(Luận văn thạc sĩ) đánh giá sự phát thải không chủ định của chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (u POPs) từ lò đốt chất thải công nghiệp vào môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hồng Văn Bình ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Văn Bình ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHƠNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ơ NHIỄM HỮU CƠ KHĨ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƢỜNG Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.VŨ ĐỨC NAM Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Đức Nam trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Trong q trình nghiên cứu thực luận văn, tơi nhận đƣợc hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi Ban Quản lý Dự án ―Xây dựng phịng thí nghiệm Dioxin‖ - Tổng cục Mơi trƣờng - Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ths.Nguyễn Văn Thƣờng - cán Dự án ―Xây dựng phịng thí nghiệm Dioxin‖, thƣ ký đề tài ―Nghiên cứu xác định tồn lưu lan tỏa dioxin nguồn gốc từ chất da cam Biên Hòa Đà Nẵng khác biệt đặc trưng dioxin từ nguồn phát thải khác; đề xuất giải pháp ngăn chặn phơi nhiễm dioxin‖ thuộc Chƣơng trình KHCN-33/11-15, ngƣời hƣớng dẫn tơi thực quy trình lấy mẫu trƣờng phân tích mẫu khí thải cơng nghiệp phịng thí nghiệm Tơi xin cảm ơn Chƣơng trình KHCN-33/11-15 hỗ trợ kinh phí để tơi thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Môi Trƣờng – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội giúp đỡ truyền đạt cho kiến thức suốt trình học tập trƣờng Cuối cùng, tơi xin đƣợc bày tỏ lịng biết ơn gia đình ủng hộ tơi suốt q trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày …… tháng… năm 2014 Tác giả Hồng Văn Bình MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG……………………………………………………………….iii DANH MỤC HÌNH……………………………………………………………… iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT…………………………………………………… v MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1.Tổng quan chất Dioxin .3 1.1.1.Tính chất Dioxin 1.1.2.Độc tính Dioxin 1.1.3.Ảnh hƣởng dioxin đến ngƣời hệ sinh thái .7 1.2.Cơ chế hình thành nguồn phát thải dioxin từ hoạt động công nghiệp .11 1.2.1.Quá trình đốt cháy 11 1.2.2.Q trình cơng nghiệp 14 1.2.3.Các nguồn phát thải dioxin 15 1.3.Hiện trạng phát thải dioxin từ ngành công nghiệp đốt chất thải 18 1.3.1.Sự phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải giới 18 1.3.2.Sự phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải Việt Nam .25 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1.Đối tƣợng nghiên cứu 29 2.1.1.Lò đốt chất thải IWI1 .29 2.1.2 Lò đốt chất thải IWI2 31 2.1.3.Lò đốt chất thải IWI3 .33 2.1.3.Lò đốt chất thải IWI4 .35 2.2.Phƣơng pháp nghiên cứu 36 i 2.2.1.Phƣơng pháp lấy mẫu .36 2.2.2.Phƣơng pháp xử lý mẫu 41 2.2.3 Xử lý số liệu 46 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 3.1 Kết lấy mẫu từ lò đốt chất thải công nghiệp 47 3.2.Đánh giá phát thải dioxin/furan từ bốn lò đốt chất thải công nghiệp .48 3.2.1.Đánh giá hàm lƣợng dioxin/furan từ bốn lò đốt .48 3.2.2.Đặc trƣng chất đồng loại dioxin/furan mẫu khí thải lị đốt .52 3.3.Tính tốn hệ số phát thải lị đốt chất thải cơng nghiệp 59 3.4.So sánh phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải Việt Nam với số quốc gia 61 3.5.Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải công nghiệp 65 3.5.1 Phân loại thành phần chất thải đầu vào vận hành lị đốt 65 3.5.2.Kiểm sốt Dioxin/furan trình đốt .65 3.5.3.Loại bỏ PCDD/PCDF khí thải 67 3.5.4.