Kiểm soát ô nhiễm không khí nhà máy thu gom xử lý rác thải lưu QUANG dân

LƯU QUANG DÂN lớp KHMT-K11B MÃ SV: DTZ1354403010087 MÔN: KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ ĐỀ TÀI: Kiểm soát ô nhiễm không khí từ quy trình công nghệ xử lý rác thải bãi rác Xuân Sơn thị xã Sơn Tây huyện Ba Vì GVHD: Ths Nguyễn Thị Nhâm Tuất LỜI MỞ ĐẦU Chất thải sinh hoạt, rác thải nói chung phát sinh từ hoạt động người ngày gia tăng với phát triển dân số kinh tế, đặc biệt xã hội công nghiệp Cùng với dạng chất thải nước thải khí thải, chất thải rắn không quản lý xử lý nghiêm túc có khả gây suy thoái môi trường ảnh hưởng tới sức khỏe người nghiêm trọng Do đó, chất thải sinh hoạt, rác thải nói chung trở thành vấn đề xúc toàn xã hội cần quan tâm hiệu kỹ thuật lẫn kinh tế Vì vậy, quản lý xử lý chất thải sinh hoạt cần quan tâm chu đáo, cải tiến công nghệ theo thời gian Chính lý đó, em tiến hành tìm hiểu “Kiểm soát ô nhiễm không khí từ quy trình công nghệ xử lý rác thải bãi rác Xuân Sơn thị xã Sơn Tây huyện Ba Vì ” bao gồm giới thiệu công nghệ thu hồi tái chế rác, thiết bị xử lý học, công nghệ sử dụng nhiệt, trình xử lý sinh học rác thải công nghệ cải tiến Nhằm chủ động việc cập nhật thiết bị công nghệ mới, nâng cao nhận thức hiểu biết vấn đề ô nhiễm không khí bảo vệ môi trường CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ PHÁT SINH RA CHẤT Ô NHIỄM 1.1 QUY TRÌNH ĐỐT Hầu hết phương pháp xử lý, lưu trữ loại bỏ điều liên quan đến công nghệ đốt – tức việc đốt cháy chất cách có kiểm soát miền kín – phương tiện xử lý thải loại chất thải nguy hại Là phương thức quản lý chất thải nguy hại, công nghệ đốt có số đặc thù: Thứ nhất, tiến hành theo qui cách, có khả phân hủy toàn độc chất hữu chất thải nguy hại cách phân hủy mối liên kết hóa học chúng đưa chúng trở lại dạng nguyên tố hợp thành ban đầu, qua làm giảm thiểu hoặcloại bỏ hoàn tòan độc tính chúng Thứ hai, hạn chế thể tích chất thải nguy hại cần phải thải loại bỏ vào môi trường đất cách biến đổi chất rắn lỏng thành dạng tro So với việc loại thải bỏ chất thải nguy hại không qua xử lý, việc thải bỏ loại tro vào môi trường đất an toàn hiệu gấp nhiều lần Công nghệ đốt trình xử lý phức tạp Trong trình cháy, chất hữu dạng rắn lỏng bị chuyển đổi sang pha khí Các khí qua lưới đốt tiếp tục bị làm nóng lên, đến nhiệt độ hợp chất hữu chúng bị phân hủy thành nguyên tử thành phần Các nguyên tử kết hợp với oxy tạo nên chất khí bền vững, khí sau qua thiết bị kiểm soát ô nhiễm thải vào bầu khí Thành phần chất khí bền vững phát sinh từ việc đốt hợp chất hữu chủ yếu CO2 nước Tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần rác thải chủ yếu rác thải sinh hoạt chất thải rắn, lượng nhỏ CO, NOx, HCl khí khác hình thành Các chất khí nguyên nhân tiềm ẩn khả gây nguy hại cho sức khỏe người môi trường Việc quản lý thải loại bỏ kim loại, tàn tro sản phẩm phụ trình đốt gây tác hại đề cập Tàn tro vật liệu dễ lắng, tro với thành phần chủ yếu carbon, muối kim loại Trong trình đốt, hầu hết tàn tro tập trung đáy buồng đốt (tro đáy) Khi lớp tro lấy khỏi buồng đốt xem chất thải nguy hại qui tắc chuyển hóa có 1à đặc tính (nguy hại) Tuy nhiên hạt tro kích thước nhỏ (vật chất dạng hạt m có kim loại kèm theo) bị theo chất khí lên cao (còn gọi tro bay) Các hạt tro kim loại có liên quan phải xem xét qui định áp dụng cho công nghệ đốt chúng mang hợp phần nguy hại khỏi hệ thống thiết bị vào khí Do việc đốt không phân hủy hợp chất vô chất thải nguy hại (các kim loại chẳng hạn), hợp chất tích tụ lớp tro đáy tro bay với nồng độ có hại Hệ thống lò đốt chất thải nguy hại tiến hành theo quy trình sau: Công nghệ thiêu đốt phổ biến sử dụng lò đốt thùng quay Công nghệ lò đốt thùng quay sau: Chất thải nguy hại vận chuyển đến lò đốt thiết bị chuyên dùng Sau trình vận hành lò đốt đến nhiệt độ cho phép( buồng sơ cấp 800 oC), chất thải đưa vào buồng sơ cấp Thời gian lưu chất thải lò đốt từ 0,5 -1,5giờ, lượng chất thải nạp vào chiếm khoảng 20% thể tích lò Nhiệt độ buồng sơ cấp trì 800 -900 oC Sản phẩm khí sinh trình đốt lò sơ cấp đốt tiếp tục