Phương phỏp khụ
+ Buồng lắng[10]:
- Cơ chế: bụi lắng dƣới tỏc dụng của trọng lực.
- Nguyờn lý cấu tạo: là hỡnh hộp cú tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với
tiết diện của đƣờng ống dẫn khớ vào. Khi thời gian lƣu tăng, hạt bụi sẽ bị rơi xuống đỏy buồng lắng và bị giữ lại ở đú.
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản; đầu tƣ thấp; cú thể xõy bằng những vật liệu cú
sẵn nhƣ gạch, xi măng, thộp; chi phớ năng lƣợng, vận hành, bảo quản và sửa chữa thấp; tổn thất ỏp suất thấp; cú thể làm việc ở cỏc nhiệt độ và ỏp suất khỏc nhau.
- Nhược điểm: cồng kềnh, chiếm nhiều khụng gian; chỉ tỏch đƣợc bụi khụ, cú
đƣờng kớnh tƣơng đối lớn.
- Phạm vi ỏp dụng: thƣờng dựng tỏch bụi sơ bộ, hạt bụi cú kớch thƣớc đƣờng
kớnh d > 50àm.
+ Xyclon [10]:
- Cơ chế: bụi lắng dƣới tỏc dụng của lực ly tõm.
- Nguyờn lý cấu tạo: là thiết bị cú thõn hỡnh trụ và đỏy hỡnh nún.
- Ưu điểm: giỏ thành đầu tƣ thấp; cấu tạo đơn giản, dễ vận hành; cú khả năng
làm việc liờn tục; cú thể đƣợc chế tạo bằng cỏc vật liệu khỏc nhau tựy theo yờu cầu về nhiệt độ, ỏp suất, độ ăn mũn.
- Nhược điểm: với bụi cú đƣờng kớnh d < 5àm thỡ hiệu suất tỏch bụi thấp; dễ
bị mài mũn nếu hạt bụi cú độ cứng cao; hiệu suất tỏch bụi giảm nếu bụi cú độ kết dớnh cao.
- Phạm vi ỏp dụng: thƣờng dựng tỏch bụi cú đƣờng kớnh d > 5àm trong cỏc
lĩnh vực nhƣ: xi măng, mỏ, bột giặt, giấy, gỗ, lũ đốt…
+ Lắng tĩnh điện (ESP):
- Nguyờn lý cấu tạo: là hai tấm đặt song song nhau nối với đất (đõy là điện
cực lắng của SPE). Giữa hai tấm của điện cực lắng là cỏc dõy diện đƣợc nối với cực õm của một nguồn điện cao thế một chiều (cỏc dõy này là điện cực quầng).
- Ưu điểm: hiệu suất tỏch bụi rất cao; tỏch đƣợc bụi cú kớch thƣớc nhỏ
(0,1àm); cú khả năng làm việc trong dải nhiệt độ, ỏp suất rộng; làm việc với cả bụi khụ và ƣớt; tổn thất ỏp suất nhỏ.
- Nhược điểm: khụng thớch hợp cho việc xử lý khớ chỏy nổ; chi phớ đầu tƣ cho
thiết bị lớn; thiết bị cồng kềnh, cấu tạo phức tạp, khụng phự hợp với cỏc cơ sở quy mụ vừa và nhỏ.
- Phạm vi ỏp dụng: thƣờng dựng tỏch bụi cú đƣờng kớnh d ≥0,1àm trong cỏc
lĩnh vực nhƣ: xi măng, vật liệu xõy dựng, phõn bún, luyện kim, gốm sứ…
+ Thiết bị tỏch bụi bằng vật liệu lọc:
- Cơ chế: bụi đƣợc giữ trờn hoặc trong vật liệu lọc nhờ tỏc dụng của lực
khuếch tỏn, quỏn tớnh, tĩnh điện, trọng trƣờng….
- Ưu điểm: cú khả năng tỏch đƣợc bụi cú kớch thƣớc nhỏ (d< 1àm); cú thể làm
việc với nhiều loại bụi khỏc nhau; hiệu suất tỏch bụi cao; thiết bị gọn nhẹ, tốn ớt diện tớch, dễ vận hành, dễ điều khiển.
