II.1. Công nghệ xử lý chất thải gây ô nhiễm khí
a. Giảm thiểu phát sinh ô nhiễm khí
Đó là giải pháp khống chế các thông số kỹ thuật để hạn chế lợng các chất ô nhiễm phát sinh trong khí thải thông qua việc hạn chế điều kiện hình thành ra chúng. Biện pháp giảm thiểu đầu nguồn là một biện pháp xử lý phù hợp với nguyên lý sản xuất sạch, nó giúp giảm đáng kể chi phí xử lý cuối đờng ống. Biện pháp giảm thiểu bao gồm hai nội dung cơ bản:
− Khống chế thành phần nguyên, nhiên liệu đa vào quá trình sản xuất (xử lý đầu đờng ống).
− Bảo đảm chế độ kỹ thuật tốt nh duy trì nhiệt độ cháy thích hợp, cung cấp ôxy đầy đủ, bảo đảm thời gian lu các sản phẩm cháy …, đặc biệt là thời gian lu cháy của chất khí.
b. Xử lý ô nhiễm khí sau nguồn gây ô nhiễm (xử lí cuối đờng ống)
1. Xử lý bụi
Tuỳ theo nồng độ bụi, tính chất vật lý, tính chất hoá học của dòng khí thải chứa bụi… và các yêu cầu chất lợng sau xử lý mà có thể sử dụng công nghệ và thiết bị phù hợp. Bụi có thể đợc tách ra khỏi dòng khí dới dạng bụi khô hoặc dới dạng bùn ớt. Sau đây là một số công nghệ và thiết bị hiện đợc dùng phổ biến để xử lý bụi.
• Lắng trọng lực:
Cơ chế tách bụi theo phơng pháp này là làm cho bụi lắng xuống dới tác dụng của trọng lực. Thiết bị đơn giản nhất đó là buồng lắng, dùng để tách bụi có kích thớc lớn ra khỏi dòng khí. Phạm vi áp dụng: Thờng sử dụng để tách bụi sơ bộ có nồng độ cao, kích thớc lớn: d > 50àm. • Lắng ly tâm:
Thiết bị có tên là xyclon. Dòng khí bụi đợc đa và thiết bị
theo phơng tiếp tuyến với thân hình trụ của thiết bị, dới tác dụng của lực ly tâm các hạt bụi bị đẩy ra xa tâm quay rồi chạm vào thành thiết bị, hạt bụi mất động năng và rơi xuống đáy dới tác dụng của trọng lực. Hiệu suất tách bụi của xyclon khô đối với bụi có kích thớc trên 40àm có thể đạt tới 75 - 90%.(Hình
III.3).
• Lắng tĩnh điện (EPS):
Có hai loại EPS: kiểu ống và kiểu tấm. Kiểu ống thờng đợc sử dụng để thu hồi bụi ở dạng lỏng còn kiểu tấm dùng thu hồi bụi ở dạng khô. Khí sạch Khí + bụi B ụi
Hình III.3: Sơ đồ làm việc của xyclon (thiết bị tách bụi ly tâm)
Hình III.4: Sơ đồ không gian xyclon ớt Khí + bụi N ớc + bùn N ớc sạch Khí sạch N ớc K hí ra Khí vào Khí vào K hí ra Bụi lắng
Nguyên tắc của phơng pháp: khí thải chứa bụi đợc thổi qua không gian giữa hai loại điện cực: điện cực lắng và điện cực quầng. Các hạt bụi sẽ chuyển động về phía điện cực lắng và dính vào nhau và tạo thành những mảng bụi còn khí sạch thoát ra ngoài. Các mảng bụi đợc định kỳ tách ra khỏi thiết bị bằng cơ học (rung, lắc), điện từ hoặc rửa.
• Tách bụi bằng vật liệu lọc:
Nguyên tắc: hạt bụi đợc tách khỏi dòng khí nhờ môi trờng xốp (vải, sợi thuỷ tinh…). Các hạt bụi bị giữ lại phía trên hoặc trong vật liệu lọc và chúng sẽ đợc định kỳ tách ra bằng cách lắc, rung hoặc thổi dòng khí sạch ngợc chiều.
• Xyclon ớt:
Các giọt nớc sẽ bắt các hạt bụi, dới tác dụng của lực ly tâm, văng ra phía ngoài và va chạm vào thành ớt của xyclon. Sau đó chúng sẽ theo thành này chảy xuống đáy của xyclon và sẽ bị loại bỏ.(Hình III.4).
