Thời gian (phút)
Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp
(°C) Thời
gian (phút)
Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp (°C) Thiết kế ban đầu Thiết kế mới Thiết kế ban đầu Thiết kế mới 0 30 30 65 341 811 5 43 101 70 385 834 10 55 179 75 417 851 15 69 315 80 438 880 20 83 403 85 470 889 25 101 457 90 491 901 30 124 510 95 512 912 35 140 545 100 528 922 40 174 589 105 533 935 45 218 633 110 540 941 50 253 689 115 548 949 55 287 741 120 551 961 60 306 783 .
74
Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ tại buồng đốt sơ cấp trong 2 giờ cháy đầu Bảng 3.7 Số liệu về nhiệt độ tại buồng đốt trong toàn bộ quá trình cháy
Thời gian (giờ)
Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp
(°C) Thời
gian (giờ)
Nhiệt độ buồng đốt sơ cấp (°C) Thiết kế ban đầu Thiết kế mới Thiết kế ban đầu Thiết kế mới 0 30 30 7.5 864 523 0.5 510 124 8 788 511 1 783 306 8.5 702 497 1.5 901 491 9 534 466 2 961 551 9.5 401 435 2.5 993 585 10 313 388 3 1005 604 10.5 299 356 3.5 1012 615 11 273 350 4 1019 611 11.5 264 347 4.5 1024 621 12 246 339 5 1025 624 12.5 240 328 5.5 1024 619 13 234 313 6 1002 604 13.5 219 279 6.5 971 578 14 202 245 7 929 549 0 200 400 600 800 1000 1200 0 20 40 60 80 100 120 N hi ệt đ ộ ( ° C) Thời gian (phút)
75
Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ buồng đốt sơ cấp
khi đốt trong toàn bộ quá trình cháy
Chúng ta có thể nhận thấy khả năng thiêu đốt của lò đốt ban đầu đối với các loại chất thải có độ ẩm cao như CTNH có nguy cơ chứa Sars-CoV-2 là rất kém. Với thiết kế cũ của lò, trong 2 giờ đầu, nhiệt độ tại buồng đốt sơ cấp chỉ có thể nâng lên được gần 600°C, và nhiệt độ trong suốt quá trình cháy có giá trị tối đa là 624°C. Thời gian cháy là khoảng 12 tiếng. Khi lò đốt được cải tiến bằng phương án sấy chất thải và gia nhiệt thêm cho buồng đốt sơ cấp bằng khí nóng, nhiệt độ ban đầu của buồng đốt được nâng lên rất nhanh. Trong 20 phút đầu nhiệt độ trong buồng đốt đã đạt tới 400°C và sau 2 tiếng mức nhiệt đã đạt tới gần 1000°C. Nhiệt độ tối đa đo được tại buồng đốt sơ cấp lên tới 1025°C. Thời gian cháy cũng đã được rút ngắn xuống chỉ còn khoảng 8.5 tiếng, tương đương với khoảng 0.7 lần thời gian đốt cháy của lò đốt ban đầu. Như vậy, đối với loại chất thải có độ ẩm cao như CTNH có nguy cơ chứa Sars-CoV-2, đặc biệt là chất thải từ các khu cách ly tập trung, lò đốt sau khi được cải tiến vẫn đảm bảo quá trình thiêu đốt chất thải diễn ra mạnh mẽ và hiệu quả mà không cần sử dụng tới đầu đốt phụ hỗ trợ sự cháy. 0 200 400 600 800 1000 1200 0 2 4 6 8 10 12 14 N hi ệt đ ộ ( ° C)
Thời gian (giờ)
Series1Thiết kế mới Series2Thiết kế ban đầu
Thời điểm kết thúc sự cháy
76
3.4 Đánh giá
Với các số liệu đo đạc được trong quá trình vận hành thử nghiệm lò đốt cải tiến, chúng tôi có thể kết luận rằng lò đốt này có mức độ phát sinh chất gây ô nhiễm thấp hơn so với lò đốt CTYT ban đầu. Nồng độ CO trong khí thải có thể được duy trì ở mức dưới 100 mg/m3
. Nồng độ các chất SO2, NOx (NO), HCl thoát ra ngoài môi trường khi khí thải được cho qua hệ thống xử lý giảm lần lượt là 10.3, 18.9 và 55.2 lần so với nồng độ các chất này khi khí thải không được xử lý. Một nhóm chất rất độc khác có trong khí thải của lò đốt CTYT, Dioxin/Furan, cũng có nồng độ giảm mạnh và được duy trì ở mức dưới 2 ng TEQ/Nm3
trong suốt quá trình lò đốt hoạt động. Với các số liệu này, lò đốt cải tiến đã có thể được Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam cấp phép hoạt động chính thức. Ngoài ra, lò đốt được cải tiến cũng được nâng cao hiệu quả hoạt động, đặc biệt trong trường hợp lò đốt phải xử lý loại chất thải có độ ẩm cao như chất thải thu gom từ các khu vực điều trị và cách ly đối tượng có liên quan tới COVID-19. Nhiệt độ cháy khi thiêu đốt chất thải được nâng lên trên 650°C và thời gian thiêu đốt giảm 30% so với thời gian thiêu đốt khi chưa được cải tiến.
