Khoa môi trường –ĐHKHTN luận văn thạc sỹ cao học

Bên cạnh đó, Việt Nam vẫn còn thiếu các quy chuẩn về các chất POPs trong phát thải và chất thải công nghiệp, chưa có hướng dẫn về quan trắc chất ô nhiễm này tại nguồn và môi trường không

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Hoàng Văn Bình

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT

THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Hoàng Văn Bình

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT

THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Đức Nam đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, tôi cũng nhận được sự hỗ trợ

và tạo điều kiện thuận lợi của Ban Quản lý Dự án ―Xây dựng phòng thí nghiệm Dioxin‖ - Tổng cục Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ths.Nguyễn Văn Thường - cán bộ Dự án

―Xây dựng phòng thí nghiệm Dioxin‖, thư ký đề tài ―Nghiên cứu xác định tồn lưu

và lan tỏa của dioxin nguồn gốc từ chất da cam tại Biên Hòa và Đà Nẵng và sự khác biệt đặc trưng của dioxin từ nguồn phát thải khác; đề xuất giải pháp ngăn chặn phơi nhiễm dioxin‖ thuộc Chương trình KHCN-33/11-15, người đã hướng dẫn

tôi thực hiện quy trình lấy mẫu hiện trường và phân tích mẫu khí thải công nghiệp trong phòng thí nghiệm

Tôi xin cảm ơn Chương trình KHCN-33/11-15 đã hỗ trợ kinh phí để tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi Trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giúp đỡ và truyền đạt cho tôi những kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường

Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình đã ủng hộ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày …… tháng… năm 2014

Tác giả

Hoàng Văn Bình

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG……….iii

DANH MỤC HÌNH……… iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT……… v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1.Tổng quan về chất Dioxin 3

1.1.1.Tính chất của Dioxin 3

1.1.2.Độc tính của Dioxin 6

1.1.3.Ảnh hưởng của dioxin đến con người và hệ sinh thái 7

1.2.Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin từ hoạt động công nghiệp 11

1.2.1.Quá trình đốt cháy 11

1.2.2.Quá trình công nghiệp 14

1.2.3.Các nguồn phát thải dioxin 15

1.3.Hiện trạng phát thải dioxin từ ngành công nghiệp đốt chất thải 18

1.3.1.Sự phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải trên thế giới 18

1.3.2.Sự phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải ở Việt Nam 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1.Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1.Lò đốt chất thải IWI1 29

2.1.2 Lò đốt chất thải IWI2 31

2.1.3.Lò đốt chất thải IWI3 33

2.1.3.Lò đốt chất thải IWI4 35

2.2.Phương pháp nghiên cứu 36

2.2.1.Phương pháp lấy mẫu 36

2.2.2.Phương pháp xử lý mẫu 41

2.2.3 Xử lý số liệu 46

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 Kết quả lấy mẫu từ các lò đốt chất thải công nghiệp 47

3.2.Đánh giá sự phát thải dioxin/furan từ bốn lò đốt chất thải công nghiệp 48

3.2.1.Đánh giá hàm lượng dioxin/furan từ bốn lò đốt 48

3.2.2.Đặc trưng của các chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt 52

3.3.Tính toán hệ số phát thải của 4 lò đốt chất thải công nghiệp 59

3.4.So sánh sự phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải Việt Nam với một số quốc gia 61

3.5.Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải công nghiệp 65

3.5.1 Phân loại thành phần chất thải đầu vào và vận hành lò đốt 65

3.5.2.Kiểm soát Dioxin/furan trong quá trình đốt 65

3.5.3.Loại bỏ PCDD/PCDF trong khí thải 67

3.5.4.Áp dụng một số công nghệ lò đốt mới 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số lượng các đồng phân trong nhóm các chất cùng loại PCDD và PCDF 4

Bảng 1.2: Tính chất hóa lý đặc trưng của PCDD/Fs 5

Bảng 1.3: Hệ số đương lượng độc của các PCDD/Fs theo (WHO) và NATO 6

Bảng 1.4: Mức độ dioxin trong thức ăn ở Mỹ 9

Bảng 1.5: Nguồn phát sinh dioxin từ hoạt động sản xuất công nghiệp 16

Bảng 1.6: Nguồn phát thải dioxin vào không khí ở châu Âu năm 1999 17

Bảng 1.7: Tỷ lệ phần trăm dioxin phát thải vào môi trường từ các ngành công nghiệp 18

Bảng 1.8: PCDD/PCDF phát thải từ lò đốt chất thải công nghiệp 24

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI1 29

Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI2 31

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật lò đốt chất thải IWI3 33

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI4 35

Bảng 2.5: Hệ số điểm hút mẫu ống khói có tiết diện ngang tròn 38

Bảng 2.6: hệ số điểm hút mẫu trong ống khói có tiết diện ngang hình vuông hoặc hình chữ nhật 39

Bảng 3.1 : Thông tin kỹ thuật trong quá trình lấy mẫu khí thải 47

Bảng 3.2: Nồng độ 17 chất dioxin/furan từ 4 lò đốt chất thải công nghiệp 48

Bảng 3.3: Thông số tính hệ số phát thải 59

Bảng 3.4: Hệ số phát thải của 4 lò đốt 59

Bảng 3.5: Nồng độ dioxin/furan phát thải ở một số lò đốt ở Châu Á 61

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Công thức cấu tạo chung của các chất đồng loại dioxin/furan 3

Hình 1.2: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt 11

Hình 1.3: Cơ chế hình thành PCDD từ 2,4,6-triclophenol 12

Hình 1.4: Cơ chế hình thành PCDF trong xúc tác cho bay 13

Hình 1.5: Cơ chế hình thành 1,6 và 1,9- PCDD từ 2,6 dichlonat phenol 13

Hình 1.6: Dioxin phát thải vào vào môi trường 16

Hình 1.7: Xu hướng giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải sinh hoạt ở các quốc gia Châu Âu 20

Hình 1.8: Xu thế giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải công nghiệp ở Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 23

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI1 29

Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động của lò đốt chất thải IWI3 34

Hình 2.3: Vị trí mặt phẳng lấy mẫu và mặt cắt tiết diện ngang của ống khói 37

Hình 2.4: Sơ đồ lắp đặt thiết bị cho lấy mẫu khí thải công nghiêp 40

Hình 2.5: Quy trình chiết mẫu khí thải công nghiệp cho PCDD/PCDF 41

Hình 2.6: Quy trình làm sạch mẫu bằng bộ làm sạch Supelco 43

Hình 3.1: Nồng độ dioxin/furan của mẫu khí từ 4 lò đốt chất thải 51

Hình 3.2: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI1 53

Hình 3.3: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI2 55

Hình 3.4: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI3 57

Hình 3.5: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI4 58

Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn hệ số phát thải của 4 lò đốt 60

Hình 3.7: So sánh nồng độ dioxin phát thải ở Việt Nam với một số nước Châu Á 63

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường

CBVMT Cục bảo vệ Môi trường

CTNH Chất thải nguy hại

HRGC Sắc ký khí phân giải cao

HRMS Khối phổ phân giải cao

MSWI Lò đốt chất thải rắn đô thị

POPs Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TEF Hệ số độc tương đương

TEQ Độ độc tương đương

UNEP Chương trình Liên hợp quốc về môi trường

US-EPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ

WHO Tổ chức y tế thế giới

MỞ ĐẦU

Công ước Stockholm được các nước ký kết ngày 22 tháng 5 năm 2001 tại Stockholm và có hiệu lực từ ngày 17 tháng 5 năm 2004 Việt Nam phê chuẩn Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào ngày 22 tháng 7 năm

2002, trở thành thành viên thứ 14 của Công ước Công ước Stockholm ra đời với mục đích bảo vệ sức khoẻ con người và môi trường trước nguy cơ gây ra do các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistent Organic Pollutants gọi tắt là POPs) là các hoá chất độc hại, tồn tại bền vững trong môi trường, có khả năng phát tán rộng, tích lũy sinh học trong các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước ở gần và cả những nơi rất xa nguồn phát thải chúng, gây tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người và môi trường Ban đầu, công ước quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải và tiến tới tiêu hủy hoàn toàn 12 nhóm chất POPs như Aldrin, PCB, DDT, Dioxin, Furan Năm 2009, hội nghị lần thứ tư của công ước Stockholm quyết định bổ sung chín nhóm chất POPs mới như Chlordecone, Hexabromobipheny, Lindane, Pentaclobenzen v.v…

Đánh giá mức độ ảnh hưởng của chất POPs đối với sức khỏe con người và

hệ sinh thái, ngày 10 tháng 8 năm 2006 Thủ tướng chính phủ phê duyệt ―Kế hoạch

quốc gia thực hiện Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy‖

Bản Kế hoạch đưa ra hệ thống các hành động và giải pháp đồng bộ bao gồm chính sách, pháp luật, thể chế, quản lý, công nghệ, tài chính, nâng cao nhận thức, hội nhập quốc tế để từng bước đáp ứng các yêu cầu của Công ước Stockholm và tiến tới loại

bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Bản kế hoạch cũng nhấn mạnh việc thống kê và đánh giá quốc gia về nhóm chất POP phát thải không chủ định từ hoạt động công nghiệp (chủ yếu là Dioxin và Furan) [2]

