công nghệ xử lý chất thải rắn và khí thải

8/22/2015 NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ KHÍ THẢI 8/22/2015 1. 1. KHÁI NIỆM CHẤT THẢI RẮN 1.2. NGUỒN GỐC CHẤT THẢI RẮN Ngo Thi Thuy Huong 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 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CỦA CHẤT THẢI RẮN (2 LT+ TL) TS. Ngô Thị Thuý Hường 1. KHÁI NIỆM CHẤT THẢI RẮN 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. Ngo Thi Thuy Huong • Quản lý CTR không hợp lý nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường (đất nước không khí). Ngo Thi Thuy Huong • Nhận thức được: Không thu gom xử lý CTR  phát triển vec tơ truyền bệnh  dịch bệnh  sức khỏe người. 8/22/2015 • 8/22/2015 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. Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 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. 8/22/2015 8/22/2015 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. Sự đời luật quy định quản lý CTR  nâng cao hiểu hệ thống quản lý CTR nay. 8/22/2015 1.3. Sự phát sinh CTR xã hội công nghiệp: Quá trình phát sinh chất thải rắn XH công nghiệp 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: Mối liên hệ thành phần hệ thống QLCTR Hệ thống QLCTR đô thị thiết yếu việc kiểm soát vấn đề liên quan đến CTR, bao gồm: 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.) Thu gom tập trung Trung chuyển vận chuyển Ngo Thi Thuy Huong Sự phát sinh  Phân loại, lưu trữ, tái sử dụng nguồn Ngo Thi Thuy Huong  Nguồn phát sinh chất thải 8/22/2015 8/22/2015 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.). • Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong  8/22/2015 8/22/2015 1.4. Ảnh hưởng CTR đến môi trường: • Việc quản lý CTR không hợp lý  ô nhiễm không khí ô nhiễm nước. Ví dụ: Phân loại, xử lý tái chế CTR 10 Thải bỏ 8/22/2015 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 2. NGUỒN GỐC CHẤT THẢI RẮN 2.1. Nguồn gốc phát sinh CTR: • Nguồn gốc phát sinh, thành phần, tốc độ phát sinh CTR sở quan trọng cho:  Lựa chọn công nghệ xử lý  Đề xuất 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 phá hủy công trình xây dựng;  Khu công cộng (nhà ga, bến tàu, sân bay, công viên, đường phố, vv.);  Nhà máy xử lý chất thải;  Các khu công nghiệp;  Các hoạt động sản xuất nông nghiệp. • Chất thải đô thị hầu hết chất thải công cộng, ngoại trừ CTR 11 từ sản xuất công nghiệp nông nghiệp. 12 8/22/2015 3. PHÂN LOẠI CHẤT THẢI RẮN • Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong Tuy nhiên, dựa vào đặc điểm chất thải phân loại CTR thành nhóm lớn sau:  Chất thải đô thị;  Chất thải công nghiệp;  Chất thải nguy hại. • Đáng ý rác thải CTR nguy hại, thường phát sinh từ khu công nghiệp.  Thông tin nguồn gốc phát sinh, đặc tính CTNH loại hình công nghiệp khác cần thiết.  Ví dụ: tượng rò rỉ, chảy tràn loại hóa chất, dầu mỏ, vv. phải đặc biệt ý, chi phí thu gom XL chất thải tốn kém. Ví dụ chảy tràn hóa chất bị ngấm vào đất vật liệu ngậm nước khác rơm rạ việc thu gom phải tiến hành với rơm rạ đào bới đất bị ngấm vào để xử lý  tốn kém. 15 • Rác thải đo thị nguồn phân tán  khó quản lý. 8/22/2015 8/22/2015 13 Phân loại theo thành phần, tính chất có nhiều ý nghĩa quản lý CTR. CTR 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 xây dựng phá hủy công trình xây dựng, vv.  