Bài giảng quản lý chất thải nguy hại chương 5 gv phạm khắc liệu

Đại cươngMột số khái niệm liên quanXử lý CTNH là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật nhằm biếnđổi, loại bỏ, cách ly, tiêu huỷ hoặc phá huỷ tính chất, thành phần nguy hạ

5.1 Đại cương

 Một số khái niệm liên quan

 Xử lý CTNH là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật nhằm biến

đổi, loại bỏ, cách ly, tiêu huỷ hoặc phá huỷ tính chất, thành phần nguy hại của CTNH với mục đích cuối cùng là không gây tác động xấu đến môi trường và sức khoẻ con người.

 Sơ chế CTNH (hay tiền xử lý CTNH) là việc sử dụng các biện pháp kỹ thuật cơ-lý

đơn thuần nhằm thay đổi tính chất vật lý như kích thước, độ ẩm, nhiệt độ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, xử lý hoặc nhằm phối trộn hoặc tách riêng các thành phần của CTNH cho phù hợp với các phương pháp xử lý khác nhau.

 Đồng xử lý CTNH là việc kết hợp một quá trình sản xuất sẵn có để xử lý CTNH,

5.1 Đại cương

 Chôn lấp (Landfilling): tương tự chôn lấp CTR sinh hoạt

 Xử lý nhiệt (Thermal treatment): đốt, đồng xử lý trong lò nung xi măng,…

 Xử lý hóa học (Chemical treatment): trung hòa, kết tủa, trao đổi ion, oxy hóa, khử;

 Xử lý sinh học (Biological treatment): phân hủy sinh học trong đất

 Xử lý vật lý (Physical treatment): hóa rắn, bay hơi,…

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

5.2.1 Khái quát

 Áp dụng đối với CTNH dạng rắn hay bùn

(không áp dụng cho chất lỏng).

 Mục tiêu chôn lấp: cô lập, phân hủy CTNH

(với CTRSH: chủ yếu phân hủy).

 Lựa chọn vị trí và và thiết kế để giảm thiểu

nguy cơ thải chất thải nguy hại ra môi

trường.

 Về nguyên tắc tương tự bãi chôn lấp CTR

sinh hoạt/đô thị nhưng quy định nghiêm

ngặt hơn.

 CTNH thường được đóng bao/gói trước khi

đưa vào chôn lấp.



5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

5.2.2 Một số tiêu chuẩn thiết kế bãi theo TCVN 13439:2022

(1) Quy mô bãi chôn lấp

của vùng hoặc của khu vực và được quy hoạch sử dụng tối thiểu từ 20 năm đến 30 năm.

Loại bãi chôn lấp Diện tích (ha)

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

(2) Yêu cầu về vị trí bãi chôn lấp chất thải nguy hại

nước ngầm

 Trên các nền đất đá hạt mịn, chặt sít, tầng đất đá có hệ số thấm

K ≤ 1 x 10-7 cm/s với bề dày lớn hơn 5 m

 Không được ở vị trí có động đất, trượt lở, dòng lũ bùn đá.

đối với môi trường và rủi ro cho sức khỏe cộng đồng.

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

(3) Yêu cầu về mặt bằng

 Khu tiền xử lý (Phân loại & lưu

chứa chất thải tạm thời; Đóng

chắn, bảo đảm khả năng ngăn cách

bãi chôn lấp với bên ngoài Chiều

rộng nhỏ nhất của dải cây cách ly

không nhỏ hơn 20 m

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

(3) Yêu cầu với các ô chôn lấp

 Mỗi ô chôn lấp được thiết kế phù hợp với một loại chất thải nhất định và được sử dụng để chôn lấp chất thải đó.

 Chiều cao ô chôn lấp CTNH không vượt quá 15 m nếu thiết kế ô chôn lấp kiểu nửa chìm và không quá 10 m nếu thiết kế ô chôn lấp nổi.

 Chiều cao lớp chất thải cần phủ không vượt quá 2 m Chiều dày lớp đất phủ

không nhỏ hơn 15 cm.

