Chương trình thử nghiệm được thiết kế với sự phối hợp của các bên gồm Chương trình Phát triển liên hợp quốc (UNDP), Văn phòng 33 và các chuyên gia trong nước, theo đó nhất trí thử nghiệm trên 100 m3 đất nhiễm dioxin thuộc 2 khu vực trong sân bay Biên Hòa với nồng độ nhiễm được xác định trước đó. Mục tiêu là thực hiện thử nghiệm đất nhiễm ở 3 mức độ nhiễm khác nhau: cao (>10,000ppt TEQ), trung bình (2.000-10.000ppt TEQ) và thấp (<2.000ppt TEQ). Quá trình thử nghiệm sử dụng thiết kế cơ sở hệ thống nghiền bi của Công ty EDL.Tổng cộng 100 tấn đất nhiễm được chia thành 42 mẻ xử lý, mỗi mẻ từ 2-6 tấn.Các mẻ được xử lý với các điều kiện và thông số vận hành khác nhau, đặc biệt là sẽ tập trung vào đánh giá xử lý đất nhiễm ở mức trung bình vì đây được xem là mức phổ biến khi tiến hành xử lý đại trà sau này. Với mục tiêu xử lý là đưa ngưỡng dioxin về dưới 1.000ppt TEQ sau xử lý là phù hợp với mục tiêu của quốc gia và quốc tế và theo đó kết quả xử lý tham chiếu hoặc hiệu suất xử lý 99% đã được đề ra. Toàn bộ chương trình thử nghiệm được chi tiết hóa bằng Kế hoạch thực hiện do công ty của New Zealand xây dựng và được UNDP và Văn phòng 33 ký duyệt.
b. Dây truyền công nghệ Hóa-Cơ áp dụng xử lý tại sân bay Biên Hòa Đất nhiễm dioxin được đưa qua hệ thống máy sàng để loại bỏ đất quá cỡ (>10mm). Sau đó đất được đưa vào máy sấy khô, tại đây đất được sấy xuống độ ẩm dưới 2%. Hơi nước và bụi được hấp thu qua than hoạt tính trước khi ra ngoài môi trường. Cuối cùng đất sấy khô được xử lý qua 4 lò quay lắp thẳng đứng nối tiếp nhau. Các thiết bị được mô tả như sau:
- Máy sàng rung
Đây là một bộ sàng rung đơn giản đặt ở 1 góc để sàng được đất có đường kính <10mm
Tất cả các vật liệu quá cỡ sẽ được chuyển tới một thiết bị nghiền trước khi được chuyển sàng lại
- Máy sấy băng truyền
Đây là một thiết bị chính vì đất phải được sấy tới độ ẩm <2%
Máy sấy được làm nóng gián tiếp bằng các dòng dầu nóng tuần hoàn
Vận tốc quay của máy sấy được giữ ở mức thấp để giảm thiểu khả năng tạo bụi
Hình 2.2 Thiết bị sấy khô - Lò phản ứng (lò quay)
Có bốn lò phản ứng được sắp xếp theo chiều từ trên xuống dưới
Hệ thống được hàn bằng một van quay tại đầu xả của phễu nạp, và máy nhào tại điểm cuối của hệ thống.
Mỗi lò phản ứng được nạp một số lượng bi thép khác nhau Mỗi lò phản ứng có thể vận hành ở một vận tốc quay khác nhau
Hình 2.3 Bốn lò phản ứng được lắp song song
- Máy nhào
Đây là một hệ thống cho phép bổ sung nước vào đất, tạo độ ẩm cho đất sau xử lý.
Hình 2.4 Hệ thống máy nhào đất sau xử lý c. Kế hoạch thử nghiệm xử lý dioxin
* Đào xúc và chuẩn bị đất cho thử nghiệm.
- Tổng cộng đã đào xúc 150 tấn đất/100m3.
- Đất nhiễm đào xúc từ 3 khu vực ô nhiễm nặng, theo giả định ban đầu đất có nồng độ từ:(>10.000ppt), trung bình (2.000- 10.000ppt) và nhẹ (<2.000ppt).
- Nồng độ nhiễm dựa trên số liệu phân tích mẫu trước đó.Nhưng sau khi có kết quả phân tích chính thức thìđất có độ ô nhiễm nặng (theo phân loại ban đầu là
>10.000ppt) thì có nồng độ ô nhiễm lớn hơn 30.000ppt, phổ biến ở mức trên 50.000ppt. Đất có độ ô nhiễm trung bình (theo phân loại ban đầu là 2.000- 10.000ppt) là khoảng nồng độ được cho là có khối lượng đất cần xử lý lớn nhất, thì được xác định trong khoảng 5.000-30.000ppt, phổ biến là mức xung quanh 15.000ppt. Đất có độ ô nhiễm thấp (theo phân loại là <2.000ppt) thì trong thực tế lại có độ nhiễm thấp hơn, dưới ngưỡng xử lý.
- Đất nhiễm được cho vào từng bao (mỗi bao khoảng 1 tấn).
Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu tại nhà kho
*Kế hoạch vận hành và lấy mẫu
- Khối lượng đất thực tế đưa vào hệ thống xử lý khoảng 110 tấn, các phần tử có kích thước lớn được lọc ra.
Đất được xử lý qua 42 mẻ (Mỗi mẻ từ 2-8 bao theo thiết kế ban đầu).
- Việc xử lý được tiến hành với đất có nồng độ dioxin cao trước, nồng độ thấp sau.
- Mỗi bao đất được lấy 2 mẫu: 1 mẫu trước khi xử lý và 1 mẫu sau khi xử lý.
- Tổng cộng 300 mẫu đất và 01 mẫu than hoạt tính. Ngoài ra, trong quá trình xử lý còn đo lượng bụi trong khu vực xử lý và lấy mẫu khí thải ở đầu ra của bộ lọc than hoạt tính.
* Các thông số về hệ thống xử lý tại Biên Hòa
- Từ mẻ 1 đến mẻ 23, xử lý đất nhiễm có kích thước hạt<20mm. Từ mẻ 24 đến mẻ 42, xử lý đất nhiễm có kíchthước hạt <10mm.
- Thành phần cơ lý của đất: thành phần chủ yếu là cát pha, kích thước hạt
>20mm chiếm khoảng 30% đến 50% vềthể tích.
- Tốc độ nạp đất đầu vào khoảng 100-900kg/giờ. Phần lớnduy trì ở tốc độ 300-500kg/giờ.
- Tốc độ quay trong lò xử lý là khoảng từ 250 đến 375 vòng/phút.
- Một số mẻ xử lý đã được bổ sung thêm cát thạch anh (tỷ lệ từ 0 – 5% theo khối lượng khô).
- Thời gian để khởi động hệ thống là khoảng 1.5 giờ và thời gian để ngừng hệ thống là khoảng 1 giờ.
- Một ngày hoạt động là 8 giờ.
* Phân tích mẫu
• 05 mẫu được lấy trong quá trình đào xúc đã được phân tích PCDD/F, kim loại nặng, VOC nhằm xác định tính chất của đất, để giúp định hình các thông số của hệ thống xử lý trước khi bắt đầu.
- 84 mẫu trộn (42 mẫu trước xử lý và 42 mẫu sau xử lý) được phân tích PCDD/F (mỗi mẻ 1 mẫu).
- 26 mẫu đơn (13 mẫu trước xử lý và 13 mẫu sau xử lý) đã được phân tích PCDD/F, kim loại nặng, VOC (mỗi bao 1 mẫu).