuất, hằng năm tại Tp.HCM cũng có nhu cầu xử lý một khối lượng lớn các chất thải nói trên Hằng ngày các nhà máy thuốc lá trong khu vực Tp.HCM thải ra hàng chục tấn chất thải (không kể sản phẩm quá đát, kém chất lượng) Riêng nhà máy thuốc lá Khánh Hội hàng ngày đã thải ra 2.8 tấn bụi thuốc/ngày, nhà máy thuốc lá Sài Gòn thải 2.5 tấn/ngày, xí nghiệp giày xuất khẩu số 1 Gò Vấp thải 72 tấn/năm…; Công ty dược Sài Gòn (xưởng 2) thải 200kg chất thải rắn/ngày

1.1.3 Kết quả khảo sát CTRCN và CTNH tại một số cơ sở sản xuất

Kết quả khảo sát thành phần chất thải rắn tổng hợp từ 42 cơ sở sản xuất trong

Tp.HCM của Công ty Môi trường Đô thị được trình bày như ở bảng 1.3

Thành phần chất thải trơ khó phân hủy (rìa cao su, da, simili, vải vụn…) khá cao, chủ yếu phát sinh từ các nhà máy xí nghiệp giày da, đây là nguồn rác có thể đốt được

do không thể tái sử dụng (khối lượng là 5526 kg/ngày), chiếm khoảng 36.8% khối lượng rác thải hằng ngày từ các nhà máy

Chất thải có nguồn gốc từ chế biến sản phẩm động thực vật của các nhà máy chế biến nông hải sản cũng thải ra ngoài môi trường một lượng chất thải khá lớn, lượng chất thải này rất dễ phân hủy gây mùi hôi trong điều kiện đổ đống Khối lượng 4321 kg/ngày, chiếm khoảng 28.8% khối lượng rác thải hằng ngày từ các nhà máy

Lượng chất thải tái sử dụng là: 5164 kg/ngày, chiếm khoảng 34.4% khối lượng rác thải hằng ngày từ các nhà máy

Bảng 1.3 Tổng hợp khối lƣợng thành phần rác từ các nhà máy đã điều tra

1 Giấy, bao bì giấy, thùng chứa bằng giấy… 1.917 Bán để tái sinh

2 Chất hữu cơ dư thừa từ quá trình chế biến thực

phẩm (rau, củ, quả, rác có nguồn gốc động vật)

4.321 Đổ ngoài bãi rác

3 Rác quét dọn nhà vườn: lá cây, cành cây… 266 Đổ ngoài bãi rác

4 Plastic, bao bì nhựa, mủ vụn… 297 Bán để tái sinh

5 Cao su, rìa cao su, da, simili, mút xốp… 4.590 Đổ bỏ

6 Vải: bao bì vải, vải vụn, giẻ lau… 455 Đổ bỏ

7 Gỗ: các loại gỗ vụn, cây… 2.950 Bán, tận dụng đốt

8 Các hợp chất hữu cơ khác 215 Đổ bỏ

1 Cặn dầu, dầu nhớt thải bỏ 2000

3 Sơn đóng rắn, màng sơn và các loại chất thải lỏng

hữu cơ khác (dung môi, hoá chất hết hạn …)

Các cơ sở không khai báo

II Thành phần không cháy đƣợc

1 Thủy tinh: thủy tinh vụn, chai lọ thủy tinh …

2 Ceramic: sành sứ

3 Kim loại: phế thải kim loại, thùng chứa bằng kim

4 Sét, đất đá, các loại trơ khác, xỉ than 530 kg/tháng

(Nguồn: tài liệu tham khảo [4])

Hiện trạng xử lý chất thải rắn sản xuất của các nhà máy:

Nhìn chung các nhà máy chưa có ý thức tốt trong công tác quản lý chất thải rắn của mình, chất thải đổ khá bừa bãi hoặc đổ không đúng nơi quy định Các biện pháp

xử lý thông thường của các cơ sở như:

- Giấy, nylon nhựa mũ, thùng kim loại: tập trung và bán cho các tổ hợp sản xuất

- Bụi thuốc lá: bán

- Cặn dầu của các công ty, nhà máy: bán

- Dầu cặn, bùn dầu của Tổng kho xăng dầu Nhà Bè: chôn tại khuôn viên tổng kho

- Gỗ vụn: tận dụng đốt lò hơi, bán lấp mặt bằng

- Vải vụn, simili, da : thuê người đến thu gom và đổ bỏ

- Bao bì nylon, nhựa mủ: tập trung bán

- Vụn mút xốp (của công ty Bình Tiên): bán để sản xuất tấm nhựa trải sàn

Hầu hết các chủ đầu tư đều rất quan tâm và có thái độ ủng hộ để Thành Phố có

dự án xử lý chất thải, tuy nhiên các chủ đầu tư cũng quan tâm nhiều đến giá thành xử

lý (có bao cấp không)

