4.1.1. Giải pháp hĩa học và hĩa lý nhằm tái sinh CTNH
Hiện nay cĩ rất nhiều phương pháp tái sinh, tái chế chất thải. Các phương pháp này cĩ thể áp dụng các quá trìng hĩa lý hay hĩa học để thu hồi hay làm gia tăng nồng độ của thành phần gây ơ nhiễm nhằm phục vụ cho qúa trình tái sinh, tái chế tiếp theo.
Một số giải pháp bao gồm :
Hấp thụ bằng than hoạt tính : được dùng để loại bỏ các thành phần vơ cơ và chủ yếu là các chất hữu cơ trong khí thải và nước thải. Đây là quá trình tích lũy chất ơ nhiễm lên bề mặt chất rắn (than hoạt tính). Qua trình này thường mang tính thuận nghịch, vì vậy sau khi đã hết khả năng hấp thụ cĩ thể tái sinh chất hấp thụ và thu hồi các chất ơ nhiễm.
Trao đổi ion : là quá trình dùng nhựa để trao đổi ion để loại các ion dương (cation) và các ion âm (anion) trong nước thải. Quá trình này cũng là quá trình thuận nghịch được sử dụng để thu hồi kim loại nặng (là kim loại quý) hoặc làm tăng nồng độ của kim loại trong nước để tăng hiệu quả thu hồi kim loại nặng tiếp theo.
Chưng cất : được áp dụng rộng rãi trong cơng nghiệp hố chất như thu
hồi dung mơi từ dung mơi thải. Đây là quá trình tách chất dễ bay hơi ra khỏi chất ít bay hơi hơn bằng quá trình bay hơi và ngưng tụ.
Điện phân : dựa trên phản ứng ơxyhĩa-khử trên bề mặt điện cực nhằm
thu hồi các kim loại trong chất thải. Kỹ thuật này được sử dụng để thu hồi đồng, niken, kẽm, bạc, vàng và các kim loại khác cĩ trong nước thải của các xí nghiệp xi mạ, gia cơng kim loại.
1.Trích ly bằng chất lỏng : dựa trên khả năng hịa tan của chất ơ nhiễm trong chất thải và dung mơi được sử dụng làm chất trích ly để loại bỏ và thu
2.Tách bằng màng : đây là quá trìng đĩng vai trị quan trọng trong việc loại thành phần gây ơ nhiễm ra khỏi nước thải để tái sử dụng chúng. Quá trìng dựa trên kích thước phân tử của chất ơ nhiễm và đặc tính tích điện của phân tử. Các quá trình được sử dụng là thẩm thấu ngược, siêu lọc, điện thẩm tách.
3.Hấp thụ khí/hơi : dựa trên tính bay hơi của chất hữu cơ trong nước thải để tách chúng ra khỏi nước thải. Quá trìng được thực hiện bằng cách cho dịng khí hoặc hơi đi qua nước thải, nhờ quá trình này, các thành phần ơ nhiễm (chủ yếu là các chất hữu cơ) sẽ khuếch tán vào dịng khí (hay hơi) sau đĩ chúng sẽ được thu hồi nhờ các quá trình ngưng tụ hay hấp thụ.
4.1.2. Giải pháp sinh học – hướng để sản xuất phân Compost
Phân trộn (Compost) là một vật liệu giống như đất mùn được ra do quá trình ổn định sinh học hiếu khí các vật chất hữu cơ cĩ trong chất thải rắn. Việc chế biến thành phân trộn đạt hiệu quả cao nhất khi dịng chất thải khơng chứa các vật liệu vơ cơ. Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý rác sinh hoạt cĩ trong thành phần thảI của rác thảI Cơng nghiệp từ khu vực văn phịng, nhà ăn hoặc căn tin, cĩ thành phần các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học chiếm từ 85 – 90% tổng khối lượng rác. Để cho quá trình sinh học diễn ra cĩ hiệu quả, cần phải cĩ những điều kiện sau đây :
- Kích thước mẫu phải nhỏ (< 5cm);
- Các điều kiện hiếu khí cần phải được duy trì bằng cách xới đảo trộn liên tục khối rác ủ hoặc khơng thơng khí cưỡng bức cho nĩ;
- Cần phải cĩ sự hiện diện của hơi ẩm ở mức vừa đủ nhưng khơng được dư thừa (50 – 60%);
- Cần phải cĩ sự hiện diện của các vi sinh vật thích nghi với mơi trường với số lượng vừa đủ;
- Tỷ số C/N phải nằm trong khoảng từ 20/1 đến 25/1.