Như vậy quá trình thực hiện Luận văn đã đạt được một số kết quả như sau:
- Thiết kế thành công một mạch điều khiển các thiết bị trong hệ thống lò đốt chất thải rắn y tế.
- Hoàn thành thiết kế phần cứng và lập trình phần mềm cho mạch điều khiển.
- Lắp ráp và chạy thử nghiệm mạch trên hệ thống lò đốt.
- Thiết kế thành công phần mềm hiển thị và điều khiển lò đốt trên máy tính. Tuy nhiên vẫn có một số mặt hạn chế:
- Chưa đánh giá được sự ổn định trong hoạt động của mạch điều khiển.
77
KẾT LUẬN Kết luận
Luận văn đã trình bày về hai nội dung chính:
−Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một hệ thống lò đốt chất thải rắn y tế nguy hại sử dụng áp suất âm. Đặc biệt là các đặc điểm thiết kế quan trọng của hệ thống lò đốt để có thể đáp ứng đồng thời các quy chuẩn về xử lý chất thải y tế và yêu cầu về hiệu quả kinh tế của hệ thống.
−Kết quả thiết kế hệ thống điều khiển cho lò đốt, bao gồm một mạch phần cứng và một phần mềm chạy trên máy tính. Hệ thống này phục vụ điều khiển các thiết bị hoạt động trong lò đốt, thu thập và hiển thị các dữ liệu của lò đốt. Hệ thống lò đốt cũng có thể được theo dõi và điều khiển từ xa nhờ phần mềm chạy trên máy tính.
Trong Luận văn này, chúng tôi đề xuất một phương án để cải tiến các lò đốt CTYT đã cũ, không đảm bảo được yêu cầu an toàn về xử lý khí thải. Một hệ thống xử lý khí thải được chúng tôi thiết kế để có thể ghép nối tiếp vào đầu ra của các lò đốt CTYT cũ. Hệ thống này sẽ loại bỏ các thành phần gây ô nhiễm môi trường và gây độc hại đối với sức khỏe con người nằm trong thành phần khí thải phát sinh từ quá trình thiêu đốt CTYT. Với các số liệu đo đạc được trong quá trình vận hành thử nghiệm lò đốt cải tiến, chúng tôi có thể kết luận rằng lò đốt này có mức độ phát sinh chất gây ô nhiễm thấp hơn so với lò đốt CTYT ban đầu.
Ngoài ra, hệ thống lò đốt được giới thiệu trong Luận văn đã tập trung giải quyết được một vấn đề quan trọng, vấn đề để một lò đốt chất thải có thể được áp dụng trong thực tế. Đó là vấn đề về chi phí vận hành. Hệ thống đảm bảo được khả năng xử lý chất thải rắn y tế đáp ứng đủ các quy chuẩn quốc gia về lò đốt chất thải y tế nguy hại với chi phí thấp. Hiệu suất xử lý của lò đốt ghi nhận được trong thực tế là 05 tấn chất thải rắn y tế trong thời gian 03 giờ, lượng nhiên liệu (dầu DO) tiêu tốn chỉ là 20 lít/giờ. Đây là yếu tố quan trọng giúp hệ thống lò đốt này có tính khả thi để áp dụng trong thực tế.
Hệ thống lò đốt chất thải rắn y tế nguy hại có thể hoạt động tốt trong thực tế sẽ góp phần giải quyết vấn đề về xử lý chất thải y tế nguy hại hiện nay. Từ đó, nguy cơ ô nhiễm môi trường, lây lan mầm bệnh cũng được giảm đi.