1.1.4 Hoạt động quản lý, xử lý CTCN và CTNH tại Tp.HCM

Đối với chất thải y tế: đã tổ chức phân loại, tồn trữ, thu gom rác theo đúng quy cách cho gần 200 cơ sở y tế và bệnh viện, hiện nay chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt với công suất 7000 tấn/ngày, có hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, đặt

dưới sự quản lý của Công ty Môi trường Đô thị Lò đốt bằng gas, sử dụng nhiệt theo công nghệ hiệu ứng nhiệt phân

Đối với chất thải công nghiệp và chất thải công nghiệp nguy hại: Thành phố đang khuyến khích các hoạt động thu gom và tái chế, tái sử dụng các chất thải công nghiệp còn giá trị Hiện nay trên địa bàn Thành phố có nhiều cơ sở tái chế chất thải công nghiệp ở quy mô nhỏ, tự phát Một số công ty TNHH xử lý chất thải có đăng ký hoạt động ở quy mô nhỏ giới hạn trong lĩnh vực tái chế chất thải chủ yếu là các dung môi hữu cơ, hoá chất Còn những phần chất thải không tái sử dụng được bị thải tiếp cùng rác thải sinh hoạt hoặc chôn lấp tự phát Chính vì vậy, nguy cơ gây ô nhiễm môi trường còn rất nhiều

Nhằm quản lý chất thải nguy hại có hệ thống và hiệu quả Thành Phố đã triển khải một dự án qui hoạch tổng thể quản lý chất thải nguy hại cho khu vực vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, kinh phí do Na Uy tài trợ Nội dung chính của chính sách chất thải nguy hại là:

- Xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn, quy phạm về quản lý chất thải nguy hại, tạo cơ sở pháp lý để quản lý chúng

- Tiến hành kiểm kê và đăng ký chất thải nguy hại đối với mọi ngành sản xuất có phát sinh chất thải nguy hại

- Chính sách cưỡng chế kết hợp với khuyến khích để giảm thiểu chất thải từ nguồn phát sinh

- Chính sách ưu tiên đầu tư trang thiết bị cho thu gom, vận chuyển, xử lý và thải

bỏ chất thải nguy hại

- Thực hiện Công ước Basel; cấm xuất khẩu và nhập khẩu hoặc vận chuyển chất thải nguy hại qua biên giới theo đúng các điều khoản của công ước

- Tăng cường nhân lực, các thiết bị quan trắc, phân tích chất thải nguy hại đối với các cơ quan quản lý, các trung tâm hay viện nghiên cứu khoa học làm nhiệm

vụ kiểm soát chất thải nguy hại

- Tăng cường công tác truyền thông và phổ cập thông tin đối với tất cả cán bộ quản lý môi trường, đối với tất cả những người sản xuất cũng như đối với quảng đại nhân dân về các hóa chất độc hại và chất thải nguy hại, phương pháp phòng tránh tác hại của chất thải nguy hại Nâng cao nhận thức cho mọi người để thực hiện tốt pháp luật, các tiêu chuẩn và các quy chế quản lý chất thải nguy hại

- Trong chiến lược quản lý chất thải rắn tại các đô thị và khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2020, dự kiến sẽ ưu tiên đầu tư hai trung tâm xử lý chất thải công nghiệp nguy hại tại hai khu khu vực phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam và phía Bắc

Bảng 1.4 Khối lƣợng rác công nghiệp và CTNH ở Tp.HCM (ĐV: tấn)

năm 2010

Dự báo đến năm 2020

Khu công nghiệp, chế xuất 62.726,4 641.808 1.664.685 Nhà máy lớn ngoài khu CN 58.844,8 167.891 435.466

Cơ sở nhỏ, vừa ngoài khu CN 456.155,9 1.301.466 3.375.668 Bệnh viện 1.460,0 4.166 10.804 CTCN và CTNH trong rác sinh hoạt đô thị 79.512,0 226.857 588.409

(Nguồn: tài liệu tham khảo [2])

Năm 1999, lượng chất thải công nghiệp trên địa bàn Tp.HCM khoảng 2000 tấn/ngày, dự báo tới năm 2010 con số này lên tới gần 8000 tấn/ngày Trong đó chỉ cần

xử lý 30% lượng rác trên bằng phương pháp đốt (do không tái chế và chôn lấp được cùng rác sinh hoạt) thì nhu cầu đốt chất thải hiện nay là trên 600 tấn/ngày và tới năm