Quá trình phân hủy sinh học là quá trình tỏa nhiệt và việc chế biến phân trộn cần được duy trì ở nhiệt độ 55 – 600C trong suốt giai đoạn diễn ra quá trình phân rã. Khoảng nhiệt độ này là hiệu quả trong việc phá hủy các
mầm bệnh. Chu trình chế biến phân Compost vào khoảng 20 – 25 ngày. Trong chu trình đĩ, giai đoạn phân đoạn tan rã tối thiểu phải đạt 10 – 15 ngày. Một trong những trở ngại chính của việc chế biến rác thành phân Compost là việc phát sinh ra các mùi hơi thối. Việc duy trì các điều kiện hiếu khí và một thời gian lưu thích hợp sẽ giúp giảm thiểu các vấn đề về mùi hơi.
Compost là loại phân hữu ích cho đất nơng nghiệp. Nĩ sẽ : cải thiện cấu trúc đất, tăng cường khả năng giữ ẩm của đất, giảm bớt việc thẩm lậu (ngấm) nitơ hịa tan xuống các tầng đất bên dưới, và tăng khả năng đệm cho đất.
Việc chế biến phân Compost là một trong những hướng tiến triển nhanh nhất của việc quản lý chất thải rắn thống nhất ở Mỹ và một số nước. Theo EPA, việc tái sinh chế chất thải rắn bằng cách chế biến thành phân Compost là khơng đáng kể vào năm 1988. Vào năm 1990, EPA đã ước định rằng 2% chất thải rắn của Mỹ đã được chế biến thành phân Compost, và đến năm 1995, tỉ lệ đĩ là 7% .Năm 1994, trên 3000 cơ sở chế biến phân Compost đã được đưa vào hoạt động ở Mỹ.
Về bản chất, đây là quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ trong rác thải cĩ sự tham gia của các vi sinh vật trong điều kiện mơi trường thích hợp (nhiệt độ, độ ẩm, khơng khí,..) để tạo thành phân bĩn hữu cơ. Việc ủ rác thành phân hữu cơ cĩ ưu điểm nổi bật là tái sử dụng rác thải, giảm đáng kể khối lượng rác đưa đi chơn lấp. Loại phân vi sinh sản xuất theo cơng nghệ ủ rác khơng cĩ những tác dụng kích thích sự tăng trưởng của cây trồng một cách an tồn về mặt sinh thái mà cịn cĩ tác dụng cải tạo đất. Tuy nhiên nĩ cũng cĩ nhược điểm là cơng nghệ xử lý khá tốn kém, địi hỏi chi phí đầu tư cao, cơng nhân vận hành cĩ trình độ chuyên mơn cao và chỉ thích hợp với các loại rác thải cĩ thành phần hữu cơ cao (trên 80%).