Dioxin và Furan là nhóm hợp chất phát thải không chủ định từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt, đặc biệt từ quá trình đốt như sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng, gạch, ngói, đồ gốm), ngành luyện kim, sản xuất giấy, nhiệt điện, đốt chất thải, đốt sinh khối và từ hoạt động giao thông vận tải v.v Các nguồn phát sinh này là nguồn gốc của dioxin trong môi trường Với sự phát triển kinh tế với mức độ nhanh, không

tránh khỏi sự hình thành các nguồn phát thải dioxin, furan không chủ định Do có nguồn gốc từ các cơ sở khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau, các nguồn có tiềm năng phát thải dioxin và furan không chủ định rất đa dạng về thành phần, tính chất

và lượng phát thải Hiện nay, Việt Nam có khoảng 2130 nguồn có khả năng phát thải Dioxin, Furan Trong đó, các nhóm sản xuất vật liệu khoáng chiếm 29%, sản xuất kim loại mầu và đen chiếm 25%, sản xuất và sử dụng hóa chất hàng tiêu dùng

chiếm 5,5%, điện năng và đốt nóng 17% và lò thiêu đốt chiếm 9,5% [2]

Bên cạnh đó, Việt Nam vẫn còn thiếu các quy chuẩn về các chất POPs trong phát thải và chất thải công nghiệp, chưa có hướng dẫn về quan trắc chất ô nhiễm này tại nguồn và môi trường không khí xung quanh tại gần các khu công nghiệp, thiếu đánh gia sâu sắc về hiện trạng ô nhiễm dioxin/furan từ các hoạt động công nghiệp Việt Nam đã có quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải y tế (02:2012/BTNMT) trong đó quy định nồng độ của tổng dioxin và furan cho phép là 2,3 ng- TEQ/Nm3 và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải công nghiệp (30: 2012/BTNMT) trong đó quy định nồng độ dioxin và furan cho phép là 1,2 ng-TEQ/Nm3[5,6] Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các quy định về quan trắc thường xuyên dẫn tới thiếu số liệu để phục vụ công tác quản lý, kiểm soát và phòng ngừa ô nhiễm dioxin sinh ra từ hoạt động công nghiệp nói chung và lò đốt chất thải nói riêng

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, trong khuôn khổ luận văn đã thực hiện đề tài:

“Đánh giá sự phát thải không chủ định của chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (U-POPs) từ lò đốt chất thải công nghiệp vào môi trường”

với những mục đích sau:

- Đánh giá sự phát thải dioxin/furan từ một số lò đốt chất thải công

nghiệp

- Tính toán hệ số phát thải

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất

thải công nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về chất Dioxin

1.1.1.Tính chất của Dioxin

U-POP (Unintentionally Persistent Organic Pollutants) là một số loại chất độc gây ô nhiễm môi trường được tạo ra không chủ định trong quá trình sản xuất và các hoạt động dân sinh như Dionxin/furan, Policlobiphenyl (PCB), Hexaclobenzen (HCB) PCBs dạng đồng phẳng được hiểu là các hợp chất tương tự dioxin vì chúng có cùng cơ chế gây nhiễm độc như dioxin Trừ dioxin và furan là các nhóm chất không chủ định sản xuất, các chất còn lại là được sản xuất để được

sử dụng: PCBs được sử dụng trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng, làm chất hóa dẻo, Đại diện tiêu biểu nhất và cũng là độc nhất là nhóm chất Dioxin và Furan thường được hiểu là một nhóm các chất ô nhiễm độc hại bao gồm polychlorinated dibenzo-p-dioxin ( gọi tắt là dioxin) polychlorinated dibenzofuran (gọi tắt là furan) Đây là nhóm chất được tạo ra không chủ định từ quá trình đốt cháy, từ các quá trình công nghiệp

―Dioxin‖ thường được hiểu là gồm hai nhóm chất sau:

- Các đồng loại của dioxin: 75 chất, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử clo chứa trong phân từ, được chia ra tám nhóm đồng phân (isomer)

- Các đồng loại của furan: 135 chất, tương tự như các hợp chất dioxin, nhóm furan cũng được chia ra làm 8 nhóm đồng phân

Không phải tất cả các đồng loại của dioxin và furan đều có tính độc, chỉ có những chất mà trong phân tử của nó có chứa 4 nguyên tử clo ở vị trí 2,3,7,8 thể hiện tính độc

Công thức cấu tạo của các đồng loại của dioxin/furan như sau:

Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) Policlodibenzofuran (PCDF)

Hình 1.1: Công thức cấu tạo chung của các chất đồng loại dioxin/furan

Số lượng các đồng phân và công thức phân tử của các chất dioxin/furan được

đối với TCDD đến 3,8 x10-13 đối với OCDD Trong khi đó hệ octanol/nước có giá trị từ 6,2 đến 8,8 (Log

Kow) và độ hòa tan của dioxin trong nước từ 1,2 x10-4

đến 7,4 x10-8 đối với các đồng phân của dioxin Những thông số về tính chất lý học của PCDD/Fs được thể hiện ở Bảng 1.2 Những tính chất này có ý nghĩa rất lớn đối với sự tồn tại của các hợp chất này trong môi trường và trong cơ thể người Điều này thể hiện ở mức độ hòa tan của dioxin/furan trong nước hay trong các dung môi hữu cơ, cũng như thể hiện đặc tính ưa mỡ

TCDD 8,1 x 10-7 6,4 3,5 x 10-4 1,35 x 10-3PeCDD 7,3 x 10-10 6,6 1,2 x 10-4 1,07 x 10-4HxCDD 5,9 x 10-11 7,3 4,4 x 10-6 1,83 x 10-3HpCDD 3,2 x 10-11 8,0 2,4 x10-6 5,14 x 10-4OCDD 8,3 x 10-13 8,2 7,4 x 10-8 2,76 x 10-4TCDF 2,5 x 10-8 6,2 4,2 x 10-4 6,06 x 10-4PeCDF 2,7 x 10-9 6,4 2,4 x 10-4 2,04 x 10-4HxCDF 2,8 x 10-10 7,0 1,3 x 10-5 5,87 x 10-4HpCDF 9.9 x 10-11 7,9 1,4 x 10-6 5,76 x 10-4OCDF 3,8 x10-12 8,8 1,4 x 10-6 4,04 x 10-5

Đặc tính ưa mỡ (lipophilic) và kỵ nước (hydrophobic) của dioxin/furan liên quan chặt chẽ đến độ bền vững của chúng trong cơ thể sống cũng như trong

tự nhiên và sự phân bố của chúng trong các cơ quan của cơ thể Trong cơ thể, dioxin và các đồng phân được phân bố đến các mô khác nhau, đặc biệt là ở các mô

mỡ và gan do khả năng hòa tan trong lipid của chúng Mô mỡ và có thể gan có khả năng tích lũy dioxin trong nhiều năm trước khi được đào thải khỏi cơ thể Lượng dioxin phân bố trong gan bằng 1/10 so với lượng chất này trong mô mỡ Mô mỡ được coi là vị trí tích lũy chủ yếu của dioxin trong cơ thể Với người Mỹ, nồng độ trung bình của dioxin trong mỡ huyết thanh có thể tới 5,38 ppt (Orban và cộng sự, 1994) Ngoài ra, dioxin còn có trong sữa mẹ (Frust và cộng sự,1994) Nồng độ dioxin trong mẫu sữa của 193 phụ nữ Đức là từ 2,5 -47 ng TEQ/kg mỡ sữa

1.1.1.2.Tính chất hóa học của dioxin

Dioxin rất bền vững, không bị phân huỷ bởi các axít mạnh, kiềm mạnh, các chất oxy hoá mạnh khi không có chất xúc tác ngay ở cả nhiệt độ cao Dioxin không

bị thuỷ phân trong nước ở điều kiện bình thường Ở nhiệt độ cao hơn 750oC các đồng phân của dioxin bị phân hủy nhanh, ở nhiệt độ cao từ 1200oC chúng bị phân hủy hoàn toàn Dioxin phản ứng hóa học thấp ở nhiệt độ bình thường Ở nhiệt độ

240oC, các đồng phân dioxin bị các axit vô cơ có tính oxy hóa mạnh như hỗn hợp

H2SO4 đặc hoặc HNO3 đặc phân hủy hoàn toàn thành những sản phẩm không độc

Các phản ứng phân hủy quang học của dioxin do ánh sáng mặt trời hay áng sáng tử ngoại với sử có mặt của một chất cho proton H+ là con đường phân hủy của dioxin nhanh nhất Trong môi trường đất, nước, không khí các đồng phân dioxin đều có thể bị phân hủy bằng sự quang phân

