công nghệ kỵ khí xử lý chất thải rắn

Quá trình phân hủy kỵ khí sẽ hiệu quả hơnnếu phối trộn CTR sinh hoạt hữu cơ với mộtvài loại chất thải hữu cơ khác như: bùn: septic, từ trạm XLNT,  nước thải,  phân heo, phân bò... Nh

Phân hủy kị khí chất thải hữu cơ

Con đường đi đến giải pháp “KHÔNG CHẤT THẢI”

Giới thiệu

 Là quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vi sinh vật trong môi trường không có oxy tự do.

Quá trình phân hủy kỵ khí sẽ hiệu quả hơnnếu phối trộn CTR sinh hoạt hữu cơ với mộtvài loại chất thải hữu cơ khác như:

 bùn: septic, từ trạm XLNT,

 nước thải,

 phân heo, phân bò

Việc phối trộn hỗn hợp CTR để ủ kỵ khíphải tuân theo qui định của nhà nước đểtránh khả năng tích tụ một số thành

phần không mong muốn

Ví dụ:

 Tích tụ kim loại nặng,

 Tích tụ nitơ

Thành phần Rác sinh hoạt Bùn từ trạm xử

lý n thải

Chất thải nông nghiệp

Chất thải từ các nhà máy nông sản thực phẩm

m 3

68% CH4

26 % CO21% N20% O2

5 % H2O

97,0% CH42,2% C20,3% C30,1% C40,4% N2

• PCS: Poder Calorifior Superior

• PCI: Poder Colorifior Inferior

• Wobbe index: gross calorific value.

Ưu điểm của công nghệ kị khí

Giảm khối chất thải (50 - 75%);

SX biogas (80 – 200 m3/ tấn ướt)

Thu hồi dinh dưỡng có ưu thế cao so với

CN lò đốt/ BCL trong khuôn khổ của định

hướng phát triển bền vững;

Sản xuất compost:

 50% khối lượng chất hữu cơ đầu vào

 25-30% khối lượng CTRSH chưa phân loại;

 Ưu thế cao khi XL CTR hữu cơ có độ ẩm cao;

 Nhu cầu sử dụng đất thấp hơn BCL/compost;

 Cơ hội tái sử dụng cao hơn (chất thải tái chế, biogas, compost);

 Hạn chế phát thải CO2 cao hơn compost/BCL;

 Hiệu quả cao CDM, JCM (Joint Crediting

Mechanism)

JCM- Joint Crediting Mechanism

Purpose of JCM

 To facilitate diffution of low carbon

technologies

 To evaluate GHG emission reductions

 To contribute to the ultimate objective of the UNFCCC

Advantage of JCM

 Simple procedure, short processing time

 Applied to broader areas with co-benefits, including energy saving, transport,

wastewater and waste management

 Applied to various countries

Nhược điểm của quá trình ủ kị khí

Khó có thể phân hủy lignin- là thành phầnchính có trong các loại CT từ gỗ;

Cần vốn đầu tư cao, chi phí vận hành và

bảo trì lớn hơn công nghệ compost;

Quá trình ủ kỵ khí phức tạp hơn, đòi hỏi kỹthuật vận hành tốt hơn so với công nghệcompost;

CHC sau quá trình PHKK thường chưa ổnđịnh;

Chất hữu cơ sau ủ kỵ khí có mùi hôi thối, ảnh hưởng đến môi trường, gây khó khăncho các công đoạn xử lý tiếp theo;

Quá trình phân hủy kỵ khí chất thải rắnhữu cơ khó đạt hiệu quả về khả năng

khử VSV gây bệnh;

Công nghệ phân hủy kỵ khí

Chất thải rắn sinh hoạt hỗn hợp

Phân loại, cắt, phối trộn

Ủ kỵ khí

Chất hữu cơ sau xử lý kỵ khí Hỗn hợp biogas

1 Giai đoạn tiền xử lý

Phân loại chất thải;

