Nghiên cứu công nghệ xử lý rác thải: Đánh giá các phương pháp hiện hành và giải pháp bền vững
MỤC LỤC
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI
Đốt rác thải
− Vấn đề về khí thải: Một số lò đốt rác thải không được trang bị các hệ thống xử lý khí thải hiệu quả, dẫn đến khí thải phát tán một cách không kiểm soát, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng xung quanh. Chôn rác thải là quá trình đưa các loại rác thải (như rác sinh hoạt, rác công nghiệp, rác y tế, rác hóa học, vv.) vào một khu vực đất trống và phủ lên bằng đất hoặc vật liệu khác để ngăn chặn sự phát tán của rác.
Tái chế rác thải
− Không bền vững: Chôn lấp rác thải không phải là một giải pháp bền vững vì nó chỉ đẩy việc giải quyết rác thải sang tương lai và còn gây ra các vấn đề môi trường và sức khỏe cho thế hệ sau. Các ứng dụng này giúp giảm thiểu tác động của chất thải đến môi trường và con người, đồng thời còn tạo ra nguồn năng lượng tái tạo và tài nguyên tái chế.
Phương pháp ủ sinh học
Nguyên lý hoạt động: Vi sinh vật (như vi khuẩn và nấm) được thêm vào rác thải và được tạo điều kiện phát triển trong môi trường ẩm ướt và nhiều oxy. Phương pháp ủ sinh học rác thải được sử dụng trong các hệ thống xử lý rác thải để giảm thiểu lượng rác thải và sản xuất phân hữu cơ có giá trị cho nông nghiệp.
XỬ LÝ PHÁT THẢI TRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC
- Xử lý khí thải
- Xử lý tro xỉ
Nguyên lý hoạt động: cho dòng khí thải đi qua các túi vải lọc, các hạt bụi có kích thước lớn sẽ được giữ lại trước tiên tại các khe giữa các sợi vải lọc, dần dần tĩnh tụ lại làm thu nhỏ lỗ của lớp vải lọc, dẫn đến tăng hiệu suất thu bụi của túi lọc bụi. Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ là quá trình xử lý dựa trên sự phân ly khí bởi ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí, trong quá trình đó các phân tử chất khí ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại trên bề mặt vật liệu rắn. Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofilter thường được áp dụng trong các trang trại chăn nuôi heo để xử lý mùi của chuồng trại, Hệ thống kiểu này đã được áp dụng rất thành công tại trang trại nuôi lợn Cổ Đông - Sơn Tây, xử lý mùi của nhà tập kết rác, xử lý mùi cho các hệ thống xử lý nước thải.
TẬN DỤNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC
Điện rác
Các lò hơi đốt rác có các kết cấu kim loại chịu áp lực nên cũng rất dễ bị ăn mòn trong môi trường khói thải từ rác có nhiều hơi axit, đồng thời, nhiều thành phần khí thải độc hại sinh ra trong quá trình đốt các loại nhiên liệu đa thành phần nên hệ thống xử lý khói thải của lò đốt rác hết sức phức tạp và đắt tiền. Hiện nay, công nghệ đốt chất thải phát điện đang được các quốc gia quan tâm vì nó thể hiện được những ưu điểm vượt bậc so với phương pháp chôn lấp và lò đốt chất thải truyền thống, như giảm được trên 90% thể tích và khối lượng chất thải; có thể tận dụng nhiệt; giảm phát thải khí nhà kính so với biện pháp chôn lấp; giảm thiểu ô nhiễm nước, mùi hôi. Hệ thống phun không khí riêng (106) bao gồm một số vòi phun không khí được hướng theo phương tiếp tuyến và theo hướng đối nhau với không khí đốt cháy cấp theo sự quay của lò nung vào lò đốt rác thải kiểu quay (108) trong khi tạo chuyển động xoáy lốc để tác động một cách hỗn loạn lên rác thải khi nó quay và bốc cháy và một số vòi nước được cấp qua ống dẫn nước trong ống dẫn không khí có phương tiện dập tắt nhằm làm giảm nhiệt độ của khí xả và làm giảm trị số nhiệt lượng của rác thải.
Công nghệ Biogas .1 Khái niệm
Vì nước thải trong chăn nuôi có chứa nhiều chất độc hại như hàm lượng N và P rất cao so với các loại chất thải khác cho nên cần phải có biện pháp xử lí phù hợp để xử lí N,P giảm ô nhiễm cho những giai đoạn sau, tăng hiệu suất xử lí của toàn bộ quá trình. Bể khử trùng: Bằng phương pháp sinh học nước thải sau khi sử lí còn chứa khoảng 105-106 vi khuẩn trong 100ml, hầu như các loại vi khuẩn không phải là vi trùng gây bệnh nhưng cũng không loại trừ một số khả năng gây bệnh. Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình tiêu hóa; trong đó một số sản phẩm của quá trình thủy phân và quá trình sinh axit được kết hợp với các sản phẩm của quá trình acetogen cuối cùng để cho phép các chất sinh metan tạo ra khí mê-tan.