1.1.2.Độc tính của Dioxin

Trong số 75 hợp chất Dioxin chỉ có 7 hợp chất độc nhất và trong số 135 hợp chất Furan chỉ có 10 chất độc nhất Để đánh giá độc tính của một hỗn hợp có thể chứa nhiều hợp chất Dioxin và Furan khác nhau người ta thường qui đổi theo độ độc của 2,3,7,8-TCDD thông qua hệ số độc tương đương – Toxic Equivalent Factor (TEF) và sau đó tính độ độc tương đương – Toxic Equivalents (TEQ) mà các hệ số qui đổi được trình bày trong Bảng 1.3

Bảng 1.3: Hệ số đương lượng độc của các PCDD/Fs theo (WHO) và NATO

TEF

2005 WHO TEF

TEF

2005 WHO TEF

123789-HxCDD 0,1 0,1

HxCDF 0,1 0,1

123678-

1234678-HpCDD 0,01 0,01

HxCDF 0,1 0,1

123789-OCDD 0,001 0,0003

234678-HxCDF 0,1 0,1

HpCDF 0,01 0,01

1234678-HpCDF 0,01 0,01

1234789-OCDF 0,001 0,0003

Chỉ số TEQ được tính theo công thức :

Trong đó: TEQ: độ độc tương đương

PCDDi và TEFi: nồng độ và hệ số độc của chất i trong đồng loại dioxin PCDFj và TEFj: nồng độ và hệ số độc chất j trong đồng loại furan

1.1.3.Ảnh hưởng của dioxin đến con người và hệ sinh thái

1.1.3.1.Ảnh hưởng của dioxin đến hệ sinh thái

Các nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua đã chỉ ra rằng dioxin có khả năng gây ảnh hưởng sâu sắc đến nhiều loại động thực vật trong môi trường và ảnh hưởng này diễn ra ở nồng độ rất thấp Do tính chất bền vững, dioxin tồn tại rất lâu trong động vật và gây ra sự tích lũy làm gia tăng nồng độ dioxin theo thời gian và khi đến một giá trị nồng độ nhất định dioxin sẽ bắt đầu kìm hãm sự hoạt động bình thường của các cơ quan trong cơ thể sinh vật và gây hai đến sự phát triển của sinh vật

Nhiều nghiên cứu trên các loài động vật bậc cao sinh sống tại các khu bị ô nhiễm của Hồ Lớn (Great Lake, Hoa Kỳ) đã chỉ ra rằng ô nhiễm gây ra bởi dioxin

và các chất tương tự đã làm suy giảm nghiêm trọng số loài chim cũng như số lượng từng loài sống tại khu vực này Thức ăn chủ yếu của các loài chim bắt cá như đại bàng trắng, mòng biển, bồ nông, v v sống tại vùng Hồ Lớn là các loại cá Trước kia, nước thải từ các nhà máy công nghiệp có chứa dioxin và các chất liên quan đổ trực tiếp vào các hồ này Các sinh vật sống dưới nước nhiễm dioxin từ nước và tích lũy tới một giới hạn nhất định trong cơ thể chúng

Đánh giá mức độ ô nhiễm dioxin trong nước hồ Động Đình, Trung Quốc Kết quả phân tích tám mẫu nước hồ bị nhiễm PCDD/Fs do sử dụng natri pentaclophenat từ những năm 1960 đến những năm 1980 cho thấy nồng độ dioxin/furan trong nước nằm trong khoảng từ 36 – 345 pg/l với giá trị trung bình là

191 pg/l Nồng độ dioxin/furan của sáu loài cá trong hồ có giá trị trong khoảng từ 10,1 – 638 pg/g (trọng lượng ướt) [35]

Đồng bằng châu thổ sông Châu, Trung Quốc được biết đến là vùng công nghiệp phát triển bị ô nhiễm bởi dioxin Nồng độ dioxin trong trầm tích bề mặt thu thập ở đây có giá trị nằm trong khoảng từ 0,6 đến 10,2 pg/g Một nghiên cứu khác

về nồng độ dioxin trong cá nước ngọt và cá biển có giá trị từ 0,27 đến 3,8 pg/g (trọng lượng ướt) [56, 59]

Sự phá hủy cảnh quan tự nhiên trong chiến tranh là điều không mới mẻ, nhưng phạm vi của sự phá hủy tự nhiên trong chiến tranh Việt Nam là điều chưa từng xảy ra trong lịch sử con người Thiệt hại đối với môi trường là quá lớn và khắc nghiệt đến mức các nhà khoa học gọi đó là ―hủy diệt sinh thái‖

Quân đội Mỹ đã công phá môi trường trên quy mô rộng lớn và kéo dài trong nhiều năm, một cách đồng bộ đã làm cho nhiều hệ sinh thái tự nhiên với diện tích rộng lớn ở Việt Nam bị phá hủy Trước chiến tranh, rừng miền Nam Việt Nam có diện tích bao phủ là 10,3 triệu ha Trong suốt thời gian chiến tranh, từ năm 1961 tới năm 1971, đã có trên 77 triệu lít chất độc hóa học được sử dụng, hầu hết là chất da cam, trong đó có chứa dioxin (TCDD) với nồng độ độc cao từ 3 – 4 mg/l Diện tích các khu vực bị phun rải chiếm 24% diện tích Nam Việt Nam, 86% lượng chất độc hóa học được trực tiếp rải lên đất rừng, 14% còn lại được rải trực tiếp lên đất nông

nghiệp mà chủ yếu là đất trồng lúa Hơn 2 triệu ha đất rừng đã bị phá hủy bởi sự tấn công của quân đội Mỹ [7]

Theo các chuyên gia môi trường, tác động của chất độc hóa học rất đa dạng, phá hủy trên 150.000 ha rừng ngập mặn và khoảng 130.000 ha rừng tràm của vùng châu thổ sông Mê Kông và hàng trăm nghìn ha đất rừng nội địa Các chất độc hóa học đã được rải từ vĩ tuyến 17 tới tận mũi Cà Mau Rất nhiều loại rừng và tài nguyên thiên nhiên Nam Việt Nam bị tác động [7]

1.1.3.2.Ảnh hưởng của dioxin đến con người

Dioxin có thể xâm nhập vào cơ thể người qua nhiều con đường khác nhau như qua hít thở không khí, nước uống, các loại thực phẩm động thực vật khác nhau, tiếp xúc với đất v.v…Nhưng do đặc tính của dioxin là chất rất bền vững, ái mỡ, hầu như không tan trong nước, áp xuất hơi rất thấp… nên con đường chủ yếu để dioxin xâm nhập vào cơ thể người là thông qua nguồn thực phẩm Theo tính toán khoảng

90 đến 98% lượng dioxin mà người Mỹ bị phơi nhiễm có nguồn gốc từ những loại thực phẩm họ thường ăn [16, 42] Bởi vì dioxin tích lũy trong các mô mỡ, chúng được tìm thấy chủ yếu trong thịt, cá và sữa cho nên khi họ tiêu thụ thực phẩm cũng

là cách dioxin thâm nhập vào cơ thể

Bảng 1.4: Mức độ dioxin trong thức ăn ở Mỹ [41]

Sườn bò bít tết 0,65

Ở Mỹ, nồng độ dioxin trung bình hàng ngày trong mô trong khoảng từ 28

-41 ng TEQ/kg chất béo Một nghiên cứu trên 35 trẻ em được thực hiện ở Hà Lan cho thấy nồng độ dioxin từ 5,7 -123,7 pg TEQ/g mỡ và nồng độ trung bình là 44,7

pg [8]

Các nghiên cứu về dịch tễ học đã khẳng định rằng dioxin có thể gây dị tật bẩm sinh, bất thường về thai sản, ung thư, bệnh lý hệ thống hô hấp, miễn dịch, bệnh

lý di truyền, da, nội tiết, thần kinh Nạn nhân nhiễm chất độc chiến hóa học/dioxin

có thể phát triển nhiều biến đổi sinh học trong cơ thể đặc biệt suy giảm nhiều chức năng sống quan trọng trong cơ thể như miễn dịch, nội tiết, chuyển hóa… Đây là nguy cơ tiềm ẩn phát sinh ra các bệnh hiểm nghèo Dioxin cũng tiềm ẩn nguy cơ gây ra các dị tật bẩm sinh, quái thai, rối loạn sinh sản và thiểu năng trí nhớ ở một bộ phận nạn nhân bị phơi nhiễm với chất độc hóa học/dioxin

Tuyến giáp đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn phát triển não của trẻ sơ sinh Do đó dioxin ảnh hưởng lên chức năng tuyến giáp của trẻ em là vấn đề được thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học Ở châu Âu có hai nghiên cứu chứng minh mối liên quan của việc nhiễm dioxin trong giai đoạn trước sinh và trong thời gian bú mẹ với chức năng tuyến giáp ở trẻ em và thấy có sự thay đổi rõ rệt chức năng tuyến giáp

