3. Hiện trạng phát triển ngành điện tại quảng ninh và định hướng phát
3.2.2 Các giải pháp về công nghệ xử lý CTNH cho ngành điện tịa Quảng Ninh
Đối mỗi một chất thải phương pháp tái chế là một trong những phương pháp tối ưu, giảm chi phí xử lý, tiết kiệm tài nguyên….
Tái chế chất thải là phương thức xử lý khá phổ biến ở Việt Nam. Từ các doanh nghiệp đến các hộgia đình thường có thói quen chọn các loại chất thải có khảnăng tái chếđược như kim loại và giấy để bán cho những người thu mua đồng nát hoặc là bán thẳng cho các cơ sở thu mua trong vùng. Các loại chất thải có khảnăng tái sử dụng và tái chế còn được những người làm nghề thu nhặt rác, phân loại và sau đó đem bán cho các cơ sở tái chế. Thịtrường tái chếở Việt Nam khá sôi động mà phần lớn là do khu vực phi chính thức kiểm soát. Ví dụở Hà Nội thịtrường này cho phép thực hiện tái chế với khoảng 22% lượng chất thải phát sinh. Trong lĩnh vực công nghiệp, một số ngành công nghiệp có khả năng thực hiện tái chếđược đối với 80% lượng chất thải của ngành. Những người thợ thủ công mỹ nghệ và công nhân làm việc trong các làng nghề đã rất thành công trong việc tái chế và tái sử dụng trên 90% chất thải rắn có khả năng tái chế được của cơ sở mình. Hàng năm, sẽ có khả năng tiết kiệm được một khoản kinh phí rất lớn do không phải chi phí cho hoạt động tiêu huỷ lượng chất thải tái chế được này. Ví dụ như mỗi năm sẽ tiết kiệm được khoảng 54 tỷ đồng nếu như mỗi cơ sở công nghiệp thuộc 6 ngành công nghiệp chủ chốt tiến hành tái chế được khoảng 50% tổng lượng chất thải có khả năng tái chế được của cơ sở mình, và tiết kiệm được 200 tỷđồng nếu như giảm thiểu được 10% lượng phát sinh chất thải sinh hoạt.
• Đối với các chất thải thuộc của ngành điện tại Quảng Ninh sử dụng công nghệ tái chế:
- Bao bì có khảnăng tái sử dụng (Giấy, PP, PE, thùng chứa kim loại, nhựa..) - bóng đèn thủy ngân….)
- Tái chế dầu thải ( dầu đã qua sử dụng DO, FO….) - Dung môi đã qua sử dụng….
- Thu hồi kim loại từ các nguyên liệu, sản phẩm hỏng ( ắc quy thải, mạc đồng, chì, Ni,……)
Như số liệu đã thống kê ở trên thì lượng chất thải chủ yếu của Ngành điện chính là dầu thải các loại chiếm tới 64%, việc tái chế dầu thải hiệu quả ngoài giảm thiểu một lượng lớn chất thải ô nhiêm tới môi trường và sức khỏe con người, còn tiết kiệm tài nguyên vì thếđây được coi là biện pháp hữu hiệu
Công nghệ tái chế dầu và nước thải nhiễm dầu chủ yếu thực hiện các biện pháp như sau: chưng cất cracking dầu (chưng phân đoạn hay còn gọi chưng nhiều bậc và chưng đơn giản hay chưng một bậc); phân ly dầu nước bằng phương pháp cơ học (ly tâm) và bằng nhiệt.
Trong thực tế, phần lớn các cơ sở được cấp phép xử lý CTNH trong đó được phép xử lý dầu thải và nước thải nhiễm dầu sử dụng công nghệ chưng đơn giản để thu hồi các cấu tử dầu (nguyên lý là sử dụng nhiệt để làm bay hơi và cắt mạch, sau đó ngưng tụ để thu hồi các cấu tử dầu, cặn rắn được tách ra và lấy ra ở đáy nồi chưng). Hiện nay có một số cơ sởđang đầu tư công nghệ chưng phân đoạn (chưng nhiều bậc) để tái chế dầu, đây là công nghệ hiện đại sử dụng để sản xuất các sản phẩm xăng dầu từ dầu thải. Vềcơ bản chưng nhiều bậc giống với chưng đơn giản, khác ở chỗ dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các hydro cacbon có trong dầu thải, kết hợp tuần hoàn (hồi lưu) dòng sản phẩm lỏng khi đó sẽ tách triệt để các cấu tử hydro cacbon có nhiệt độsôi khác nhau và thu được các phân đoạn sản phẩm dầu có chất lượng cao như: xăng, dầu diezen...
