V. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ:
3.3.2. xuất lựa chọn các biện pháp xử lý CTNH
a. Các phương pháp xử lý chất thải nguy hại
Sau khi áp dụng các biện phân loại, giảm thiểu tại nguồn và tái chế, chất thải nguy hại thường được xử lý bằng một trong các phương pháp sau:
* Đốt chất thải: Đốt rác là phản ứng hóa học mà trong đó carbon, hydrogen, và các nguyên tố khác có trong rác kết hợp với oxy không khí để tạo một số sản phẩm oxy hoá hoàn toàn và tạo ra nhiệt. Nguyên tắc của lò đốt chất thải công nghiệp là lò đốt hai cấp gồm hai buồng đốt sơ cấp và thứ cấp.
U
Lợi ích của xử lý CTNH bằng công nghệ đốt: - Giảm thể tích rác phải chôn lấp
- Loại bỏ các chất độc hại
- Thu hồi năng lượng từ hơi nước và sản xuất điện
- Giảm thiểu tác động môi trường: giảm phát sinh nước rác và khí bãi rác so với chôn lấp
Bất lợi của việc đốt :
- Chi phí đầu tư và bảo trì rất cao so với các phương pháp xử lý khác
- Vận hành: Đòi hỏi rác có nhiệt trị cao, lao động chuyên nghiệp, môi trường quanh lò đốt khắc nghiệt
- Tác động thứ cấp đến môi trường do khí phát thải và phải xử lý tro sau khi đốt.
- Có thể gặp khó khăn khi có sự thay đổi thành phần chất thải, thay đổi các qui định pháp luật
*) Hệ thống ổn định hóa rắn:
Quy trình công nghệ ổn định – hóa rắn chất thải như mô tả hình dưới đây là phương pháp xử lý sau cùng các chất thải của khu xử trước khi đem ra bãi chôn lấp an toàn hay tái sử dụng làm vật liệu xây dựng. Các chất thải sẽ được phối trộn với cát, đá, xi măng, nước và các polymer gọi tắt là phụ gia theo tỉ lệ thích hợp với mác bêtong tương ứng với mục đích xử lý. Sau thời gian khuấy trộn các hỗn hợp này sẽ được dẫn vào các khuôn có kích thước nhất định. Sau đó được tháo dỡ và đem vào kho lưu trữ trước khi đem đi chôn lấp hoặc có thể sử dụng để làm đan lót đường hoặc san lấp mặt bằng. Ổn định hóa rắn thường áp dụng xử lý chất thải chứa kim loại nặng có tính độc cao, là biện pháp xử lý trước khi đem đi chôn lấp.
Bảng 3.2. Một số loại chất thải và tính tương thích của chất phụ gia hóa rắn
Chôn lấp an toàn: Phương pháp thải bỏ thông thường nhất là chôn lấp chất
thải. Hiện nay biện pháp chôn lấp an toàn nhằm giảm thiểu phát tán chất thải vào môi trường. Các nguyên tắc cần chú ý trước khi chôn lấp: Xử lý chất thải trước khi chôn lấp (đóng gói theo quy định, hay có thể cố định hóa rắn); Lựa chọn vị trí trước khi chôn lấp (Xa khu dân cư, diện tích rộng, ...).
U
Đánh giá ưu nhược điểm việc chôn lấp chất thải:
- Ưu điểm: Phù hợp với những nơi đất rộng; Xử lý được nhiều loại chất thải khác nhau mà các phương pháp khác không xử lý triệt để được; Có thể thu hồi năng lượng; Không thể thiếu dù áp dụng bất kỳ phương pháp nào; Linh hoạt trong quá trình sử dụng; Đầu tư ban đầu và chi phí vận hành thấp hơn so với phương pháp khác.
- Nhược điểm: Tốn nhiều diện tích; lây lan dịch bệnh do sự hoạt động ruồi, muỗi, côn trùng; Gây ô nhiễm môi trường thứ cấp; Có nguy cơ cháy nổ; Cần có công tác quan trắc giám sát chất lượng môi trường sau khi đóng cửa bãi chôn lấp; Ảnh hưởng cảnh quan.
b) Phân tích lựa chọn công nghệ thiết bị chính (Công nghệ đốt theo nguyên lý nhiệt phân hai buồng) cho nhà máy xử lý chất thải nguy hại:
- Cơ sở lý thuyết của quá trình nhiệt phân:
Phản ứng nhiệt phân chất thải rắn được mô tả một cách tổng quát như sau: Chất thải Các chất bay hơi (khí gas) + cặn rắn
Trong đó: khí gas gồm: CRxRHRxR, HR2R, CORxR, NORxR, SORxRvà hơi nước
cặn rắn: carbon cố định + tro
- Các giai đoạn của quá trình đốt chất thải trong lò nhiệt phân Tại buồng sơ cấp:
Các quá trình xảy ra gồm: Sấy (bốc hơi nước) phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn cácbon (trong điều kiện thiếu oxy) đốt cháy cặn cácbon thành tro.
