CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ KHÍ THẢI

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, chất lượng cuộc sống của nhân dân ngày một tăng cao kéo theo đó là sự gia tăng về chất thải đặc biệt là ở các khu đô thị, khu công nghiệp, khu chế xuất... Trong đó nổi lên là sự ảnh hưởng của chất thải rắn. Chất thải rắn không những ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người mà nó còn gây mất vẻ mỹ quan, ảnh hưởng gián tiếp tới môi trường văn hoá – xã hội – kinh tế. Chính vì vậy, công tác quản lý, xử lý chất thải rắn luôn được quan tâm hàng đầu. Một số biện pháp kỹ thuật xử lý chất thải rắn trên thế giới thường áp dụng: Phương pháp chôn lấp chất thải hợp vệ sinh: Phương pháp này chi phí rẻ nhất, bình quân ở các khu vực Đông Nam Á là 12 USDtấn. phương pháp này thường phù hợp với các nước đang phát triển Phương pháp chế biến chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ thành phân ủ hữu cơ (compost): Phương pháp này chi phí thông thường từ 810 USDtấn. Thành phẩm thu được dùng để phục vụ cho nông nghiệp, vừa có tác dụng cải tạo đất vừa thu được sản phẩm không bị nhiễm hoá chất dư tồn trong quá trình sinh trưởng. Thành phần này được đánh giá cao ở các nước phát triển. Nhược điểm của phương pháp này là: Quá trình xử lý kéo dài, bình thường là từ 23 tháng, tốn diện tích. Một nhà máy sản xuất phân hữu cơ từ chất thải rắn công xuất xử lý 100.000 tấn chất thảinăm cần có diện tích là 6ha. Phương pháp thiêu đốt: Phương pháp này chi phí cao, thông thường từ 2030 USDtấn nhưng chu trình xử lý ngắn, chỉ từ 23 ngày, diện tích sử dụng chỉ bằng 16 diện tích làm phân hữu cơ có cùng công suất. Chi phí cao nên chỉ có các nước phát triển áp dụng, ở các nước đang phát triển nên áp dụng phương pháp này ở quy mô nhỏ để xử lý chất độc hại như: Chất thải bệnh viện, chất thải công nghiệp, chất thải nông nghiệp... Các kỹ thuật khác: Ép ở áp lực cao các thành phần vô cơ, chất dẻo... để tạo ra các sản phẩm như tấm tường, trần nhà, tủ, bàn ghế,...

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ KHÍ THẢI Chương 1: Đặc điểm chất thải rắn (2 LT+ TL) TS. Ngô Thị Thuý Hường Nội dung chính chương 1 1. 1. Khái niệm chất thải rắn 1.2. Nguồn gốc chất thải rắn 1.3. Phân loại chất thải rắn: theo nguồn gốc phát sinh, theo tính chất nguy hại 1.4. Thành phần, tính chất chất thải rắn 1. Khái niệm chất thải rắn 1.1. Khái niệm: • Chất thải rắn (hay rác thải): tất chất thải dạng rắn (hoặc sệt) thải bỏ hoạt động người động vật. • Chất thải rắn độc tính (CTR): loại rác thải sinh hoạt phân hủy được, rác thải có nguồn gốc từ thực vật: cây, vỏ loại lương thực vỏ dừa, vỏ trấu, vỏ cà phê, phân chuồng, . rỉ đường, phế thải quy trình sản xuất công nghiệp sản xuất bia, thứ gia súc, thực phẩm. • Chất thải rắn có độc tính hay chất thải rắn nguy hại (CTRNH): chất gây nguy hại đến môi trường người. CTRNH chất dễ cháy nổ, dễ ăn mòn, dễ ô nhiễm, làm ngộ đôc., vv. 1.2. Sơ lược lịch sử phát triển quản lý CTR: • Có từ người có mặt trái đất. • Con người động vật khai thác tài nguyên trái đất  thải chất thải rắn. • Khi mật độ dân cư thấp  CTR không gây ô nhiềm môi trường trầm trọng  diệ tích đất nhiều  tự đồng hóa phân hủy chất thải. • Khi xã hội phát triển, dân số đông, người sống tập trung thành làng, xã, cụm dân cư, vv.  