Về cấu tạo của công nghệchưng đơn giản gồm có lò gia nhiệt (đốt cấp nhiệt trực tiếp cho nồi chưng), nồi chưng (nồi chứa dầu thải), hệ thống ngưng tụ hơi dầu và hệ thống xử lý khí thải. Còn cấu tạo của công nghệchưng nhiều bậc gồm hệ thống cấp nhiệt (lò hơi, sử dụng hơi nước quá nhiệt để cấp nhiệt cho tháp chưng cất), tháp chưng cất dạng đĩa lỗ có ỗng chảy truyền hoặc tháp đĩa chóp, hệ thống hồi lưu dòng sản phẩm lỏng và hệ thống xử lý khí thải lò hơi.
giản (có thể tự chế tạo, lắp đặt), dễ vận hành, đầu tư thấp, nhưng việc vận hành và kiểm soát khá thủcông, đòi hỏi kinh nghiệm và kỹ năng của người vận hành. Công nghệ chưng đơn giản phù hợp với các cơ sở nhỏ có lượng dầu thải đầu vào thấp, biến động.
Công nghệ chưng phân đoạn có hệ thống kiểm soát hiện đại, chất lượng sản phẩm đầu ra ổn định nhưng chi phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp, đòi hỏi nguyên liệu đầu vào lớn và ổn định trong khi nguồn dầu thải ở Quảng Ninh thường nhỏ lẻ, biến động. Do vậy, cần cần nhắc khi đầu tư công nghệ này tại Quảng Ninh.
Hình 3.1. Hệ thống chưng dầu thải phân đoạn (trên) và chưng đơn giản (dưới)
Trong điều kiện thực tế hiện nay là mỗi năm tất cả các đơn vị của Ngành điện tại Quảng Ninh phát sinh 76340 kg/năm việc lựa trọn công nghệchưng cất dầu đơn giản nhằm thực hiện xử lý tái chế dầu thải tại Quảng Ninh là phù hợp với điều kiện kinh phí, bố trí mặt bằng và kỹ thuật vận hành. Ngành điện có thể đầu tư một trạm xử lý tập trung cho toàn bộcác cơ sởtrên địa bàn tỉnh, vừa tiết kiệm chi phí xử lý lại thu lại được nguồn nguyên liệu.
Biện pháp tái chếcũng rất hiệu quảđối với việc xử lý ắc quy chì: Tái chếắc quy chì thải là một trong những biện pháp tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường, cùng với sự phát triển của nền kinh tế lượng ắc quy chì thải ngày một tăng và việc xửlý không an toàn đối với chất thải này đã và đang gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho con người và môi trường. Chính vì vậy, hiện nay trên thực tế đang sử dụng các công nghệ tái chế từđơn giản (thô sơ) đến hiện đại.
Nguyên lý của công nghệ tái chế ắc quy chì thải là đầu tiên trung hòa dung dịch chất điện phân (dung dịch axit), sau đó phá dỡ phân loại riêng bản cực chì và vỏ (nhựa PP). Việc phá dỡ có thể là thủ công hoặc cơ giới hoá. Chì và nhựa được nấu tái chế tại chỗ hoặc chuyển cho các đơn vị tái chế.
Hiện nay có một số đơn vịđã đầu tư và đưa vào sử dụng công nghệ hiện đại để tái chế ắc quy, toàn bộ quy trình xửlý được cơ giới, tự động hóa với nguyên lý
hoạt động như sau: bình ắc quy (có cả dung dịch axit) được đưa vào máy nghiền đồng thời có bổ sung dung dịch kiềm (sô đa) để trung hòa, sau đó hỗn hợp sau nghiền được đưa tới hệ thống phân tách bằng nước, nhựa có tỷ trọng bé nổi lên trên, còn chì có tỷ trọng lớn chìm xuống dưới và được vớt ra bởi gàu chuyên dụng. Hệ thống cơ giới hoá có công suất rất lớn do vậy nếu không có đủ nguyên liệu đầu vào thì sẽ không có hiệu quả kinh tếvì đầu tư rất tốn kém.
Nhiều cơ sở áp dụng hệ thống thủ công hoặc bán thủ công dựa trên bàn phá dỡ bằng sức lao động, công suất tuy thấp nhưng giảm chi phí đầu tư và đáp ứng được lượng đầu vào thấp. Tuy nhiên phải lưu ý vấn đề bảo hộlao động để tránh rủi ro phơi nhiễm axit và các hơi độc.
Hình 3.2. Dây chuyền phá dỡắc quy chì thải cơ giới hoá
Hiện nay trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh đã phê duyệt 02 dự án xử lý rác công nghiệp tập trung tại khu vực xã Dương Huy- TP Cẩm Phảđể xử lý toàn bộ chất thải công nghiệp của ngành than nói riêng và của toàn bộ các ngành công nghiệp nói chung, dự án đang trong giai đoạn hoàn thiện thủ tục pháp lý. Dự án đi vào hoạt động sẽ đầu tư các công nghệ tái chế dầu cũng như dây chuyền phá dỡ ắc quy chì thải. Ngành điện có thể thu gom và hợp đồng xử lý tại đây nhằm hạn chế vận chuyển CTNH trên đường giao thông sang các tỉnh khác.
