CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY ĐỐT RÁC THẢI PHÁT ĐIỆN 1000 TẤNNGÀY MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG

Tiểu luận Năng lượng và Môi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI TIỂU LUẬN NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI SỐ 01–32022 CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY ĐỐT RÁC THẢI PHÁT ĐIỆN 1000 TẤNNGÀY Học viên thực hiện Trịnh Thị Hà Thu Mã số học viên 2011124 Lớp CTHN2011 Ngành học KTCS Hạ tầng – Cấp thoát nước Cán bộ hướng dẫn ` TS Phạm Văn Tới Hà Nội 2022 ĐỀ TÀI SỐ 01 32022 CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY ĐỐT RÁC THẢI PHÁT ĐIỆN 1000 TẤNNGÀY MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn TS Phạm Văn Tới Lớp CTHN2011 Ngành h.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI TIỂU LUẬN NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI SỐ 01–3/2022: CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY ĐỐT RÁC THẢI PHÁT ĐIỆN 1000 TẤN/NGÀY Học viên thực : Trịnh Thị Hà Thu Mã số học viên : 2011124 Lớp : CTHN2011 Ngành học : KTCS Hạ tầng – Cấp thoát nước Cán hướng dẫn ` : TS Phạm Văn Tới Hà Nội 2022 ĐỀ TÀI SỐ 01-3/2022 CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY ĐỐT RÁC THẢI PHÁT ĐIỆN 1000 TẤN/NGÀY MÔN HỌC: NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Văn Tới Lớp : CTHN2011 Ngành học : KTCS Hạ tầng - Cấp thoát nước HỌC VIÊN THỰC HIỆN TRỊNH THỊ HÀ THU Nhận xét cho điểm giáo viên hướng dẫn Nhận xét Điểm Chữ ký TS Phạm Văn Tới PHỤ LỤC Tiểu luận: Năng lượng Môi trường DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CTR CTRSH NĐ-CP XLNT Chất thải rắn Chất thải rắn sinh hoạt Nghị định-Chính phủ Xử lý nước thải Tiểu luận: Năng lượng Môi trường DANH MỤC CÁC BẢNG Tiểu luận: Năng lượng Mơi trường DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU Là nước phát triền, trơng thời đại tồn cầu hóa phát triển cơng nghệ vượt bật giới nay, Việt Nam muốn tiến đến phát triển bên vững khơng thể trọng phát triển kinh tế, mà phải tính đến giải pháp an sinh xã hội bảo vệ môi trường Xét riêng vấn đề bảo vệ môi trường, nhiều nước phát triển khác, Việt Nam trọng trước hết đến vấn đề nước, nước thải đến rác thải Về rác thải, nước ta thực đẩy mạnh quan tâm từ thập niên 70 - 80 kỷ trước Tuy nhiên, công tác quản lý chất thải rắn nhà quản lý quan tâm tập trung chủ yếu vào công tác thu gom xử lý loại chất thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt người (CTRSH) Chính vậy, mơ hình thu gom, xử lý hình thành mức độ đơn giản Đơn vị chịu trách nhiệm quản lý, thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn giao chó đơn vị cơng ích trực thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh, thành phố với đơn vị chịu trách nhiệm vệ sinh đường phố, quét dọn thu gom rác thải từ hoạt động sinh hoạt người dân khu vực thị Chất thải sau tập kết đổ thải nơi quy định Trong giai đoạn tiếp theo, với q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, ngành kinh tế bắt đầu Nhà nước ưu tiên phát triển Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, chăn nuôi ngành du lịch, dịch vụ theo phát triển mạnh nguyên nhân phát sinh lượng chất thải ngày lớn Đi kèm với trình phát sinh khối lượng tính phức tạp, nguy hại tính chất Cơng tác quản lý chất thải rắn khơng cịn đơn quản lý CTR sinh hoạt mà cịn bao gồm vấn đề quản lý CTR cơng nghiệp, xây dựng, y tế, nơng nghiệp…Q trình phát triển địi hỏi cơng tác quản lý