Từ những yêu cầu thực tế về xử lý tối ưu các khí thải phát sinh từ lò đốt đảm bảo điều kiện an toàn của môi trường, mục đích của luận án này là

Nhưng rất đáng tiếc là số lượng doanh nghiệp muốn hoạt động trong lĩnh vực này nhiều nhưng sự hiểu biết khác nhau rất nhiều, có những doanh nghiệp hiểu biết về quản lý và xử lý chất thải

1

MỞ ĐẦU

Quản lý chất thải nguy hại (CTNH) là một vấn đề đang khá bức xúc trong công tác bảo vệ môi trường tại Việt Nam hiện nay Cùng với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá mạnh mẽ của nước ta, lượng chất thải cũng liên tục gia tăng, tạo sức ép rất lớn đối với công tác bảo vệ môi trường Theo kết quả nghiên cứu năm

2004 [9], tổng lượng CTNH phát thải của Việt Nam trong năm 2003 vào khoảng

160 ngàn tấn và dự báo tăng lên khoảng 500 ngàn tấn vào năm 2010 Tuy nhiên, theo báo cáo của 35/63 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương năm 2009, số lượng CTNH phát sinh từ các địa phương này đã vào khoảng gần 700 ngàn tấn [2] Riêng

số lượng CTNH được thu gom, vận chuyển, xử lý bởi các đơn vị hành nghề quản lý CTNH liên tỉnh do Tổng cục Môi trường cấp phép trong năm 2009 là hơn 100 tấn (chỉ đáp ứng được một phần nhỏ tổng lượng phát sinh) [3] Chất thải công nghiệp tại Việt Nam chiếm từ 13% đến 20% tổng lượng chất thải, trong số đó chất thải nguy hại chiếm khoảng 18% chất thải công nghiệp Lượng phát thải CTNH lớn như vậy, nếu không được quản lý chặt chẽ và xử lý an toàn sẽ là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Hơn nữa, sự phát sinh CTNH ở Việt Nam rất đa dạng về nguồn cũng như chủng loại trong khi công tác phân loại tại nguồn còn kém, càng dẫn đến khó khăn cho công tác quản lý và xử lý [4]

Thực tế cho thấy nhu cầu phải xử lý các loại chất thải rất lớn, đặc biệt là đối với chất thải nguy hại vì nó phát sinh ở rất nhiều nhà máy, hiện nay tại Việt nam đã hình thành khá nhiều doanh nghiệp xử lý chất thải Nhưng rất đáng tiếc là số lượng doanh nghiệp muốn hoạt động trong lĩnh vực này nhiều nhưng sự hiểu biết khác nhau rất nhiều, có những doanh nghiệp hiểu biết về quản lý và xử lý chất thải nguy hại rất kém so với yêu cầu do muốn xử lý tất cả các loại chất thải và tin tưởng vào các đơn vị tư vấn về môi trường mà các đơn vị này phần lớn là các cơ sở nghiên cứu, đào tạo hoặc là các đơn vị môi trường sự nghiệp của các tỉnh thiếu kiến thức thực tế không đủ để triển khai công nghiệp

Trước sự gia tăng nhanh chóng của CTNH, công tác quản lý, xử lý hiện nay chưa đáp ứng được yêu cầu về bảo vệ môi trường Thực tế cho thấy, việc quản lý và

xử lý chất thải không an toàn, đặc biệt là các loại CTNH, đã để lại những hậu quả nặng nề về môi trường, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng như các điểm tồn lưu hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, các bãi rác không hợp vệ sinh, các bãi

đổ chất thải của các nhà máy sản xuất Vì vậy, quản lý và xử lý an toàn chất thải, đặc biệt là CTNH nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường và hạn chế các tác động xấu tới sức khỏe con người là một trong những vấn đề cấp bách trong công tác bảo vệ môi trường ở nước ta trong giai đoạn hiện nay Hiện nay tại Việt Nam đã hình thành khá nhiều doanh nghiệp xử lý chất thải và phương pháp chủ yếu là

Footer Page 1 of 258

2

phương pháp chôn lấp hoặc đốt thiêu hủy Tuy nhiên với lượng chất thải phát sinh lớn, thời gian phân hủy kéo dài đến hàng chục năm và đặc biệt không loại bỏ được hết thành phần độc hại nên phương pháp chôn lấp không đáp ứng được yêu cầu đặt

ra Phương pháp thiêu hủy hiện nay đã được sử dụng nhiều do có khả năng xử lý triệt để thành phần nguy hại Trong những năm gần đây một số lò đốt chất thải nguy hại đã được đưa vào Việt nam, các loại lò này dù của các hãng khác nhau nhưng đều là loại lò đốt đứng hai buồng có điều chỉnh không khí Công suất của các lò đốt dao động từ 50-1000 kg/h, giá thành từ vài trăm triệu đến khoảng chục tỷ đồng tuỳ theo công suất và cấu trúc công nghệ Loại lò đốt với công nghệ khá phổ biến này

đã được nhiều đơn vị trong nước thiết kế chế tạo và chuyển giao xử lý chất thải rắn nguy hại tuy nhiên tại Việt Nam hầu hết các lò đốt chất thải nguy hại này cũng chưa được bố trí hệ thống xử lý khí thải phát sinh một cách đồng bộ dẫn đến hiệu quả xử

lý khói lò không cao làm tiềm ẩn nguy cơ phát sinh ô nhiễm không khí [10,15]

Từ những yêu cầu thực tế về xử lý tối ưu các khí thải phát sinh từ lò đốt đảm bảo điều kiện an toàn của môi trường, mục đích của luận án này là:

 Lựa chọn được công nghệ tối ưu để xử lý triệt để khí phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam

 Xác lập được các mô hình thực nghiệm – thống kê và mô hình vật lý trong quá trình nghiên cứu, đây chính là cơ sở khoa học cho việc tính toán thiết kế thiết bị xử

lý khí ở các qui mô khác nhau

Để đạt được mục đích đó, nội dung của luận án tập trung vào giải quyết các vấn

đề sau:

1) Nghiên cứu tổng quan về chất thải nguy hại, nghiên cứu các quy trình công nghệ, thiết bị xử lý chất thải rắn nguy hại, phân tích lựa chọn thiết bị phù hợp với điều kiến thực tế tại Việt Nam

2) Nghiên cứu các phương pháp xử lý khí, công nghệ và thiết bị xử lý khí

3) Phân tích khí phát sinh từ lò đố chất thải rắn nguy hại, lựa chọn công nghệ, thiết

6) Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng khí và hiệu suất xử lý

7) Thiết lập mô hình vật lý mô tả sự ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới lượng khí bị hấp thụ

8) Thiết lập mô hình vật lý mô tả sự ảnh hưởng của các yếu tố độc lập tới hiệu suất của quá trình hấp thụ khí

Footer Page 2 of 258

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI

1.1.1 Nguồn phát sinh và phân loại chất thải nguy hại

1.1.1.1 Nguồn phát sinh chất thải nguy hại:

Do tính đa dạng của các loại hình công nghiệp, các hoạt động thương mại tiêu dùng, các hoạt động trong cuộc sống hay các hoạt động công nghiệp mà chất thải nguy hại có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Việc phát thải có thể do bản chất của công nghệ, hay do trình độ dân trí dẫn đến việc thải chất thải có thể là vô tình hay cố ý Tuỳ theo cách nhìn nhận mà có thể phân thành các nguồn thải khác nhau, nhìn chung có thể chia các nguồn phát sinh chất thải nguy hại thành 4 nguồn chính như sau:

- Từ các hoạt động công nghiệp (ví dụ khi sản xuất thuốc kháng sinh sử dụng dung môi metyl clorua, xi mạ sử dụng xyanua, sản xuất thuốc trừ sâu sử dụng dung môi là toluen hay xylen…)

- Từ hoạt động nông nghiệp (như sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật độc hại)

- Thương mại (quá trình nhập-xuất các hàng độc hại không đạt yêu cầu cho sản xuất hay hàng quá hạn sử dụng…)

- Từ việc tiêu dùng trong dân dụng (ví dụ việc sử dụng pin, hoạt động nghiên cứu khoa học ở các Phòng thí nghiệm, sử dụng dầu nhớt bôi trơn, acqui các loại…) Trong các nguồn thải nêu trên thì hoạt động công nghiệp là nguồn phát sinh chất thải nguy hại lớn nhất và phụ thuộc rất nhiều vào loại ngành công nghiệp (bảng 1.1) So với các nguồn phát thải khác, đây cũng là nguồn phát thải mang tính thường xuyên và ổn định nhất Các nguồn phát thải từ dân dụng hay từ thương mại chủ yếu không nhiều, lượng chất thải tương đối nhỏ, mang tính sự cố hoặc do trình

độ nhận thức và dân trí của người dân Các nguồn thải từ các hoạt động nông nghiệp mang tính chất phát tán dạng rộng, đây là nguồn rất khó kiểm soát và thu gom, lượng thải này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng nhận thức cũng như trình độ dân trí của người dân trong khu vực.[6, 45, 48]

Footer Page 3 of 258

4

Bảng 1.1 Một số ngành công nghiệp và các loại chất thải tương ứng [46,84]

Sản xuất hóa chất - Dung môi thải và cặn chưng cất: dầu hỏa, benzen, xylen,

etyl benzen, toluen, isopropanol, toluen disisocyanate, etanol, axeton, metyl etyl ketone, tetrahydrofuran, metylen chloride, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene

- Chất thải dễ cháy không theo danh nghĩa (otherwise specified)

- Chất thải chứa axit/bazơ mạnh: amoni hydroxit, axit hydrobromic, axit clohydric, hydroxit kali, axit nitric, axit sulfuric, axit cromic, axit photphoric

- Các chất thải hoạt tính khác: natri tím, peroxit hữu cơ, natri perchlorate, kali perchlorate, thuốc tím, hypoclorit, kali sunfua, natri sulfide