Áp dụng số cơng nghệ lị đốt 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 79 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Số lƣợng đồng phân nhóm chất loại PCDD PCDF Bảng 1.2: Tính chất hóa lý đặc trƣng PCDD/Fs Bảng 1.3: Hệ số đƣơng lƣợng độc PCDD/Fs theo (WHO) NATO Bảng 1.4: Mức độ dioxin thức ăn Mỹ Bảng 1.5: Nguồn phát sinh dioxin từ hoạt động sản xuất công nghiệp 16 Bảng 1.6: Nguồn phát thải dioxin vào khơng khí châu Âu năm 1999 17 Bảng 1.7: Tỷ lệ phần trăm dioxin phát thải vào môi trƣờng từ ngành công nghiệp 18 Bảng 1.8: PCDD/PCDF phát thải từ lị đốt chất thải cơng nghiệp 24 Bảng 2.1: Thơng số kỹ thuật lị đốt IWI1 29 Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật lò đốt IWI2 31 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật lò đốt chất thải IWI3 33 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật lò đốt IWI4 35 Bảng 2.5: Hệ số điểm hút mẫu ống khói có tiết diện ngang trịn 38 Bảng 2.6: hệ số điểm hút mẫu ống khói có tiết diện ngang hình vng hình chữ nhật .39 Bảng 3.1 : Thông tin kỹ thuật q trình lấy mẫu khí thải 47 Bảng 3.2: Nồng độ 17 chất dioxin/furan từ lị đốt chất thải cơng nghiệp 48 Bảng 3.3: Thơng số tính hệ số phát thải 59 Bảng 3.4: Hệ số phát thải lò đốt 59 Bảng 3.5: Nồng độ dioxin/furan phát thải số lò đốt Châu Á 61 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo chung chất đồng loại dioxin/furan Hình 1.2: Tồn lƣu Dioxin/Furan chƣa bị phân hủy trình đốt 11 Hình 1.3: Cơ chế hình thành PCDD từ 2,4,6-triclophenol 12 Hình 1.4: Cơ chế hình thành PCDF xúc tác cho bay .13 Hình 1.5: Cơ chế hình thành 1,6 1,9- PCDD từ 2,6 dichlonat phenol 13 Hình 1.6: Dioxin phát thải vào vào môi trƣờng 16 Hình 1.7: Xu hƣớng giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải sinh hoạt quốc gia Châu Âu 20 Hình 1.8: Xu giảm phát thải dioxin từ lị đốt chất thải công nghiệp Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 23 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động lò đốt IWI1 .29 Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động lò đốt chất thải IWI3 .34 Hình 2.3: Vị trí mặt phẳng lấy mẫu mặt cắt tiết diện ngang ống khói 37 Hình 2.4: Sơ đồ lắp đặt thiết bị cho lấy mẫu khí thải cơng nghiêp 40 Hình 2.5: Quy trình chiết mẫu khí thải cơng nghiệp cho PCDD/PCDF 41 Hình 2.6: Quy trình làm mẫu làm Supelco 43 Hình 3.1: Nồng độ dioxin/furan mẫu khí từ lò đốt chất thải 51 Hình 3.2: Biểu đồ nồng độ chất đồng loại dioxin/furan mẫu khí thải lị đốt IWI1 53 Hình 3.3: Biểu đồ nồng độ chất đồng loại dioxin/furan mẫu khí thải lò đốt IWI2 55 Hình 3.4: Biểu đồ nồng độ chất đồng loại dioxin/furan mẫu khí thải lị đốt IWI3 57 Hình 3.5: Biểu đồ nồng độ chất đồng loại dioxin/furan mẫu khí thải lị đốt IWI4 58 Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn hệ số phát thải lò đốt 60 Hình 3.7: So sánh nồng độ dioxin phát thải Việt Nam với số nƣớc Châu Á 63 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ tài nguyên Môi trƣờng CBVMT Cục bảo vệ Môi trƣờng CTNH Chất thải nguy hại HRGC Sắc ký khí phân giải cao HRMS Khối phổ phân giải cao MSWI Lị đốt chất thải rắn thị POPs Chất nhiễm hữu khó phân hủy QCVN Quy chuẩn Việt Nam TEF Hệ số độc tƣơng đƣơng TEQ Độ độc tƣơng đƣơng UNEP Chƣơng trình Liên hợp quốc môi trƣờng US-EPA Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ WHO Tổ chức y tế giới v MỞ ĐẦU Công ƣớc Stockholm đƣợc nƣớc ký kết ngày 22 tháng năm 2001 Stockholm có hiệu lực từ ngày 17 tháng năm 2004 Việt Nam phê chuẩn Công ƣớc Stockholm chất ô nhiễm hữu khó phân hủy vào ngày 22 tháng năm 2002, trở thành thành viên thứ 14 Công ƣớc Cơng ƣớc Stockholm đời với mục đích bảo vệ sức khoẻ ngƣời môi trƣờng trƣớc nguy gây chất nhiễm hữu khó phân hủy Các chất nhiễm hữu khó phân hủy (Persistent Organic Pollutants gọi tắt POPs) hố chất độc hại, tồn bền vững mơi trƣờng, có khả phát tán rộng, tích lũy sinh học hệ sinh thái cạn dƣới nƣớc gần nơi xa nguồn phát thải chúng, gây tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe ngƣời môi trƣờng Ban đầu, công ƣớc quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải tiến tới tiêu hủy hồn tồn 12 nhóm chất POPs nhƣ Aldrin, PCB, DDT, Dioxin, Furan Năm 2009, hội nghị lần thứ tƣ công ƣớc Stockholm định bổ sung chín nhóm chất POPs nhƣ Chlordecone, Hexabromobipheny, Lindane, Pentaclobenzen v.v… Đánh giá mức độ ảnh hƣởng chất POPs sức khỏe ngƣời hệ sinh thái, ngày 10 tháng năm 2006 Thủ tƣớng phủ phê