Chuong 4 – Cach tiep can 73Nước thải Xử lý nước thải sinh hoạt – đô thị Hiếu khí: bùn hoạt tính, lọc sinh học, mương oxyhóa, SBR, MBR, UNITANK … Bùn hồi lưu Bể hiếu khí Bể lắng 2 Bùn dư
Trang 1Chuong 4 – Cach tiep can 65
Các quá trình ứng dụng trong
kỹ thuật mơi trường
Khí thải
Xử lý bụi
Xử lý sương mù, giọt lỏng
Xử lý tạp chất khí
Xử lý tạp chất hơi
PP khơ
PP ướt PP điện
PP hấp thụ
PP hấp phụ
PP xúc tác
PP nhiệt
PP ngưng tụ
Lắng: trọng lực, quán tính, ly tâm Lọc: vải, sợi, hạt, sứ
Rửa khí:
dùng TB trần, đệm, mâm, va đập, quán tính, ly tâm
Lọc điện:
khơ, ướt
Lưới thu giọt lỏng
Tháp hấp thu:
mâm, đệm, màng, phun
Tháp hấp phụ với lớp vật liệu tĩnh/động /tầng sơi
Thiết bị phản ứng
Lị đốt, đèn khị Thiết bị ngưng tụ Khí thải
Khí thải
Tiêu chí chọn lựa
• Cĩ tính chọn lọc cao
• Tính ăn mịn
• Tính độc hại
• Đặc tính cháy nổ, nguy hiểm cháy nổ
• Tính khĩ bay hơi
• Tính sẵn cĩ, tính thơng dụng
• Chi phí
• Độ nhớt
• Nhiệt dung riêng, nhiệt độ kết tủa, …
Các chất phổ biến
• Nước (H2O)
• Các dung dịch bazo:
NaOH, KOH, Na2CO3,
K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3
• MonoEtanolAmin, … Chất hấp thụ (absorbent)
Khí thải
From: Table 6.1 "Separation Process Principles", J.D
Seader and E.J Henley, p.272
MEA: Monoethanolamine DEA: Diethanolamine DEG: Diethylene-glycol TEG: Tri-ethylene-glycol
Trang 2Chuong 4 – Cach tiep can 69
Khí thải
Các chất phổ biến
Zeolite Than hoạt tính Silica-gel Nhơm hoạt tính Sắt oxit Rây phân tử (carbon hay zeolite) Polyme Khống sét Than bùn
Chất hấp phụ (adsorbent)
Tiêu chí chọn lựa
• Độ chọn lọc cao
• Khả năng hấp phụ cao và nhanh
• Độ bền nhiệt và cơ học, hĩa học
tốt, ổn định
• Khơng cĩ khuynh hướng phát
sinh các p/ứng khơng mong đợi
• Dễ dàng lắp vào (hay tháo ra)
khỏi thiết bị hấp phụ
• Hồn nguyên dễ dàng, đơn giản
• Giá thành thấp
Khí thải
Khí thải
Nước thải
- Sinh hoạt
- Cơng nghiệp
Dây chuyền cơng nghệ xử lý XL
bậc 1
XL bậc 2
XL bậc 3
Khử trùng
- Gạn lọc
- Lắng
- Đơng tụ
- Keo tụ
- Tuyển nổi
- Trung hịa
- Oxy hĩa khử
- Sinh học (VSV hiếu khí / kỵ khí)
- Sinh học
- Hấp phụ
- Keo tụ - lắng
- Lọc
- Clo
- HClO
- Ozone
- UV Nước thải
Trang 3Chuong 4 – Cach tiep can 73
Nước thải
Xử lý nước thải sinh hoạt – đô thị
(Hiếu khí: bùn hoạt tính, lọc sinh học, mương oxyhóa, SBR, MBR, UNITANK …)
Bùn hồi lưu
Bể hiếu khí Bể lắng 2
Bùn dư
SCR
Bể thu gom
Bể điều hịa
ra Nước
thải
Bể lắng 1
Cặn tươi
Bể khử trùng bằng chlorine
Sỏi, cát
Nước thải
Xử lý nước thải chế biến thủy sản
Bùn hồi lưu
Bể hiếu khí
Bể UASB
Bể lắng 2
Bùn dư SCR / LCR
Bùn thải Biogas
Bể thu gom
Bể điều hịa
Bể tuyển nổi
Bể khử trùng bằng chlorine Điều chỉnh pH
Thải ra
Nước thải
Cặn tươi Dầu mỡ
Nước thải
Dịng thải 1
SCR thơ (15-75mm)
Hầm thu gom LCR tinh (1mm)
Lắng ly tâm 1 Lắng ly tâm 2 Lắng vơi
Bể điều hịa
Bể trung hịa Hybrid kỵ khí 1 Hybrid kỵ khí 2