2010 sẽ là trên 2400 tấn/ngày Theo số liệu thống kê của Công ty Môi trường Đô thị thì lượng rác y tế trong năm 2003 của Tp.HCM là khoảng 2250 tấn, còn trong quý 1 năm 2004 lượng rác y tế là 570 tấn; hầu hết lượng rác y tế của Thành phố đều được thu gom và đem đi đốt ở các lò đốt rác y tế tập trung

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

1.2.1 Phương pháp chôn lấp

Phương pháp chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một bãi và có phủ đất lên trên Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của chất thải khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt Chất thải sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân huỷ sinh học để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như acid hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí: CO2, CH4…

Điều kiện chôn lấp tại các bãi chôn lấp là tất cả các loại chất thải không nguy hại, chất thải có khả năng phân huỷ theo thời gian

Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp, quản lý dễ

hệ thống thoát nước mưa riêng và phủ đất các ô đạt độ cao Để giảm mùi hôi còn phải có hàng rào cách ly và sử dụng các chế phẩm vi sinh

Cho đến nay, ở Việt Nam chưa có bãi chôn lấp nào thảo mãn các điều kiện nêu trên, hơn nữa phân sinh ra từ các bãi chôn lấp cũng không sử dụng được cho đồng ruộng nước ta Thế nhưng ở nước ta, hầu hết phương pháp xử lý chất thải rắn là phương pháp này

1.2.2 Phương pháp chế biến vi sinh

1.2.2.1 Phương pháp Composting

 Xử lý bằng phân huỷ hiếu khí

Các chất hữu cơ trong rác được phân hủy dưới tác dụng của oxy và vi khuẩn hiếu khí theo phản ứng sau:

Các chất dinh dưỡng vô cơ chủ yếu cần thiết gồm: nitrogen (N), phospho (P), Sulphur (S), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca) và sodium (Na) Những nhu cầu về nhiệt độ, độ ẩm, oxy, tỉ lệ C/N, pH và cấu trúc vi khuẩn phải được đảm bảo tối ưu

 Xử lý phân huỷ kị khí

Rác không phân loại, được đánh đống có độ ẩm cần thiết, có màng mỏng bọc ngoài và ủ không đảo trộn Đối với Việt Nam đã có nhiều thí nghiệm (Ninh Thuận, Tp HCM) cho thấy thời gian ủ chỉ cần từ 28-34 ngày Quá trình phân hủy kị khí được mô

tả như sau:

Sản phẩm cuối cùng là methan và phân bón Các chất hữu cơ phân hủy được nghiền sàng chế biến thành phân bón, các chất hữu cơ đem đốt, khối lượng rác cần đốt lên đến 40 -45 %

Các quá trình phân hủy hiếu khí, kị khí có thể sử dụng vi sinh vật tự nhiên có sẵn trong rác, trong không khí, có thể sử dụng nguồn vi sinh vật của quá trình ủ trước để ủ cho những mẻ sau với tỉ lệ 10 – 15% hoặc có thể sử dụng chế phẩm vi sinh thuần khiết Hiện nay, ở Việt Nam đã có rất nhiều công ty sản xuất các chế phẩm này

+

Tế bào mới

Công nghệ Composting đã được sử dụng nhiều ở Việt Nam, tuy nhiên hiện nay chưa có một báo cáo nào tổng kết lại để tìm ra chỉ tiêu hợp lý nhất và một phương pháp tối ưu đồng thời khẳng định rằng phân bón sản xuất ra là phù hợp với đồng ruộng Việt Nam

Khuyết điểm của công nghệ composting:

- Ô nhiễm không khí do không thu được khí

- Phân bón ở dạng rời và khả năng giữ nước kém

- Chi phí xử lý cao

1.2.2.2 Phương pháp Metan hoá

Sử dụng phương pháp này có thể khắc phục những nhược điểm của phương pháp Composting

Công nghệ Methanization gồm 2 giai đoạn chính:

A – Giai đoạn xử lý sơ bộ giai đoạn xử lý sơ bộ gồm có 3 hướng

- Phân huỷ hiếu khí trong các trống quay với thời gian phân huỷ 3 ngày Rác không cần phân loại Sau 3 ngày rác được sàn tuyển, phần hữu cơ nhận được chuyển sang giai đoạn xử lý chính