duyệt ―Kế hoạch quốc gia thực Công ước Stockholm chất ô nhiễm hữu khó phân hủy‖ Bản Kế hoạch đƣa hệ thống hành động giải pháp đồng bao gồm sách, pháp luật, thể chế, quản lý, cơng nghệ, tài chính, nâng cao nhận thức, hội nhập quốc tế để bƣớc đáp ứng yêu cầu Công ƣớc Stockholm tiến tới loại bỏ chất ô nhiễm hữu khó phân hủy Bản kế hoạch nhấn mạnh việc thống kê đánh giá quốc gia nhóm chất POP phát thải khơng chủ định từ hoạt động công nghiệp (chủ yếu Dioxin Furan) [2] Dioxin Furan nhóm hợp chất phát thải không chủ định từ hoạt động sản xuất sinh hoạt, đặc biệt từ trình đốt nhƣ sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng, gạch, ngói, đồ gốm), ngành luyện kim, sản xuất giấy, nhiệt điện, đốt chất thải, đốt sinh khối từ hoạt động giao thông vận tải v.v Các nguồn phát sinh nguồn gốc dioxin môi trƣờng Với phát triển kinh tế với mức độ nhanh, không tránh khỏi hình thành nguồn phát thải dioxin, furan khơng chủ định Do có nguồn gốc từ sở khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau, nguồn có tiềm phát thải dioxin furan khơng chủ định đa dạng thành phần, tính chất lƣợng phát thải Hiện nay, Việt Nam có khoảng 2130 nguồn có khả phát thải Dioxin, Furan Trong đó, nhóm sản xuất vật liệu khống chiếm 29%, sản xuất kim loại mầu đen chiếm 25%, sản xuất sử dụng hóa chất hàng tiêu dùng chiếm 5,5%, điện đốt nóng 17% lị thiêu đốt chiếm 9,5% [2] Bên cạnh đó, Việt Nam thiếu quy chuẩn chất POPs phát thải chất thải cơng nghiệp, chƣa có hƣớng dẫn quan trắc chất ô nhiễm nguồn mơi trƣờng khơng khí xung quanh gần khu công nghiệp, thiếu đánh gia sâu sắc trạng ô nhiễm dioxin/furan từ hoạt động công nghiệp Việt Nam có quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lò đốt chất thải y tế (02:2012/BTNMT) quy định nồng độ tổng dioxin furan cho phép 2,3 ng- TEQ/Nm3 quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lị đốt chất thải cơng nghiệp (30: 2012/BTNMT) quy định nồng độ dioxin furan cho phép 1,2 ngTEQ/Nm3[5,6] Tuy nhiên, thiếu quy định quan trắc thƣờng xuyên dẫn tới thiếu số liệu để phục vụ công tác quản lý, kiểm sốt phịng ngừa nhiễm dioxin sinh từ hoạt động cơng nghiệp nói chung lị đốt chất thải nói riêng Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, khn khổ luận văn thực đề tài: “Đánh giá phát thải không chủ định chất nhiễm hữu khó phân hủy (U-POPs) từ lị đốt chất thải cơng nghiệp vào mơi trường” với mục đích sau: - Đánh giá phát thải dioxin/furan từ số lò đốt chất thải cơng nghiệp - Tính tốn hệ số phát thải - Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lị đốt chất thải cơng nghiệp 3.5.Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải công nghiệp 3.5.1 Phân loại thành phần chất thải đầu vào vận hành lò đốt Thành phần chất thải đầu vảo ảnh hƣởng đến hình thành dioxin/furan trình đốt Vì trƣớc tiến hành đốt cần phải phân loại chất thải nhƣ chất thải công nghiệp thông thƣờng chất thải công nghiệp nguy hại, tỷ lệ phối trộn loại chất thải để có đƣợc giá trị nhiệt trị lớn Trong q trình đốt, việc đốt theo mẻ dẫn đến cơng suất không cao thời gian khởi động dừng lò, tro đầy phải lấy lị khơng lấy tro q trình đốt Quy trình kiểm sốt, vận hành cịn thủ cơng chƣa tự động hố cao nên khó đốt CTNH đặc biệt độc hại nhƣ chất có chứa halogen (ví dụ PCB, thuốc bảo vệ thực vật clo) Bên cạnh đó, lị đốt tĩnh thƣờng không đốt đƣợc đốt không hiệu loại chất thải khó cháy có độ kết dính cao nhƣ bùn thải Nhiều lị đốt, đặc biệt lò giá rẻ thƣờng hay bị trục trặc hệ thống béc đốt hệ thống xử lý khí thải (nhƣ bị thủng ống khói axit) Để khắc phục, lò đốt cần đƣợc nghiên cứu nâng cấp số đặc điểm nhƣ bổ sung biện pháp lấy tro trình đốt để kéo dài thời gian vận hành, lắp hệ thống quan trắc tự động liên tục, tăng cƣờng tự động hoá hệ thống nạp CTNH điều khiển 3.5.2.Kiểm sốt Dioxin/furan q trình đốt 3.5.2.1.Cải tiến điều kiện đốt Trong trình đốt, yếu tố nhiệt độ đốt, thời gian lƣu khí, xáo trộn oxy chất thải, trình tiền xử lý chất thải, bổ sung nhiên liệu cung cấp oxy ảnh