Cơng nghệ này được phân chia thành 2 loại :
Ủ hiếu khí : cơng nghệ ủ hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí trong điều kiện được cung cấp ơxi đầy đủ. Các vi sinh
chúng thực hiện quá trình ơxi hĩa các chất hữu cơ trong rác thành những CO2 và nước. Thường chỉ sau 2 ngày ủ, nhiệt độ khối ủ tăng lên đến khoảng 450C và sau 6 – 7 ngày thì đạt 70 – 750C. Nhiệt độ này chỉ đạt được với điều kiện duy trì khơng khí và độ ẩm tối ưu cho vi sinh vật. Sự phân hủy hiếu khí diễn ra khá nhanh, chỉ sau 2 – 4 tuần thì rác phân hủy hồn tồn. Các vi khuẩn gây bệnh và cơn trùng bị hủy diệt do nhiệt độ tăng cao. Bên cạnh cĩ mùi hơi cũng được khử nhờ quá trình ủ hiếu khí. Độ ẩm được duy trì tối ưu ở 50 – 60%.
Phương pháp này được áp dụng trước đây tại nhà máy phân rác Hĩc Mơn – TPHCM, nhà máy phân rác Cầu Diễn – Hà Nội.
Ủ yếm khí : quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải diễn ra nhờ sự hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí. So với ủ hiếu khí thì cơng nghệ cĩ một số mặt hạn chế như sau : thời gian lâu (4 – 12 tháng), các vi khuẩn gây bệnh luơn tồn tại cùng quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân hủy thấp, các khí mêtan, sunfurhydro gây mùi hơi thối khĩ chịu … tuy nhiên đây là biện pháp cĩ tính kinh tế (đầu tư thấp), cĩ thể kết hợp tốt với các loại phân khác như phân hầm cầu, phân gia súc, than bùn … để cho phân hữu cơ cĩ hàm lượng dinh dưỡng cao. Lượng khí sinh học (biogas) sinh ra trong quá trình ủ cĩ thể thu hồi dùng làm nhiên liệu.
Cơng nghệ ủ rác yếm khí được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ (chủ yếu qui mơ nhỏ). Nhà máy phân rác Buơn Ma Thuột cũng đã áp dụng cơng nghệ xử lý này.
4.1.3. Giải pháp thiêu đốt CTRCN và CTCNNH nhằm thu hồi nhiệt
Phương pháp đốt thiêu hủy thường được áp dụng để xử lý các loại rác thải cĩ nhiều thành phần dễ cháy bằng cách đốt đến nhiệt độ trên 10000C bằng nhiên liệu gas hoặc dầu trong lị đốt chuyên dụng.
Ưu điểm của phương pháp này là khả năng tiêu hủy tốt đối với nhiều loại rác thải, cĩ thể đốt cháy cả kim loại, thủy tinh, nhựa, cao su, một số chất thải dạng lỏng và bán rắn…,thể tích rác cĩ thể giảm từ 75 – 95%, thích hợp cho những khu vực khơng cĩ điều kiện về mặt bằng chơn lấp rác, hạn chế
tối đa vấn đề ơ nhiễm do nước rác, cĩ hiệu quả cao đối với các chất thải cĩ chứa vi trùng dễ lây nhiễm và các chất độc hại.
Tuy nhiên phương pháp này cĩ nhược điển này là chi phí đầu tư cao, vận hành, việc thiết kế lị đốt rất phức tạp liên quan đến nhiệt độ của lị. Lị đốt phải vận hành ổn định ở nhiệt độ 1000 – 12000C. Nếu nhiệt độ thấp hơn thì các chất hữu cơ khĩ phân hủy sẽ khơng cháy hết gây ra ơ nhiễm mơi trường, đặc biệt là vấn đề phát thải các hợp chất dioxin trong quá trình thiêu đốt các thành phần nhựa.
Phần đốt các lị đốt hiện đại được thiết kế nhằm mục đích thu hồi lại năng lượng và kết chặt chẽ với nguyên tác kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí. Chất thải được đưa vào buồng thứ nhất, ở đĩ nĩ được đốt cháy trong điều kiện khơng cĩ đủ ơxy cho việc hồn tất quá trình cháy. Khí sinh ra do quá trình cháy với thành phần chủ yếu là monoxít carbon (CO) được chuyển qua buồng thứ 2, ở đĩ một lượng thừa khơng khí được thổi vào, hồn tất việc cháy. Nguyên liệu bổ sung cũng cĩ thể được địi hỏi để duy trì nhiệt độ cháy thíchhợp.
