- Nguyờn tắc hoạt động: Nước thải theo ống dẫn vào hệ thống phõn phối, đảm bảo nước được phõn phối đều và vận tốc là 0,6 ữ 0,9 m/h Hỗn hợp bựn yếm khớ trong bể
c. Phương phỏp húa lý
10.6. XỬ Lí RÁC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT
Đốt rỏc là giai đoạn xử lý cuối cựng được ỏp dụng cho một số loại rỏc nhất định khụng thể xử lý bằng cỏc biện phỏp khỏc. Đõy là một giai đoạn ụxy hoỏ nhiệt độ cao với sự cú mặt của ụxy trong khụng khớ, trong đú cú loại rỏc độc hại được chuyển hoỏ thành khớ và cỏc chất thải rắn khụng chỏy. Cỏc chất khớ được làm sạch hoặc khụng được làm sạch thoỏt ra ngoài khụng khớ, chất thải rắn được chụn lấp.
Phương phỏp đốt rỏc được sử dụng rộng rói ở những nước như Đức, Hà Lan, Đan Mạch, Nhật Bản, đú là những nước cú số lượng đất cho cỏc khu thải rỏc bị hạn chế. Đặc điểm chung chất thải rắn đụ thị của những nước này là cú năng suất toả nhiệt khỏ cao (điển hỡnh hơn 9000kJ/kg), phỏt sinh từ giấy, cỏc loại chất dẻo và thành phần cỏc chất dễ bắt lửa khỏc, một số thành phần cú độ ẩm thấp (gần 35%) và một phần cỏc nguyờn liệu trơ (như gạch đỏ vụn, đất) và nhiều vật liệu khụng bắt chỏy khỏc.
10.6. XỬ Lí RÁC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT
Đốt rỏc là giai đoạn xử lý cuối cựng được ỏp dụng cho một số loại rỏc nhất định khụng thể xử lý bằng cỏc biện phỏp khỏc. Đõy là một giai đoạn ụxy hoỏ nhiệt độ cao với sự cú mặt của ụxy trong khụng khớ, trong đú cú loại rỏc độc hại được chuyển hoỏ thành khớ và cỏc chất thải rắn khụng chỏy. Cỏc chất khớ được làm sạch hoặc khụng được làm sạch thoỏt ra ngoài khụng khớ, chất thải rắn được chụn lấp.
Phương phỏp đốt rỏc được sử dụng rộng rói ở những nước như Đức, Hà Lan, Đan Mạch, Nhật Bản, đú là những nước cú số lượng đất cho cỏc khu thải rỏc bị hạn chế. Đặc điểm chung chất thải rắn đụ thị của những nước này là cú năng suất toả nhiệt khỏ cao (điển hỡnh hơn 9000kJ/kg), phỏt sinh từ giấy, cỏc loại chất dẻo và thành phần cỏc chất dễ bắt lửa khỏc, một số thành phần cú độ ẩm thấp (gần 35%) và một phần cỏc nguyờn liệu trơ (như gạch đỏ vụn, đất) và nhiều vật liệu khụng bắt chỏy khỏc.
Xử lý rỏc bằng phương phỏp đốt cú ý nghĩa quan trọng là làm giảm tới mức tối đa chất thải cho khõu xử lý cuối cựng, nếu sử dụng cụng nghệ tiờn tiến cũn cú ý nghĩa cao bảo vệ mụi trường. Đõy là phương phỏp xử lý rỏc tốn kộm so với phương phỏp chụn lấp hợp vệ sinh thỡ chi phớ để đốt 1 tấn rỏc cao hơn khoảng 10 lần.
Cụng nghệ đốt rỏc thường sử dụng ở cỏc quốc gia phỏt triển vỡ phải cú một nền kinh tế đủ mạnh để bao cấp cho việc thu đốt rỏc sinh hoạt như là một dịch vụ phỳc lợi xó hội và dễ sinh khớ độc nếu giải quyết việc xử lý khúi khụng tốt (phần xử lý khúi là phần đắt nhất trong cụng nghệ đốt rỏc).
Năng lượng phỏt sinh cú thể tận dụng cho cỏc lũ hơi, lũ sưởi hoặc cỏc cụng nghệ cần nhiệt và phỏt điện. Mỗi lũ đốt phải được trang bị một hệ thống xử lý khớ thải rất tốn kộm, nhằm khống chế ụ nhiễm khụng khớ do quỏ trỡnh đốt cú thể gõy ra.
Hiện nay, ở cỏc nước chõu Âu cú xu hướng giảm việc đốt rỏc thải vỡ hàng loạt vấn đề kinh tế cũng như mụi trường cần phải xem xột và thường phải xem và thường ỏp dụng để xử lý rỏc độc hại như rỏc bệnh viện và cụng nghiệp, vỡ cỏc phương phỏp xử lý khỏc khụng giải quyết triệt để được. Cụng nghệ đốt chất thải rắn được trỡnh bày ở hỡnh 10.1.
Cụng nghệ đốt cú những ưu điểm:
- Xử lý triệt để cỏc chỉ tiờu ụ nhiễm của chất thải đụ thị.