hƣởng đến hình thành dioxin/furan Trong ba yếu tố đƣợc quan tâm nhiều nhiệt độ, thời gian lƣu khí, xáo trộn Với nhiệt độ đốt cháy 850oC thời gian lƣu khí giây nhiệt độ 1000oC thời gian lƣu khí giây điều kiện cần thiết cho phân hủy hoàn toàn dioxin Sự hỗn loạn buồng đốt điều kiện cần thiết để kết hợp khí nhiên liệu Bên cạnh 65 đó, lị đốt rác cần phải đáp ứng yêu cầu oxy chất thải Thiếu oxy dẫn đến q trình cháy khơng hồn tồn chất thải nhƣ dƣ thừa oxy thúc đẩy hình thành dioxin/furan Ngoài ra, cần phải xem xét đến thành phần có rác thải, điều kiện cần thiết để xử lý rác thải phối trộn loại rác thải 3.5.2.2.Kiểm sốt cấu hình nhiệt độ khí thải Cơ chế tổng hợp de novo chế quan trọng cho hình thành dioxin xảy buồng đốt thứ cấp lò đốt Các nghiên cứu chứng minh nhiệt độ đốt thời gian lƣu khí buồng đốt thứ cấp thơng số quan trọng ảnh hƣởng đến hình thành hợp chất vịng thơm clo Vì vậy, để giảm thiểu hình thành dioxin cần giảm thời gian lƣu khí thải buồng đốt thứ cấp làm cho nhiệt độ khí thải buồng đốt thứ cấp giảm nhanh xuống dƣới 250oC Điều đƣợc thể thông qua thơng số tốc độ làm mát hay làm nguội khí thải Tốc độ làm mát khác ảnh hƣởng đến hình thành dioxin/furan khác Theo Bucken A cộng (1998) để nồng độ PCDD/Fs ng-TEQ/Nm3 tốc độ làm mát 500 đến 1000oC/s Tuy nhiên, điều khó xảy thực tế lƣợng khí thải lớn 3.5.2.3 Tách tro bay Nhiệt độ bề mặt thấp chế phản ứng xúc tác cho hình thành dioxin/furan xảy buồng đốt thứ cấp Sự xuất chế cần thiết cho cho hoạt động bề mặt chất rắn nhƣ tro bay Vì vậy, mặt lý thuyết, nhƣ tách hạt tro bay trƣớc khí thải vào buồng đốt hình thành PCDD/PCDF đƣợc giảm thiểu Sử dụng thiết bị cyclon phƣơng pháp để tách hạt tro bay khí thải Tuy nhiên hợp chất vịng thơm clo giảm thiểu khơng đáng kể Phƣơng pháp loại bỏ bụi tách đƣợc hạt cho bay có kích thƣớc lớn, hạt tro bay có kích thƣớc nhỏ góp phần quan trọng hình thành hydrocacbon vịng thơm có chứa clo Cơ chế hình thành dioxin trình đốt phức tạp 66 ảnh hƣởng đến trình tách tro bay Do đó, nghiên cứu tập trung vào phƣơng pháp tách tro bay năm gần 3.5.2.4.Bổ sung chất phụ gia vơ Việc thêm chất ngăn cản hình thành dioxin trình đốt phƣơng pháp kiểm soát dioxin chủ yếu đƣợc nghiên cứu rộng rãi nhiều nghiên cứu Nói chung, chất phu gia bao gồm hợp chất chứa lƣu huỳnh, hợp chất amoniac Amoniac thƣờng đƣợc sử dụng việc loại bỏ NOx PCDD/Fs thông qua phản ứng xúc tác Mức độ clo khí thải yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến hình thành dioxin, hợp chất có tính kiềm có khả hấp thụ HCl làm giảm mức độ dioxin Hiện nay, hợp chất chứa Ca (dung dịch nƣớc vôi) đƣợc nghiên cứu sử dụng rộng rãi cho thấy khả hấp thụ axit HCl loại khí khác Tuy nhiên, hấp thụ khí có tính axit sau q trình đốt thứ cấp đồng nghĩa với việc HCl tồn khí thải, dẫn đến ăn mòn thiết bị tái tạo dioxin Việc loại bỏ đƣợc HCl buồng đốt thứ cấp làm giảm đáng kể hình thành dioxin/furan Tuy nhiên, hiệu hoạt động chất chứa Ca HCl vùng nhiệt độ cao thấp Tsuyumoto cộng [44, 45] đề xuất sử dụng bọt Natri silicat để hấp thụ HCl ngăn chặn hình thành dioxin tốt so với hợp chất chứa Ca Mặc dù nồng độ HCl yếu tố kiểm sốt nồng độ dioxin khơng đƣợc thể rõ, vài nghiên cứu dù thêm chất có tính kiềm làm giảm nồng độ HCl nhƣng nồng độ dioxin cao Các hợp chất chứa lƣu huỳnh (ví dụ nhƣ Na2S, SO2, SO3, Na2S2O3) thƣờng đƣợc sử dụng có ảnh hƣởng đến hình thành dioxin Nghiên cứu Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ cho thấy SO2 ngăn cản chất xúc tác CuCl2 Tuy nhiên, số nghiên cứu khác cho thấy SO2 làm gia tăng hình thành dioxin 3.5.3.Loại bỏ PCDD/PCDF khí thải 3.5.3.1.Lọc với lọc túi vải hay lọc bụi tĩnh điện Máy lọc kết hợp với với lọc túi vải hay lọc bụi tĩnh điện có tác dụng tốt cho loại bỏ PCDD/Fs Ví dụ, Kim cộng cho thấy hiệu loại dioxin với hệ 67 thống làm khí bao gồm phận tản nhiệt, lọc lọc bụi tĩnh điện ƣớt cho hiệu 90 -92% bên cạnh loại bỏ NOx, SOx, HCl bụi [31] Trong năm gần đây, nghiên cứu lọc kiểu ƣớt dẫn đến gia tăng PCDD/Fs, nguồn tiềm