Trong quá trình vận hành lò đốt rác sẽ phát thải các loại chất ô nhiễm trong khí thải:
- Những chất được gọi là chất ô nhiễm chỉ thị: bụi, SOx, NOx và CO. Các khí axit HCl, HF;
- Một số nguyên tố lượng viết như kim loại nặng: Pb, Cr, Cd, Hg, As, Cu, Sn, Zn; - Hàng loại các chất ô nhiễm hữu cơ ở trong lượng vêt: PAHs(các hydrocacbon đa vòng-Polycyclic aromatic hydrocarbons), PBC (Polyclobiphenyl), HCB (Hexachlorobenzen). Lượng các chất ô nhiễm bẩn liên quan trực tiếp đến thành phần các rác thải được đốt, tính chất của quá trình đốt cũng như công nghệ.
* Ô nhiễm bụi
Bụi được hình thành từ quá trình đốt các thành phần hữu cơ và vô cơ. Thành phần, tính chất cũng như tải lượng của bụi có liên quan đến thành phần rác thải
được đốt, loại lò đốt cũng như quá trình vận hành. Khi quá trình đốt ở nhiệt độ cao,
điều kiện oxy tốt thì các chất hữu cơ bị oxi hóa triệt để. Tuy nhiên quá trình đốt thường không đạt được kết quả như mong muốn nên khói, bụi tạo thành sẽ bị cuốn theo dòng khí thải. Một số kết quả nghiên cứu của tác giả về tải lượng bụi trong các lò đốt khác nhau thay đổi từ 2,3 – 64,8 kg/tấn rác thải (trong điều kiện không xử lý), kích thước các hạt bụi nghiên cứu trong 5 loại lò đốt khác nhau cho thấy như sau:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18
- Các hạt bụi có kích thước < 10 µm dao động từ 38 – 96% tổng lượng bụi; - Các hạt bụi có kích thước < 2 µm dao động từ 24 – 93% tổng lượng bụi; - Các hạt bụi có kích thước < 1 µm dao động từ 20 – 86% tổng lượng bụi; - Các hạt bụi có kích thước < 0,5 µm dao động từ 16 – 70% tổng lượng bụi; - Các hạt bụi có kích thước < 0,2 µm dao động từ <50% tổng lượng bụi. Theo kết quả nghiên cứu, thì các hạt bụi trong khí thải lò đốt có kích thước từ
0,3 – 1,0 µm chiếm tỷ lệ lớn nhất.
Các biện pháp kiểm soát bụi trong quá trình đốt là thông qua kiểm soát chế độ đốt hoặc khử bụi bằng các thiết bị xử lý như lọc bụi tĩnh điện, túi lọc, xyclon...Trong đó giảm bụi thông qua kỹ thuật đốt có kiểm soát đang ngày càng tỏ
ra có ưu thế.
* Ô nhiễm do CO, CO2
CO, CO2 được tạo thành là do kết quả cháy không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ. Thông qua nồng độ của CO, CO2 người ta có thêt đánh giá hiệu quả của quá trình cháy.
* Ô nhiễm do SOx và khí axit (HCl, HF)
Trong quá trình đốt rác thải tạo ra các chất khí ô nhiễm như: SOx và khí axit (HCl, HF) là trong các chất đem đốt có chứa lưu huỳnh (có cả trong nhiên liệu), clorua, florua. Nhựa PVC (polyvinyclorua) được coi là nguồn gốc chính sinh ra HCl.
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy lưu hình trong các hợp chất được đốt có thể chuyển thành SO2 từ 14 – 94%, tùy thuộc vào thành phần của nó trong rác thải cũng như phương pháp đốt. Tương tự như vậy với quá trình chuyển hóa clorua thành HCl có thể từ 46 – 86%, đối với HF thì có ít thông tin nghiên cứu hơn và người ta cho rằng quá trình hình thành HF cũng như HCl.
Tải lượng của SO2, HCl, HF phụ thuộc vào thành phần của rác thải được đốt. Kết quả nghiên cứu trên nhiều loại lò cho thấy:
- Nồng độ SOx trong khí thải (quy theo 12% CO2) từ 17 – 442 ppm. Tải lượng SOx dao động từ 0,09 – 4,52 kg/tấn rác thải được đốt;
- Nồng độ HCl trong khí thải (quy theo 12% CO2) từ 76 – 1771 ppm. Tải lượng HCl dao động từ 0,12 – 8,57 kg/tấn rác thải được đốt;
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19
- Nồng độ HF trong khí thải (quy theo 12% CO2) từ 0,9 – 59 ppm. Tải lượng HF dao động từ 0,1 – 0,17 kg/tấn rác thải được đốt.
Các biện pháp kiểm soát chủ yếu là sử dụng các thiết bị xử lý khí thải thông qua các chất hấp thụ và hấp phụ.
* Ô nhiễm NOx
Các NOx (chủ yếu là NO và NO2) hình thành trong quá trình đốt là do phản
ứng giữa ôxy với nitơ. Trong đó, phần nitơ có trong quá trình cấp khí cho lò đốt (được gọi là” NOx nhiệt”) và phần nitơ có trong thành phần nhiên liệu và rác thải
được đốt (được gọi là” NOx nhiên liệu”). Tải lượng NOx ohuj thuộc vào hàm lượng nitơ có trong nhiên liệu, rác thải, nhiệt độ buồng đốt, thời gian lưu, quá trình cấp khí dư cũng như công nghệđốt.
Kỹ thuật khống chế NOx hiện nay cần được quan tâm là mỗi loại lò đốt cần có công nghệđốt thích hợp. Trong đó, kỹ thuật đốt nghèo khí có tuần hoàn ở buồng đốt sơ
cấp có thể làm giảm được 35% lượng NOx. Các phương pháp xử lý NOx trong khí thải bằng xúc tác hoặc đưa amoniac vào dòng khí thải có thể làm giảm tới 60% lượng NOx.
* Ô nhiễm do các kim loại nặng
Các kim loại chính có trong thành phần khí thải gồm: Sb, As, Hg, Be, Cd, Cr, Cu, Pb, MN, Mo, Zn,... Thường chúng tồn tại ở các dạng hợp chất như oxit, muối, kích thước các hạt bụi thường nhỏ hơn 2 µm.
Tải lượng các kim loại trên trong quá trình đốt rác thải như sau: - As dao động từ 0,02 – 20,5 g/tấn rác thải được đốt; - Cd dao động từ 0,91 – 22,13 g/tấn rác thải được đốt; - Cr dao động từ 0,02 – 15,37 g/tấn rác thải được đốt; - Hg dao động từ 0,10 – 4,6 g/tấn rác thải được đốt; - Pb dao động từ 6 – 300 g/tấn rác thải được đốt; - Ni dao động từ 0,03 – 8,86 g/tấn rác thải được đốt; - Cu dao động từ 0,19 – 20 g/tấn rác thải được đốt; - Mn dao động từ 0,10 – 66,58 g/tấn rác thải được đốt; - Zn dao động từ 6,3 – 1057 g/tấn rác thải được đốt.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20 đưa vào không khí theo khí thải có khác nhau. Các kim loại có khả năng bay hơi cao theo nhiệt độ như Hg, Se, Pb, Zn cao hơn hẳn các kim loại như Fe, Cu, Ti, Al. Thậm chí một số lò đốt rác thải có trang bị hệ thống xử lý bụi mà các kim loại vẫn thoát vào không khí khá lớn.