Bể Aerotank
Bể MBR hiếu khí
Bể than hoạt tính
Bể khử trùng Nước đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009, cột A
Vơi
Vơi
Tăng pH
Bể chứa bùn
Bể nén bùn Máy ép bùn băng tải Bùn khơ dạng bánh Clorine
Bùn tuần hồn
Nước tách bùn
Máy
thổi
khí
Sơ đồ cơng nghệ đề xuất
xử lý nước thải nhà máy bioethanol Bình Phước
Acid
Nước thải Bùn thải Hĩa chất Nước tách bùn Cặn lắng Cấp khí Dịng thải 2
Nước mặt
Cặn, ơ nhiễm hữu cơ,
vi sinh …
Nước ngầm
Sắt, mangan, phèn chua …
Lắng Keo tụ, tuyển nổi Lọc
- cát
- siêu lọc (UF, MF, RO)
Hấp phụ (than hoạt tính, zeolit, …)
Khử trùng (UV, ozone, Clo, …)
Nước cấp
Trang 4Chuong 4 – Cach tiep can 77
Nước cấp
Raw
Water
Flash
Mixer Flocculator
Clarifier
Sand Filter Chlorine Contactor
Cl 2 Coagulant Polymer
Clean Water
Công nghệ điển hình xử lý nước mặt
Surface Water
Flash Mixer (Coagulation)
Flocculation Basin
Horizontal Clarifier
Rapid Sand Filter
Portable Water Storage
Disinfection (Cl2)
Anionic Polymer
Alum/Ferric
Công nghệ xử lý nước mặt (TPHCM)
Nước cấp
Ground Water
Well Pump
Water Fall
Aerator
Horizontal Clarifier
Rapid Sand Filter
Portable Water Storage
Disinfection (Cl2)
Ca(OH)2, Cl2 (if needed) Công nghệ xử lý nước ngầm (TPHCM)
Nước cấp
CTR
Pathways which waste can be converted to energy or energy related products
Trang 5Chuong 4 – Cach tiep can 81
Các phương pháp chuẩn bị CTR cho tái chế
Cơ học Nhiệt - cơ Hóa lý Tuyển
Đập
Nghiền
Phân loại,
chọn lọc
Tạo khối Tạo hạt bằng t° cao
Trích ly Hòa tan Kết tinh
Tuyển từ Tuyển nổi Tuyển trọng lực Tuyển điện Rửa Tuyển trong huyền phù, chất lỏng nặng CTR
CTR
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh
CTR
Ủ phân
compost
CTR
Sản xuất biogas
Biogas là hỗn hợp khí
xử lý thế nào để lấy được CH4tinh khiết?
Trang 6Chuong 4 – Cach tiep can 85
CTR
Sản xuất biogas
Boston (Mỹ)
số lượng (lớn)
Tái chế những gì?
mọi thứnếu đảm bảo: chất lượng (sạch sẽ)
“Trong tự nhiên không có gì chỉ thuần túy là rác”
Trong sản xuất, công nghiệp
Cặn dầu Nhựa đường chua – từ CN chế biến dầu mỏ, hóa dầu Bùn xi mạ
Quặng thiêu kết – từ các QT SX từ quặng mỏ Bụi từ cyclon
Bùn trong bể lắng Nước đen (đóng rắn) từ QT SX tôn tráng kẽm Chất thải cảm quang (photoresist) trong SX bo mạch điện tử
…v v …v v …
Đặc tính Đặc chủng từng ngành nghề, công nghệ SX
Có nhiều thành phần quý / hiếm / giá trị cao Việc thu gom, phân tách riêng biệt khá đơn giản Nhiều thành phần khác lại độc hại, khó phân hủy khi thải ra MT
Rất đa dạng nhưng phân tán, khó thu gom ở số lượng lớn Việc phân loại gặp nhiều khó khăn
số lượng (lớn)
Tái chế những gì?
mọi thứnếu đảm bảo: chất lượng (sạch sẽ)
“Trong tự nhiên không có gì chỉ thuần túy là rác”
Trong sinh hoạt
Đối với những loại rác không nằm trong danh mục tái chế thì cũng cần có những quy định về nơi xả thải, cách thức
xả thải
Tái chế những gì?