Thực phẩm thừa loại chất thải khác bị thải bỏ bừa bãi khắp nơi  thuận lợi cho phát triển loài gậm nhấm (chuột)  điểm tựa cho sinh vật ký sinh bọ chét sinh sống phát triển gây nên bệnh dịch hạch lan truyền trầm trọng Châu Âu vào kỷ 14. 1.2. Sơ lược lịch sử phát triển quản lý CTR: • Thế kỷ 19, kiểm soát dịch bệnh nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng quan tâm. • Nhận thức được: Không thu gom xử lý CTR  phát triển vec tơ truyền bệnh  dịch bệnh  sức khỏe người. • Quản lý CTR không hợp lý nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường (đất nước không khí). • Các phương pháp quản lý CTR đầu thể kỷ 20:  Thải bỏ khu đất trống  Thải bỏ vào môi trường nước (sông, hồ, biển …)  Chôn lấp  Giảm thiểu đốt. 1.2. Sơ lược lịch sử phát triển quản lý CTR: • Hiện nay, hệ thống quản lý CTR không ngừng phát triển, đặc biệt nước phát triển, kết hợp thành phần:  Luật pháp quy định quản lý chất thải rắn  Hệ thống tổ chức quản lý  Quy hoạch quản lý  Công nghệ xử lý. • Sự đời luật quy định quản lý CTR  nâng cao hiểu hệ thống quản lý CTR nay. 1.3. Sự phát sinh CTR xã hội công nghiệp: Quá trình phát sinh chất thải rắn XH công nghiệp 1.4. Ảnh hưởng CTR đến môi trường: • Việc quản lý CTR không hợp lý  ô nhiễm không khí ô nhiễm nước. Ví dụ:  rò rỉ từ bãi chôn lấp  ô nhiễm nước mặt nước ngầm. Hệ thống tổ chức quản lý  Rò rỉ từ bãi thải bỏ khai thác mỏ chứa độc tố Cu, As, U  ô nhiễm nước ngầm. • Khi lượng CTR cao, vượt khả tự làm hay đồng hóa tự nhiên  Mất cân sinh thái. • Mật độ dân số cao  lượng CTR lớn. • Lượng thành phần CTR khác vùng khác nhau. 1.5. Hệ thống quản lý CTR đô thị: • Hệ thống quản lý CTR đô thị cấu quản lý chuyên trách CTR đô thị cấu trúc tổng thể tổ chức (cơ quan quản lý nhà nước môi trường, công ty, đơn vị sản xuất, vv.). • Hệ thống QLCTR đô thị thiết yếu việc kiểm soát vấn đề liên quan đến CTR, bao gồm:  Sự phát sinh  Thu gom, lưu giữ vàphân loại nguồn.  Thu gom tập trung;  Trung chuyển vận chuyển;  Phân loại, xử lý chế biến;  Thải bỏ CTR hợp lý (bảo vệ sức khỏe cộng đồng, kinh tế, bảo tồn thiên nhiên, cảnh quan, vv.) 1.5. Hệ thống quản lý CTR đô thị: Mối liên hệ thành phần hệ thống QLCTR Nguồn phát sinh chất thải Phân loại, lưu trữ, tái sử dụng nguồn Thu gom tập trung Trung chuyển vận chuyển Phân loại, xử lý tái chế CTR Thải bỏ e) Độ thấm (tính thấm) chất thải nén: • Tính dẫn nước chất thải nén tính chất vật lý quan trọng,  chi phối điều khiển di chuyển chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) khí bên bãi rác. • Hệ số thấm tính sau: Trong đó: K: hệ số thấm, m2/s C: số không thứ nguyên d: kích thước trung bình lỗ rỗng rác, m γ : trọng lượng riêng nước, kg.m2/s μ : độ nhớt vận động nước, Pa.s k : độ thấm riêng, m2 • • Cd2 biết độ thấm riêng. Độ thấm riêng k = Cd2 phụ thuộc chủ yếu vào tính chất chất thải rắn bao gồm:  phân bố kích thước lỗ rỗng,  bề mặt riêng,  tính góc cạnh,  độ rỗng. Giá trị điển hình cho độ thấm riêng k chất thải rắn nén bãi rác nằm khoảng 10-11 ÷ 10-12 m2/s theo phương đứng khoảng 10-10 m2/s theo phương ngang. 