- Nhược điểm: đầu tƣ cho vật liệu lọc tốn kộm; khụng thớch hợp với bụi cú độ
ẩm cao; dễ gõy tắc vật liệu lọc; hiệu suất tỏch bụi phụ thuộc nhiều vào vật liệu lọc…
- Phạm vi ỏp dụng: sử dụng rộng rói trong cụng nghiệp và đời sống để lọc bụi
cú kớch thƣớc hạt d > 0,01àm nhƣ: lọc bụi khụng khớ của mụi trƣờng xung quanh; lọc bụi cụng nghiệp cú kớch thƣớc nhỏ trong cỏc lĩnh vực nhƣ: xi măng, nhiệt điện, gốm sứ, phõn bũn, dƣợc phẩm, bỏn dẫn…
Phương phỏp ướt
Nguyờn tắc chung của phƣơng phỏp ƣớt: tạo ra sự tiếp xỳc giữa dũng khớ bụi với chất lỏng (thƣờng là nƣớc), bụi trong dũng khớ bị chất lỏng giữ lại và đƣợc thải ra ngoài dƣới dạng bựn.
+ Thỏp rửa rỗng hoặc thỏp phun tia: nƣớc đƣợc phun thành những giọt nhỏ ngƣợc chiều hoặc vuụng gúc với dũng khớ bụi. Do tiếp xỳc cỏc hạt bụi sẽ dớnh kết
với cỏc giọt nƣớc và sẽ bị lắng xuống đỏy và đƣợc thải ra ngoài dƣới dạng bựn cũn khớ sạch đi ra khỏi thiết bị [10].
+ Xyclon ẩm: cấu tạo hỡnh trụ, tận dụng đƣợc lực ly tõm do dũng khớ dẫn vào thiết bị theo phƣơng tiếp tuyến. Dũng khớ bụi đi từ dƣới thõn hỡnh trụ, nƣớc đƣợc phun thành tia từ tõm ra ngoài. Khi đi qua dũng khớ đang chuyển động xoỏy cỏc giọt nƣớc sẽ bắt cỏc hạt bụi, dƣới tỏc dụng của lực ly tõm cỏc giọt nƣớc chứa bụi văng ra phớa ngoài chạm vào thành ƣớt của xyclon và theo thành xyclon chảy xuống dƣới đỏy [10].
+ Thiết bị Venturi: Là thiết bị hỡnh trụ đứng, phần giữa đƣợc giảm tiết diện với tỷ số tiết diện đầu vào trờn tiết diện vị trớ ở giữa thiết bị là 4:1. Dũng khớ chứa bụi đi từ trờn xuống, nƣớc đƣợc phun vào qua dóy lỗ tại vị trớ giữa. Tại đõy, tốc độ dũng khớ sẽ tăng lờn đột ngột, nƣớc sẽ bị dũng khớ xộ thành những giọt mịn. Bụi trong dũng khớ sẽ va đập với cỏc giọt nƣớc và sẽ bị cỏc giọt nƣớc bắt. Khi qua khỏi vị trớ giữa thiết bị, do tiết diện tăng dần nờn tốc độ dũng khớ giảm dần, cỏc giọt nƣớc chứa bụi sẽ lắng xuống đỏy thiết bị, tạo thành bựn và bị tỏch ra [10].
+ Ƣu - nhƣợc điểm của cỏc thiết bị tỏch bụi bằng phƣơng phỏp ƣớt
- Ưu điểm: giỏ thành đầu tƣ ban đầu thấp; cú thể xử lý đồng thời cả khớ lẫn
bụi; hiệu suất tỏch bụi cao đối với bụi cú kớch thƣớc nhỏ; cú thể vận hành ở nhiệt độ tƣơng đối cao; khụng cú hiện tƣợng bụi quay lại.
- Nhược điểm: tiờu thụ năng lƣợng lớn; chi phớ bảo dƣỡng cao vỡ dễ bị ăn mũn
và mài mũn; phỏt sinh nhiều bựn thải.
- Phạm vi ỏp dụng: dựng để tỏch bụi cú kớch thƣớc nhỏ kết hợp với tỏch một
số khớ cụng nghiệp và làm nguội khớ.
b)Phƣơng phỏp xử lý SO2
+ Hấp thụ khớ SO2 bằng dung dịch sữa vụi: khớ thải chứa SO2 đƣợc hấp thụ bằng dung dịch sữa vụi (Ca(OH)2, SO2 sẽ phản ứng với sữa vụi để tạo ra canxi cabonat (CaSO3)hoặc cacxi sunfuric (CaSO4). Cỏc chất rắn này cựng với tro bay liờn tục đƣợc tỏch ra khỏi dung dịch sữa vụi và đƣợc chuyển vào bể lắng. Phần dịch cũn lại, sau khi đƣợc bổ sung caxin oxit (CaO) hoặc CaCO3 sẽ đƣợc bơm quay trở
lại thỏp hấp thụ. Thỏp hấp thụ là thỏp rỗng hoặc thỏp đệm. Cỏc phƣơng trỡnh phản ứng diễn ra nhƣ sau:
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 + SO2 + H2O = CaSO3.2H2O + 2CO2
CaSO3.2H2O + 1/2O2 = CaSO4.2H2O
- Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, thớch hợp với điều kiện khụng cần thu hồi lại SO2
vỡ khụng tỏi sinh chất hấp thụ.