Phân loại dựa vào đặc tính tự nhiên như:  Thành phần vô (chai nhựa, nilon, vải…)  Thành phần hữu (thức ăn thừa, cỏ cây…)  Thành phần đốt cháy được: đồ chơi nhựa, băng đĩa, cao su, vải, giấy…  Thành phần không đốt cháy: sành sứ, thủy tinh, đồ điện…  Thành phần tái chế: chai nhựa, vỏ thiếc, hộp giấy, giấy… 14  Thành phần có kích thước lớn: tủ, bàn, xe đạp…  8/22/2015 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 16 Bảng 1. Các loại CTR theo nguồn gốc phát sinh 8/22/2015 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong Chất thải nguy hại (CTNH): • CTNH định nghĩa khác sau: - CT có chứa yếu tố, thành phần độc hại; - CT có đặc tính dễ: ăn mòn, cháy nỗ, phản ứng…; - Gây nguy hại trực tiếp gián tiếp (phản ứng với chất khác) đến sinh vật MT thiên nhiên; - Điều Luật BVMT năm 2014: "CT nguy hại (CTNH) CT chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, lây nhiễm, dễ cháy, dễ nổ, gây ăn mòn, gây ngộ độc có đặc tính nguy hại khác". Danh mục CTNH ban hành kèm theo Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT, bao gồm tính chất nguy hại chính, bao gồm: dễ nổ, cháy, ăn mòn, oxy hóa, độc tính, độc tính sinh thái, dễ lây nhiễm. • Như vậy, CTNH CT có tính chất nguy hại (nổ, cháy, ăn mòn, oxy hóa, độc tính, lây nhiễm) thành phần nguy hại vượt 17 ngưỡng cho phép (QCVN 07:2009) gây tổn hại nghiêm trọng đến sinh vật MT (không bao gồm CT phóng xạ). Lợi ích việc phân loại CTR nguồn: • Giảm ô nhiễm đất đai BCL: + Giảm 50 – 80 % KL CTR phải chôn lấp; + Giảm diện tích đất cho BCL. • Giảm chi phí QLCTR (nếu phân loại triệt để hệ thống vận hành hoàn chỉnh): + Tận dụng tài nguyên CTR để tái sử dụng tái chế; + Giảm chi phí vận hành, thu gom xử lý hệ thống QLCTR. • Thông qua phân loại CTR, góp phần nâng cao ý thức trách nhiệm người. • Phân loại CTR thể hoàn thiện chế, pháp luật văn hóa, giảm gánh nặng MT cho cấp quản lý. 18 8/22/2015 4. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN • Ngo Thi Thuy Huong • • • 19 Sự thay đổi thành phần CTR tương lai: • Có ý nghĩa quan trong việc: Quyết định dự án, chương trình cho quan quản lý (thay đổi thiết bị thu gom, vận chuyển XLCTR). o tiến KHKT: công nghiệp chế biến thực phẩm, đóng gói, máy nghiền chất thải nấu bếp, vv. o ý thức cộng đồng: ý thức vấn đề liên quan đến MT & có xu hướng sử dụng thực phẩm chế biến sẵn. 2. Giấy carton: gia tăng nhanh chóng nửa kỉ, từ khoảng 20% (1940) tăng lên khoảng 40% (1992). Ngo Thi Thuy Huong Lấy hai phần chéo tiếp tục trộn thành đống hình côn mới. Tiếp tục thao tác tới mẫu 20-30kg. Sau mẫu CTR phân loại thủ công thành loại 23 riêng cân ghi lại khối lượng thành phần. Lặp lại lần để có số liệu xác. 8/22/2015 3. Ngo Thi Thuy Huong 2. Bảng 2. Thành phần CTR đô thị Mỹ 8/22/2015 Phương pháp xác định CTR trường: • Thành phần CTR không đồng  xác định thành phần phức tạp. • Dự đoán thành phần CTR tương lai  công việc khó khăn thiết kế vận hành hệ thống QLCTR. • Sử dụng phương pháp phần tư lấy mẫu CTR: 1. Lấy 100-250 kg CTR từ khu vực nghiên cứu, đổ đống nơi riêng biệt, xáo trộn nhiều lần cách vun thành đống hình côn chia thành phần nhau; 21 Ngo Thi Thuy Huong 1. Thực phẩm thừa: giảm xuống đáng kể, từ 14% (1940) xuống 9% (1992) do: Ngo Thi Thuy Huong Các nước phát triển có dịch chuyển thành phần rác thải, đặc biệt loại: Sự thay đổi thành phần CTR tương lai: 3. Rác vườn: Lượng rác vườn CTR tăng đáng kể, đặc biệt nước phát triển đưa luật cấm đốt rác, ví dụ Mỹ rác vườn chiếm khoảng 16-24% CTR. 4. Nhựa dẻo: gia tăng suốt nửa kỉ, từ năm 1940 đến năm 1992, thành phần nhựa dẻo CTR tăng lên 7-8%, dự đoán tiếp tục tăng thời gian tới. • Ở Việt Nam, bối cảnh phát theo hướng công nghiệp hóa, thành phần CTR rác thải đô thị có dịch chuyển đáng kể, là: 1. Thực phẩm thừa: giảm mạnh phát triển ngành CN thực phẩm; 2. Giấy loại: tăng mạnh chủ chương nhu cầu phát triển giáo dục, ngành CN đóng gói hàng hóa phát triển; 22 3. Nylon-nhựa loại: tăng nhanh CN đóng gói tăng; 4. Vải: tăng lên nhu cầu may mặc xuất khẩu. 8/22/2015 Hoạch định kế hoạch QLCTR;  8/22/2015 •  Ngo Thi Thuy Huong • Thành phần CTR 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 thành phần CTR quan trọng việc  Đánh giá lựa chọn thiết bị thích hợp để xử lý,  Các trình xử lý  Việc hoạch định hệ thống, chương trình kế hoạch quản lý chất thải rắn. Trong nguồn phát sinh, CTR từ khu dân cư, khu thương mại chiếm tỉ lệ cao, 50-80%. Tỉ lệ 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 chất thải rắn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa năm, điều kiện kinh tế tùy thuộc vào 20 thu nhập vùng, địa phương, quốc gia…. 8/22/2015 8/22/2015 4.1. Thành phần CTR • Là thuật ngữ dùng để mô tả tính chất, nguồn gốc yếu tố riêng biệt cấu thành nên dòng chất thải, thông thường tính phần trăm theo khối lượng. 24 8/22/2015 4. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN • • KLR thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vị trí địa lý, mùa năm, thời gian lưu giữ chất thảicần thận trọng lựa chọn giá trị thiết kế. KLR chất thải đô thị dao động khoảng 180 – 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3. Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong a) Khối lượng riêng (KLR): • Được định nghĩa khối lượng CTR tính đơn vị thể tích (kg/m3). • Dữ liệu KLR cần để ước lượng tổng khối lượng thể tích rác cần phải quản lý.  tính toán, báo cáo liệu khối lượng hay thể tích CTR, giá trị KLR phải thích trạng thái (KLR) mẫu rác cách rõ ràng, vd: trạng thái chúng như: xốp, 25 chứa thùng chứa container, không nén, nén… 26 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong b) Độ ẩm: • Độ ẩm CTR biểu diễn phương pháp: Phương pháp khối lượng ướt phương pháp khối lượng khô. • Theo phương pháp khối lượng ướt: tính theo khối lượng ướt vật liệu phần trăm khối lượng ướt vật liệu  sử dụng phổ biến lĩnh vực quản lý CTR, cách tính sau: a= {(w – d )/ w} x 100 (1) Trong đó: a: độ ẩm, % khối lượng ướt W: khối lượng mẫu ướt ban đầu, kg d: khối lượng mẫu sau sấy khô 105oC, kg • Theo phương pháp khối lượng khô: tính theo khối lượng khô vật liệu phần trăm khối lượng khô vật liệu. 8/22/2015 8/22/2015 Phương pháp xác định KLR: • Mẫu CTR tích khoảng 500 lít sau xáo trộn kỹ thuật “một phần tư”. Các bước tiến hành sau: 1. Đổ nhẹ mẫu vào thùng thí nghiệm tích biết (tốt 100 lít) chất thải đầy đến miệng thùng. 2. Nâng thùng lên cách mặt sàn khoảng 30 cm thả rơi tự xuống lần. 3. Đổ nhẹ mẫu CTR vào thùng thí nghiệm để bù vào chất thải nén xuống. 4. Cân ghi khối lượng vỏ thùng chất thải. 5. Trừ khối lượng cân cho khối lượng vỏ thùng thí nghiệm thu khối lượng chất thải thí nghiệm. 6. Chia khối lượng CTR cho thể tích thùng thí nghiệm thu khối lượng riêng chất thải. 27 7. Lặp lại thí nghiệm lần lấy giá trị KLR trung bình 8/22/2015 8/22/2015 4.2. Tính chất CTR 4.2.1. Tính chất vật lý CTR • Những tính chất vật lý quan trọng chất rác thải hữu khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước, cấp phối hạt, khả giữ ẩm thực tế độ xốp chúng. • Khối lượng riêng độ ẩm quan tâm QLCTR 28 Bảng 3. Độ ẩm CTR đô thị Bài tập 1: Ước tính độ ẩm (%) CTR đô thị biết thành phần khối lượng chúng? 