1.1 .T ổng quan về bùn thải công nghiệp
1.3. Các biện pháp xử lý bùn thải
1.3.1. Các biện pháp áp dụng trên thế giới
Các nhà khoa học của nhiều nước đã đưa ra nhiều giải pháp xử lý chất thải nguy hại khác nhau, một số giải pháp như sau:
Phương pháp vật lý nhằm tách chất nguy hại ra khỏi chất thải bằng các phương pháp tách-pha.
Phương pháp hóa họcnhằm thay đổi tính chất hóa học của chất thải chuyển nó về dạng khơng nguy hại.
Phương pháp lọc nhằm tách hạt rắn từ dịng lưu chất (khí, lỏng hay kem nhão) khi đi qua môi trường xốp (vật liệu lọc). Các hạt rắn được giữ lại ở vật liệu lọc nhờ chênh lệch áp suất, lực ly tâm, áp suất chân khơng…
Phương pháp kết tủa: Chuyển chất hịa tan thành khơng tan bằng các phản
ứng hóa học, tạo kết tủa, lắng thành cặn… lượng xử lý sẽ ít đi.
Oxy hóa khử: Biến chất độc hại thành chất khơng độc hại hoặc ít độc hại.
Phương pháp bay hơi bằng cách cấp nhiệt để hóa hơi chất lỏng, nhằm giảm lượng chất thải cần xử lý cuối cùng.
Phương pháp ổn định hóa rắn chất thải bằng cáchcố định hóa học, triệt tiêu
tính lưu động, cô lập các thành phần ô nhiễm bằng lớp vỏ bền vững tạo thành một khối ngun có tính tồn vẹn kết cấu cao. Chất kết đính vơ cơ thường dùng để hóa rắn là: xi – măng, vôi, pozzolan, thạch cao, silicat… chất kết dính hữu cơ thường dùng là: epoxy, polyeste, nhựa đường, polyolefin, ure - fornaldehyt… Phương pháp này được Mỹ ứng dụng từ năm 1982.
16
− Nhiệt độ buồng đốt trên 800oC sẽ giảm 80 – 90% thể tích chất thải, tạo ra khí
N2, CO2, hơi nước và tro.
− Đốt trong thùng quay chất thải nguy hại dạng rắn, cặn, bùn hoặc lỏng… ở
nhiệt độ khoảng 1.000o
C.
− Đốt có chất xúc tác nhằm tăng cường tốc độ oxy hóa ở nhiệt độ dưới 537o
C. Thường dùng cho chất thải lỏng.
Dùng chất thải nguy hại làm nhiên liệu:
− Trộn chất thải nguy hại cùng với nhiên liệu thông thường khác dùng để đốt:
nồi hơi, lò nung, xi-măng, lò luyện kim, lò nấu thủy tinh… với chất thải chiếm 12 – 25% tổng lượng nhiên liệu. Phương pháp này chỉ áp dụng với chất thải nguy hại hữu cơ, bùn hữu cơ.
− Nhiệt phân là q trình tiêu hủy hay biến đổi hóa học xảy ra do nung nóng
trong điều kiện khơng có oxy, xảy ra gồm hai giai đoạn.
+ Q trình khí hóa tách thành phần dễ bay hơi như: khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy khơng hóa hơi và tro.
+ Các thành phần còn lại được đốt ở nhiệt độ phù hợp nhằm tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại.
− Nhiệt phân bằng phương pháp hồ quang – plasma với nhiệt độ có thể đến
10.000oC, tiêu hủy chất thải có tích độc cực mạnh, thải ra H2, CO, khí axit và
tro.
Phương pháp chơn lấp an tồn: Chôn lấp là biện pháp cô lập chất thải nguy
hại ngăn chặn phát tán ra mơi trường, có thể đóng gói an tồn hoặc hóa rắn trước khi chôn. Nơi chôn phải xem kỹ địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn… hạn chế gần khu dân cư, đất trồng lương thực, gần sông suối, gần nguồn nước, sử dụng trong sinh hoạt… cần có biện pháp kiểm sốt các tác nhân gây hại, các khí sinh ra, nước rị rỉ, nước thẩm thấu…
Thải bỏ dưới các giếng sâu: chủ yếu là các chất thải lỏng, ngấm vào các vật
17
đá… Phương pháp này rất tốn kém, khó kiểm sốt khả năng gây ơ nhiễm mơi trường.
Phương pháp xử lý chất thải nguy hại bằng “cơng nghệ sinh học”.