nhiễm Ngun nhân PCDD/Fs hấp thụ giải hấp khí thải chất phụ lọc kiểu ƣớt Việc cho thêm cácbon hoạt tính hay cải thiện cấu trúc lọc kiểu ƣớt làm giảm việc Li cộng cho thấy lọc túi vải có tác dụng làm giảm hình thành PCDD/Fs [34] Để giảm hình thành dioxin, điều kiện đốt phải luôn ổ định phải thay lọc hết hạn theo định kỳ 3.5.3.2 Sự hấp thụ cácbon hoạt tính Q trình hấp thụ cácbon hoạt tính gồm bƣớc: thứ nhất, than hoạt tính đƣợc đƣa vào dịng khí thải để loại bỏ PCDD/Fs; sau đó, lọc bụi tĩnh điện hay lọc túi vải đƣợc đặt cuối dịng khí để sử dụng loại hạt than hoạt tính bụi cịn sót lại Việc thêm cácbon hoạt tính, q trình hấp thụ cácbon chia làm ba loại khác nhau: dịng khí bị cuốn, di chuyển thành lớp, trình cố định theo lớp Hiệu việc sử dụng cácbon hoạt tính cao, kỹ thuật đƣợc sử dụng rộng rãi lò đốt rác nghiên cứu tập trung tƣợng hấp thụ đặc điểm trình hấp thụ cácbon hoạt tính năm gần Hấp thụ cácbon hoạt tính kỹ thuật tiện lợi đơn giản nhƣng số vấn đề Đầu tiên, cácbon hoạt tính cần đƣợc cho vào khí thải làm mát để ngăn cản tổng hợp de novo Thứ hai, trình cần lƣợng lớn than hoạt tính dẫn tới việc tăng chi phí đốt rác Để thực điều này, cần hệ thống kết hợp phận hút bám buồng hoàn nhiệt hay hệ thống lọc túi vải đôi đƣợc sử dụng 3.5.4.Áp dụng số cơng nghệ lị đốt Hiện nay, công nghệ đốt chất thải Việt Nam chủ yếu sử dụng lò đốt hai buồng đốt để xử lý chất thải cơng nghiệp Vì vậy, để giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải cần đầu tƣ thêm số cơng nghệ lị đốt chất thải 68 Lị đốt quay: cơng nghệ tƣơng tự lò đốt tĩnh hai buồng đốt, khác buồng đốt sơ cấp có dạng trụ quay (nhƣ lị xi măng) Cơng nghệ có ƣu điểm đốt loại chất thải khó cháy nhƣ bùn thải chất thải đƣợc khuấy trộn tốt lị quay Nhƣng nhƣợc điểm cơng nghệ chi phí đầu tƣ lớn, địi hỏi tiêu chuẩn khí cao Ngồi ra, lị quay phát sinh nhiều bụi nên cần phải đầu tƣ thêm hệ thống lọc bụi túi vải lọc bụi tĩnh điện Hiện Việt Nam có số sở nghiên cứu lắp đặt lò đốt quay nhƣng chƣa đến giai đoạn đƣợc cấp phép Lị plasma: Cơng nghệ lị đốt plasma công nghệ đại, sử dụng nhiệt độ cao để phá huỷ hoàn toàn chất hữu cơ, chuyển hố thành khí tổng hợp tạo xỉ thuỷ tinh với khối lƣợng xỉ tạo so với cơng nghệ đốt khác Hiện nay, Việt Nam có số sở tiến hành lập dự án lắp đặt lò đốt plasma Tuy nhiên, cần nghiên cứu kỹ hiệu kinh tế đầu tƣ lớn Lị đốt tầng sơi: Đây cơng nghệ đốt có hiệu suất tiết kiệm lƣợng cao tái sử dụng lƣợng chất thải tạo thành Tuy nhiên, lò đốt tầng sơi có tốc độ mài mịn bề mặt đốt truyền nhiệt cao, tính kinh tế so với lị đốt thơng thƣịng 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên toàn kết nghiên cứu đƣợc thực luận văn Luận văn đƣa cách nhìn tổng quan dioxin/furan phát thải từ ngành cơng nghiệp đốt chất thải nói chung Việt Nam nói riêng Trong q trình thực nghiên cứu, luận văn đạt đƣợc số kết nhƣ sau: - Xác định hàm lƣợng dioxin/furan từ lò đốt chất thải Hàm lƣợng khoảng 2,9 ng TEQ/Nm3 đến 17,9 ng dioxin/furan lò đốt TEQ/Nm3 Kết cho thấy, nồng độ dioxin/furan lò đốt chất thải cao QCVN 30:2012/BTNMT Đối với hai lị IWI2 IWI4 có có công suất dƣới 300 kg/giờ vƣợt theo quy chuẩn lần lƣợt 1,4 2,2 lần Trong lị đốt IWI1 IWI3 có cơng suất 300 kg/giờ lần lƣợt vƣợt quy chuẩn 2,41 14,9 lần Nồng độ lò đốt cao so với nghiên cứu số nƣớc khu vực nhƣ quy chuẩn nƣớc phát triển 0,1 ng TEQ/Nm3 - Đã đánh giá đặc trƣng đồng loại 17 chất dioxin/furan lò đốt Kết cho thấy tỷ lệ đóng góp vào giá trị nồng độ nhóm furan lớn nhiều so với nhóm dioxin Kết giống với nghiên cứu đƣợc công bố giới - Hệ số phát thải lò đốt chất thải với giá trị nằm khoảng 122 µg ITEQ/tấn đến 356 µg I-TEQ/tấn Hệ số phát thải so với UNEP toolkit 2005 cho thấy có lị đốt chất thải IWI1, IWI2 IWI4 có hệ số phát thải thấp UNEP toolkit 2005 lò IWI3 cao chút nhƣng không đáng kể Hệ số phát thải lò IWI3 cao so với lò đốt IWI1, IW2, IWI4 lần lƣợt 2,9, 2,2 1,37 lần - Đề biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu phát thải dioxin/furan vào mơi trƣờng