CTR phát triển tương ứng chế, sách, pháp luật nguồn lực Nhằm đáp ứng kịp thời yêu cầu thực tế đặt ra, công tác quản lý chất thải rắn điều chỉnh hệ thống sách, văn quy phạm pháp luật quy định chi tiết Song hệ thống tổ chức quản lý CTR bắt đầu hình thành phát triển với nguyên tắc tương đối cụ thể, theo chức quản lý nhiệm vụ giao, Bộ, Ngành liên quan có trách nhiệm quản lý CTR phát sinh ngành Tiểu luận: Năng lượng Môi trường Cho đến nay, hoạt động quản lý chất thải rắn không tập trung vào công tác thu gom tập kết CTRSH đô thị đến nơi đổ thải theo quy định Công tác quản lý CTR mở rộng hơn, bao gồm hoạt động thu gom, vân chuyển, trung chuyển xử lý chất thải rắn hợp vệ sinh, đảm bảo Quy chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn Việt Nam đặt ra; chất thải rắn sinh hoạt đô thị, nông thôn mà CTRCN, CTR từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi CTR y tế Tuy nhiên, vài năm gần đây, công tác quản lý chất thải rắn Việt Nam gặp phải khơng khó khăn lượng chất thải nói chung chất thải nguy hại phát sinh ngày nhiều lượng đa dạng loại Phương pháp chủ yếu để xử lý chất thải rắn chôn lấp, giải pháp gây lãng phí tài nguyên đất, “tài nguyên” rác, mà gây ảnh hưởng xấu đến mơi trường nước mặt, nước ngầm, đất khơng khí khu vực bãi rác Hiện giới công nghệ đốt chất thải ngày áp dụng rộng rãi có số ưu điểm bật so với cơng nghệ khác giảm 90-95% thể tích khối lượng chất thải, tận dụng nhiệt, tiết kiệm diện tích so với biện pháp chôn lấp, giảm thiểu ô nhiễm nước, mùi hơi, giảm phát thải khí nhà kính so với biện pháp chôn lấp Tại Việt Nam, vấn đề đốt chất thải quan tâm khối lượng chất thải rắn công nghiệp, chất thải nguy hại, chất thải sinh hoạt ngày gia tăng Bên cạnh biện pháp xử lý rác tồn (chôn lấp) ngày biểu nhược điểm khó giải Có nhiều giải pháp thu hồi lượng từ rác thải nghiên cứu áp dụng nhiều giới, bao gồm: - Thu hồi khí CH4 bãi chơn lấp, sinh qua trình phân hủy kỵ khí lớp rác bên dưới, tận dụng lượng CH4 nguồn Biogas Ur kỵ khí rác thải điều kiện thích hợp để sản xuất Biogas Đốt rác thải, tận dụng nhiệt để tạo nước, quay turbine phát điện Tiểu luận: Năng lượng Môi trường CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chất thải rắn 1.1.1 Khái niệm chất thải rắn [3] Chất thải vật chất thể rắn, lỏng, khí dạng khác thải từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác; Chất thải rắn chất thải thể rắn, thải từ trình sản xuất kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác Chất thải rắn bao gồm chất thải rắn thông thường chất thải rắn nguy hại; Chất thải rắn sinh hoạt chất thải rắn phát thải sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi cơng cộng; Chất thải rắn nguy hại chất thải rắn chứa chất hợp chất có đặc tính: phóng xa, dễ cháy, dễ nơ, dễ ăn mịn, dễ lây nhiễm, gây ngộ độc đặc tính nguy hại khác; Phế liệu sản phẩm, vật liệu bị loại trừ từ trình sản xuất dùng, thu hồi để tái chê, tái sử dụng làm nguyên liệu cho trình sản xuất sản phẩm khác; Phân loại chất thải nguồn hoạt động phân tách chất thải thành số loại định nguồn phát sinh Theo Nghị định 08/2022/NĐ-CP: Quản lý chất thải rắn thị: tổng hợp q trình kiểm sốt chất thải phạm vi thị từ khâu phát sinh, thu gom, tách loại nguồn, thu gom vận chuyển đến xử lý đổ thải cuối Chất thải rắn sinh hoạt (còn gọi rác thải) chất thải rắn phát sinh sinh hoạt thường ngày người Chất thải thông thường chất thải không thuộc danh mục chất thải nguy hại thuộc danh mục chất thải nguy