Bai giang chat thai ran doc

Định nghĩa chất thải rắn nh nghĩa ch t th i r n ất thải rắn ải rắn ắn 1.2 Nguồn gốc phát sinh 1.3 Phân loại chất thải rắn 1.4 Các loại vật liệu thu hồi từ chất thải 1.5 Chiều h ớng thay

Kỹ thuật xử lý chất thải rắn

Th.S Hoàng Lê Phương

Bộ môn: Kỹ thuật môi trường Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Chương I Đặc điểm chất thải rắn

1.1 Định nghĩa chất thải rắn nh nghĩa ch t th i r n ất thải rắn ải rắn ắn

1.2 Nguồn gốc phát sinh

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.4 Các loại vật liệu thu hồi từ chất thải

1.5 Chiều h ớng thay đổi thành phần chất thải trong t ơng lai

1.6 Tác động của chất thải rắn đến môi tr ờng

& con ng ời

1.1 Đ nh nghĩa ch t th i r n ịnh nghĩa chất thải rắn ất thải rắn ải rắn ắn

 Định nghĩa: Chất thải rắn là tất cả các chất thải

dạng rắn hoặc bùn đ ợc thải ra trong quá trình sinh hoạt, trong các quá trình sản xuất, dịch vụ và trong hoạt động phát triển của động thực vật

1.2 Nguån gèc ph¸t sinh

R¸c sinh ho¹t:

1 Phân loại theo tính chất

- Độc, không đôc

- Cháy đ ợc, không cháy đ ợc

- Bị phân huỷ sinh học, không bị phân huỷ SH

2 Theo đặc điểm của nơi phát sinh

- Chất thải sinh hoạt

- Chất thải công nghiệp

- Chất thải nông nghiệp

- Chất thải y tế

- Chất thải xây dựng

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.3.1 Ch t th i sinh hoạt: Là những chất thải liên ất thải rắn ải rắn

quan đến hoạt động sinh hoạt của con ng ời, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân c , cơ quan, tr ờng học, các trung tâm dịch vụ th ơng mại.

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.3.2 Ch t th i công nghiệp: Chất thải công nghiệp ất thải rắn ải rắn

là chất thải sinh ra do các hoạt động sản xuất công nghiệp gây ra Các chất thải này có thể ở dạng khí, lỏng, rắn L ợng và loại chất thải phụ thuộc vào loại hình công nghiệp, mức tiên tiến của công nghệ và thiết bị, qui mô sản xuất

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.3.3 Ch t th i nông nghiệp: Là những chất thải ất thải rắn ải rắn

và mẩu thừa thải ra từ các hoạt động nông

nghiệp nh trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng, các sản phẩm thải từ chế biến sữa, từ các lò giết mổ.v.v.

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.3.4 Ch t th i y tế: Chất thải từ các bệnh viện, ất thải rắn ải rắn

trạm y tế gồm: dây truyền dịch, dây truyền

máu, bình đựng dịch truyền, bình đựng máu, bao tay cao su, bịch nilông, băng vệ sinh, d ợc phẩm quá hạn, nhiễm khuẩn, chất hữu cơ (bộ phận cơ thể, chất lây nhiễm)

1.3 Phân loại chất thải rắn

1.3.5 Ch t th i xây dựng: Là các phế thải nh đất ất thải rắn ải rắn

1.4 Các loại vật liệu thu hồi từ chất thải

các dạng vật liệu có thể thu hồi từ chất thải :

+ Nhôm : từ các vỏ hộp, từ các khung cửa, cửa,…

+ Kim loại khác(sắt, thép): vỏ đồ hộp, khung sắt, sắt xây dựng, vỏ các con tàu, ô tô hỏng, các loại máy

công cụ,…

+ Kim loại màu: dây đồng, thiếc, chì

+ Giấy : giấy báo, sách vở, bìa cáctông+ Plastics: các loại chai, hộp,đồ dùng bằng nhựa+ Thuỷ tinh: Chai lọ, kính vỡ,

