Phương pháp đơn giản nhất để tính sự phát thải của các hợp chất vào môi trường là dựa vào hệ số phát thải. Công thức tính tổng quát cho tất cả các nguồn phát thải:
Lượng phát thải = Ef * C - Ef: Hệ số phát thải
- C: Khối lượng sản phẩm hay thể tích khí thải ra hay năng lượng cung cấp (công suất)
- C: Phụ thuộc vào đơn vị hệ số phát thải hoặc cách xây dựng hệ số phát thải.
Đơn vị hệ số phát thải:
• Một số đơn vị của hệ số phát thải hay gặp nhất là: gTEQ/1 capacity đối với dioxin /furan; g/1 capacity hoặc μg/1 capacity cho sự phát thải các chất khác.
• Với TEQ (toxic equivalent quantity): là độc tính tương đương, người ta qui định đồng phân 2,3,7,8 – tetra clo dioxin và 1,2,3,7,8 – penta clo dioxin là độc nhất và có hệ số độc tính là 1. Các chất khác (furan, đồng phân dioxin khác) ít độc hơn có hệ số độc tính nhỏ hơn 1. Giá trị của nó phụ thuộc vào độc tính so với 2 đồng phân độc nhất của dioxin. Khi tính toán tất cả các chất độc người ta qui về 2 đồng phân trên, điều này có lợi cho việc so sánh mức độ phát thải các chất độc hại vào môi trường.
5.1.2.Phương pháp ước đoán tải lượng và hệ số phát thải của một số hợp chất trong nhóm POPs
Dioxin/furan
- Phương pháp ước đoán tải lượng cho sự phát thải của dioxin/furan
Để tính toán tải lượng sự phát thải dioxin/furan, dựa vào hệ số phát thải do UNEP công bố. Với công thức chung như sau:
Nguồn thải = hệ số phát thải * dòng chất thải
Trong một số ứng dụng thực tế tính toán dựa trên 5 nguồn phát thải được biểu diễn như sau:
• Phát thải PCDD/PCDF tổng cộng trong một năm:
Nguồn thải = ( a + l + w + p + d ) * A
• Phát thải PCDD/PCDF theo từng nguồn riêng biệt trong một năm : Nguồn thải vào không khí = a * A
Nguồn thải vàøo nước = w * A Nguồn thải vào đất = l * A
Nguồn thải vào sản phẩm = p * A Nguồn thải vào cặn bã = d * A
Với:
Hệ số phát thải vào không khí: (a) Hệ số phát thải vào đất: (l)
Hệ số phát thải vào nước: (w) Hệ số phát thải vào sản phẩm: (p) Hệ số phát thải vào cặn bã : (d)
Dòng chất thải trong một năm: (A)
- Hệ số phát thải Dioxin/furan cho các nhóm ngành/quá trình
Dioxin và furan là 2 trong số các chất ô nhiễm hữu cơ bền được xếp vào danh sách các hợp chất ô nhiễm nguy hại và được công ước stockholm liệt vào danh sách các
hợp chất POPs. Ở một số ngành nếu không được kiểm soát thì dioxin/furan sẽ phát thải và tích lũy vào môi trường. Trong khu vực Tp. HCM chưa thống kê lượng dioxin phát thải vào môi trường cũng như chưa có biện pháp kiểm soát, giảm thiểu sự phát thải 2 hợp chất này. 10 nhóm ngành sau được xây dựng hệ số phát thải dioxin/furan: đốt chất thải, sản xuất kim loại, sản xuất các sản phẩm từ khoáng sản, quá trình cháy tự nhiên, quá trình nhiệt, sản xuất và sử dụng hóa chất, giao thông, quá trình sấy, thải bỏ, vùng nghi ngờ. Tuy nhiên, đồ án chỉ sử dụng hệ số phát thải dioxin/furan cho quá trình đốt CTNH, nên trong bảng 21 trình bày hệ số phát thải từ quá trình đốt như sau.
Bảng 20 - Hệ số phát thải từ quá trình đốt Hệ số phát thải (μg TEQ/t) Phân hạng Quá trình Không khí Nước Đất Trong sản phẩm Tro bay Tro lắng 1 Đốt chất thải đô thị 1.1. Kỹ thuật thấp, không có hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí.