- Nhược điểm: sinh ra chất thải rắn nhƣng cú thể sử dụng làm chất kết dớnh
trong xõy dựng [10].
c) Phƣơng phỏp xử lý NOx:
Phương phỏp khử
+ Khử xỳc tỏc cú chọn lọc (SCR – Selective Catalytic Reductiony): Amoniac và Ure là hai chất đƣợc dựng để khử NOx, chỳng cú khả năng phản ứng chọn lọc với NO và NOx trong hỗn hợp khớ thải ở nhiệt độ cao (>232oC). Quỏ trỡnh khử đƣợc thực hiện theo phản ứng NH3 và NOx trờn bề mặt xỳc tỏc để tạo thành N2 và nƣớc. Nếu cú mặt của oxy: 4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H20
2NO2 + 4NH3 + O2 = 3N2 + 6H20
Phản ứng phụ oxy húa NH3 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Nếu khụng cú mặt của oxy: 6NO + 4NH3 = 5N2 + 6H20
6NO2 + 8NH3 = 7N2 + 12H20
Cỏc nhúm xỳc tỏc đƣợc dựng cú thể là nhúm kim loại quý, nhúm ụxit kim loại, hoặc nhúm xỳc tỏc zeolite, đũi hỏi dải nhiệt độ làm việc khỏc nhau và nghiờm ngặt, nếu khụng khống chế hợp lý sẽ cú thể gõy ra ngộ độc xỳc tỏc. Phƣơng phỏp này dựng để xử lý khớ thải quỏ trỡnh khớ đốt, than, dầu, khớ thải sản xuất axit nitric.
+ Khử chọn lọc khụng xỳc tỏc (SNCR): Tƣơng tự nhƣ SCR nhƣng quỏ trỡnh xẩy ra ở nhiệt độ cao hơn (900 ữ 1.000o
C) và khụng dựng xỳc tỏc. Tỏc nhõn khử cú thể là amoniac hoặc ure. Tốc độ phản ứng SNCR chậm hơn phƣơng phỏp SCR,
phản ứng chỉ xảy ra trong dải nhiệt độ giới hạn hẹp (800 ữ 1.100oC). Nếu nhiệt độ cao hơn amoniac sẽ bị oxy húa thành NO, cũn nếu nhiệt độ thấp hơn, amoniac sẽ khụng phản ứng. Do vậy việc khống chế quỏ trỡnh sẽ khú khăn hơn.
Phương phỏp hấp thụ
+ Hấp thụ bằng nƣớc và dung dịch axit nitric (HNO2): Dựng nƣớc và dung dịch axit nitrictƣới vào dũng khớ, chỉ dựng khi lƣợng khớ NO nhỏ hơn nhiều so với NO2 do NO là khớ khú hũa tan [7], [10].
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
HNO2 + 1/2O2 = HNO3
+ Hấp thụ kốm phản ứng oxy húa:
Cỏc chất oxy húa mạnh nhƣ: ozon, hydroperoxit, kalipemanganat… đƣợc đƣa vào dũng khớ để oxy húa NO thành NO2. Sau đú khớ đem hấp thụ bằng dung dịch kiềm, soda hoặc axit.
NO + O3 = NO2 + O2
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
HNO2 + 1/2O2 = HNO3
HNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + CO2 + H2O
Phương phỏp hấp phụ
Cỏc chất hấp phụ xử lý NOx đƣợc sử dụng gồm than hoạt tớnh, mordenite, zeolite. Hấp phụ NOx đƣợc tiến hành kết hợp với phản ứng trờn bề mặt chất hấp phụ để lợi dụng khả năng tiếp xỳc của cỏc chất hấp phụ. SO2, NOx cú thể đƣợc hấp phụ kết hợp phun amoniac ở nhiệt độ 220 ữ 230oC. Phƣơng phỏp này ớt đƣợc sử dụng, khụng ỏp dụng cho dũng khớ chứa nhiều bụi.
d) Phƣơng phỏp xử lý kim loại nặng: tỏch kim loại nặng khỏi nguyờn liệu đầu vào bằng cỏch phõn loại cỏc kim loại nặng ra khỏi CTNH ngay từ khõu thu gom và đem tỏi chế, tỏi sử dụng.