1.5 Chiều h ớng thay đổi thành phần chất thải trong t ơng lai

1.5.1 Tác động của những ch ơng trình khác nhau

đến l ợng chất thải:

+ Ch ơng trình tuần hoàn lại chất thải

+ Ch ơng trình chuyển đổi chất thải (đốt thu hồi nhiệt)

1.5.2 Thay đổi về thành phần

+ Chất thải thực phẩm : ngày càng giảm

+ Giấy loại : tăng dần và có xu thế ổn định trong

những năm tới

+ Plastics : Tăng dần do nhu cầu ngày càng lớn

1.6 Tác động của chất thải rắn đến

môi tr ờng & con ng ời

ChươngưII Cácưtínhưchấtưlý,ưhoáư

2.1 Tính chất vật lý của chất thải rắn

2.2 Tính chất hoá học của chất thải rắn

2.3 Tính chất sinh học của chất thải rắn

2.4 Sự chuyển đổi lý, hoá và sinh học

2.1 Tính chất vật lý

2.1.1 Khối l ợng riêng - w,

Khối l ợng riêng của chất thải đ ợc tính nh sau:

- Lấy mẫu chất thải theo qui định Chọn thùng đựng có thể tích

khoảng 50 đến 100 lít, cân tr ớc để biết khối l ợng

- Cho mẫu vào thùng một cách nhẹ nhàng,

- Nhấc thùng lên cách mặt đất 30 cm rồi thả xuống Lặp đi lặp lại 4 lần cho đến khi làm đầy thùng

- Cân và ghi lại kết quả

- Lấy hiệu số của lần cân có tải trừ đi khối l ợng của thùng rồi chia cho thể tích thùng

2.1 TÝnh chÊt vËt lý

Khèi l îng riªng cña r¸c th¶i tÝnh nh sau:

md : khèi l îng cña thïng chøa+ chÊt th¶i, kg

m m

2.1 Tính chất vật lý

2.1.3 Cỡ hạt và phân bố cỡ hạt

Cỡ hạt của chất thải đóng vai trò rất quan trọng trong việc quản lý Cỡ hạt có thể đ ợc xác định theo một hoặc nhiều cách nh sau:

2.1 Tính chất vật lý

2.1.4 Độ thấm của lớp chất thải nén

Độ thấm thuỷ lực của lớp chất thải nén là một đặc tính vật lý quan trọng có ảnh h ởng rất lớn tới sự khống chế quá trình chuyển động của lớp n ớc rác và khí bãi rác

Hệ số thấm của lớp rác đ ợc xác định nh sau:

2.2 Tính chất hoá học

Các thông số liên quan đến khả năng cháy

+ Độ ẩm ( sấy ở nhiệt độ 105oC trong 1 giờ)

+ Chất cháy bay hơi( đốt cháy ở nhiệt độ 950oC trong

buồng kín)

+ Các bon cố định( phần có thể cháy còn lại sau khi các

chất bay hơi đã bị loại)

+ Tro( phần d sau khi đã đốt cháy hoàn toàn trong

buồng kín

Các tính chất hóa học khác: oxy hóa khử, phản ứng thế, phản ứng

trao đổi, kết tủa

+ Hemicellulose, c¸c s¶n phÈm c« cña ® êng 5, 6 cacbon.

+ ChÊt bÐo, dÇu, s¸p ong(waxes)

+ Lignin, polyme cã chøa c¸c hîp chÊt th¬m m¹ch vßng

+ Lignocellulose( Lignin vµ cellulose)

+ Protein,

2.3 TÝnh chÊt sinh häc

Qu¸ tr×nh t¹o H2S diÔn ra nh sau:

2CH3CHOHCOOH + SO42- 2CH3COOH + S2- + 2H2O +2 CO2

2.3 TÝnh chÊt sinh häc

Mµu ®en cña chÊt th¶i r¾n khi bÞ ph©n huû kÞ khÝ lµ do qu¸ tr×nh t¹o thµnh sunphÝt kim lo¹i.