buồng thứ cấp, nhằm đốt triệt để sản phẩm bay hơi, chưa cháy hết buồng sơ cấp Nhiệt độ buồng thứ cấp khoảng 110 oC, thời gian lưu khí cháy buồng thứ cấp 1,5 -2 giấy Toàn khí thải sinh làm nguội xử lý trước qua ống khói thải môi trường Hình Sơ đồ lồ đốt thùng quay 1.2 QUI TRÌNH CHÔN LẤP *Quy trình chôn lấp chất thải sinh hoạt: Rác tập kết vào ô chôn lấp: Rác tập kết vào ô chôn lấp theo phương pháp đổ lấn (ô chôn rác) bề ngang ô chôn rác Theo trình tự vận hành ô chôn lấp • Đổ rác thải vào ô chôn lấp: Đổ rác vào ô chôn lấp theo điều động nhân viên hướng dẫn bãi • San gạt rác: San gạt rác để tránh ùn tắc rác cho việc tiếp nhận ngày xe ủi xích Khi rác tập kết ngày tiến hành san gạt thành lớp chiều dày 60cm, dung trọng đầm nén 750 kg/m3 • Bổ xung VSV: Sau ngày tiến hành phun VSV, EM Eemunis chế phẩm sinh học khác phép lưu hành theo định mức 0,1lit VSV/1tấn rác 0,1 kg Bokasi (VSV dạng bột) việc phun VSV pha chế với nước điều chỉnh theo tỷ lệ 1/20 (1 lít VSV pha với 20 lít nước sạch) Tuy nhiên phải điều chỉnh tỷ lệ nước phù hợp với độ ẩm rác (theo thời tiết) • Phủ đất: Tiến hành phủ đất trung gian bề mặt rác đầm nén chiều dày khoảng 2m Chiều dày lớp đất phủ sau đầm nén 15-20 cm Đất phủ có hàm lượng hạt sét >30% Quá trình thực rác ô chôn đạt đến chiều dày thiết kế tiến hành phủ bề mặt ô chôn *Quy trình chôn lấp chất thải nguy hại Chất thải nguy hại vận chuyển vào bãi chôn lấp thiết bị chuyên dùng, phân loại, đóng gói trước đưa vào ô chôn Chất thải nguy hại xếp vào ô chôn hệ thống cẩu di động (tời) gắn với mái che di động Công tác đầm nén thực xe chuyên dụng sử dụng đầm nện Sau lớp chất thải nguy hại dày khoảng 1m (tối đa 2m) tiến hành che phủ lớp đất với chiều dày sau đầm nén 15 -20 cm nhằm cách ly chất thải nguy hại với môi trường xung quanh Quá trình chôn lấp thực toàn ô chôn chất thải đạt đến chiều dày thiết kế tiến hành che phủ bề mặt Bãi chôn lấp kỵ khí Phân loại cấu trúc bãi chôn lấp Bãi chôn lấp kỵ khí vệ sinh Bãi chôn lấp kỵ khí vệ sinh Cải tiến Bãi chôn lấp nửa hiếu khí ống thu nước rỉ rác Bãi chôn lấp hiếu khí Hình Phân loại cấu trúc bãi chôn lấp 1.3 QUY TRÌNH Ủ (COMPOST) Rác sinh hoạt phân loại, tách phần riêng biệt phần hữu phần trơ không sản xuất phân compost như: nylon, giấy, sắt thép Rác sau tách chất trơ cắt nhỏ trước cho qua hệ thống ủ phân Hệ thống ủ gồm nhiểu bể ủ song song, đáy bể có ba rãnh phân phối không khí chạy song song Mùn compost tạo thành từ hệ thống bể ủ tiếp tục đưa ủ chín nhà có mái che.Mùn compost sau ủ chín ổn định lẫn nhiều tạp chất, sơ sợi chưa phân hủy đưa qua máy sàng để loại bỏ thành phần chưa phân hủy hết Mùn compost đóng bao thành phầm, phân trơ đem chôn lấp hợp vệ sinh Hệ thống gồm hầm ủ hoai xây nổi, chia thành dãy đối diện nhau, dãy có hầm, hầm dài 7m, rộng 1,5m, cao 1,5m chứa khoảng 15 m3 rác Đáng lưu ý tường hầm xây gạch thẻ chừa ô trống, trừ tường phía lối xây kín, lắp cửa gỗ rộng khoảng 0,7 m Ở hầm theo chiều dọc, đặt ống nhựa cứng đường kính 100 mm, cách chừng 0,8m có đục lỗ xung quanh để trao đổi khí bên hầm Tại hầm có gắn biểu đồ theo dõi nhiệt độ từ ngày thứ ngày thứ 50, tương ứng với dãi nhiệt độ từ 25 0C đến 750 C Ở đáy hầm ủ lót tạo khoảng hở để nước thải hầm dễ dàng thoát bên ngoài, theo mương mặt đất nối với hệ thống mương ngầm đến hầm chứa tập trung, xây chìm có sức chứa khoảng 10 m3 Rác thu gom từ hộ gia đình, trường học, chợ, số doanh nghiệp Rác thu gom vận chuyển xe ba gác máy xưởng để tiến hành phân loại Rác không phân hủy bì ny lon, sắt, nhôm, nhựa, giấy tông, chai, lọ, lon loại lựa để bán phế liệu, lại rác hữu cho vào thùng nhựa, đổ vào hầm ủ hoai Khi rác đạt độ cao 40 cm tiến hành tưới rác nước thải bơm lên từ hầm chứa tập trung để tạo độ ẩm hạn chế khoảng trống hầm, sau phun chế phẩm sinh học EM khử mùi hôi Sau tưới rác, nước chảy trở lại vào hầm chứa tạo nên chu trình khép kín nên nước thải rò rỉ môi trường bên ngoài, đảm bảo vệ sinh môi trường sản xuất xung quanh Sau 40 ngày ủ hoai, rác chuyển qua khu vực ủ chín thêm 10 ngày nữa, thời gian ủ chín che bạt không tùy vào thời