• Tháp rửa khí rỗng:
Thiết bị này thờng đợc sử dụng để lọc bụi thô trong khí thải. Nớc đợc phun thành những giọt nhỏ ngợc chiều hoặc vuông góc với dòng khí bụi. Dới tác dụng va đập quán tính giữa hạt bụi và giọt nớc, bụi sẽ bị dính vào giọt nớc và lắng xuống. Khí sạch sẽ ra khỏi thiết bị.
2. Xử lý các chất ô nhiễm dạng khí
• Phơng pháp hấp thụ:
Là phơng pháp làm sạch khí thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí độc hại chứa trong hỗn hợp khí vào trong một dung dịch chất lỏng. Các khí độc hại nh SO2, H2S, NH3, HF… th- ờng đợc xử lý theo phơng pháp này. Cac dung dịch dùng để hấp thụ thờng là: nớc, dung dịch sữa vôi, dung dịch sôđa, dung dịch kiềm…
Các thiết bị của phơng pháp hấp thụ thờng là các tháp rửa khí rỗng (hình III.5) và tháp đệm. Đối với tháp rửa khí rỗng, chất lỏng dùng để hấp thụ đợc phun thành các hạt nhỏ theo phơng cắt ngang hoặc ngợc chiều với dòng khí thải. Các hạt nớc nhỏ ly ty tiếp xúc với khí thải và hấp thụ khí độc hại trong khí thải. Để tăng cờng khả năng tiếp xúc giữa chất lỏng và khí thải ngời ta dùng tháp rửa rỗng có thêm lớp vật liệu đệm (tháp đệm).
• Phơng pháp hấp phụ:
Phơng pháp này dựa trên cơ sở hấp phụ khí và hơi độc hại với sự tham gia của chất hấp phụ rắn nh: than hoạt tính, than xơ dừa, silicgen, zeolit… Phơng pháp này chủ yếu đợc sử dụng để hấp phụ và sử dụng lại các dung môi hữu cơ. ở đây lợi dụng tính chất vật lý của một số vật liệu rắn nhiều lỗ rỗng với các cấu trúc siêu hiển vi, cấu trúc đó có tác dụng chắt lọc hơi khí độc hại trong hỗn hợp khí thải và giữ chúng trên bề mặt của mình. Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính.
• Phơng pháp ngng tụ
Các chất dung môi hữu cơ bay hơi thải vào không khí nh: xăng, dầu, axeton, etyl ete, tolulen… có thể đợc thu hồi bằng phơng pháp ngng tụ. Phơng pháp ngng tụ đợc dùng phổ biến nhất là phơng pháp giảm nhiệt độ (làm lạnh). Các chất hữu cơ bay hơi đ- ợc làm lạnh đến điểm sơng, bị ngng tụ và tách khỏi dòng khí thải. Có thể làm lạnh trực tiếp hoặc làm lạnh gián tiếp. Phơng pháp làm lạnh trực tiếp là dùng tác nhân lạnh tiếp xúc trực tiếp với khí thải, gây hiệu ứng ngng tụ chất ô nhiễm độc hại, sau đó tách khí độc hại đã ngng tụ ra khỏi tác nhân lạnh. Phơng pháp gián tiếp là dùng phơng tiện trao đổi nhiệt (gián tiếp), chất thải độc hại ngng tụ đợc thu hồi dễ dàng, không cần thiết phải có thiết bị phân tách.
• Phơng pháp sinh hoá - vi sinh
Trong môi trờng tự nhiên (đất, nớc, không khí…) có rất nhiều loại vi sinh vật sống bằng nguồn dinh dỡng gồm các chất hữu cơ và vô cơ. Phơng pháp sinh hoá - vi sinh là lợi dụng các vi sinh vật phân huỷ hoặc tiêu thụ các khí thải độc hại, nhất là các khí thải
từ các nhà máy thực phẩm, nhà máy phân đạm, phân tổng hợp hữu cơ… Các vi sinh vật, vi khuẩn sẽ hấp thụ và đồng hoá các chất khí thải hữu cơ, vô cơ độc hại và thải ra các khí N2, CO2, …
c. Xử lý ô nhiễm khí thải từ phơng tiện giao thông
Các chất gây ô nhiễm không khí từ các phơng tiện giao thông bao gồm:
− Các loại ôxyt nh CO, CO2, SO2, NOx, các khí halogen...
− Bụi lơ lửng, bụi nặng, sol khí...
− Các khí quang hoá nh ôzôn, aldehyt, etylen, PAN...
− Các khí thải có tính phóng xạ.
− Nhiệt, tiếng ồn.
