4.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn 37
Lựa chọn phương pháp xử lý
Thành phần, tính chất chất thải rắn
Tổng lượng chất thải rắn cần xử lý
Khả năng thu hồi sản phẩm, năng lượng
Yêu cầu bảo vệ môi trường
4.2.1. Phương pháp cơ học 38
Phân loại rác
Thủ công
Sàng
Quạt gió
Phân loại bằng từ
Nén ép rác
Xe ép rác
Thiết bị ép
Ép trong bãi chôn lấp
4.2.1. Phương pháp cơ học 39
Xe ép rác
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 40
Bãi chôn lấp rác
Hiện tại tất cả các địa phương đều sử dụng biện pháp chôn lấp chất thải với số lượng trung bình 1 bãi chôn lấp/1 đô thị, trong đó có tới 85% - 90% các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh với nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao.
Thực tế triển khai cho thấy phần lớn các công nghệ xử lý rác của nước ngoài đều không hiệu quả vì không phù hợp với đặc thù rác thải sinh hoạt rất phức tạp, độ ẩm cao và chưa được phân loại đầu nguồn ở các đô thị Việt Nam.
“Bãi chôn lấp hợp vệ sinh là bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị được thiết kế và vận hành sao cho các tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường được giảm thiểu đến mức thấp nhất”.
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 41
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 42
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh
4.3.2. Xử lý rác sinh hoạt 43
Thiết kế bãi chôn lấp
Lớp lót đáy và lớp phủ đỉnh ô chôn lấp
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 44
Các vấn đề cần lưu ý
Lựa chọn vị trí
Quản lý khí sinh ra
Kiểm soát nước rỉ rác
Kiểm soát nước bề mặt
Xây dựng qui trình vận hành
Cấu trúc bãi chôn và sự sụt lún
Quan trắc chất lượng môi trường
Đóng cửa và tái sử dụng diện tích bãi
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 45
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh
STT Qui mô
bãi chôn lấp rác
Dân số phục vụ (ngàn người)
Lượng rác xử lý (tấn/năm)
Diện tích bãi chôn
(ha)
Thời hạn sử dụng
(năm)
1 Loại nhỏ 5 - 10 20000 5 < 10
2 Loại vừa 100 - 350 65000 10 – 30 10 - 30
3 Loại lớn 350 - 1000 200000 30 – 50 30 – 50
4 Rất lớn > 1000 > 200000 > 50 > 50
Phân loại qui mô bãi chôn lấp rác sinh hoạt (Nguồn: TCVN 6696-2000)
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 46
Thiết kế bãi chôn lấp
Thiết kế ?
Diện tích
Dung tích Lớp lót đáy
Hệ thống thu nước rò rỉ Hệ thống thu khí
BCL Phủ đỉnh
Lớp phủ hàng ngày
Lớp phủ trung gian
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 47
Thiết kế bãi chôn lấp
Diện tích một ô?
Vận hành không quá 3 năm
Dung tích một ô?
Tổng chiều cao: 15 – 25 m
Sức chịu tải của đáy
> 1 kg/cm2 Diện tích BCL?
Vận hành ít nhất 5 năm
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 48
Thành phần khí sinh học
Thành phần Đơn vị Theo Ham R.K (1984)
Theo Hocks-J (1985)
CH4 % 47,5 55,5
CO2 % 47,0 41,2
N2 % 3,7 2,1
O2 % 0,8 1,1
H2 % 0,1 0,01
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 49
Thu hồi năng lượng từ khí bãi rác
4.2.2. Phương pháp chôn lấp 50
Bãi chôn lấp rác ở Tp. HCM
STT Bãi chôn lấp Vị trí Ghi chú
1 Bãi chôn lấp Đông Thạnh Xã Đông Thạnh, Quận 12
Không hợp vệ sinh
2 Bãi chôn lấp Gò Cát Xã Bình Hưng Hòa, Quận Bình Tân
Chưa hợp vệ sinh
3 Bãi chôn lấp Phước Hiệp Xã Phước Hiệp, Huyện Củ Chi
Chưa hợp vệ sinh
4 Bãi chôn lấp Đa Phước Xã Đa Phước, Huyện Bình Chánh
Sắp hợp vệ sinh
4.2.3. Phương pháp nhiệt 51
Phương pháp nhiệt
Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt là quá trình sử dụng nhiệt để chuyển hóa chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng và tro…đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.
Trong điều kiện không có oxy → nhiệt phân.
Với một lượng oxi cần thiết vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn → thiêu đốt.
Đốt không hoàn toàn dưới điều kiện thiếu không khí để tạo ra CO, H2, và hydrocarbon → khí hóa.
4.2.3. Phương pháp nhiệt 52
Hệ thống thiêu đốt
Đốt CTR để làm giảm thể tích bằng quá trình nhiệt và oxy hóa hóa học.
Sản phẩm cuối cùng: khí nhiệt độ cao, nitơ, CO2, hơi nước, tro.
Kết hợp để xử lý chất thải nguy hại.
Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt tận dụng cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: lò hơi, lò luyện kim, lò nung, lò thủy tinh, máy phát điện .