tiết ngày Sau compost trải mỏng, đảo khô chuyển qua công đoạn sàng, đóng bao Phần lại sàng chuyển qua khu vực riêng để tiếp tục phân loại lần đầu Việc phân loại lặp lặp lại liên tục suốt trình sản xuất CHƯƠNG II: ĐẶC TRƯNG MỘT SỐ CHẤT KHÍ Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ 2.1 NƯỚC RỈ RÁC Nước rỉ rác (còn gọi nước rác) nước bẩn thấm qua lớp rác ô chôn lấp, kéo theo chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất bãi chôn lấp Sự có mặt nước bãi chôn lấp rác có mặt tích cực lẫn tiêu cực cho hoạt động bãi rác Nước cần cho trình hóa học sinh học xảy bãi chôn lấp để phân hủy rác Mặt khác, nước tạo xói mòn tầng đất nén vấn đề lắng đọng dòng nước mặt chảy qua Nước rác chảy vào tầng nước ngầm dòng nước từ gây ô nhiễm đến nguồn nước uống Vì vấn đền cần quan tâm thiết kế, xây dựng cho hoạt động bãi chôn lấp kiểm soát nước rác Quá trình hình thành nước rác: nước rác hình thành nước thấm vào ô chôn lấp Nước thấm vào rác theo số cách sau đây: - Nước sẵn có tự hình thành phân hủy rác hữu bãi chôn lấp - Mực nước ngầm dâng lên vào ô chôn rác - Nước rỉ vào qua cạnh (vách) ô rác - Nước từ khu vực khác chảy qua thấm xuống ô chôn rác - Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác trước phủ đất trước ô rác đóng lại - Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau ô rác đầy (ô rác đóng lại) Nước có sẵn rác thải nhỏ Nước từ khu vực khác chảy qua bãi chôn lấp cần phải thu gom hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước không bảo vệ khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói mòn thời gian hoạt động mà tiêu thoát lượng nước thừa ngấm vào ô rác tạo nước rác Nước mưa cách để ngăn chặn không cho chảy vào ô rác Có thể hạn chế lượng nước mưa ngấm vào ô rác cách trồng lại thảm thực vật sau bãi đóng cửa Thành phần nước rác: việc tổng hợp đặc trưng hóa thành phần nước rác khó loạt điều kiện tác động lên hình thành nước rác Thời gian chôn lấp, khí hậu, mùa, độ ẩm bãi rác, mức độ pha loãng với nước mặt nước ngầm loại rác chôn lấp, tất tác động lên thành phần nước rác Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rác từ bãi chôn lấp lâu năm trình bày bảng sau: Bảng 1: Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rác từ bãi chôn lấp lâu năm Thành phần Nhu cầu oxy hóa Bãi (dưới năm) Bãi lâu năm (trên Khoảng Trung bình 10 năm) 2.000-20.000 10.000 100-200 1.500-20.000 6.000 80-160 3.000-60.000 18.000 100-500 sinh hóa (BOD5), mg/l Tổng lượng cacbon hữu (TOC),mg/l Nhu cầu oxy hóa học (COD), mg/l Bảng Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới vi sinh vật Yếu tố môi trường Khoảng giá trị Nhiệt độ, oC -8 ÷ +110 Nồng độ muối, %NaCl 0–3 pH 1,0 – 12 nồng độ oxy, % – 30 Áp suất, Mpa – 115 Ánh sáng Bóng tối – ánh sáng mạnh Các vi sinh vật tham gia vào trình tham gia vào trình phân giải bãi chôn lấp chia thành nhóm chủ yếu sau : - Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh mẽ nhiệt độ từ – 20oC - Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh mẽ nhiệt độ từ – 40oC - Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh mẽ nhiệt độ từ 40 – 70oC Các hợp chất chấtcủa loại vi sinh vật theo nhiệt độ hình Cơ chế sinh hóa Sự Các pháthợp triển hữu dạng hữu dạng rắn hòa tan hoàn trình rắn phân hủy bãi chôn lấp thể hình toàn Giai đoạn I: giai đoạn thích nghi ban đầu Thủy phân Giai đoạn II: giai đoạn chuyển tiếp Các hợp chất dạng hòa tan Giai đoạn III: giai đoạn tạo axit hữu dạng hòađoạn tan lên men metan Giai đoạn IV: giai Sunfat hóa Lên men Giai đoạn V: giai đoạn kết thúc Khử sunfat Sunphuaro (H2S) Axit béo + alcohol Carbonic (CO2) Mêtan hóa (gđ thủy phân) Axetat Axeton hóa Hydro (H2) Mêtan hóa (gđ axit) Metan (CH4) Hình Cơ chế sinh hóa trình phân hủy sinh học bãi chôn lấp Bản chất sinh hóa trình diễn sau: Thời kỳ ban đầu, thời gian ngắn sau bãi rác vào hoạt động trình phân hủy hiếu khí diễn ra, giai đoạn chất hữu dễ bị oxy hóa sinh hóa thành dạng đơn giản protêin, tinh bột, chất béo lượng lượng tỏa lớn có tồn lượng lượng đáng kể dạng nhiệt Lượng nhiệt tạo thành bên ô chôn lấp