8/22/2015 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 29 30 8/22/2015 Bài giải: 31 Đây tiêu quan trọng việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác. • Nước vào mẫu CTR vượt khả giữ nước thoát tạo thành nước rò rỉ. • Khả giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén trạng thái phân huỷ chất thải. • Khả giữ nước hỗn hợp chất thải rắn (không nén) từ khu dân cư thương mại dao động khoảng 50-60%. • Ngo Thi Thuy Huong 33 35 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 105 oC 1h;  Chất dễ bay hơi: Khối lượng bị đem CTR khô nung 550oC lò kín. Phần CHC CTR, chiểm khoảng 40-60%, TB 53%. 34 Ngo Thi Thuy Huong 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. 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 8/22/2015 • Ngo Thi Thuy Huong 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. 8/22/2015 • Hệ số thấm tính sau: Ngo Thi Thuy Huong • 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. 8/22/2015 8/22/2015 d) Khả giữ nước thực tế: • Khả giữ nước thực tế CTR toàn lượng nước mà giữ lại mẫu chất thải tác dụng trọng lực. Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 2. Xác định độ ẩm chất thải sử dụng công thức tính độ ẩm (1) trên: Độ ẩm CTR (%) = {(100 – 78,8)/100}x 100 = 21,2% c) Kích thước cấp phối hạt: • Kích thước cấp phối hạt thành phần CTR quan trọng việc tính toán thiết kế phương tiện khí như: thu hồi vật liệu, sử dụng sàng lọc phân loại máy. • Kích cỡ rác thải thường không đồng không có lợi cho trình phân huỷ rác thải phải cắt để rác có kích cỡ thích hợp để đạt hiệu cao, tốt vào khoảng cm. • Xác định kích thước thành phần phương pháp sau: SC = l (2-2) SC = (l + w)/2 (2-3) SC = (l + w + h)/3 (2-4) SC = (l x w)1/2 (2-5) SC = (l x w x h)1/3 (2-6) • Trong đó: SC : kích thước thành phần; l : chiều dài, 32 (mm); w : chiều rộng, (mm); h : chiều cao, (mm). 8/22/2015 8/22/2015 1. Thiết lập bảng tính dựa vào liệu cần thiết công thức tính độ ẩm 36 8/22/2015  Ngo Thi Thuy Huong 37 Bảng 5. Thành phần nguyên tố CTR đô thị Tp HCM 38 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. 8/22/2015 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 39 Thành phần hóa học (g) H O N 0.17 1.02 0.07 1.92 14.06 0.10 0.34 2.54 0.02 0.49 1.56 0.12 0.56 0.08 0.05 0.01 0.04 0.05 0.05 0.44 2.81 0.25 0.10 0.68 0.00 3.7 23.3 0.6 S 0.01 0.06 0.01 0.00 0.00 0.02 0.00 0.1 Tro 0.14 1.92 0.29 0.69 0.05 0.05 0.05 0.33 0.02 3.5 Khối lượng nước CTR: = 79,5 – 59 =20,5g 41 C H O N S Tro Khối lượng (g) Không tính nước Có nước 27.79 27.79 3.66 5.9 23.29 41.6 0.58 0.58 0.12 0.12 3.52 3.52 3. Tính số mol nguyên tố bỏ qua phần tro Thành phần C H O N S Khối lượng nguyên tử 12 16 14 32 Số mol Không tính nước Có nước 2.316 2.316 3.664 5.947 1.456 2.597 0.041 0.041 0.004 0.004 Ngo Thi Thuy Huong 2.7 32.0 5.7 6.9 1.8 0.5 0.5 7.4 1.6 59.0 C 1.30 13.90 2.51 4.12 0.99 0.38 0.27 3.54 0.79 27.8 Thành phần 8/22/2015 - KL khô 2. Tính khối lượng nguyên tố hóa học có CT khô ướt Ngo Thi Thuy Huong KL ướt, Độ ẩm, % % Thực phẩm thừa 9.0 70 giây 34.0 Giấy cacton 6.0 Nhựa 7.0 vải vụn 2.0 10 cao su 0.5 da 0.5 10 rác vườn 18.5 60 gỗ 2.0 20 Tổng cộng 79.5 Thành phần 40 8/22/2015 Bài giải 2: 1. Tính khối lượng nguyên tố hóa học thành phần CT khô 8/22/2015 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 Ngo Thi Thuy Huong 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. • 8/22/2015  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. 42 8/22/2015 4. 4. Xác định tỷ số mol công thức hóa học CTR có nước, có S Bảng 6. Nhiệt trị hàm lượng chất trơ thành phần CTR đô thị 47 Giải: Như nhiệt trị CTR là: Qướt = 1.178.189/ 100 = 11.782 kJ/kg = 2.801 kcal/kg Qkhô = 11.782*100/ (100 – 78,8) = 55.575 kJ/kg Ngo Thi Thuy Huong 100 2,093 20,934 Bài tập 3: Ước tính nhiệt trị CTR đô thị có thành phần khối lượng tập 1. Giải: Kết tính tổng giá trị nhiệt 100 kg CTR dựa vào nhiệt trị 46 thành phần CTR bảng 6. 