Tại buồng thứ cấp: Quá trình đót cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gas trong điều kiện nhiệt độ cao và dư ôxy.
-Thuyết minh quá trình: UBuồng đốt sơ cấpU dùng để hóa hơi chất thải rắn bằng nhiệt trong điều kiện thiếu oxy. Không khí cấp vào lò không đủ cho sự cháy mà chỉ cần đủ cho sự đốt nóng chất thải. Béc đốt bằng nhiên liệu dầu DO phun ngọn lửa vào buồng đốt với một góc phun thích hợp nhằm cung cấp nhiệt cho quá trình đốt nóng này. Khi nhiệt độ trong lò tới 250P
o
P
C thì quá trình carbon hóa bắt đầu xảy ra. Cuối giai đoạn hóa hơi là giai đoạn đốt cháy lượng cặn carbon, nhiệt độ buồng sơ cấp tăng lên đến 950P
o
P
C. Lúc này béc đốt sơ cấp không cần hoạt động nữa, nhiệt độ buồng sơ cấp sẽ được cung cấp bởi chính nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình phản ứng nhiệt phân. Khi đó cần phải tiến hành nạp một mẻ mới vào lò. Thời gian giữa hai lần nạp được xác định trong quá trình vận hành thử và hiệu chỉnh lò. Nhiệt độ trong buồng sơ cấp được kiểm tra bằng đầu dò lắp cố định. Vị trí lắp đầu dò phải đánh giá được bản chất cháy của lò nhưng không làm hư đầu dò khi cấp liệu vào. Không khí cấp vào buồng sơ cấp bởi 1 quạt thổi vào dưới ghi lò, phun qua các lỗ nhỏ trên các tấm ghi phục vụ cho quá trình oxy hóa và đốt cháy chất thải. UBuồng đốt thứ cấpcó nhiệm vụ đốt khí gas sinh ra từ buồng đốt sơ cấp. Khí gas được phối trộn
với không khí cấp vào ở chế độ không khí dư để đảm bảo cháy hết. Nhiên liệu trong buồng đốt được duy trì ở 1.000 - 1.200P
o
P
C bởi 1 béc đốt chạy bằng nhiên liệu dầu DO và luôn được kiểm tra nhờ 1 bộ đầu dò lắp cố định trong buồng đốt điều khiển sự làm việc của béc đốt nhằm đảm bảo nhiệt độ cháy trong lò ở giá trị mong muốn. Tại đây, các chất ô nhiễm sinh ra từ buồng đốt sơ cấp được xử lý (đốt cháy) hoàn toàn.
Bảng 3.3. Kết quả nghiên cứu đốt nhiệt phân đối với một số loại chất thải công nghiệp nguy hại
Chất thải TRnhiệt phân OR2 (%) COR2 (%) CO (mg/ mP 3 P ) Bụi (mg/ mP 3 P ) CE (%) δ (kg/ mP 3 P h) β (kg/mP 3 P h) tRk.thú c (P ‘ P ) tlưu (P “ P ) Photores ist 400 6,8 10,4 11 48 99,99 16 28 75 2,00 500 7,0 9,8 19 40 99,99 20 35 59 1,80 550 5,8 10,2 36 58 99,97 22 38,5 54 1,52 600 6,1 10,5 82 60 99,92 25,4 44,4 47 1,05 650 5,8 9,4 233 95 99,97 30 52,5 40 0,75 Giẻ nhiễm dầu 450 7,2 9,8 13 42 99,99 18 32 62 1,92 500 6,7 9,8 18 55 99,98 19,3 33,8 58 1,74 550 6,1 9,7 42 73 99,96 22 39 54 1,50
Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu đốt nhiệt phân đối với chất thải TBVTV (TRTC R> 1100P 0 P C) Chất thải TRnhiệt phân OR2 (%) COR2 (%) CO (mg/ mP 3 P ) Bụi (mg/ mP 3 P ) CE (%) δ (kg/ mP 3 P h) β (kg/mP 3 P h) tRk.thúc (P ‘ P ) tlưu (P “ P ) Chất thải TBVTV 400 6,9 10 20 0 99,98 17,4 30,4 69 1,95 500 6,3 9,6 22 0 99,98 20 35 59 1,63 600 5,8 9,34 72 vết 99,93 22 39 54 1,22 70% Mạt Cưa + 30% TBVTV 400 6,3 9,6 31 vết 99,97 18,5 32,4 65 1,73
(Nguồn: T/C Phát triển Khoa học Công nghệ, số 4/2006 [9])
Ghi chú:
+ CTCNNH: Viết tắt của cụm từ “Chất thải công nghiệp nguy hại” + TBVTV: viết tắt của cụm từ: “Thuốc bảo vệ thực vật”
+ CE: Hiệu quả quá trình đốt.