tạo nhiều so với lượng nhiệt thoát bên nhiệt độ bên ô tăng lên Giá trị nhiệt độ tăng tới 60 oC – 70oC kéo dài thời gian khoảng 30 ngày Ở khoảng nhiệt độ này, phản ứng hóa học diễn trội phản ứng vi sinh vật hầu hết chủng sinh vật bị tiêu diệt nhiệt độ 70oC Các phản ứng hóa học nhiệt độ diễn với tốc độ nhanh Trong trình phân hủy hiếu khí, polyme dạng đa phân tử vi sinh vật chuyển hóa sang dạng đơn phân tử tồn dạng tự Các polyme đơn phân tử sau lại vi sinh vật hấp thụ, sử dụng việc tiếp nhận lượng để kiến tạo nên tế bào Khi oxy bị vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ dần vi sinh vật yếm khí bắt đầu xuất nhiều trình lên men khác bắt đầu diễn ô chôn lấp Các vi sinh vật tham gia vào trình lên men nhóm vi sinh vật dị dưỡng điều kiện yếm khí lẫn kị khí nghiêm ngặt Các chất hữu dạng đơn giản, amino axit, đường… chuyển hóa thành axit béo dễ bay (VFA), alcohols, khí cacbonic khí nitơ Các axit béo dễ bay (VFA), alcohols sau lại chuyển hóa tiếp tục với tham gia vi sinh vật axeton vi sinh vật khử sunphat Các vi sinh vật axeton tạo axit axetic, khí cacbonic vi khuẩn khử sunphat tạo khí nitơ khí cacbonic Các chất nguồn nguyên liệu ban đầu trình lên men hóa Các vi khuẩn khử sunphat vi khuẩn tạo metan vi khuẩn thuộc nhóm vi sinh vật kị khí bắt buộc Có hai nhóm vi sinh vật chủ yếu tham gia vào trình tạo metan: phần lớn nhóm vi sinh vật tạo metan từ khí nitơ khí cacbonic, phần nhỏ (gồm 2-3 chủng loài) vi sinh vật tạo metan từ axit axetic Trong tổng hợp khí metan tạo thành từ bãi chôn lấp có tới 70% tạo thành từ axit axetic Nếu có tồn nhiều sunphat ô rác chôn lấp vi khuẩn khử sunphat mang tính trội vi khuẩn metan khí metan tạo thành sunphat tồn Hàm lượng sunphat có nhiều chất thải xây dựng, điều phải quan tâm tránh không đổ phế thải vào bãi chôn lấp rác đô thị để tạo điều kiện cho trình hình thành khí metan Trong trình chuyển hóa yếm khí kị khí, nhiệt độ ô chôn lấp giảm xuống chủng loài vi sinh vật giai đoạn tạo nhiệt lượng nhiều so với trình chuyển hóa hiếu khí (chỉ 7% so với trình hiếu khí) Nếu nồng độ axit hữu cơ, axit béo dễ bay (VFA) tạo nhiều nước rác có pH thấp (4-5) có nồng độ COD, BOD5 cao Như vậy, rác thải hữu bãi chôn lấp phân hủy theo nhiều giai đoạn chuyển hóa sinh học khác để tạo sản phẩm cuối bãi chôn lấp khí metan, khí cacbonic nước Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào đặc trưng bãi chôn lấp, thiết kế hệ thống thu gom nước rác phải tuân thủ theo nguyên tắc sau: - Hệ thống thu gom nước rác phải thiết kế lắp đặt để hạn chế khả tích tụ nước rác đáy ô chôn lấp Thông thường, sử dụng lớp chống thấm, nước rác giữ lại bãi chôn lấp phải thu không chảy tràn cạnh lớp chống thấm Việc thiết kế hệ thống thu gom nước rác phụ thuộc vào đặc trưng bãi chôn lấp tuân thủ theo hướng dẫn chung sau : - Hệ thống thu gom phải đủ lớn để vận chuyển nước khỏi bãi Điều liên quan nhiều đến số lượng ống khoảng cách đặt ống - Hệ thống thu gom nước rác phải thiết kế lắp đặt để hạn chế khả tích tụ nước rác đáy ô chôn lấp phải có độ dốc tối thiểu 1% - Hệ thống thu gom phải có khả làm chúng dễ bị bịt kín Thường thường, người ta sử dụng ống đục lỗ từ 15 – 20 cm có độ bền vững mặt cấu trúc đặt độ sâu bãi chôn lấp Nếu hệ thống thu gom đặt sâu bãi chôn lấp có nén ép phải sử dụng ống dày phải thực kỹ thuật làm đệm ống đặc biệt để tránh vỡ ống áp suất lớn Hình dạng chung hệ thống thu gom nước rác chạy vòng quanh chu vi bãi chôn lấp nhằm hạn chế dòng chảy khỏi bãi chôn lấp sau sau hệ thống chạy chéo bên bãi chôn lấp với đủ đường ống để đưa dòng nước rác lớn khỏi bãi Xử lý nước rác: để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, trước hết phải có số liệu thành phần tính chất nước rác Các thành phần nước rác cần phải xác định thiết kế trạm xử lý theo bảng Quá trình xử lý sơ bộ: Thông thường song chắn rác, hồ lắng sơ bộ, trình pH nước rác thường 6,8 – 8, nhiên giá trị pH thay đổi tùy thuộc vào thành phần rác thải tính chất đất Quá trình xử lý sinh học: Ở trình này, BOD, COD hợp chất nitơ giảm Các công trình thường sử dụng bể aeroten, hồ thổi khí, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học… Quá trình hóa – lý: Quá trình chủ yểu khử COD, độ màu, lượng cặn lơ lững, kim loại nặng, coliform, xử lý mùi Các phương pháp ứng dụng bao gồm đóng rắn, lắng, hấp phụ cacbon hoạt tính hóa học Bảng Các thành phần nước rác cần xác định thiết kế trạm xử lý nước rác Thành phần nước rác Mức độ cần thiết BOD5, cặn lơ lững (SS), COD, NH+4, Rất cần thiết lập thông số ban đầu nitơ tổng số để thiết kế chọn công nghệ xử lý pH, coliform Yêu cầu công trình xử lý để đạt chất lượng dòng xả theo tiêu chuẩn quy định Fe2+ , Mn2+ , kim loại nặng, màu, Không thiết phải xem xét thiết lập thông số thiết kế chất Mùi khử trình xử lý thành phần khác 3.1.2 Hệ thống thu khí từ ô chôn lấp Để thu gom khí tạo thành bãi chôn lấp cần phải có kiểm soát chặt chẽ bãi chôn lấp phế thải hợp vệ sinh từ khâu thiết khâu điều hành chôn lấp phế thải phải đạt yêu cầu sau: - Đảm bảo độ ẩm phế thải rắn từ 40% trở lên; trường hợp cần thiết cần phải tưới phun nước cho phế thải - Giữ pH ≈ 7,0 môi trường xung quanh, pH < 6,2 làm ngừng trình tạo khí metan phế thải - Nếu có tượng thiếu hụt dinh dưỡng bù đắp cách phun lên phế thải bùn đặc biệt vét từ cống ngầm - Đảm bảo lớp đất phủ phải đủ dầy lèn, nén chặt chống thẩm thấu khí qua tầng đất phủ Thoát tán thu gom khí Khí metan bãi thải coi nguồn gây nguy hiểm, không an toàn không phát tán thu gom để chuyển thành nguồn lượng khác, dễ gây cháy, nổ ngạt thở người hay động thực vật bãi chôn lấp khu vực xung quanh Vì vấn đề phòng ngừa an toàn cho tất người điều hành làm việc bãi chôn lấp, khu vực thoát tán khí ga, khu vực tích tụ khí ga, ống dẫn thoát nước, nơi xử lý khí nơi có hệ thống tập trung khí metan cần thiết Việc không ngừng tạo khí ga bãi chôn lấp có nghĩa nguy hiểm tiếp tục cần phải có quan tâm đặc biệt đến hệ thống thông khí thiết kế Hai loại hệ thống thiết kế để kiểm soát thu hồi lượng từ khí metan là: hệ thống thoát khí bị động hệ thống thoát khí chủ động Hệ thống thoát khí bị động: Đối với bãi chôn lấp quy mô nhỏ vừa, người ta thường thiết kế hệ thống thoát khí bị động Đây hệ thống dựa trình tự nhiên để đưa khí vào khí ngăn cản không cho chuyển động vào khu vực không mong muốn Hệ thống xây dựng tường đất sét không thấm nước dầy từ 0,7 – m để ngăn chặn khí thấm qua Tường đất sét đắp từ đáy khoang chứa kéo dài lên tận lớp đất phủ giữ ẩm cho không bị khô nứt tạo khe thoát khí Phía tường có đào rãnh thoát khí, phủ đáy lớp sỏi, đá đường kính 20 – 40 cm Từ giếng khoan, khí dẫn tới rãnh thoát khí để đưa vào không khí rãnh nhỏ ống nhựa, ống cao su… Khu vực thoát khí bị động phải cách biệt hẳn khu dân cư, khu sản xuất công nghiệp Thông thường khu vực xây dựng cạnh bãi chôn lấp quy định vùng cấm Nếu khu vực thoát khí xa nơi chôn lấp phải thiết kế hệ thống máy hút khí để đưa khí theo hệ thống ống nơi thoát khí Những yêu cầu cần đạt hệ thống thoát khí bị động bao gồm: - Tường đất sét phải giữ ẩm, chống nứt nẻ - Hệ thống mương rãnh thoát phải khô ráo, không để rác, đất lấp vào lòng mương rãnh - Lớp sỏi, đá hệ thống ống dẫn khí (nếu có) phải giữ khô để việc thoát khí thực dễ dàng - Hệ thống thoát khí ga đơn giản khoan giếng vào lớp phế thải sâu tối thiểu 1m đặt ống thu, thoát khí Chiều cao ống thoát khí phải cao đỉnh lớp đất tối thiểu 0,20 m để khí thoát thẳng bãi chôn lấp Hệ thống thông khí chủ động: Hệ thống thu hồi khí chủ động thiết kế bãi chôn lấp phế thải lớn, có nhiều phế thải Chúng thường xây dựng nơi xem có khả nguy hiểm khí thoát vào tòa nhà gần nơi mà thu khí ga xem có hiệu Phương pháp đặt ống thu khí phun thẳng khoan giếng vào rác thải chôn lấp sâu tối thiểu 1m, tối đa khoan sâu tới đáy lớp lót Nếu rác thải đóng kết thành khối vững chắc, người ta đặt trực tiếp ống thu khí ga vào giếng khoan ống nhựa PVC đường kính tối thiểu 50mm Xung qunh ống tầng đá lọc đảm bảo độ rỗng để thu tối đa lượng khí ga tạo thành tạo đủ không khí cần thiết để chống lại việc dò khí Để khí vào ống nhựa dễ dàng, người ta khoan lỗ xung quanh ống nhựa khoảng cách 15cm Khi rác kết thành khối