 Phải có thiết kế biện pháp che phủ, tránh nước mưa trong quá trình vận hành.

 Cấu tạo một ô chôn lấp lấp chất thải nguy hại cần phải được thiết kế bao gồm: cấu tạo đáy và thành ô chôn lấp; hệ thống thu gom nước rò rỉ; cấu tạo lớp phủ

bề mặt ô chôn lấp và hệ thống thoát tán khí.

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

(4) Yêu cầu đối với đáy và thành ô chôn lấp

1 % Khu vực gần ống thu gom nước rác có độ dốc thiết kế tối thiểu 3 %.

cm/s, bề dày tối thiểu đạt 60 cm.

chôn lấp.

 Ô chôn lấp chất thải có tính dễ cháy, dễ nổ: sử dụng hệ thống lớp lót đáy và thành

tương tự như bãi chôn lấp chất thải thông thường.

 Bãi (ô) chôn lấp chất thải có tính độc, chất thải có tính ăn mòn: sử dụng hệ thống

lớp lót đáy và thành kép

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

Mặt cắt ngang điển hình của hệ thống lớp lót đáy và thành kép

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

Yêu cầu đối với thiết kế các thành phần khác gồm:

- Hệ thống thu khí rác,

- Khu xử lý nước rỉ rác,

về cơ bản theo tiêu chuẩn tương tự bãi chôn lấp chất thải thông thường.

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

Ví dụ 1: Chôn lấp bùn đáy vịnh Minamata, Nhật Bản

 Thảm họa Minamata:

 Từ 1955-1959 nhiều người dân thành phố Minamata (tỉnh Kumamoto, Nhật Bản) bị phát hiện mắc

chứng bệnh lạ gọi là bệnh Minamata.

 Điều tra cho thấy nguyên nhân do Nhà máy hóa chất Chisso thải nước thải chứa thủy ngân (xúc tác

trong quá trình sản xuất acetaldehyde) ra Vịnh Minamata liên tục từ 1932; thủy ngân tích lũy sinh học trong thủy sản và người dân bị bệnh do tiêu thụ thủy sản Nhà máy đóng cửa năm 1968.

 Đã có gần 1.800 người chết và trên 10.000 người khác bị bệnh Minamata hành hạ.

 Từ 1977 đến 1988, tỉnh Kumamoto thực hiện dự án

“Minamata Bay Pollution Prevention”, trong đó khoảng 151

ha đáy vịnh mà bùn có nồng độ Hg vượt quá 25μg/g đã được

nạo vét và được chôn lấp ở khu vực cải tạo Khu vực chôn

bùn được xử lý để chống rò rỉ

 Hiện bề mặt bãi chôn bùn xây dựng công viên (Eco Park

5.2 Chôn lấp chất thải nguy hại

Bãi chôn bùn chứa Hg từ Vịnh Minamata 2006 Nhân chứng của thảm họa Minamata tại nhà tưởng niệm

5.1 Chôn lấp chất thải nguy hại

Ví dụ 2: Chôn lấp tro bay nhà máy đốt rác phát điện EB Phú Sơn, Huế

 Công suất đốt rác: 600 tấn/ngày

 Lượng tra bay tạo ra ước 5.475.000 tấn/năm

 Công nghệ xử lý:

 Ổn định tro bằng tác nhân tạo phức thiamin nitrat (C12H17N5O4S) + natri dihydropyrophotphat (Na2H2P2O7) để cố định các kim loại nặng.

 Đóng tro đã ổn định vào các bao jumbo

 Đưa đi chôn lấp

(1) Đốt chất thải nguy hại - QCVN 30:2012/BTNMT về lò đốt chất thải công nghiệp

 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với lò đốt:

 Lò đốt CTCN phải đốt nhiều cấp, tối thiểu phải có hai vùng đốt (sơ cấp và thứ cấp).

