tiểu luận quản lí chất thải rắn công nghệ nhiệt phân xử lý chất thải rắn

Áp dụngcác biện pháp xử lý đa dạng nhằm tái chế, tái sử dụng các loại rác cóthể, đồng thời tiến hành xử lý mạnh mẽ đối với chất thải nguy hại.Hiện nay, nhiều quốc gia đang nỗ lực tìm kiế

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN QUẢN LÍ CHẤT THẢI RẮN Chủ đề: Công nghệ nhiệt phân xử lý chất thải rắn

Nhóm sinh viên thực hiện: Hồ Kim Anh 20214158

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

I Tổng quan về tình hình xử chất thải rắn 4

1 Tình hình xử lý chất thải rắn tại Việt Nam 4

1.1 Tình hình phát sinh 4

1.2 Tình hình xử lý 4

2 Tình hình xử lý chất thải rắn trên thế giới 6

2.1 Tình hình chung trên thế giới 6

2.2 Tình hình xử lý 7

3 Các công nghệ được áp dụng trong xử lý chất thải rắn 8

3.1 Công nghệ Seraphin 8

3.2 Công nghệ ASC 9

II Công nghệ nhiệt phân ( Pyrolysis) xử lý chất thải rắn 10

1 Giới thiệu chung về công nghệ nhiệt phân 10

2 Nguyên tắc hoạt động 11

3 Sản phẩm từ quá trình nhiệt phân các thành phần chất thải rắn 13 3.1 Sản phẩm nhiệt phân từ giấy vụn 13

3.2 Sản phẩm nhiệt phân từ nhựa 13

3.3 Sản phẩm nhiệt phân từ gỗ 14

3.4 Sản phẩm nhiệt phân từ lá cây và rau quả 14

4 Ưu điểm, nhược điểm của công nghệ nhiệt phân 14

4.1 Ưu điểm của công nghệ nhiệt phân 14

4.2 Nhược điểm của công nghệ nhiệt phân 15

III Ứng dụng công nghệ nhiệt phân xử lí chất thải rắn tại

1 Quy mô áp dụng công nghệ nhiệt phân để xử lý chất thải rắn tại Việt Nam 17

2 Các dự án và nhà máy sử dụng công nghệ nhiệt phân trên thế giới 18

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

LỜI MỞ ĐẦU

Quản lý chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì

vệ sinh môi trường đô thị và ngăn chặn nguy cơ gây ô nhiễm, đồngthời giảm thiểu rủi ro đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái Cácquốc gia tiên tiến trên thế giới đã chứng minh rằng quá trình quản lýchất thải rắn cần bắt đầu từ việc phân loại chúng tại nguồn Áp dụngcác biện pháp xử lý đa dạng nhằm tái chế, tái sử dụng các loại rác cóthể, đồng thời tiến hành xử lý mạnh mẽ đối với chất thải nguy hại.Hiện nay, nhiều quốc gia đang nỗ lực tìm kiếm công nghệ mới để

xử lý rác thải, đặc biệt là do thiếu các khu vực chôn lấp và áp dụngcác quy định nghiêm ngặt nhằm giảm thiểu khí thải gây hiệu ứng nhàkính Việc xử lý rác thải liên quan đến các khía cạnh môi trường, kinh

tế, chính trị, và xã hội, và đang trải qua sự phát triển với mục tiêugiảm bớt gánh nặng của việc chôn lấp và giảm chi phí xử lý đốt rácthông qua lò đốt Tuy nhiên, mặc dù có những tiến bộ, việc xử lý rácthải vẫn đối mặt với thách thức về chi phí tái xử lý, đặc biệt là đối vớichất thải có hại và tro phát sinh từ quá trình đốt

Công nghệ đốt để xử lý chất thải công nghiệp và chất thải nguyhại đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên toàn cầu Tuy nhiên, ởViệt Nam, công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn mới mẻ Trong nhữngnăm gần đây, nhiều đơn vị đã phát triển lò đốt để xử lý chất thải côngnghiệp và chất thải nguy hại, tuy nhiên, còn thiếu sự khoa học trong quátrình tính toán, dẫn đến hiệu suất đốt chưa đạt mức cao và gây ra ônhiễm cấp thứ hai Do đó, cần có nghiên cứu chi tiết hơn về công nghệđốt để xử lý một số chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại phổbiến hiện nay, nhằm xây dựng công thức thực nghiệm chính xác và thiết

kế lò đốt có hiệu suất cao, đồng thời đáp ứng các tiêu chí kinh tế môi trường

cầu tiêu hủy chất thải trong tương lai mà còn có thể mang lại sự giảmchi phí cần thiết cho quá trình xử lý chất thải

