CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN và CHẤT THẢI NGUY HẠI

Bài giảng C«ng nghƯ m«i trêng Giảng viên : GS.TS Đặng kim Chi Viện KH & CN Môi trường – ĐHBK Hà nội Hà nội 2-2009 CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CHẤT THẢI NGUY HẠI CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN I Chất thải rắn (CTR) Định nghĩa: Tất phần vật chất dạng rắn bị loại hoạt động kinh tế xã hội, đời sống sản xuẩt, thường dùng Phân loại a Theo nguồn gốc - CRT sinh hoạt trình sản xuất người : rau, củ, quả, bao bì, nilon, than xỉ, chai lọ, nhưạ, giấy (chứa nhiều chất hữu dễ phân hủy  chất thải nguy hại) - CTR cơng nghiệp CTR phát sinh trình sản xuầt: phức tạp, độc hại - Chất thải dịch vụ, thương mại: có q trình sinh hoạt, sản xuất - Chất thải nơng nghiệp: bao bì, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, lông, phân gia súc, trấu, tro… - Chất thải y tế: băng, kim tiêm, máu, thể người, thuốc có hại, bao bì… - Chất thải thị - Chất thải nơng thơn… CHƯƠNG V: CƠNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN b Phân theo tính chất - CTR nguy hại: chất thải + Có thể cháy, nổ, ăn mòn + Độc hại đến sinh vật sống + Có khả gây bệnh lan nhiễm Tác động có hại tới mơi trường sống, sức khoẻ, người - Chất thải không nguy hại: chất thải lại * Chất thải bệnh viện: + Chất thải khơng nguy hại: rác sinh hoạt, chất thải văn phòng, nhà ăn… + Chất thải nguy hại: băng, bệnh phẩm, thuốc… c Phân loại theo thành phần hóa học - Chất thải hữu cơ: thức ăn, dầu mỡ, dầu sinh học, bao gói, cây… + Chất thải hữu dễ phân hủy ==> sản xuất phân compost + Chất thải hữu khó phân hủy: nhựa, dầu mỡ… ==> xử lý đặc biệt - Chất thải vô cơ: vật liệu xây dựng, gạch, sỏi, thủy tinh… CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN d Phân loại theo khả cháy nổ - Chất thải cháy được: gỗ, dầu, nhựa, bao bì (giấy, gỗ, nhựa), vải, đồ da, cao su… - Chất thải không cháy được: gạch, sắt, cát, thủy tinh, đồ hộp… - Hỗn hợp chất thải cháy không cháy được: đá cuội, đất cát, đá, bao bì dính dầu mỡ… e Phân loại theo trạng thái - Chất thải rắn cứng: sắt, thép, bao bì, nhựa cứng, bê tơng… -Chất thải mềm: dầu mỡ đặc, bùn thải, nhựa dẻo… Đặc trưng chất thải rắn * Đặc trưng vật lý: khối lượng riêng, kích thước, phân bố hạt theo kích thước… * Đặc trưng hóa học: thành phần hữu dễ bay hơi, hàm lượng C lại sau cháy, hàm lượng chất gây ô nhiễm, nhiệt trị, hàm lượng chất dinh dưỡng… * Đặc trưng sinh học: khả phân hủy sinh học, đặc trưng số BF BF = 0,83 – 0,028 LC (trong đó: LC thành phần Lignin chất thải rắn; chất thải rắn có LC cao, BF bé) CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Tác động chất thải rắn Khơng khí Ơ nhiễm khơng khí Hơ hấp Đất Ơ nhiễm nước ngầm Suy giảm chất lượng mơi trường Chất thải rắn Nước Ơ nhiễm thực phẩm Ô nhiễm nước mặt Con người (sinh vật) Ô nhiễm thực phẩm Ơ nhiễm thực phẩm Suy giảm hơ hấp Suy giảm sức khỏe Ô nhiễm tiếp xúc CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN II Xử lý chất thải rắn Nguyên tắc Nguồn: Hộ gia đình Dịch vụ thương mại Cơ quan, trường học Bệnh viện Cơ sở sản xuất Chất thải rắn Thu gom Phân loại Chất thải nguy hại Chất thải không nguy hại Phân loại Tái sử dụng Tái chế Xử lý Chế biến phân vi sinh Phương pháp hóa, cơ, lý Phương pháp đốt Chơn lấp CHƯƠNG V: CƠNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Các phương pháp xử lý * Phương pháp học: - Giảm kích thước chất thải rắn: mục đích làm giảm thể tích vận chuyển, dễ xử lý công đoạn sau (làm phân, phủ bề mặt…) + Thiết bị sử dụng: búa (búa máy), dao, kéo, máy nghiền… - Phân loại chất thải rắn theo kích thước (trước sau nghiền rác) + Mục đích: loại bỏ vật thể lớn cản trở trình xử lý + Thiết bị: sàng rung (tách kim loại thủy tinh kích thước lớn), sàng chống quay (thổi khí vào tách nylon nhựa) - Phân loại theo khối lượng: Tách chất thải rắn từ quy trình nghiền có khối lượng nhẹ (giấy, nhựa, chất hữu cơ), kim loại nặng (gỗ, vật liệu vơ cơ) + Thiết bị: thổi khí từ lên, vật có khối lượng nhẹ theo khí giữ lại vật có kim loại nặng CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN - Phân loại theo điện trường, từ tính + Mục đích: Tách chất thải rắn vơ có từ tính khỏi chất thải rắn hữu + Thiết bị: Sử dụng phương pháp tính điện để tách nhựa, giấy dựa vào khả nhiễm điện chất thải  Sử dụng phương pháp từ trường tách kim loại màu khỏi kim loại đen - Phương pháp nén + Mục đích: nén thành hình khối để giảm thể tích vận chuyển, chôn lấp + Thiết bị: máy nén dựa nguyên tắc thủy lực tạo khối rác CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN * Phương pháp hóa lý: - Phương pháp tạo hạt nhiệt độ cao từ chất thải rắn + Mục đích: chuyển chất thải rắn (bụi sắt, xỉ, vụn nguyên liệu, luyện kim, bụi, phế liệu chứa sắt tạo thành hạt nhiệt độ 1.000 0C – 1.600 0C để đem phân loại, tái sử dụng phần - Phương pháp tạo khối từ nhiệt độ cao: Đóng khối phế thải từ trình khai thác mỏ, thạch cao, chất thải ngành sản xuất xi măng + Thiết bị: thiết bị cán, ép… sử dụng lớp tầng sơi nhiệt độ cao, áp suất cao, bổ sung chất liên kết để tăng khả kết dính - Phương pháp tuyển chất thải + Mục đích: Thu hồi kim loại có ích chất thải rắn công nghiệp + Thiết bị:  Thiết bị tuyển chất thải trọng lực: tác chất thải dựa theo vận tốc lắng khác Trong mơi trường lỏng, khí chất thải có kích thước, khối lượng riêng khác  Đãi chất thải rắn dung môi hóa học, nước có nhiệt độ cao: loại bỏ đất cát, khống hòa tan chất thải để thu lại chất thải rắn cho tái sử dụng CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG (CNMT) II Tiêu chí để đánh giá: Tiêu chí 1: Hiệu giảm thiểu phát sinh, hiệu xử lý chất thải Có tiêu chí phụ: a Tính thích hợp loại cơng nghệ đề xuất Ví dụ: Cơng nghệ xử lý khí SO2: + Hấp thụ Ca(OH)2 + Hấp thụ soda + Hấp phụ than hoạt tính + Hấp thụ NH4OH b So sánh hiệu xử lý (Hiệu suất xử lý) - Hiệu suất xử lý: µxử lý = (Cvào – Cra)/ Cvào x 100 (%) Với C nồng độ - Thành phần sau xử lý: Nồng độ chất sau xử lý: so sánh với tiêu chuẩn môi trường hành c Sự phù hợp với công suất theo yêu cầu d Không gian cần cho hệ thống cơng nghiệp Tiªu chÝ - hiệu xử lý khí thải Đối với công nghệ xử lý bụi khí thải: Lựa chọn tính thích hợp theo loại thiết bị: - Thiết bị thu bụi kiểu ly tâm xiclon (khô, ớt) - ThiÕt bÞ thu bơi kiĨu Scrubber (rưa khÝ) - ThiÕt bị lọc bụi kiểu màng lọc (màng vải, túi vải, tay áo v.v) - Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện - Các thiết bị thu bụi khác Các số so sánh hiệu xử lý: a) Nồng ®é bơi sau xư lý (mg/Nm3); b) HiƯu st xư lý bơi: 100% Nång ®é bơi tríc xư lý - Nång ®é bơi sau xư lý Nång ®é bơi tríc xử lý c) Tính phù hợp với công suất xử lý bụi cần thiết d) Không gian chiếm dụng cđa hƯ thèng xư lý Tiªu chÝ - hiƯu xử lý khí thảI (tiếp) Đối với công nghệ xử lý SO2 HCl khí thải: Lựa chọn tính thích hợp theo loại công nghệ: - Công nghệ xử lý SO2 đá vôi (khô) - Công nghệ xử lý SO2 HCl nớc v«i (ít) - C«ng nghƯ xư lý SO2 b»ng Magnesium Hydroxide (ớt) - Công nghệ xử lý SO2 HCl Soda (NaOH) Các số so sánh hiệu xử lý (tiêu chí nhánh - thứ cấp) a) Nång ®é khÝ SO2 hay HCl sau xư lý (mg/Nm3); Nång ®é tríc xư lý - Nång ®é sau xư lý b) HiƯu xt xư lý: 100% Nång ®é tríc xử lý c) Tính phù hợp với công suất xư lý khÝ cÇn thiÕt (m 3/h) hay (m3/phót) d) Không gian chiếm dụng hệ thống xử lý Tiêu chÝ - hiƯu qu¶ xư lý khÝ th¶I (tiÕp) Đối với công nghệ xử lý H2S khí thải: Lựa chọn tính thích hợp theo loại c«ng nghƯ: - C«ng nghƯ xư lý H2S b»ng Soda (NaOH) - C«ng nghƯ xư lý H2S b»ng Amoniac (NH3) - Công nghệ xử lý H2S Oxít sắt (Fe2O3) hÊp thơ - C«ng nghƯ xư lý H2S b»ng than hoạt tính hấp thụ Các số so sánh hiệu xử lý (tiêu chí nhánh thứ cấp) a) Nång ®é khÝ H2S sau xư lý (mg/Nm3); Nång ®é H2S tríc xư lý - Nång ®é H2S sau xư lý b) HiƯu xt xư lý: 100% Nång ®é H2S tríc xư lý c) TÝnh phï hỵp víi công suất xử lý khí cần thiết (m3/h) hay (m3/phút) d) Kh«ng gian chiÕm dơng cđa hƯ thèng xư lý Tiêu chí - hiệu xử lý nớc thảI đô thị nớc rò rỉ bãi chôn lấp rác Đối với công nghệ xử lý nớc thải sinh hoạt khu đô thị: Lựa chọn qui trình công nghệ thích hợp : - Hệ thống thu gom nớc thải hợp lý - Cơ học: tách rác, tạp chất lắng cặn, - Hóa lý: kết tủa, tạo bông, tuyển nổi, - Sinh học: nhiều cấp, bể kỵ khí, hiếu khí, hồ sinh học, bãi đất ớt - Khử trùng Các số so sánh hiệu xử lý a) Nồng độ chÊt « nhiƠm sau xư lý b) HiƯu st xư lý (các chất ô nhiễm BOD, COD, SS, tổng N, tổng P, Amoni độ pH nớc thải sau xử lý, tổng Coliform, mùi, bùn cặn, ): Hàm lợng trớc xử lý - Hàm lợng sau xử lý 100% Hàm lợng trớc xử lý c) Tính phù hợp với công st xư lý khÝ cÇn thiÕt (m 3/h) hay (m3/phót) d) Kh«ng gian chiÕm dơng cđa hƯ thèng xư lý Tiêu chí - hiệu xử lý nớc thảI (tiếp) Đối với nớc thải bệnh viện: Lựa chọn qui trình công nghệ xử lý thích hợp : - Cơ học: tách rác, tạp chất lắng đất cát - Sinh hóa: bể kỵ khí, hiếu khí, nhiều cấp - Hóa học: Oxy hóa trung hòa chất hóa học độc hại - Lắng cặn - Khử trùng, khử khuẩn Các thị so sánh hiệu xử lý: a) Nồng độ chất ô nhiƠm sau xư lý b) HiƯu st xư lý (c¸c chÊt « nhiƠm BOD, COD, SS, tỉng N, tỉng P, Amoni độ pH nớc thải sau xử lý, tổng Coliform, ): Hàm lợng trớc xử lý - Hàm lợng sau xử lý 100% Hàm lợng trớc xử lý c) Tính phù hợp với công suất xử lý khí cần thiết (m 3/h) hay (m3/phút) d) Không gian chiếm dơng cđa hƯ thèng xư lý Tiªu chÝ - hiệu xử lý nớc thảI công nghiệp Lựa chọn qui trình công nghệ xử lý thích hợp : - Cơ học: tách rác, tạp chất lắng đất cát; Tách dầu mỡ - Hóa học hóa lý: khử chất độc hại, hoá chất, kim loại nặng - Sinh hóa: phân hủy chất hữu cơ, nhiều cấp - Lắng lọc Các số so sánh hiệu xử lý: a) Nồng độ chất ô nhiƠm sau xư lý b) HiƯu st xư lý (c¸c chÊt « nhiƠm chÝnh (BOD, COD, SS, tỉng N, tỉng P, Amoniac (tính theo N), clo d, kim loại nặng, dầu mỡ độ pH): Hàm lợng trớc xử lý - Hàm lợng sau xử lý 100% Hàm lợng trớc xử lý c) Tính phù hợp với công suất xử lý khí cần thiết (m3/h) hay (m3/phút) d) Không gian chiÕm dơng cđa hƯ thèng xư lý Tiªu chÝ - hiệu xử lý bãI chôn lấp chất thảI rắn Địa điểm thích hợp: xa dân c, điều kiện địa chất, thủy văn thích hợp, không đầu nguồn nớc hay cạnh nguồn nớc, không xa nguồn thải, giao thông thuận lợi, hệ thống xanh, vùng đệm xanh Các số đánh giá: a) Khả đáp ứng yêu cầu bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh (Cấu tạo lớp lót đáy lót hông chống thấm; Phân lô chôn lấp; Qui trình san gạt, đầm nén rác phân đoạn phủ đất, ) b) Hiệu thu gom xử lý nớc rác, khí thải, mùi hôi c) Qui mô phù hợp khả chứa chất thải rắn (m3); Thời hạn sử dụng (năm) d) Khả tái sử dụng bãi chôn lấp chất thải rắn sau đóng bãi Tiêu chí - hiệu chế biến rác sinh hoạt thành phân compost Qui trình công nghệ thích hợp: - Phân loại rác (chất hữu cơ, vô cơ, nilông, kim loại, thủy tinh v.v) - Sơ chế - Công nghệ trộn, ủ - Hoàn thiện sản phẩm Các thị so sánh hiệu xử lý: a) Chất lợng phân compost b) Tỷ lệ % chất thải rắn đợc tái sử dụng xử lý chất thải thứ cấp (nớc rỉ rác, mùi hôi) c) Công suất chế biến (tấn rác/ngày) d) Diện tích chiếm đất (m2) Tiêu chí - hiệu đốt chất thảI nguy hại Các số đánh giá: a) Công nghệ đốt (số buồng đốt; nhiệt độ buồng đốt: sơ cấp (0C), thứ cấp (0C); thời gian lu khÝ bng ®èt, khy trén ) b) HiƯu qu¶ xư lý khÝ th¶i, níc th¶i, tro xØ c) Công suất lò đốt d) Diện tích chiếm dụng CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG (CNMT) • b) Công nghệ xử lý chọn phải đảm bảo tính khả thi về kinh tế • Ngun tắc thể tiêu sau: • Chi phí đầu tư mức chấp nhận • Chi phí vận hành tồn hệ thống xử lý chất thải (bao gồm chi phí vận hành cơng trình phụ trợ) khơng cao để đảm bảo thời hạn hoàn vốn chậm không vượt thời gian sống dự án điều kiện mức phí dịch vụ thu gom xử lý cộng đồng chấp nhận CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG (CNMT) Tiêu chí 2: Hiệu