Có khoảng 400 lồi cây, cỏ, tảo… có khả năng hấp thụ kim loại nặng… làm sạch môi trường đất, nước… công nghệ này được biết từ thế kỷ XVIII, song mãi đến năm 1990 mới được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm, bởi chi phí đầu tư thấp, sử dụng phương pháp này rẻ hơn từ 10 – 1.000 lần so với phương pháp truyền thống, an toàn, thân thiện với môi trường và rất bền vững… Hạn chế của công nghệ này là không xử lý được tức thời và khó phổ biến ở mọi nơi, cần được đầu tư nghiên cứu sâu hơn.
Ở Việt Nam có rất nhiều loại cỏ hấp thụ được kim loại nặng như: cỏ vetiver, lục bình, sậy, điên điển… rất cần được nghiên cứu một cách khoa học. Đây là những loại cây cỏ phát triển rất nhanh và có nhiều tác dụng trong sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp…
1.3.2. Các biện pháp áp dụng tại Việt Nam
− Thực tế xử lý bùn thải nguy hại ở Việt Nam hiện nay đang dùng giải pháp
phổ biến là đốt thành tro và sau đó cịn tồn tại 20-30% rồi đem chôn lấp.
− Đối với bùn có chứa kim loại nặng kết tủa trong quá trình xử lý hóa học
người ta thường cơ đặc, sau đó xi măng hóa và thải đi ở các khu vực quy định.
− Đối với các loại bùn từ bể lắng sơ cấp, thứ cấp người ta có thể xử lý bằng
hầm ủ Biogas hoặc quá trình ủ phân compost, sân phơi bùn... tùy điều kiện cho phép.
− Bùn thải từ các trạm, nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập được vận chuyển
đến các bãi chôn lấp vệ sinh, các địa điểm “không xác định” hoặc được xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí, sản phẩm được sử dụng để chế biến phân hữu cơ.
− kim loại nặ -
18
thuật Xây dựng TP.HCM, chủ trì đã nghiên cứu tổng hợp ra các hợp chất
BOF1, BOF2 và HSOB để khử mùi và kết dính bùn thải cơng nghiệp tạo
thành chất có thể thay thế cát dùng trong sản xuất bê tông. Bùn thải sau khi
lấy lên sẽ được xử lý khử mùi bằng chất BOF1, BOF2 trong khoảng 15 phút.
Tùy theo loại bùn thải thu về từ nhà máy nước thải tập trung, cống hay từ
nhà máy dệt nhuộm, chế biến thủy sản,... hóa chất xử lý sẽ được pha trộn với
tỉ lệ khác nhau. Hỗn hợp bùn thải đã qua xử lý này sẽ tiếp tục được trộn với
hợp chất HSOB để tạo ra bê tơng. Phụ gia HSOB có tác dụng tạo phản ứng
oxy hóa khử, biến các kim loại nặng thành chất trơ với nước, giảm bớt độc
hại (Nguyễn Hồ , 2009).
− Trên cơ sở phân tích liên kết của kim loại với các thành phần hữu cơ và vô
cơ trong bùn, TS Nguyễn Phương Loan, Giám đốc Trung tâm Công nghệ và
Quản lý Môi trường (CENTEMA), cùng các cộng sự đã đưa ra các phương
pháp xử lý đối với từng loại bùn. Theo quy trình này, bùn sẽ được tách các
thành phần hữu cơ và vô cơ bằng phương pháp thủy lực. Chất vô cơ nặng sẽ
lắng xuống đáy bồn trong khi chất hữu cơ nhẹ hơn sẽ nổi lên trên. Các chất vô cơ được tách ra sẽ được tận dụng để sản xuất vật liệu xây dựng, trong khi
các chất hữu cơ được xử lý tiếp bằng phương pháp sinh học để tách riêng các
kim loại nặng với phần bùn hữu cơ sạch. Phần bùn hữu cơ sạch sẽ được tận
dụng để trồng cây và cải tạo đất nơng nghiệp. Cịn lại các kim loại nặng sẽ được xử lý theo phương pháp hóa học để tách riêng từng kim loại hoặc hóa
rắn tồn bộ để chơn lấp an toàn (Minh Sơn, 2005).
− Phương pháp khí hóa
Q trình khí hóa có mục đích tối đa hóa việc chuyển chất thải rắn trở thành
CO và H2, cần ít O2 hơn trong phản ứng có gia nhiệt và sản phẩm thu được
là những khí có thể làm nhiên liệu đốt cháy hay là động cơ và cũng có thể để
19
Q trình khí hóa khí tổng hợp được làm sạch trước khi thải ra môi trường
hay đê sử dụng như nhiên liệu. Tro đáy và tro bay được thu hổi và xử lý như
chất thải.
Mục đích là đưa chất thải về dạng cuối cùng là CO2 và H2O