1.2 Tình hình xử lý

Lượng chất thải rắn tăng đột ngột tại các đô thị Việt Nam, chủyếu tập trung ở các khu vực nội thành Đa số các đô thị và khu đô thịchưa có bãi chôn lấp chất thải rắn đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh vàchưa thực hiện quy trình vận hành một cách hiệu quả Ngoài ra, chấtthải nguy hại thường không được phân loại riêng, mà thường được hỗnhợp với chất thải sinh hoạt Nếu không được xử lý một cách triệt để,điều này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, gây ra suythoái cho môi trường đất, nước và không khí

Hiện tại, công nghệ xử lý chất thải rắn ở các đô thị Việt Nammang tính đa dạng, được áp dụng tùy thuộc vào đặc điểm riêng củatừng đô thị Cho đến năm 2020, trên toàn quốc có khoảng 1.320 cơ sở

xử lý chất thải sinh hoạt, 85 lò đốt đối với xử lý chất thải y tế và 115

cơ sở xử lý chất thải rắn nguy hại Tuy nhiên, đây chỉ là một phần nhỏcủa thách thức lớn đối với quản lý chất thải, và đòi hỏi sự đổi mới vàcải tiến liên tục trong quá trình xử lý để đáp ứng nhu cầu ngày càngtăng về môi trường sạch sẽ và bền vững

Hình 1 Ứng dụng công nghệ trong xử lý rác thải rắn

Công nghệ xử lý chất thải rắn ở các đô thị Việt Nam thường là tựthiết kế và chết tạo nhưng đã tập hợp tương đối đầy đủ các loại hình

có tính phổ bieetsn để xử lý chất thải rắn, nước thải và khí thải đô thị.Quy trình xử lý chất thải rắn theo đúng quy chuẩn:

- Bước 1: Phân loại chất thải rắn để có được phương pháp xử lýthích hợp

- Bước 2: Tiến hành thu gom chất thải rắn để quy trình xử lýdiễn ra tiện lợi hơn

- Bước 3: Vận chuyển chất thải rắn đến điểm tập trung để thựchiện xử lý chất thải rắn

- Bước 4: Xử lý chất thải rắn, tùy theo loại chất thải rắn sửdụng phương pháp xử lý phù hợp

2 Tình hình xử lý chất thải rắn trên thế giới

2.1 Tình hình chung trên thế giới

Theo nghiên cứu của Ngân hang Thế giới, tỷ lệ phát sinh chất thảirắn sinh hoạt trung bình toàn cầu khoảng 0,74 kg/người/ ngày, trong đó

ở quốc gia thấp nhất là 0,11 kg/người/ngày, cao nhất là 4,54kg/người/ngày Tổng khối lượng chất thải rắn đô thị phát sinh trên toàncầu vào khoảng 2 tỷ tấn năm 2016, trong đó nhiều nhất là ở khu vựcĐông Á -Thái Bình Dương với 468 triệu tấn ( 23%) và thấp nhất làTrung Đông và Bắc Phi với 129 triệu tấn (6%) Ước tính tổng khốilượng và csc loại chất thải rắn có thể vào khoảng 7-10 tỷ tấn/ năm

2016 Dự báo chất thải rắn đô thị sẽ tăng lên 2,59 tỷ tấn năm 2030 và3,4 tỷ tấn năm 2050, trong đó tốc độ nhanh nhất ở các khu vực Châuphi cận Sahara, Nam Á, và Trung Đông

Gần đây, chất thải nhựa đã trở thành một vấn đề nổi lên đối vớimôi trường, thu hút sự quan tâm toàn cầu do tác động tiêu cực lên môitrường Ước tính tổng lượng chất thải nhựa phát sinh là khoảng 242triệu tấn, chiếm 12% tổng lượng chất thải rắn đô thị trên toàn cầu Tạinhiều quốc gia, quản lý chất thải nhựa chưa được thực hiện hiệu quả,dẫn đến việc xả thải trực tiếp vào đại dương, tạo ra nhiều tác động tiêucực đối với môi trường và hệ sinh thái biển Một loại chất thải nhựakhác là chất thải dạng microplastics, với tổng lượng ước tính là khoảng41,8 triệu tấn vào năm 2018, tăng lên 45 triệu tấn vào năm 2016 vàkhoảng 48 triệu tấn vào năm 2018

2.2 Tình hình xử lý

Hiện nay, bảo vệ môi trường, trong đó có việc xử lý rác thải, đãtrở thành một vấn đề toàn cầu Các nước đang nỗ lực tìm kiếm biệnpháp giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả nhất.