4.2.3. Phương pháp nhiệt 53
Hệ thống nhiệt phân
Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hoá học chất thải rắn xảy ra do nung nóng trong điều kiện không có oxy và tạo ra sản phẩm cuối cùng dưới dạng rắn, lỏng và khí.
Nguyên lý của vận hành quá trình nhiệt phân gồm hai giai đoạn.
Giai đoạn một là quá trình khí hoá. Chất thải được gia nhiệt để tách thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không hoá hơi và tro.
Giai đoạn hai các thành phần bay hơi được đốt ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại.
4.2.3. Phương pháp nhiệt 54
Hệ thống khí hóa
Khí hóa là quá trình đốt các loại vật liệu trong điều kiện thiếu oxy. Mặc dù phương pháp này đã được phát hiện vào thế kỷ 19 nhưng việc áp dụng chỉ thực hiện thời gian gần đây đối với xử lý chất thải rắn.
Kỹ thuật khí hóa được áp dụng với mục đích là làm giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng.
4.2.4. Phương pháp sinh học 55
Chế biến phân compost
Chế biến Compost
4.2.4. Phương pháp sinh học 56
Phân compost
4.2.4. Phương pháp sinh học 57
Phân compost
Chất thải Compost
Chỉ khả thi khi
Chất lượng compost đáp ứng yêu cầu của người
nông dân
4.2.4. Phương pháp sinh học 58
Phân compost
Nguyên liệu làm
compost?
Rác vườn
Rác phân loại Rác hỗn hợp Kết hợp CTRSH
và bùn XLNT
4.2.4. Phương pháp sinh học 59
Phân compost
Phân hủy hiếu khí phần CHC của CTRSH
Bổ sung dinh dưỡng Xử lý sơ bộ CTRSH
4.2.4. Phương pháp sinh học 60
Phân compost
Ủ compost Tiền xử lý
Chất thải
CHC + O2 → CO2 + H2O + Nhiệt
Hậu xử lý
Compost Khí thải
Không khí
4.2.4. Phương pháp sinh học 61
Phân loại phương pháp sinh học theo
CTR có được chứa trong container hay không
ủ ngoài trời
ủ trong container
Oxy được cung cấp tới phần ủ compost
thổi khí cưỡng bức
thổi khí thụ động
Hình dạng phần ủ compost
ủ theo luống dài-windrow
ủ theo đánh đống-pile
4.2.4. Phương pháp sinh học 62
Vấn đề của phân compost
Độ ổn định
? VSV gây bệnh hoạt
động lại
Lôi kéo côn trùng
Mùi
Gây bệnh cho cây
Giảm O2 trong đất
Giảm ổn định đất
4.2.4. Phương pháp sinh học 63
Phân compost
Điều kiện tối ưu
- Nhiệt độ: 45 - 55oC - O2: > 5%
- H2O: 40 - 60%
- C/N: 25/1
- pH: 6,5 – 8,0
- Tỷ trọng: 450 - 600 kg/m3 - Độ xốp: 32 - 36%
- Kích thước hạt: 3 - 50 mm
4.2.4. Phương pháp sinh học 64
Phân compost thành phẩm
4.2.5. Phương pháp hóa học 65
Chuyển hóa hóa học
Quá trình chuyển hoá 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 cellulose.
Kỹ thuật xử lý chất thải rắn bằng phương pháp hóa học phổ biến nhất là phản ứng thủy phân cellulose dưới tác dụng của acid và quá trình biến đổi metan thành metanol.
4.2.5. Phương pháp hóa học
Phản ứng thủy phân acid
Cellulose hình thành là do sự liên kết của hơn 3000 đơn vị phân tử glucose, cellulose có đặc điểm là hòa tan trong nước và các dung môi hữu cơ. Nếu cellulose được thủy phân thì glucose sẽ được tái sinh.
(C6H10O5)n + H2O → nC6H12O6
Đường và glucose được trích ly từ cellulose có thể được biến đổi bằng các phản ứng sinh học và hoá học tạo thành sản phẩm là rượu và các hoá chất công nghiệp.
4.2.5. Phương pháp hóa học
Sản xuất metanol từ metan
Metan được hình thành do quá trình phân hủy yếm khí của các chất thải rắn hữu cơ có thể được biến đổi thành methanol nhờ sử dụng xúc tác.
CH4 + H2O → CO + 3H2 CO + 2H2 → CH3OH
Thuận lợi của việc sản xuất metanol từ khí biogas có chứa metan là metanol có thể lưu trữ và vận chuyển dể dàng hơn là việc vận chuyển khí metan.
4.2.6. Tái sinh chất thải 68
Tái sinh tái chế
Phân loại rác tại nguồn
Rác dễ phân hủy → phân bón
Kim loại, nhựa, giấy, …→ tái chế
Rác khó phân hủy→ chôn lấp
Tái sinh tái chế 69
4.2.6. Tái sinh chất thải
4.2.6. Tái sinh chất thải 70
Rác hữu cơ
4.2.6. Tái sinh chất thải 71
Tái sinh tái chế
4.2.6. Tái sinh chất thải 72
Rác khó phân hủy
4.2.6. Tái sinh chất thải 73
Tái sinh tái chế
4.3. Quản lý và xử lý chất thải nguy hại 74
Nội dung