2.5.1. Mô hình công nghệ đốt
Sử dụng nhiệt để tiêu huỷ hoàn toàn CTR là một phương pháp rất hiệu quả và đang được áp dụng rộng rãi.
Đây là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số rác nhất định không thể xử lý bằng các biện pháp khác. Đây là công nghệ oxy hoá nhiệt độ cao với sự có mặt của oxi trong không khí, trong đó rác độc hại được chuyển hoá thành khí và các chất thải rắn không cháy. Các chất khí được làm sạch hoặc không được làm sạch thoát ra ngoài không khí, chất thải rắn được chôn lấp.
Ban đầu, chất thải rắn được đưa vào buồng đốt sơ cấp, nơi nhiệt độ được duy trì ở khoảng 8000C. Không khí được cung cấp liên tục cho quá trình thiêu huỷ. Khói bốc lên từ buồng đốt sơ cấp - sản phẩm cháy chưa hoàn toàn, chứa nhiều bụi và các chất độc hại như dioxin - được hoà trộn với không khí theo nguyên lý vòng xoáy để đưa vào buồng đốt thứ cấp. Ở buồng thứ cấp, các sản phẩm này tiếp tục bị phân huỷ và đốt cháy ở nhiệt độ cao, khoảng 1.050 - 1.2000C. Cuối cùng, khói từ buồng này được đưa qua hệ thống xử lý khí thải.
Hệ thống xử lý khí thải kết hợp với trao đổi nhiệt loại trừ triệt để bụi, kim
24
loại nặng và các thành phần khí gây ô nhiễm môi trường như NOx, SOx, HF… trong khí thải.
2.5.2. Mô hình công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh
Chôn lấp rác là một phương pháp tương đối đơn giản, được áp dụng khá phổ biến ở các quốc gia đang phát triển và có quỹ đất dồi dào. Việc chôn lấp được dùng xe chuyên dụng chở rác tới các bãi đất trũng được quy hoạch trước.
Sau khi rác được đổ xuống, xe ủi sẽ san bằng mặt rác và đổ lên một lớp đất.
Theo thời gian sự phân hủy vi sinh vật làm cho đất trở nên tơi xốp và thể tích của bãi rác giảm xuống, việc đổ rác lại tiếp tục trên bề mặt bãi rác cũ. Khi không thể đổ tiếp được thì một bãi rác mới lại được qui hoạch và hình thành.
Trong các phương pháp xử lý và tiêu huỷ CTR, chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới. Về thực chất chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một bãi và có phủ đất lên trên.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của CTR khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. CTR trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân huỷ sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO2, CH4. Như vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh CTR đô thị vừa là phương pháp tiêu huỷ sinh học.
Tuy nhiên việc chôn lấp phải được khảo sát kỹ lưỡng và có quy hoạch môi trường cùng các biện pháp phòng chống ô nhiễm thích hợp, Các bãi rác thường là các ổ dịch bệnh tiềm tàng, gây mùi hôi và lan truyền bệnh thông qua ruồi, muỗi, chuột..., Mặt khác nước thải của bãi rác là một nguồn gây ô nhiễm nặng cho cả nước mặt và nước ngầm. Bởi vậy ở các nơi chôn rác đều phải xây dựng bể xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường. Để giám sát ảnh hưởng của bãi chôn rác đến nguồn nước ngầm, một số giếng được khoan ở xung quanh bãi chôn rác nhằm để lấy mẫu, xét nghiệm chất lượng nước ngầm định kỳ.
2.5.3. Mô hình công nghệ ủ sinh học
Có thể coi như là quá trình ổn định sinh hoá các chất hữu cơ để thành chất mùn. Đây là phương pháp truyền thống được áp dụng phổ biến ở các nước đang phát triển và Việt Nam.
Quá trình ủ áp dụng đối với các chất hữu cơ không độc hại, lúc đầu là khử
25
nước, sau là xử lý cho tới khi thành xốp và ẩm. Sản phẩm cuối cùng không có mùi, không chứa vi sinh vật gây hại và được dùng làm phân.
Phương pháp xử lý sinh học là một trong những phương pháp thông dụng nhất, hiệu quả nhất, rẻ tiền và ít gây ô nhiễm môi trường nhất. Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng tính năng phân hủy chất thải rắn của các loại vi khuẩn để đưa vào mục đích xử lý rác. Các loại vi khuẩn tham gia xử lý chất thải rắn có thể bao gồm vi khuẩn, nấm, men, actinomycetes vv… là các loại vi sinh vật có vai trò rất tích cực trong việc xử lý chất thải rắn.
Sử dụng phương pháp xử lý sinh học để xử lý chất thải rắn bao gồm cả về xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí. Để đảm bảo cho việc xử lý chất thải rắn nhờ vi sinh vật khác được tốt nhất, duy trì và tăng trưởng vi sinh vật xử lý, phải đảm bảo các yếu tố cần thiết về nguồn carbon, hydro, oxy, nitơ, phospho, các muối vô cơ, lưu huỳnh và các yếu tố vi lượng, mà các yếu tố quan trọng nhất quyết định tới việc duy trì và phát triển vi sinh vật là pH, nhiệt độ, độ ẩm. Khoảng nhiệt độ tối ưu để cho vi sinh vật phát triển tối ưu được chia thành 3 khoảng sau:
- Psychrophilic: 10 - 120C - Mesophilic: 30 - 350C - Themophilic: 50 - 550C
Quy trình xử lý rác bằng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí được áp dụng mạnh mẽ tại các nhà máy sử dụng rác thải sinh hoạt làm phân bón hữu cơ. Khi đó lượng ôxy cần thiết sử dụng cho quá trình xử lý như sau:
CaHbOcNd + 0,5(ny + 2s + r - c)O2 nCwHxOyNz + sCO2 + rH2O + (d - nx)NH3 Trong đó: r = 0,5 [b - nx - 3(d - nx)]
s = a - nw
CaHbOcNd và CwHxOyNz biểu diễn thành phần mol của chất hữu cơ đầu và cuối quá trình xử lý. Ở điều kiện lý tưởng tức là các chất hữu cơ bị xử lý hoàn toàn CO2, H2O và NH3 thì phương trình trên xảy ra ở dạng như sau:
Lượng oxy cần thiết để có thể oxy hóa hoàn toàn NH3 thành NO3 được tính theo công thức:
NH3 + 3/2O2 HNO2 + H2O
26
HNO2 + ẵO2
NH3 + 2O2
Đối với quá trình kỵ khí thì quá trình xảy ra như sau:
CaHbOcNd n CwHxOyNz + m CH4 + s CO2 + r H2O + (d - nz) NH3 Trong đó: s = a - nw - m
r = c - ny - 2s
CaHbOcNd và CwHxOyNz biểu diễn thành phần mol của chất hữu cơ đầu và cuối quá trình xử lý. Ở điều kiện lý tưởng tức là các chất hữu cơ bị xử lý hoàn toàn CH4, CO2, và NH3 thì phương trình trên xảy ra ở dạng như sau:
Ca Hb Cc Od
Công nghệ xử lý sinh học kỵ khí được sử dụng nhiều khi ứng dụng để xử lý nhằm tái chế các chất thải rắn thành các khí đốt phục vụ cho mục đích sinh hoạt và công nghiệp.