78
Hướng phát triển của Luận văn trong tương lai
Vấn đề xử lý chất thải y tế nguy hại trên thế giới không phải là một vấn đề mới, tuy nhiên, tại Việt Nam, đây vẫn còn là một vấn đề còn tồn tại rất nhiều khó khăn cần giải quyết. Trong khi đó, yêu cầu về xử lý chất thải y tế đang ngày càng lớn.
Hệ thống cải tiến cho các lò đốt CTYT này được chúng tôi thiết kế và thử nghiệm để có thể được sản xuất và lắp ráp ngay tại địa phương. Tuy nhiên, việc bộ phận chính, hệ thống xử lý khí, có kích thước lớn, cộng thêm một hệ thống xử lý nước thải kèm theo, khiến cho toàn bộ hệ thống chiếm diện tích rất lớn và chưa tối ưu cho các khu vực xử lý CTYT. Ngoài ra, hệ thống cũng yêu cầu thêm các chi phí về hóa chất để xử lý được khí thải, khiến cho chi phí vận hành hệ thống lò đốt tăng lên. Đây là những điểm hạn chế mà nhóm nghiên cứu cần khắc phục. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thiết kế và nâng cao hiệu quả xử lý khí thải của hệ thống.
Phương pháp cải tiến để có thể tái sử dụng hệ thống các lò đốt CTYT cũ hiện có là một phương án giúp nâng cao năng lực xử lý các loại chất thải y tế/chất thải lây nhiễm của Việt Nam. Đặc biệt là trong hoàn cảnh dịch bệnh COVID-19 bắt đầu bùng phát mạnh tại Việt Nam như hiện nay. Việc đảm bảo xử lý an toàn và hiệu quả các loại chất thải phát sinh do dịch bệnh COVID-19 sẽ làm giảm nguy cơ lây lan virut Sars-CoV-2 ra ngoài môi trường và cộng đồng. Điều này cũng sẽ góp phần giúp chính phủ Việt Nam có thêm biện pháp ứng phó trước những thách thức và khó khăn mà dịch bệnh COVID-19 gây ra trong hiện tại và tương lai.
79
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] World Health Organization, "Definition and characterization of health-care waste," in Safe management of wastes from health-care activities, Geneve, World Health Organization, 1999, pp. 02-19.
[2] [Online]. Available: https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Tai-nguyen-Moi- truong/Quyet-dinh-43-2007-QD-BYT-quy-che-quan-ly-chat-thai-y-te-
60652.aspx.
[3] [Online]. Available: https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Tai-nguyen-Moi- truong/Thong-tu-lien-tich-58-2015-TTLT-BYT-BTNMT-quan-ly-chat-thai-y- te-286501.aspx.
[4] [Online]. Available: https://anphatholdings.com/hoat-dong-moi-truong/tac- hai-khon-luong-cua-rac-thai-nhua-doi-voi-moi-truong-va-cuoc-song.html. [5] [Online]. Available: https://dangcongsan.vn/y-te/tang-cuong-han-che-rui-ro-
y-khoa-gay-doc-hai-moi-truong-338315.html.
[6] [Online]. Available: https://vietq.vn/gang-tay-y-te-duoc-tai-che-bang-nuoc- tay-rua-trung-quoc-d73035.html.
[7] [Online]. Available: https://vihema.gov.vn/chat-thai-y-te-la-gi-dinh-nghia- phan-loai-vi-du-va-hon-the-nua.html.
[8] Thông tư liên tịch Quy định về quản lý chất thải y tế TTLT 58/2015/TTLT- BYT-BTNMT, 2015.
[9] Đ. T. T. Phạm Ngọc Châu, "Thực trạng chất thải rắn y tế của các bệnh viện và thách thức trong phòng chống dịch Covid-19," Tạp chí Môi trường Chuyên đề II/2021, pp. 03-08, 2021.
[10] World Health Organization , [Online]. Available: https://covid19.who.int/region/wpro/country/vn.
[11] [Online]. Available: https://www.sggp.org.vn/that-chat-thu-gom-va-xu-ly- rac-thai-y-te-606828.html.