 Trong lò đốt phải có áp suất nhỏ hơn áp suất bên ngoài để hạn chế khói thoát ra ngoài môi

trường qua cửa nạp chất thải

Trường hợp thiêu đốt chất thải nguy hại chứa các thành phần

Thời gian lưu cháy trong vùng đốt thứ cấp s  2 Lượng oxy dư (đo tại điểm lấy mẫu) % 6 - 15

5.3 Xử lý nhiệt

 Không được phép thiêu đốt: chất thải phóng xạ; chất thải dễ nổ; chất

thải có tính chất ăn mòn hoặc có chứa thủy ngân, chì, cadimi vượt ngưỡng chất thải nguy hại theo quy định tại QCVN 07:2009/BTNMT.

vượt ngưỡng chất thải nguy hại theo quy định tại QCVN 07:2009/BTNMT trong lò đốt CTCN do Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp giấy phép quản lý chất thải nguy hại.

 Tro xỉ, bụi, bùn thải và các chất thải rắn khác phát sinh từ quá trình

vận hành lò đốt CTCN phải được phân định, phân loại theo quy định tại QCVN 07:2009/BTNMT để có biện pháp quản lý phù hợp theo quy

5.3 Xử lý nhiệt

(2) Đồng xử lý CTNH - QCVN 41:2011/BTNMT đồng xử lý CTNH trong lò nung xi măng

 CTNH được sử dụng làm nhiên liệu, nguyên liệu thay thế trong sản xuất xi măng hoặc

được thiêu hủy nhờ nhiệt độ trong lò nung.

 Phải sử dụng công nghệ lò quay phương pháp khô .

 Yêu cầu về chuẩn bị CTNH cho đồng xử lý:

 CTNH trước khi được nạp vào đồng xử lý phải đảm bảo ổn định về chất lượng, số lượng và nhiệt trị, cũng như đồng nhất về kích thước, tính chất, thành phần hoá học để không ảnh hưởng đến việc vận hành bình thường của lò nung, chất lượng sản phẩm và khí thải.

 Trường hợp cần thiết, CTNH phải được tiền xử lý để đáp ứng yêu cầu, bao gồm sơ chế bằng cơ-lý đơn thuần nhằm thay đổi tính chất vật lý hoặc xử lý hoá học để thay đổi thành phần Việc tiền xử lý được thực hiện trong hoặc ngoài cơ sở xi măng đồng xử lý CTNH.

 Các CTNH khác nhau (kể cả ở trạng thái tồn tại khác nhau) được phép phối trộn với nhau hoặc với nguyên liệu, phụ gia, nhiên liệu hoặc chất thải khác để đáp ứng yêu cầu, trừ trường hợp không tương thích về tính chất hoá học hoặc có thể gây phản ứng có hại như cháy, nổ hoặc phát sinh khí nguy hiểm.

5.3 Xử lý nhiệt

 Ví dụ đồng xử lý dầu nhiễm PCB

…

Giải pháp thu gom, xử lý dầu nhiễm PCB bằng công nghệ Đồng xử lý trong lò nung xi

măng là phương pháp hiệu quả để tiêu hủy chất thải nhiễm PCB Ở nhiệt độ cao 1.800oC

-2.000oC, thời gian lưu cháy dài (khoảng 8 giây), trên 99,9999% PCB được phân hủy Giải

pháp này đã và đang được thực hiện trên khắp thế giới trong 30 năm qua và được rất nhiều

nước công nhận là 1 phương pháp tiết kiệm, hiệu quả, thân thiện với môi trường

5.3 Xử lý nhiệt

(3) Xử lý nhiệt đất ô nhiễm các POPs, hóa chất BVTV bằng công nghệ ISTD

 In Situ Thermal Destruction (ISTD) is a remediation process in which heat and vacuum are

applied simultaneously to subsurface soils or aboveground soil/sediment piles Heat flows intothe soil primarily by conduction from heaters typically operated at 700-800°C (1300-1500°F)

 Two common modes of application of ISTD are employed, vertical thermal wells for deeper

contamination, or horizontal thermal wells, also termed thermal blankets, for shallowcontamination