mặt kinh tế a Chi phí đầu tư (suất đầu tư) Suất đầu tư = b Chi phí vận hành Chi phí vận hành =  Kinh phí đầu tư Cơng suất hệ thống  Chi phí vận hành Công suất hệ thống (m3, tấn/ngày đêm) (1.000 đ/m3, ngày đêm) c Chi phí lượng (than, dầu )  Năng lượng cần cấp Chi phí lượng = Công suất hệ thống (1.000 đ/m3, ngày đêm) (đơn vị: KW/m3.tấn; tấn/m3 tấn; 1.000 đ/m3.tấn) d Chi phí ngun liệu (hóa chất, vật liệu)  Chi phí ngun liệu Chi phí ngun liệu = Cơng suất hệ thống (1.000 đ/m3, tấn) CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG (CNMT) Tiêu chí 3: Trình độ công nghệ a Mức độ đại so với công nghệ tương tự giới Việt Nam b Mức độ tự động hóa khí hóa c Khả vận hành hệ thống thiết bị d Tuổi thọ thiết bị Tiêu chí 4: Phù hợp điều kiện thực tế - Tính phù hợp với điều kiện tự nhiên phong tục tập quán - Sáng tạo, tự chế tạo, hạn chế nhập ngoại - Khả sửa chữa, bảo hành - Tỷ lệ nội địa hóa, tránh phụ thuộc Tiêu chí 5: An tồn mơi trường - Khơng gây tác động xấu đến môi trường xung quanh - Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường nội vi - Thân thiện với môi trường - Tiêu thụ hóa chất, ngun vật liệu, độc hại CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CƠNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG (CNMT) III Phương pháp đánh giá Hội đồng đánh giá: Gồm chuyên gia am hiểu sản xuất, xử lý, giảm thiểu Yêu cầu: khách quan, khoa học Thiết lập hồ sơ công nghệ đánh giá (ở mức độ chi tiết, đầy đủ theo tiêu chí đưa ra) Khảo sát trường Cho điểm (lượng hóa đơn giá cơng nghệ mơi trng) Phơng pháp đánh giá Hội đồng chuyên gia: - Lựa chọn chuyên gia, am hiểu chuyên môn, có tác phong làm việc khách quan khoa học - Tài liệu hồ sơ công nghệ đầy đủ, rõ ràng, số liệu có sở khoa học (thiết bị phơng pháp đo lờng - Khảo sát trờng công nghệ vận hành (nếu cần) Lợng hóa đánh giá loại công nghệ theo tiêu chí Điểm đánh giá tối đa Các tiêu chí ChØ sè (i) ChØ sè (ii) ChØ sè (iii) ChØ số (iv) Tổng điểm Hiệu xử lý ô nhiÔm 10 6 30 Chi phÝ kinh tế 15 10 5 35 Trình độ thiết bị công nghệ xử lý 3 15 Phù hợp với điều kiện thc t 3 2 10 An toàn môi trờng 3 2 10 Cộng : 100 Điều kiện áp dụng: (1) Tiêu chí 1: 15 điểm (2) Tổng điểm: Loại A: > 70 điểm - khuyến khích áp dụng; Loại B: 50 - 70 điểm - áp dụng; Loại C: < 50 - không nên áp dông ... thải lò đốt Đơn CTR y tế Thông số vị TCVN 656 0-1999 Bụi mg/m3 100 HF mg/m3 HCl mg/m3 100 CO mg/m3 100 Nox mg/m3 350 Sox mg/m3 300 Cd mg/m3 Hg mg/m3 0 .5 Tæng KLN: As; Sb; Ni; Co; Cr; Pb; Cu; V;... bụi khí thải cao Thích hợp để xử lý chất thải rắn mịn, lỏng, bùn + Lò quay: thường quay nghiêng - 50 (hình vẽ) CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Gồm phần: Buống đốt CTR (đốt chất thải rắn... cấp đủ oxy cho trình cháy  Đảm bảo thời gian lưu để cháy hoàn toàn  Đảm bảo nhiệt độ cháy > 1 050 0C (loại bỏ khả sinh dioxin)  Trộn lẫn tốt chất thải rắn khơng khí CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