3,500 NA NA 0 75
1.2. Có kiểm soát quá trình đốt, có kiểm soát ô nhiễm không khí
mức độ trung bình 350 NA NA 500 15
1.3. Có kiểm soát quá trình đốt, kiểm soát ô nhiễm không khí tốt.
30 NA NA 200 7
1.4. Đốt kỹ thuật cao, kiểm soát ô nhiễm không khí rất tốt
0.5 NA NA 15 1.5
2 Đốt chất thải nguy hại
2.1. Kỹ thuật thấp, không có hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí.
2.2. Có kiểm soát quá trình đốt, kiểm soát ô nhiễm không khí mức độ trung bình
350 NA NA 900
2.3. Có kiểm soát quá trình đốt, kiểm soát ô nhiễm không khí tốt.
10 NA NA 450
2.4. Đốt kỹ thuật cao, kiểm soát ô
nhiễm không khí rất tốt 0.75 NA NA 30
3 Đốt chất thải y tế
3.1. Đốt gián đoạn không kiểm soát, không kiểm soát ô nhiễm không khí
40,000 NA NA 200
3.2
Đốt gián đoạn có kiểm soát, không hoặc kiểm soát ô nhiễm
không khí mức độ ít. 3,000 NA NA 20
3.3 Đốt gián đoạn có kiểm soát ô
nhiễm không khí 525 NA NA 920
3.4. Đốt kỹ thuật cao, liên tục, có kiểm soát ô nhiễm không khí rất tốt
1 NA NA 150
4 Lò thiêu
4.1 Đốt gián đoạn không có kiểm soát, không kiểm soát ô nhiễm không khí
1,000 NA NA ND
4.2 Đốt gián đoạn có kiểm soát, không hoặc ít có kiểm soát ô nhiễm không khí
50 NA NA ND ND
4.3 Kỹ thuật cao, liên tục, kiểm soát ô nhiễm không khí rất tốt
1 NA NA 150
5 Đốt bùn thải từ cống rãnh
5.1. Lò nung cũ, gián đoạn, không hoặc ít kiểm soát ô nhiễm không khí.
5.2. Lò nung hiện đại, liên tục, kiểm soát ô nhiễm không khí
vừa phải. 4 NA NA 0.5
5.3. Kỹ thuật hiện đại, có kiểm
soát ô nhiễm không khí 0.4 NA NA 0.5
Nguồn: Toolkit _ 2005
PCBs
- Phương pháp ước đoán tải lượng cho sự phát thải của PCBs
Hầu như PCBs chưa bao giờ được sản xuất tại Việt Nam nhưng đã được sử đụng tại Việt Nam dưới hình thức các hợp chất lỏng trong công nghiệp: các dòng thuỷ lực, trong khí tuốc bin, dầu bôi trơn và trong các chất tham gia vào quá trình sản xuất nhựa.
Sự phát thải của PCB được tính theo công thức sau:
Lượng phát thải = hệ số phát thải * dòng chất thải
Hệ số phát thải: theo bảng sau Dòng chất thải: CTNH được đốt
- Hệ số phát thải PCBs
Bảng 21 - Hệ số phát thải của PCBs
Nguồn phát thải Hệ số phát thải Đơn vị
Đốt nhiên liệu cố định
Sự đốt cháy tại các nhà máy ngoài công nghiệp
Nhiên liệu dầu 3600 μg/tấn
Nhiên liệu than 4500 μg/tấn
Than mùn 900 μg/tấn
Gỗ 600 μg/tấn
Qui trình sản xuất
Nhà máy sản xuất đá 200 μg/tấn
PCBs-sản xuất sơn 5 Kg/tấn
PCBs-sử dụng sơn 80 Kg/tấn
Nghiền và xử lý rác thải
Lò thiêu-hoả táng 20 mg/tấn
Đốt rác đô thị, rác sinh hoạt 5 mg/tấn
Đốt rác thải công nghiệp 5 mg/tấn
Đốt rác y tế 20 mg/tấn
Đốt bùn thải từ nhà máy xử lý bùn 5 mg/tấn
Nguồn:Emission inventory guidebook
PAHs
- Phương pháp ước đoán tải lượng cho sự phát thải của PAHs
Lượng phát thải = dòng chất thải
Hệ số phát thải: theo bảng sau Dòng chất thải: CTNH được đốt
- Hệ số phát thải PAHs
Bảng 22 - Hệ số phát thải của PAH
Nguồn năng lượng Quy trình / Tỉ lệ phát thải Khả năng giảm thiểu Chất lượng Than đá chứa
bitum 500-2600 mg/t (tối ưu – 1550mg/t)
Không kiểm sóat D
Than đá không
khói nhân tạo 330 mg/t Không kiểm sóat E
Đốt than đá trong sinh hoạt
Antraxit 30 mg/t Không kiểm sóat E
Đốt gỗ trong
sinh hoạt gỗ 600-2000 (tối ưu – 1300 mg/t
mg/t)
Không kiểm soát E
Nhà máy lớn 0.14 mg/t Kiểm soát hiệu
quả cuối đường ống
D Đốt than đá
trong công nghiệp
(tối ưu – 775
mg/t E
Nhà máy lớn 2 mg/t Kiểm soát hiệu
quả cuối đường ống
D
Nhà máy nhỏ 1300 mg/t Không kiểm sóat E
Đốt gỗ trong công nghiệp (tối ưu – 650 mg/t) E Cháy tự phát/ đốt các sản phẩm dư thừa trong nông nghiệp 0.2–14.3 g/t (tối ưu – 7.2 g/t)
Không kiểm sóat D
Nguồn: Emission inventory guidebook
Qua những nghiên cứu trong và ngoài nước hiện nay, hoạt động đốt CTNH phần lớn ít phát thải PAH. Trong bảng hệ số phát thải nêu trên cũng không nhắc đến hệ số phát thải từ quá trình đốt do mức độ phát thải từ quá trình này nhỏ. Mặt dù vậy vẫn có trường hợp đốt dùng các nguồn nhiên liệu được liệt kê trong bảng trên phát thải PAH.