khơng khí xung quanh biện pháp nhƣ kiểm sốt hình thành PCDD/PCDF trình đốt việc cải tiến điều kiện đốt, kiểm sốt nhiệt độ khí thải, tách cho bay, thêm chất xúc tác vô cơ, hữu cơ; bên 70 cạnh loại bỏ PCDD/PCDF khí thải phƣơng pháp lọc túi vải hay lọc tĩnh điên, sử dụng cacbon hoạt tính, Kiến nghị Bên cạnh số kết đạt đƣợc, cần phải tiếp tục nghiên cứu vấn đề sau từ lò đốt chất thải là: - Nghiên cứu phát thải dioxin/furan từ ngành công nghiệp khác, luyện kim, ngành giấy, nhiệt điện - Đánh giá dioxin/furan từ môi trƣờng không khí xung quanh - Hơn nữa, q trình thao tác lấy mẫu khí thải lị đốt cịn gặp nhiều khó khăn sàn thao tác nhƣ cổng lấy mẫu Vì vậy, cần xem xét đƣa vào quy chuẩn yêu cầu sàn thao tác cổng lấy mẫu để phục vụ cho công tác quan trắc khí thải ống khói đƣợc dễ dàng 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Bộ tài nguyên môi trƣờng (2011), Báo cáo môi trường quốc gia 2011 chất thải rắn Bộ tài nguyên môi trƣờng (2006), ―Bản kế hoạch quốc gia thực Công ƣớc Stockholm chất ô nhiễm hữu khó phân hủy‖ Bộ tài ngun mơi trƣờng (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải lò đốt chất thải y tế, QCVN 02: 2008/BTNMT Bộ tài nguyên môi trƣờng (2010), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải lị đốt chất thải công nghiệp, QCVN 30: 2010/BTNMT Bộ tài nguyên môi trƣờng (2012), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải lị đốt y tế, QCVN 02: 2012/BTNMT Bộ tài nguyên môi trƣờng (2012), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải lị đốt chất thải cơng nghiệp, QCVN 30: 2012/BTNMT Văn phịng Ban đạo 33 (2007), Chất độc hóa học Mỹ sử dụng chiến tranh Việt Nam vấn đề mơi trường Văn phịng Ban đạo 33 (2008), Tác động dioxin người Việt Nam, Nhà xuất y học Tài liệu tiếng Anh Abad E, Adrados MA, Caixach J, Rivera J (2002), ―Dioxin abatement strategies and mass balance at a municipal waste management plant‖, Environ Sci Technol 2002, 36(1), pp.92–99 10 Abad E, Caixach J, Rivera J (2003), ―Improvements in dioxin abatement strategies at a municipal waste management plant in Barcelona‖, Chemosphere , 50, pp.1175–1182 11 Abad E, Martinez K, Caixach J, Rivera J (2004), ―Polychlorinated dibenzop-dioxin/ polychlorinated dibenzofuran releases into the atmosphere from the use of secondary fuels in cement kilns during clinker formation‖, Environ Sci Technol, 38, pp.4734–4738 72 12 A Buekens, H Huang (1996), ―De novo synthesis of polychlorinated dibenzo-p -dioxins and dibenzofurans Proposal of a mechanistic scheme‖ The Science of the Total Environment, 193, pp.121-141 13 Alcock RE, Jones KC (1996), ―Dioxins in the environment: a review of trend data‖, Environ Sci Technol, 30, pp.3133–3143 14 Alcock RE, Gemmill R, Jones KC (1999), ―Improvements to the UK PCDD/F and PCB atmospheric emission inventory following an emissions measurement programme‖, Chemosphere, 38, pp.759–770 15 Ange Nzihou, Nickolas J Themelis, Mohammed Kemiha, Yohan Benhamou, (2012), ―Dioxin emissions from municipal solid waste incinerators (MSWIs) in France‖, Waste Management, 32, pp 2273–2277 16 Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) (1998) Toxicity Profile for Chlorinated Dibenzo-p-Dioxins(update), U.S Departmentof Health and Humans Services, Public Health Service, December 17 Bremmer, H.J., Troost, L.M., Kuipers, G., de Koning, J., Sein,A.A.,(1994) ―Emissions of Dioxins in the Netherlands‖.Report No, 770 50 1018, 178 pp 18 Byung-Hoon Kim, Se-Jin Lee, Su-Jung Mun, Yoon-Seok Chan (2005), ―A case study of dioxin monitoring in and around an industrial waste incinerator in Korea‖, Chemosphere, 58, PP.1589–1599 19 Chien-Min Chen (2004), ―The emission inventory of PCDDPCDF in Taiwan‖ Chemosphere, 54, pp 1413–1420 20 Czuczwa JM, Hites RA (1984), ―Environmental fate of combustiongenerated polychlorinated dioxins and furans‖, Environ Sci Technol, 18, pp.444–450 21 Czuczwa JM, McVeety BD, Hites RA (1984), ―Polychlorinated dibenzo-pdioxins and dibenzofurans in