Về tai biến sinh sản (TBSS): Điều tra của Học viện Quân y trên 445 phụ nữ sống gần vùng ô nhiễm và 261 phụ nữ ở vùng đối chứng, cho thấy tỷ lệ các TBSS

ở nhóm sống gần điểm nóng là 36,16 % (so với vùng đối chứng là 14,44%, P<0,05) Các TBSS ở nhóm phơi nhiễm thường là sảy thai, đẻ nhẹ cân, chửa trứng Về dị tật bẩm sinh (DTBS): Điều tra của Đại học y Hà Nội (2004) cho thấy tần xuất sinh con DTBS ở nhóm nghiên cứu cao gấp 10,3 lần so với nhóm chứng ở Hà Nội (P<0,01) Thậm chí, ở nhóm nghiên phơi nhiễm, có 15,4% số gia đình có cả hai con bị DTBS

Về sự tích lũy dioxin trong cơ thể người, nghiên cứu do Văn phòng 33 và Công ty tư vấn Hatfield (Canada) tiến hành năm 2006, cho thấy sự phơi nhiễm Dioxin vẫn tiếp tục tại một cộng đồng dân cư nhỏ sống dựa vào việc canh tác thủy sản tại một số ao hồ trong sân bay Phân tích dioxin trong mẫu máu của nhóm dân

cư trên cho thấy nồng độ dioxin trung bình là 354 ppt TEQ (quy theo gam mỡ) cao hơn các nhóm sống xa sân bay vài chục lần Kết quả này cho thấy người dân ở đây

bị phơi nhiễm và tích lũy dioxin thông qua việc tiêu thụ thức ăn bị ô nhiễm Bên cạnh đó, tỷ lệ TCDD, loại dioxin độc nhất trong các dioxin, chiếm 90 đến 98%

Điều này xác định dioxin tìm thấy ở sân bay Đà Nẵng và trong máu có nguồn gốc

từ chất diệt cỏ do Mỹ sử dụng trong chiến tranh

1.2.Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin từ hoạt động công nghiệp 1.2.1.Quá trình đốt cháy

Các chất U-POP là những chất đƣợc hình thành một cách không chủ định và

có thể coi là sản phẩm phụ trong một số quá trình hóa học Đặc biệt chúng phổ biến hơn trong các quá trình cháy mà trong đó có sự tham gia của cacbon, oxy, hydro và clo

Trong số các chất U-POP thì Dioxin và Furan là 2 nhóm chất U-POP có tính độc rất cao, cần đặc biệt quan tâm Hai chất này đƣợc hình thành trong quá trình cháy, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dioxin đƣợc hình thành đƣợc hình thành theo một trong ba cơ chế sau:

 (1) Sự phá hủy không hoàn toàn của vật liệu đƣợc đốt nhƣng trong vật liệu này đã có sẵn Dioxin và Furan, nguyên nhân chính là do quá trình đốt không hiệu quả, công nghệ đốt và các hệ thống kiểm soát ô nhiễm trong quá trình vận hành

lò đốt kém;

Hình 1.2: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt

(2 ) PCDD/Fs hình thành từ các chất hóa học có cấu trúc nhân thơm nhƣ chlorobenzen và chlorophenol đƣợc tìm thấy trong nhiên liệu thô (đây đƣợc gọi là

tiền chất hình thành PCDD/Fs) Weber và Hagenmaier chỉ ra rằng phenol với clo ở

vị trí ortho và para-chlorophenol hình thành PCDD/Fs

Một trong những tiền chất quan trọng dẫn đến sự hình thành PCDD/Fs là chlorophenol Đây là hợp chất đơn vòng có chứa một hay nhiều nguyên tử clo liên kết với gốc phenolic Tuppurainen và cộng sự (1998) đã đƣa ra các phản ứng khác nhau cho sự hình thành PCDD và PCDF Các tác giả này cho thấy quá trình hình thành PCDD qua bề mặt xúc tác ghép nối với anion clo phenolat, tiếp theo là ôxy hóa mạch vòng Vai trò chât xúc tác nhƣ là oxy hóa chuyển hóa điện tử dẫn đến ghép nối của hai vòng thơm Dioxin đƣợc hình thành là kết quả phản ứng loại bỏ Cl

và HCl [39] Quá trình này đƣợc minh họa ở Hình 1.3,ví dụ 2,4,6 –triclophenol phản ứng tạo thành 1,3,7,9-TCDD hoặc 1,3,6,8-TCDD

Hình 1.3: Cơ chế hình thành PCDD từ 2,4,6-triclophenol

Hơn nữa, các tác giả này cũng cho rằng phản ứng ở Hình 1.3 không thể hình thành PCDF Các tiền chất nhƣ chlorobenzene và phenoxyphenol tham gia vào quá trình hình thành PCDF Sự hình thành PDDF liên quan đến xúc tác kim loại đặc biệt trong quá trình đốt rác thải đô thị và ở nơi có nhiều Fe và Cu Cơ chế này đƣợc minh họa trong Hình 1.4

Hình 1.4: Cơ chế hình thành PCDF trong xúc tác cho bay

Hình 1.5: Cơ chế hình thành 1,6 và 1,9- PCDD từ 2,6 dichlonat phenol

(3) PCDD/Fs được hình thành từ hợp chất hóa học không liên quan như xenlulozơ, than, polystyren, polyvinyl chlorit với clo vô cơ (PCDD/Fs hình thành nhờ cơ chế tổng hợp de novo) Cơ chế hình thành này có đặc điểm sau:

Tổng hợp dioxin từ vùng có nhiệt độ thấp

Sự tạo thành dioxin từ cacbon trong tro bay Một nghiên cứu khác chỉ ra rằng nhiệt xử lý tro bay của MSWI ở 300oC trong 2h dẫn đến sự gia tăng nồng độ PCDD/Fs [54]

Sự hình thành dioxin phụ thuộc vào các yếu tố như hình thái cacbon; phụ thuộc chất xúc tác: ion Cu2+ có ảnh hưởng mạnh tới sự hình thành dioxin, Fe3+,

Pb2+, Zn2+ có ảnh hưởng rất nhỏ trong khi Sn2+, Fe2+, Mn2+, Cd2+ và kim loại kiềm

thổ không quan sát được ảnh hưởng đến sự hình thành dioxin Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự hình thành PCDD/Fs,nó xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 250 –

450oC.Nồng độ O2 cần thiết cho phản ứng de novo và tốc độ hình thành PCDD/Fs tăng theo nồng độ O2 Các khí thải khác như HCl, Cl2, SO2, CO2, CO và H2 ảnh hưởng không đáng kể tới sự hình thành của PCDD/Fs

Khả năng hình thành dioxin của hỗn hợp quặng thiêu kết bao gồm quặng sắt, than cốc, đá vôi so với tro bay từ lò đốt chất thải rắn đô thị Các kết quả thí nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng hỗn hợp quặng thiệu kết được tâm CuCl2 cho thấy rằng dioxin hình thành phụ thuộc vào nhiệt độ trong phạm vi 300 -550oC, quan sát tối đa ở 300o

C tương đương với tro bay từ MSWI [32]

1.2.2.Quá trình công nghiệp

Bên cạnh đó, Dioxin/Furan còn được phát sinh từ các nguồn sơ cấp, từ các quá trình nhiệt trong các ngành công nghiệp và dân sinh

Sản xuất xi măng là ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng Trung bình để tạo ra 1 tấn clinker (là thành phần chính của xi măng) phải cần đến 3,0 -5,5

GJ (7,2 – 13,2x106KCal) tương đương với nhiệt năng của 100 - 180 kg than Anthracite hoặc 70 – 125 kg dầu nhiên liệu Bên cạnh nhiêu liệu sơ cấp là dầu và than, người ta còn sử dụng nhiêu liệu thứ cấp như các loại mảnh vụn của lốp xe, các loại chất thải dạng rắn hay lỏng, plastic và một số nhiên liệu sinh học như gỗ thải, bùn cống rãnh, mỡ động vật Trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn, với nhiệt

độ và tỷ lệ ôxy thích hợp thì lò nung xi măng khi vận hành với các loại nhiên liệu kể trên chính là một nguồn phát thải Dioxin đáng kể Trong quá trình trên, Dioxin được hình thành với sự có mặt của các chất hữu cơ, tác nhân clo hóa và ở khoảng nhiệt độ từ 200 – 450oC Với loại nhiên liệu là than đá, chúng có thể kết hợp với các hydrocacbon thơm như benzen và phenol có trong thành phần của chúng, từ đó dẫn đến sự hình thành các cấu trúc vòng được clo hóa khi có mặt các tác nhân clo Các cấu trúc clo hóa này có thể thúc đẩy sự hình thành Dioxin trên các bề mặt hoạt động của các hạt cacbon

Trong ngành công nghiệp dệt may thì quá trình phát thải Dioxin tương đối phức tạp vì các loại thuốc nhuộm đa số có chứa các nhóm chức hữu cơ bền vững Trong các công đoạn sản xuất sản phẩm dệt nhuộm, công đoạn tẩy trắng sản phẩm lúc hoàn tất có liên quan đến các hợp chất có chứa Clo Các hợp chất hữu cơ bền và

dễ bay hơi (trong đó chủ yếu là các hợp chất vòng benzen) sẽ được hình thành dưới dạng các hợp chất hòa tan Sau đó cộng với quá trình gia nhiệt (tẩy và nhuộm trong

bề mặt kim loại kín với nhiệt độ từ 100 - 140oC) sẽ hình thành ra các Dioxin và phát tán vào không khí ở dạng hơi Theo các nghiên cứu ở nước ngoài thì nồng độ Dioxin trong các dòng khí này không cao nhưng với số lượng các cơ sở, nhà máy dệt nhuộm trên khắp cả nước thì đây cũng được xem như một nguồn phát thải Dioxin đáng kể

Tương tự như ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Vì trong quy trình sản xuất giấy cũng có công đoạn tẩy trắng và các hóa chất thường dùng cho công đoạn này chính là các hợp chất chlorophenol, đây được xem như là một trong

các tiền chất Dioxin

1.2.3.Các nguồn phát thải dioxin

Sự phát thải dioxin vào môi trường là kết quả do hoạt động công nghiệp của con người Theo các nghiên cứu về trầm tích gần gần các khu công nghiệp của Mỹ thấy rằng nồng độ dioxin rất thấp cho đến năm 1920, những nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng nồng độ dioxin tăng từ những năm 1920 và tiếp tục cho đến năm 1970 [13, 20] Những phát hiện này được giải thích bởi quá trình sản xuất chlorophenol Các hợp chất như PCDD/Fs và dl-PCB thải vào môi trường theo nhiều cách khác nhau với số lượng khác nhau tùy thuộc vào nguồn Nguồn phát thải dioxin vào môi trường được chia làm bốn nhóm theo Hình 1.6

Hình 1.6: Dioxin phát thải vào vào môi trường

Bảng 1.5: Nguồn phát sinh dioxin từ hoạt động sản xuất công nghiệp

Các quá trình chế biến sản

xuất công nghiệp

Đặc điểm công nghệ của quá trình chế biến

Chất gây ô nhiễm bền với nhiệt độ cao

Lò luyện kim, sắt thép Tro bay ra, tuần hoàn PCDD/Fs

Lò nấu chảy quặng đồng PCDD/Fs

Lò chế biến kim loại thứ

cấp để luyện thép, nhôm,

chì, kẽm, đồng, mangan

Đốt cháy dây dẫn điện, cáp kim loại thu hôi, kim loại phế thải

PCDD/Fs, PCB

Sản xuất than cốc và hóa

học carbon

Sử dụng than đá, than bùn, than non PCDD/Fs, PCB, HCB

Lò luyện xi măng

Sử dụng chất thải nguy hại, nguồn nhiêu liệu đốt có chứa nguyên tố halogen độc hại nhƣ: Cl, Br, Cr

PCDD/Fs, PCB, HCB

Chế biến khoáng (gôm sứ,

thủy tinh, gạch, vôi) Quy mô nhỏ, thiếu kiểm soát PCDD/Fs

Đốt rác đô thị, hỏa táng Thiếu kiểm tra ô nhiễm khí PCDD/Fs

thải Đốt chất thải công nghiệp Thiếu trang bị chống ô nhiễm PCDD/Fs

Đốt các chất thải bệnh

viện

Thiếu trang bị kiểm soát ô nhiễm khí thải PCDD/Fs Nhà hỏa táng và lò thiêu

Khí thải động cơ đốt trong Xăng,diesel pha chì PCDD/Fs, PCB

Hỏa hoạn, cháy nhà, cháy

Kim loại màu 136 Cu, Al, Zn Trung bình/thấp

Giao thông 111 Nhiên liệu pha chì, xu

hướng giảm Thấp/thấp

Từ Bảng 1.6 ta có thể thấy được nồng độ dioxin phát từ lò đốt chất thải rắn chiếm 29,05% lượng phát thải, tiếp đến là các nhà máy thiêu kết chiếm 20,37% lượng phát thải Trong khi đó đốt gỗ và đốt rác thải bệnh viện chiếm lần lượt 17,04

% và 14,71 % lượng phát thải Bảo quản gỗ chiếm 6,85% lượng phát thải do trong quá trình bảo quản có sử dụng pentaclophenol để xử lý và các hoạt động đốt cháy cũng chiếm một lượng tương tự với bảo quản gỗ Còn lại là từ kim loại màu và hoạt động giao thông vận tải

Một số nghiên cứu chứng minh rằng dioxin và tiền chất dioxin trong chất thải rắn đô thị khoảng 50 ng I-TEQ/kg [9]

1.3.Hiện trạng phát thải dioxin từ ngành công nghiệp đốt chất thải

1.3.1.Sự phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải trên thế giới

Dioxin là một chất không mong muốn nhưng chúng được hình thành trong các quá trình nhiệt khác nhau UNEP (2003) đã khuyến nghị với các nước châu Á

về 10 nhóm nguồn phát thải và định lượng dioxin để kiểm kê lượng dioxin phát thải

ra môi trường Tuy nguồn phát thải dioxin rất đa dạng như vậy nhưng năm 1998, EPA đã xác định có 5 nguồn phát thải chủ yếu là được thể hiện ở Bảng 1.7

Bảng 1.7: Tỷ lệ phần trăm dioxin phát thải vào môi trường từ các ngành công nghiệp

Sự phát triển của các hoạt động công – nông nghiệp và đời sống hiện đại, lượng rác thải ngày càng lớn, càng có nhiều loại rác hữu cơ chứa clo, khi đốt là nguồn phát thải dioxin Vì vậy, xử lý rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, rác thải công nghiệp đang là vấn đề nhức nhối về môi trường của các quốc gia Hiện nay, các quốc gia đang xử dụng các biện pháp như chôn lấp rác và đốt rác để xử lý rác Tuy nhiên, chôn lấp rác cần diện tích đất sử dụng lớn để tiến hành chôn lấp trong khi quỹ đất để sử dụng cho các hoạt động khác của con người là không nhiều nên biện pháp được áp dụng phổ biến để xử lý rác thải hiện nay trên thế giới là đốt Thành phần của rác thải rất đa dạng và phức tạp nên khi đốt các loại rác này các PCDD và PCDF được hình thành

1.3.1.1.Hoạt động đốt chất thải đô thị

Hiện nay, tốc độ đô thị hóa diễn ra một cách nhanh chóng dẫn tới lượng chất thải rắn sinh hoạt, một trong những sản phẩm phụ của lối sống đô thị đang gia tăng thậm chí còn tăng nhanh hơn tốc độ đô thị hóa Theo báo cáo của Tổ chức ngân hàng thế giới, chất thải sinh hoạt ở các đô thị hiện nay là 1,3 tỷ tấn/ năm tương ứng với 0,64 kg/người/ngày Tuy nhiên, lượng chất thải này đến năm 2025 là 2,2 tỷ tấn/ năm tương ứng với 1,2 kg/người/ngày [43] Với một lượng chất thải sinh hoạt lớn như trên thì không thể có đủ diện tích đất để tiến hành chôn lớp cho nên cần tiến hành đốt để tiêu hủy lượng chất thải này Vì vậy lò đốt chất thải sinh hoạt chính là nguồn lớn nhất để phát thải dioxin

Pháp là một trong những quốc gia của Châu Âu mà hàm lượng dioxin trong

lò đốt chất thải sinh hoạt có xu hướng giảm theo hàng năm Các biện pháp cải tiến

kỹ thuật hệ thống lọc khí của các lò đốt chất thải sinh hoạt đã làm giảm lượng phát thải dioxin Với lượng khí thải thoát ra là 5000 m3/tấn chất thải và thời gian hoạt động của lò đốt là 8000 giờ thì lượng phát thải hàng năm là 435 g I-TEQ/năm đối với năm 1997, 350 g I-TEQ/năm vào năm 1998, 227 g I-TEQ/năm cho năm 1999 Đối với năm 2000, lượng dioxin phát thải trong khoảng 200 g I-TEQ/năm [48] Một nghiên cứu đối với 85 lò đốt chất thải đô thị có thu hồi nhiệt và 39 lò đốt chất thải loại nhỏ tại Pháp chỉ ra rằng hàm lượng dioxin phát thải năm 2008 là 1,2 g I-

TEQ/năm Trong báo cáo này cũng đã nêu rõ nồng độ dioxin trung bình trong khí thải của 85 lò đốt chất thải thu hồi năng lượng là 0,017 ng TEQ/Nm3 và nồng độ trung bình trong khí thải của 39 lò đốt chất thải loại nhỏ là 0,003 ng TEQ/Nm3 [15]