Là một công đoạn phức tạp, đặc biệt đốivới hỗn hợp CTRSH của TPHCM;

2 Giai đoạn phân hủy sinh học

Phân hủy sinh học;

3 Giai đoạn hậu xử lý

Gồm 2 hoạt động chính:

(1) Xử lý khí biogas & phát điện lọc bụi, tách nước và tách khí acid & phát điện; (2) Quá trình composting SX compost

Hội đồng Châu Âu (2006):

 Phân hủy kỵ khí khô cần 78 lít nước và 55kW điện để phân hủy 1 tấn (ướt) CTRHC

50-ở Châu Âu

 Với điều kiện ở các nước nhiệt đới ẩm có độ

ẩm trong chất thải rắn cao và nhiệt độ môitrường cao và ổn định thì nhu cầu về nước

và điện sẽ thấp hơn

Tổng quan về các quá trình ủ kỵ khí

chất thải rắn hữu cơ

Phân loại CN ủ kỵ khí dựa trên sự phân biệtgiữa các quá trình;

1 Quá trình PHKK ướt >< kỵ khí khô;

Phân hủy kỵ khí

Phân hủy ướt Phân hủy khô

Mẻ Bán liên tục Liên tục Mẻ Liên tục

1 Quá trình ủ kỵ khí ướt >< ủ kỵ khí khô

 DM> 15%: phân hủy KK khô;

 DM< 15%: phân hủy KK ướt;

 DM 1% (nước thải) – 40%;

hưởng xấu đến quá trình PHKK do:

 gia tăng ức chế từ ammonium;

 gia tăng độ độc của các loại muối

Phân hủy kị khí ướt

Phân hủy kị khí khô

Do CTRSHHC có độ ẩm cao (70%), CN ủ KKđơn giản nhất để ủ loại chất thải này

2 Quá trình ủ kỵ khí dạng mẻ ><liên tục

3 loại: ủ kỵ khí dạng mẻ, dạng liên tục

và dạng bán liên tục;

CT có độ ẩm cao (dạng dung dịch) như

nước thải, phân, bùn lỏng

XL dạng mẻ thường áp dụng đối với CT

có độ ẩm thấp như chất thải rắn sinh

hoạt hữu cơ

LOGO

Sản lượng & chất lượng biogas ủ liên tục

ổn định

 Sản lượng biogas ủ dạng mẻ thay đổi

theo thời gian, cao trong giai đoạn đầuvào thấp dần;

cang về sau càng cao

3 Quá trình ủ kỵ khí một ><hai giai đoạn

Qt ủ KK hai g.đoạn được thiết kế nhằm tạo điềukiện tối ưu cho hai giai đoạn phân hủy KK chính

là thủy phân và methane hóa

Trong đó:

 gđ thủy phân xảy ra lâu nhất

 gđ methane hóa lại nhạy cảm nhất

Qt ủ KK hai g.đoạn có tính mềm dẻo hơn do dễdàng kiểm soát và hạn chế các ảnh hưởng xấuđến từng quá trình

CN 2gđ đắt tiền hơn Do đó CN này áp dụng

trên thị trường còn hạn chế (De Baere 2000)

Ủ kị khí hai giai đoạn

90% công trình ở Châu Âu có CNKK một giaiđoạn (De Baere 2000) Do:

 thiết kế đơn giản hơn

 ít gặp phải sự cố vận hành và

 chi phí đầu tư thấp

hỗn hợp CTRSH hữu cơ với phân heo hoặc

bùn (R-W-BECK 2004)

Nếu chỉ xử lý CTRSH hữu cơ thì CN phổ biếnđược sử dụng là CN ủ kỵ khí khô, 1 giai

đoạn

4 Qt ủ KK ở đk mesophilic >< thermophilic

hủy kỵ khí tăng khi nhiệt độ tăng;