1 kiểu tờ rơi hướng dẫn phân loại rác tái chế của bang Florida – Mỹ
Danh mục các loại rác cần phân chia và cách thức chuẩn
bị rác thải phụ thuộc chính sách từng thành phố/vùng …
Trang 7Chuong 4 – Cach tiep can 89
Tái chế những gì?
Phân loại ???
Ưu??
Nhược??
!
1 dòng hỗn hợp (single stream)?
nhiều dòng riêng lẻ (multiple stream)?
Thủy tinh nên được thu
gom riêng!!!
Được làm từ cát, thủy tinh, đúng bản chất là không màu; màu sắc khác của thủy tinh
là do sự tham gia của các nguyên tố hóa học có trong nguyên liệu thô
Ví dụ: Thủy tinh màu xanh lá: do Fe, Cu, Cr Thủy tinh xanh dương: do oxide cobalt Thủy tinh màu hổ phách: do Ni, S, C
Màu sắc kính được điều chỉnh thông qua việc chọn lựa cẩn thận nguyên liệu thô
SX kính không màu bằng cách bổ sung một chất tẩy màu làm oxy hóa các chất
hóa học trong cát để loại bỏ các màu sắc
Theo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Khoa học Khảo cổ, nhờ việc phân tích thành
phần bộ đồ ăn bằng thủy tinh của người La Mã cổ đại, người ta khẳng định rằng một khối
lượng lớn thủy tinh đã được tái chế ở Anh trong thế kỷ thứ III và IV sau công nguyên.
Lý do chính xác: thiếu hụt nguyên liệu thủy tinh thô ở các vùng phía bắc của Đế chế
La Mã, không phải để bảo vệ môi trường
Ngày nay - Giảm lượng rác
- Tiết kiệm năng lượng
Môi trường trái đất
Thủy tinh được SX lần đầu tiên ở Ai Cập khoảng
năm 2000 trước công nguyên (hiện còn lưu được
chứng tích), khi đó thủy tinh được sử dụng như là
men màu cho nghề gốm và các mặt hàng khác
Một số thông tin về thủy tinh và tái chế thủy tinh
•Chai lọ, hũ thủy tinh ngày nay nhẹ hơn 40% so với cách đây 20 năm; chúng có thể làm từ 100% TT tái chế mà ko hề giảm chất lượng
•Ước tính có ~ 80% TT được thu hồi để tái chế (Mỹ t/chế ~ 13 triệu chai, hũ TT/ngày)
•1 quy trình tái chế TT điển hình có công suất lên đến 20 tấn TT/giờ
•1 tấn TT tái chế sẽ tiết kiệm được 585 kg cát, 18 kg soda ash, 171 kg đá vôi, 1000 KWh, 40
L dầu; giảm 20% ô nhiễm KK (1100 kg CO2), 50% nước thải
•SX 1 tấn TT từ 100% VL thô sẽ tạo ra 173 kg chất thải Dùng 50% TT tái chế sẽ giảm 75%
•Cần phân loại TT theo màu trước khi tái chế (không màu, xanh lá, xanh dương, nâu) để
đảm bảo chất lượng đồng đều cho SP mới
•Phần lớn ch/trình tái chế chỉ chấp nhận TT từ chai, lọ, hũ, … Các SP khác như ly uống nước, bóng đèn, gương, Pyrex không nằm trong ch/trình TC chung
•Có khoảng 18% chai lọ (glass bottles) phát sinh từ bar, nhà hàng
•TT là nguồn nguyên liệu lớn và chất lượng cao cần phát triển tái chế !!