vững phải đóng ống thép củng khoan lỗ xung quanh vào giếng khoan Ống thép phải có đường kính lớn ống nhựa Ngoài hệ thống thu hồi khí ga thẳng đứng trình bày trên, bãi chôn lấp đắp cao theo kiểu cầu vồng áp dụng phương pháp đặt hệ thống thu hồi khí kiểu nằm ngang Kích thước ống vị trí đặt ống tương tự phương pháp phun thẳng Hệ thống thu khí nằm ngang áp dụng Để đảm bảo việc thu hồi khí ga tốt hơn, người ta thiết kế hệ thống phun nước vào bãi chôn lấp nhằm đảm bảo độ thủy phân rác thải, giữ không cho oxy lọt vào túi khí tạo vi sinh vật ưa khí kéo theo vi sinh vật kỵ khí làm chậm trình sản sinh khí metan Mặt khác việc phun nước vào rác thải giữ cho độ ẩm rác đảm bảo không cho khí metan thoát vào không khí Ngược lại độ ẩm cao ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm khí thu hồi, để khắc phục tình trạng người ta thiết kế hệ thống rút nước thải từ bãi chôn lấp (nước tro) Hệ thống thu hồi nước tro đặt phía thấp bãi chôn lấp Nhiều hệ thống rút nước tro qua xử lý lại bơm phun trở lại cho phế thải Hệ thống rút khí nối với bơm chân không hay quạt gió hệ thống ống dẫn đến nơi xử lý thường có tượng ngưng tụ nước thành ống cần có vị trí thải nước thích hợp hệ thống thu hồi khí Điểm cần ý việc thiết kế hệ thống thu hồi khí nên thiết kế hệ thống rút khoảng từ 20 – 70% thể tích khí tạo từ bãi thải thực tế cho thấy rút 70% thể tích khí tạo ra, có tượng không khí lọt vào hệ thống thu khí Sức ép áp suất nước bên khí phun khoảng 60cm nước hoàn toàn phù hợp cho việc tạo khí phía Để thiết kế hệ thống thu hồi khí ga có hiệu quả, cần có cách nhìn tổng quát khả rút khí ga bãi chôn lấp phương pháp dùng sức nén áp suất không khí cao để xác định vị trí tập trung khí ga kiểm tra mức độ phun thẳng lên khí ga Nếu xây dựng bãi chôn lấp gần với bãi chôn lấp đầy có hệ thống thu hồi khí ga việc thiết kế hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp phải hợp hai hệ thống làm Xây dựng hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp cần phải sử dụng số tiền vốn lớn, kiểm tra xác định chắn khả thu hồi khí ga bãi chôn lấp cần thiết phải chứng minh cụ thể Lưu ý rằng: phần giới thiệu việc thu hồi khí ga bãi chôn lấp Để sử dụng khí ga nguồn lượng có giá trị phải qua công đoạn xử lý khác theo công nghệ riêng Chỉ dẫn an toàn khí metan: trường hợp chưa có khí thoát tán thu hồi khí vị trí có khả tập trung khí gây cháy, nổ - cần phủ lên rác lớp đất dầy để giảm khí tập trung Khí ga loại bỏ khí oxy đất phế thải làm rễ không phát triển (bị nghẹt thở), bãi chôn lấp phủ lớp đất dầy 1m trở lên tình trạng khắc phục Các thành phần hydrosunphit (H2S), methyl mecaptans (CH3SH) khí gây mùi thối khác biệt Mùi loại bỏ khí thoát tán đốt cháy Có thể sử dụng lớp lọc đá dầy – 2m để làm giảm mùi Trong quy trình quản lý bãi chôn lấp rác thải đô thị cần phải đưa vào quy định an toàn sau: Không để người làm việc bãi chôn lấp đắp đất lên nơi chưa phủ kín phế thải, đào mương làm mương rãnh… mà phải có hai người phải trang bị bảo hộ lao động đầy đủ Trong trường hợp hai người bị ngạt khí ga, người lại đưa người nơi an toàn Người làm việc bãi chôn lấp phải đào tạo riêng nguy hiểm khí cách cấp cứu Phải có biển báo, rào chắn có dây thừng bao quanh thiết bị phun khí ga giếng khoan đặt thiết bị thu khí Cấm hút thuốc đốt lửa bãi chôn lấp khí có giếng khoan lắp đặt thiết bị thu khí hay thu hồi khí bãi thải Khi có hệ thống thu hồi khí bãi chôn lấp, phải kiểm tra nghiêm ngặt để xác định rõ mức độ giảm ô nhiễm bãi thải khu vực lân cận, củng ngăn chặn khả gây cháy, nổ nơi tập trung khí metan, đồng thời tìm biện pháp giảm tượng đến mức tối thiểu Những nơi khí metan có khả tập trung tới – 15%, cần lắp đặt thiết bị đo để báo trước tập trung khí metan mà tìm cách khắc phục báo cho người đề phòng tránh xa nơi Trong hoàn cảnh cho phép xây tường, rào chắn để đảm bảo an toàn 3.2 KIỂM SOÁT KHÍ Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT Khí thải từ lò đốt rác y tế độc hại Cần đạt 1.000 oC triệt tiêu hoàn toàn dioxin Gần đây, nước ta, xử lý chất thải rắn công nghiệp, chất thải y tế