- Phát thải từ xử lý bụi, bùn

- Xúc tác qua sử dụng Xây dựng Sơn thải cháy được: etylen diclorit, benzen, toluen, etyl

benzen, metyl isobutyl ketone, metyl etyl ketone, chlorobenzene

Các chất thải dễ cháy không theo danh nghĩa (otherwise specified) Dung môi thải: metyl chloride, cacbon tetracloride, triclorotrifluoroethane, toluen, xylen, dầu hỏa, axeton

Chất thải axít/bazơ mạnh: amonium hydroxit, axit hydrobromic, axit clohydric, axit flohydric, axit nitric, phosphoric AIC, potssium hydroxit natri hydroxit, axit sunfuric

Sản xuất gia công

kim loại

- Dung môi thải và cặn chưng: tetrachloroethylene trichloroethylene, methylenechloride, 1,1,1-trichloroethane, carbontetrachloride, toluen, benzen, trichlorofluroethane, chloroform, richlorofluoromethane, acetone, dichlorobenzene, xylene, dầu hỏa, sprits trắng, rượu butyl

Chất thải axít/bazơ mạnh: amonium hydroxit, axit hydrobromic, axit clohydric, axit flohydric, axit nitric, axit

Footer Page 4 of 258

- Dầu nhớt qua sử dụng Công nghiệp giấy - Dung môi hữu cơ chứa clo: carbon tetrachloride,

methylenechloride, tetrachloroethulene, trichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, các hỗn hợp dung môi thải chứa clo

- Chất thải ăn mòn: chất lỏng ăn mòn, chất rắn ăn mòn, amoni hydroxit, axit hydrobromic, axit clohydric, axit flohydric, axit nitric, axit photphoric, kali hydroxit, sodium hydroxide, axit sufuric

- Sơn thải: chất lỏng có thể cháy, chất lỏng dễ cháy, ethylene dichloride, chlorobenzene, methyl ethyl ketone, sơn thải có chứa kim loại nặng

- Dung môi: chưng cất dầu mỏ Hiện tại, ở Việt Nam, chưa có điều tra đầy đủ và có qui mô, chi tiết nào liên quan đến thực trạng phát sinh chất thải công nghiệp nguy hại Tuy nhiên xung quanh chủ đề này cũng đã có nhiều cơ quan thực hiện điều tra sơ bộ trên các phạm

vi và đối tượng khác nhau, Các số liệu điều tra cho thấy chúng ta còn đang gặp phải bất cập trong công tác quản lý chất thải nguy hại tại các cơ sở sản xuất công nghiệp,

và có thể nói chung là thị trường thu gom, tái chế và tiêu hủy chất thải này vẫn còn khá trôi nổi Qua các tài liệu gần đây có thể nhận xét rằng trong các lọai hình chất thải công nghiệp nguy hại đang phát sinh thì các chủng loại sau đây được xem là điển hình vì có khối lượng lớn nhất: [12,13]

- Dầu thải: là lượng dầu nhớt đã qua sử dụng, được thải ra từ các cơ sở sửa chữa, sản xuất và bảo trì các phương tiện vận chuyển, từ ngành công nghiệp sản

Footer Page 5 of 258

6

xuất và chế biến dầu khí, từ ngành sản xuất các sản phẩm kim loại ngành công nghiệp chuyển tải điện… Lượng dầu thải này một phần được tái sinh tại chỗ, một phần được các đơn vị thu gom (chủ yếu là tư nhân) để tái sinh, một phần được thu gom là nhiên liệu đốt, và vẫn còn một phần khác được đổ trực tiếp xuống cống rãnh thoát nước…

- Chất thải chứa (nhiễm) dầu: bao gồm các loại giẻ lau dính dầu nhớt, các thùng và bao bì dính dầu nhớt, các chất thải từ các ngành sản xuất khác như sản xuất dày dép, da, ngành công nghiệp dầu khí, ngành sản xuất các sản phẩm kim loại,… Có thể nói đây là lượng chất thải nguy hại có khối lượng lớn nhất (vì lí do với tính nguyên tắc là nếu một bao bì có dính chất thải nguy hại thì có thể xem cả khối lượng bao bì đó cũng là chất thải nguy hại) Các loại hình chất thải này nhìn chung cũng được thu gom và tái sử dụng sau khi đã xử lý rất sơ sài (chủ yếu là rửa

và sử dụng lại) và một số ít được đem đốt, số khác thì thải thẳng ra môi trường

- Các chất hữu cơ tạp: bao gồm các sản phẩm thải là các chất hữu cơ nguy hại như các lọai thuốc bảo vệ thực vật (chiếm số lượng lớn nhất) và nhiều thành phần hữu cơ phức tạp khác Nguồn gốc phát sinh chủ yếu từ ngành sản xuất hóa chất bảo

vệ thực vật, các ngành giầy da, dầu khí, kim loại… Hiện trạng lưu trữ và thải bỏ loại hình chất thải này giống như chất thải nhiễm dầu

- Bùn kim loại: chủ yếu phát sinh từ các ngành công nghiệp xi mạ và sản xuất các sản phẩm kim loại, từ các công nghệ sản xuất và từ các công trình xử lý nước thải Nhìn chung các lọai bùn nguy hại này hầu như không được thải bỏ một cách an toàn mà thường chuyên chở ra khỏi nhà máy và đổ thẳng xuống các bãi chôn lấp của thành phố

- Bùn từ các hệ thống xử lý nước thải: về mặt nguyên tắc thì đây là nguồn tạo

ra chất thải nguy hại khá đáng kể đòi hỏi phải có giải pháp thải bỏ an toàn nhất cho môi trường

- Cuối cùng là nhóm các hợp chất được xem là các hóa chất vô cơ tạp có chủng loại khá đa dạng nhưng khối lượng không lớn lắm được phát sinh ra từ các ngành như sản xuất hóa chất cơ bản, thuốc bảo vệ thực vật, xi mạ kim lọai, sản xuất các sản phẩm kim loại, sản xuất và tái chế ắc qui chì Qui trình quản lý các chất thải này tại các doanh nghiệp hiện nay cũng chưa rõ ràng

- Ngoài ra, tuy không được xem là chất thải nhưng các vùng đất bị ô nhiễm, (nhất là ô nhiễm do dầu nhớt thải, ô nhiễm do chất hữu cơ…) cũng là các đối tượng quan trọng của công tác quản lý chất thải nguy hại, nhất là công tác phục hồi ô nhiễm môi trường [19, 27]

Footer Page 6 of 258

7

1.1.1.2 Phân loại chất thải nguy hại

Có nhiều cách phân loại chất thải nguy hại, nhưng nhìn chung đều theo 2 cách như sau:

- Theo đặc tính (dựa vào định nghĩa trên cơ sở 4 đặc tính cơ bản)

- Theo danh sách liệt kê được ban hành kèm theo luật

- Là khí nén

- Là chất oxy hóa

2 Tính ăn mòn (Corrosivity) : pH là thông số thông dụng dùng để đánh giá tính ăn mòn của chất thải, tuy nhiên thông số về tính ăn mòn của chất thải còn dựa vào tốc độ ăn mòn thép để xác định chất thải có nguy hại hay không Nhìn chung một chất thải được coi là chất thải nguy hại có tính ăn mòn khi mẫu đại diện thể hiện một trong các tính chất sau:

- Là chất lỏng có pH nhỏ hơn hoặc bằng 2 hay lớn hơn hoặc bằng 12,5

- Là chất lỏng có tốc độ ăn mòn thép lớn hơn 6,35 mm (0.25 inch) một năm ở nhiệt độ thí nghiệm là 55o

C (130oF)

3 Tính phản ứng (Reactivity) : Chất thải được coi là nguy hại và có tính phản ứng khi mẫu đại diện chất thải này thể hiện một tính chất bất kỳ trong các tính chất sau:

- Thường không ổn định và dễ thay đổi một cách mãnh liệt mà không gây nổ

- Phản ứng mãnh liệt với nước

- Ở dạng khi trộn với nước có khả năng nổ

- Khi trộn với nước, chất thải sinh ra khí độc, bay hơi, hoặc khói với lượng có thể gây nguy hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường

- Là chất thải chứa xyanua hay sunphua ở điều kiện pH giữa 2 và 11,5 có thể tạo ra khí độc, hơi, hoặc khói với lượng có thể gây nguy hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường

Footer Page 7 of 258

Một cách phân loại Chất Thải Nguy Hại theo đặc tính khác dựa trên quan điểm những mối nguy hại tiềm tàng và các tính chất chung của chúng, chia ra thành

9 nhóm:

a Nhóm I: Chất gây nổ Nhóm này bao gồm: Các chất dễ gây nổ, ngoại trừ những chất quá nguy hiểm trong khi vận chuyển hay những chất có nhiều khả năng nguy hại thì được xếp vào loại khác Chú ý: các chất mà tự nó không dễ nổ nhưng

có thể tạo nên một tầng khí, hơi hay bụi dễ nổ thì không thuộc nhóm I này) Vật gây

nổ, ngoại trừ những dụng cụ chứa chất gây nổ mà với một khối lượng hay tính chất như thế mà sự vô ý, sự bốc cháy ngẫu nhiên hay bắt đầu cháy sẽ không gây nên biểu hiện nào bên ngoài dụng cụ như văng mảnh, có ngọn lửa, có khói, nóng lên hay gây tiếng nổ ầm ĩ Chất dễ nổ và vật gây nổ không được đề cập trong 2 mục trên, được sản xuất theo quan điểm là tạo ra hiệu ứng nổ hay sản xuất pháo hoa tùy theo từng mục đích

b Nhóm II: Các chất khí nén, hóa lỏng hay hòa tan có áp

Nhóm này bao gồm những loại khí nén, khí hóa lỏng, khí trong dung dịch, khí hóa lạnh do lạnh, hỗn hợp một hay nhiều khí với một hay nhiều loại hơi của những chất thuộc nhóm khác, những vật chứa các chất khí như tenluari hexaflrua và bình phun khí có dung tích lớn hơn 1 lít

c Nhóm III: Các chất lỏng dễ gây cháy Nhóm này bao gồm những chất lỏng có thể bắt lửa và cháy, nghĩa là chất lỏng

có điểm chớp cháy nhỏ hơn hoặc bằng 610

C

Những chất sau đây không thuộc nhóm III:

o Những chất lỏng có điểm chớp cháy cao hơn 230C nhưng thấp hơn 610

C,

mà có nhiệt độ cháy cao hơn 1040C hay sôi trước khi đạt tới nhiệt độ cháy Tiêu chuẩn này không bao gồm những chất lỏng có thể gây cháy, hỗn hợp nước và nhiều sản phẩm dầu mỏ mà những chất này không thực sự là đại diện cho chất nguy hại có khả năng gây cháy

o Những chất hòa tan ở dạng lỏng chứa ít hơn 24% etanol theo thể tích

Footer Page 8 of 258

nổ có thể gây nguy hiểm cho con người và môi trường xung quanh, ví dụ như khí đất đèn (canxi cacbua)

e Nhóm V: Những tác nhân ôxy hóa và các peoxit hữu cơ Nhóm V được chia thành các phân nhóm như sau:

- Phân Nhóm 5.1: Tác nhân Ôxy hóa Đó là những chất, dù không cháy cũng

có thể dễ dàng giải phóng Ôxy, hay do quá trình Ôxy hóa có thể tạo nên ngọn lửa đối với bất kỳ chất liệu nào, hoặc kích thích quá trình cháy đối với những vật liệu khác, do đó làm tăng thêm cường độ cháy

- Phân Nhóm 5.2: Các Peoxit hữu cơ Hầu hết những chất trong mục này là có thể cháy và tất cả đều chứa cấu trúc hóa trị 2 -O- Chúng hoạt động như là những tác nhân Oxi hóa và có thể có khả năng phân hủy do nổ Ơ dạng lỏng hoặc dạng rắn, chúng có thể có phản ứng mạnh đối với những chất khác Hầu hết sẽ cháy nhanh và rất nhạy khi bị nén hay va chạm

f Nhóm VI: Chất gây độc và chất gây nhiễm bệnh Nhóm VI được chia thành các phân nhóm sau:

- Phân Nhóm 6.1: Chất gây độc Những chất có thể làm chết người hoặc làm tổn thương nghiêm trọng đến sức khỏe của con người nếu nuốt phải, hít thở hay tiếp xúc với da

Footer Page 9 of 258

10

- Phân Nhóm 6.2: Chất gây nhiễm bệnh Gồm những chất chứa vi sinh vật có thể phát triển và tồn tại độc lập, bao gồm vi trùng, ký sinh trùng, nấm hoặc tác nhân tái liên kết, lai giống hay biến đổi gen, mà chúng ta biết rằng sẽ gây bệnh ở người

i Nhóm IX: Những chất nguy hại khác

Bao gồm những chất và vật liệu mà trong quá trình vận chuyển có biểu hiện một mối nguy hiểm không được kiểm soát theo tiêu chuẩn của các chất liệu thuộc nhóm khác

o Theo luật định

Ở Việt Nam, để xác định chất thải có phải là chất thải nguy hại hay không, có thể tham khảo loại chất thải như được quy định trong quy chế được ban hành theo quyết định 155/1999/QĐ-TTg của Thủ Tướng Chính Phủ [6, 47,49]

1.1.2 Công tác quản lý chất thải nguy hại tại Việt Nam

Việc quản lý chất thải rắn nói chung và CTRNH nói riêng ở các đô thị và khu công nghiệp của các bộ, ngành và các địa phương hiện nay chưa đáp ứng được những đòi hỏi của tình hình thực tế Vì vậy, nguy cơ ô nhiễm môi trường do chất thải đang là một vấn đề cấp bách đối với hầu hết các đô thị trong cả nước Việc thu gom CTR công nghiệp và CTNH chủ yếu do các Công ty môi trường đô thị cấp tỉnh thực hiện Lượng CTNH còn lại do các công ty/doanh nghiệp tư nhân được cấp phép đảm trách việc thu gom, vận chuyển Trên địa bàn thành phố Hà Nội, tổng lượng CTR công nghiệp phát sinh tại các KCN khoảng 750 tấn/ngày, nhưng mới chỉ thu gom được khoảng 637-675 tấn/ngày Trong đó, CTNH khoảng 97-112 tấn/ngày (chiếm 13-15%), thu gom được khoảng 58-78,4 tấn/ngày (chiếm khoảng 60-70%) [4, 25]

Hiện nay, phần lớn các tỉnh, thành phố chưa có các bãi chôn lấp chất thải được xây dựng đúng quy cách đảm bảo vệ sinh môi trường, ngoại trừ một số địa phương như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng (có nơi đã hoặc đang tiến hành xây dựng bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh) Công tác quy hoạch và

Footer Page 10 of 258

11

xây dựng các bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh ở một số tỉnh, thành phố còn gặp nhiều khó khăn như về quỹ đất, (đặc biệt là các tỉnh vùng đồng bằng đông dân cư), vốn đầu tư xây dựng, sự đồng tình ủng hộ của nhân dân ở các vùng dự kiến quy hoạch bãi chôn lấp chất thải Chưa có mức phí hợp lý cho quản lý chất thải, mức thu phí hiện tại cho quản lý chất thải chưa đáp ứng đầy đủ và đúng mức cho yêu cầu của công tác quản lý chất thải Ngân sách nhà nước chi cho việc thu gom, xử lý chất thải còn ở mức rất thấp.Trên toàn quốc chưa có một cơ sở xử lý tập trung đối với các chất thải công nghiệp nguy hại Các chất thải không được phân loại, chất thải nguy hại và chất thải sinh hoạt được tập trung chôn lấp đơn giản tại cùng một địa điểm Một số cơ sở công nghiệp có nhiều chất thải nguy hại đang phải lưu giữ tạm thời chất thải nguy hại chờ xử lý Phần lớn các chất thải y tế thu gom được từ các bệnh viện, trạm y tế, các cơ sở sản xuất kinh doanh thuốc chữa bệnh chưa được thiêu đốt tại các lò đốt đạt yêu cầu vệ sinh môi trường mà còn được chôn lấp chung với các chất thải sinh hoạt Hiện tại, Chính phủ đã thông qua dự án 25 lò đốt chất thải rắn từ nguồn vốn ODA của Chính phủ Áo giúp Việt Nam để lắp đặt cho các bệnh viện Tuy nhiên việc quản lý và xử lý chất thải rắn y tế còn nhiều khó khăn như:[5]

 Thiếu kinh phí đầu tư xây dựng, vận hành và tổ chức quản lý cơ sở xử lý chất thải

 Thiếu phương tiện, dụng cụ chuyên dụng cho việc thu gom và xử lý chất thải

 Các bệnh viện thiếu kinh phí dành cho việc mua túi nhựa, thùng chứa rác, xe vận chuyển chất thải chuyên dụng Hiện nay trong nước mới chỉ có một vài cơ sở sản xuất túi, thùng, xe vận chuyển chất thải chuyên dụng trong bệnh viện Giá thành sản phẩm còn cao, chưa phù hợp với đáp ứng về ngân sách cho các bệnh viện

 Một số phương tiện chuyên dụng như: xe vận tải chuyên dụng thu gom chất thải

y tế từ các bệnh viện đến nơi xử lý, nhà lạnh lưu giữ chất thải tại bệnh viện trước khi mang đi xử lý rất đắt tiền nên không có đủ vốn đầu tư Mặc dù hiện nay Chính phủ đã ban hành Quy chế quản lý chất thải nguy hại nhưng còn thiếu khá nhiều các các tiêu chuẩn thải đối với các chất thải nguy hại, thiếu các quy trình công nghệ và các thiết bị phù hợp để xử lý một số các chất thải nguy hại Còn thiếu một hệ thống đồng bộ các văn bản pháp quy về quản lý chất thải nguy hại, thiếu sự đầu tư ngân sách của các cấp chính quyền và các bộ, ngành trong việc quản lý chất thải nguy hại Chưa có các biện pháp, công nghệ và các thiết bị phù hợp để xử lý các chất thải nguy hại do sản xuất công nghiệp và các bệnh viện thải ra.[18, 21]

Một số CTNH chủ yếu ở Việt Nam cần phải có sự giám sát đặc biệt được liệt kê tại bảng 1.2 [8, 29]

Footer Page 11 of 258

Rác thải hữu cơ có khả năng thối rữa Sinh học

an toàn hoá chất

Tuỳ từng điều kiện kinh tế xã hội và mức độ phát triển khoa học kỹ thuật cùng với nhận thức về quản lý chất thải mà mỗi nước có những cách xử lý chất thải của riêng mình Cũng cần nhấn mạnh rằng các nước phát triển trên thế giới thường áp dụng đồng thời nhiều phương pháp để xử lý chất thải rắn, trong đó có chất thải rắn

Footer Page 12 of 258

13

nguy hại, tỷ lệ xử lý chất thải rắn bằng các phương pháp như đốt, xử lý cơ học, hóa/lý, sinh học, chôn lấp, rất khác nhau Qua số liệu thống kê về tình hình xử lý chất thải rắn của một số nước trên thế giới cho thấy rằng, Nhật Bản là nước sử dụng phương pháp thu hồi chất thải rắn với hiệu quả cao nhất (38%), sau đó đến Thuỵ Sỹ (33%), trong lúc đó Singapore chỉ sử dụng phương pháp đốt, Pháp lại sử dụng phương pháp xử lý vi sinh nhiều nhất (30%), Các nước sử dụng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh nhiều nhất trong việc quản lý chất thải rắn là Phần Lan (84%), Thái Lan (Băng Cốc -84%), Anh (83%), Liên Bang Nga (80%), Tây Ban Nha (80%) Dưới đây là những mô tả tổng quan về tình hình quản lý chất thải rắn nói chung và chất thải rắn nguy hại nói riêng tại một số nước trong khu vực và thế giới.[20, 28]

Đánh giá chung:

Chất thải nguy hại rất đa dạng về chủng loại, phức tạp về thành phần và nó có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ và môi trường Do đó, việc quản lý chất thải nguy hại trước tiên cần nhìn nhận ở góc độ giải quyết ô nhiễm và các nguy cơ rủi ro hơn là tính đến yếu tố kinh tế Bên cạnh đó, biện pháp quản lý chất thải nguy hại thích hợp sẽ mang lại những hiệu quả kinh tế , môi trường và xã hội to lớn.Vì vậy, việc quản lý chặt chẽ chất thải nguy hại sẽ góp phần quan trọng trong sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia trên thế giới