Sau khi phần lớn rác thải được cháy hết dịng hơi nĩng được chuyển qua nồi hơi tận dụng nhiệt của chất thải để sản xuất ra hơi nước. Tro được dập tắt bằng nước và được thải bỏ ở bãi chơn lấp rác. Hơi nước cĩ thể được sử dụng trực tiếp hoặc cĩ thể được biến đổi thành điện năng mới được bổ sung thêm một máy phát điện turbine. Ngăn ngừa và giảm thiểu việc phĩng thích dioxin (một sản phẩm được tạo ra từ sự đốt cháy các phế phẩm plastic đã được chlorine hĩa) cĩ thể được thực hiện việc giảm thành phần plastic trong chất thải đem đốt hoặc sử dụng thiết bị kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí thích hợp.
Phương pháp này chi phí thấp và được áp dụng phổ biến ở các nước đang phát triển. Việc chơn lấp được thực hiện bằng cách sử dụng xe chuyên dùng chở rác tới các bãi đã xây dựng trước. Sau khi rác được đổ xuống, dùng xe ủi san bằng, đầm nén trên bề mặt và đổ lên một lớp đất. Hàng ngày phun thuốc diệt muỗi và rắc vơi bột…. Theo thời gian, sự phân hủy vi sinh
đổ rác tiếp tục cho đến khi bãi đầy thì chuyển sang bãi mới. Hiện nay, việc chơn lấp rác thải sinh hoạt và rác thải hữu cơ vẫn được sử dụng ở các nước đang phát triển, nhưng phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về bảo vệ mơi trường. Dầu B Chơn Ủ sinh học làm compost Phân loại Ống khĩi Rác thải sinh Chất thải cơng nghiệp Dầu Bùn Chất thải đường phố Kho chứa Gia cơng nghiền nhỏ Trộn Bunke Thiết bị Căn, chất khơng cháy Bunke Xử lý hồn thiện Sản xuất Khí thải Xử lý khí N Éps ắt N
4.2. Một số giải pháp ứng dụng quản lý chất thải rắn cơng nghiệp4.2.1. Quản lý chất thải cơng nghiệp nguy hại 4.2.1. Quản lý chất thải cơng nghiệp nguy hại
Thu gom, vận chuyển và đặc biệt là đốt chất thải nguy hại rất đắt tiền. Cần phải cĩ chiến lược giảm thiểu chất thải tại các cơng ty và tái sử dụng chất thải khi đĩ chi phí xử lý chất thải và các tác động mơi trường sẽ giảm.
Các biện pháp bao gồm:
• Tận dụng các biện pháp nhằm giảm thiểu chất thải. • Thu hồi, tái chế và tái sử dụng chất thải
• Xử lý, chơn lấp và biến đổi chất thải nguy hại thành chất thải khơng nguy hại
• Chơn lấp hợp vệ sinh (ở bãi chơn lấp riêng biệt).
Ngồi ra, giai đoạn trước xử lý/chơn lấp, cần củng cố kỹ thuật phân loại và tồn trữ tại các nhà máy nhằm giảm thiểu các tác động đến mơi trường.
Do đĩ, biện pháp quản lý chất thải được đề nghị như sau:
• Tất cả các nguồn thải và khối lượng chất thải phải được xác định chính xác. Mỗi xí nghiệp phải lập một danh sách các nguồn thải nguy hại và các đặc tính của chúng. Chất thải nguy hại cĩ thể được phân loại dựa vào hệ thống phân loại của Việt Nam với các đặc điểm sau:
• Tính dễ cháy - hầu hết là các chất bay hơi và các dung dịch lỏng dễ cháy, chất khí…
• Tính ăn mịn: acid, base…
• Tính hoạt động: cyanide, sulfide… • Tính độc : các hợp chất độc.
• Các xí nghiệp cần phải đặt mục tiêu là giảm thiểu cả số lượng chất thải lẫn thành phần độc hại trong chất thải. Biện pháp giảm thiểu chất thải cần phải được thực hiện như sau:
• Khơng sản xuất chất thải nguy hại (khơng dùng nguyên liệu, hố chất độc).
• Nếu nguyên liệu và hĩa chất độc cần cho cơng nghệ sản xuất, khi đĩ sử dụng với lượng nhỏ nhất (chỉ ở các cơng đoạn đặc biệt cần).
cơng đoạn nào khác trong xí nghiệp).
• Nếu nguyên liệu và hĩa chất độc cần cho cơng nghệ sản xuất và khơng thể tái chế chúng, khi đĩ biến đổi chúng thành những hợp chất khơng độc (ví dụ trung hịa chất thải acid bằng kiềm, sử dụng các hợp chất hoạt động mạnh để oxi hĩa hợp chất hữu cơ).
• Trong trường hợp khơng thể biến đổi chúng thành chất thải khơng nguy hại, khi đĩ cẩn thận tồn trữ và xử lý chúng.
• Cĩ những trường hợp chất thải là những hố chất cĩ giá trị cần cho nhiều cơng nghệ sản xuất khác nhau. Do đĩ cần phải cĩ những hệ thống tái chế chất thải trong từng xí nghiệp và giữa các xí nghiệp liên quan.
• SKHCN&MT và Sở CN phải chịu trách nhiệm để xây dựng các kế hoạch/chương trình chi tiết để nghiên cứu thị trường chất thải và khuyến khích các xí nghiệp trao đổi chất thải.
• Mỗi xí nghiệp cần phải xây dựng kế hoạch chi tiết quản lý chất thải nguy hại, trong đĩ đề cập đến sự giúp đỡ của thành phố về việc tìm ra thị trường tái sử dụng sản phẩm của họ.
• Thu gom và vận chuyển chất thải nguy hại từ từng xí nghiệp hoặc KCN cần phải được hoạch định tốt và phải tuân thủ nghiêm ngặt các qui định về kỹ thuật và độ an tồn. Chất thải cơng nghiệp nguy hại phải được phân loại ngay tại điểm xả và vận chuyển riêng từng loại chất thải tùy vào đặc tính của chúng. Cần phải lưu ý một lần nữa là phải phân loại các chất thải khơng đồng nhất và giữa chất thải nguy hại và khơng nguy hại.
• Một khi nguồn chất thải nguy hại được xác định và đã tận dụng mọi phương cách để giảm thiểu hoặc tái sử dụng chất thải, xí nghiệp phải cĩ biện pháp kiểm sốt chất thải nghiêm ngặt. Tùy thuộc vào mức ơ nhiễm (chất lượng và số lượng) để quyết định việc đĩng cửa xí nghiệp hay đổi mới cơng nghệ.
4.2.3. Quản lý CTRCN trong Khu Cơng Nghiệp
Thực tế cho thấy chỉ cĩ một phần nhỏ các chất thải rắn cơng nghiệp là được tuần hồn và tái sử dụng bên trong và bên ngồi các xí nghiệp này. Cịn lại hầu hết các chất thải rắn cơng nghiệp từ các XNVN được trộn lẫn
với chất thải sinh hoạt (rác) và được chở đi đổ bỏ tại các bãi rác thành phố. Một thực tế tệ hại hơn cũng được ghi nhận: các chất thải cơng nghiệp từ KCN Hố Nai đơi khi được đổ trực tiếp xuống các kênh rạch hay các bãi đất trống gây ra một tình trạng ơ nhiễm khá nặng nề cho mơi trường, tình trạng