ĐIỂN HÌNH
Bên cạnh việc đề xuất cơng nghệđốt chất thải nguy hại và bãi chơn lấp chất thải nguy hại cho khu liên hợp xử lý chất thải nguy hại nhĩm đề tài cũng đề xuất một số qui trình cơng nghệ định hướng áp dụng cho xử lý theo hướng thu hồi, tái sinh và tái chế cũng như một số qui trình định hướng cho xử lý CTNH mà khơng
dùng phương pháp đốt. Các qui trình này được đề nghị áp dụng ngày tại nhà máy (nới sản sinh ra CTCNNH) với mục đích thu hồi – tái sinh CTCNNH, hoặc được thực hiện tại khu vực tái sinh tái chế của khu liên hợp xử lý CTNH nhưđã trình bày trong phần định hướng cơng nghệ. Một số các quy trình được đề xuất như
sau:
Quy trình đề xuất cho dầu nhớt phế thải
Qui trình này được áp dụng cho khu liên hợp xử lý chất thải nguy hại nhằm tái sinh dầu nhớt thải từ hoạt động sản xuất cơng nghiệp.
Thuyết minh qui trình cơng nghệ
Khi qui trình hoạt động ổn định, nguyên liệu là dầu thải ở nhiệt độ bình thường sẽđược bơm vào các thiết bị trao đổi nhiệt với các sản phẩm của quá trình chưng cất chân khơng. sau khi ra khỏi hệ thống trao đổi nhiệt thì nguyên liệu được đun nĩng và sản phẩm được làm nguội. Nguyên liệu sau khi ra khỏi các thiết bị trao
đổi nhiệt sẽ được cho vào bồn tồn trữ cĩ bọc lớp cách nhiệt nhằm bảo ơn nhiệt
độ.
Nguyên liệu từ bồn tồn trữ sẽ được cho vào thiết bị chưng cất ở áp suất khí quyển, do nguyên liệu đã được gia nhiệt trước nên sẽ tiết kiệm được nguồn năng lượng cung cấp ở buồng đốt. Ở cơng đoạn này sẽ thu được sản phẩm đỉnh cĩ khoảng nhiệt độ sơi cao hay thấp tùy thuộc vào tính chất của nguyên liệu dầu vào. Thơng thường, nhiệt độ sơi cao nhất trong giai đoạn này được lấy giá trị sao cho vừa tiết kiệm năng lượng vừa đảm bảo khơng phân hủy sản phẩm do nhiệt
độ cao (thường <300oC). Sản phẩm đỉnh sau khi ra khỏi tháp được ngưng tụ
bằng dịng nguyên liệu. Sản phẩm sau khi ngưng tụ ở thiết bị trao đổi nhiệt sẽ được tách nước và thu dầu nhẹ.
nước
dầu nhẹ
thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt
chưng cất chân không Chưng cất khí quyển tách nước hút chân không VTB dầu nặng dầu vừa dầu nhẹ khí gas
nguyên liệu nóng nguyên liệu ban dầu
Ghi chú: VTB (vacuum tower bottom residue): cặn từ quá trình chưng cất chân khơng.
Hình 45-Quy trình cơng nghệ chưng cất chân khơng dầu nhớt thải đề xuất
Sản phẩm đáy của quá trình chưng cất khí quyển sẽđược cho vào thiết bị chưng cất chân khơng. Ở thiết bị này các hydro cacbon sẽđược phân tách thành các sản phẩm cĩ khoảng nhiệt độ sơi khác nhau theo chiều cao của tháp chưng cất. Gần
đỉnh tháp thì sản phẩm cĩ nhiệt độ sơi thấp, càng đi xuống phía đáy tháp thì sản phẩm cĩ nhiệt độ sơi tăng dần. Thơng thường sản phẩm từ quá trình chưng cất chân khơng gồm: khí gas, dầu nhẹ, dầu vừa và dầu nặng, sản phẩm đáy là VTB. Các sản phẩm sinh ra sẽđược làm nguội bằng dịng nguyên liệu (dầu thải) nhằm tiết kiệm năng lượng. các sản phẩm này cĩ độ nhớt khác nhau sẽđược dùng để
sản xuất các sản phẩm khác: dầu bơi trơn, dầu thủy lực,...