Hình 1.7 thể hiện xu hướng phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải sinh hoạt đô thị ở các nước Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 Qua Hình 1.7 ta có thể thấy được hàm lượng dioxin/furan phát thải ở các quốc gia Châu Âu đều có xu hướng giảm thiểu phát thải, từ 4000 g I-TEQ/năm vào năm 1985 xuống còn 1200 g I-TEQ/năm vào năm 1995 và đến 250 g I-TEQ/ năm vào năm 2005 Như vậy, sau

20 năm hàm lượng dioxin giảm xuống 16 lần Điều này có thể giải thích được là do các nước Châu Âu đã đưa ra các tiêu chuẩn, quy chuẩn về phát thải dioxin/furan cũng như nghiên cứu đưa ra các giải pháp công nghệ để giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải sinh hoạt

Hình 1.7: Xu hướng giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải sinh hoạt ở các quốc gia Châu Âu [49]

Chính sách quản lý chất thải của Cục bảo môi trường Đài Loan đề ra trên 70% lượng rác thải đô thị được xử lý bằng phương pháp đốt trong 21 lò đốt chất thải sinh hoạt với công suất 300 tấn/ngày vào năm 2006 Lượng dioxin phát thải được Cục bảo vệ môi trường Đài Loan tính toán dựa trên hệ số phát thải là 570 ng I-

TEQ/tấn với công suất 21900 tấn/ngày của 21 lò đốt chất thải sinh hoạt công suất lớn và thời gian hoạt động là 300 ngày và cũng giả định rằng mỗi lò đốt chất thải đều đạt tiêu chuẩn 0,1 ng I-TEQ/Nm3 thì hàm lượng dioxin phát thải là 3,75 g I-TEQ/năm vào năm 2000 [19]

Trung Quốc là quốc gia lớn đang phát triển Lượng rác thải sinh hoạt được ước tính 170 triệu tấn vào năm 2006 Hiện chính phủ nước này đang có kế hoạch xây dựng 100 lò đốt chất thải sinh hoạt có quy mô thương mại đến năm 2010 bao gồm 70 lò có sẵn Hầu hết các lò này là được nhập khẩu hoặc sản xuất bằng công nghệ trong nước và được vận hành sau năm 2000 Ngoài ra, có khoảng 20 lò đốt tầng sôi được nung với than đã được đưa vào hoạt động ở Trung Quốc Theo nghiên cứu của Yuwen Ni trên 19 lò đốt chất thải vào năm 2006 cho thấy nồng độ dioxin nồng độ khí của 19 lò này trong khoảng từ 0,042 ng TEQ/Nm3

đến 2,461 ng TEQ/Nm3 với giá trị trung bình là 0,423 ng TEQ/Nm3, 16 lò dưới tiêu chuẩn của cục bảo vệ môi trường Trung Quốc là 1 ng I-TEQ/Nm3 trong khi chỉ có 6 lò dưới tiêu chuẩn châu Âu là 0,1 ng –TEQ/Nm3 Hệ số phát thải của 19 lò từ 0,169 µg TEQ/tấn đến 10,72 µg TEQ/tấn với giá trị trung bình 1,728 µg TEQ/tấn và tổng lượng dioxin phát thải vào không khí năm 2006 là 19,64 g I-TEQ/năm [58]

1.3.1.2.Hoạt động đốt chất thải y tế

Bên cạnh, hoạt động đốt chất thải sinh hoạt thì hoạt động đốt chất thải y tế cũng là nguồn phát thải dioxin rất lớn Vào cuối năm 1980, lò đốt chất thải y tế đầu tiên của châu Âu buộc phải đóng cửa do nồng độ dioxin phát thải cao và đạt ngưỡng vài trăm ng I-TEQ/Nm3 [17] Năm 1985, tại châu Âu có từ 1000 đến 2000 lò đốt chất thải y tế đang hoạt động Chương trình kiểm kê về kiểm kê phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải bệnh viện của 17 nước Tây Âu từ năm 1985 đến năm 2005 cho thấy hàm lượng dioxin phát thải từ hoạt động này vào năm 1985 là 2000 g TEQ/năm đến năm 2005 hàm lượng dioxin giảm xuống còn 161 g TEQ/năm [49] Tuy nhiên, hàm lượng dioxin từ hoạt động đốt chất thải y tế vẫn còn khá cao so với các nguồn khác (hoạt động đốt rác thải công nghiệp và các nguồn công nghiệp khác) [49] Nghiên cứu của Chen về hoạt động kiểm kê phát thải dioxin trên 18 lò

đốt chất thải y tế vào năm 2000 ở Đài Loan đã chỉ ra hệ số phát thải là 37,4µg/ tấn chất thải và tổng lượng dioxin phát thải là 0,26 g TEQ/năm và chiếm 0,39% về thành phần phát thải từ các nguồn công nghiệp và đốt rác [19]

Chương trình kiểm kê phát thải dioxin của cục bảo vệ môi trường Mỹ năm

1994 đã chỉ ra lò đốt chất thải y tế là nguồn phát thải dioxin lớn nhất ở Mỹ Theo ước tính có khoảng từ 2200 đến 6700 lò đốt chất thải y tế ở Mỹ Tổng nồng độ dioxin từ các lò đốt chất thải y tế này trong khoảng từ 1600 đến 16000 g TEQ/năm với giá trị trung bình là 5100 g TEQ/năm Bên cạnh đó, lò đốt chất thải phát thải vào môi trường với khối lượng không được xác định từ các nguồn tro, xỉ và nước thải Lò đốt chất thải này chiếm 45% lượng khí thải dioxin từ các nguồn xác định

và khoảng một phần tư thông lượng PCDD/PCDF đi vào môi trường Mỹ (25000 g TEQ/năm) Một nghiên cứu cho thấy dioxin từ lò đốt chất thải y tế là nguồn lắng đọng nhiều nhất ở Hồ Lớn (Great Lake), một nghiên cứu khác cũng chỉ ra lò đốt chât thải y tế chỉ đứng sau lò đốt chất thải sinh hoạt về phát thải dioxin ở Mỹ [29] Tuy nhiên, dù lò đốt chất thải y tế dù là nguồn lớn nhất hay là một nguồn chính thì chúng đều là thách thức đối với môi trường và sức khỏe con người, điều này bắt buộc các chuyên gia và các nhà quản lý tìm cách cải tiến công nghệ cũng như đưa

ra các tiêu chuẩn để giảm phát thải dioxin từ nguồn này

Bên cạnh đó, nghiên cứu của Oh về phát thải dioxin từ các nguồn đốt chất thải ở Hàn Quốc cho thấy cho thấy nồng độ dioxin trong lò đốt chất thải y tế là 5,86

ng I-TEQ/Nm3 và tổng lượng PCDD/Fs là 132 ng/Nm3 [28] Trong báo cáo của bộ môi trường Hàn Quốc (2003) cho thấy 52,7% lượng chất thải y tế được xử lý bằng phương pháp đốt Một nghiên cứu khác tại Hàn Quốc cho thấy nồng độ dioxin trung bình phát thải từ lò đốt chất thải y tế là 9,23 ng-TEQ/Nm3

vào năm 2003 và 6,85 ng-TEQ/Nm3 vào năm 2004 [57] Các nghiên cứu sâu hơn được tiến hành để xác định xem các lò đốt chất thải y tế có khả năng tuân theo tiêu chuẩn mới về dioxin có hiệu lực từ năm 2006 [57]

Trung Quốc là một nước đang phát triển Mỗi năm nước tạo ra một lượng lớn chất thải y tế mỗi năm Lượng chất thải y tế năm 2002 là 650000 tấn và đến

năm 2010 là 680000 tấn Theo quy định của cục bảo vệ môi trường Trung Quốc chất thải bệnh viện không được phép xử lý trong các bãi chôn lấp từ năm 2002 Đã

có 77015 tấn chất thải y tế được được đem đi đốt vào năm 2006 và chỉ chiếm 11,6

% lượng chất thải được đốt Trong 14 lò đốt chất thải y tế được Hongcai Gao công

bố vào năm 2009 chỉ ra lượng dioxin phát thải trong khoảng từ 0,08 đến 31,6 ng TEQ/Nm3 Trong đó có 9 lò đốt có mức phát thải dưới tiêu chuẩn của Trung Quốc

I-là 0,5 ng TEQ/Nm3

và hai lò dưới có mức phát thải dưới tiêu chuẩn Châu Âu Cũng theo báo cáo này đã chỉ ra hệ số phát thải trong khoảng từ 0,78 µg I-TEQ/tấn đến 473,97 µg I-TEQ/tấn và tổng lượng dioxin phát thải vào không khí năm 2006 là 4,87 g I-TEQ/năm do hoạt động đốt chất thải y tế [27]

1.3.1.3.Hoạt động đốt chất thải công nghiệp

Hoạt động đốt chất thải công nghiệp chủ yếu là chất thải công nghiệp nguy hại như dung môi, hóa chất, các chất hữu cơ… Tuy nhiên chưa có nhiều dữ liệu lò

đốt nói về hoạt động đốt chất thải này

Hình 1.8: Xu thế giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải công nghiệp ở Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 [49]