- Cụng nghệ này cho phộp xử lý được toàn bộ chất thải đụ thị mà khụng cần nhiều diện tớch đất sử dụng làm bói chụn lấp rỏc.
Hỡnh 10.8a. Sơ đồ cụng nghệ đốt chất thải rắn quy mụ cụng nghiệp
Nhược điểm của phương phỏp này là:
- Vận hành dõy chuyển phức tạp, đũi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao. - Giỏ thành đầu tư lớn, chi phớ tiờu hao năng lượng và chi phớ xử lý cao.
Cỏc nước cú thu nhập cao đó phỏt triển cụng nghệ đốt rỏc đến một mức độ hoạt động và bảo trỡ khỏ tinh vi. Khớ thải là một mối tiềm năng gõy ụ nhiễm đó được giảm đến mức tối thiểu nhờ ứng dụng cỏc cụng nghệ kiểm soỏt tinh vi và đắt.
Cú hai phương phỏp chớnh trong việc đốt chất thải rắn đụ thị:
- Đốt chỏy cả đống là một lựa chọn tương đối đơn giản. Rỏc thải thường được đưa vào một lũ đốt chuyển động với tốc độ chậm bờn trong khoang đốt, với việc thải khớ qua ống dẫn chạy qua một tuốc bin (để sản xuất điện) rồi qua cỏc bộ phận làm giảm bớt ụ nhiễm khụng khớ (để huỷ bụi và cỏc chất gõy ụ nhiễm), cuối cựng là đi qua ống khúi và bay vào khớ quyển. Thụng thường những nguyờn liệu duy nhất phải lấy khỏi dũng chất thải trước khi được tiờu huỷ là cỏc chất thải cồng kềnh hoặc cỏc chất thải cú khả năng gõy độc hại.
- Tốt tầng chất lỏng bao gồm việc chất thải đụ thị trước khi xử lý được đưa vào thựng sắt chịu nhiệt hỡnh trụ, trong đú đổ đầy một lớp cỏc chất đó được hoỏ "lỏng" nhờ khớ nộn ở mức cao gồm cỏc chất trơ như cỏt, silic, đỏ vụi và cỏc vật liệu gốm. Mặc dự ớt
được sử dụng rộng rói trờn thế giới nhưng biện phỏp này đó được chứng minh là hoạt động rất linh hoạt, được nhiều nhà mỏy ỏp dụng để xử lý những nguồn rỏc thải cú nhiều giỏ trị năng suất toả nhiệt khỏc nhau. Tuy nhiờn, khỏc với cụng nghệ đốt cả đống, chất thải rắn đụ thị thụ cần phải qua xử lý sơ bộ trước đú để phõn ra thành từng lụ cú cựng kớch cỡ rồi mới chuyển vào trong lũ đốt.
Cỏc loại lũ đốt rỏc thải: Những thiết bị đốt chuyờn dụng thường cú những thành phần sau:
- Bộ phận chất thải và bảo quản chất thải. - Bộ phận nghiền và phối trộn chất thải.
- Bộ phận cấp chất thải, chất lỏng, bựn và chất rắn. - Buồng đốt sơ cấp.
- Buồng đốt thứ cấp.
- Thiết bị làm nguội khớ hay nồi hơi chạy bằng nhiệt dư để giảm nhiệt độ. - Hệ thống rửa khớ.
- Quạt hỳt để hỳt khớ và khụng khớ vào lũ khi duy trỡ ỏp suất õm. - Ống khúi.
Những dạng lũ đốt khỏc nhau thay đổi chủ yếu về buồng đốt sơ cấp, thụng thường nhất là dạng lũ quay, và dạng của hệ thống xử lý khớ được sử dụng. Sơ đồ cấu tạo của lũ đốt nhỏ (do hóng MACROBURN - Nhật Bản chế tạo) được thể hiện ở hỡnh 10.9.
Buồng đốt lũ quay rất cơ động, những loại lũ đốt sơ cấp khỏc là lũ cố định (chủ yếu dựng cho đốt cỏc chất thải rắn, chủ yếu là chất thải bệnh viện), lũ bơm chất lỏng (được thiết kế chỉ cho chất thải lỏng và bựn mụn) và loại lũ tầng sụi.
Cú hai dạng hệ thống rửa khớ được sử dụng phổ biến là rửa khụ và rửa ướt. Trong hệ thống rửa khụ, bựn vụi được bơm vào luồng khớ lũ núng. Hơi nước sẽ bay đi, cũn lại những hạt vụi sẽ hấp thụ và trung hoà cỏc khớ axit. Vụi sẽ được thu vào những tỳi lọc lớn mà ở đõy chỉ cú khớ lũ đi qua được, đồng thời tiếp tục quỏ trỡnh trung hoà khớ axit và tỏch hạt rắn.
Trong hệ thống rửa khớ ướt, dung dịch kiềm sẽ được phun vào khớ axit. Hệ thống rửa khớ thụng thường được kết hợp giữa venturi và thỏp phun.