- Phân hủy hiếu khí cũng có thể tiến hành trong bể ủ như phân tích ở trên

- Không cần phân huỷ hiếu khí: rác được nghiền rồi đưa qua thiết bị nâng nhiệt

và đưa vào công đoạn xử lý chính dưới dạng dung dịch

B – Giai đoạn xử lý chính: đây là giai đoạn phân hủy kị khí trong bể metan Trọng lượng chất rắn trong dung dịch này trước đây chỉ đạt  10% Khi đó, gas sinh ra có 50 – 70% khí metan với tỉ lệ 1.5 – 2.5 m3 biofas/m3bể.ngày Chu kỳ phân huỷ là 20 – 30 ngày tuỳ thuộc vào nhiệt độ Hiện nay có thể nâng chất rắn lên 25 – 30% theo trọng lượng và khí sản sinh lên đến 5 – 8 m3bể.ngày

Ưu điểm:

 Có thể xử lý chất thải trơ về mặt hoá học, khó phân hủy sinh học Các chất ô nhiễm trong khí thải sinh ra từ quá trình đốt có thể được xử lý tới mức cần thiết

để hạn chế tối đa các tác động tiêu cực tới môi trường

 Giảm thể tích rác thải ở mức nhỏ nhất, có khả năng giảm 90 – 95% trọng lượng chất thải hữu cơ trong chất thải, chuyển thành dạng khí trong thời gian ngắn, trong khi các phương pháp khác đòi hỏi thời gian xử lý lâu hơn

 Không cần tốn nhiều diện tích đất sử dụng Trong nhiều trường hợp có thể xử

lý tại chỗ mà không cần phải vận chuyển đi xa, tránh được các rủi ro khi vận chuyển

 Có thể tái sinh năng lượng

 Hiệu quả xử lý cao đối với các loại chất thải hữu cơ chứa vi trùng lây nhiễm (như chất thải y tế), cũng như các loại chất thải nguy hại khác (thuốc bảo vệ thực vật, dung môi hữu cơ, chất thải nhiễm dầu…)

Nhược điểm:

 Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao, chế độ tập huấn tốt

 Giá thành đầu tư ban đầu cao hơn so với các phương pháp xử lý khác

 Những tiềm năng tác động đến con người và môi trường có thể xảy ra, do trong quá trình đốt chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường nếu các biện pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo

 Không xử lý được các loại chất thải có hàm lượng ẩm quá cao, các thành phần không cháy cao (chất thải vô cơ)

 Phải chi phí nhiên liệu bổ sung cho quá trình đốt để đạt nhiệt độ đốt theo yêu cầu

 Lò hoạt động sau một thời gian phải ngừng để bảo dưỡng, sẽ làm gián đoạn quá trình xử lý

Hiện nay phương pháp đốt rác được sử dụng rộng rãi ở những nước như Bỉ, Đan Mạch, Nhật, Thụy Sĩ, Đức, Hà Lan… đó là những nước có số lượng đất cho các khu thải rác bị hạn chế Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt có ý nghĩa quan trọng là giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng, nếu sử dụng công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa cao bảo vệ môi trường ở Việt Nam xử lý rác bằng phương pháp đốt đang được quan tâm triển khai vào thực tế, ứng dụng nhiều cho các cơ sở sản xuất, bệnh viện với quy mô nhỏ, lẻ hoặc đốt tập trung…

Bảng 1.5 Mức độ áp dụng các phương pháp xử lý chất thải rắn tại một số nước

(ngàn tấn/năm)

CHƯƠNG HAI TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI BẰNG

PHƯƠNG PHÁP ĐỐT

2.1 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TRÊN THẾ GIỚI

Ở nhiều nước do quỹ đất hạn hẹp và cần bảo vệ tầng nước ngầm nghiệm ngặt nên lượng chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt chiếm ưu thế: ở Đức trên 60% chất thải nguy hại được đốt, ở Đan Mạch chất thải nguy hại được đốt gần 100% (đốt

cĩ thu hồi năng lượng)

Ở Mỹ lượng chất thải đem đốt chỉ chiếm khoảng 20% tổng lượng chất thải nguy hại Phần lớn chất thải được xử lý bằng phương pháp chơn lấp hoặc đưa xuống các giếng sâu Tuy nhiên với tỷ lệ 20% (tương đương 4.000.000 tấn/năm) tổng lượng chất thải nguy hại ở Mỹ được đem đốt thì cũng đã lớn hơn nhiều so với nhiều nước Châu Âu cộng lại

Bảng 2.1 Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hằng năm tại một

Hà Lan

Na Uy Thụy Điển

Mỹ Tây Đức

300.000 100.000 71.000 380.000 1.000.000 120.000 480.000 200.000.000 30.000.000

7.600.000 5.100.000 4.800.000 55.000.000 15.000.000 4.100.000 8.500.000 225.000.000 62.000.000

(Nguồn: tài liệu tham khảo [10])