Tỷ lệ CTNH so với lượng chất thải nói chung ở nước ta còn thấp song theo kinh nghiệm thực tế của Việt Nam và quốc tế, tính chất nguy hại của các chất thải này tác động lên sinh thái, môi trường và sức khỏe con người rất phức tạp, nghiêm trọng

và rất khó khắc phục.Chính vì vậy đối tượng chất thải này đang được nhiều tổ chức tài trợ quốc tế và bảo vệ môi trường khuyến nghị Việt Nam cần đặc biệt quan tâm trong việc kiểm soát quản lý chúng ngay từ bước đầu của quá trình công nghiệp hóa

và hiện đại hóa đất nước

Tại Việt Nam chất thải nguy hại công nghiệp là chất thải phát sinh với tốc độ cao đặc biệt ở các nhà máy công nghiệp và các doanh nghiệp sản xuất Các chất thải nguy hại này có thành phần đa dạng và phức tạp do tính đa dạng của các loại hình công nghiệp Tuy nhiên qua tổng hợp và phân tích tài liệu nhận thấy rằng chất thải nguy hại loại rắn chiếm một khối lượng lớn vì các vật liệu rắn nhiễm chất thải nguy hại thì cũng được coi như chất thải nguy hại, và với chất thải nguy hại này thì sự thu gom quản lý, tái sử dụng và xử lý còn nhiều bất cập chính vì vậy cần phải có phương án và công nghệ thích hợp để loại bỏ các thành phần độc hại trong nhóm chất thải nguy hại này.[4,14]

Footer Page 13 of 258

14

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI

Chất thải nguy hại có các đặc tính khác nhau đòi hỏi phải có quy trình đặc biệt

để xử lý và chôn lấp nhằm tránh những rủi ro đối với sức khoẻ hoặc ảnh hưởng bất lợi đối với môi trường Xử lý chất thải nguy hại ưu tên đối với phương án giảm độ độc hại, quay vòng và tái sử dụng Tuy nhiên phương án này chỉ dùng đối với một

số loại rác thải rất độc cần loại bỏ hoặc chất quý hiếm có giá trị cần tái chế Song phương án xử lý này có những hạn chế như: Khó thực hiện do đầu tư kinh phí, kỹ thuật, tính chất chất thải, vì thế cần có nhiều phương án để lựa chọn phương án tối

ưu nhất Một số phương pháp xử lý rác thải nguy hại:[16,54]

1.2.1 Phương pháp khử khuẩn bằng hoá chất:

Hạn chế của phương pháp này là thường phải băm nhỏ hoặc nghiền chất thải trước khi khử khuẩn và những thiết bị để băm hoặc nghiền thường hay bị sự cố cơ khí Những chất hoá học sử dụng để tiệt khuẩn chất thải thường rất độc hại với con người Hiệu quả khử khuẩn phụ thuộc nhiều vào điều kiện vận hành và trình độ của nhân viên thao tác Mặt khác chỉ có lớp bề mặt của chất thải tiếp xúc với hoá chất là

bị khử khuẩn, do vậy khả năng khử khuẩn triệt để là rất thấp Rất khó khăn trong việc loại bỏ vĩnh viễn ra khỏi tự nhiên

1.2.2 Phương pháp khử khuẩn bằng nhiệt khô và ướt:

Khử khuẩn bằng nhiệt ướt : Đây là phương pháp tốt sử dụng cho diệt khuẩn Chất thải được hấp ở nhiệt độ 120oC áp suất 106 kPa trong vòng 20 phút Quá trình diệt khuẩn sử dụng phương pháp nhiệt ướt bao gồm 4 giai đoạn :

Giai đoạn 1 : Tạo áp lực chân không sơ bộ Giai đoạn 2 : Diệt khuẩn bằng hơi nóng ẩm Giai đoạn 3 : Sấy khô chất thải trong chân không 5 phút Giai đoạn 4 : Cân bằng áp suất (Đưa không khí vào nồi hấp) Khử khuẩn bằng nhiệt khô : Phương pháp này đòi hỏi thời gian dài hơn và nhiệt độ cao hơn, thời gian và nhiệt độ được tính từ khi nhiệt độ bắt đầu đạt yêu cầu

180oC trong 30 phút

170oC trong 60 phút

160oC trong 120 phút Nói chung phương pháp khử khuẩn bằng nhiệt có nhược điểm là chất thải phải được băm nhỏ trước khi khử trùng, những thiết bị băm hoặc nghiền thường hay bị

sự cố cơ khí Hiệu quả khử khuẩn không ổn định, phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện vận hành Chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng chi phí vận hành thấp và ít có tác động tới môi trường Sau khi khử khuẩn, chất thải được loại bỏ như chất thải sinh hoạt

Footer Page 14 of 258

có điều kiện kinh tế khó khăn

Tuy nhiên phương pháp này có nhiều nhược điểm như yêu cầu phải có diện tích đất đủ lớn để chôn lấp và đặc biệt là tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước ngầm cao; phá hủy môi trường sinh thái là nguồn ủ cho các bệnh truyền nhiễm và gây thành các dịch bệnh cho xã hội Cho nên, hiện nay người ta không khuyến khích sử dụng phương pháp chôn lấp rác thải.[7]

1.2.5 Phương pháp thiêu đốt :

Thiêu đốt là phương pháp xử lý rác thải nguy hại được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay Tại các nước tiên tiến, lò đốt rác thải nguy hại luôn đi đồng bộ với xử lý khí thải Đốt chất thải là quá trình ôxy hoá chất thải bằng ôxy của không khí ở nhiệt

độ cao, phá huỷ các hợp chất, phức chất nguy hại thành các chất không độc hại cho môi trường Đây là quy trình xử lý cuối cùng cho rác thải nguy hại mà không thể tái chế, tái sử dụng hay lưu trữ an toàn trong bãi chôn lấp Đốt chất thải nguy hại được

sử dụng như một biện pháp xử lý để giảm số lượng, giảm tính độc, thu hồi năng lượng và có thể xử lý một khối lượng lớn chất thải, phần tro sau khi đốt được mang chôn lấp

Đốt các vật liệu có chứa Clo có thể sinh ra đioxin và các hợp chất Furan (nhóm hợp chất dị vòng giống đioxin) là loại hoá chất có thể gây ung thư và hàng loạt tác hại khác cho con người, tồn tại lâu dài và tích luỹ ở môi trường Do đó không nên đốt các vật liệu có chứa Clo hoặc kim loại, hoặc dùng lò đốt hiện đại có thể đốt ở nhiệt độ 800 – 1000oC với thiết bị đặc biệt làm sạch chất thoát ra mới có thể đảm bảo là không sinh đioxin và Furan Hiện trên thực tế vẫn không có giải pháp nào tốt, chi phí thấp mà xử lý an toàn chất thải nguy hại

Hiện nay, theo đánh giá của Tổng cục Môi trường, cả nước chưa có địa phương nào có mô hình xử lý chất thải rắn hoàn thiện, hoàn toàn đạt được các chỉ tiêu về về kỹ thuật, kinh tế xã hội và môi trường Một số địa phương đã phê duyệt

dự án cụ thể cho việc xử lý chất thải rắn, tuy nhiên mới dừng lại ở triển khai thí

Footer Page 15 of 258

TP Hồ Chí Minh, chất thải nguy hại của Việt Nam có thành phần chủ yếu là bao bì, thùng chứa, vật liệu và vật thể mài, dầu nhớt, bùn thải vì vậy Việt Nam cũng đã

áp dụng nhiều công nghệ xử lý trong xử lý chất thải nguy hại Các công nghệ điển hình và phổ biến hiện nay được tóm tắt trong bảng 1.3 dưới đây

Bảng 1.3 Một số công nghệ xử lý CTNH phổ biến ở Việt Nam [4,11]

áp dụng Số modul hệ thống Công suất phổ biến

2 Đồng xử lý trong lò nung xi măng 2 2 30 tấn /h

8 Phá dỡ, tái chế ắc quy chì thải 9 9 0,5 – 200

tấn/ngày

và Môi trường về hướng dẫn điều kiện hành nghề và thủ tục lập hồ sơ, đăng ký, cấp phép hành nghề, mã số quản lý chất thải nguy hại và Quyết định số 23/2006/QĐ-

BTNMT ngày 26 tháng 12 năm 2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban

hành Danh mục chất thải nguy hại đã có những bước phát triển đáng kể [10]

Các công nghệ hiện có của Việt Nam còn chưa thực sự hiện đại, sử dụng các công nghệ đa dụng cho nhiều loại CTNH và thường ở quy mô nhỏ, nhưng đã đáp ứng được phần nào nhu cầu xử lý CTNH của Việt Nam Đặc biệt công nghệ đốt chất thải được sử dụng phổ biến hơn cả Phương pháp này có ưu điểm là làm giảm

Footer Page 16 of 258

17

đáng kể thể tích chất thải và rất nhiều chất hữu cơ khó phân hủy bằng phương pháp sinh học hoặc hóa học lại có thể bị phân hủy dễ dàng ở nhiệt độ thích hợp Tuy nhiên để thực sự đảm bảo công tác quản lý CTNH đạt yêu cầu, cần tìm hiểu và phân tích đánh giá các công nghệ đốt để xử CTNH tại Việt Nam cả về chất lượng và số lượng Ngoài ra, cần nghiên cứu chuyên sâu các công nghệ để xử lý các loại CTNH đặc thù Bên cạnh đó cần phải tăng cường công tác giám sát, thanh tra, kiểm tra để đảm bảo các công nghệ đã được cấp phép hoạt động tuân thủ đúng quy định, đạt các quy chuẩn kỹ thuật về môi trường [4]

1.3 CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI

Đốt chất thải nguy hại cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn về khí thải công nghiệp theo QCVN 30 :2012/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải lò đốt chất thải Công nghiệp [31]