Qu¸ tr×nh khö sinh ho¸ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ chøa gèc

S cã thÓ dÉn tíi sù t¹o thµnh hîp chÊt cã mïi rÊt khã chÞu nh methyl mercaptan vµ acid aminobutyric.

Methyl mercaptan cã thÓ bÞ thuû ph©n sinh ho¸ t¹o thµnh

methyl alcohol vµ hydro sunphÝt:

CH3SH + H2O CH4OH + H2S

2.3 Tính chất sinh học

2.3.3 Quá trình sinh nở của ruồi

Ruồi phát triển rất nhanh ở các đống rác thải và là giống mang bệnh Vào mùa hè, thời tiết nóng và ẩm, ruồi có thể sinh nở và tr ởng thành trong vòng 2 tuần lễ :

Phát triển trứng :8-12 giờ

Giai đoạn đầu của ấu trùng :20 giờ

Giai đoạn 2 của ấu trùng :24 giờ

Giai đoạn 3 của ấu trùng :3 ngày

Giai đoạn trở thành ruồi con :4-5 ngày

Tổng cộng :9 – 11 ngày

Ch ¬ng III Qu¶n lý vµ xö lý chÊt th¶i r¾n

3.1 Thu gom vËn chuyÓn CTR

3.2 Thu håi t¸i chÕ CTR

3.3 Xö lý CTR

3.1 Thu gom chất thải rắn

Bao gồm việc thu gom rác từ nguồn phát sinh và trở đến các điểm trung chuyển sau đó rác đ ợc vận chuyển

đến nơi xử lý Đây là khâu quan trọng trong chiến l ợc quản lý chất thải rắn đồng thời chiếm phần lớn chi phí trong tổng chi phí cho quản lý chất thải rắn phụ thuộc vào l ợng thùng chứa và khả năng thu hồi

3.1 Thu gom chất thải rắn

Mục tiêu của khâu này là đảm bảo thu gom đ ợc 100%

l ợng chất thải rắn phát sinh, đảm bảo vệ sinh môi

tr ờng và gắn đ ợc với lợi ích kinh tế Để tăng c ờng

hiệu quả của khâu thu gom, vận chuyển ng ời ta đã tiếnhành phân loại ngay từ đầu nguồn và t nhân hoá khâunày

3.2 Thu håi vµ t¸i chÕ chÊt th¶i r¾n

Tr íc t×nh h×nh c¸c nguån tµi nguyªn ®ang c¹n kiÖt hiÖn

nay viÖc t¸i chÕ, quay vßng, tËn dông phÕ th¶i, tËn dông

n¨ng l îng vµ chÊt h÷u c¬ trong chÊt th¶i cÇn ® îc coi

träng

Lîi Ých cña viÖc t¸i chÕ:

- Sö dông hiÖu qu¶ tµi nguyªn

- Gi¶m l îng chÊt th¶i cÇn ch«n lÊp

- T¹o ® îc s¶n phÈm phô cho x· héi

- T¹o c«ng ¨n viÖc lµm

3.2 Thu håi vµ t¸i chÕ chÊt th¶i r¾n

ChÊt th¶i cã thÓ t¸i sö

dông, t¸i chÕ,…

Sö dông trùc tiÕp

§å cò: quÇn ¸o, bµn ghÕ, gi êng tñ, TV, xe m¸y,…

Bao b×: chai lä, tói, hép, thïng

Lµm nguyªn liÖu th« ChÊt th¶i: Al, Fe, Cu, Pb,…; giÊy,

plastic, thuû tinh, cao su, gç

ChÊt th¶i v ên, ph©n r¸c h÷u c¬, chÊt th¶i thùc phÈm

3.3 Xử lý chất thải rắn

Mục đích của việc xử lý chất thải rắn đô thị là làm mất

tác hại và chế biến chúng để sử dụng trong nền kinh tế

quốc dân.