e)Phƣơng phỏp xử lý CO, HC: Kiểm soỏt quỏ trỡnh chỏy, quỏ trỡnh nạp liệu và quỏ trỡnh cấp khớ.
f) Phƣơng phỏp xử lý hơi axit và HF:
+ Xử lý tại nguồn: kiểm soỏt nguyờn liệu đầu vào;
+ Xử lý sau nguồn: hấp thụ bằng phƣơng phỏp húa học, trung hũa; Hấp thụ bằng thỏp lọc ƣớt với dung mụi hấp thụ là nƣớc, sữa vụi [10].
g)Phƣơng phỏp xử lý cỏc hợp chất Dioxin và Furan: khống chế nhiệt độ: đảm bảo duy trỡ nhiệt độ chỏy từ: 1.100 ữ 1.200oC, thời gian lƣu khớ chỏy trong lũ đốt khoảng là 1ữ 2 giõy; ngoài ra cú thể sử dụng phƣơng phỏp hấp phụ bằng than hoạt tớnh.
h)Phƣơng phỏp xử lý Nhiệt độ khúi lũ:
Sử dụng phƣơng phỏp làm lạnh để xử lý nhiệt độ khúi lũ. Cú hai cỏch làm lạnh: + Trực tiếp: khúi lũ đi từ dƣới lờn, nƣớc đi từ trờn xuống;
+ Giỏn tiếp: khúi lũ đi bờn trong, nƣớc đi bờn ngoài, cú thể tận dụng nƣớc núng cho sinh hoạt hoặc sản xuất.
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ CễNG NGHỆ XỬ Lí CHẤT THẢI
II.1. Đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải
II.1.1. Khỏi niệm về đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải
II.1.1.1. Khỏi niệm
Theo Cục bảo vệ mụi trƣờng, “Đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải là việc xỏc định trỡnh độ, giỏ trị và hiệu quả của cụng nghệ xử lý chất thải đang ỏp dụng phự hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam”.
Theo khoản 13 – điều 3 – Luật chuyển giao cụng nghệ nờu rừ: “Đỏnh giỏ cụng nghệ là hoạt động xỏc định trỡnh độ, giỏ trị và hiệu quả kinh tế về tỏc động kinh tế - xó hội, mụi trường của cụng nghệ” [5].
Nhƣ vậy đỏnh giỏ cụng nghệ là việc kiểm tra, đỏnh giỏ tớnh hiệu qủa của cụng nghệ đƣợc ỏp dụng trong xử lý mụi trƣờng dựa trờn việc phõn tớch, khảo sỏt thực tế, sử dụng phƣơng phỏp luận và ý kiến của cỏc chuyờn gia nhằm đỏnh giỏ và lựa chọn cụng nghệ phự hợp cho xử lý mụi trƣờng.
Theo Cục bảo vệ mụi trƣờng tiờu chớ đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải, “Là cỏc chỉ số, định mức đỏnh giỏ trỡnh độ cỏc thiết bị, cụng nghệ về mức độ đạt được cỏc chỉ tiờu mụi trường, cơ khớ húa, tự động húa, hiệu quả xử lý ụ nhiễm, chi phớ kinh tế, kỹ thuật vận hành, bảo dưỡng và tớnh an toàn mụi trường” [4].
Theo khỏi niện trờn, tiờu chớ đƣợc đƣa ra khụng mang tớnh cố định mà mang tớnh định hƣớng và phụ thuộc vào đặc điểm và điều kiện của từng quốc gia.
II.1.1.2. Một số khỏi niệm liờn quan
Đỏnh giỏ trỡnh độ cụng nghệ
Là phộp đo tƣơng đối của cỏc cấp cụng nghệ trong một ngành cụng nghiệp bao gồm việc xỏc định số lƣợng cỏc thụng số cú thể giỳp ta dự đoỏn trỡnh độ thực của cụng nghệ ở cấp ngành cụng nghiệp. Việc phõn tớch theo cỏch phõn lập trỡnh độ
cụng nghệ theo cỏc cụng nghệ tốt nhất của thế giới cú thể giỳp ta xỏc định chớnh xỏc những lĩnh vực cụng nghệ mũi nhọn cần đẩy mạnh.