Để đáp ứng các tiêu chuẩn này, một loạt yêu cầu về chất thải đưa vào đốt, thiết

kế lò đốt cần phải được nghiên cứu, đặc biệt phải đảm bảo điều kiện vận hành lò đốt (hoạt động của lò đốt) bao gồm:

Nhiệt độ tại vùng đốt sơ cấp Nhiệt độ tại buồng đốt thứ cấp Thời gian lưu cháy

Lượng ô xi dư Nhiệt độ khí thải ra môi trường Nhiệt độ bên ngoài vỏ lò

An toàn điện, điện trở nối đất với các bộ phận kim loại

Ngoài ra còn cần phải đảm bảo các yêu cầu khác có liên quan như:

- Quy định về vận hành

- Quy định về phòng ngừa và ứng phó sự cố

- Quy định về giám sát môi trường Tùy theo từng thời kỳ phát triển của các ngành công nghiệp, nhu cầu về vốn đầu

tư, về bảo vệ môi trường, bảo vệ quyền lợi của nhân dân xung quanh mà mức độ

cụ thể và chi tiết của các qui định này cũng tăng lên

Hiện nay, số lượng các lò đốt chất thải nguy hại đang tăng về số lượng song yêu cầu đáp ứng về các tiêu chuẩn chưa triệt để nên cần nêu rõ một số qui định (chưa phải là tất cả) về vận hành lò đốt cần thực hiện để các doanh nghiệp định hướng đầu

tư, các cơ quan quản lý môi trường chất thải nguy hại) Có cơ sở để kiểm tra, đánh giá và có thể cả cấp phép cho các lò đốt chất thải nguy hại hoạt động.[15,17]

1.3.1 Các loại lò đốt chất thải nguy hại

1.3.1.1 Lò đốt thùng quay

Lò đốt thùng quay thường được gọi là hệ thống lò đốt thùng quay vì được hình thành từ hai buồng đốt, buồng đốt đầu là thùng quay và buồng đốt thứ cấp là buồng đốt đứng nối tiếp với buồng đốt đầu Tro lò được thải ra liên tục ở phía cuối của lò đốt đầu Đường kính ngoài của lò thùng quay thường nhỏ hơn 4,5 m Chiều dài của

Footer Page 17 of 258

18

lò khoảng 3 – 5 lần đường kính lò Số vòng quay thay đổi từ 0,5 - 2,0 vòng/phút Lượng chất thải đưa vào đốt chiếm không quá 20% thể tích lò Thời gian lưu của chất rắn trong lò từ 0,5 - 1,5 h, thời gian lưu của khí ở mỗi buồng khoảng 2s Nhiệt

độ khí lò tại buồng đốt đầu có thể đạt 850 - 950oC, và ở lò thứ cấp có thể đạt

1400oC Lò làm việc ở áp suất âm thấp (10 - 50 mm H2O)

Hình 1.1 : Lò đốt thùng quay tiếp liệu kiểu trục vít

Hình 1.2 : Lò đốt thùng quay tiếp liệu kiểu hình sao

Lò đốt thùng quay có thể đốt chất rắn, bùn, chất lỏng và cả chất khí Nhiệt độ trong lò có thể đạt được tới 1400oC , vì vậy có thể tiêu huỷ hầu hết các loại chất thải nguy hại

Ưu điểm và nhược điểm của lò đốt thùng quay :

Ưu điểm:

- Lò đốt thùng quay có ưu điểm rất lớn, rất phù hợp với đốt chất thải bởi nó tạo

ra sự nhào trộn rất tốt giữa chất thải và khí lò, kết quả là hiệu suất cháy rất cao điều này dẫn đến hiệu suất phân huỷ chất thải cũng rất cao

- Lò đốt thùng quay có thể sử dụng để đốt cả chất thải rắn lẫn chất thải lỏng nó còn có khả năng đốt cả những chất thải có khả năng chảy lỏng Chất lỏng và chất rắn có thể đốt đồng thời hoặc riêng biệt

- Việc cấp liệu vào lò đốt thùng quay rất dễ dàng cho nhiều cơ cấu cấp liệu, do vậy rất thích hợp để đốt chất thải công nghiệp được chứa trong các thùng chứa khác nhau

- Tro được lấy ra liên tục

- Lò đốt quay không có bộ phận chuyển động nào bên trong (trừ có cánh trộn

cố định bên trong thùng quay)

- Thời gian lưu được điều chỉnh dễ dàng bằng cách điều chỉnh số vòng quay của thùng quay

21

1.3.1.2 Lò đốt nhiều tầng ghi cố định

Lò đốt ghi cố định nhiều tầng là lò đốt kiểu đứng, có nhiều tầng, đường kính lò trong khoảng 2 - 4 m, chiều cao trong khoảng 4 - 23 m, số tầng trong khoảng 5 - 12 tầng Vùng trên của lò là vùng sấy có nhiệt độ khí từ 430 - 650oC Vùng trung tâm nhiệt độ từ 760 - 980oC Vùng dưới là vùng thải tro

Hình 1.3: Cấu tạo của lò đốt nhiều tầng ghi cố định Phạm vi sử dụng:

Dùng để đốt các chất thải có nhiệt lượng thấp như bùn, những chất thải khác có hàm lượng nước cao

Ưu điểm và nhược điểm của loại lò đốt nhiều tầng ghi cố định :

Ưu điểm: Lò đốt này có khả năng nhất để đốt chất thải có độ ẩm cao và có nhiều tro ví dụ như bùn thải của các trạm xử lý nước

Nhược điểm:

Nhìn chung không nên sử dụng để đốt chất thải rắn

Kết cấu cơ khí phức tạp, kích thước nguyên liệu vào yêu cầu phải nhỏ Khó đạt được nhiệt độ lò quá 1000o

1.3.1.5 Lò đốt có kiểm soát không khí

Hình 1.4 : Cấu tạo lò đốt có kiểm soát không khí Đặc điểm, tính năng và phạm vi sử dụng

Loại lò đốt này hay được sử dụng nhiều nhất để đốt các chất thải rắn nói chung

và chất thải nguy hại nói riêng, hiện nay trên thị trường lò đốt này được thiết kế và bán chủ yếu cho các bệnh viện, các doanh nghiệp xử lý chất thải Quá trình cháy trong lò đốt đứng có kiểm soát không khí thường xảy ra trong hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Chất thải được đưa vào buồng đốt đầu ở phía dưới, ở buồng đốt này, không khí được đưa vào ít hơn lượng khí lý thuyết để cháy hoàn toàn tạo điều kiện để đa số cacbon trong tro bị cháy hết, chất thải bị chuyển hoá thành các khí dễ bay hơi và nhiệt độ khí đạt trong khoảng 760 - 870oC [9, 71]

Footer Page 21 of 258

H ×NH 1 4 : L ß ® è t c ã k i Óm s o ¸ t k h Ý t h ¶ i

Footer Page 23 of 258

24

- Ở giai đoạn 2: Không khí được đưa thêm vào để đốt cháy hoàn toàn các khí hữu cơ đã hình thành ở giai đoạn 1 và nhiệt độ khí lò tăng lên 980 - 1100oC Tuỳ thuộc vào nhiệt lượng chất thải mà cần thiết phải bổ sung thêm nhiên liệu vào đốt Khả năng của lò đốt loại này là từ 50 - 1800 kg/h Chất thải được đưa vào bằng phương pháp tự động hoặc bằng phương pháp thủ công

Ưu điểm và nhược điểm của loại lò đốt có kiểm soát không khí

Kích thước nhỏ, công suất nhỏ, thích hợp để đốt tại nơi phát sinh chất thải Buồng đốt sơ cấp có thể sử dụng để đốt nhiều loại chất thải có tính chất hoá học khác nhau

Buồng đốt thứ cấp có thể làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao để đạt được hiệu suất tiêu huỷ chất hữu cơ cao

Vì lò làm việc ở điều kiện không khí bị kiểm soát do đó lượng khí thải ra không nhiều, tốc độ khí ra nói chung thấp, dẫn đến ít bụi bay ra ngoài [83]

1.3.1.6 Lò đốt tầng sôi:

Hình 1.5 Cho sơ đồ cấu tạo của lò tầng sôi Nguyên lý hoạt động: Chất thải được băm, nghiền nhỏ thành những mẩu nát vụn có kích thước d = 6mm được đưa vào phía trên của lưới, không khí được thổi từ dưới lên đủ để lớp chất thải ỏ trạng thái lơ lửng được gọi là tầng sôi, khí thải thoát

ra phần trên tháp Nhiệt độ buồng đốt khoảng 7500C

Ưu điểm: Hiệu quả đốt cao do rác thải luôn ở trạng thái động và tiếp xúc trực tiếp với tác nhân mang nhiệt

Như vậy mỗi loại công nghệ, thiết bị đốt để có những điểm mạnh và hạn chế của mình, tuy nhiên với mỗi loại lò đốt đều có các yêu cầu về kỹ thuật phù hợp (chất thải nguy hại), để đảm bảo quá trình đốt triệt để bao gồm những tiêu chuẩn sau, đó là:

Tiêu chuẩn lò đốt

Tiêu chuẩn và kiểm soát khí thải

Yêu cầu về chế độ làm việc

Yêu cầu về giấy phép

Yêu cầu về phân tích

Yêu cầu về quan trắc Yêu cầu về quản lý tro đóng rắn (trích từ tài liệu Hướng dẫn phương pháp tính chi phí xử lý chất thải rắn nguy hại)

Chủng loại lò đốt chất thải nguy hại đang hoạt động ở nước ta khá đa dạng, nhưng đều có nguyên lý cấu tạo và công nghệ đốt khá giống nhau, đó là lò đốt gồm hai buồng đốt: buồng đốt sơ cấp dùng để đốt chất thải rắn và buồng đốt thứ cấp dùng để đốt phân huỷ khí.[9, 76, 77]

Footer Page 24 of 258

25

5

1

3 4

H ×NH 1 5 : L ß T Ç NG S¤ I

Footer Page 25 of 258

26

1.3.2 Các nghiên cứu về lò đốt trong và ngoài nước

Trong những năm gần đây một số lò đốt chất thải nguy hại đã được đưa vào Việt nam, các loại lò này dù của các hãng khác nhau nhưng đều là loại lò đốt đứng hai buồng có điều chỉnh không khí Đây là loại lò đốt mà công nghệ phổ biến được

sử dụng nhiều ở Việt Nam

Bảng 1.4: Một số lò đốt chất thải rắn tại Việt Nam (22,23,24,25)

