CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI SINH HOẠT
1.1 Cơ sở lý luận của vấn đề thu gom và quản lý RTSH
1.1.1 Lý Luận về RTSH
1.1.2.4 Các phương pháp xử lý rác thải
Mục đích của các phương pháp sử lý CTR là:
- Nâng cao hiệu quả của việc quản lý CTR, bảo đảm an toàn vệ sinh môi trường.
- Thu hồi vật liệu để tái sử dụng, tái chế.
- Thu hồi năng lượng từ rác cũng như các sản phẩm chuyển đổi.
Hình 1.3: Sơ đồ các phương pháp sử lý chất thải
(Nguồn: Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn của PGS.TS Nguyễn Văn Phước) Các phương pháp xử lý chất thải
Cơ học Nhiệt – cơ Hóa học Tuyển
Nhiệt Hóa Lý Sinh hóa
Đập Nghiền
Phân loại, chọn lọc
Tạo khối
Tạo hạt ở nhiệt độ cao
Trích ly
Hòa tan
Kết tinh
Tuyển từ Tuyển trọng lực
Rửa Tuyển Tuyển Tuyển
trong huyền phù, chất lỏng nặng
Đạ i h ọ c Kinh
t ế Hu ế
Có rất nhiều cách để xử lý CTR, theo Giáo trình quản lý và xử chất rải rắn của PGS.TS Nguyễn Văn Phước thì có các cách xử lý như sau:
Xử lý CTR bằng phương pháp cơ học
Giảm kích thước
Phương pháp giảm kích thước được sử dụng để giảm kích thước của các thành phần CTR đô thị. CTR được làm giảm kích thước có thể sử dụng trực tiếp làm lớp che phủ trên mặt đất hay làm phân compost, hoặc một phần được sử dụng cho các hoạt động tái sinh. Thiết bị thích hợp để làm giảm kích thước CTR tùy thuộc vào loại, hình dạng, đặc tính của CTR và tiêu chuẩn yêu cầu. Các thiết bị thường được sử dụng là:
búa đập, kéo cắt bằng thủy lực, máy nghiền…
Phân loại theo kích thước
Phân loại theo kích thước hay sàng lọc là một quá trình phân loại một hỗn hợp các vật liệu CTR có kích thước khác nhau thành hai hay nhiều loại vật liệu phần có cùng kích thước, bằng cách sử dụng các loại sàng có kích thước lỗ khác nhau. Qúa trình phân loại có thể thực hiện khi vật liệu còn ướt hoặc khô, thông thường quá trình phân loại gắn liền với các công đoạn chế biến chất thải tiếp theo. Các thiết bị sàng lọc được sử dụng trước hoặc sau khi nghiền rác, sau công đoạn tách khí từ quá trình thu hồi năng lượng RDF. Đôi khi các thiết bị sàng lọc cũng được sử dụng trong quá trình chế biến phân compost với mục đích tăng tính đồng nhất cho sản phẩm.
Các thiết bị thường được sử dụng nhiều nhất là các loại sàng rung, sàng dạng trống quay và sàng đĩa.
Phân loại theo khối lượng riêng
Phương loại bằng phương pháp khối lượng riêng là một phương pháp kĩ thuật được sử dụng rất rộng rãi, dùng để phân loại các vật liệu có trong CTR dựa vào khí động lực và sự khác nhau về khối lượng riêng giữa chúng. Phương pháp này được sử dụng để phân loại CTR đô thị, tách rời các loại vật liệu sau quá trình tách nghiền thành 2 phần riêng biệt: dạng có khối lượng riêng nhẹ như giấy, nhựa, các chất hữu cơ và
Đạ i h ọ c Kinh
t ế Hu ế
dạng có khối lượng riêng nặng như là kim loại, gỗ, các loại phế liệu vô cơ có khối lượng riêng tương đối lớn.
Kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất là trong việc phân loại các vật liệu là dựa vào khí động lực. Nguyên tắc của phương pháp này là thổi dòng không khí đi từ dưới lên trên qua lớp vật liệu hỗn hợp, khi đó các vật liệu nhẹ sẽ được cuốn theo dòng khí tách ra khỏi các vật liệu nặng hơn.
Phân loại theo điện trường và từ trường
Kỹ thuật phân loại bằng điện trường và từ tính dựa vào tính chất điện trường và từ trường khác nhau của các thành phần CTR. Phương pháp phân loại bằng từ trường được sử dụng phổ biến khi tiến hành tách các kim loại màu ra khỏi kim loại đen.