Một sốưu khuyết điểm chính
Ưu điểm
− Thu hồi được các sản phẩm dầu cĩ nhiệt độ sơi và độ nhớt khác nhau;
− Dùng để sản xuất nhiều sản phẩm cĩ giá trị;
− Qui trình cĩ hệ thống thu hồi nhiệt thải nên tiết kiệm được năng lượng.
− Do qui trình sản xuất các sản phẩm hữu cơ nên khả năng xảy ra tai nạn lao động cao vì vậy trong quá trình vận hành phải tuyệt đối tuân thủ các qui tắc an tồn lao động, nhất là phịng cháy và chữa cháy;
− Khơng xử lý các được dầu bị nhiễm chất nguy hại như PCBs.
Quy trình đề xuất cho chất thải nhiễm dầu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phần lớn các cơng nghệ của nước ngồi tạo ra sản phẩm cĩ giá trị cao. Tuy nhiên vốn đầu tư vào cơng nghệ xử lý khá lớn. Do đĩ đầu tư vào các cơng nghệ này ở
Việt Nam nĩi chung và TP Hồ Chí Minh nĩi riêng là tốn kém và khơng mang lại hiệu quả kinh tế. Vì vậy các cơng nghệ này chỉ cĩ thể mang tính tham khảo là chủ yếu. Các cơ sở tái chế xử lý CTNH nĩi chung và xử lý cặn dầu thải nĩi riêng tại Thành phố Hồ Chí Minh cĩ trình độ cơng nghệ khơng phát triển lắm, trong khi đĩ đồng vốn cịn yếu và nguồn nguyên liệu từ cặn dầu khơng được nhiều. Trên nguyên tắc tái chế, tái sử dụng và tiết kiệm tài nguyên thì phương án đề
xuất cho xử lý cặn dầu thải tại Thành phố là phương pháp chế biến thành các nhiên liệu để bán cho các nơi cần thiết làm nhiên liệu đốt. Qui trình của phương pháp này như sau.
Trang thiết bị chính
Một số thiết bị chính cần thiết cho qui trình chế biến cặn dầu qui mơ 2 tấn/ca
được trình bày trong bảng dưới.
Bảng 18- Một số thiết bị chính cho quy trình xử lý cặn dầu quy mơ 2 tấn/ca
TT Tên thiết bị Số
lượng Đơvị n
1. Băng tải nạp liệu thơ, 12m 01 Cái
2. Bơm nạp liệu lỏng 01 Cái 3. Thiết bị khấy gia nhiệt
Thùng chứa 1,2m3 Mơtơ, cánh khấy Điện trở 01 bộ 4. Thiết bị lọc: thùng chứa, điện trở 02 Bộ
5. Bơm chân khơng 01 Cái 6. Bầu lọc tinh 02 Cái 7. Bơm dầu 04 Cái 8. Thiết bị tách nước 03 - 9. Bồn chứa sản phẩm 01 Cái 10. Hệ thống van đường ống Bộ 11. Hệ thống điện bộ 12. Bể chứa dầu thơ 01 Cái
13. Bể chứa cặn bả sau lọc 01 Cái 14. Bể chứa nước sau khi tách
cặn dầu
01 Cái
Quy trình cơng nghệ
Sơđồ quy trình cơng nghệđược thể hiện ở hình bên dưới.