T T

T

suất

Nhiệt độ buồng đốt

sơ cấp o

C

Nhiệt độ buồng đốt thứ cấp o

C

Xử lý khói thải

1 Lò đốt CTR

không tiêu hao dầu

Công ty CP đầu

tư và phát triển

CN NUCETECH

1000 kg/h

>650 >850 Tách bụi, làm

lạnh khí

2 FSI-1000 Công ty TNHH

môi trường CN xanh

1000 kg/h

700 1300 Tách bụi, hấp

thụ bằng dd NaOH

3 CEETIA –

CN 150

Khu Liên hiệp xử

lý chất thải Nam Sơn, Hà Nội

125-150 kg/h

800-850

1050-1200

Tách bụi, phương pháp ướt

6 VHI-18B Viện CNMT –

Viện KHCN VN

5-20 kg/h

500-800

1050-1200

Làm lạnh nhanh

Như vậy chủng loại lò đốt chất thải rắn nguy hại đang hoạt động ở nước ta khá

đa dạng, nhưng đều có nguyên lý cấu tạo và công nghệ đốt khá giống nhau đó làCác lò đốt này đều sử dụng quy trình công nghệ dạng buồng đốt tĩnh theo mẻ và thiêu đốt hai cấp Ưu điểm của công nghệ lò đốt tĩnh hai cấp là công nghệ đơn giản, sẵn có (nhập khẩu hoặc chế tạo trong nước), chi phí đầu tư hợp lý, dễ vận hành phù hợp điều kiện Việt Nam Lò đốt thường dùng phổ biến trong các cơ sở xử lý CTNH

do đốt được nhiều loại CTNH (bao gồm cả chất thải y tế) Công suất của các lò đốt dao động từ 50-1000 kg/h, giá thành từ vài trăm triệu đến khoảng chục tỷ đồng tuỳ theo công suất và cấu trúc công nghệ Đặc biệt loại lò đốt này được sử dụng ưu việt hơn cả so với các loại lò đốt khác [16] Cụ thể:

Footer Page 26 of 258

27

Lò đốt thùng quay: công nghệ tương tự như lò tĩnh, chỉ khác là buồng đốt sơ

cấp có dạng trục quay (như lò xi măng) nhưng công nghệ này chi phí đầu tư lớn, đòi hỏi tiêu chuẩn cơ khí cao, lò quay phát sinh nhiều bụi

Lò plasma: Đây là công nghệ rất hiện đại, sử dụng nhiệt độ rất cao để phá hủy

hoàn toàn chất hữu cơ, chuyển hóa thành các khí tổng hợp và tạo ra xỉ ít nhất so với các công nghệ đốt khác Nhiều hãng nước ngoài đang chào hàng công nghệ Plasma

có kết hợp phát điện, công suất 2.000 tấn rác/ngày nhưng giá thành 400 triệu USD

Lò đốt tầng sôi: Đây là công nghệ đốt có hiệu suất tiết kiệm năng lượng cao

hoặc tái sử dụng năng lượng do chất thải tạo thành Tuy nhiên lò tầng sôi có tốc độ mài mòn bề mặt đốt và truyền nhiệt rất cao, do đó tính kinh tế kém hơn so với lò đốt thông thường

Với công nghệ đốt chất thải y tế thì hiện tại Việt nam mới chỉ biết đến công nghệ đốt 2 buồng nhập khẩu từ các nước phát triển như Áo, Thụy Sĩ còn lại là lò đốt dạng 2 buồng do trong nước chế tạo.[10, 19]

Lò đốt trong nước thường cấu tạo 2 buồng đốt gồm: buồng đốt sơ cấp để đốt cháy các chất thải cần tiêu hủy hoặc hóa hơi chất độc ở nhiệt độ 400-800oC; buồng đốt thứ cấp để tiếp tục đốt cháy hơi khí độc phát sinh từ buồng đốt sơ cấp ở nhiệt độ trên 1100oC Một số lò có bổ sung thêm buồng đốt bổ sung sau buồng đốt thứ cấp

để tăng cường hiệu quả đốt các khí độc Đa số các lò không có biện pháp lấy tro trong quá trình đốt Các lò đốt đều trang bị hệ thống xử lý khí thải bao gồm trao đổi nhiệt (hạ nhiệt bằng không khí hoặc nước); hấp thụ (phun sương hoặc sục dung dịch kiềm) và có thể có hấp phụ (than hoạt tính)

Tuy nhiên, việc đốt theo mẻ dẫn đến công suất không cao do mất thời gian khi khởi động và dừng lò, và thời gian lấy tro giữa quá trình đốt Quy trình kiểm soát, vận hành còn thủ công hoặc chưa tự động hoá cao nên khó có thể đốt các CTNH đặc biệt độc hại như các chất có chứa halogen (ví dụ PCB, thuốc bảo vệ thực vật cơ clo) Bên cạnh đó, lò đốt tĩnh thường không đốt được hoặc đốt không hiệu quả đối với các loại chất thải khó cháy và có độ kết dính cao như bùn thải Nhiều lò đốt, đặc biệt các lò kém chất lượng thường hay bị trục trặc hệ thống béc đốt hoặc hệ thống

xử lý khí thải (như bị thủng ống khói do hơi axit) Để khắc phục, các lò đốt cần được nghiên cứu nâng cấp, khắc phục một số đặc điểm như bổ sung biện pháp lấy tro trong quá trình đốt để kéo dài thời gian vận hành, lắp hệ thống quan trắc tự động liên tục, tăng cường tự động hoá hệ thống nạp CTNH và điều khiển

Hiện nay để đốt chất thải nguy hại, rất nhiều cơ sở đang sử dụng lò đốt tĩnh loại hai buồng đốt có công suất nhỏ do trong nước tự chế tạo, các lò đốt này cũng đã

có những nghiên cứu về chế độ đốt, công nghệ đốt với mục đích thiêu hủy hoàn toàn chất thất nguy hại, chế độ nhiệt ở hai buồng đốt mang lại hiệu quả đốt cao, các

Footer Page 27 of 258

28

lò đốt cũng đã có trang bị thiết bị hệ thống xử lý khí thải phát sinh tuy nhiên hệ thống chưa đồng bộ và cũng chưa có những nghiên cứu kỹ ngoại trừ việc có thể đo nồng độ khí lò nên chưa có những đánh giá kết luận rõ ràng về quá trình xử lý khí phát sinh từ các lò đốt này

1.4 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý khí thải, tuy nhiên tuỳ theo thành phần và khối lượng khí thải mà người ta lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp đảm bảo kỹ thuật xử lý và tính kinh tế của phương pháp đó Khi lựa chọn thiết bị làm sạch khí thải cần phải tính đến hiệu quả làm sạch, những chi phí đầu tư ban đầu, những chi phí trong quá trình vận hành, tuổi thọ của hệ thống xử lý, đơn giản trong vận hành, dễ kiểm tra sửa chữa, diện tích chiếm chỗ, chi phí điện năng ít

Trên thế giới hiện nay, có rất nhiều các phương pháp làm sạch khí thải, chúng khác nhau về cấu tạo thiết bị cũng như về công nghệ làm sạch Để đạt được mức độ làm sạch không khí cao cần phải sử dụng phối hợp đồng thời nhiều phương pháp và thiết bị xử lý khác nhau Những chất thải khí dưới dạng hơi hay là hỗn hợp khí sẽ được xử lý sạch qua các thiết bị rửa khí hay qua các thiết bị làm sạch bằng khí nén

và đốt khí Phương pháp nhiệt hay phương pháp đốt xúc tác cũng sẽ được áp dụng trong trường hợp không cho phép hoặc không có khả năng tuần hoàn khí để tái sử dụng

Các phương pháp làm sạch khí kiểu hút bám (hấp phụ) hay phương pháp hấp thụ (hoà tan) thường được sử dụng rộng rãi nhất Trong trường hợp không có khả năng thu hồi hay đốt các khí độc hại thì phải dùng biện pháp trung hoà hay chuyển tải chúng đi xa để pha loãng nồng độ trong không khí

Phương pháp xử lý khí độc hại phụ thuộc vào tính chất vật lý, hoá học và nồng

độ của hơi khí độc hại có trong khí thải Các phương pháp đó dựa trên ba nguyên lý

cơ bản : Thiêu huỷ; hấp thụ (hoà tan); và hấp phụ (hút bám) Ngoài ra còn có các phương pháp khác như phương pháp ngưng tụ và phương pháp sinh hoá - vi sinh, hay lọc để loại các chất độc hại.[32, 67]

1.4.1 Phương pháp thiêu huỷ khí thải

Phương pháp này được sử dụng trong các trường hợp khi mà khí thải của các quá trình công nghệ không thể thu hồi hoặc tái sinh được phương pháp này được phân chia làm hai loại: có xúc tác và không có xúc tác

Thiêu huỷ không có chất xúc tác được thực hiện khi dốt trực tiếp khí thải ở nhiệt độ cao: 800 đến 11000C Phương pháp này áp dụng đối với khí thải có nồng

độ độc hại cao (vượt quá giới hạn bốc cháy) và có hàm lượng oxi đủ lớn Có thể thiêu cháy khí thải ở trong các lò đốt khi cần tận dụng lượng nhiệt khá lớn toả ra

Footer Page 28 of 258

29

Thiêu huỷ có chất xúc tác cần diện tích bề mặt tiếp xúc lớn và nhiệt độ thiêu đốt khoảng 250 đến 3000C Trong phương pháp này thường sử dụng các bề mặt kim loại như các dải băng bạch kim, đồng, crôm, ni ken…làm chất xúc tác Làm sạch khí thải bằng phương pháp này có giá thành rẻ hơn so với phương pháp thiêu đốt không có xúc tác Phương pháp có chất xúc tác thường thích hợp cho các khí độc hại có nồng độ thấp gần với giới hạn bắt lửa.[58,68]

1.4.1.1 Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ :

Để tính toán các quá trình hấp thụ làm sạch khí thải cần phải biết các dữ kiện về cân bằng của hệ cân bằng pha, đặc biệt độ hoà tan của các khí trong chất lỏng theo nhiệt độ, áp suất và thành phần cấu tử [39]

Bảng 1.5 So sánh đặc trưng của hấp thụ vật lý và hấp thụ hoá học [38]

Hấp thụ vật lý Hấp thụ hoá học

yếu

Hấp thụ hoá học mạnh Quá trình hấp

thụ

Thuần tuý chỉ là sự hoà tan của khí trong chất lỏng (Định luật Henry - Dalton)

Quá trình hoà tan có đi kèm phản ứng hoá học giữa khí và chất lỏng

Liên kết tạo

thành

có tạo cân bằng phản ứng

mạnh đến rất mạnh, phản ứng hoàn toàn cho đến SP

Mức độ sạch Vừa phải Vừa phải tới tốt Tốt đến rất tốt

nói chung có thể tái sinh qua các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng

Nói chung không thể tái sinh

Tính kinh tế Có khả năng thu hồi

chất lỏng rửa

Kém khả năng thu hồi chất lỏng

Rất khó có khả năng thu hồi chất lỏng

Footer Page 29 of 258

30

Trong quá trình hoà tan của khí trong lỏng thì áp suất riêng phần pi của khí i tỷ

lệ thuận với hệ số hoạt độ i, với áp suất bão hoà poi của nó và với nồng độ phần mol

xi tức :

Pi= i.xi.poi ; to = const (1.1) Trong trường hợp dung dịch lý tưởng ta có i= 1.Đối với trường hợp nhiệt độ khí lớn hơn nhiệt độ tới hạn thì áp suất riêng phần được tính theo định luật Henry cho dung dịch loãng (Hoặc lý tưởng) là :

p

Hằng số cân bằng ki phù hợp cho các hỗn hợp Hydrocacbon Ngoài đại lượng

ki , để đánh giá cân bằng hấp thụ người ta còn dùng hệ số hấp thụ Bunzen (aBu,i) :

3 ,

3

N i u

N i i

mdm (tấn) : Khối lượng dung môi [38, 61]

1.4.1.2 Lựa chọn dung môi cho quá trình hấp thụ :

Hiệu quả của phương pháp hấp thụ dao động trên một phạm vi rộng và phụ thuộc vào loại khí độc cần hấp thụ và dung môi Loại dung môi hấp thụ không có phản ứng thường chỉ hoà tan khí độc hại, loại dung môi hấp thụ có phản ứng, tức là tách chất độc hại bằng phản ứng hoá học tạo ra một sản phẩm trung hoà mới Bảng 1.6 cho phép lựa chọn các loại dung môi thích hợp đối với việc xử lý từng loại khí [54,55, 79]

Footer Page 30 of 258

31

Bảng 1.6 Khí ô nhiễm và một số loại dung môi thường dùng để hấp thụ

-( NH4)2SO3, NH4HSO3 ( NH4)2SO3

- Na2CO3, NaOH Na2CO3 hay NaHCO3

- Ca(OH)2, CaCO3 Ca(HCO3)2 hay

CaSO3

Có nước tưới

- MgO huyền phù MgSO3.6H2O

- Dung dịch Al2(SO4)3 Al2(SO4)3

- Dung môi C6H3(CH3)NH2 C6H3(CH3)NH2.SO2

H2S - NaOH, Na2CO3, K2CO3 MHS + MHSO3 Tái sinh H2S

- Dung dịch hữu cơ

Footer Page 31 of 258

32

Tác dụng của thiết bị rửa là phải tạo nên sự tiếp xúc giữa các hạt phân tán trong dòng khí với chất lỏng để liên kết chúng trong chất lỏng và tách khỏi dòng khí Thiết bị rửa rất thích hợp cho việc tách bụi dễ dính kết hoặc bụi dễ cháy, ngoài ra còn có thể có tác dụng hấp thụ khí độc hại và làm nguội khí, song giá thành vận hành cao nên thiết bị rửa ướt chủ yếu dùng làm sạch các dòng thể tích khí nhỏ Nhược điểm của thiết bị rửa ướt là nguy cơ ăn mòn thiết bị cao và chi phí xử lý nước thải phát sinh

Để có thể tiến hành quá trình rửa có hiệu quả phải tạo ra bề mặt tiếp xúc pha càng lớn càng tốt giữa khí và dòng chất lỏng Vì vậy cần các cách phân bố dòng như sau:

Theo cơ chế “Sục qua lớp lỏng ”, Tạo thành các bọt khí nhỏ Sự phân phối khí được thực hiện thông qua các đĩa lỗ hoặc đĩa chóp

Theo cơ chế “ Màng chất lỏng”sự tách này xảy ra nhờ việc tưới chất lỏng trên

- Chuyển động của dòng khí vào bề mặt chất lỏng

- Liên kết của đối tượng cần tách với chất lỏng

- Các giọt chất lỏng có cuốn theo đối tượng cần tách ra khỏi dòng khí

Các loại thiết bị rửa khí: Thiết bị rửa ướt dựa theo các đặc điểm kỹ thuật của dòng khí đuợc phân thành 5 loại :

- Tháp rửa: tháp rửa là thiết bị lâu đời nhất, trường hợp đơn giản nó gồm một tháp rỗng, khí đưa qua tháp với tốc độ nhỏ khoảng 1 m/s, chất lỏng được phun tại nhiều điểm dọc theo chiều cao tháp Với loại tháp này hiệu suất tách thấp, vì tốc độ nhỏ nên thể tích tháp rất lớn

- Thiết bị phun: Chất lỏng rửa được dẫn chảy liên tục theo hướng của dòng khí, chất lỏng được phun với tốc độ 25 - 35 m/s dạng thiết bị này được áp dụng trong trường hợp dòng khí dẫn vào không ổn định

- Thiết bị rửa xoáy: Trong thiết bị rửa xoáy dòng khí mang tác nhân cần tách đập vào bề mặt nước sinh ra hiện tượng uốn dòng khí và gây ra dòng xoáy kéo theo các giọt chất lỏng Tốc độ khí trong vùng xoáy khoảng 10 - 15 m/s Trong thiết bị

Footer Page 32 of 258

33

rửa xoáy có khuynh hướng tạo bọt mạnh, ưu điểm của dạng thiết bị này là không có

sự tuần hoàn của nước rửa

- Thiết bị rửa quay: Quá trình tiến hành tại các vùng khác nhau của tháp, khí cần tách được dẫn vào theo hướng tiếp tuyến với thân trụ tại vùng thứ nhất qua bộ phận phun quay nhanh sẽ tạo ra màng dày đặc các giọt, các phần tử cần tách sẽ bám vào các giọt và chảy theo thành thiết bị xuống phía dưới Các giọt nhỏ cuốn theo dòng khí sẽ được tách ở phía trên thiết bị nhờ bộ phận tách giọt

- Thiết bị rửa venturi: Thiết bị rửa venturi là loại thiết bị có hiệu suất tách cao

và hay được sử dụng nhất, đặc trưng của thiết bị này là ống venturi, người ta cho dòng chất lỏng rửa dưới áp lực nhỏ qua một ống phun theo đường trục của ống vào chỗ thiết diện hẹp nhất của ống venturi Vì tác dụng cắt cao của dùng khí, cụ thể tốc

độ dòng khí ở chỗ hẹp này cỡ 50 - 150 m/s nên chất lỏng bị xé ra thành các hạt cực nhỏ.[59,72, 73]

1.4.3 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp hút khí và lỏng bằng chất rắn xốp có tính hoạt động bề mặt, tuỳ theo lực liên kết của các phân tử trên bề mặt chất rắn mà người ta chia ra loại hấp phụ hoá học và hấp phụ vật lý Ở hấp phụ vật lý có tồn tại lực Vandecvan giữa bề mặt chất rắn và các phân tử bị hấp phụ trên đó, ở hấp phụ hoá học thì lực liên kết mạnh hơn

Trong nhiều quá trình hấp phụ có tồn tại cả hai loại hấp phụ trên Hấp phụ hoá học là quá trình vật lý có kèm phản ứng hoá học Phương pháp hấp phụ chủ yếu được dùng để tách các cấu tử trong pha khí hoặc hơi khi nồng độ của nó thấp cỡ vài g/m3

Cơ sở hoá lý :

Để tính toán các thiết bị hấp phụ, cần phải biết các quá trình xảy ra trong tháp hấp phụ, biết về cân bằng vật chất và động học của quá trình Cân bằng hấp phụ được mô tả qua các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt dạng :

Xi =f(pi) ; to = const

Trong đó :

Xi : Tải trọng hấp phụ (kg chất bị hấp phụ/kg chất hấp phụ)

pi : áp suất riêng phần của cấu tử i bị hấp phụ

Chất hấp phụ thường là các chất xốp, có cấu trúc mao quản, diện tích bề mặt riêng lớn:

Than hoạt tính: Là chất hấp phụ phổ biến nhất Than hoạt tính có bề mặt riêng

rất lớn (500 - 1000 m2/g), đường kính lỗ 1 - 2m nên có thể giữ lại các phần tử khí hoặc hơi nhờ lực bám dính Ngoài ra, loại than này còn có khả năng ngưng tụ mao quản những chất khí ô nhiễm làm tăng khả năng hấp phụ và làm sạch khí tốt

Footer Page 33 of 258

34

Sàng phân tử: Là những zeolit nhân tạo, mạng tinh thể có không gian tự do với

đường kính 3 - 10Ao Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại zeolit, có một số loại zeolit màng kép, có tính chất gần như than hoạt tính mà lại chịu được nước và không bị cháy

Silicagen: Là chất hấp phụ tốt nhưng chỉ thích hợp với hỗn hợp khí thải khô vì

nó bị biến dạng khi gặp hơi nước

b/ Làm sạch trung bình là không những loại bỏ các hạt bụi to, bụi trung bình mà

cả một phần hạt nhỏ Nồng độ bụi trong không khí sau khi làm sạch chỉ còn khoảng

50 đến 100 mg/m3

c/ Làm sạch tinh: các hạt bụi nhỏ dưới 10 m cũng được tách ra từ 60 đến 99% Nồng độ bụi còn lại trong khí sau khi làm sạch là 1- 10 mg/m3