sediments from Siskiwit Lake, Isle-Royale‖, Science, 1984, 226, pp.568–569 73 22 Dickson LC, Lenoir D, Hutzinger O, Naikwadi KP, Karasek FW (1989), ―Inhibition of chlorinated dibenzo–p–dioxin formation on municipal incinerator fly ash by using catalyst inhibitors‖, Chemosphere, 19 pp.1435– 1445 23 Elena Daniela Lavric, Alexander A Konnov, Jacques De Ruyck (2004), ―Review Dioxin levels in wood combustion—a review‖, Biomass and Bioenergy, 26, pp.115-145 24 Environment Australia (1999), Incineration and Dioxins: Review of Formation Processes, Environmental and Safety Services for Environment Australia, Commonwealth Department of the Environment and Heritage, Canberra 25 Gang Zhang, Jing Hai, Jiang Cheng (2012), ―Characterization and mass balance of dioxin from a large-scale municipal solid waste incinerator in China‖ Waste Management, 32, pp 1156–1162 26 Heidelore Fiedler (1996), ―Sources of PCDDPCDF and impact on the environment‖ Chemosphere, 32, pp.54-64 27 Hongcai Gao, Yuwen Ni, Haijun Zhang, Liang Zhao, Ning Zhang, Xueping Zhang,Qing Zhang, Jiping Chen (2009), ―Stack gas emissions of PCDDFs from hospital waste incinerators in China‖, Chemosphere, 77, pp 634–639 28 Jeong-Eun Oh, Kyung-Tae Lee, Jae-Whan Lee and Yoon-Seok Chang (1999), ―The evaluation of PCDD/Fs from various Korean incinerators‖, Chemosphere, 38, pp 2097-2108 29 Joe Thornton, Michael McCally, Peter Orris, Jack Weinberg (1996), ―Dioxin prevention and medical waste incinerators‖, Public Health Reports, 111 30 Ki-In Choi, Suk-Hui Lee, Dong-Hoon Lee (2008), ―Emissions of PCDDsDFs and dioxin-like PCBs from small waste incinerators in Korea‖, Atmospheric Environment, 42, pp 940–948 74 31 Kim HH, Yamamota I, Takashima K, Katsura S, Mizuno A (2000) ―Incinerator flue gas cleaning using wet–type electrostatic precipitator‖, J Chem Eng Jpn, 33, pp.669–674 32 K Suzuki, E Kasai, T Aono, H Yamazaki, K Kawamoto (2004), ―De novo formation characteristics of dioxins in the dry zone of an iron ore sintering bed‖, Chemosphere, 54, pp.97-104 33 Lin-Chi Wang , Wen-Jhy Lee , Wei-Shan Lee , Guo-Ping Chang-Chien , Perng-Jy Tsai (2003), ―Effect of chlorine content in feeding wastes of incineration on the emission of polychlorinated dibenzo-p- dioxinsydibenzofurans‖, The Science of the Total Environment, 302, pp 185–198 34 Li HW, Wang LC, Chen CC, Yang XY, Chang-Chienc GP, Wu EMY (2011), ―Influence of memory effect caused by aged bag filters on the stack PCDD/F emissions‖, J Hazard Mater, 185,pp.1148–1155 35 Lirong Gao, Qin Zhang, Bing Zhang, Wenbin Liu, Ke Xiao (2014), ―Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in water and six fish species from Dongting Lake, China‖, Chemosphere, 114, pp 150–157 36 Moo Been Chang, Jung Jeng Lin, (2001), ―Memory effect on the dioxin emission from MWI in Taiwan‖, Chemosphere, 75, pp.1151-1157 37 Moo Been Chang, Jung-Jeng Lin, Shu-Hao Chang (2002), ―Characterization of dioxin emissions from two municipal solidwaste incinerators in Taiwan‖, Atmospheric Environment, 36, pp 279–286 38 Moo Been Changa,, Kai Hsien Chi, Shu Hao Chang, Yuan Wu Chen (2004), ―Measurement of PCDD/Fcongener distributions in MWI stack gas and ambient air in northern Taiwan‖, Atmospheric Environment, 38, pp 2535– 2544 39 Nguyen Van Thuong, Vu Duc Nam, Nguyen Thi Minh Hue, Le Ke Son, Nguyen Van Thuy, Hoang Duong Tung, Nguyen Anh Tuan, Tu Binh Minh, Do Quang Huy, Nguyen Hung Minh (2014) ―The Emission of 75 Polychlorinated Dibenzo-p-dioxins and Polychlorinated Dibenzofurans from Steel and Cement-Kiln Plants in Vietnam‖, Aerosol and Air Quality Research, 14, pp 1189–1198 40 Prashant S Kulkarni, João G Crespo, Carlos A.M Afonso (2008), ―Dioxins sources and current remediation technologies—A review‖, Environment International, 34, pp.139-153 41 Schecter, A., Startin, J., Wright, C., Kelly, M., Papke, O., Lis, A., Ball, M., and Olson, J.R (1994) "Congener-specific levels of dioxins and dibenzofurans in U.S food