[12] [Online]. Available: https://plo.vn/do-thi/tphcm-phat-sinh-hon-86-tan-rac- thai-y-te-moi-ngay-1008641.html.
[13] [Online]. Available: https://theonecleantech.com.vn/xu-ly-rac-thai-y-te-tai- viet-nam.html.
[14] [Online]. Available: https://baoquangninh.com.vn/xu-ly-chat-thai-y-te-o- benh-vien-da-khoa-huyen-dong-trieunghiem-tuc-thuc-hien-dung-quy-trinh-
80 2248448.html.
[15] [Online]. Available: http://xulyracthaiyte.vn/tin-tuc/rac-thai-y-te-tuyen- huyen-va-tinh-duoc-xu-ly/.
[16] T. E. I. O. B. T. Cevat Yaman, "Medical Waste Management-Medical Waste Disposal in Istanbul," in Istanbul International Solid Waste, Water and Wastewater Congress 2013, 2013.
[17] [Online]. Available: https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch02/final/c02s03.pdf.
[18] O. O. Olanrewaju, "Design of Medical Wastes Incinerator for Health Care Facilities in Akure," Journal of Engineering Research and Reports. 2019. 5(2): 1-13, vol. 5, no. 2, pp. 1-13, 2019.
[19] [Online]. Available: http://xulyracthaiyte.vn/tin-tuc/lo-dot-rac-thai-y-te/. [20] Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn y tế QCVN
02:2012/BTNMT, 2012.
[21] [Online]. Available: https://caobangedu.vn/mau-thung-rac-duoc-quy-dinh- nhu-the-nao.html.
[22] [Online]. Available: http://www.kusukusu.co.jp/english/catalog.html.
[23] B. D. S. K. G. A. Mukherjee, "A Review on Technologies of Removal of Dioxins and Furans from Incinerator Flue Gas," Procedia Environmental
Sciences 35, pp. 528-540, 2016.
[24] [Online]. Available: https://hoplongtech.com/tin-tuc/tong-quan-ve-ap-suat- am.
[25] [Online]. Available: http://www.atpvietnam.com.vn/san-pham/dau-dot-dau- do-riello-3-cap-loai-press-tg/798.html.
[26] [Online]. Available: https://binhngan.com/san-pham-khac/quat-ly-tam-la-gi- su-dung-quat-ly-tam-hieu-qua-nhu-the-nao-doi-voi-nha-xuong/.
[27] [Online]. Available: https://bomquatmaynen123.blogspot.com/2018/02/hinh-anh-quat.html.
[28] [Online]. Available: https://dtech.vn/bien-tan-ls-ig5a-p-c-69.html.
[29] [Online]. Available: https://dtech.vn/bien-tan-la-gi-cau-tao-bien-tan-loi-ich- cua-bien-tan-gp-1153.htm#:~:text=Các%20bộ%20phận%20chính%20 của,module%20truyền%20thông%2C....
[30] [Online]. Available: https://mobitool.net/cam-bien-nhiet-do-thermocouple- k.html.
81 [31] [Online]. Available: https://dientuhte.com/ic-on-ap-5vdc-ams1117.
[32] [Online]. Available: https://www.digikey.ee/en/product-highlight/t/texas- instruments/ads1118-adc-qfn10.
[33] [Online]. Available: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- pdf/view/424550/TI1/ADS1118.html.
[34] [Online]. Available: https://banlinhkien.com/relay-5v10a-srd05vdcslc- chinh-hang-p6652427.html.
[35] [Online]. Available: https://www.ti.com/product/TM4C123GH6PM.
[36] [Online]. Available: https://huihuanhuanbao.en.made-in- china.com/product/bSkEWBodAxGc/China-Cems-5100-on-Line-Test- Equipment.html.
[37] B. Y. tế. [Online]. Available: https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Tai- nguyen-Moi-truong/Quyet-dinh-43-2007-QD-BYT-quy-che-quan-ly-chat- thai-y-te-60652.aspx.
[38] "Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn y tế," [Online]. Available: https://scem.gov.vn/vi/download/tieu-chuan/QCVN-02-2012- BTNMT-Quy-chuan-ky-thuat-quoc-gia-ve-khi-thai-lo-dot-chat-thai-ran-y- te.html.