- Đánh giá công nghệ áp dụng:
Công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân có kiểm soát không khí là một công nghệ tiên tiến và có nhiều ưu điểm so với các công nghệ đốt khác như:
+ Các quá trình sấy, hoá khí, cháy, đốt cặn than (hắc in) xảy ra ở trong buồng sơ cấp, ít xáo trộn nên giảm được bụi phát sinh rất đáng kể trong khi đốt vì thế ưu điểm hơn hẳn các công nghệ đốt khác.
+ Hiệu quả xử lý chất thải cao nhờ có quá trình kiểm soát được chế độ nhiệt phân tại buồng sơ cấp và quá trình cháy hoàn toàn ở buồng thứ cấp.
+ Quá trình nhiệt phân trong buồng sơ cấp tiến hành ở nhiệt độ thấp do vậy tăng tuổi thọ của lò đốt do giảm chi phí bảo trì.
+ So với công nghệ đốt lò quay và đốt tầng sôi thì thời gian của lò nhiệt phân tĩnh kéo dài hơn, nhưng việc chế tạo, vận hành, bảo trì lò đơn giản hơn.
Chính nhờ những ưu điểm nổi bật đó nên ngày nay lò đốt ứng dụng nguyên lý nhiệt phân đang được áp dụng khá rộng rãi trên thế giới để xử lý chất thải nguy hại. Và loại lò đốt nhiệt phân hai buồng công nghệ cao hoạt động theo nguyên lý nhiệt phân và được ứng dụng nhiều ở trong nước và ngoài nước là loại lò đốt được lựa chọn làm thiết bị chính trong việc xử lý CTNH tại Nhà máy xử lý chất thải nguy hại tập trung của KCN Quang Minh (Chi tiết bản vẽ mặt cắt và các thông số kỹ thuật chính minh họa trong phần Phụ lục 4).
Lò nhiệt phân một buồng đốt Lò quay Lò nhiệt phân hai buồng
Thích hợp với rác, chất thải
- CTNH, hóa chất nguy hại - Không xử lý được các vật sắc nhọn, thủy tinh ...
- Hầu hết rác thải nguy hại, hóa chất nguy hại - Không xử lý được các vật sắc nhọn, thủy tinh
- Hầu hết rác thải nguy hại, hóa chất nguy hại khác nhau, vật sắc nhọn... - Hóa chất, dược phẩm
Khả năng gây ô nhiễm cục bộ và ô nhiễm thứ cấp
- Gây ô nhiễm cục bộ và ô nhiễm thứ cấp
- Đặc biệt không xử lý triệt để dioxyn - Nhiều tro - Gây ô nhiễm cục bộ và ô nhiễm thứ cấp - Đặc biệt không xử lý triệt để dioxyn
- Nhiều tro
- Xử lý triệt để được các hơi, khí độc hại
- Không gây ô nhiễm cục bộ và ô nhiễm thứ cấp
- Xử lý triệt để dioxyn - Ít tro
Nhiệt độ buồng đốt và khả năng tiêu hủy chất thải – khói lò
300 - 600P
o
P
C
-Không tiêu hủy được vi khuẩn gây bệnh
- Chưa xử lý được khói lò
1200 -1600P o P C, - Tiêu huỷ hầu hết các vi khuẩn gây bệnh - Chưa xử lý khí thải 1000 -1100P o P C
-Tiêu huỷ hầu hết các vi khuẩn gây bệnh
- Xử lý triệt để khói lò và dioxin
Lò nhiệt phân một buồng đốt Lò quay Lò nhiệt phân hai buồng
- Không tự động hóa - Mức độ tự động hóa thấp
- Mức độ tự động hóa cao
Chi phí vận hành Chi phí vận hành cao (Tiêu hao 0,9-1,1 kg dầu/kg rác)
Chi phí vận hành thấp (Tiêu hao khoảng 0,2 kg dầu/kg rác)
Tuổi thọ Chỉ do trong nước sản xuất, sử dụng được từ 2-3 năm
Sử dụng được từ 5-7 năm. Sử dụng tốt từ 12-15 năm
Cấp độ công nghệ và khả năng sản xuất trong nước
Chỉ sản xuất và sử dụng tại Viêt Nam công nghệ đã lạc hậu, không tiếp tục được sử dụng
Trong nước có khả năng sản xuất, nhưng công nghệ đã lạc hậu, không tiếp tục được sử dụng
Công nghệ tiên tiến, đang được sử dụng rộng rãi tại các nước tiên tiến.