- Tiêu diệt các loại vi trùng gây bệnh, ngăn chặn sự ô nhiễm đất,

n ớc, không khí để bảo vệ môi tr ờng đô thị trong sạch.

- Tận dụng chất hữu cơ trong rác thải.

- Tạo ra nguồn phân bón phục vụ cho sản xuất nông nghiệp

- Sử dụng các thành phần cơ học của chất thải rắn nh những

nguyên liệu dùng lại cho công nghiệp.

- Lấy khí, nhiệt l ợng, điện từ việc xử lý chất thải rắn để phục vụ cho sản xuất đời sống.

3.3 Xö lý chÊt th¶i r¾n

ViÖc lùa chän biÖn ph¸p xö lý chÊt th¶i r¾n phô thuéc vµo

tÝnh chÊt, thµnh phÇn chÊt th¶i, ®iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ

cña mçi vïng

HiÖn nay cã c¸c biÖn ph¸p xö lý chÊt th¶i r¾n sau:

- Ph ¬ng ph¸p xö lý chÊt th¶i r¾n b»ng c«ng nghÖ Ðp kiÖn

3.3 Xử lý chất thải rắn

3.3.1 Xử lý CTR bằng công nghệ ép kiện

Ph ơng pháp ép kiện đ ợc thực hiện trên cơ sở toàn bộ rác thải tập trung thu gom vào nhà máy Rác đ ợc phân loại bằng ph ơng pháp thủ công trên băng tải, các chất trơ và các chất có thể tận dụng đ

ợc nh : kim loại, nilon, giấy, thủy tinh, plastic…đ ợc thu hồi để tái chế Những chất còn lại sẽ đ ợc băng tải chuyền qua hệ thống ép nén rác bằng thuỷ lực với mục đích giảm tối đa thể tích khối rác và tạo thành các kiện với tỷ số nén rất cao

Các kiện rác đã ép nén này đ ợc sử dụng vào việc đắp các bờ

chắn hoặc san lấp những vùng đất trũng sau khi đ ợc phủ lên các lớp đất cát

Bản chất của công nghệ Hydromex là nghiền nhỏ rác sau đó polymer hóa và sử dụng áp lức lớn để nén ép, định hình các sản phẩm.

3.3 Xử lý chất thải rắn

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

Ph ơng pháp đốt đ ợc sử dụng để thu giảm thể tích và

khối l ợng của chất thải, thu hồi các sản phẩm đốt và

năng l ợng.

Ph ơng pháp đốt có thể làm giảm thể tích của chất thải

xuống từ 85 đến 95%.

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

1 Mô tả quá trình thiêu đốt

Chất thải đ ợc đổ từ các xe thu gom vào khoang chứa của lò đốt Thông th ờng, khoang chứa chất thải của lò đốt có thể chứa đủ cho 2 ngày làm việc của lò Cẩu trục có nhiệm vụ cấp chất thải theo mẻ vào khoang đốt của lò Chất thải đ ợc đ a tới ghi lò và đ ợc

đốt cháy tại đó Các chất khí có chứa các hạt hữu cơ tiếp tục đ ợc

đốt trong buồng thứ cấp tới nhiệt độ 1600oC Nhiệt đ ợc thu hồi qua bộ trao đổi nhiệt của lò hơi Các thiết bị xử lý khí bao gồm vòi phun NH3 để khử NOx, bộ lọc khô cho SO2 và thiết bị lọc túi Khói