Hỡnh 10 - 9: Sơ đồ cấu tạo của lũ đốt nhỏ (MACRO Burn - Nhật Bản)
Cơ chế của quỏ trỡnh đốt
Quỏ trỡnh đốt trong cỏc loại lũ đốt đa vựng như kiểu MACRO Burn được diễn ra chủ yếu trong cỏc buồng đốt sơ cấp và thứ cấp.
Đốt tại buồng sơ cấp: Rỏc thải được nạp vào lũ đốt qua cửa dưới ở phớa trước buồng đốt sơ cấp, sau đú được gia nhiệt, quỏ trỡnh bay hơi (nhiệt phõn) dĩờn ra. Sự bay hơi cú thể được diễn ra tại nguồn. Quỏ trỡnh bay hơi khụng yờu cầu oxy và cú thể được thực hiện trong mụi trường khớ trơ. Tốc độ bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu quỏ trỡnh bay hơi được thực hiện ngay trong tầng đố, nhiệt độ đốt tăng, tạo điều kiện cho quỏ trỡnh bay hơi tăng nhanh. Ngược lại, nếu quỏ trỡnh bay hơi quỏ nhanh, cú thể làm chậm lại nhờ hạn chế tốc độ đốt. Điều cần lưu ý là khụng phải tất cả cỏc chất dễ bay hơi cú thể đốt được. Hơi nước cú thể bốc hơi, than và cacbin đen được giữ lại.
Buồng đốt sơ cấp được bố trớ sao cho hơi từ đầu đốt, khớ thoỏt ra do hiện tượng bay hơi, do thay đổi nhiệt độ và do chuyển động dạng xoỏy ngang kết hợp vào với nahu tạo ra nhiệt và khớ cung cấp ổn định cho buồng đốt và nhờ vậy điều khiển tốc độ chỏy của lũ đốt.
Cỏc đầu đốt được đặt trong buồng đốt sơ cấp và đảm nhận cả chức năng sơ cấp và thứ cấp. Sự chuyển nhiệt từ buồng đốt sơ cấp tới buồng đốt thứ cấp được điều chỉnh cố định, tuỳ thuộc vào điều kiện tối ưu.
Đốt tại buồng đốt thứ cấp: Buồng đốt thứ cấp bao gồm bai buồng (buồng trộn và buồng đốt cuối cựng). Trong buồng đốt thứ cấp, chủ yếu là quỏ trỡnh đốt chỏy hoàn toàn
luồng khớ tạo thành từ buồng đốt sơ cấp. Luồng khớ này ở dưới dạng cỏc hạt mỏng chứa tỷ lệ phần trăm cacbon cao. Những hạt này cú diện tớch bề mặt lớn nếu tập trung thành đỏm. Lượng cacbon chứa trong hạt sẽ được đốt chỏy hoàn toàn khi đi vào buồng trộn. Sau đú, khớ thoỏt khỏi buồng trộn, qua cửa cú màn chắn và vào buồng đốt cuối cựng. Vận tốc trong buồng đốt này đảm bảo đủ thời gian để đốt chỏy hoàn toàn cỏc thành phần.
Phớa trờn buồng sơ cấp, cửa thụng lửa và buồng trộn khớ là những phần tạo hiệu ớch trong buồng đốt thứ cấp. Khụng khớ cung cấp cho nuồng đốt thứ cấp được sinh ra do ỏp lực õm của cửa thụng giú ống khúi. Dũng khớ tại điểm thắt trong đường dẫn khớ làm tăng tốc độ của khớ. Hiện tượng này tạo nờn hiệu ứng venturi vỡ lượng khớ và vận tốc khớ tăng lờn lượng khớ thứ cấp cũng tăng lờn.
Trong quỏ trỡnh đốt, việc cung cấp khớ và phõn phối nhiệt bờn trong lũ được điều khiển tự động hoàn toàn thụng qua việc thay đổi luồng khớ và ỏp suất khớ. Điều đú đảm bảo việc đốt chỏy trong lũ là hoàn toàn ổn định. Chớnh vỡ vậy lũ đốt đảm bảo khử hết khúi và tro bụi.
Khớ lũ sinh ra bởi khớ thải phải được duy trỡ lõu trong lũ đốt đủ để cho quỏ trỡnh chỏy hoàn toàn (thường ớt nhất là 4 giõy), nhiệt độ phải đủ cao (thụng thường cao hơn 10000C hay 11000C đối với chất PBC - Poly cholorinated biphenyl). Cuối cựng cần phải cú một quỏ trỡnh trộn lẫn tốt cỏc khớ.
Ống khúi được đặt trực tiếp phớa trờn lũ, điều khiển hiệu quả luồng khớ thoỏt ra. Ở cuối lũng lũ, cú bố trớ cỏc thanh ghi lũ sàng tro bằng thuỷ lực. Nhờ sự trợ giỳp của cời than bằng thủ cụng, tro được rơi xuống qua dóy thanh ghi lũ vào hầm chứa tro đặt ở phớa dưới.
Chương 11