4.2.2. Tính chất hóa học CTR • Những thông tin tính chất hóa học CTR đóng vai trò quan trọng việc đánh giá, lựa chọn phương pháp XL tái sinh CT. • Ví dụ: CTR dùng làm nhiên liệu đốt phân tích tiêu chí:  phân tích gần đúng-sơ (XĐ sơ hàm lượng CHC);  Điểm nóng chảy tro;  Phân tích thành phần nguyên tố CTR;  Nhiệt trị CTR. a) Phân tích gần đúng-sơ bộ: • Phân tích gần đúng-sơ thành phần cháy CTR bao gồm thí nghiệm sau:  Độ ẩm: lượng nước sau sấy 105oC 1h;  Chất dễ bay hơi: Khối lượng bị đem CTR khô nung 550oC lò kín. Phần CHC CTR, chiểm khoảng 40-60%, TB 53%.   Các bon cố định: lượng các-bon lại sau loại chất vô khác (thủy tinh, kim loại, vv) tro nung 905oC , chiếm khoảng 5-12%, trung bình 7%. Trong CTR đô thị, chất vô chiểm 15-30%, TB 20%; Tro: Khối lượng lại sau đốt cháy lò hở. b) Điểm nóng chảy tro: • Được định nghĩa nhiệt độ mà tro hình thành từ trình đốt cháy chất thải bị nóng chảy kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ). Nhiệt độ nóng chảy xỉ từ trình đốt CTR dao động 1100 - 1200oC. c) Phân tích thành phần nguyên tố tạo thành CTR: • Chủ yếu xác định phần trăm nguyên tố C, H, O, N, S tro. Trong trình đốt CTR phát sinh chất clo hóa  cần xác định halogen. • KQ phân tích để mô tả thành phần hóa học CHC CTR • KQ phân tích quan cho việc xác định tỉ số C/N nhằm đánh giá CTR có thích hợp cho trình chuyển hóa SH không. Bảng 4. Thành phần nguyên tố CTR đô thị Bảng 5. Thành phần nguyên tố CTR đô thị Tp HCM Bài tập 2: Xác định thành phần hóa học mẫu rác đô thị dựa vào thông tin khối lượng ướt, khối lượng khô nguyên tố hóa học cho bảng 2,3 4. d) Nhiệt trị CTR: • Là nhiệt lượng sinh đốt cháy hoàn toàn đơn vị khối lượng CTR, XĐ số phương pháp sau:  Sử dụng nồi có thang đo nhiệt lượng  Sử dụng bom nhiệt lượng phòng thí nghiệm  Tính toán theo thành phần nguyên tố hóa học. • Hầu hết nhiệt trị thành phần hữu CTR đo việc sử dụng bom nhiệt lượng. • Nhiệt trị từ CTR khô tính từ nhiệt trị rác ướt theo công thức: Q khô = Qướt x 100/ (100 - % độ ẩm) • Nhiệt trị từ CTR không tính chất trơ tính sau: Q không trơ = Qướt x 100/ (100 - % độ ẩm - % tro).   Bảng 6. Nhiệt trị hàm lượng chất trơ thành phần CTR đô thị • Ngoài ra, nhiệt trị tính gần công thức Dulông cải tiến: Btu/lb = 145C + 610 (H2 – 1/8 O2) + 40S + 10N Q = 0,556 x{145C + 610 (H2 – 1/8 O2) + 40S +10N}; kCal/kg. Trong đó: Q : Nhiệt trị (kcal/kg, kJ/kg, 1Btu/lb = 2,326 kJ/kg = 0,556 kCal/kg) C : % khối lượng Cacbon H : % khối lượng Hydro O : % khối lượng Oxy S : % khối lượng lưu huỳnh N : % khối lượng Nitơ Bài tập 3: Ước tính nhiệt trị CTR đô thị có thành phần khối lượng tập 1. Giải: Bài tập 4: Ước tính nhiệt trị loại CTR có công thức hóa học C760H1980O875N13S (bao gồm S và nước) Giải: 4.2.3. Tính chất sinh học CTR • • Phần hữu (không kế nhựa, cao su, da) hầu hết CTR phân loại phương diện sinh học sau:  Các phân tử hòa tan nước như: đường, tinh bột, amino axit, axit hữu cơ;  Bán xenlulo: Các sản phẩm ngưng tụ đường các-bon;  Xenlulo: Sản phẩm ngưng tụ đường glucose cac-bon;  Dầu, mỡ sáp: Là este alcohols axit béo mạch dài;  Ligno xenlulo: kết hợp lignin xenlulo;  Protein: chất tạo thành từ kết hợp chuỗi amino axit. Trong thành phần hữu CTR, lignin (trong tế bào gỗ) khó phân hủy nhất. Chúng ko tan nước axit vô cơ, bị phân hủy phần kiềm bisunfitnatri H2SO4. các axit thơm • • Tính chất quan trọng