Cặn dầu từ bể chứa được đưa lên thiết bị gia nhiệt tùy thuộc vào trạng thái của cặn dầu mà cĩ thể được vận chuyễn bằng bơm hoặc vít tải. Ở thiết bị gia nhiệt cặn dầu sẽ được đun nĩng bằng điện trở lên đến nhiệt độ 75oC để cặn dầu chảy lỏng hồn tồn. Bên trong thiết bị gia nhiệt cĩ lấp cánh khuấy. Vận tốc khuấy
được xác định sao cho tiết kiệm năng lượng và đảm bảo hiệu quả truyền nhiệt cần thiết. Cặn dầu lỏng từ thiết bị gia nhiệt bơm qua thiết bị lọc chân khơng. Màng lọc là một lưới kim loại và được giữ ở nhiệt độ 75oC để tránh cặn dầu
đơng đặc bịt kín lưới lọc. Quá trình lọc được điều chỉnh ổn định nhờ bơm hút chân khơng. Sau một thời gian làm việc hoặc sau mỗi mẻ cần phải làm vệ sinh lưới lọc. Phần bã tách ra từ lưới lọc chân khơng được lấy ra chứa trong bồn chứa, bã này cịn ngậm nhiều dầu, dễ cháy sẽ làm nhiên liệu cho các lị gạch. Sau khi lọc cặn dầu được bơm qua thiết bị lắng để tách nước. Ở đây nhờ sự chênh lệch về khối lượng riêng, nước sẽ tách khỏi dầu lắng xuống đáy và được xả ra ngồi bồn chứa nước. Dầu lỏng được tháo vào bồn chứa.
nguyên liệu Thiết bị gia nhiệt Thiết bị lọc Thiết bị lắng bể chứa bã lọc bể chứa dầu bể chứa nước thải Thiết bị lọc Thiết bị lắng Thiết bị lắng cánh khuấy Hình 46- Quy trình xử lý cặn dầu làm nhiên liệu đốt đề xuất
Quy trình đề xuất cho chất thải hữu cơ tạp
Trong các nghiên cứu về các giải pháp khơng sử dụng phương pháp đốt thì nghiên cứu của GS.TS Trần Mạnh Trí là đưa ra qui trình xử lý cho thuốc trừ sâu bằng phương pháp oxy hĩa nâng cao kết hợp phân hủy sinh học. Cơng nghệ này cĩ thể áp dụng ở khu xử lý hĩa lý để xử lý các chất hữu cơ nguy hại. Một sốưu
điểm nổi bật khi sử dụng cơng nghệ này là:
− Xử lý ở nhiệt độ thấp nên tít tốn năng lượng và ơ nhiễm mơi trường
− Qui trình cĩ tái sử dụng quay vịng nước nên cĩ thể xem như khơng phát thải nước thải.
− Sử dụng cơng nghệ trong nước chế tạo
Qui trình cơng nghệ
Hình 47-Qui trình đề xuất nhằm xử lý thuốc bảo vệ thực vật bằng phương pháp oxy hĩa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thuốc bảo vệ thực vật cần tiêu hủy được phân tán vào nước trong thiết bị cĩ cánh khuấy. Sau đĩ sẽ qua bồn chứa trung gian sau đĩ được lắng cát và tách dầu
ở bể lắng cát và tách dầu. Sau đĩ nước ơ nhiễm được cho vào một bể cĩ sục khí sau đĩ được bơm vào tháp phân hủy sinh học bậc 1. Sau khi qua tháp phân hủy
Thuốc bảo vệ thực vật cần tiêu hủy
Nước sạch
Phân tán vào nước
Phân hủy SH hiếu khí bậc 1 trên GAC Phân hủy SH hiếu khí bậc 2 trên PLASDEK Phân hủy hĩa học bậc 1 bằng PEROXON Phân hủy bậc 2 bằng Fenton Lọc SH yếm khí trên FLOCOR Hấp thụ trên than hoạt tính Lọc vật lý qua cát
sinh học bậc 1 sẽ được bơm qua bể phân hủy sinh học bậc 2, sau đĩ sẽ qua bể
lắng bùn và vào bồn chứa trung gian.