BAR TRONG HỆ THỐNG Lề ĐỐT RÁC 5.1 Thuyết minh sơ đồ hệ thống xử lý khí thải
Lò hơi 1 bar
- Do khí thải từ lò đốt rác có nhiệt độ tương đối cao từ 600oC – 700oC nên chúng ta không thể cho khí thải đi qua các thiết bị lọc bụi ngay lúc này được. - Khi đó, lò hơi với áp suất chỉ 1 bar tức nhiệt độ hơi khi đó chỉ cỡ 100oC sẽ đóng vai trò như một thiết bị trao đổi nhiệt, khí thải được làm nguội và giảm nhiệt độ xuống mức an toàn đối với các thiết bị lọc bụi. - Đồng thời, việc làm giảm nhiệt độ khí thải còn mang đến lợi ích về kinh tế, giúp làm giảm chi phí vật liệu chế tạo các thiết bị dẫn khí thải và lọc bụi phía sau.
Chùm cyclon
Sau khi theo cửa vào thiết bị, luồng khí chứa bụi đi vào thân của cyclon theo phương tiếp tuyến với thân của cyclon rồi chuyển động xoáy tròn xuống dần dọc theo chiều cao của thiết bị. Các hạt bụi có kích thước lớn, trọng lượng lớn dưới tác dụng của lực ly tâm nên di chuyển ra xa trục và bị văng vào thành ống mất dần động năng và rơi xuống dưới. Dòng xoáy chứa khí sạch thu dần đường kính xoáy và hướng lên phía trên ra ngoài theo ống trụ giữa thoát ra ngoài theo cửa thoát khí.
Tháp phản ứng
- Trở lực toàn bộ hệ thống không suy giảm, nên lưu lượng khí qua cyclon cao. - Chịu được hỗn hợp khí có nhiệt độ cao mà không hư hỏng, hay ảnh hưởng đến thiết bị. - Tiếp theo, lượng khí còn lại chứa SO2, CO2, Furan, Dioxin… được đưa vào xử lý theo phương pháp hấp thụ.
Thiết bị lọc bụi túi vải a. Hệ thống lọc bụi túi vải là gì
Một số trường hợp sẽ phải dùng tới thiết bị lọc nước để loại bỏ hơi nước trong khí đầu vào do hệ thống thông thường sử dụng vải lọc là vải polyester có đặc tính thủy phân trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. • Sử dụng vật liệu vải lọc có thể chịu nhiệt độ cao như Nomex (Polyamide/Aromatic/Aramid) chịu nhiệt độ 210 độ C, Polytetra-Fluorethylene (PTFE) chịu nhiệt 260 độ C, Polyimide (PI/P84) chịu nhiệt 260 độ C, Fiberglass chịu nhiệt 270 độ C trong thời gian dài. • Thành phần hóa chất của bụi: Hầu hết vải lọc bụi thông dụng hiện nay đều là các sản phẩm có khả năng kháng hóa chất khá do đã xử lý tốt tuy nhiên không có nghĩa là vô hạn.
Tháp hấp thụ A. Hấp Thụ là gì?
• Đặc tính vật lý hạt bụi: Cần chú ý một số loại bụi tuy mịn nhưng hạt bụi rất sắc, có thể gây rách túi nhanh với áp lực lọc. Trong các quá trình công nghệ quan trọng, hấp thụ hóa học thường được sử dụng thay cho hấp thụ vật lý như: Hấp thụ CO2 bằng NaOH, quá trình này không tuân theo định luật Nernst. Người ta cũng thường sử dụng hấp thụ để tách hỗn hợp khí hoặc điều chế các chất, chẳng hạn nước (H2O)hấp thụ khí sunfurơ (SO2) sinh ra axit sunfurơ (H2SO3).
Quạt hút
Quạt ly tâm hoạt động theo nguyên lý bơm ly tâm, khi làm việc rô-tô sẽ hút không khí dọc theo trục, lúc này áp suất tại tâm quạt sẽ chuyển từ nơi có áp suất cao xuống nơi có áp suất thấp. • Số lượng cánh cắt không khí lớn, motor truyền động trực tiếp và motor truyền động gián tiếp với dây cua roa đặt hoàn toàn bên ngoài, không nằm trên đường đi của luồng gió hút, nên motor tránh được bụi trực tiếp từ luồng gió. • Với quạt ly tâm cao áp có nhược điểm là động cơ quá tải khi không kết nối quạt vào hệ thống, do vậy loại quạt này thường phải có van tiết lưu đầu vào hoặc trong hệ thống phụ tải ổn định.
Ống khói
Những lò có công suất nhỏ lượng khí lò không lớn và nhiệt độ của khí lò sau thiết bị trao đổi nhiệt thấp thì có thể dùng ống khói kim loại đặt ngay trong nhà xưởng hoặc đặt ở phía ngoài. Những lò có nhiệt lượng khí lò lớn thường dùng ống khói xây hoặc ống khói bê tông chịu nhiệt và đặt ngay ở ngoài phân xưởng. Nễu trong phân xưởng có nhiều lò đốt đặt cạnh nhau thì nên bố trí một đường dẫn khói chung và nếu có thể thì chỉ nên xây dựng một ống khói chung cho các lò mà không nên bố trí mỗi lò có một hệ thống riêng.