8/22/2015 3.0 3.0 Ngo Thi Thuy Huong 697.8 6,978.000 8/22/2015 Tổng cộng 98.0 70.0 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 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong KL khác Bụi, tro Ngoài ra, nhiệt trị tính gần công thức Dulông cải tiến: 8/22/2015 8/22/2015 Nhiệt lượng thành phần CTR đô thị Thành phần % KL chất trơ Nhiệt trị TB kJ/kg KL ướt, % Nhiệt lượng Kj Chất hữu Thực phẩm thừa 5.0 4,652.0 9.0 41,868 giây 6.0 16,747.2 34.0 569,405 Giấy cacton 5.0 16,282.0 6.0 97,692 Nhựa 10.0 32,564.0 7.0 227,948 vải vụn 2.5 17,445.0 2.0 34,890 cao su 10.0 23,260.0 0.5 11,630 da 10.0 17,445.0 0.5 8,723 rác vườn 4.5 6,512.8 18.5 120,487 gỗ 1.5 18,608.0 2.0 37,216 Chất vô Thủy tinh 98.0 139.563 8.0 1,117 Can thiếc 98.0 697.800 6.0 4,187 Nhôm 96.0 0.5 - 44 • 45 Ngo Thi Thuy Huong 43 8/22/2015 Công thức hóa học bỏ qua nguyên tố S là:  Không tính nước: C56H89O35N  Có tính nước: C56H145O63N • Công thức hóa học có nguyên tố S là:  Không tính nước: C639H1011O402N11S  Có tính nước: C639H1640O716N11S Chú ý: Công thức hóa học sau tính toán đc làm tròn số • Ngo Thi Thuy Huong C H O N S Tỷ số mol S (N=1) Tỷ số mol có S (S=1) Không tính nước Có nước Không tính nước Có nước 56.3 56.3 638.8 638.8 89.1 144.6 1010.7 1640.2 35.4 63.2 401.5 716.3 1.0 1.0 11.3 11.3 0.0 0.0 1.0 1.0 8/22/2015 Thành phần 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). 48 1,178,189 8/22/2015 Bài tập 4: Ước tính nhiệt trị loại CTR có công thức hóa học C760H1980O875N13S (bao gồm S nước) • % LK Xác định nhiệt trị CTR theo công thức Dulong = 0,556 x [145(36,6) + 610(7,8-55/8) + 40(0,15)+10(0,76)]= 3.272 kCal/kg Ngo Thi Thuy Huong 36.58 7.83 54.68 0.76 0.15 100.00 2. • Nhiệt trị tính cho CTR tập cao tính cho phần hữu cơ, không tính cho phần tro. 49 • 8/22/2015 Ngo Thi Thuy Huong Ngo Thi Thuy Huong 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 Các thành phân HC CTR chia thành loại:  Phân hủy chậm  Phân hủy nhanh. Bảng 7: Khả phân hủy SH CHC theo % KL lignin • 8/22/2015 • 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. 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, 50 bị phân hủy phần kiềm bisunfitnatri H2SO4. các axit thơm. 8/22/2015 KL nguyên tố 7666 1640 11460 159 32 20957 Ngo Thi Thuy Huong C H O N S Tổng cộng Số lượng Khối lượng nguyên tử/mol nguyên tử 638.8 12 1640.2 716.3 16 11.3 14 1.0 32 8/22/2015 Giải: 1. Xác định thành phần khối lượng nguyên tố. Thành phần 4.2.3. Tính chất sinh học CTR 51 52 0,83 0,028 số thực nghiệm. LC hàm lượng lignin VS (% KL khô) 2CH3CHOHCOOH + SO42-  2CH3COOH + S2- + H2O + 2CO2 (2-8) Lactic Sunphat Axit Acetic ion Sunphua Sự phân hủy sinh hóa hợp chất chứa gốc S, tạo chất nặng mùi metyl mercaptan aminobutyric axit. Ngo Thi Thuy Huong • Ngo Thi Thuy Huong 4H2 + SO42-  S2- + 4H2O S2- + 2H+  H2S  mùi hôi S2- + Fe2+  FeS  muối sunfua ko có mùi hôi. 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. 8/22/2015 8/22/2015 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 CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH + 2H CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH Methionin Metyl mercaptan Aminobutyric axit Metyl mercaptan tiếp tục bị thủy phân CH3SH + H2O CH4OH + H2S 53 54 . 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. 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 CỦA CHẤT THẢI RẮN 8/22/2015. 8/22/2015 1 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 8/22/2015 Ngo