Ở nhiều quốc gia Châu Âu và một số quốc gia tiên tiến ở Châu

Á, quản lý chất thải được thực hiện thông qua phương pháp giảm nguồn

và xử lý hiệu quả cao về mặt kinh tế và môi trường Các quốc gia nhưĐan Mạch, Anh, Hà Lan (Châu Âu), cũng như Nhật Bản, Hàn Quốc,Singapore (Châu Á) đã thực hiện quản lý chất thải rất chặt chẽ, vớicông tác phân loại và thu gom rác được tổ chức một cách có tổ chức

và người dân tuân thủ nghiêm túc các quy định này

Các loại rác thải như giấy, chai lọ thủy tinh, vỏ đồ hộp, được thugom và đặt trong các thùng chứa riêng biệt Đặc biệt, rác thải từ nhàbếp, có thành phần dễ phân hủy, được yêu cầu phân loại riêng và đặtvào túi có màu sắc được quy định, sau đó được thu gom hàng ngày đểđưa đến nhà máy sản xuất phân hữu cơ

Đối với các loại rác bao bì có thể tái chế, người dân mang đếnthùng rác đặt trong khu dân cư hoặc có thể gọi điện để yêu cầu chuyênviên chuyển phát, và phải thanh toán phí thông qua việc mua tem dántrên túi rác theo quy định

Đối với chất thải công nghiệp, các công ty phải tuân thủ quy địnhphân loại chất thải trong quá trình sản xuất và chất thải sinh hoạt củanhà máy để thu gom và xử lý riêng biệt Các công ty cũng phải tínhđến chi phí thu gom và xử lý rác thải trong giá bán sản phẩm của mình

từ giai đoạn thiết kế và xây dựng

3 Các công nghệ được áp dụng trong xử lý chất thải rắn

3.1 Công nghệ Seraphin

Tại nhà máy xử lý rác Đông Vinh – TP Vinh: Nhà máy hoạt động

từ 20/4/2005, diện tích nhà xưởng 14.000m2 Công suất thiết kế 160 tấnrác/ngày Nhà máy có 1 dây chuyền xử lý rác đã chôn lấp, 1 dâychuyền xử lý rác tươi hàng ngày, bộ phận sản xuất phân vi sinh và 1

hệ thống dây chuyền sản xuất Seraphin Tổng mức đầu tư là 36,233tỷVNĐ Nhà máy xử lý rác Đông Vinh sẽ xử lý toàn bộ chất thải rắn của

TP Vinh và trong đó 90% được tái chế, đến cuối năm 2008 sẽ xoá bỏ

hoàn toàn bãi chôn lấp rác cũ trên 3ha Sản phẩm của nhà máy: mùnhữu cơ, phân hữu cơ, hạt nhựa Seraphin, ống cống, tấm cốp pha, xô,chậu

Hình 2 Sơ đồ xử lý rác thải bằng công nghệ Seraphin

Công nghệ Seraphin có những ưu điểm sau:

- Giảm ô nhiễm môi trường: Có khả năng giảm triệt để ô nhiễmmôi trường do rác thải sinh hoạt được xử lý ngay trong ngày

- Mức đầu tư thấp: Yêu cầu đầu tư chỉ bằng 30-40% so với các dâychuyền thiết bị nhập khẩu

- Tiết kiệm thời gian và chi phí xây dựng nhà máy: Thời gian vàchi phí đầu tư xây dựng và đưa nhà máy xử lý rác vào hoạt độnggiảm đi khoảng 1/3 - 1/5 so với các nhà máy nhập khẩu.

- Bảo dưỡng và bảo hành thuận tiện: Do máy móc được chế tạo tạiViệt Nam, việc bảo dưỡng và bảo hành trở nên thuận tiện và chiphí ít tốn kém

- Tái chế rác cao: Hiệu quả tái chế rác cao, giảm thiểu chôn lấprác, tiết kiệm diện tích đất và giảm tình trạng ô nhiễm môi trường

do các bãi rác gây ra

- Tận dụng nguồn tài nguyên từ rác thải: Ngoài việc bán phâncompost, nguyên liệu Seraphin còn tạo thu nhập từ việc bán cácvật liệu tái chế, tạo ra cân đối chi phí