a) Sự cần thiết phải quy hoạch khu nhà máy xử lý CTNH cho KCN
Do có nguy cơ gây hại và có thể gây độc của chất thải nguy hại (CTNH) đối với môi trường sống và con người là rất lớn quản lý, lưu trữ, bảo quản, xử lý, vận chuyển... Luôn phải được xem xét cẩn thận và nghiêm ngặt. Chính vì vậy, KCN Quang Minh cần có quy hoạch để xây dựng khu xử lý chất thải nguy hại cho toàn KCN. Khi có CTNH phát sinh nhưng chưa được chuyển giao đến đơn vị có chức năng xử lý thì chủ nguồn thải phải lưu giữ tạm tại kho bãi của nơi phát sinh CTNH (Công ty, nhà máy, cơ sở sản xuất...). Việc lưu giữ, tồn trữ, xử lý nhiều loại CTNH là một việc làm cần thiết và việc phân khu lưu giữ, xử lý góp phần làm tăng tính an toàn của kho lưu giữ, và xử lý tránh các sự cố có thể xảy ra gây bất lợi đối với môi trường và con người, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái chế.
b) Mục tiêu của việc xây dựng nhà máy xử lý chất thải nguy hại cho khu công nghiệp Quang Minh
Tiếp nhận, thu gom, phân loại, lưu trữ, quản lý an toàn các chất thải nguy hại phát sinh trong KCN.
Hướng dẫn quy trình quản lý, tư vấn hồ sơ và tư vấn giảm thiểu chất thải, đưa ra biện pháp xử lý hiệu quả nhất cho các loại chất thải phát sinh của doanh nghiệp sản xuất trong KCN.
Xử lý nhanh và triệt để một số loại chất thải thải nguy hại phát sinh tại KCN Quang Minh trước khi chúng có thể phân tán ra bên ngoài.
c) Quy mô công suất: Công suất thu gom và xử lý toàn bộ chất thải nguy hại phát sinh trong khu công nghiệp Quang Minh.
d) Quy hoạch mặt bằng khu nhà máy xử lý chất thải nguy hại
Với việc áp dụng công nghệ đốt và xử lý chất thải bằng hệ các dây chuyền thiết bị mà lò đốt chất thải giữ vai trò chính. Các hạng mục công trình được xây dựng trên cơ sở tuân thủ nghiêm chỉnh theo các quy định xây dựng của nhà nước và của thành phố Hà Nội. Các công trình chính - Hệ thống phân loại, xử lý chất thải nguy hại – 03 Lò đốt chất thải nguy hại nhiệt phân 2 buồng đốt với nhiều ưu điểm
trình phụ trợ Các hạng mục phụ trợ của bao gồm: Khu tiếp nhận và phân loại chất thải công nghiệp nguy hại, khu, khu nhà đặt lò đốt chất thải, khu chung cất dung môi, phân loại xử lý bùn, …tường rào, cây xanh. (Thể hiện trong mặt bằng tổng thể nhà máy xử lý chất thải nguy hại – Phụ lục 9).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
KCN Quang Minh là khu công nghiệp nhẹ, với 94 doanh nghiệp hoạt động chủ yếu ở các ngành nghề cơ khí - thuế máy xây dựng, cơ khí – phụ tùng ô tô xe máy, nhựa và đồ gỗ nội thất, ...Các chất thải nguy hại phát sinh trong KCN Quang Minh tương ứng với các ngành nghề khác nhau có khối lượng lớn mỗi tháng khoảng từ 19 – 31 tấn, có thành phần tính chất phức táp, có mối nguy hại cao.
Quản lý chất thải nguy hại tại các nhà máy trong KCN Quang Minh như việc phân loại tại nguồn, thu gom lưu trữ vận chuyển và xử lý chất thải vẫn còn nhiều bất cập dẫn đến những nguy cơ gây ảnh hưởng của CTNH đến sức khỏe con người cũng như tác động xấu tới môi trường.
Việc quản lý CTNH của KCN Quang Minh theo thực tế hiện nay đã gặp phải nhiều khó khăn như sau: Thiếu nhân sự, chuyên gia môi trường về quản lý CTNH. Thiếu các phương tiện và kinh phí để áp dụng các chương trình giảm thiểu CTNH. Các cơ sở thiếu sự tuân thủ pháp luật về bảo vệ môi trường trong việc quản lý CTNH.
Các giải pháp đề xuất đưa ra đã góp phần nâng cao quản lý hiệu quả với đa số chất thải nguy hại phát sinh trong KCN Quang Minh và hướng dẫn hiệu quả cho