lò sau khi đã lọc đ ợc quạt hút ra ngoài qua ống khói Tro và xỉ đ

ợc thải ra ngoài qua ghi lò

2 Nguyªn lý qu¸ trinh

Khãi lß: bôi, CO 2 , CO, SO 2 ,

NO x , HCl, dioxin, furan, kim lo¹i vµ oxit kim lo¹i

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

3 Cấp chất th i vào lò ải rắn

+ Nạp chất thải rắn bằng cơ cấu quay, cơ cấu rung, vít tải

hoặc băng tải, cấp liệu có thể liên tục hoặc từng mẻ

+ Cấp chất thải dạng khí: dùng quạt hoặc máy nén cấp qua bộ phận phân phối khí

+ Nạp chất thải ở dạng lỏng hoặc bùn : cấp bằng bơm (ly

tâm), vật liệu lót lò phải không phản ứng với chất thải

kk nén

Hơi n ớc

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

+ Vòi phun chất thải lỏng: tr ớc khi cháy chất thải lỏng phải

đ ợc phun bụi và hoá hơi bằng các ph ơng pháp:

- đĩa quay

- vòi phun cao áp

- vòi phun không khí ở áp suất thấp

- vòi phun hơi ở áp suất cao

- vị trí đặt các vòi phun sao cho ngọn lửa của vòi phun không làm cháy gạch và không ảnh h ởng tới vòi

phun khác và đảm bảo cháy hết chất thải

3 Cấp chất thai vào lò

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

L u ý:

+ nạp chất thải vào lò không đ ợc v ợt quá 10% so với thiết

kế Nếu nạp l ợng chất thải/mẻ quá lớn sẽ xuất hiện vấn đề:

- không đủ oxy cung cấp cho quá trình cháy

- Tốc độ toả nhiệt quá cao gấp 3-4 lần so với thiết kế nếu nạp nhiều chất thải dễ cháy

- nạp chất thải có độ ẩm cao sẽ làm nhiệt độ lò giảm

nhanh đồng thời xảy ra quá trình khí hoá tạo ra nhiều khí CO

3 Cấp chất thải vào lò

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

L u ý:

+ Cần duy trì áp suất lò < áp suất khí quyển để tránh rò rỉ khí ra môi tr ờng, đặt van an toàn sau phòng đốt 2, hoặc giữa phòng đốt 2 với thiết bị làm lạnh để đủ tạo sức hút tự nhiên khi xảy ra sự cố

3 Cấp chất thải vào lò

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

Để duy trì nhiệt độ cháy cao cần phải:

- Nạp chất thải có thành phần ít thay đổi nhiệt trị

- Phải cấp thêm nhiên liệu phụ khi cần thiết

- Đảm bảo cấp không khí d

- Các chất thải lỏng trộn vào nhau không đ ợc xảy ra phản ứng hoặc tách pha, tr ờng hợp không đ ợc phép trộn lẫn phải cho qua các vòi phun riêng biệt

4 Các l u ý cần thiết để kiểm soát nhiệt độ

của lò đốt

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

- Các chất thải rắn nạp vào lò phải đ ợc rải ra để cháy tốt, tiếp xúc tốt với không khí và đảm bảo điều kiện d không khí

- Phải kiểm soát cân bằng nhiệt giữa l ợng không khí d và tốc độ cấp liệu và đun nóng sơ bộ không khí

- Khởi động lò bằng nhiên liệu sạch chỉ khi nhiệt độ đạt

mức qui định mới đ a chất thải vào lò đặc biệt là chất thải

có chứa halogien, l u huỳnh, N, P, kim loại

4 Các l u ý cần thiết để kiểm soát nhiệt độ

của lò đốt

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

5 Các sản phẩm cháy

Các thành phần chính của chất thải bao gồm các

bon(C), Hyđrô(H2), ôxy(O2), Nitơ(N2), L u huỳnh(S) và

một l ợng nhỏ tồn tại d ới dạng tro, xỉ Trong điều kiện lý t ởng, các sản phẩm cháy tạo thành khi đốt các thành

phần trên bao gồm CO2, H2O, SO2 và N2.