phương pháp thiêu đốt áp dụng phổ biến, nhiên, vấn đề nảy sinh phải xử lý khí thải nào, lò thiêu đốt chất thải độc hại Thiêu đốt trình dùng nhiệt độ cao để phân hủy hợp chất hữu rác thải giảm nhỏ thể tích Hiện nay, rác thải đô thị có độ ẩm lớn, rác có nguồn gốc hữu cao, tỷ lệ chất rắn cao khó thiêu đốt nên chủ yếu xử lý chôn lấp Tuy nhiên loại rác độc hại rác y tế rác công nghiệp cần áp dụng phương pháp thiêu đốt chôn lấp gây nên ô nhiễm môi trường đất nguồn nước 3.3 KIỂM SOÁT KHÍ Ô NHIỄM TỪ QUÁ TRÌNH Ủ Quá trình hiếu khí Quá trình xử lý sinh học hiếu khí trình hoạt động vi sinh vật chuyển chất hữu thành hợp chất vô (quá trình khoáng hoá) điều kiện có oxy Sản phẩm trình CO2, H2O, Quá trình yếm khí Quá trình xử lý sinh học hiếu khí trình khoáng hoá nhờ vi sinh vật điều kiện oxy Công nghệ xử lý sinh học yếm khí tạo thành sản phẩm khí CH4 chiếm phần lớn, CO2 H2, N2, H2S, NH3 CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT KHÍ THẢI Ô NHIỄM 4.1 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ THIÊU Phân loại theo công suất nhỏ, trung bình lớn • Lò đốt công suất nhỏ Với lò có quy mô xử lý khoảng 300 kg/ngày, ứng dụng công nghệ xử lý gồm thiết bị venturi thấp áp, tháp đệm, quạt khói, bơm, bể tuần hoàn hệ thống van gió Nguyên lý làm việc là: Khói lò sau khỏi buồng thứ cấp qua van gió, vào thiết bị venturi để lọc bụi đồng thời hạ nhiệt độ Từ venturi, nước khí chuyển sang tháp lọc Cấu tạo tháp lọc gồm lớp đệm khâu sứ, giàn phun nước tách nước Tại tháp, phần nước với bụi chảy xuống bể lắng khí ngược lên qua lớp đệm, nơi hạ nhiệt độ, lọc phần bụi lại chất khí SO2, HCl Chất ô nhiễm nước hấp phụ chảy xuống bể lắng, không khí đẩy vào ống khói qua quạt thải vào khí Thiết bị xử lý khí thải lò thiêu lắp bổ sung vào hệ thống lò thiêu mà không làm thay đổi đáng kể cấu trúc thiết bị lò Khi cần thiết bổ sung hóa chất vào bể để xử lý khí độc hại • Lò đốt công suất lớn Với lò thiêu có quy mô xử lý 1.000 kg/ngày, thường thiết kế hoàn chỉnh đồng từ khu vực tập kết rác, lò đốt, thiết bị xử lý, khu vực lấy tro, buồng điều khiển trung tâm Phần nhiều khâu giới hóa tự động hóa Nhiệt độ thiêu đốt trung bình loại lò lớn 1.0000 C, thời gian lưu khí 1-2 giây Hệ thống xử lý khí thải bao gồm: Thiết bị lọc bụi (lọc khô dạng túi vải tĩnh điện) thiết bị lọc khí độc SO2, HCl (dùng vôi bột than hoạt tính) Các chất phun vào buồng hòa trộn sau thu lại thiết bị lọc bụi để tuần hoàn Vôi có tác dụng hấp phụ khói axít, than hoạt tính hấp phụ dioxin furan Hệ thống xử lý lắp thiết bị báo nhiệt độ, nồng độ số loại khí carbon để giám sát chất lượng khí thải hiệu phân hủy lò • Lò đốt công suất trung bình Với lò có quy mô xử lý khoảng 300 đến 1.000 kg/ngày dùng loại đáy tĩnh, có cấu tạo nhiều loại buồng đốt, nhiệt độ buồng đốt khí đạt 1.000 0C Thời gian lưu khí buồng đốt từ 1-2 giây Hệ thống xử lý khí thải nguyên tắc nguyên lý với lò công suất lớn giới thiệu 4.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ĐỐT RÁC CÓ THU HỒI NĂNG LƯỢNG Xử lý chất thải rắn độc hại phương pháp thiêu đốt biện pháp chưa thay có nhiều ưu điểm Do việc nâng cao hiệu quản lý nghiên cứu áp dụng công nghệ phụ nhằm xử lý khí thải từ lò thiêu đốt giúp cho trình xử lý hoàn thiện hơn, bảo vệ tốt môi trường không khí Năng lượng sinh trình đốt dạng nhiệt từ phản ứng oxy hoá hoàn toàn số hợp chất hữu có rác thải với oxy không khí Sau thu hồi, nhiệt chuyển hoá thành điện năng, dạng lượng sạch, để chuyển đến tay nguời tiêu dùng loại lượng khác Nhiệt lượng tạo trình đốt hình thành chất khí nguy hại phụ thuộc vào lượng oxy cung cấp Do vậy, cấp khí cho lò đốt phải đầy đủ để bảo đảm lượng nguyên liệu rác đưa vào cháy hoàn toàn, đặc biệt lò đốt gián đoạn cấp Các khí tạo trình đốt rác gồm CO 2, CO, nước, NOX… Lượng không khí cấp cho lò đốt khác tùy thuộc vào độ ẩm rác, nhiệt trị rác công nghệ đốt Lò đốt thường thiết kế cho nhiệt độ đốt đạt đến 1.800 oF - 2.000oF (982oC – 1.093oC) Lựa chọn nhiệt độ cho đảm bảo qua trình đốt tối ưu, hoàn toàn không tạo khí có mùi ( > 1.500 oF # 820oC ), khí độc hại dioxin (>850OC) hệ thống vỏ lò đốt đảm bảo an toàn Nếu lượng không khí cung cấp thừa, nhiệt vận hành lò đốt bị giảm Cuối thời gian lưu chất cháy lò Thời gian tối ưu để đảm bảo lò đốt hoạt động hiệu trình cháy hoàn toàn tối thiểu phải giây Một số công nghệ thường dùng dự án đốt rác có thu hồi lượng sau: - Công nghệ đốt gián đoạn - Công nghệ đốt liên tục - Công nghệ đốt tạo nhiên liệu 4.3 KIỂM SOÁT KHÍ PHÁT THẢI Cho đến nay, có nhiều tiến đáng kể việc kiểm soát khí phát thải từ nhà máy đốt rác với công nghệ xử lý áp dụng hiệu sau: - Kiểm soát chất hữu dễ bay Các chất hữu dễ bay kiểm soát cách vận hành lò đốt kỹ thuật kiểm soát lượng không khí nạp vào lò, tốc độ nạp chất thải vào lò, nhiệt độ đốt, thời gian đốt - Kiểm soát khí NOx NOx kiểm soát trình đốt cách kiểm soát bổ sung Hiện phương pháp SNCR (Selective Noncatalytic Reduction) sử dụng phổ biến để kiểm soát NOx phát từ lò đốt rác Theo phương pháp SNCR, ammonia bơm vào lò đốt, phía buồng đốt Ammonia phản ứng với N khí lò đốt để tạo thành NO2 nước Một phương pháp khác lò đốt phân đoạn kiểm soát nhiệt đọ đốt để hạn chế tối thiểu tạo thành NOx Có thể chọn phương pháp tùy theo công nghệ đốt sử dụng - Kiểm soát khí axít Sự phát thải khí axít kiểm soát cách lọc trước thải khí Sản phẩm lọc thu hồi dạng bột khô chất lỏng Công nghệ lọc khí axít phổ biến lọc phun khô Khí lò dẫn đường ống vào bồn phản ứng Ơ khí lò phun xịt với dung dịch vữa vôi Các hạt vôi phản ứng với khí axít để tạo thành kết tủa calcium Nước dung dịch vữa vôi làm mát khí thoát nước bốc Vôi kết hợp với chlorides sulfates tụ lại Tạo nhiệt đô thấp để để phản ứng hóa học dễ xảy với vôi, tạo ngưng tụ hầu hết vật liệu nặng có khí phát thải để dễ kiểm soát nhiệt độ khí lò thiết bị kiểm soát đặc biệt - Kiểm soát bụi Sử dụng thiết bị lọc túi hay vải lọc phương pháp phổ biến để kiểm soát bụi Thiết bị lọc túi kiểm soát phát thải bụi cách đưa khí lò ngang qua loạt túi lọc hình ống Các túi đặt với thành hàng, bụi ngang qua bị giữ lại sau lấy phương pháp học khác đảo chiều di chuyển luồng khí ngang qua túi, lắc, giũ Một lợi điểm việc dùng thiết bị lọc túi có tác dụng trình lọc thứ cấp khí axít, hạt calcium dính túi tác dụng với khí axít chưa xử lý - Kiểm soát thủy ngân chất hữu dễ bay thứ cấp Hiện than hoạt tính sử dụng chất hổ trợ cho trình lọc Than bơm vào khí lò trước qua túi lọc để kiểm soát chất hữu dễ bay thủy ngân Có thể thay đổi cách chuyển khí qua lọc than sau qua lọc túi TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Chí Sỹ, 2008, Đề xuất áp dụng công nghệ đốt để xử lý chất thải rắn Thành phố Hồ Chí Minh, NxbViện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường Vũ Thị Hồng Thủy, 2007, Cơ sở khoa học phương án đốt rác có thu hồi lượng, Nxb Đại học Bách Khoa TP HCM Tô Thị Hải Yến, Nguyễn Thế Đồng, Trịnh Văn Tuyên, 2006, Thúc đẩy nhanh trình phân hủy vi sinh rác nước rò rỉ thay đổi chế độ vận hành môi trường hóa học bãi chôn lấp, Nxb Kosuke Kawai, Saburo Matsui -Viện Công nghệ môi trường, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội - Đại học nghiên cứu môi trường toàn cầu, Đại học Tổng hợp Kyoto, Nhật Bản Nghiên cứu số biện pháp thích hợp nhằm quản lý chất thải rắn công nghiệp chất thải nguy hại TP HCM, Nxb Sở Khoa Học, Công Nghệ & Môi Trường TP HCM/Trung tâm Công nghệ Môi trường (ENTEC) Lâm Minh Triết-Lê Thanh Hải, 2006, Giáo trình Quản Lý Chất Thải Nguy Hại, Nxb Đại học Xây Dựng ... hoạt: Rác tập kết vào ô chôn lấp: Rác tập kết vào ô chôn lấp theo phương pháp đổ lấn (ô chôn rác) bề ngang ô chôn rác Theo trình tự vận hành ô chôn lấp • Đổ rác thải vào ô chôn lấp: Đổ rác vào ô. .. nhỏ giọt (thu hồi khí tình trạng ngắt quảng), tạm dừng việc thu hồi khí thời gian CHƯƠNG III: KIỂM SOÁT CÁC KHÍ Ô NHIỄM TỪ CÁC QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC 3.1 KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TỪ QUÁ... việc kiểm soát khí phát thải từ nhà máy đốt rác với công nghệ xử lý áp dụng hiệu sau: - Kiểm soát chất hữu dễ bay Các chất hữu dễ bay kiểm soát cách vận hành lò đốt kỹ thu t kiểm soát lượng không