- Hoạt động song song giữa hai dây chuyền sản xuất: Có khả năngvận hành song song giữa dây chuyền sản xuất rác thải tươi (ráctrong ngày) và rác thải cứng (rác đã chôn lấp) để tạo ra nhiều sảnphẩm khác nhau như nhựa Seraphin, ống cống, bát đựng mủ cao

su và các sản phẩm khác

- Tiết kiệm nước: Khi áp dụng công nghệ Seraphin vào xử lý rácthải không hữu cơ, có thể tiết kiệm được lượng nước lớn, giảm ônhiễm môi trường từ nước thải công nghiệp

3.2 Công nghệ ASC

Công suất xử lý rác của Nhà máy xử lý rác Thụy Phương, doCông ty Cổ phần Kỹ thuật Anh Sinh (ASC) thiết kế và lắp đặt tại thànhphố Huế năm 2004, là 80-150 tấn/ngày Công nghệ này được hoàn thiệntrên cơ sở công nghệ trước đó

Hiệu quả đạt được là 85-90% rác thải được chế biến và tái chế,không gây phát sinh nước rác Nhà máy có diện tích khoảng 1,7 ha vàđược trang bị thiết bị sản xuất trong nước, giúp giảm chi phí đầu tư chomáy móc và nguyên liệu sau khi được phân loại và xử lý rác, có thểsản xuất ra các sản phẩm có giá rẻ và chất lượng phục vụ cộng đồng.Nhà máy xử lý rác Thụy Phương được coi là nơi hoàn thiện côngnghệ xử lý rác thải sinh hoạt tại Việt Nam, với quy trình từ thiết kế,chế tạo, lắp ráp và vận hành đáp ứng nhu cầu giải quyết vấn đề môitrường và tận dụng rác thải để tạo ra các sản phẩm hữu ích cho sản

xuất và cuộc sống Hiệu quả của dây chuyền xử lý rác thải là rất cao,với tỷ lệ rác thải cần chôn lấp thấp, chỉ khoảng 12-15% Đối với cácvùng có đất đai nhiều như Huế, việc thu hồi nước từ rác thải cũng đượcthực hiện, và rác được chế biến để tái chế, phục vụ các mục đích sửdụng khác nhau.

II Công nghệ nhiệt phân ( Pyrolysis) xử lý chất thải rắn

1 Giới thiệu chung về công nghệ nhiệt phân

Hình 3 Mô hình công nghệ nhiệt phân

Việc xử lý, quản lý và tiêu hủy chất thải rắn là mối quan tâmchung của mọi quốc gia Nhiệt phân được coi là một giải pháp sáng tạo

để xử lý chất thải rắn và thu được các hợp chất hóa học và nhiên liệukhác nhau Trong quá trình liên quan đến nhiệt phân, năng lượng có thểthu được theo cách sạch hơn so với các nhà máy đốt chất thải thôngthường với khí thải như oxit nitơ (NOx) và oxit lưu huỳnh (SO2) thấphơn trong quá trình nhiệt phân

Tại Việt Nam, công nghệ nhiệt phân được coi là phương pháp phùhợp để xử lý chất thải rắn, giúp khôi phục giá trị từ rác và giảm ônhiễm môi trường hiệu quả Các tổ chức môi trường trên thế giới cũngđánh giá cao công nghệ nhiệt phân thuộc nhóm công nghệ nhiệt-hoá, làmột trong những giải pháp công nghệ tốt nhất hiện nay và khuyến khích

sử dụng thay thế cho các phương pháp xử lý khác

Với vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, hiệu quả môi trườngcao, công nghệ nhiệt phân này rất phù hợp với việc xử lý chất thảinhựa Công nghệ này cho phép tái chế rác nhựa một cách linh hoạt, xử

lý chất thải nhựa chịu đựng từ rác thải sinh hoạt và nhựa từ rác thảicông nghiệp Đồng thời, có thể tái chế rác nhựa với các kích thước khácnhau, đặc biệt là xử lý rác nhựa có kích thước lớn như ống cuộn hoặctấm Quá trình nhiệt phân loại những loại nhựa có thành phần chất Cl(như PVC) không tạo ra dioxin như phương pháp đốt

2 Nguyên tắc hoạt động

Quá trình nhiệt phân là quá trình phân hủy hoặc biến đổi chất thảirắn ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có oxi Nhiệt phân là sự kếthợp của phản ứng cracking và pyrolysis

Hình 4 Các bộ phận của nhà máy nhiệt phân xử lý chất thải rắn