Báo cáo về phát thải dioxin ở các nước châu Âu cho ta thấy việc phát thải dioxin từ đốt chất thải nguy hại giảm đáng kể Mức phát thải dioxin cao nhất vào

năm 1985 là 300 g I-TEQ/năm, đến năm 1995 còn dưới 200 g I-TEQ năm và đến năm 2005 nồng độ dioxin giảm xuống còn dưới 50 g I-TEQ/năm Kết quả này được thể hiện qua Hình 1.8 [49]

Tại châu Âu, các lò đốt chất thải công nghiệp có lò quay để đốt chất thải công nghiệp được tốt nhất Do đó, lượng khí thải tương đối thấp Tại Bavaria-Đức, khí thải được công bố từ lò đốt chất thải công nghiệp từ 0,8 đến 6,9 ng I-TEQ/m3 Trung tâm châu Âu về độc học sinh thái và độc chất hóa học đã báo cáo một cách tổng quan về lò đốt chất thải công nghiệp [26]

Bảng 1.8: PCDD/PCDF phát thải từ lò đốt chất thải công nghiệp [26]

Nybord, Đan Mạch 1974 5,8 1987

Ebenhausen, Đức 1975 5,8

6,9-5,8

1989

1990

Biebesheim, Đức 1976

0,370,450,5-1

Không có PCBs Thêm 100 kg PCBs Không có PCBs

bộ lọc khí ống khói mới

Fawley, Anh 1990 0,06-0,15 Hoạt động bình

thường

PCDM: Polychlorodiphenylmethane

Một nghiên cứu về lò đốt chất thải công nghiệp ở Đài Loan cho thấy nồng

độ dioxin từ lò đốt chất thải có công suất 70 tấn/ ngày là 18,7 µg/ tấn chất thải và tổng lượng phát thải là 0,39 g I-TEQ/năm [19] Một nghiên cứu khác của Oh về lò đốt chất thải công nghiệp Hàn Quốc chỉ ra nồng độ dioxin trong khí thải là 0,03 ng I-TEQ/Nm3 và tổng lượng dioxin/furan là 1,51 ng/Nm3 [28]

1.3.2.Sự phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải ở Việt Nam

Trong những năm qua, cùng với xu thế mở cửa và hội nhập kinh tế quốc tế, tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa ở Việt Nam diễn ra mạnh mẽ, với sự hình thành, phát triển của nhiều ngành nghề sản xuất, sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng hàng hóa, nguyên vật liệu, năng lượng đã trở thành động lực thúc đẩy phát triển kinh tế-

xã hội của đất nước Tuy nhiên, song song với quá trình này là việc gia tăng nhanh chóng về chất thải ra môi trường, đặc biệt là chất thải rắn (chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, nông nghiệp, chất thải y tế, chất thải độc hại )

Hàng năm có khoảng 15 triệu tấn chất thải rắn trong cả nước và theo dự báo thì tổng lượng chất thải rắn phát sinh trong cả nước vẫn tiếp tục tăng Các vùng đô thị, với số dân chiếm khoảng 24% dân số cả nước, phát sinh mỗi năm xấp xỉ 60% tổng lượng chất thải sinh hoạt của cả nước [1]

Thực trạng chất thải phát sinh ở các khu đô thị, khu công nghiệp và

cả ở vùng nông thôn ngày càng gia tăng và phức tạp, lượng phát sinh trung bình khoảng 10%/năm Theo nguồn gốc phát sinh, khoảng 46% chất thải rắn từ đô thị,

17% từ sản xuất công nghiệp, còn lại là từ nông thôn, làng nghề và ngành Y tế

Dự báo, đến năm 2015, tỷ trọng này sẽ còn tiếp tục tăng lên tương ứng: 51% và 22%; lượng chất thải nguy hại chiếm 18-25% lượng chất thải rắn phát sinh tại mỗi khu vực [1]

Với lượng chất thải phát sinh đòi hỏi cần có biện pháp xử lý một cách triệt để

và hiệu quả trong khi các bãi chôn lấp chất thải không đáp ứng đủ nhu cầu do khối lượng chất thải tăng lên mỗi ngày và không đủ quỹ đất để xây dựng mới các bãi chôn lấp chất thải một cách an toàn và hiệu quả Vì vậy, các lò đốt chất thải được xây dựng và đưa vào vận hành mới mục đích giảm thiểu thể tích, tiêu hủy tính nhiễm khuẩn, nguy hại và thu hồi năng lượng từ chất thải

Hiện nay, số lượng lò đốt được sử dụng ở Việt Nam khá nhiều, đa dạng về nguồn gốc, công suất đốt và khả năng xử lý khí thải Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa

có đủ số liệu thống kê đầy đủ về số lượng, nơi sử dụng, đặc tính kỹ thuật… Việc xử

lý chất thải bằng phương pháp đốt được quan tâm nhiều hơn cho nên khí thải phát sinh từ các lò đốt này càng được chú trọng Có ba phương pháp để phân chia lò đốt

đó là : Lò đốt chất thải y tế, Lò đốt chất thải công nghiệp và lò đốt chất thải sinh hoạt

Lò đốt chất thải y tế: Ở Việt Nam, lò đốt chất thải y tế chủ yếu được nhập ngoại và sản xuất trong nước Các lò đốt này thường có công suất dưới 200 kg/giờ Các lò đốt được sản xuất trong nước như lò đốt của Công ty Thái Sơn, lò đốt VHI của Viện Hóa học nay là Viện Công nghệ môi trường; lò đốt được nhập khẩu chủ yếu của Tập đoàn Chuwar, Nhật

Lò đốt chất thải sinh hoạt: chủ yếu là các lò đốt có công suất dưới 100 kg/giờ được lắp đặt tại các địa phương Những lò đốt này tự sáng chế trong nước hay nhập khẩu từ nước ngoài

Lò đốt chất thải công nghiệp: thường là loại được sản xuất trong nước bao gồm các dòng sản phẩm lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại CEETIA, URENCO, STEPRO

Bên cạnh những ưu điểm do lò đốt mang lại thì có một sản phẩm không mong muốn được tạo từ hoạt động đốt chất thải tạo ra Đó là phát thải dioxin từ quá trình thiêu kết do nhiệt độ cao hiệu suất cháy của nhiên liệu (dầu DO) và chất thải thường không đạt được đến 100%, nên sẽ tồn tại các chất oxit kim loại CuO, Fe2O3,

Al2O3, các kim loại nặng Cd, Hg, Pb trên muội cacbon Khói thải chứa các thành phần này chính là điều kiện cần thiết cho sự hình thành các chất dioxin/furan Dioxin/furan sẽ được hình thành ngay trên bề mặt của các hạt muội cacbon có chứa các xúc tác oxit kim loại ở nhiệt độ thích hợp (200-450oC) Thực tế cũng cho thấy, các hoạt động đốt chất thải công nghiệp nguy hại sinh ra một lượng đáng kể dioxin/furan

Gần đây, phát thải dioxin/furan vào không khí tại Việt Nam được nghiên cứu

và báo cáo từ ngành luyện thép và ngành xi măng do Tổng cục môi trường thực hiện Trong một nghiên cứu đối với ngành thép và ngành xi măng đã chỉ ra tổng nồng độ dioxin/furan phát thải từ các lò luyện thép từ 0,234 đến 0,577 ng/Nm3 và nồng độ dioxin theo TEQ 0,048 đến 0,166 ng –TEQ/Nm3 Ngành xi măng cho thấy tổng nồng độ dioxin/furan phát thải nằm trong khoảng từ 0,28 đến 5,32 ng/Nm3 và nồng độ dioxin theo TEQ nằm trong khoảng 0,033 đến 0,837 ng-TEQ/Nm3 [39] Bên cạnh đó, Việt Nam còn thiếu các quy chuẩn về phát thải dioxin/furan trong công nghiệp, chưa có hướng dẫn và quy định về việc quan trắc chất ô nhiễm này tại nguồn và môi trường gần các khu công nghiệp, còn thiếu những đánh giá về hiện trạng ô nhiễm dioxin từ các hoạt động công nghiệp Vào năm 2012, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất thải y tế (QCVN 02:2012/BTNMT) thay thế cho (QCVN 02:2008/BTNMT) trong đó quy định nồng độ cho phép của dioxin/furan trong khí thải là 2,3 ng-TEQ/Nm3 Đốt với lò đốt chất thải công nghiệp, năm 2010, Việt Nam đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất thải công nghiệp (QCVN 30:2010/BTNMT) Quy chuẩn này quy định giá trị tối đa cho phép các thông số ô nhiễm trong khí thải lò đốt chất thải công nghiệp và một số yêu cầu cơ bản liên quan đến bảo vệ môi trường trong thiết kế và vận hành lò đốt Trong đó, quy định

giá trị tối đa cho phép của thông số dioxin/furan là 0,6 ng TEQ/Nm3

.Tuy nhiên, đến năm 2012, Bộ tài nguyên và môi trường lại ban hành quy chuẩn kỹ thuật mới (QCVN 30:2012/BTNMT) về lò đốt chất thải công nghiệp có quy định giá trị tối đa cho phép đối với lò đốt dưới 300 kg/ giờ là 2,3 ng TEQ/Nm3