3.2.2.2 Công nghệ xử lý hóa - lý
Công nghệ xử lý hóa - lý là sử dụng các quá trình biến đổi vật lý, hóa học để làm thay đổi tính chất của chất thải nhằm mục đích chính là giảm thiểu khả năng nguy hại của chất thải đối với môi trường. Công nghệ này rất phổ biến để thu hồi, tái chế chất thải, đặc biệt là một số loại CTNH như dầu, mỡ, kim loại nặng, dung môi. Biện pháp tái chế, thu hồi chất thải bằng công nghệ hóa - lý chỉ thực sự mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường đối với những nhà máy xử lý chất thải quy mô lớn, đầu tư công nghệ hiện đại để có thể thu hồi sản phẩm từ chất thải. Một số biện pháp hóa - lý thông dụng trong xử lý chất thải như sau:
Trích ly: là quá trình tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp nhờ một dung môi có khảnăng hòa tan chọn lọc một số chất trong hỗn hợp đó. Trong xử lý chất thải, quá trình trích ly thường được ứng dụng để tách hoặc thu hồi các chất hữu cơ có lẫn trong chất thải dầu mỡ, dung môi, hóa chất bảo vệ thực vật… Sau khi trích ly, người ta thường thu hồi lại dung môi bằng cách chưng cất hỗn hợp. Sản phẩm trích ly còn lại có thểđược tái sử dụng hoặc xử lý bằng cách khác.
Chưng cất: là quá trình tách hỗn hợp chất lỏng bay hơi thành những cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau, ở những nhiệt độ sôi khác nhau của mỗi cấu tử chứa trong hỗn hợp đó, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần bay hơi và ngưng tụ. Quá trình chưng cất dựa trên cơ sở là các cấu tử của hỗn hợp lỏng có áp suất hơi khác nhau, khi đun nóng, những chất có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ bay hơi trước và được tách riêng ra khỏi hỗn hợp.
Trong thực tế xử lý chất thải, quá trình chưng cất thường gắn với trích ly để tăng cường khảnăng tách sản phẩm.
Kết tủa, trung hòa: dựa trên phản ứng tạo sản phẩm kết tủa lắng giữa chất bẩn và hóa chất để tách kết tủa ra khỏi dung dịch. Quá trình này thường được ứng dụng để tách các kim loại nặng trong chất thải lỏng ở dạng hydroxyt kết tủa hoặc muối không tan. Ví dụnhư việc tách Cr, Ni trong nước thải mạ điện nhờ phản ứng giữa Ca(OH)2 với các Cr3+ (khử từ Cr6+) và Ni2+ tạo ra kết tủa Cr(OH)3,
Ni(OH)2 lắng xuống, lọc tách ra đem xử lý tiếp để trở thành Cr2O3 và NiSO4 được sử dụng làm bột màu, mạ Ni.
Oxy hóa - khử: là quá trình sử dụng các tác nhân oxy hóa - khửđể tiến hành phản ứng oxy hóa - khử, chuyển chất thải độc hại thành không độc hại hoặc ít độc hại hơn. Các chất oxy hóa - khửthường được sử dụng như Na2S2O4, NaHSO3, H2, KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, O3, Cl2.
Trong thực tế xử lý chất thải, quá trình oxy hóa với các tác nhân khửnhư Na2S2O4, NaHSO3, H2 thường được ứng dụng để xử lý các kim loại đa hóa trị như Cr, Mn, biến chúng từ mức oxy hóa cao, dễ hòa tan như Cr6+, Mn7+ trở về dạng oxyt bền vững, không hòa tan Cr3+, Mn4+. Ngược lại quá trình khử, với các tác nhân oxy hóa như KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, O3, Cl2 cho phép phân hủy các chất hữu cơ nguy hại như phenol, mercaptan, thuốc bảo vệ thực vật và cả cyanua thành những sản phẩm ít độc hại hơn.
Đối với các chất thải thuộc của ngành điện tại Quảng Ninh sử dụng công nghệ hóa lý:
- Các loại chất thải lỏng (nước thải các loại, dung dịch thải…..) - Bóng đèn huỳnh quang thải
Bóng đèn huỳnh quang là loại chất thải phổ biến tại hầu hết các đơn vị nói chung, cũng như các đơn vị trong ngành điện nói riêng một năm toàn nghành điện thải 41kg. Tuy nhiên khối lượng bóng đèn huỳnh quang thải tại các đơn vị là không nhiều nhưng đây lại là chất thải có chứa hơi thủy ngân, bột huỳnh quang, kim loại nặng là các chất đặc biệt nguy hiểm tới môi trường cũng như sức khỏe con người. Hiện nay đã có công nghệ xử lý đó là thiết bị có cấu tạo gồm có bộ phận nghiền bóng đèn trong môi trường kín, kèm theo thiết bị hấp thụhơi thuỷ ngân (bằng than hoạt tính hoặc lưu huỳnh), có thể kèm theo biện pháp tách thu hồi thuỷ tinh và bột huỳnh quang.