CTR đô thị hầu hết thành phần HC chuyển hóa sinh học  khí, chất HC ổn định chất vô cơ. Tính chất khác: tạo mùi hôi phát sinh ruồi. a) Khả phân hủy sinh học thành phần hữu • Hàm lượng CTR dễ bay (VS)  đánh giá khả phân hủy SH phần HC; • Tuy nhiên sử dung VS để đánh giá nhiều không xác vài thành phần VS CTR lại khó phân hủy sinh học, vd: giấy báo, CTR nguồn gốc thực vật, vv. •  hàm lượng lignin CTR dùng để ước lượng tỉ lệ phần dễ phân hủy SH CTR, cụ thể: BF = 0,83 – 0,028 LC Trong đó: BF tỷ lệ phân hủy SH tính theo VS 0,83 0,028 số thực nghiệm. LC hàm lượng lignin VS (% KL khô) Các thành phân HC CTR chia thành loại:  Phân hủy chậm  Phân hủy nhanh. Bảng 7: Khả phân hủy SH CHC theo % KL lignin • b) Sự phát sinh mùi hôi • CTR lưu trữ lâu vị trí thu gom, trạm trung chuyển bãi chôn lấp  phát sinh mùi hôi, đặc biệt vùng nóng ẩm  kq phân hủy kỵ khí thành phần HC CTR, SO4 bị khử thành sunfua S2-, sau kết hợp với H+  H2S 2CH3CHOHCOOH + SO42-  2CH3COOH + S2- + H2O + 2CO2 (28) Lactic Sunphat Axit Acetic ion Sunphua 4H2 + SO42-  S2- + 4H2O S2- + 2H+  H2S  mùi hôi S2- + Fe2+  FeS  muối sunfua ko có mùi hôi. • Sự phân hủy sinh hóa hợp chất chứa gốc S, tạo chất nặng mùi metyl mercaptan aminobutyric axit. CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH + 2H CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH Methionin Metyl mercaptan Aminobutyric axit Metyl mercaptan tiếp tục bị thủy phân CH3SH + H2O CH4OH + H2S c) Sự phát triển ruồi • Sinh trưởng phát triển ruồi nhặng vào mùa hè nơi lưu trữ CTR  vấn đề quan ngại đáng quan tâm. • Vòng đời chung 9-11 ngày. • Giai đoạn phát triển ấu trùng khoảng ngày thùng chứa rác  nên thu gom CTR thời gian này, để thùng thu gom rỗng  hạn chế di chuyển ấu trùng.   [...]... công viên, đường phố, vv.);  Nhà máy xử lý chất thải;  Các khu công nghiệp;  Các hoạt động sản xuất nông nghiệp 3 Phân loại chất thải rắn • Phân loại theo thành phần, tính chất có nhiều ý nghĩa trong quản lý CTR CTR có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau:  Phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh: Rác thải từ sinh hoạt, văn phòng, khu thương mại, công nghiệp, nông nghiệp, đường phố hay chất thải. .. trình và kế hoạch quản lý chất thải rắn Trong các nguồn phát sinh, CTR từ các khu dân cư, khu thương mại chiếm tỉ lệ cao, 50-80% Tỉ lệ của mỗi loại chất thải thay đổi, tùy thuộc vào loại hình hoạt động : xây dựng, sửa chữa, dịch vụ hay công nghệ XLNT, Thành phần riêng biệt của chất thải rắn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng vùng,... nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm theo khối lượng • • • • • Thành phần CTR rất đa dạng, bao gồm từ rác thải công nghiệp, rác thải (phế thải) xây dựng, rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệp Thông tin về thành phần CTR rất quan trọng trong việc  Đánh giá và lựa chọn những thiết bị thích hợp để xử lý,  Các quá trình xử lý  Việc hoạch định các hệ thống, chương trình và kế hoạch... nhiên, dựa vào đặc điểm chất thải có thể phân loại CTR thành 3 nhóm lớn sau:  Chất thải đô thị;  Chất thải công nghiệp;  Chất thải nguy hại • Đáng chú ý nhất trong rác thải là CTR nguy hại, thường phát sinh từ các khu công nghiệp  Thông tin về