 The vaporized constituents are drawn toward the extraction wells (“heater-vacuum wells”) As

vapors move through the superheated zone in the proximity of each heater-vacuum well, theyrapidly decompose due to oxidation or pyrolysis reactions The dilute fraction of gaseouscontaminants that remains in the collected air stream is treated above ground

 Field project experience at seven ISTD sites and laboratory treatability studies have confirmed

that high temperatures applied over a period of days result in extremely high destruction andremoval efficiency of even high boiling point contaminants such as PCBs, pesticides, PAHs andother heavy hydrocarbons

(Source: Ralph S Baker and John M Bierschenk IN-SITU THERMAL DESTRUCTION MAKES STRINGENT SOIL AND

5.3 Xử lý nhiệt

 Subsurface conductive heating and vapor extraction

are applied either with horizontal heaters (“Thermal

Blankets”) for shallow contamination, as shown in

foreground at left, or with vertical heaters (“Thermal

Wells”) for deeper contamination, as shown in

foreground at right Vapor

 Treatment System consists of the following

trailer-mounted components: Cyclone Separator, Thermal

Oxidizer, Heat Exchanger, Activated Carbon Adsorber,

Blowers and Exhaust Stack Power and Control Trailers

(background) provide electrical power distribution and

process control/monitoring, respectively

(Ralph S Baker and John M Bierschenk IN-SITU THERMAL

DESTRUCTION MAKES STRINGENT SOIL AND SEDIMENT CLEANUP GOALS

Chemical treatment involves a chemical process that transforms hazardous waste into less dangeroussubstances that can be extracted from a solution.

These methods include the ion exchange reaction, whereby the charges of atoms or groups of atomsare exchanged between two chemical substances, allowing them to bond together

Chemical precipitation is another method, which uses a chemical reaction to form separableparticulate matter in solutions, either by changing the substance into an insoluble form, or bychanging the properties of the solution to diminish the solubility of the contaminant Theeffectiveness of this process can be increased by using coagulants and flocculants

The oxidation and reduction (a.k.a redox) reaction involves the oxidation number of chemicalschanging, to facilitate their removal and or render the chemicals benign; this is the same process asthe rusting of metals or browning of fruit

Neutralisation is where the pH of a corrosive chemical solution is altered by adding acids to alkalinesolutions, and vice-versa

Often, chemical treatment is combined with physical treatment methods to achieve optimum results,for example, using coagulants along with physical flocculation techniques to expedite the formation

5.4 Xử lý hóa học

5.4 Xử lý hóa học

Oxy hóa nâng cao (AOP: Advanced Oxidation Process)

 Có thể xử lý hiệu quả các chất hữu cơ bền vững (POPs).

rất cao và nhiều ưu điểm khác:

5.4 Xử lý hóa học

 Cơ chế tạo thành gốc tự do trong một số quá trình AOPs:

5.4 Xử lý hóa học

5.5 Xử lý sinh học

 Kỹ thuật phổ biến xử lý sinh học các CTNH là phục hồi sinh học (Bioremediation).

 CTNH được trộn cẩn thận với đất bề mặt trên một diện tích phù hơp để xử lý.

 Sử dụng các tác nhân sinh học như vi khuẩn, nấm, thực vật để loại trừ hay trung

hòa các chất ô nhiễm trong đất.

Nguồn: Jesús Bernardino Velázquez-Fernández et al Biodegradation and Bioremediation of Organic Pesticides © 2012 Velázquez-Fernández et al., licensee InTech http://dx.doi.org/10.5772/46845

5.5 Xử lý sinh học

5.5 Xử lý sinh học

(1) Phục hồi sinh học sử dụng vi sinh vật (Microbioremediation)

giàu  đưa vào đất (bổ sung chất dinh dưỡng) để xử lý.