82 PHỤ LỤC Code cho TM4C123GH6PM • Main.c /* * main.c */ #include "include.h" //int32_t test[7000]; //int32_t test[100];
void main(void) {
SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_20 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN |
SYSCTL_XTAL_16MHZ); //200/5 Config_LED(); Config_SWITCH(); Config_GPIO_D(); Config_UART(); // Config_ADC(); // Config_TempSensor(); Config_Timer(); // Config_PWM(); IntMasterEnable(); while(1) { // Blinky_LED(); // ADCProcessorTrigger(ADC0_BASE, 1); // ADCProcessorTrigger(ADC1_BASE, 3); // Process_PWM(); } } • Include.h #ifndef INCLUDE_H_ #define INCLUDE_H_
//thu vien ho tro ve bool, int, string va toan hoc math
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
83
//thu vien driver API
#include "driverlib/gpio.h" #include "driverlib/can.h" #include "driverlib/eeprom.h" #include "driverlib/i2c.h" #include "driverlib/lcd.h" //#include "driverlib/lcd16x2.h" #include "driverlib/mpu.h" #include "driverlib/pwm.h" #include "driverlib/sysctl.h" #include "driverlib/pin_map.h" #include "driverlib/timer.h" #include "driverlib/adc.h" #include "driverlib/interrupt.h" #include "driverlib/qei.h" #include "driverlib/fpu.h" #include "driverlib/uart.h" #include "driverlib/rom.h"
//thu vien ho tro phan cung
#include "inc/hw_ints.h"
#include "inc/hw_gpio.h"
#include "inc/hw_memmap.h"
#include "inc/hw_types.h"
//thu vien khai bao them (dua vao cac module minh tao ra)
#include "GPIO/GPIO.h" #include "ADC/ADC.h" #include "TIMER/Timer.h" #include "UART/UART.h" #include "PWM/PWM.h" #include "UART/uartstdio.h" #include "UART/ustdlib.h" char Leave_Request[20];
//extern int32_t test[7000];
volatile float Voltage;
int32_t Read_GPIO;
#endif /* INCLUDE_H_ */
• UART.c
84
#include "UART.h"
/*
void Request_Classifying(char *pRequest) {
if(strcmp(pRequest,"<b00001>") == 1)
GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_1); }
*/
static void Reset_Data(char *pBuff) { while(*pBuff != 0x00) { *pBuff = 0x00; pBuff++; } } #ifdef UART_NORMAL
static void Reset_Buffer(char *pBuff) {
while(*pBuff != 0x0A) {
*pBuff = 0; pBuff++; }
}
void UARTGetBuffer(char *pBuff) {
static uint16_t i=0;
char c; if(i==0) Reset_Buffer(pBuff); while(UARTCharsAvail(UART0_BASE)) { c = UARTCharGet(UART0_BASE); *(pBuff+i)=c; i++; } if(c==0x0A || c=='n') i=0; }
85 { /* int j; for (j=0 ; j<16 ; j++) Buff[j] = Lenh[j]; */ uint16_t i=0;
while(Buff[i] != 0x0A && Buff[i] != 'n') {
UARTCharPut(UART0_BASE, Buff[i]); i++;
} }
static void UART_ISR(void) {
UARTGetBuffer(&Buff[0]);
UARTIntClear(UART0_BASE, UARTIntStatus(UART0_BASE, true)); }
void Config_UART(void) {
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_UART0); SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOA); GPIOPinConfigure(GPIO_PA0_U0RX);
GPIOPinConfigure(GPIO_PA1_U0TX);
GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1); UARTClockSourceSet(UART0_BASE, UART_CLOCK_SYSTEM);
UARTConfigSetExpClk(UART0_BASE, SysCtlClockGet(), 9600, UART_CONFIG_WLEN_8 | UART_CONFIG_STOP_ONE | UART_CONFIG_PAR_NONE);
UARTIntRegister(UART0_BASE, &UART_ISR); IntEnable(INT_UART0);
UARTIntEnable(UART0_BASE, UART_INT_RX | UART_INT_RT); }
#endif
#ifdef UART_BUFFERED
void Config_UART(void) {
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOA); UARTStdioConfig(0,9600,SysCtlClockGet());
UARTClockSourceSet(UART0_BASE, UART_CLOCK_SYSTEM);
GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1); GPIOPinConfigure(GPIO_PA0_U0RX);
GPIOPinConfigure(GPIO_PA1_U0TX); UARTEchoSet(false);