PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.3. CƠ SỞ KHOA HỌC XỬ LÝ RTSH
2.3.1. Phương pháp xử lý nhiệt
a. Nhiệt phân (pyrolysis)
Đây là phương pháp xử lý rác tiến bộ, được thực hiện ở các nước đang phát triển (Mỹ, Đan Mạch,…). Nhiệt phân là quá trình phân hủy CTR bằng nhiệt trong điều kiện thiếu oxi để phân hủy thành khí đốt theo các phản ứng:
C + O2 → CO2
C + H2O → CO + H2
C + 1/2O2 → CO C + H2 → CH4
Các sản phẩm sinh ra từ quá trình nhiệt phân là các sản phẩm khí chủ yếu như CH4, H2, CO, CO2 và một số sản phẩm lỏng cĩ chứa các chất như acid, acetic, acctone, metaganol,… được tận dụng làm nguyên liệu để chế biến các sản phẩm cĩ ích khác, tuy nhiên chỉ cĩ 31-37% CTR phân hủy, phần cịn lại được xử lý tiếp tục bằng phương pháp thiêu đốt.
b. Thiêu đốt rác (Incineration)
Đốt là phương pháp xử lý rác phổ bíến nhất ngày nay được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng. Đây là quá trình oxi hĩa chất thải rắn ở nhiệt độ cao tạo thành CO2 và hơi nước theo phản ứng:
CXHYOZ + O2→ CO2 + H2O
Ưu điểm: Xử lý triệt để rác thải; tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và các chất ơ nhiễm; diện tích xây dựng nhỏ; vận hành đơn giản; cĩ thể xử lý chất thải rắn cĩ chu kỳ phân hủy lâu dài.
Nhược điểm: là việc sinh khĩi bụi và một số khí ơ nhiễm khác như SO2, HCl, NOx, CO,… Do vậy khi thiết kế xây dựng lị đốt phải xây dựng theo hệ thống xử lý khí thải.
Việc sử dụng các lị thiêu đốt hiện nay khơng dừng lại ở mục đích giảm thể tích ban đầu của rác (giảm khoảng 90%), mà cịn thu hồi nhiệt phục vụ các nhu cầu khác nhau như tận dụng cho lị hơi, lị sưởi, cấp điện,…
Ở Việt Nam cơng nghệ thiêu đốt thích hợp cho việc xử lý chất thải bệnh viện, chất thải nguy hại, các loại chất thải cĩ thời gian phân hủy dài.
2.3.2. Xử lý sinh học
a.Phương pháp xử lý hiếu khí tạo thành phân bĩn (Composting)
Đây là phương pháp được áp dụng khá phổ biến ở hầu hết các quốc gia. Việc ủ CTR với thành phần chủ yếu là chất hữu cơ dễ phân hủy cĩ thể được tiến hành ngay ở các hộ gia đình để tạo thành phân bĩn cho. Ưu điểm của phương pháp này là giảm được đáng kể khối lượng rác, đồng thời tạo ra phân bĩn hữu cơ
giúp ích cho cơng tác cải tạo đất. Chính vì vậy phương pháp này được ưa chuộng ở các quốc gia nghèo và các nước đang phát triển.
Quá trình ủ rác hiếu khí diễn ra theo phản ứng sau:
Vi khuẩn hiếu khí
Chất hữu cơ Chất mùn + CO2+ H2O+ NH3+ SO2
Phương pháp ủ rác hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí với sự cĩ mặt của oxi. Thường chỉ sau 2 ngày nhiệt độ đống ủ tăng lên khoảng 450C, sau 6-7 ngày cĩ thể đạt tới 70-750C. Nhiệt độ này chỉ đạt được với điều kiện duy trì mơi trường tối ưu cho vi khuẩn hoạt động như oxi, độ ẩm, tỉ số C/N, pH và một số chất dinh dưỡng vơ cơ chủ yếu như phốt pho, lưu huỳnh, kali, nitơ… Sự phân hủy hiếu khí diễn ra khá mạnh, chỉ sau 2-4 tuần rác được phân hủy hồn tồn. Các vi khuẩn gây bệnh và cơn trùng bị tiêu diệt do nhiệt độ ủ tăng. Bên cạnh đĩ, mùi hơi cũng bị khử nhờ quá trình ủ hiếu khí, độ ẩm tối ưu cho quá trình này là 50-600C.
b. Xử lý kỵ khí (Anaerobic)
Cơng nghệ ủ kỵ khí cũng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới, đặc biệt ở Ấn Độ, chủ yếu thực hiện ở qui mơ nhỏ.