* Các biện pháp phòng ngừa ô nhiễm không khí từ phơng tiện giao thông
Thay thế nhiên liệu: xăng và dầu hiện nay đang là nguồn nhiên liệu chủ yếu cho các phơng tiện giao thông nhng chúng gây ô nhiễm và trữ lợng của chúng là có hạn.Vì vậy ngời ta đang tìm kiếm nguồn nhiên liệu mới để thay thế nhiên liệu truyền thống trong tơng lai. Đó là các nhiên liệu: metanol, etanol, khí tự nhiên, khí propan và hyđro, sử dụng năng lợng mặt trời, pin và ắc quy,...
* Xử lý bằng các biện pháp kỹ thuật
Do đặc tính ô nhiễm không khí từ giao thông phát sinh từ nhiều nguồn phân tán, do vậy công nghệ xử lý chỉ tập trung vào từng nguồn phân tán cụ thể, nói cách khác là các biện pháp kỹ thuật xử lý khí đợc áp dụng trực tiếp trong thiết kế công nghệ của mỗi phơng tiện.
d. Giảm tiếng ồn
Tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cờng độ và tần số khác nhau, sắp xếp không có trật tự, gây cảm giác khó chịu cho ngời nghe, cản trở con ngời làm việc và nghỉ ngơi.
Các nguồn gây tiếng ồn: có 2 nguồn chính: tiếng ồn giao thông (đờng bộ, đờng sắt, đờng hàng không) và tiếng ồn khu vực (nhà máy, công trình, vui chơi, sinh hoạt ...)
* Một số biện pháp giảm thiểu tiếng ồn nh sau:
− Đối với giao thông đờng bộ, sử dụng xe chạy điện là phơng sách giảm bớt tiếng ồn và giảm bớt ô nhiễm không khí có hiệu quả nhất.
− áp dụng các biện pháp để giảm tiếng ồn tại nguồn ồn.
− Giảm tiếng ồn khu vực: cải tiến thiết kế máy và quy trình vận hành máy, kiểm soát chấn động, tăng cờng bọc nguồn âm bằng các vật liệu hút âm.
− Hạn chế tiếng ồn bằng quy hoạch, tổ chức hợp lý đờng giao thông (nh phân luồng giao thông, hạn chế thời gian hoạt động của một số loại xe,...), khu công nghiệp.
e. Biện pháp giảm rung động
Ngoài tiếng ồn, dao động và rung động cũng gây những ảnh hởng tiêu cực tới sức khoẻ con ngời và môi trờng sinh thái. Dao động và rung động phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau nhng chủ yếu tập trung vào: các phơng tiện giao thông, trong xây dựng và trong nhà máy sản xuất.
* Sau đây là một số biện pháp chống rung động:
− Sử dụng các biện pháp kết cấu để giảm sự truyền giao động cơ học từ động cơ đến khung xe: cải thiện đệm đỗ chân máy, sử dụng bộ tắt chấn động lực học… đặc biệt đối với động cơ diezel, loại gây tiếng ồn lớn.
− Tăng độ cứng và mối ghép chặt của khung vỏ xe, tạo dáng khí động học để giảm sự va chạm của dòng khí vào vỏ xe.
II.2. Công nghệ xử lý nớc thải
Có thể phân loại công nghệ xử lý nớc thải hiện nay theo đặc tính của quy trình xử lý nhsau: xử lý cơ học, xử lý hoá học, xử lý sinh học.
a. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp cơ học
* Lọc qua song chắn hoặc lới chắn:
Đây là phơng pháp xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là khử các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nớc thải nh làm tắc bơm, đờng ống hoặc kênh dẫn. Đây là bớc quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống. Trong xử lý nớc thải đô thị thờng dùng các song chắn để lọc nớc, còn trong xử lý nớc thải công nghiệp ngời ta đặt thêm lới chắn.
* Bể điều hoà lu lợng:
Dùng để duy trì dòng thải vào gần nh không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lu lợng nớc thải gây ra và nâng cao hiệu xuất xử lý của các quá trình ở cuối quy trình xử lý.
* Bể lắng:
Quá trình lắng đợc sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô, các hạt rắn vô cơ ra khỏi nớc.
* Bể tách các tạp chất nổi:
Trong một số loại nớc thải sản xuất có chứa dầu mỡ có khối lợng riêng nhỏ hơn n- ớc do đó nổi lên trên, vì vậy ngời ta phải tách chúng ra khỏi nớc để không làm ảnh h- ởng đến các quá trình xử lý khác cũng nh để đạt tiêu chuẩn quy định khi thải ra môi tr- ờng.
