bài giảng: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI ppt

Quá trình hấp thụ Cơ chế quá trình có thể chia thành 3 bước: + Khuêch tán các phân tử trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hap thu.. Nguyên lý > Tách các chất bẩn hoà tan ra >>

CHUONG 6:

CÁC PHƯƠNG PHÁP XU’ LY

CHAT THAI NGUY HAI

AP

CAC PHUONG PHAP XU LY CTNH

Phuong phap hoa hoc va hoa ly

Phuong phap sinh hoc

Phuong phap nhiét

Phương pháp 6n định hóa răn

Chôn lấp chất thải nguy hai

A Phương pháp hoá học và hoá lý

PP HẤP THỤ

¢ Khái niệm: Hấp thu — chat Iléng vao

la qua trinh xay ra

khi một cấu tử của

pha khí khuếch tán

vào pha long do su

tiếp xúc giữa hai

pha khí va long

Chất lỏng ra

- Thue tế có 2 phướng án tiễn hành QT hấp thụ:

Hap thu đăng nhiệt: Tiến hành với sự giải nhiệt pha lỏng nhờ thiệt bị làm nguội

hấp thụ đoạn nhiệt: không trao đôi nhiệt với môi trường bên

ngoài, không giai nhiét sinh ra.

Quá trình hấp thụ

Cơ chế quá trình có thể chia thành 3 bước:

+ Khuêch tán các phân tử trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hap thu phu thuộc vào cả 2 hiện tượng khuếch tán:

°- Khuếch tán rồi: (làm nông độ phân tử đều đặn trong khối khí)

© Khuéch tan phân tứ: (làm cho phân tử khí chuyển đoọng về lớp đệm)

+ Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bê mặt của chất hập thụ

+ Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bê mặt ngăn cách vào sâu trong lòng chất lỏng hấp thụ

* Qua trinh hap thu phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ

va chat bi hap thu trong pha khi

Nguyên tắc sử dụng chất hấp thụ

Có đủ kha nang hap thu cao

Có tính chon lọc cao theo quan hệ với thành phần cân được tách

ra

Có thể có tính bốc hơi nhỏ

Có những tính chất động học tốt

Có khả năng hòan nguyên tốt

Có tính ôn định nhiệt hóa học

Không có tác động ăn mòn nhiêu đến thiết bị

Có giá thành rẻ và dễ kiếm trong sản xuất công nghiệp

Xử lý hơi khí thải bằng pp hấp thụ

- Xử lý Brom và các hợp chất của nó

- Xu ly COx

PP CHƯNG CẤT

% Chưng cất > dùng nhiệt > tách một hỗn hợp lỏng ra > các cấu

tử riêng biệt (dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong

PP CHƯNG CẤT

+» Chưng cất phân đoạn: >> có được một độ tinh khiết cao của phần

cất hay để chưng cất nhiều chất khác nhau từ một hỗn hợp

+ nhiệt độ sôi gân nhau chưng cất dưới áp suất thấp hơn > cải thiện bước tách (nhiệt độ sôi sẽ nằm xa nhau hơn)

s*» Chưng cất lôi cuốn: > các chất lỏng cần phải tách hòa tan với nhau

(dd côn và nước)

+ Nếu hỗn hợp là của những chất không hòa tan vào nhau, (

nước và dầu) > tách các chất lỏng bằng cach lang va gan di.

Nhiệt lượng sử dụng cho việc chưng cất

> Xác định bởi:

+ nông độ chât bân trong nước

+ lượng nhiệt trong hơi ra khỏi tháp

+ lượng nhiệt trong nước thải trước và sau khi xử lý

lượng nhiệt trong hơi ra khỏi tháp

Luong nhiét chỉ phí => lượng nhiệt cần đun nóng nước thải từ nhiệt

độ ở phân trên tháp tới nhiệt độ nước thải sau

khi xử lý ra khỏi tháp

\

+ Nhiệt độ phân trên của tháp: 96-99°C

+ Nhiệt độ nước sau xử lý ra khoi thap: 101-102 °C

+ Nhiệt độ ở thiết bị trao đôi nhiệt: 95-98 °C

TRÍCH LY

A Nguyên lý

> Tách các chất bẩn hoà tan ra >> bằng cách bổ sung một dung môi

(chất trích ly) không hoà tan vào nước, nhưng độ hoà tan của

chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước

s* Phương pháp:

+ cho dung môi vào nước thải trộn đều cho tới khi đạt

được trạng thái cân bằng lằng

+ Do sự chênh lệch và trọng lượng riêng > hỗn hợp sẽ phân

ra hai lớp > dê tách biệt chúng ra bằng phương pháp cơ học.

> Trong công nghệ xử lý nước thải, dung môi được

chia thành 2 nhóm (theo khả năng hoà tan các

chất bẩn trong các dung môi):

+ Nhóm để thu hồi một loại chất bẩn hoặc một số nhỏ các chất bấn cùng loại

+ Nhóm để thu hồi phần lớn các tạp chất bẩn

trong nước thải

> Nếu trích ly một lân không tách hết chất bẩn ra

khỏi nước >> trích ly nhiều lần (phương pháp

gián đoạn theo chu kỳ + một lượng nước tiếp xúc với một hoặc nhiều đợt dung môi tinh khiết mới).

Trích ly hóa học và ngâm triết

> xu ly cdc chất thải độc hại bằng phản ứng hóa học với dung dịch trích ly

vd: Muối kim loại nặng ít tan có thể được trích ly bởi phản ứng

với ion H+ như sau:

PbCO; + H —> Pb„+ + HCO3-

— Các dung dịch trích ly:

= Axit hòa tan các hợp chất hữu cơ kiềm (amine và aniline)

+ không dùng axít trích ly các chất có chứa cyanide hoặc sulfide

+ Các axít yếu ít độc thường hay được sử dụng: axít acetic

CH,COOH và muối axít NaH PO4.

Sơ đồ trích ly nhiều bậc ngược dòng

Trích ly bằng bay hơi

— Xử lý chất thải độc hại có khả năng bay hơi cao

— Áp dụng xử lý đất bị nhiễm các chất thải déc hai dễ bay hơi:

+ bơm khí vào giếng và hút chúng ra ở giếng khác

+ các chất khí sẽ mang theo các cấu tử độc hại dễ bay hơi

+ Khí hút ra được xử lý bằng hấp phụ bởi than hoạt tính hay bằng các phương pháp khác

> Áp dụng cho các chất như chloromethane, chloroethane,

chloroethylene, benzene, toluene, xylene

Rửa đất

> làm sạch đất bị nhiễm các chất thải độc hại Quá trình có thể diễn ra

tai cho:

+ nước được bơm vào và hút ra — qua trinh gidi sach (flushing)

+ Khi quá trình diễn ra bên ngoài: đất được lấy lên và rửa — quá

trình rửa sạch (washing)

> Chất lỏng dùng để xử lý phụ thuộc vào loại chất ô nhiễm cần xử lý

> Đất ô nhiễm có thể hòa tan, tạo nhũ hay phủn ứng hóa học

> Các chất vô cơ được xử lý bằng phương pháp này: các muối kim loại

nặng; các chất hydrocabon thơm; các halogen hữu cơ nhẹ.

B Xử lý CTNH bằng pp Sinh học

Str dung Vi sinh vat dé phan huy > bién doi chat |

hữu co trong chat thal > giam nguy co’ gay 6 nhiém

môi trường.

s*» Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình sinh học

Nguồn năng lượng và nguồn cơ chất

Quá trình enzym

Tính có thê phân huỷ sinh học của cơ chất

Tính ức chê và độc tính của cơ chất đối với vi sinh vật

Cộng đồng vi sinh vật

Các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng việc kiểm soát và

5 bước phân tích cân tuân thủ

+ Nghiên cứu mức độ ô nhiễm và chê độ dòng chảy của tầng

nước ngâm tại khu vực 6 nhiém

+ Đánh giá tính khả thị

+ Nghiên cứu chỉ tiết các đặc tính của vùng đất bị ô nhiễm

+ Phân tích các thông số lý hoá để phân biệt quá trình sinh hoc

là vô tính hay hữu tính

+ Đánh giá sinh học đề xác định hiệu quả của quá trình.

+ tăng quá trình giải hấp

_+ tang cường khả năng tiêp xúc giữa VSV và chất ô

nhiễm

+ tăng cường không khí

+ giúp chất ô nhiễm bay hơi nhanh hơn.