Ví dụ 2.Xử lý đất nhiễm dioxin ở Sân bay Aso

Dự án xử lý đất nhiễm chất độc dioxin tại sân bay A

So, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế được thựchiện từ tháng 3/2020 đến 10/2023 Binh chủng Hóahọc đã chủ trì thực hiện, xử lý xong 32.218 m3 đấtnhiễm chất độc dioxin bằng phương pháp chôn lấp

cô lập và 6.500m3 đất bằng phương pháp phân hủysinh học Tổng khối lượng hơn 38.700m3 đất nhiễmdioxin, trên diện tích 9,35 ha

( chat-doc-dioxin-tai-san-bay-a-so-hue-post1054622.vov )

https://vov.vn/xa-hoi/xu-ly-hon-38700m3-dat-nhiem-Ví dụ 1 Xử lý dieldrin

– Phân lập vi nấm từ đất ô nhiễm

endosulfan (DDF: dieldrin-degrading

fungus)

– Sử dụng DDF phân lập được thử nghiệm

phân hủy dieldrin: đạt hiệu quả trên 90%

sau 10 ngày ủ

(Kazuhiro Takagi et al Recent technology on

bio-Remediation of persistent organic pollutants (POPs)

and pesticides www.fftc.agnet.org )

5.5 Xử lý sinh học

(2) Phục hồi sinh học bằng thực vật

(Phytoremediation)

 Hấp thu của cây trồng vào sinh trưởng

 Hấp phụ trên bộ rễ

 Phân hủy sinh học ở vùng rễ

 Bốc thoát qua hô hấp của cây

 Loại chất ô nhiễm (vô cơ, hữu cơ)

 Loại cây

 Điều kiện môi trường

 Ưu điểm: chi phí xử lý thấp

5.5 Xử lý sinh học

Cơ chế xử lý trong phục hồi sinh học đối với chất thải hữu cơ và vô cơ

 Sử dụng các chất đóng rắn (xi măng, vôi, đất sét, polymer,…) để cố định CTNH.

 Thường sử dụng như giai đoạn tiền xử lý trước khi chôn lấp.

 Xi măng được sử dụng phố biến nhất để hóa rắn CTNH, nhất là chất thải chứa kim loại nặng, do môi trường kiềm của xi măng các kim loại nặng sẽ ở dạng hydroxit hay muối carbonat không tan.

5.6 Ổn định và hóa rắn

 Có thể thực hiện:

 trộn thẳng chất thải vào xi măng,

sau đó thêm nước để hydrat hóa xi

măng (đông cứng).

 qua giai đoạn ổn định (stabilization)

(solidification) (S/S technique)

5.6 Ổn định và hóa rắn

5.7 Điều kiện đối với cơ sở cung cấp dịch vụ xử lý CTNH

Luật Bảo vệ Môi trường 2020, Điều 84 Xử lý chất thải nguy hại

3 Cơ sở thực hiện dịch vụ xử lý chất thải nguy hại phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:

a) Phù hợp với Quy hoạch bảo vệ môi trường quốc gia hoặc quy hoạch có nội dung về xử lý chất thải nguy hại, trừ trường hợp cơ sở đồng xử lý chất thải nguy hại;

b) Bảo đảm khoảng cách an toàn về môi trường theo quy định;

c) Công nghệ xử lý chất thải nguy hại phải được thẩm định, có ý kiến theo quy định của pháp luật về chuyển giao công nghệ; khuyến khích áp dụng công nghệ thân thiện môi trường, kỹ thuật hiện có tốt nhất, công nghệ xử lý kết hợp với thu hồi năng lượng;

d) Có giấy phép môi trường;

đ) Có nhân sự phụ trách về bảo vệ môi trường được đào tạo chuyên ngành môi trường hoặc lĩnh vực chuyên môn phù hợp;

e) Có quy trình vận hành an toàn công nghệ, phương tiện, thiết bị chuyên dụng phù hợp;

g) Có kế hoạch quản lý môi trường gồm nội dung kiểm soát ô nhiễm và quản lý chất thải; an toàn lao động, vệ sinh lao động; phòng ngừa, ứng phó sự cố môi trường; đào tạo, tập huấn định kỳ hằng năm; chương trình giám sát môi trường; đánh giá hiệu quả xử lý chất thải nguy hại; phương án xử lý ô nhiễm, cải tạo môi trường sau khi kết thúc hoạt động;