* Lọc:
Lọc đợc sử dụng để tách các tạp chất có kích thớc nhỏ khỏi nớc mà các bể lắng không loại bỏ đợc chúng. Ngời ta tiến hành lọc nhờ vách ngăn xốp cho phép chất lỏng đi qua và giữ lại các chất bẩn. Có nhiều thiết bị lọc khác nhau: lọc qua vách lọc, lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt…
b. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp hoá lý
* Phơng pháp đông tụ và keo tụ:
Để tách các chất bẩn là các hạt rắn có kích thớc rất nhỏ ở dạng keo ra khỏi nớc, ngời ta dùng phơng pháp đông tụ, keo tụ bằng cách bổ sung vào nớc thải các chất đông tụ nh: phèn nhôm, phèn sắt,… trong đó phổ biến nhất là phèn nhôm.
* Tuyển nổi:
Quá trình tuyển nổi đợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thờng là không khí) vào trong bể nớc thải. Các khí đó sẽ dính với các hạt chất bẩn và cùng nổi lên trên mặt nớc, sau đó chúng tập hợp lại thành một lớp bọt có hàm lợng chất bẩn cao hơn nhiều trong nớc và sẽ đợc tách ra.
* Hấp phụ:
Trong quá trình xử lý nớc thải, các chất hữu cơ hoà tan có tính độc hại cao không thể phân huỷ bằng quá trình sinh học thì sẽ đợc xử lý bằng hấp phụ. Những chất bẩn này sẽ bị giữ lại trong cấu trúc rỗng của vật liệu hấp phụ. Ngời ta thờng dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất nh xỉ tro, xỉ mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng chất nh đất sét, silicagel, keo nhôm… Than hoạt tính là chất hấp phụ thông dụng nhất.
Ngoài các phơng pháp trên, còn có một số phơng pháp hoá lý phức tạp hơn nh: trao đổi ion, tách bằng màng, đông tụ điện…
c. Xử lý nớc bằng phơng pháp hoá học
* Phơng pháp trung hoà:
Nớc thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần đợc trung hoà đến pH đạt tiêu chuẩn trớc khi xả thải hoặc để đạt yêu cầu cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Quá trình trung hoà có thể đợc thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: trộn lẫn dòng nớc thải axit với dòng nớc thải kiềm; bổ xung các hoá chất, lọc nớc thải có tính axit qua vật liệu lọc có tính trung hoà, hấp thụ khí axit bằng nớc kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nớc axit…
* Phơng pháp ôxy hoá và khử:
Để làm sạch nớc thải, ngời ta có thể sử dụng các chất ôxy hoá nh: clo khí hoặc lỏng, canxi clorat, canxi hypocloryt, kali pemanganat, hydroperoxyt,… Trong quá trình oxi hoá, các chất độc hại trong nớc thải đợc chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nớc. Quá trình này tiêu tốn một lợng lớn các chất hoá học do đó thờng chỉ đợc dùng trong những trờng hợp khi các chất bẩn trong nớc thải không thể tách bằng các phơng pháp khác.
d. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp sinh học
Có thể phân loại các phơng pháp xử lý sinh học thành hai phơng pháp sau:
* Phơng pháp hiếu khí: là phơng pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí.
Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ôxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 - 40oC.
* Phơng pháp yếm khí: là phơng pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí (phát triển
trong điều kiện không có oxy).
Trong xử lý nớc thải công nghiệp, phơng pháp hiếu khí đợc sử dụng rộng rãi hơn cả.
II.3. Xử lý chất thải rắn
a. Các phơng pháp xử lý sơ bộ
* Giảm thể tích bằng phơng pháp cơ học
Nén rác là một khâu quan trọng trong quá trình xử lý chất thải rắn. Các thiết bị nén ép có thể là các máy nén cố định và di động hoặc các thiết bị nén ép cao áp.
* Giảm thể tích bằng phơng pháp hoá học
Chủ yếu bằng phơng pháp trung hoà, hoá rắn kết hợp với các chất phụ gia đông cứng, khi đó thể tích các chất thải có thể giảm đến 95%.
* Giảm kích thớc bằng phơng pháp cơ học
Chủ yếu dùng phơng pháp cắt hoặc nghiền nhằm giảm kích thớc của chất thải rắn, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý sau đó nh: sản xuất phân bón, dễ dàng nén ép cơ học,....
* Phân loại chất thải rắn
Để thuận tiện cho việc xử lý, ngời ta phải phân loại chất thải rắn. Đây là quá trình