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

Trong qu¸ tr×nh ch¸y cßn t¹o thµnh c¸c khÝ CO, NO, Cl2 Quan

hÖ gi÷a CO/CO2; NO/ NO2; HCl / Cl2 tu©n theo c¸c ph¶n øng vµ h»ng sè c©n b»ng cña chóng nh sau:

- L ợng CO tạo ra trong buồng đốt phụ thuộc:

+ thành phần bã thải: chất thải giàu C thì l ợng CO tạo ra nhiều hơn

+ nhiệt độ buồng đốt T < 1600 oK nồng độ CO xấp xỉ 0, ô nhiễm CO coi nh không đáng kể, nhiệt độ buồng đốt T >

1600 oK nồng độ CO bắt đầu tăng nhanh và mức ô nhiễm cũng rõ rệt hơn;

+ hệ số d không khí  càng lớn thì l ợng CO tạo thành càng giảm

5 Các sản phẩm cháy

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

2 NO + O2 < -> 2 NO2 với K2 =

K2 giảm khi T độ tăng vì vậy ở trong lò chủ yếu là NO nh ng khi

ra khỏi lò nhiệt độ giảm nên NOx tồn tại chủ yếu ở dạng NO2

[ NO2 ] 2

[ NO ] 2 [ O2 ]

5 Các sản phẩm cháy

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

L ợng NOx phụ thuộc chủ yếu vào chế độ công nghệ của quá trình đốt:

+ Khi nhiệt độ buồng đốt T < 1700 oK l ợng NOx sinh ra chủ yếu do N có trong nguyên , nhiên liệu đ a vào,

+ Khi nhiệt độ buồng đốt T > 1700 oK l ợng NOx sinh ra bắt

đầu tăng nhanh do N2 và O2 trong không khí phản ứng tạo thành

+ Nếu có mặt cacbuahydro thì sự tạo thành NOx lại tăng nữa Trong buồng đốt NO chiếm phần lớn còn NO2 không đáng

kể nh ng khi ra ngoài khí quyển thì phần lớn NO chuyển thành NO2

5 Các sản phẩm cháy

3.3.3 Xử lý CTR bằng ph ơng pháp đốt

2 HCl + 0,5 O2 < -> Cl2 + H2O víi

K3 =

6 Xö lý khãi lß

 NOx

+ T¸c h¹i cña NOx

Khi cã NOx trong kh«ng khÝ sÏ h×nh thµnh: PAH; ChÊt

o xyho¸ quang ho¸ (khãi); nitrate aerosol ( mï)

6 Xö lý khãi lß

SO2 vµ c¸c khÝ a xÝt HF, HCl, HNO3, H2SO4

+ T¸c h¹i cña c¸c chÊt trªn: G©y viªm m¾t, mòi, häng, cuèng phæi; G©y m a a xit; G©y ¨n mßn

+ KiÓm so¸t khÝ axit

- T¸ch chÊt th¶i chøa Cl, S, N t¹i nguån

- HÊp thô vµ trung hoµ khÝ a xÝt b»ng dung dÞch kiÒm NaOH, Ca(OH)2

6 Xö lý khãi lß

SO2 vµ c¸c khÝ a xÝt HF, HCl, HNO3, H2SO4

-HÊp phô vµ trung hoµ khÝ a xÝt b»ng v«i hoÆc bïn v«i

(dïng l îng v«i gÊp 1,5-2 lÇn so víi lý thuyÕt)

6 Xö lý khãi lß

 Khí CO và hơi cacbuahydro

+ Tác hại

- Khi hít thở phải CO trong máu hình thành carboxyhemoglobin HbCO không có tác dụng trao đổi o xy nh oxyhemoglobin HbO2 dẫn tới đau đầu thậm chí chết nếu nồng độ CO cao

+ Kiểm soát khí CO và hơi cacbuahydro

- Kiểm soát nhiệt độ cháy T: khi nhiệt độ cháy thấp chất thải sẽ cháy không hoàn toàn mà xảy ra quá trình nhiệt phân và khí

hoá

- Kiểm soát l ợng nguyên liệu nạp vào lò: nếu đ a vào quá nhiều

sẽ thiếu o xy và xảy ra quá trình nhiệt phân và khí hoá

6 Xử lý khói lò