nguồn gốc phát sinh, đặc tính của các CTNH của các loại hình công nghiệp khác nhau là rất cần thiết  Ví dụ: hiện tượng rò rỉ, chảy tràn các loại hóa chất, dầu... phải đặc biệt chú ý, do chi phí thu gom và XL các chất thải này rất tốn kém Ví dụ sự chảy tràn hóa chất bị ngấm vào đất và các vật liệu ngậm nước khác như rơm rạ thì việc thu gom phải tiến hành với cả rơm rạ và đào bới đất bị ngấm vào để xử lý  rất tốn kém • Rác thải đo thị là nguồn phân tán  khó quản lý  Lợi ích của việc phân loại CTR tại nguồn: • Giảm ô nhiễm và đất đai ở các BCL: + Giảm 50 – 80... mẫu vào thùng thí nghiệm có thể tích đã biết (tốt nhất là 100 lít) cho đến khi chất thải đầy đến miệng thùng 2 Nâng thùng lên cách mặt sàn khoảng 30 cm và thả rơi tự do xuống 4 lần 3 Đổ nhẹ mẫu CTR vào thùng thí nghiệm để bù vào chất thải đã nén xuống 4 Cân và ghi khối lượng của cả vỏ thùng và chất thải 5 Trừ khối lượng cân được ở trên cho khối lượng của vỏ thùng thí nghiệm thu được khối lượng của chất. ..2 Nguồn gốc chất thải rắn 2.1 Nguồn gốc phát sinh của CTR: • Nguồn gốc phát sinh, thành phần, tốc độ phát sinh của CTR là cơ sở quan trọng cho:  Lựa chọn công nghệ xử lý  Đề xuất các chương trình quản lý CTR thích hợp • Các nguồn phát sinh CTR bao gồm:  Khu dân cư  Khu thương mại (nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ, vv.);  Khu xây dựng và phá hủy các công trình xây dựng;  Khu công cộng (nhà... trong mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực • Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác • Nước đi vào mẫu CTR vượt quá khả năng giữ nước sẽ thoát ra tạo thành nước rò rỉ • Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân huỷ của chất thải • Khả năng giữ nước của hỗn hợp chất thải rắn (không nén) từ các khu dân cư và thương... = Cd2 phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của chất thải rắn bao gồm:  sự phân bố kích thước các lỗ rỗng,  bề mặt riêng,  tính góc cạnh,  độ rỗng Giá trị điển hình cho độ thấm riêng k đối với chất thải rắn được nén trong bãi rác nằm trong khoảng 10-11 ÷ 10-12 m2/s theo phương đứng và khoảng 10-10 m2/s theo phương ngang 4.2.2 Tính chất hóa học của CTR • Những thông tin về tính chất hóa học của CTR đóng... (không nén) từ các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50-60% e) Độ thấm (tính thấm) của chất thải đã được nén: • Tính dẫn nước của chất thải đã được nén là một tính chất vật lý quan trọng,  chi phối và điều khiển sự di chuyển của các chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và các khí bên trong bãi rác • Hệ số thấm được tính như sau: Trong đó: K: hệ số thấm, m2/s C: hằng số không . Khái niệm chất thải rắn 1.1. Khái niệm: • Chất thải rắn (hay rác thải) : là tất cả chất thải ở dạng rắn (hoặc sệt) được thải bỏ trong hoạt động của con người và động vật. • Chất thải rắn không. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ KHÍ THẢI Chương 1: Đặc điểm của chất thải rắn (2 LT+ 2 TL) TS. Ngô Thị Thuý Hường 9/9/15Ngo Thi Thuy Huong2 N i dung chính ch ng 1ộ ươ 1. 1. Khái niệm chất. Khái niệm chất thải rắn 1.2. Nguồn gốc chất thải rắn 1.3. Phân loại chất thải rắn: theo nguồn gốc phát sinh, theo tính chất nguy hại 1.4. Thành phần, tính chất của chất thải rắn 9/9/15 Ngo Thi