Đỏnh giỏ tỏc động mụi trường
Là quỏ trỡnh phõn tớch, đỏnh giỏ, dự bỏo ảnh hƣởng đến mụi trƣờng của cỏc dự ỏn, quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội của cỏc cơ sở sản xuất, kinh doanh, cụng trỡnh kinh tế, khoa học, kĩ thuật, y tế, văn húa, xó hội, an ninh, quốc phũng và cỏc cụng trỡnh khỏc, đề xuất cỏc giải phỏp thớch hợp về bảo vệ mụi trƣờng [4].
Tỏc động đến mụi trƣờng cú thể tốt hoặc xấu, cú lợi hoặc cú hại nhƣng việc đỏnh giỏ tỏc động mụi trƣờng sẽ giỳp những nhà ra quyết định chủ động lựa chọn những phƣơng ỏn khả thi và tối ƣu về kinh tế và kỹ thuật trong bất cứ một kế hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội nào.
Đỏnh giỏ cụng nghệ sản xuất về khớa cạnh mụi trường [6]
Đỏnh giỏ cụng nghệ sản xuất về khớa cạnh mụi trƣờng (Environmental Technology Assessment - EnTa) là một quỏ trỡnh bao gồm việc phõn tớch sự hoạt động của cụng nghệ và hệ quả của nú với mụi trƣờng, thực hiện sự phỏt triển bền vững trờn cơ sở phỏt triển kinh tế - văn húa - xó hội.
Đỏnh giỏ cụng nghệ mụi trƣờng là một cụng cụ chủ động quản lý mụi trƣờng một cỏch tập trung, tiếp cận đa ngành. Nú tập trung ở cấp độ doanh nghiệp chứ khụng phải là cấp chớnh sỏch quốc gia. Nú liờn quan đến việc thiết kế và phản ỏnh lợi ớch của cỏc bờn liờn quan, đƣợc sử dụng trƣớc khi tiến hành xõy dựng và sản xuất, nú thớch hợp để đỏnh giỏ tỏc động mụi trƣờng. Là một cụng cụ giỳp ngƣời ra quyết định dự đoỏn hậu quả mụi trƣờng của phỏt triển cụng nghệ.
II.1.1.3. í nghĩa của hoạt động đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải
Ngày nay, quỏ trỡnh cụng nghiệp húa và đụ thị húa diễn ra nhanh chúng đó gúp phần rất quan trọng thỳc đẩy tăng trƣởng kinh tế - xó hội và nõng cao chất lƣợng cuộc sống con ngƣời, song cũng tạo ra sức ộp rất lớn đối với cụng tỏc bảo vệ mụi trƣờng, đặc biệt là vấn đề xử lý ụ nhiễm do chất thải đụ thị và cỏc khu cụng nghiệp. Do đú, việc lựa chọn một cụng nghệ phự hợp, cú tớnh khả thi trở nờn cần
thiết đối với mỗi cơ sở sản xuất kinh doanh và ý nghĩa rất lớn trong ngành cụng nghệ mụi trƣờng. Vỡ vậy, hoạt động đỏnh giỏ cụng nghệ xử lý chất thải sẽ mang lại một số lợi ớch nhƣ sau:
- Giỳp Nhà nƣớc định hƣớng phỏt triển cụng nghệ mụi trƣờng phục vụ sự nghiệp bảo vệ mụi trƣờng trong quỏ trỡnh cụng nghiệp hoỏ, hiện đại hoỏ đất nƣớc và hỡnh thành cụng nghiệp mụi trƣờng.
- Tạo cho cỏc cơ sở nghiờn cứu triển khai ứng dụng tiến bộ khoa học và cụng nghệ mụi trƣờng cú điều kiện nhỡn nhận khỏch quan về cụng nghệ của mỡnh, và phỏt huy khả năng sỏng tạo, cải tiến, đổi mới cụng nghệ.
- Giỳp cỏc cơ sở sản xuất kinh doanh cú sự lựa chọn giải phỏp ngăn ngừa ụ nhiễm phự hợp, giảm chi phớ, nõng cao nhận thức tuõn thủ phỏp luật về mụi trƣờng, đẩy nhanh việc ứng dụng cụng nghệ đƣợc đỏnh giỏ vào thực tiễn.
- Giỳp nhà cung cấp và nhà tiờu dựng hiểu biết về nhau, hỡnh thành quan hệ cung cầu, phỏt triển thị trƣờng, thỳc đẩy quỏ trỡnh cụng nghiệp hoỏ cụng nghệ mụi trƣờng.
Đặc biệt, đối với Việt Nam là một nƣớc mà ngành cụng nghiệp xử lý chất thải mới phỏt triển trong giai đoạn gần đõy và mới đỏp ứng đƣợc phần nào yờu cầu