Tiếp theo, dung dịch sẽ được phối trộn với hĩa chất và ozơn theo một tỉ lệ nhất
định trước khi cho vào bê phản ứng hĩa học bậc 1. Sau khi ra khỏi bể phản ứng hĩa học bậc 1 dung dịch cần xử lý sẽđược trộn tiếp với hĩa chất trước khi vào bể xử lý oxy hĩa bậc 2. Sau khi qua khỏi bể này sẽđược trình tự qua các bể: lọc sinh học, hấp thụ trên than hoạt tính, lọc cát. Nước sau khi qua khỏi bể lọc cát là nước sạch, và lượng nước này tiếp tục được dùng cho vịng tuần hồn tiếp theo.
Quy trình đề xuất cho chất thải bùn chứa kim loại nặng
Từ tổng quan các nghiên cứu liên quan đến cơng nghệ xử lý bùn nhiễm kim loại nặng ở các nhà máy xi mạ, thuộc da,… chủ yếu tập trung vào 2 phương pháp xử
lý đĩ là chơn lấp an tồn và ổn định hĩa rắn dùng làm vật liệu xây dựng. Hai nhĩm phương pháp này thì phương pháp ổn định hĩa rắn và sử dụng làm vật liệu xây dựng tỏ ra cĩ hiệu quả hơn vì cĩ thể tận dụng lại chất thải. Qui trình này cĩ thể áp dụng tại các nhà máy sản xuất gạch xây dựng.
Bùn chứa kim loại từ các nhà máy dệt nhuộm, xi mạ,… sau khi xử lý bằng phương sinh học sẽ được cho vào máy nghiền cùng với nguyên liệu sản xuất gạch theo tỉ lệ nhất định. Nguyên liệu bao gồm đất sét, caolanh, đá vơi, bentonit, phụ gia và bùn thải chứa kim loại và nước được nghiền trong máy nghiền bi (nghiền ướt). Thời gian nghiền tùy thuộc yêu của huyền phù tạo thành. Thơng thường các chỉ tiêu của huyền phù được chọn để kiểm tra là độ nhớt và hàm lượng cặn cịn sĩt lại qua rây (số mesh của rây tùy thuộc vào cơng nghệ). Nếu huyền phù đạt yêu cầu sẽ được xả vào hồ ủ cĩ cánh khuấy. Huyền phù được ủ
một thời gian để phân hủy một số chất hữu cơ trước khi bơm vào máy sấy. Huyền phù từ bể ủ được bơm bơm vào hệ thống lọc cặn sau đĩ được bơm vào máy sấy phun, thường máy sấy phun hoạt động bằng dầu. Sau khi sấy, sản phẩm cĩ dạng hạt hình cầu và độ ẩm thích hợp (thường khoảng 5%). Sản phẩm tạo thành từ sấy phu sẽđược băng tải cho vào si lơ chứa.
Bột từ silơ được cho vào máy ép thủy lực, máy này cĩ nhiệm vụ là ép ra các viên cĩ kích thước theo tiêu chuẩn (300 x 300mm, 400 x 400mm,….) và đạt độ bền nhất định. Sản phẩm sau khi ra khỏi máy ép được cho vào lị sấy, vai trị của cơng đoạn này là tăng độ bền và tạo nhiệt độ cần thiết cho quá trình tráng men, kéo lụa. Sản phẩm sau khi sấy sẽđược tráng men (men lĩt, men nền) và kéo lụa
để tạo hoa văn.
Sản phẩm sau khi kéo lụa sẽ được sấy sơ bộ một lần nữa trước khi cho vào lị nung. Lị nung quay con lăn là lị dạng dài cĩ nhiều khoảng nhiệt độ khác nhau.
Đoạn đầu và đoạn cuối là giai đoạn sấy và giai đoạn làm nguội sản phẩm, cịn
đoạn giữa là các khoảng nhiệt độ cao giai đoạn này là giai đoạn tạo nên sản phẩm.