HCB
- Phương pháp ước đoán tải lượng cho sự phát thải của HCB
Lượng phát thải = hệ số phát thải * dòng chất thải
Hệ số phát thải: theo bảng sau Dòng chất thải: CTNH được đốt
- Hệ số phát thải HCB
Bảng 23 - Hệ số phát thải của HCB
Nguồn thải Hệ số phát thải Đơn vị
Đốt nhiên liệu cố định
Than 16 μg/t
Củi (gỗ) 60 μg/t
Sản xuất đá 32 μg/t Tái chế nhôm 5 g/t Sản xuất Mg 0.3 Đúc các sản phẩm kim loại màu 0.5 g/t Sản xuất ximăng 11 μg/t
Sản xuất dung môi
Tetrachloromethane 10 g/t Trichloroethylene 4 g/t Tetrachloroethylene 6 g/t Dung môi và một số sản phẩm khác 2 mg/t
Nhiên liệu vận chuyển
Xăng pha chì 0.87 ng/km
Xăng không pha chì 0.024 ng/km
Dầu diesel 21 ng/km
Xử lý chất thải
Đốt chất thải sinh hoạt và đô
thị 0.001 g/t
Đốt chất thải công nghiệp
Tetrachloromethane 8 g/t
Trichloroethylene 3 g/t
Tetrachloroethylene 6 g/t
Polyvinyl chloride 5 g/t
Chất thải nguy hại 0.01 g/t
Gỗ nhiễm bẩn 0.002 g/t
Chất thải rắn khác 0.0001 g/t
Rác thải y tế 0.019 g/t
Bùn thải từ hệ thống xử lý
nước thải 0.5 g/t
Trong nông nghiệp 0.5 t/t
5.2. Tính toán phát thải POPs từ quá trình đốt chất thải rắn nguy hại tại Tp. HCM
Như đã phân tích ở chương trên Tp. HCM đang đứng trước vấn đề CTSH, CTCN, CTYT và các nguồn thải từ quá trình xử lý. Trong số chất thải được thu gom và xử lý hiện nay vẫn còn một lượng lớn rác thải còn trôi nổi trên thị trường. Khối lượng chất thải Thành phố gia tăng cùng với quá trình CNH, HĐH và ĐTH. Lượng chất thải gia tăng về số lượng và đa dạng về thành phần, trong đó có những thành phần gây hại. Lượng CTNH phải được xử lý an toàn bằng phương pháp đốt còn chiếm một lượng không lớn. Sau đây là một số tổng hợp số liệu CTNH được xử lý bằng phương pháp đốt tại Tp.HCM.
Bảng 24: Tổng hợp lượng CTNH được xử lý bằng phương pháp đốt tại TP.HCM
STT Tên cơ sở Công suất Loại chất
thải
Công nghệ xử lý
1 Công ty TNHH Tân
Đức Thảo 2 lò/600kg/giờ (6 tấn/ngày) CTCNNH Lò đốt nhiệt phân 2 cấp, được sản xuất trong nước
2 Công ty TNHH sản
xuất – dịch vụ – thương mại Môi Trường Xanh
2 lò/2tấn/ngày CTCNNH Lò đốt vỉ cố định,
hoạt động theo mẻ
3 Công ty cổ phần môi
trường Việt Úc 3 lò / 1500 – 2000kg/ngày CTCNNH Công nghệ nhiệt phân, lò đốt 2 cấp 2lò: 4tấn/ngày;
lò 7 tấn/ngày Phần lớn là CTYT, gia cầm bệnh
Công nghệ nhiệt phân, lò đốt 2 cấp
4 Công ty môi trường đô thị Tp. HCM
10 lò thiêu Thiêu xác Công nghệ mới, hiện đại
Xác định các loại POPs phát thải chính:
Trong quá trình đốt CTNH: CTYT, CTNH và lò thiêu đang được xét đến trong đồ án nguồn phát thải chính là hợp chất dioxin/furan, một số hợp chất khác trong nhóm hợp chất hữu cơ bền POPs và các kim loại điển hình.
Các hợp chất chính trong nhóm POPs do quá trình đốt phát thải đó là: Dioxin/furan, HCB, PCB được tính toán và ước lượng cho các cơ sở đốt được trình bày dưới đây. Môi trường phát thải chính của các hợp chất POPs nói trên được liệt kê trong bảng sau:
Bảng 25: Môi trường phát thải POPs chính từ quá trình đốt
Tên chất Khí Nước Đất Tro, cặn
Dioxin/furan x x x x
HCB x
PCB x