Trang 8Chuong 4 – Cach tiep can 93
Pháp: năm 2006, có gần 57% rác thủy tinh được tái chế và ngành công nghiệp thủy tinh của
nước này đã gần đạt mục tiêu của châu Âu đặt ra (quy định các nước thành viên phải tái chế
60% rác thủy tinh vào năm 2008)
Năm 2005, tổng lượng rác thủy tinh được thu gom lên đến 1,8 triệu tấn, tăng 2% so với 2004
3 ngăn chứa 3 loại thủy tinh
(theo màu sắc)
Phương tiện thu gom thủy tinh từ
điểm thu ve chai
Mỹ: Tháng 12/2008, các công ty thành viên của Viện bao bì thuỷ tinh Mỹ (Glass Packaging
Institute - GPI) thoả thuận mục tiêu sử dụng tối thiểu 50% thuỷ tinh tái chế trong sản xuất
chai lọ đến năm 2013
GPI dự báo: NL tiết kiệm được do dùng 50% TT tái chế trong tất cả các nhà máy SX bao bì
TT ở Mỹ sẽ đủ cung cấp NL cho hơn 45 000 gđình Mỹ trong 1 năm
Các nhà SX bao bì TT sẽ thúc đẩy sự ủng hộ các biện pháp pháp lý và quy định có tiềm
năng cải thiện hthống tái chế TT, bao gồm phối hợp với các nhà hoạch định chính sách hoàn thiện và XD ch/trình ký quỹ hoàn chi cho chai lọ (state beverage deposit programs)
GPI và các công ty thành viên sẽ tiếp tục khuyến khích và giúp hình thành các luật thúc đẩy các hoạt động thu gom để tái chế bao bì thuỷ tinh (chai, lọ, cốc, chén…) tại các nhà
hàng , khách sạn và các địa điểm sinh hoạt khác
Phát triển các thiết bị nghiền TT vụn c/nghệ mới để nâng cao ch/lượng vụn TT
GPI tổ chức "Ngày tái chế thuỷ tinh" trong tháng 12 mỗi năm và xdựng một địa chỉ
Website tạo sự chú ý cho ng tiêu dùng, để thông tin cho họ hiểu về các lợi ích về s/khoẻ và m/trường khi dùng các SP tái chế Trong website này, mỗi cá nhân có thể định vị các đ/điểm thu gom tái chế tại đphương và sử dụng “Bảng tính cácbon” của GPI để tính xem họ sẽ tiết kiệm được bao nhiêu cacbon (than) khi chai lọ TT của họ được tái chế
Các biện pháp
In 1971 the state of Oregon passed a law requiring buyers of carbonated beverages (such
as beer and soda) to pay five cents per container as a deposit which would be refunded to
anyone who returned the container for recycling
This law has since been copied in nine other states including New York and California
The abbreviations of states with deposit laws are printed on all qualifying bottles and
cans
In states with these container deposit laws, most supermarkets automate the deposit
refund process by providing machines which will count containers as they are inserted and
then print credit vouchers that can be redeemed at the store for the number of containers
returned
Small glass bottles (mostly beer) are broken, one-by-one, inside these deposit refund
machines as the bottles are inserted A large, wheeled hopper (very roughly 1.5m by 1.5m
by 0.5m) inside the machine collects the broken glass until it can be emptied by an
employee
Chương trình ký quỹ hoàn chi TT
Người tiêu dùng thải những chai thuỷ tinh vào trong các thùng tái chế (có hoặc không phân loại theo màu)
Thủy tinh được các phương tiện gom lại và được đưa đến nơi xử lý
Thủy tinh được phân loại theo màu sắc và được rửa để loại
bỏ những chất bẩn
Thủy tinh sau khi được nghiền
và nấu chảy, sẽ được tạo khuôn (thổi thủy tinh) thành những
SP mới như chai, vại; … Các sản phẩm thuỷ tinh đã sẵn sàng được đưa đến các cửa hàng
QUY TRÌNH TÁI CHẾ THỦY TINH
Các SP từ thủy tinh tái chế:
- Chai lọ, hũ, … (chính yếu)
- Sợi thủy tinh (2nd)
- Phần đánh lửa cho diêm và đạn dược
- Làm thành phần trong sơn phản quang bê tông và đường cao tốc
- Gạch gốm, khung hình,…
- Bổ sung cát cho các bãi biển bị hao hụt do xói mòn
Trang 9Chuong 4 – Cach tiep can 97
Ở những nhà máy SX thủy tinh lớn, đa số đều dùng lò bể, nấu liên tục
hạn chế tối đa việc dừng lò bởi khi dừng, lượng thuỷ tinh còn thừa (chiếm ~ 20-30% V lò)
sẽ đông cứng, co lại và phá huỷ lớp gạch chịu lửa xây lò và ảnh hưởng đến kết cấu thành lò
Chi phí xây gạch mới và nh/liệu cung cấp cho quá trình nâng nhiệt của lò đến nhiệt độ nấu
thủy tinh sẽ rất lớn
1số thủy tinh thành phẩm nhưng cũng được đưa vào tái chế (nấu lại) - xảy ra
tại các n/máy thuỷ tinh lớn chẳng may hàng bán không chạy, hàng tồn kho quá
nhiều; nếu tiếp tục SX mới sẽ không có chỗ chứa Biện pháp xử lý là đập vỡ
thành phẩm, đem qua lò nấu lại, m/đích là để duy trì sự hoạt động của lò
Sản phẩm "eluna" của Green Bottle có độ bền cao dùng để là các mặt trang trí, ngói lợp
và lát nền Trông giống như đá hoa, eluna có chất lượng cạnh tranh với đá granít, đá
hoa và có thể thay thế các SP vật liệu tổng hợp, gốm, xi măng, đá
SP của công ty đã được sử dụng tại một số dự án lớn và đã tham gia một số dự án ở Luân Đôn và công trình Kamakura House ở Nhật Bản
Công ty Green Bottle (Luân Đôn) là DNghiệp đầu tiên trong lĩnh vực SX VLXD từ thủy tinh tái chế đã kết hợp thành công ý tưởng sáng tạo với mục tiêu bvệ môi trường
Mục tiêu của DN: tạo ra những SP VLXD đẹp và bền từ 100% thuỷ tinh tái chế
Kết hợp kinh nghiệm về nghệ thuật, khoa học và công nghệ để khám phá những tiềm
năng sáng tạo của các bề mặt thủy tinh tái chế
Tái chế túi Tetra-Pak
Cấu tạo
Gồm 6 lớp với 3 loại vật liệu:
- Giấy bìa: chính yếu (73%);
- Nhôm: ngăn ánh sáng, bảo quản hương vị, chống oxy hóa
trong nhiều tháng mà không cần dùng chất bảo quản hay
ướp lạnh (5%);
- Nhựa tổng hợp: ngăn thấm nước
1 Polyethylene
2 Paper (73 %)
3 Polyethylene
4 Aluminum foil (5%)
5 & 6 Double layer of polyethylene
Tái chế túi Tetra-Pak
Ưu điểm
Here are the top 5 reasons why choosing the environmentally responsible Tetra-Pak is good for the environment and for you
1 Made mainly from paper, a renewable resource
2 Reduces packaging waste by 90%
3 Reduces greenhouse gas emissions by 75%
4 Reduces energy by 50%
5 It tastes good!
Trang 10Chuong 4 – Cach tiep can 101
Tái chế túi Tetra-Pak
Ex: Evaluating three types of wine packaging:
a 1 Litre Tetra Prisma
a 750ml PET bottle
a 750ml glass bottle
The Lifecycle Inventory includes
5 phases of the lifecycle:
1 material production
2 container fabrication
3 transportation to winery
4 distribution
5 post consumer waste
management
1 BTU (British thermal unit) ≈ 1 kJ
Thế giới:
•Sản xuất > 125 tỉ bao bì giấy đựng thức uống/năm;
•Chỉ ~ 16% được thu gom và tái chế tại 123 nhà máy trên 33 quốc gia để tách lấy các thành phần cấu tạo của bao bì;
•Hệ thống thu gom bao bì giấy ước tính gia tăng ~ 40% từ năm 2001 đến 2004
Việt Nam:
Sản xuất > 1 tỉ hộp giấy đựng sữa và các loại nước trái cây/năm;
Chưa đầy 1% được thu gom để tái chế
Tái chế túi Tetra-Pak
Tình hình
Tái chế túi Tetra-Pak
Công nghệ
- Túi/hộp tetra-pak được thu gom đến các nhà máy tái chế giấy
- Cho vào máy nghiền thủy lực (cùng với nước)
- Phần sợi giấy “tan” vào nước, làm thành hỗn hợp đặc sệt
- Phần nhựa và nhôm, hoặc nổi lên bề mặt, hoặc chìm xuống và
được thu hồi để xử lý riêng
- Quy trình khoảng 15 – 30 phút
Tái chế túi Tetra-Pak
Công nghệ
- Phần sợi giấy thu hồi có thể được sử dụng để làm giấy in, túi giấy, giấy lụa, giấy
carton, …
- Hơn một trăm nhà máy giấy trên thế giới tái chế Tetra-pak
- Rất khác nhau về quy mô và loại hình sản xuất
- Nhà máy tái chế tetra-pak thành thùng carton nhiều nhất trong năm 2007 là Papierfabrik Niederauer Muhle - PNM, ở Tây Đức, SX được ~ 100.000 tấn thùng mỗi năm - tương đương 500 triệu túi/hộp nước giải khát Tetra-pak
- Các công ty tái chế tetra-pak lớn khác: Corenso Varkaus (Phần Lan), Klabin Piracicaba (Brazil), và Stora Enso Barcelona (Tây Ban Nha)
- Nhiều nhà máy tái chế Tetra-pak khác có công suất tuy nhỏ hơn nhưng cũng rất thành công