Công nghệnày có ưu điểm là chi phí đầu tư trang thiết bị hợp lý, dễ vận hành, sau khi phân tách riêng bột huỳnh quang, thủy tinh có thể dùng làm nguyên liệu trong sản xuất xi măng hoặc tái sử dụng thủy tinh sạch. Tuy nhiên, sau khi xử lý
bóng đèn thải, quá trình hấp thụhơi thuỷngân có trong bóng đèn thải sẽ tạo ra chất thải mới cần xử lý là muối thuỷ ngân.
Các thiết bị này được đầu tư chủ yếu đểđáp ứng yêu cầu có đủ khả năng để xử lý nhiều loại mã CTNH của các chủ nguồn thải chứ chưa có hiệu quả kinh tế do thực tế loại CTNH này có sốlượng không nhiều. Do vậy, giải pháp hoá rắn toàn bộ sản phẩm của quá trình nghiền là một giải pháp hiệu quả.
Hình 3.3. Thiết bị xửlý bóng đèn thải
Với thiết bị nhỏ gọn thế này mỗi khu vực như Hạ Long, Uông Bí- Đông Triều, Cẩm Phảngành điện có thểđầu tư một thiết bị xửlý bóng đèn thải đây được coi là biện pháp phù hợp với điều kiện thực tế.
3.2.2.3 Công nghệ thiêu đốt
Đốt là quá trình oxy hóa chất thải ở nhiệt độ cao. Công nghệ này rất phù hợp để xử lý CTNH hữu cơ như cao su, nhựa, giấy, da, cặn dầu, dung môi, thuốc bảo vệ thực vật và đặc biệt là chất thải y tế trong những lò đốt chuyên dụng 02 cấp hoặc công nghiệp như lò nung xi măng. Hiện tại, các cơ sở quản lý môi trường cũng đang quan tâm đến việc liên kết với các nhà máy xi măng để xử lý một số loại CTNH (đã có dựán đốt thử nghiệm tại Nhà máy ximăng Holcim ởKiên Giang). Tuy nhiên, để triển khai được theo hướng này, cần có thời gian chuẩn bị nhiều mặt, cả về pháp lý, nguồn lực thu gom vận chuyển, sự đồng thuận của cộng đồng và doanh nghiệp. Theo các tài liệu kỹ thuật thì khi thiết kếlò đốt chất thải phải đảm bảo 4 yêu cầu cơ
bản: cung cấp đủ oxy cho quá trình nhiệt phân bằng cách đưa vào buồng đốt một lượng không khí dư; khí dư sinh ra trong quá trình cháy phải được duy trì lâu trong lò đốt đủ để đốt cháy hoàn toàn (thông thường ít nhất là 4 giây); nhiệt độ phải đủ cao (thông thường cao hơn 1.000C); yêu cầu trộn lẫn tốt các khí cháy xoáy.
Các lò đốt này đều sử dụng quy trình công nghệ dạng buồng đốt tĩnh theo mẻ và thiêu đốt hai cấp. Lò thường cấu tạo 2 buồng đốt gồm: buồng đốt sơ cấp để đốt cháy các chất thải cần tiêu hủy hoặc hóa hơi chất độc ở nhiệt độ 400-800oC; buồng đốt thứ cấp để tiếp tục đốt cháy hơi khí độc phát sinh từ buồng đốt sơ cấp ở nhiệt độ trên 1100oC. Một số lò có bổ sung thêm buồng đốt bổ sung sau buồng đốt thứ cấp để tăng cường hiệu quả đốt các khí độc. Đa số các lò không có biện pháp lấy tro trong quá trình đốt. Các lò đốt đều trang bị hệ thống xử lý khí thải bao gồm trao đổi nhiệt (hạ nhiệt bằng không khí hoặc nước); hấp thụ(phun sương hoặc sục dung dịch kiềm) và có thể có hấp phụ (than hoạt tính).
Ưu điểm của công nghệ lò đốt tĩnh hai cấp là công nghệ đơn giản, sẵn có (nhập khẩu hoặc chế tạo trong nước), chi phí đầu tư hợp lý, dễ vận hành phù hợp điều kiện Việt Nam. Lò đốt cũng là công nghệ chủ lực trong các cơ sở xử lý CTNH do có dải CTNH xử lý rộng (bao gồm cả chất thải y tế). Kể cả các lò đốt nhập từ