 Các CNKK CTR hữu cơ được áp dụng phổ biếntrên thế giới ở khoảng nhiệt độ mesophilic

 Chất thải được thải bỏ ở nhiệt độ cao

 Việc loại bỏ VK gây bệnh là một yêu cầu quan

trọng

dụng ở tải trọng hữu cơ cao

Qtrình p.hủy ở đk thermophilic khó kiểmsoát hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn

để tăng nhiệt độ cho bể ủ

Trong nhiều trường hợp qt p.hủy ở đk

thermophilic không thể thực hiện được do một số nhóm VSV không thể thích nghi với

đk môi trường thermophilic để đáp ứng vớiviệc phân hủy các hợp chất vòng thơm

chứa chlorine hoặc việc khử chlorine

Công nghệ Valorga Dranco Kompogas Biocel

Quốc gia France Belgium Switzerland Netherlands

Hệ thống Bán liên tục Bán liên tục Bán liên tục Mẻ

Tổng chất

rắn, DM (%) 30 15 - 40 DM cao 30 - 40Khoảng nhiệt

Tịnh tiến ngang

Không khuấy trộn, chỉ tuần hoàn nước rỉ

rác Thời gian

Sản xuất compost

Thông số kỹ thuật của bốn công nghệ kỵ khí điển hình để xử lý chất thải rắn hữu cơ

A Dranco

B Kompogas

C Valorga

Công nghệ Biocel

Là công nghệ ủ kỵ khí chất thải rắn sinhhoạt hữu cơ dạng mẻ

Vận hành ở điều kiện nhiệt độ mesophilic,

Tổng chất rắn là 30-40%

công suất là 50.000 tấn chất thải rắn hữucơ/ năm (khoảng 150 tấn/ngày)

Nhà máy Orgaworld

Chiều cao khối rác trong bể là 4m

Đáy bể được lắp đặt hệ thống thu nước rỉ

tuần hoàn lại trên bề mặt của khối rác

Tuần hoàn nước giúp:

 kiểm soát độ ẩm

 nhiệt độ trong bể ủ ở 30-40oC

Thời gian ủ là 21 ngày

Hệ thống điều khiển tự động, bao gồm:

 thiết bị kiểm soát độ ẩm,

Company Logo

Đường ống thu khí biogas

Thiết bị tách nước có trong biogas

• The biogas at typically 30 – 40°C is cooled to 5 – 10 o C, after which ca 60 – 70%

of the water vapour (about 35 g/m³) condenses to water.

• The remaining moisture:10 – 15 g/m³

• Biogas is heated again in the biogas compressor.

Xử lý khí acid trong biogas

• Flame arresters

• Safety shut-off valves

• Pressure control valves

• Weep nozzles & solenoid valves

• Vent solenoid valves

NM Orgaworld Công nghệ Biocel

Cân bằng vật chất của công nghệ Biocel của nhà máy Orgaworld, Lelystad, Hà Lan.

70 o C trong 1 giờ trước khi chất thải đã phân hủy được sử dụng như phân bón cây nông sản.

 Diện tích bể ủ CN Biocel gấp 3.5 lần Valorga;

 Tổng diện tích nhà xưởng CN Biocel gấp 2 lần Valorga;

CTRHC/ha/năm;

 CN Biocel là có thể ủ với chất thải hỗn hợp;

(7- 14 ngày).

Thời gian ủ khoảng 18- 25 ngày;

Công suất: 10.000- 720.000 tấn/năm

Xem chi tiet cong nghe Valorga tai: REFERENCES.html

http://www.valorgainternational.fr/en/pag8-OUR-Công nghệ Valorga

Chi tiết bể ủ kị khí

Nhu cầu sử dụng đất:1 m2/ton (10.000 tấn/ha) hoặc 75.000 tấn chất thải rắnhữu cơ/năm/ha;

ngày

Nhà máy Valorga ở Tilburg, Hà Lan.

Nhà máy VALORGA

ở Tilburg, Hà Lan CN: bán liên tục, mesophilic

1,000 kg CTR hữu cơ

Compost: 687.5 kg Biogas: 102.5 kg Nước bay hơi: ? kg

Residue: 165 kg Nước thải: ? kg

Cân bằng vật chất tại nhà máy Valorga ở Tilburg, Hà Lan.

KOMPOGAS technology

Xem phim: Công nghệ AD- Kompogas

Băng chuyền vận chuyển & phân loại chất thải

Sàng lồng

Máy tách nước (ly tâm)

Hình ảnh bên trong bể ủ Kompogas

Bể ủ kị khí dạng thùng xoay

Moteur khuấy trộn

Ủ compost bằng

nguyên liệu sau ủ

kị khí

Sản phẩm điện

Khả năng ứng dụng CN phân hủy kỵ khí ở đk tpHCM

 CTR của TpHCM có t.phần hữu cơ cao 70%) và độ ẩm cao (50 - 60%) Do đó, áp dụng CN phân hủy sinh học được xem như

(60-có tiềm năng hơn so với BCL;

lớn;

 Nhu cầu phân hữu cơ cao, yêu cầu thị

trường về sp compost: dễ tính;

Để lựa chọn công nghệ ủ kỵ khí phù hợp với

điều kiện Việt Nam, một số tiêu chí đánh giá

được trình bày sau đây:

2 Công nghệ đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường

và sức khỏe cộng đồng của địa phương;

và chiến lược phát triển của địa phương;

4 Công nghệ phải có chi phí phù hợp với ngân

sách của thành phố.

1 Hiệu quả về công nghệ

 Hiệu quả xử lý cao;

 Phù hợp với t.phần CTR và đk môi trường;

 CTRSH VN có tp hữu cơ cao và độ ẩm cao, thích hợp với CN KK sản xuất biogas và

compost;

 CNphải đơn giản, mềm dẻo: dễ dàng cải

tiến, thuận lợi trong trường hợp cần phải

nâng công suất và dễ vận hành và bảo trì;

2 CN đáp ứng các tiêu chuẩn MT & SKCĐ

 Công nghệ cần đáp ứng với các qui chuẩn kiểm soát ô nhiễm, qui chuẩn xả thải (nước thải, khí thải, tiếng ồn)

nguyên như hạn chế sử dụng đất, nước,

điện, năng lượng, hóa chất và tăng cường khả năng sản xuất tài nguyên như biogas, phân bón.

3 CN đáp ứng với h.thống quản lý và chiến lược phát triển

 Các CN khác nhau đòi hỏi các qui định quản lý khác nhau Các qui định này phải phù hợp với

hệ thống quản lý hiện tại và chiến lược phát triển của thành phố/quốc gia

 Ví dụ tpHCM có: 1 Ctrình PLCTRTN , 2 Chiến lược q.lý CTR, 3 C.trình tổng hợp về quản lý CTR

các công nghệ xử lý chất thải rắn áp dụng cần phải đáp ứng với các chương trình này

 Thiếu nhân lực có trình độ cao & nguồn lao động phổ thông dồi dào là một đk để lựa chọn CN phù hợp với hoàn cảnh

 Theo thông tư số 50/TB-VPCP ngày 17/3/2007 của VP Chính phủ, một tiêu chí cần thiết nữa

trong việc lựa chọn công nghệ xử lý chất thải

rắn là thiết bị thay thế phải sẵn có hoặc có thể sữa chữa trong nước.

4 CN phải có chi phí phù hợp với ngân sách

 Chi phí xử lý chất thải bằng tổng chi phí trừ đi tổng lợi nhuận

 Trong khi lợi nhuận thì không những phụ thuộc vào công nghệ mà còn ảnh hưởng lớn bởi thị

trường tiêu thụ sản phẩm

www.themegallery.com