Căn cứ vào nguyên lý hoạt động của thiết bị tách mà phân thành 4 nhóm:

+ Thu tách bụi kiểu trọng lực (phương pháp lắng) + Thu tách bụi kiểu quán tính (phương pháp khô và ướt) + Thu tách bụi kiểu tác dụng tiếp xúc màng lọc (phương pháp lọc) + Thu tách bụi kiểu tĩnh điện (phương pháp lọc điện trường)

Để đánh giá và lựa chọn phương pháp tách bụi người ta thường căn cứ vào hiệu suất lọc bụi (được xác định bằng tỷ lệ giữa lượng bụi được lọc trên tổng lượng bụi của khí thải) nghĩa là:

 =

v

r v

Phương pháp ngưng tụ được dùng phổ biến nhất là phương pháp giảm nhiệt độ (làm lạnh) Các chất hữu cơ bay hơi được làm lạnh tới điểm sương, bị ngưng tụ và tách khỏi dòng khí thải Có thể làm lạnh trực tiếp hay làm lạnh gián tiếp

+ Phương pháp trực tiếp là dùng tác nhân lạnh trực tiếp tiếp xúc với khí thải, làm ngưng tụ chất ô nhiễm độc hại, sau đó tách khí độc hại đã ngưng tụ ra khỏi tác nhân làm lạnh

+ Phương pháp gián tiếp là dùng thiết bị trao đổi nhiệt, chất thải độc hại ngưng

tụ được thu hồi dễ dàng, không cần phải có thiết bị tách

1.4.6 Phương pháp sinh hoá - vi sinh

Phương pháp này là lợi dụng các vi sinh vật để hấp phụ, phân huỷ các khí có thành phần độc hại trong dòng khí thải Ngoài ra các vi sinh vật còn tiêu thụ một phần đáng kể các tạp chất có trong hỗn hợp khí

1.4.7 Vấn đề xử lý nhiệt :

Một trong những vấn đề mà từ trước tới nay các hệ thống xử lý khí thải thường

bỏ qua là vấn đề xử lý và tận dụng nhiệt Như đã biết, các hệ thống lò đốt rác thải thường áp dụng nguyên lý đốt đa vùng đáp ứng nhu cầu nhiệt độ cao cho quá trình đốt cháy rác, thiêu huỷ đioxin và Furan là những loại khí độc có thể gây ra một số bệnh ở người nhất là bệnh ung thư Nhiệt độ khí thải có khả năng đạt >1100oC nên vấn đề xử lý và tận dụng nhiệt có một ý nghĩa rất quan trọng, ngoài việc đưa nhiệt

độ khí thải về nhiệt độ sử dụng, còn tiết kiệm một lượng nhiệt do nó cung cấp Quá trình trao đổi nhiệt còn tạo điều kiện tái tạo nguyên liệu, nhất là đốt nóng không khí

để cung cấp trở lại cho các buồng đốt sơ cấp và thứ cấp tạo khả năng hạ được giá thành xử lý trên một kg chất thải

Nhiệt từ các luồng khí thải được tận dụng lại có lợi ích rất lớn về kinh tế, góp phần giảm đáng kể lưu lượng khí cho hệ thống xử lý khí thải phía sau khi hạ nhiệt

độ và tận dụng được một lượng nhiệt không nhỏ phục vụ cho các công việc khác Vấn đề tận dụng nhiệt ở các lò đốt chất thải được sử dụng ở hầu hết các nước [9]

Footer Page 35 of 258

đã được đưa ra nghiên cứu, sử dụng để kiểm soát các nguồn ô nhiễm không khí các

lò đốt chất thải độc hại, dựa vào các loại khí thải thoát ra từ lò đốt là:

Chất rắn kể cả kim loại (còn được gọi tên chung là bụi) Các khí độc vô cơ

Các khí độc hữu cơ Khí a xít

Mùi Tiếng ồn

Để thu giữ các chất rắn này có thể sử dụng một trong 3 loại thiết bị là: thu bụi

cơ khí; lọc bụi túi và lọc bụi tĩnh điện

1.5.1.2 Khí vô cơ

Các chất khí vô cơ hình thành từ quá trình đốt chất thải nguy hại thường là: hơi nước, CO2,CO, NO2, SO2 , SO3

1.5.1.3 Khí hữu cơ

Có nhiều loại khí hữu cơ trong khí thải lò đốt như:

Các hydrocarbon đã bị ô xi hoá như aldehyde, keton, cồn và a xít Nhiều trong

số này có mùi khó chịu

Các hydrocarbon đã bị halogen hoá như CCl4, percloretylen

PCDD và PCDF, các olefins, các hợp chất thơm bao gồm benzen, toluen, xylen, hydrocacbon thơm đa vòng (PAH)

Footer Page 36 of 258

Các bụi hữu cơ, vô cơ, kim loại

Các loại khí độc vô cơ như NO, NO2, SO2, SO3, H2S, HCl, HF

Các khí độc hữu cơ Các khí này khi thải vào không khí sẽ tác dụng với các thành phần khác trong không khí để tạo thành các khói quang hoá rất hại cho sức khoẻ và môi trường, vì vậy cần phải có biện pháp xử lý [1]

1.5.2 Khảo sát thành phần khí thải phát sinh từ lò đốt [1]

Để xác định các thành phần khí thải phát sinh từ lò đốt chất thải rắn nguy hại nghiên cứu sinh đã thu thập số liệu và tổng hợp các thành phần khí thải phát sinh tại một số lò đốt đốt dầu, lò đốt chất thải rắn Cụ thể như sau

Bảng 1.7- Các chất ô nhiễm trong khói thải lò hơi:

Lò hơi đốt bằng củi Khói + tro bụi + CO +CO2

Lò hơi đốt bằng than Khói + tro bụi + CO +CO2 + SO2 +SO3 + NOx

Lò hơi đốt bằng dầu F.O Khói + tro bụi + CO +CO2 + SO2 +SO3 + NOx

Bảng 1.8- Nồng độ các chất trong khí thải lò hơi đốt dầu F.O

30:2010/BTNMT

QCVN 30:2012/BTNMT

38

Bảng 1.9- Các chất ô nhiễm trong khói thải lò đốt chất thải rắn (của lò đốt rác

DTC-2000I công suất 2.000 kg/h- Công ty TNHH 1TV Đô thị Hà Nội)

trước xử lý

QCVN 30:2012/BTNMT

5 Nito oxyt, NOx (tính theo NO2) mg/Nm3 116 500

6 Thủy ngân và hợp chất tính theo

Bảng 1.10 Các chất ô nhiễm trong khói thải lò đốt CTR CS 10kg/mẻ tại

xưởng thực nghiệm trung tâm Kỹ thuật Môi trường CECO

trước xử lý

QCVN 30:2012/BTNMT

Bảng 1.11 Các chất ô nhiễm trong khói thải lò đốt chất thải rắn y tế bệnh viện Đa

khoa lâm thao

OK-1

QCVN 30:2012/BTNMT

Bảng 1.14- Khí thải lò hơi đốt than hệ thống tái chế dầu thải Dung quất

đốt rác

QCVN 30:2012 /BTNMT, cột A

5 Nito oxyt, NOx (tính theo NO2) mg/Nm3 185 500

6 Thủy ngân và hợp chất tính theo

7 Cadimi và hợp chất tính theo mg/Nm3 0,09 0,2

Footer Page 39 of 258

40

Cadimi, Cd

8 Chì và hợp chất tính theo Chì, Pb mg/Nm3 0,11 1,5

9

Tổng các kim loại nặng khác (As,

Sb, Ni, Co, Cu, Cr, Sn, Mn, Tl, Zn) và hợp chất tương ứng

Nhận xét: Như vậy thành phần khí thải phát sinh từ các lò đốt rất đa dạng và

phức tạp, tuy nhiên qua các số liệu nhận thấy lượng khí SO2 là khí có nồng độ phát sinh cao nhất nên đối tượng và phạm vi của luận án chỉ tập trung vào nghiên cứu xử

lý SO2 trong các hệ thống hấp thụ đặc biệt là hệ thống hấp thụ khí thải [1]

1.5.3 Cơ sở lý thuyết của công nghệ xử lý SO 2

1.5.3.1 Tác hại của khí SO 2

Đối với con người

SO2 là loại khí dễ hòa tan trong nước và được hấp thụ hoàn toàn rất nhanh khí hít thở ở đoạn trên của đường hô hấp Người ta quan sát thấy rằng: khi hít thở không khí có chưa SO2 với nồng độ thấp (1 – 5 ppm) xuất hiện sự co thắt tạm thời các cơ mềm của khí quản Ở nồng độ cao hơn, SO2 gây xuất tiết nước nhầy và viêm tấy thành khí quản, làm tăng sức cản đối với sự lưu thông không khí của đường hô hấp, tức gây khó thở

Khí SO2 có mùi hăng khét ngột ngạt và người nhạy cảm với SO2 nhận biết được

ở nồng độ 0,56ppm tương đương với 1,6mg/m3, còn người bình thường ít nhạy cảm với SO2 thì nhận biết mùi của nó ở nông độ 2 – 3 ppm Cũng có số liệu chứng tỏ rằng công nhân làm việc thường xuyên ở nhưng nơi có nồng độ SO2 khoảng 5 ppm hoặc hơn thì độ nhạy cảm về mùi sẽ giảm và không còn nhận biết được mùi ở nồng

độ ấy nữa cũng như không có phản ứng phòng vệ xuất tiết nước nhầy ở đường hô hấp

Như vậy, có thể nói rằng nồng độ 1 ppm của khí SO2 trong không khí là ngưỡng xuất hiện các phản ứng sinh lý của cơ thể, ở nồng độ 5 ppm – đa số các cá thể nhận biết được mùi và có biểu hiện bệnh lý rõ ràng, còn ở nồng độ 10 ppm hầu hết đều than phiền do đường hô hấp bị co thắt nghiêm trọng

Footer Page 40 of 258