hại có yếu tố nguy hại ngưỡng chất thải nguy hại Chất thải rắn công nghiệp chất thải rắn phát sinh từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ bao gồm chất thải nguy hại, chất thải cơng nghiệp phải kiểm sốt chất thải cơng nghiệp thơng thường Theo Luật bảo vệ môi trường 2020: Tiểu luận: Năng lượng Môi trường Chất thải vật chất thể rắn, lỏng, khí dạng khác thải từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác Chất thải rắn chất thải thể rắn bùn thải Hình 1 Các hợp phần chức hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị 1.1.2 Khái niệm quản lý chất thải rắn Quản lý chất thải rắn kết hợp kiểm soát nguồn thải, tồn trữ, thu gom, trung chuyển vận chuyển, xử lý đổ chất thải rắn theo phương thức tốt nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng, thoả mãn yếu tố kinh tế, kỹ thuật, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giữ gìn cảnh quan đô thị hạn chế tất vấn đề môi trường liên quan Quản lý thống chất thải rắn việc lựa chọn áp dụng kỹ thuật, cơng nghệ, chương trình quản lý thích hợp nhằm hoàn thành mục tiêu đặc biệt quản lý chất thải rắn Hoạt động quản lý chất thải rắn bao gồm: hoạt động quy hoạch, quản lý, đầu tư xây dựng sở quản lý chất thải rắn, hoạt động phân loại, thu 10 Tiểu luận: Năng lượng Mơi trường Hình 18 Hệ thống xử lý mùi 2.2 Hiệu lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường công nghệ đốt rác thải phát điện so với xử lý rác phương pháp truyền thống 2.2.1 Phân tích ưu nhược điểm số cơng nghệ đốt chất thải phát điện - Các giải pháp thu hồi từ rác thải: a Thu khí bãi chơn lấp: Các hoạt động sinh học bãi chôn lấp làm phát sinh khí q trình phân huỷ hợp chất hữu chất thải vi sinh vật Khi chất thải cịn mới, chứa nhiều khơng khí - khoảng 30% khoảng trống chất thải nén - trình phân hủy diễn điều kiện hiếu khí Sản phẩm chúng CO , H2O hợp chất hữu bay có mùi khó chịu Đó gọi pha hiếu khí hay acetogenic (pha axit), có nhiều hợp chất hữu tương tự axit axetic Tại điểm kết thúc pha acetogenic, hầu hết lượng khí bị lẫn chất thải sử dụng hết pha hiếu khí khơng thể tiếp tục Q trình phân huỷ kỵ , phân huỷ hợp chất hữu bay hơi, sản phẩm từ pha acetogensis Những sản phẩm pha metan (CH4), cacbon dioxit (CO2), nước (H2O) oxy (O2) Khí CH4 CO2 Nước oxy quay trở lại cung cấp cho trình phân huỷ, pha acetogenesis lại tiếp tục tạo sản phẩ thông tin sau 32 Tiểu luận: Năng lượng Môi trường ST T 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Bảng Thành phần tính chất khí bãi chơn lấp [10] Tinh chất Đơn vị Giá trị Thành phần CH4 CO2 O2 Mercaptan, hợp chất lưu huỳnh NH3 H2 CO Các khí khác Nhiệt độ Tỷ trọng % Thể tích 45 – 60 % Thể tích 40 – 60 % Thể tích 2–5 % Thể tích 0,1– 1,0 % Thể tích – 1,0 % Thể tích 0,1 – 1,0 % Thể tích – 0,2 % Thể tích – 0,2 % Thể tích 0,01 – 0,6 o F 100 – 120 1,02 – 1,6 (Nguồn: Tchobanoglous et al., 1993) Cả trình acetogenesis methanogenesis phụ thuộc vào có mặt nước chất thải Khơng có q trình phân huỷ diễn chất thải giữ khô Một số nghiên cứu methanogenesis diễn nhanh chất thải bị ướt không bị ngập nước Tuy nhiên, vấn đề chưa kiểm chứng Khí bãi chơn lấp xun suốt lớp chất thải, nơi có diện chất hữu Q trình phân huỷ ln bắt đầu pha acetogenesis sau chuyển sang pha methanogenesis Khí bãi chơn lấp khơng sinh chịu áp lực Nếu chất thải chứa nhiều nước chúng khơng thể di chuyển dễ dàng Đó lý tốc độ sinh khí tăng lên nước rỉ bơm khỏi chất thải ngập nước Khí bãi chơn lấp thu thập thông qua giếng