Các yếu tổ ảnh hưởng hiệu quả của quá trình

» Quá trình xử lý sơ bộ

+ Quá trình giải hập

+» Nông độ của chất rắn trong bễ phản ứng

+» Thiết kê thiết bị khuây trộn

“* Thời gian lưu

PHƯƠNG PHÁP NHIẸỆT

> Xử ly CTNH khong thé chén lap ma có khả năng cháy

> Ap dung cho tat ca cac dang chat thai ran, lỏng, khí

Uu diém

> _ Phân hủy hoàn toàn CT hữu cơ (hiệu quả đến 99,9999%)

> Thời gian xử lý nhanh

> Diện tích công trình nhỏ gọn

Nhược điểm

> Khi đốt CT hữu cơ có chứa clo có thể sinh ra khí độc (dioxin va furan)

Đề hạn chế sự hình thành ioxin va furan, ta không chế nhiệt độ trong lò đốt 2 cập Nhiệt độ buồng thứ cấp được duy trì>1200oC Sau đó, khí thải được giảm nhiệt độ ngay lập tức xuống <200oC trước khi đưa qua HTXL khí thải.

PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

Lò đốt chất lỏng

=> Đốt chất thải hữu cơ nguy hại có thể bơm được,

có thê kêt hợp đôt chât thải nguy hại dạng khí

Các chất thải: Dung môi hữu cơ có chứa halogen, d/m hữu cơ không chứa

holagen, chât hữu cơ chứa clo, chât hữu cơ khác & chất thải nhiễm dau

PHƯƠNG PHÁP NHIẸỆT

1 LÒ ĐÓT CHÁT LỎNG

Ưu điểm

> _ Đốt được nhiều chất thải lỏng nguy hại

> _ Không yêu câu lây tro thường xuyên

> Thay đổi nhiệt độ nhanh chóng theo tốc độ nhập liệu

> Chi phi bảo trì thấp

Nhược điểm

> _ Chỉ áp dụng được với các chất lỏng có thê nguyên tử hóa

> _ Cần cung cấp để quá trình cháy được hoàn tất và tránh ngọn lửa tác động

lên gạch chịu lửa

> _ Dễ bị nghẹt béc phun khi chất thải lỏng có cặn

- Loại chât thải: dung môi hữu cơ có c - So Ae lò đốt thà, quay ứa halogen,

d/m hữu cơ không chứa holagen, chât hữu cơ chứa

clo, chât hữu cơ khác, chât thải nhiễm dâu, PCB &

PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

- LO DOT THUNG QUAY

gồm bộ phan nạp liệu, bộ phận cấp khí, lò quay,

buông đốt thứ cap va thiét bi gom tro

Khí đi ra từ buông đốt thứ cấp được dẫn qua hệ thống xử lý và được quạt đưa lên ông khói

Lò quay bao gom một buông đốt hình trụ, bên

trong có lót gạch chịu lửa đặt trên các bánh rang truyén dong va quay vo’ tốc độ 3 — 5 vong/phut

theo truc doc cua no

Độ nghiêng của lò từ khoảng 3° — 5° theo chiều từ đầu nhập liệu đến đâu tháo tro và do vậy chất thải

có thê chuyên động song phẳng theo phương

ngang và theo phương bán kính của lò.

Không bị nghẹt gỉ (vỉ lò) do có quá trình nâu chảy

Có thể nạp chất thải ở dạng thùng hoặc khối

Linh động trong cơ câu nạp liệu

Cung cấp có khả năng xáo trộn chất thải và không khí cao

Quá trình lây tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy

Kiêm soát được thời gian lưu của chất thải trong thiết bị

Có thể nạp chất thải trực tiễp mà không cân xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải

Có thê vận hành ở nhiệt độ trên 1400°C

Yêu câu lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nỗi

Thành phân tro trong khí thải ra cao

PHƯƠNG PHÁP NHIẸỆT

3 LÒ ĐÓT GHI/VÍ CÓ ĐỊNH

=> Đốt chất thải rắn, bùn,khí và chất lỏng

Sơ đồ buồng đốt thứ cấp

Các chất thải: dung môi hữu cơ có chứa halogen, d/m hữu cơ không chứa holagen, chất hữu

cơ chứa clo, chât hữu cơ khác & đất ô nhiễm

Sơ đồ buông đốt tầng sôi

Cửa v Dau gia nhiệt

Khí tắng sôi vào cụng chịu lửa

PHƯƠNG PHÁP NHIỆT

Lò đốt tâng sôi

Cac chat: dung moi hữu cơ có chứa halogen, d¿m hữu cơ không chứa holagen,

chât hữu cơ chứa clo, chât hữu cơ khác, chat thai nhiễm dau & PCB

Có thê đôt được cả ba dạng CT răn, lỏng và khí

Thiệt kê đơn giản và hiệu quả nhiệtcao

Nhiệt độ khí thải thâp và lượng khí dư yêu câu nhỏ

Hiệu quả đôt cao do diện tích bê mặt tiệp xúc lớn

Lượng nhập liệu không cân cô định

hược điểm _

Khó tách phân không cháy được

Lớp dịch vận chuyên phải được tu sửa và bảo trì

PHƯƠNG PHAP NHIET

=> Dạng lò đốt thùng quay

— Uu diém gióng lò đôt thùng quay, có lợi hơn:

là tận dụng được lượng nhiét phat sinh do gt dot CT

=> Dung môi hữu cơ có chứa halogen, dím hữu cơ

không chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo,

chất hữu cơ khác, chất thải nhiễm dầu & PCB

Hình 9.25: Sơ đồ nguyên lý lò nung xi măng (lò nung khé cé tién nung véi)

A - šáy, B - Tiên nung, € - Nung vôi, D - Nung chảy, E - Làm nguôi

PHƯƠNG PHÁP NHIẸỆT

6 LÒ HƠI

— Chất thải có nhiệt trị cao được sử dụng như là nhiên liệu cho lò hơi

=> Lưu ý đến vân đề xử lý khí thải của QT đốt đề trách việc ình thành các sp phụ

là các khí độc hại

=> Các chất thải: Dung môi hữu cơ có chứa halogen, d/m hữu cơ không chứa

holagen, chất hữu cơ chứa clo & chất hữu cơ khác

PP ON DINH HOA RAN

Khái niệm

> On định và hóa rắn: quá trình làm tăng các tính chất vật lý của chất thải,

giảm khả năng phát tán vào môi trường hay giảm tính độc hại của chất ô

nhiêm

Ôn định: trộn chất thải với chất thêm vào đề giảm tới mức tôi thiểu khả năng phát tán của chất nguy hại ra khỏi khối chất thải và giảm tính độc hại của chất thải

Hóa rắn: sử dụng các chất phụ gia làm thay đổi bản chất vật lý của chất thải (tính kéo, nén hay độ thâm)

PP ON DINH HOA RAN

Phạm vi ứng dụng

> Xử lý chất thải nguy hại

> Xử lý chất thải từ quá trình khác (tro từ quá trình nhiệt)

> Xử lý đất bị ô nhiễm với hàm lượng cao

Mục đích: Giảm tính độc hại và tính di động của chất thải

PP ON DINH HOA RAN

CO CHE

¢ Có rất nhiều cơ chế khác nhau xảy ra trong quá trình ổn định chất thải, tuy

nhiên quá trình ổn định chất thải đat kết quả tốt khi thực hiện được một

trong các cơ chế sau:

Bao viên ở mức kích thước lớn

Bao viên ở mức kích thước nhỏ

PP ON DINH HOA RAN

Cơ chế

Bao viên ở mức kích thước lớn Bao viên ở mức Kích thước nhỏ

> Thành phân nguy hại bị bao bọc > Thành phân nguy hại bị bao bọc ở vật lý trong một khuôn có kích câu trúc tinh thê của khuôn đóng thước nhất định, ở dạng không rắn ở quy mô rất nhỏ

liên tục > Tốc độ phân tán của thành phần

> Thành phân nguy hại có thể nguy hại phụ thuộc kích thước bị

phát tán ra ngoài nếu tính toàn vỡ theo thời gian của viên bao

thê của nó bị phá vỡ > Độ bền tăng khi chi phi nang

> Tính bền tăng theo loại và năng lượng cho việc trộn và đóng viên

lượng tiêu tôn đề trộn và đóng tăng

viên

PP ON DINH HOA RAN

Co’ ché

‹ Hap thu: là quá trình đưa chất thải nguy hại ở dạng lỏng vào bên

trong chat hap thu Cac chat hap thụ hay được sử dụng là: đất, xỉ than,

bụi lò nung xi măng, bụi lò nung vôi, các khoáng (benftonite, cao lanh,

vermiculite và zeolite), mùn cưa, cỏ khô và rơm khô

© Hap phu: la quá trình giữ chất nguy hại trên bê mặt của chất hấp phụ

đề chúng không phát tán vào môi trường Không giống như quá trình

phủ đóng viên ở trên, khi thực hiện cơ chế này, khôi chất rắn khi bị vỡ ra chất nguy hại có thê thoát ra ngoài Dé đóng rắn các chất thải hữu cơ dat sét biên tính thường được sử dụng Đất sét loại này là đất sét được biên đổi bằng cách thay các cation vô cơ được hấp phụ trên bề mặt đất sét bằng cation hữu cơ mạch dài để tạo đất sét organophilic Các phân tử nguy hại sẽ bị hấp phụ vào thạch cao và chúng không thê thoát ra môi

trường.