Các loại khí sinh ra cĩ nhiệt độ cao cĩ thể thu hồi năng lượng nhiệt này.
Sử dụng chất thải làm nhiên liệu đốt: phân hủy chất thải bằng cách đốt cùng với các nhiên liệu thơng thường khác để tận dụng nhiệt cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: lị hơi, lị nung, lị luyện kim, lị nấu thủy tinh… Lượng chất thải bổ sung vào đốt khoảng 12 – 25% tổng lượng nhiên liệu.
1.2.2.2. Nhiệt phân
Là quá trình phân hủy hay biến đổi hĩa học chất thải rắn bằng cách nung nĩng trong điều kiện khơng cĩ sự tham gia của oxy. Sản phẩm của quá trình nhiệt phân bao gồm rắn, lỏng, khí. Q trình nhiệt phân xảy ra trong 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: là q trình khí hĩa, chất thải được gia nhiệt để tách các thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước, H2, CO, … ra khỏi thành phần cháy khơng hĩa hơi và tro.
Đồ án tốt nghiệp
- Giai đoạn 2: các thành phần bay hơi được đốt ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại và kèm thay quá trình thu hồi năng lượng.
Nhiệt phân bằng hồ quang – plasma: thực hiện quá trình đốt ở nhiệt độ cao (cĩ thể đến 10.0000C) để tiêu hủy chất thải cĩ tính độc cực mạnh. Sản phẩm là khí H2, CO, khí axit và tro.
1.2.2.3. Hệ thống khí hĩa
Quá trinh khí hĩa là q trình đốt chất thải rắn trong điều kiện thiếu oxy. Mặc dù phương pháp này được phát hiện vào thế kỷ 19 nhưng việc áp dụng xử lý chất thải rắn chỉ được thực hiện trong thời gian gần đây. Kỹ thuật khí hĩa được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng.
1.2.3. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chuyển hĩa sinh học và hĩa học
1.2.3.1. Q trình ủ phân hiếu khí
Là q trình biến đổi sinh học được sử dụng phổ biến nhằm mục đích là biến đổi chất thải rắn dạng hữu cơ tạo thành các chất vơ cơ dưới tác dụng của vi sinh vật tạo thành các sản phẩm dạng mùn ( phân compost).
1.2.3.2. Q trình phân hủy lên men kỵ khí
Q trình biến đổi sinh học được sử dụng để phân hủy chất thải cĩ hàm lượng chất rắn từ 4 – 8% dưới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Sản phẩm tạo thành là các khí metan từ các chất thải của con người, động vật, các sản phẩm thừa từ nơng nghiệp và từ chất thải hữu cơ của đơ thị. Q trình phân hủy lên men kỵ khí được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Sản phẩm cuối cùng là khí metan, khí CO2 và chất mùn ổn định dùng làm phân bĩn.
1.2.3.3. Quá trình chuyển hĩa hĩa học
Quá trình này bao gồm một loạt các phản ứng thủy phân được sử dụng để tái sinh các hợp chất như glucose và một loạt phản ứng dùng tái sinh dầu tổng hợp, khí và acetate cellulose.
Đồ án tốt nghiệp
Kỹ thuật sử dụng chất thải rắn bằng phương pháp hĩa học phổ biến là phản ứng thủy phân cellulose dưới tác dụng acid thành glucose và quá trình biến đổi metan thành methanol.
Phản ứng thủy phân axit:
Cellulose hình thành do sự liên kết của hơn 3.000 đơn vị phân tử glucose, cellulose cĩ đặc điểm là tan trong nước và dung mơi hữu cơ, nhưng hầu như khơng phân hủy bởi tế bào. Nếu cellulose được phân hủy thì glucose sẽ được tái sinh. Quá trình thực hiện bằng phản ứng hĩa học cơ bản như sau:
acid
(C6H10O5)n + H2O nC6H12O6 Cellulose Glucose
Đường glucose được trích ly từ cellulose cĩ thể được biến đổi bằng các phản ứng sinh học và hĩa học tạo thành sản phẩm là rượu và các hĩa chất cơng nghiệp.
Sản xuất metanol từ metan:
Metan được hình thành từ q trình phân hủy yếm khí của các chất thải rắn hữu cơ cĩ thể được biến đổi thành methanol.
Quá trình biến đổi được thực hiện bằng 2 phản ứng sau: Xúc tác
CH4 + H2O CO + 3H2 Xúc tác
CO + 2H2 CH3OH
Thuận lợi của việc sản xuất methanol từ khí biogas cĩ chứa metan là methanol cĩ thể lưu trữ và vận chuyển dễ dàng hơn là việc vận chuyển khí metan.
1.2.3.4. Năng lượng từ quá trình chuyển hĩa sinh học của chất thải rắn
Một khi các sản phẩm được hình thành từ chất thải rắn hoặc từ quá trình phân hủy yếm khí (tạo khí metan) hay từ biến đổi hĩa học (tạo khí methanol), thì những
Đồ án tốt nghiệp
bước thực hiện tiếp theo là sử dụng và lưu trữ. Nếu các sản phẩm này sinh ra năng lượng thì địi hỏi cần thực hiện những bước biến đổi tiếp theo. Biogas cĩ thể sử dụng trực tiếp để đốt các động cơ đốt trong hoặc là sử dụng khí này làm quay tuabin, để tạo ra điện năng.
1.2.4. Xử lý chất thải rắn bằng bãi chơn lấp
1.2.4.1. Bãi rác hở
Đây là phương pháp cổ điển cĩ cách đây khoảng 500 TCN và đến nay vẫn cịn được áp dụng. Một số nhược điểm của phương pháp là:
- Mất mỹ quan, gây khĩ chịu cho con người khi nhìn thấy hay bắt gặp. - Là ổ dịch bệnh và là nguồn gây bệnh.
- Nước rỉ gây lầy lội, ơ nhiễm. - Ơ nhiễm khơng khí.
Hiện nay cĩ khá nhiều các địa phương vẫn cịn đang sử dụng phương pháp này.
Hình 1.3. Bãi rác Đà Lạt, rác được đẩy xuống vực và chơn lấp hở gây ơ nhiễm nặng.
1.2.4.2. Chơn rác thải dưới biển
Rác thải được vận chuyển bằng các sà lan đem đổ xuống biển ở độ sâu thích hợp (180 – 200m) để tránh va chạm tàu thuyền.
Đồ án tốt nghiệp
1.2.4.3. Bãi rác hợp vệ sinh
Là bãi rác được thiết kế phương pháp đổ bỏ rác sao cho mức độ gây độc hại đến mơi trường là nhỏ nhất. Tại đây rác được đổ bỏ bằng cách trải rộng trên mặt đất, sau đĩ nén và bao phủ bằng một lớp đất dày 1,5cm ( hay bằng vật liệu bao phủ) sau mỗi ngày.
Khi bãi rác chứa hết cơng suất thiết kế, một lớp đất hay vật liệu bao phủ được phủ lên dày khoảng 60cm.