2. Xử lý bằng phương pháp hoá học
10.6. XỬ LÍ CHẤT THẢI NGUY HẠ
Các chất thải nguy hại ở dạng khí, lỏng, rắn được thải ra từ các cơ sở công nghiệp trong các dòng thải: khí thải, nước thải, rác thải, các chất độc hại có trong các sản phẩm sử dụng trong sinh hoạt: xăng, dầu, ắc quy, chất tẩy, sơn, thuốc trừ sâu... do người dân thải bỏ cùng với nước thải và rác thải gây ô nhiễm không khí, nước bề mặt, nước ngầm, gây ô nhiễm đất, gây tích tụ sinh học, gây cháy nổ làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái và gây nguy hiểm cho sức khoẻ cộng đồng.
Các chương trình xử lý chất thải nguy hại bao gồm những chiến lược sau:
+ Giảm lượng và độđộc hại của chất thải nguy hại tại nguồn.
+ Xử lý để tách riêng các chất thải nguy hại, biến đổi hoá học, sinh học nhằm phá huỷ các chất thải nguy hại hoặc biến đổi chúng thành các chất ít nguy hại hơn.
+ Thải bỏ chất thải nguy hại theo đúng kỹ thuật để không gây tác hại tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng.
Các quá trình kỹ thuật cơ bản xử lý chất thải nguy hại: Có nhiều quá trình kỹ
thuật được áp dụng để xử lý chất thải nguy hại. Các quá trình điển hình nhất có thể
chia ra thành 4 nhóm:
- Các quá trình hoá lý: chủ yếu để tách chất thải nguy hại từ pha này sang pha khác hoặc để tách pha nhằm giảm thể tích dòng thải chứa chất thải nguy hại.
- Các quá trình hoá học: để biến đổi hóa học các chất thải nguy hại thành chất không độc hay ít độc hơn.
- Các quá trình sinh học: để phân huỷ sinh học các chất thải nguy hại hữu cơ. - Các kỹ thuật thải bỏ chất thải nguy hại.
Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và mặt hạn chế của nó, vì vậy việc lựa chọn phương pháp xử lý là tuỳ thuộc vào:
+ Nồng độ chất thải
+ Tiêu chuẩn môi trường
+ Các yếu tố kinh tế - kỹ thuật
Mặt khác, không một phương pháp nào có thể xử lý triệt để chất thải do vậy trên thực tế thường áp dụng dây chuyền xử lý bao gồm một tập hợp các quá trình xử lý liên kết và bổ sung cho nhau đểđạt được mục tiêu xử lý.
Ví dụ: Để tách các kim loại nặng ra khỏi dòng thải người ta dùng nối tiếp 3 quá trình: Kết tủa, tạo bông, lắng. Để tách dầu khỏi nhũ tương dầu - nước, người ta dùng 3 quá trình phá nhũ tương (bằng hoá học), phân ly, gạn.
Đốt (inineration)
Đốt chất thải là quá trình oxy hoá chất thải bằng oxy không khí ở nhiệt độ cao. Các chất thải nguy hại có thể xử lý bằng phương pháp đốt là dung môi hữu cơ, dầu thải và các chất chứa dầu, plastic cao su, sơn, chất thải bệnh viện, chất thải của các xí nghiệp dược phẩm, phenol, nhựa và sáp, chất thải hữu cơ chứa S, P, N và halogen, thuốc trừ sâu,... Các chất thải không nên xử lý bằng phương pháp đốt: chất thải phóng xạ, chất thải dễ nổ.
Nhiệt độ quá trình to > 900oC vì: 900 - 10000oC hydrocarbons cháy hết
1100 - 1200oC PCB: hợp chất hữu cơ chứa Cl sẽ cháy hết < 900oC dioxin và furan sẽ hình thành
Thời gian lưu của chất thải trong lò đốt đủ để cháy đối với pha khí ít nhất là 2 giây, còn với pha rắn phải 1 vài giờ tuỳ loại và kích thước chất thải, phải đảm bảo tiếp xúc tốt giữa oxy không khí với chất thải bằng đảo trộn pha rắn và tốc độ dòng khí.
Sản phẩm của quá trình đốt là khói lò có chứa bụi, các oxit kim loại nặng và các khí axit vì vậy phải xử lý trước khi đưa vào không khí.
Xử lý bụi bằng: cyclone, lọc điện, lọc túi, tháp rửa.
Xử lý khí bằng tháp lọc bụi: dùng các dung dịch kiềm của sữa vôi, soạn để hấp thụ hoá học. Tro của lò đốt đem vùi lấp.
Có thểđốt chất thải trong lò xi măng, lò nung kiểu lò quay vì có nhiệt độ cao và thời gian lưu đủ để phân huỷ chất thải. Cũng có thể đốt chất thải trong lò hơi, song hệ
thống sau lò hơi, lò xi măng, lò nung không đủđể xử lý các chất độc trong khói. Nhiệt toả ra khi đốt chất thải được tận dụng để cấp nước nóng, tạo hơi nước,...
Trao đổi ion (ion exchange)
Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi ion trong pha rắn với ion có trong dung địch. Quá trình được dùng để tách các kim loại Pb, Zn, Cu, Hg, Cr Ni, Cd, Mn, hợp chất As, P, CN-, các chất lỏng phóng xạ khỏi nước thải.
Pha rắn trao đổi ion gọi là các ionit.
Pha rắn trao đổi các ion dương gọi là cation. Pha rắn trao đổi các ion âm gọi là anion.
Pha rắn trao đổi cả con dương và con âm gọi là hỗn hợp.
Dưới đây là dãy xếp thứ tự các con theo năng lượng đẩy của chúng:
Ổn định, đóng rắn (Stabilization/Solidification)
Ổn định/đóng rắn là công nghệ trộn vật liệu khác (chất đóng rắn) tạo thành thể
rắn bao lấy chất thải hoặc cốđịnh chất thải trong cấu trúc của vật rắn.
Quá trình này được sử dụng phổ biến để xử lý chất thải của sản xuất kim loại, mạ
kim loại, nóng chảy Pb, chất thải tuyển khoáng, bùn, tro của lò đốt... tạo thành khối rắn dễ vận chuyển và thải bỏ.