được áp dụng đến hết năm 2014 và 1,2 ng TEQ/Nm3 được áp dụng từ năm 2015; đối với lò đốt trên 300 kg/ giờ giá trị tối đa cho phép là 1,2 ng TEQ/Nm3 được áp dụng đến hết năm 2014

và 0,6 ng TEQ/Nm3 được áp dụng từ năm 2015 Tuy nhiên, Việt Nam vẫn còn thiếu các số liệu thống kê về các loại hình lò đốt chất thải và số liệu quan trắc dioxin từ hoạt động đốt chất thải dẫn tới những bất cập trong công tác quản lý, kiểm soát và phòng ngừa ô nhiễm dioxin từ hoạt động công nghiệp đặc biệt là hoạt động đốt chất thải từ các lò đốt chất thải

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu được trình bày trong luận văn gồm 4 lò đốt chất thải

có công suất lần lượt là 500 kg/giờ; 2 lò đốt có công suất 200 kg/giờ và một lò đốt

có công suất là 1000 kg/giờ Đây là bốn lò đốt đặc trưng tại Việt Nam về công suất thiết kế cũng như hệ thống xử lý khí bằng phương pháp lọc kiểu ướt Bên cạnh đó, còn một lý do nữa đó là bốn lò đốt chất thải này đều sử dụng dầu để đốt

2.1.1.Lò đốt chất thải IWI1

Lò đốt chất thải IWI1 được thiết kế với công suất 500 kg/ giờ, nhưng trong thực tế lò chỉ hoạt động với khoảng 75 % so với công suất thiết kế và chu trình hoạt động của lò là liên tục Lò đốt chất thải IWI1 được mô tả ở Hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI1

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI1

Công suất đốt 500 kg/h

Thời gian vận hành 24/24h

Nguồn gốc Sản xuất trong nước

Buồng đốt: 2 buồng đốt

Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 800 – 900oC

Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1000- 1200oC, ,thời gian lưu khí trên 2 giây Cấp chất thải Nạp thủ công theo mẻ

Hệ thống xử lý khí thải

Hệ thống giải nhiệt Bao gồm hệ thống giải nhiệt nước và giả nhiệt khí có tác

dụng làm giảm nhiệt độ khí thải xuống 400oC

Hệ thống hấp thụ - rửa

khí

Bao gồm 1 tháp rửa rỗng và 1 tháp đệm có tác dụng xử lý bụi, hơi axit v.v… và làm giảm nhiệt độ khí thải xuống còn từ 80 -100o

C

Nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI1

Chất thải sau khi đươ ̣c phân loa ̣i, phối trô ̣n được nạp thủ công vào lò đốt chất thải 02 cấp Lò đốt này sử dụng nhiên liệu là dầu DO, toàn bộ lượng chất thải được đốt cháy tại buồng sơ cấp trong môi trường khí dư ở nhiệt độ 800 – 900oC

Lượng khí sinh ra ở buồng sơ cấp được đốt tại buồng thứ cấp Để phân huỷ hoàn toàn các sản phẩm còn lại trong khí thải, nhiệt độ buồng đốt thứ cấp được trong khoảng 1000 - 1200oC, thời gian lưu khí >2 giây, nhờ hệ thống phun nhiên liệu, lượng khí này sẽ bị đốt cháy triệt để Khí thải từ buồng đốt thứ cấp được dẫn tới hệ thống giải nhiệt

Hệ thống giải nhiệt bao gồm: giải nhiệt nước và giải nhiệt khí Giải nhiệt nước có cấu tạo dạng ống xoắn ruột gà trao đổi nhiệt bằng phương thức gián tiếp: nước giải nhiệt đi bên trong ống sẽ trao đổi nhiệt với khí thải đi bên ngoài ống Khí thải đi qua giải nhiệt nước tiếp tục được hạ nhiệt độ nhờ hệ thống giải nhiệt khí (dùng không khí tươi ngoài trời để làm mát khí lò) Khí lò sau khi đi qua hệ thống này nhiệt độ chỉ còn < 400oC được đưa đến hệ thống hấp thụ, rửa khói

Hệ thống hấp thụ - rửa khí bao gồm 01 tháp rửa rỗng và 01 tháp đệm Hệ thống này hoạt động trên nguyên lý hấp thụ ngược chiều Khí thải từ dưới đi lên dung dịch hoá chất từ trên đi xuống và được phun ở dạng sương mù Quá trình hấp thụ xảy ra ngay tại pha lỏng và trên bề mặt vật liệu đệm Trong khoảng thời gian đó, bụi được dính ướt và lắng xuống đáy xyclo Những khí độc hại gây ô nhiễm môi trường như hơi Axit HCl, HF, NOx và các loại Ôxit axit khác sẽ được trung hoà bằng dung dịch hoá chất

Khí thải sau khi qua công đoạn hấp thụ - rửa khói, đã được loại bỏ các loại khí độc và nhiệt độ của khí thải chỉ còn ở mức 80-100oC sẽ được thải ra ngoài môi

trường qua ống khói có độ cao 30m Khí thải ra ngoài môi trường sẽ có nhiệt độ dưới 60oC

2.1.2 Lò đốt chất thải IWI2

Các thông số của lò đốt được thể hiện ở Bảng 2.2

Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI2

Cấu tạo buồng Làm bằng vật liệu bằng thép dày từ 5 đến 15 mm

- Buông đốt sơ cấp bao bọc bằng gạch chịu nhiệt có hàm lượng nhôm cao và gạch cách ly để đảm bảo nhiệt thoát ra bên ngoài là tối thiểu

- Buồng đốt thứ cấp được lót vật liệu cách nhiệt dày 270mm

Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 750 – 850oC, 2 đầu đốt

Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1100oC, 1 đầu đốt ,thời gian lưu khí 2s

Cấp chất thải Nạp thủ công theo mẻ

Hệ thống xử lý khí thải

Thiết bị trao đổi nhiệt Bộ trao đổi nhiệt khói/ nước giảm nhiệt độ xuống 600oC

Bộ trao đổi nhiệt khói/ không khí giảm nhiệt độ xuống

250oC

Buồng đốt sơ cấp: Quá trình đốt cháy sẽ tạo ra khí CO, không có CO2 Đây

là sự thuận lợi cho quá trình đốt thứ cấp bởi vì CO dễ cháy và nó sẽ tự đốt cháy hoàn toàn mà không cần tác động nào, ngoại trừ sự nung sơ bộ hoặc lúc bắt đầu, hoặc chất thải có nhiệt trị thấp xuống đến 2000 kcal/kg.Việc thiếu khí trong giai đoạn này cho phép tiếp nhận chất thải không đồng nhất về nhiệt trị (1000 đến 4000

kcal/kg) không có sự rủi ro của quá tải nhiệt, thiết bị thu hồi nhiệt và hệ thống xử lý khí thải Điều này tạo nên sự an toàn cho việc xử lý chất thải mà có nhiệt trị thay đổi, cho phép nạp chất thải cồng kềnh mà không cần phân loại hay trộn

Buồng đốt thứ cấp: Buồng đốt thứ cấp dùng để đốt khí cháy phát sinh từ

buồng đốt sơ cấp ở nhiệt độ cao Thành phần CO cao trong khí cháy cho phép đốt cháy nhờ quá trình cấp không khí với đầu đốt trang bị tại buồng đốt thứ cấp Buồng đốt xử lý khí thải trong vòng 2 giây ở 1100°C Dạng buồng đốt hình trụ đứng kết

hợp với gió xoáy, giúp bảo đảm xử lý hiệu quả hydrocarbon Điều này góp phần

hạn chế lượng bồ hóng và lượng chất thải cần được xử lý trong thiết bị xử lý bụi

Thiết bị lọc khí: Khí thải thoát ra từ lò đốt thứ cấp chứa các chất gây ô nhiễm như hợp chất hữu cơ và vô cơ, các hạt rắn Các chất gây ô nhiễm sẽ vào thiết bị lọc khí và sử dụng một lượng nhỏ dung dịch làm sạch nhằm : hòa tan các chất gây ô nhiễm, tạo phản ứng hóa học, keo tụ hạt rắn, làm tăng sự khuyết tán chất gây ô nhiễm từ pha khí vào pha lỏng trong quá trình động lực học, tạo chuyển động hỗn loạn Thiết bị gồm có: thiết bị xử lý khí hình nón, dụng cụ ngưng tụ tốc độ cao, ngăn thù hồi bụi khí thải,

Khí thải được xử lý theo quy trình sau:

Nước tẩy rửa khí, chứa đựng những chất gây ô nhiễm, sau đó những chất thải này rời khỏi phần thấp hơn của máy lọc khí và được mang tới một bể lắng Vai trò của bể lắng này là tách những chất lỏng và chất rắn bằng hiệu ứng trọng lượng, bể