Vi khuẩn kỵ khí
Chất hữu cơ Các chất đơn giản + CO2 + CH4+ NH3+ H2S
+ Ưu điểm: Chi phí đầu tư ban đầu thấp; Sản phẩm phân hủy cĩ thể kết hợp xử lý với phân hầm cầu và phân gia súc cho phân hữu cơ cĩ hàm lượng dinh dưỡng cao; Đặc biệt lá thu hồi khí CH4 làm nguồn cung cấp nhiệt phục vụ cho các nhu cầu đung nấu, lị hơi,…
+ Nhược điểm: Thời gian phân hủy thường kéo dài 4-12 tháng, lâu hơn xử lý hiêú khí. Các chất khí sinh ra từ quá trình phân hủy kị khí chủ yếu là H2S, NH3
gây mùi hơi khĩ chịu. Hoiwn nữa các vi khuẩn gây bệnh khơng bị tiêu diệt do quá trình phân hủy xảy ra ở nhiệt độ thấp.
c. Phương pháp xử lý kỵ khí kết hợp với hiếu khí (Combined anaerobic and aerobic)
Cơng nghệ này sử dụng cả 2 phương pháp xử lý hiếu khí và kị khí kết hợp với nhau.
Ưu điểm: Khơng cĩ lượng nước thải ra từ quá trình phân hủy hiếu khí; Sử dụng nước rị rỉ trong quá trình ủ để len men kỵ khí; Vừa tạo được lượng phân bĩn phục vụ nơng nghiệp và tạo khí CH4 cung cấp nhiệt.
2.3.3. Phương pháp xử lý hĩa học
Các giải pháp xử lý hĩa học thường được ứng dụng để xử lý CTR cơng nghiệp. Các giải pháp xử lý hĩa học hiện nay chủ yếu dựa trên các phản ứng oxi hĩa-khử, trung hịa, thủy phân,... Chủ yếu để phá hủy CTR hoặc làm giảm độc tính của CTR nguy hại.
Sử dụng vơi, kiềm làm giảm khả năng gây độc của các kim loại nặng do tạo thành các hydroxit khơng hịa tan. Đối với các CTR cĩ tính axit cĩ thể trung hịa bằng các chất kiềm và ngược lại.
2.3.4. Phương pháp ổn định hĩa
Phương pháp ổn định hĩa (cố định, đĩng rắn) chủ yếu được xử dụng để xử lý CTR nguy hại nhằm 2 mục đích: Giảm rị rỉ các chất độc hại bằng cách giảm bề mặt tiếp xúc, hạn chế mức cao sự thẩm thấu của chất thải vào mơi trường, và cải thiện kích thước chất thải về độ nén và độ cứng.
Ổn định chất thải là cơng nghệ trộn vật liệu thải với vật liệu đống rắn, tạo thành thể rắn bao lấy chất thải hoặc chất thải trong cấu trúc của vật rắn. Phương pháp này thường dùng để xừ lý CTR của kim loại, mạ kim loại, chì, tro của lị đốt,… tạo thành khối rắn để vận chuyển và chơn lấp trong bãi chơn lấp rác hợp vệ sinh.
2.3.5. Chơn lấp rác
a. Bãi chơn lấp rác thơng thường (Open dump)
Đây là phương pháp xử lý rác cổ điển đã được lồi người áp dụng từ lâu đời. Hiện nay, các đơ thị ở Việt Nam và một số nước khác vẫn cịn đang áp dụng.
Ưu điểm: Đây là phương pháp xử lý rác đơ thị rẻ tiền nhất, chỉ tốn chi phí cho cơng việc thu gom và vận chuyển rác từ nơi phát sinh đến bãi rác.
Phương pháp này cĩ nhiều nhược điểm: Gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến cảnh quan, gây mùi khĩ chịu cho con người; là mơi trường thuận lợi cho các loại động vật gặm nhấm, các loại cơn trùng, vi trùng gây bệnh sinh sơi nảy nở gây nguy hiểm cho sức khỏe con người; gây ơ nhiễm mơi trường nước và khơng khí; cần diện tích bãi thải lớn.
b. Bãi chơn lấp hợp vệ sinh (Sanitary landfill)
Phương pháp này được nhiều đơ thị trên thế giới (ở Mỹ, Anh, Nhật,…) áp dụng trong quá trình xử lý CTR đặc biệt là rác thải sinh hoạt. Đây là phương pháp xử lý rác thích hợp nhất trong điều kiện khĩ khăn về vốn đầu tư nhưng lại cĩ mặt bằng đủ lớn và nguy cơ gây ơ nhiễm mơi trường ít.
Trong bãi chơn lấp rác hợp vệ sinh, bên dưới thành đáy được phủ lớp chống thấm cĩ lắp đặt hệ thống ống thu nước rị rỉ và hệ thống thu khí thải từ bãi rác. Nước rị rỉ sẽ được thu gom và xử lý để đạt tiêu chuẩn quy định.
Bãi chơn lấp hợp vệ sinh sinh hoạt động bằng cách: mỗi ngày trải một lớp mỏng rác, sau đĩ nén ép chúng lại, bằng các loại xe cơ giới, tiếp tục trải lớn một lớp đất mỏng độ 25cm. Cơng việc này cứ tiếp tục đến khi nào bãi rác đầy.