Phương pháp phân loại bằng tĩnh điện cũng được áp dụng để tách ly nhựa và giấy dựa vào sự khác nhau về sự tích điện bề mặt của hai loại vật liệu này.
Nén CTR
Phương pháp nén CTR được sử dụng với mục đích gia tăng khối lượng riêng của CTR, nhằm tăng tính hiệu quả của công tác lưu trữ và vận chuyển. Các kĩ thuật hiện đang áp dụng để nén và tái sinh chất thải là đóng kiện, đóng gói, đóng khối hay ép thành dạng viên.
Xử lý chất thải bằng phương pháp nhiệt
Hệ thống thiêu đốt
Đốt là quá trình oxy hóa CTR bằng oxy không khí dưới tác dụng của nhiệt và quá trình oxy hóa hóa học. Bằng cách đốt chất thải ta có thể giảm thể tích của CTR đến 80 – 90%. Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 8000C. Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt là: các khí có nhiệt độ cao bao gồm khí Nitơ, cacbonic, hơi nước và tro. Năng lượng có thể được thu hồi nhờ quá trình trao đổi nhiệt với khí sinh ra ở nhiệt độ cao.
Hệ thống nhiệt phân
Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hóa học CTR bằng cách nung trong điều kiện không có oxy và tạo ra sản phẩm cuối cùng của quá trình biến đổi CTR
Đạ i h ọ c Kinh
t ế Hu ế
là các chất ở dạng rắn, lỏng và khí. Nguyên lý vận hành của quá trình nhiệt phân gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 là quá trình khí hóa, chất thải được gia nhiệt để tách các thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không hóa hơi và tro. Giai đoạn 2 là quá trình đốt các thành phần bay hơi ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại.
Hệ thống khí hóa
Một cách tổng quát, quá trình đốt khí hóa là quá trình đốt CTR trong điều kiện thiếu oxy. Mặc dù phương pháp này đã được phát hiện vào thế kỷ 19 nhưng việc áp dụng để xử lý CTR chỉ được thực hiện trong thời gian gần đây. Kỹ thuật khí hóa được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng.
Công nghệ đốt
Hầu hết các phương pháp xử lý, lưu trữ và loại bỏ đều liên quan đến công nghệ đốt – đốt cháy các chất một cách có kiểm soát ở trong một vùng kín – như một phương tiện xử lý loại chất thải nguy hại.
Công nghệ đốt là một quá trình xử lý khá phức tạp. Trong quá trình cháy các chất hữu cơ dạng rắn hoặc lỏng sẽ bị chuyển đổi sang pha khí. Các khí này qua các lưới đốt sẽ tiếp tục bị làm nóng lên, đến một nhiệt độ nào đó các hợp chất hữu cơ của chúng sẽ bị phân hủy thành các nguyên tử thành phần. Các nguyên tử này kết hợp với oxy để tạo nên các chất khí bền vững, các khí này sau khi qua các thiết bị kiểm soát ô nhiễm sẽ được thải vào khí quyển.
Xử lý CTR bằng phương pháp chuyển hóa sinh học và hóa học
Quá trình ủ phân hiếu khí
Là một quá trình biến đổi sinh học được sử dụng rất rộng rác, mục đích là biến đổi các chất thải hữu cơ thành các chất vô cơ (quá trình khoáng hóa) dưới tác dụng của vi sinh vật. Sản phẩm tạo thành dưới dạng mùn gọi là phân compost.
Quá trình phân hủy chất thải lên men kỵ khí
Là quá trình biến sinh học dưới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí,
Đạ i h ọ c Kinh
t ế Hu ế
áp dụng đối với chất thải rắn có hàm lượng rắn từ 4-8% (bao gồm: chất thải rắn của con người, động vật, các sản phẩm thừa từ nông nghiệp và chất hữu cơ trong thành phần của chất thải rắn đô thị). Quá trình phân hủy lên men kỵ khí được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Sản phẩm cuối cùng là khí metan, khí CO2và chất mùn ổn định dùng làm phân bón.
Quá trình chuyển hóa hóa học
Quá trình chuyển hóa hóa học bao gồm một loạt các phản ứng thủy phân được sử dụng để tái sinh các hợp chất như là glucose và một loạt các phản ứng khác dùng để tái sinh dầu tổng hợp, khí và acetate xenlulo. Kĩ thuật xử lý CTR bằng phương pháp hóa học phổ biến là phản ứng thủy phân xenlulo dưới tác dụng của axit và quá trình biến đổi metan thành metanol.