and estimated daily dioxin toxic equivalent intake‖, Environmental Health Perspectives, 102, pp.962-966 42 Schecter, A (1994) "Exposure assessment: Measurement of dioxins and related compounds in human tissues." in Dioxins and Health, Arnold Schecter, editor, pp 449-486 New York: Plenum Press 43 The world bank (2012), What a waste global review of solid waste management 44 Tsuyumoto I (2003), ―Uchikawa H Recycle of incineration ash of urban waste using foam water glass‖, J Ceram Soc Jpn, 111,pp.77–80 45 Tsuyumoto I (2004), ―Suppression of dioxins formation in flue gas by removal of hydrogen chloride using foaming water glass‖, Organohalogen Compd , 66, pp.1151–1156 46 Tuppurainen K, Halonen I, Ruokojärvi P, Tarhanen J and Ruuskanen J (1998) ―Formation of PCDDs and PCDFs in municipal waste incineration and its inhibition mechanisms: A review‖ Chemosphere, 36(7), pp.14931511 47 Ulrich Quaβ, Michael W Fermann, Gunter Broker (2000) ―Steps towards a European dioxin emission inventory‖, Chemosphere, 40, pp.1125-1129 48 Ulrich Quass, Michael Fermann, Günter Bröker (2000), The European Dioxin Emission Inventory-Stage II Volume 76 49 Ulrich Quaß, Michael Fermann,Gunter Brooker (2004), ―The European Dioxin Air Emission Inventory Project––Final Results‖, Chemosphere, 54, pp 1319–1327 50 UNEP (1999), Dioxin and furan inventories national and regional emissions of PCDD/Fs 51 UNEP (2005), Standardized toolkit for identification and quantification of Dioxin and Furan Releases 52 US-EPA (1994), ―Method 1613, Tetra- through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dilution HRGC/HRMS‖ 53 US-EPA (1995), ―Method 23, Determination of Polychlorinated Dibenzo-pdioxins and Polychlorinated Dibenzofurans from Municipal Waste Combustors‖ 54 Vogg H, Metzger M and Stieglitz L (1987) ―Recent findings on the formation and decomposition of PCDD/F in solid municipal waste incineration‖ presented at the seminar on Emissions of trace organics from municipal solid waste incineration, Copenhagen 55 Wei-Yu Kao, Hwong-wen Ma, Lin-Chi Wang, Guo-Ping Chang-Chien (2007), ―Site-specific health risk assessment of dioxins and furans in an industrial region with numerous emission sources‖, Journal of Hazardous Materials, 145, pp.471-481 56 X Wei, K.S Leung, M.H Wong, J Giesy, Z.W Cai, Chris K.C (2011), ―Wong Assessment of risk of PCDDFs and dioxin-like PCBs in marine and freshwater fish‖, Marine Pollution Bulletin, 63, pp 166–171 57 Yong-Chul Jang, Cargro Lee, Oh-Sub Yoon, Hwidong Kim (2006), ―Medical waste management in Korea‖, Journal of Environmental Management, 80, pp 107–115 58 Yuwen Ni, Haijun Zhang, Su Fan, Xueping Zhang, Qing Zhang, Jiping Chen (2009), ―Emissions of PCDDFs from municipal solid waste incinerators in China‖, Chemosphere, 75, pp 1153–1158 77 59 Zheng, M.H., Chu, S.G., Sheng, G.Y., Min, Y.S., Bao, Z.C., Xu, X.B., (2001), ―Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in surface sediments from Pearl River Delta in China‖, Bull Environ Contam Toxicol, 66, pp.504–507 78 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN TRONG QUÁ TRÌNH LÀM LUẬN VĂN Hình 1P: Lấy mẫu khí thải lị lị đốt chất thải IWI2 Hình 2P: Dây chuyền lị đốt rác hệ thống xử lý khí thải lị đốt chất thải IWI3 Hình 3P: Chất thải đầu vào lị đốt chất thải công nghiệp 79 ... KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hồng Văn Bình ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U- POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT THẢI CƠNG NGHIỆP VÀO MƠI TRƢỜNG Chun ngành: Khoa học... nhiễm hữu khó phân hủy (U- POPs) từ lị đốt chất thải cơng nghiệp vào mơi trường? ?? với mục đích sau: - Đánh giá phát thải dioxin/furan từ số lị đốt chất thải cơng nghiệp - Tính tốn hệ số phát thải. .. chất thải công nghiệp Hoạt động đốt chất thải công nghiệp chủ yếu chất thải công nghiệp nguy hại nhƣ dung mơi, hóa chất, chất hữu cơ? ?? Tuy nhiên chƣa có nhiều liệu lị đốt nói hoạt động đốt chất thải