Sản phẩm sau khi tạo thành sẽ được kiểm tra độ cong vên, độ bền uốn, màu sắc,…sản phẩm tạo thành được phân thành các loại như: A (tốt nhất), B,…
Theo qui trình trên bùn kim loại sau khi được xử lý bằng phương pháp sinh học, phần cặn sẽđược trộn chung với nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất gạch trong máy nghiền ướt. Sau đĩ huyền phù sẽ được sấy phun thành bột cĩ độ ẩm thích hợp. Lượng bột này sẽđược ép thành viên tại các máy ép thủy lực. Sản phẩm sau khi ép sẽ được sấy để loại bớt ẩm sau đĩ được tráng men và kéo lụa (tạo hình
ảnh, màu sắc), sản phẩm sau khi tráng men sẽđược sấy và cho vào lị nung ở các nhiệt độ khác nhau. Sản phẩm sau khi qua lị nung là gạch men thành phẩm.
Quy trình đề xuất cho bùn từ các hệ thống và cơng trình xử lý nước thải bị
nhiễm CTNH là thuốc trừ sâu
Qua việc tổng quan các ưu nhược điểm của các giải pháp trong nước và nước ngồi liên quan đến việc xử lý chất thải là bùn thải từ các cơng trình xử lý nước thải tập trung của các khu cơng nghiệp, khu dân cư, và từ nạo vét các hệ thống thốt nước trong thành phố. Cùng với quan điểm xử lý chất thải ưu tiên theo hướng tái sử dụng và khơng sử dụng nhiệt độ cao. Bên cạnh đĩ dựa vào tính chất của chất thải chứa nhiều nguyên tố cĩ giá trị như kali, chất mùn,... Vì vậy qui trình đề xuất cho xử lý chất thải là bùn thải trong trường hợp nhiễm các chất như: DDT và toxaphen nồng độ thấp (khoảng 95ppm) theo hướng khử ơ nhiễm và tận dụng làm phân bĩn để cải tạo đất. Qui trình này khử ơ nhiễm bằng cơng nghệ Daramend® (EPA, 2005).
Thuyết minh qui trình cơng nghệ
Bùn thải sau khi thu gom từ các nguồn như kênh rạch, các hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu cơng nghiệp và khu dân cư được cho vào bể ổn định kị
khí. Mục đích của giai đoạn này nhằm phân hủy các chất hữu cơ dể phân hủy cĩ trong bùn nhằm ổn định bùn. Thiết bị được lực chọn là bể mêtan, trong thiết bị
này các chất hữu cơ được giữ lại và bị phân hủy kỵ khí và làm giảm thể tích của chất rắn hữu cơ. Nhờ quá trình khuấy trộn và hâm nĩng bùn sơ bộ nên quá trình phân hủy vật chất hữu cơ diễn ra nhanh hơn nhiều. Sản phẩm của quá trình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
khống hĩa bùn cặn hữu cơ là các chất khí, chủ yếu là mêtan, cĩ thể thu hồi làm nhiên liệu đốt.
Phần cặn sau khi ổn định ở bể mê tan được trộn với chế phẩm sinh học Darament®, chất dinh dưỡng và một số chất khác kèm theo chế phẩm sinh học và nước nhằm tạo mơi trường kỵ khí. Ủ kỵ khí một thời gian sau đĩ xới đất để tạo mơi trường hiếu khí để đẩy mạnh oxy hĩa chất hữu cơ nguy hại. Chu trình kỵ
khí và hiếu khí được lặp đi lặp lại ( thường chu kỳ là 1 – 2 tuần) và duy trì độẩm thích hợp cho đến khi hàm lượng chất ơ nhiễm giảm đến mức đạt yêu cầu. Bùn sau khi khử chất ơ nhiễm được cho vào lị sấy để sấy khơ bùn đến độ ẩm cần thiết. Năng lượng dùng để sấy bùn được lấy từ khí thu được từ quá trình ổn định bùn trong bể metan. Nhằm tiết kiệm năng lượng, khí thải ra được sử dụng để gia nhiệt bùn cặn trước khi cho vào thiết bị sấy. Khí thải sẽ được cho qua thiết bị
hấp thụ ướt để loại tro và các khí mang tính axit. Bùn đã ổn định sau khi sấy sẽ
cĩ thành phần các chất dinh dưỡng phù hợp cho sản xuất các loại phân bĩn vi sinh.
sấy sơ bộ