thu khoan xuyên đến đáy chất thải, bịt kín bề mặt, để khí di chuyển vào hệ thống thu khí 33 Tiểu luận: Năng lượng Mơi trường Hình 19 Sơ đồ giếng thu khí bãi chơn lấp Nguồn: Lê Thị Hồng Trân, 2010 b Ủ kỵ khí rác thải: Khác với phương pháp trên, phương pháp chủ động vieẹc tạo ra, thu hồi sử sụng khí metan từ lên men rác Một ưu điểm phương pháp hạn chế đáng kể diện tích đất chơn, khí rác đầu vào phân loại tách riêng phần tái chế phần khó phân hủy, để lại phần hữu dễ phân hủy sinh học Những chất sau xủ lý thể tích khối lượng giảm đáng kể so với rác ban đầu Nguyên lý phương pháp sau: Rác thải sau thu gom cho vào máy nghiền để nghiền nhỏ (trường hợp Việt Nam cần phân loại sơ trước để thu hồi chết thải có khả tái chế giấy, nhựa, kim loại,vv ) Rác sau nghiền đưa qua máy phân loại để laoị bỏ thành phần đất, đá chất khó phân hủy cịn vướng lại Tiếp theo, rác đưa vào bể ổn định, đuọc phối trộn với nước (có thể nước đầu từ phân xưởng xử lý nước thải cho nhà máy) theo tỷ lệ thích hợp để tạo thành hỗn hợp bùn nhão Bùn bớm vào bể ủ kỵ khí (bể thủy phân) để phân hủy Bể thủy phân lắp thêm cánh khấy để tăng mức độ xáo trộn, giúp phản ứng diễn nhanh hiệu vận hành điều kiện pH, nhiệt độ, thời gian thích hợp Kết trình thủy phân tạo biogas bùn sau phân hủy Biogas đuọc sử dụng làm nhiên liệu bùn đem tách nước, sấy khơ chơn lấp tái chế Hình sau mô tả sơ đồ hoạt động nhà máy xử lý rác thải Nagaoka thành phố Nagaoka, Nhật bản: - Công suất xử lý: 65 tấn/ ngày Công suất phát điện dộng biogas: 560kW 34 Tiểu luận: Năng lượng Môi trường Các hợp phần: + Phân hủy kỵ khí rác thải, sinh biogas phát điện + Sấy khô bùn thải, chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học - Thông số vận hành bể thủy phân: + Công suất: 55 tấn/ ngày (sau phân loại 65 rác đầu vào) + Nhiệt độ: 37-40 oC + pH: ~ 7,4 + Thời gian lưu: 21 ngày + Tỷ lệ chất rắn: Nước=10:90 - Quá trình thủy phân bổ sung thêm xác tác NiCl2.H2O CoCl2.H2O - Hình 20 Sơ đồ hoạt động nhà máy xử lỹ rác thải Nagaoka thành phố Nagaoka, Nhật Bản c Đốt rác phát điện: Nếu phương pháp ủ kỵ khí rác thải áp dụng cho chất thải có khả phân hủy sinh học, thi phương pháp đốt tác phát điện không kén chọn loại chất thải Điều mà phương pháp kén chọn nhiệt trị độ ẩm rác thải Chất thải áp dụng phương pháp cần thiết phải có nhiệt trị cao độ ẩm thấp Nguyên lý phương pháp sauL Rác thải sau thu gom đưa vào lo đốt (tương tự, trường hợp Việt Nam cần phân loại sơ trước) Tại lò đốt, với bổ sung phụ trợ nhiên liệu (chủ yếu than cốc, dầu), chất thải đốt qua cấp đề đạt đến nhiệt độ cao 1000oC nhằm xử lý hợp 35 Tiểu luận: Năng lượng Mơi trường chất độc hại Dịng khí nóng khỏi lo đốt dẫn theo đường ống đến bên nồi để sản xuất làm quay turbine phát điện Dịng khí nóng nảy tiếp tục dẫn qua trao đổi nhiệt tháp giả nhiệt trước xử lý hệ thống lọc túi vải xúc tác khử NOx, SOx Khí thải sau xử lý đạt yêu cầu quạt thổi gió thổi ống khói, thải mơi trường bên ngồi Phần tro xỉ sinh trình đốt tro bui từ hệ thống xử lý khí đưa đến bãi chơn lấp Hình sau mô tả sơ đồ hoạt động nhà máy xử lý rác Hisano, thành phố Osaka, Nhật Bản [7] - - Hồn thành: tháng 2003 Cơng nghệ: lị đốt ghi cấp Rác thải đầu vào: rác thải sinh hoạt (Khác với Việt Nam, rác thải Nhật Bản phân loại nguồn) Thông số thiết kế: + Công suất: 900 tấn/ ngày (450 tấn/24hx dây chuyền) + Thu hồi nhiệt: Phất điện công suất 27,4 MW + Nhiệt lượng thiết kế chất thải: 5.850 kJ/kg (1.400kcal/kg) + Thất thoát nhiệt tro đáy: