Lo Dot Rac-mon Xu Ly Khi Thai

CHÖÔNG TAÙM

ÑOÁT CHAÁT THAÛI Xöû lyù chaát thaûi raén vaø nguy haïi (chaát thaûi y teá, thuoác baûo veä thöïc vaät, chaát thaûi nhieãm daàu …) baèng phöông phaùp ñoát laø moät phöông phaùp hieäu quaû vaø ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán hieän nay. Ngoaøi caùc öu ñieåm chính nhö: coù khaû naêng giaûm 90 –95 % troïng löôïng thaønh phaàn höõu cô trong chaát thaûi trong thôøi gian ngaén, chaát thaûi ñöôïc xöû lyù khaù trieät ñeå. Trong nhieàu tröôøng hôïp coù theå xöû lyù taïi choã maø khoâng caàn phaûi vaän chuyeån ñi xa, traùnh ñöôïc caùc ruûi ro vaø chi phí vaän chuyeån. Song phöông phaùp ñoát cuõng coù nhöõng haïn cheá nhö: ñoøi hoûi chi phí ñaàu tö ban ñaàu cho xaây döïng loø ñoát chi phí vaän haønh vaø xöû lyù khí thaûi lôùn. Vieäc thieát keá, vaän haønh loø ñoát phöùc taïp, ngöôøi vaän haønh loø ñoát ñoøi hoûi phaûi coù trình ñoä, kieán thöùc vaø tay ngheà nhaát ñònh. Ñaëc bieät quaù trình ñoát chaát thaûi coù theå gaây oâ nhieãm moâi tröôøng neáu caùc bieän phaùp kieåm soaùt quaù trình ñoát, xöû lyù khí thaûi khoâng ñaûm baûo. 8.1. TÌNH HÌNH XÖÛ LYÙ CHAÁT THAÛI BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP ÑOÁT 8.1.1. Tình hình ñoát chaát thaûi ôû nöôùc ngoaøi Taïi nhieàu nöôùc Chaâu AÂu do quõy ñaát haïn heïp, caàn phaûi baûo veä taàng nöôùc ngaàm nghieâm ngaët, neân löôïng chaát thaûi nguy haïi ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp ñoát chieám öu theá: ôû Ñöùc tôùi treân 60% chaát thaûi nguy haïi ñöôïc ñoát, ôû Ñan maïch chaát thaûi nguy haïi ñöôïc ñoát gaàn 100% (ñoát coù thu hoài naêng löôïng) Traùi ngöôïc vôùi caùc nöôùc Chaâu AÂu thì ôû Myõ löôïng chaát thaûi ñem ñoát chæ chieám khoaûng 20% toång löôïng chaát thaûi nguy haïi, phaàn lôùn coøn laïi chuû yeáu ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp choân laáp thoâng thöôøng hoaëc ñöa xuoáng caùc gieáng saâu. Tuy nhieân vôùi tæ leä 20% (töông ñöông 4 trieäu taán/naêm) toång löôïng chaát thaûi nguy haïi ôû Myõ ñöôïc ñem ñoát thì cuõng ñaõ lôùn hôn nhieàu so vôùi nhieàu nöôùc Chaâu AÂu coäng laïi. Baûng 8.1. laø löôïng chaát thaûi nguy haïi phaùt sinh trung bình haøng naêm taïi moät soá nöôùc Chaâu AÂu vaø Myõ. Baûng 8.1. Löôïng chaát thaûi nguy haïi phaùt sinh trung bình haøng naêm taïi moät soá nöôùc Chaâu AÂu vaø Myõ STT Nöôùc Löôïng chaát thaûi Daân soá (taán/naêm) (ngöôøi) 1 AÙo 300.000 7.600.000 2 Ñan Maïch 100.000 5.100.000 3 Phaàn Lan 71.000 4.800.000

1

STT

Nöôùc

Löôïng chaát thaûi Daân soá (taán/naêm) (ngöôøi) 4 Phaùp 380.000 55.000.000 5 Haø Lan 1.000.000 15.000.000 6 Na Uy 120.000 4.100.000 7 Thuïy Ñieån 480.000 8.500.000 8 Myõ 200.000.000 225.000.000 9 Taây Ñöùc 30.000.000 62.000.000 Baûng 8.2. Möùc ñoä aùp duïng caùc phöông phaùp xöû lyù chaát thaûi raén taïi moät soá nöôùc treân theá giôùi Bieänphaùp xöû lyù (% troïng löôïng raùc ñoâ thò) Teân nöôùc Löôïng Ñoát Choân Cheá Taùi raùc bieán cheá (ngaøn phaân taán/na raùc êm) AÙo 2.800 11 65 18 6 Bæ 3.500 54 43 0 3 Canaña 16.000 8 80 2 10 Ñan Maïch 2.600 48 29 4 19 Phaàn Lan 2.500 2 83 0 15 Phaùp 20.000 42 54 10 3 Ñöùc 25.000 36 46 2 16 Hy Laïp 3.150 0 100 0 0 Ai Len 1.100 0 97 0 3 YÙ 17.500 16 74 7 3 Nhaät 50.000 75 20 5 * Luxembure 180 75 22 1 2 Haø Lan 7.700 35 45 5 16 Na Uy 2.000 22 67 5 7 Boà Ñaøo 2.650 0 85 15 0 Nha Taây Ban Nha 13.300 6 65 17 13 Thuïy Ñieån 3.200 47 34 3 16 Thuïy Syõ 3.700 59 12 7 22 Anh 30.000 8 90 0 2 Myõ 177.500 16 67 2 15 Ghi chuù: * Löôïng raùc ñoâ thò taïi Nhaät Baûn ñöôïc tính sau khi loaïi tröø phaàn taùi cheá. 8.1.2. Tình hình ñoát chaát thaûi ôû vieät nam Taïi Vieät Nam cuøng vôùi söï phaùt trieån kinh teá khoái löôïng chaát thaûi töø caùc ngaønh saûn xuaát, dòch vuï cuõng taêng leân nhanh choùng. Vaán ñeà quaûn lyù chaát thaûi (ñoâ thò, coâng nghieäp, beänh vieän) ñang toàn taïi nhöõng vaán ñeà nan giaûi

2

trong coâng taùc baûo veä moâi tröôøng vaø söùc khoûe coäng ñoàng. Theo keát quaû ñaùnh giaù cuûa Boä KHCN&MT thì toång löôïng chaát thaûi raén phaùt sinh trong caû nöôùc naêm 1999 vaøo khoaûng 49,3 nghìn taán/ngaøy, trong ñoù chaát thaûi coâng nghieäp laø 27 nghìn taán, chaát thaûi beänh vieän laø 0,4 nghìn taán. Naêm 1999 löôïng chaát thaûi coâng nghieäp treân ñòa baøn TP. HCM khoaûng 2000 taán/ngaøy, döï baùo tôùi naêm 2010 con soá naøy leân tôùi gaàn 8000 taán/ngaøy. Trong ñoù chæ caàn xöû lyù 30% löôïng raùc treân baèng phöông phaùp ñoát (do khoâng taùi cheá vaø choân laáp ñöôïc cuøng raùc sinh hoaït) thì nhu caàu ñoát chaát thaûi hieän nay laø treân 600 taán/ngaøy vaø tôùi naêm 2010 seõ laø treân 2400 taán/ngaøy. Veà nguyeân taéc taát caû chaát thaûi daïng höõu cô, khoâng taùi söû duïng ñöôïc thì coù theå xöû lyù baèng phöông phaùp ñoát. ÔÛ Vieät Nam xöû lyù chaát thaûi baèng phöông phaùp ñoát cuõng coøn môùi, coøn nhieàu vaán ñeà phaûi baøn caû veà giaù thaønh cuõng nhö hieäu quaû xöû lyù cuûa noù. Trong giai ñoaïn giöõa nhöõng naêm 1990 – 2000 moät soá nôi ñaõ ñöa vaøo vaän haønh caùc loø hoûa taùng hieän ñaïi do nöôùc ngoaøi saûn xuaát nhö Haø Noäi, TP. Hoà Chí Minh, Tænh Baø Ròa - Vuõng Taøu. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây ôû nöôùc ta ñaõ noåi coäm leân vaán ñeà ñoát raùc y teá cuõng nhö chaát thaûi nguy haïi khaùc. Haø Noäi, TP. Hoà Chí Minh ñaõ ñaàu tö loø ñoát raùc y teá coù coâng suaát lôùn (7 taán/ngaøy) nhaäp ngoaïi, ngoaøi ra döï aùn 25 loø nhaäp cuûa Boä Y teá cung caáp cho 25 beänh vieän treân toaøn quoác, ñaõ ñöôïc trieån khai taïi caùc tænh: Ñoàng Thaùp, An Giang, Caàn Thô, Quaûng Ngaõi, Bình Ñònh, Khaùnh Hoøa, Ñoàng Nai, Vuõng Taøu... Beân caïnh caùc loø nhaäp ngoaïi, taïi khu vöïc phía Nam ñaõ coù treân 30 loø ñoát raùc y teá ñöôïc caùc cô quan, coâng ty trong nöôùc cheá taïo, trieån khai cho caùc trung taâm y teá, beänh vieän. Rieâng khu vöïc caùc tænh mieàn Ñoâng Nam Boä, Long An, Taây Ninh, hieän nay ñaõ ñöa vaøo hoaït ñoäng haøng chuïc loø ñoát chaát thaûi coâng nghieäp qui moâ nhoû (< 100kg/giôø) trong ñoù coù khoaûng 50% laø loø cheá taïo trong nöôùc. Caùc con soá neâu treân ñaõ noùi leân möùc ñoä quan taâm xöû lyù chaát thaûi coâng nghieäp vaø chaát thaûi nguy haïi taïi nöôùc ta daàn daàn ñöôïc quan taâm vaø phaùt trieån khaù nhanh, phuø hôïp vôùi xu höôùng chung cuûa theá giôùi Veà phía caùc cô quan quaûn lyù, beân caïnh vieäc trieån khai vaø ñaàu tö voán ñeå trang bò moät soá loø ñoát raùc ngoaïi nhaäp, ñaõ ban haønh caùc tieâu chuaån veà khí thaûi noùi chung vaø khí thaûi cho caùc loø ñoát raùc noùi rieâng, cuï theå nhö sau: TCVN 5939 – 1995 qui ñònh ñoái vôùi caùc thoâng soá oâ nhieãm trong khí thaûi coâng nghieäp noùi chung. TCVN 6560 – 1999 laø qui ñònh 3

ñoái vôùi caùc thoâng soá oâ nhieãm trong khí thaûi loø ñoát chaát thaûi raén y teá. Baûng 8.3. Tieâu chuaån thaûi cuûa moät soá nguoàn thaûi cuûa Vieät Nam STT Chaát oâ Ñôn vò Giaù trò toái ña cho pheùp nhieãm TCVN 5939 – TCVN 65601995 (Nguoàn 1999 loaïi B) 1 Buïi mg/m3 400 100 3 2 HF mg/m 10 2 3 3 HCl mg/m 200 100 4 CO mg/m3 500 100 3 5 NOx mg/m 1000 350 3 6 SOx mg/m 500 300 7 Cd mg/m3 1 1 3 8 Hg mg/m 0,5 9 Toång KL naëng mg/m3 2 (As,Sb,Ni,Co,Cr,P b, Cu, V, Sn, Mn) 10 Toång 1 ηg/m3 Dioxin/Furan 11 THC mg/m3 20

4

8.2. COÂNG NGHEÄ ÑOÁT CHAÁT THAÛI Quaù trình ñoát thöïc chaát laø quaù trình oâxy hoùa khöû trong ñoù xaûy ra phaûn öùng giöõa chaát ñoát (chaát thaûi daïng höõu cô) vôùi oâxy trong khoâng khí (thaønh phaàn cuûa khoâng khí chuû yeáu laø: 79% ni tô vaø 21% oâxy theo theå tích) ôû nhieät ñoä cao vaø saûn phaåm cuoái cuøng laø taïo ra laø khí CO2 vaø hôi nöôùc. Phaûn öùng xaûy ra nhö sau: Chaát thaûi + (nhieät)

(O2 + N2)

-------->

Saûn phaåm chaùy + Q

Saûn phaåm chaùy: Buïi, SOx, NOx, CO, CO2, THC, HCl, HF, Ñioxins/Furans 8.2.1. Caùc yeáu toá aûnh höôûng tôùi quaù trình chaùy Quaù trình chaùy vaø caùc chaát oâ nhieãm taïo thaønh (saûn phaåm chaùy) lieân quan chaët cheõ tôùi thaønh phaàn, baûn chaát cuûa chaát thaûi ñöôïc ñoát, nhieân lieäu söû duïng, ñieàu kieän ñoát nhö: heä soá dö khoâng khí (oâxy), nhieät ñoä ñoát, ñoä tieáp xuùc vaø thôøi gian tieáp xuùc giöõa nhieân lieäu (hoaëc khí gas) vôùi oâxy... Quaù trình chaùy cuûa chaát thaûi raén bao goàm 4 giai ñoaïn cô baûn sau: + Quaù trình saáy khoâ (boác hôi nöôùc). + Quaù trình phaân huûy nhieät chaát thaûi (hình thaønh khí gas). + Quaù trình phoái troän khí gas hoaëc chaát ñoát vôùi gioù (khoâng khí) vaø söï moài löûa. + Quaù trình chaùy ôû daïng khí. Caùc nguyeân taéc cô baûn cuûa quaù trình ñoát chaùy laø aùp duïng nguyeân taéc 3T + Temperature (nhieät ñoä) : nhieät ñoä cuûa khoâng khí tröôùc khi ñöa vaøo loø vaø nhieät ñoä cuûa buoàng ñoát ñuû cao ñeå phaûn öùng xaûy ra nhanh, chaùy hoaøn toaøn. Nhieät ñoä khoâng ñuû cao phaûn öùng seõ khoâng xaûy ra hoaøn toaøn vaø saûn phaåm khí thaûi seõ coù khoùi ñen vaø caùc chaát oâ nhieãm khí nhö CO, Hydrocacbon (THC) cao. Ñieàu naøy lieân quan tôùi hoaëc laø do kích thöôùc buoàng ñoát quaù nhoû hoaëc löôïng khoâng khí caáp vaøo quaù dö laøm nguoäi buoàng ñoát. + Turbulence (xaùo troän): ñeå taêng hieäu quaû tieáp xuùc giöõa chaát chaùy vaø chaát oâxy hoùa, coù theå ñaët caùc taám ngaên trong buoàng ñoát hoaëc taïo caùc van ñoåi chieàu doøng khí ñeå taêng khaû naêng xaùo troän. + Time (thôøi gian): thôøi gian tieáp xuùc ñuû ñeå phaûn öùng oâxy hoùa xaûy ra hoaøn toaøn baèng caùch ñaët caùc vaùch 5

ngaên nhaèm taêng thôøi gian tieáp xuùc hoaëc kích thöôùc buoàng ñoát ñuû lôùn. Trong caùc loø ñoát raùc kieåu cuõ, nhieät ñoä thaáp theo caùch ñoát coå ñieån thì caùc ñieåm chaùy hôû, 4 giai ñoaïn cuûa quaù trình chaùy xaûy ra cuøng moät vò trí vaø cuøng moät luùc. Do söï phoái troän keùm neân chaùy khoâng hoaøn toaøn, hieäu quaû chaùy keùm, coù nhieàu buïi cuøng caùc chaát oâ nhieãm (CO, THC, …) keùo theo trong khoùi thaûi. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm treân hieän nay ngöôøi ta tieán haønh ñoát chaát thaûi trong loø ñoát nhieàu caáp, ñaëc bieät vieäc öùng duïng coâng ngheä ñoát nhieät phaân ñaõ caûi thieän ñöôïc vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng ñaùng keå. 8.2.1.1. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa chaát thaûi Ñoái vôùi chaát thaûi ñöôïc ñem ñoát chöa caùc thaønh phaàn höõu cô cuõng coù theå ñöôïc coi nhö moät daïng nhieân lieäu. Thöïc chaát nhieân lieäu laø nhöõng vaät chaát maø khi ñoát chaùy thì phaùt saùng vaø toûa ra moät nhieät löôïng naøo ñoù. Cuõng nhö nhieân lieäu, chaát thaûi ñöôïc ñoát coù theå toàn taïi ôû caùc daïng: raén, loûng hoaëc khí. Ñoái vôùi thaønh phaàn nhieân lieäu raén vaø loûng thöôøng ñöôïc bieåu dieãn döôùi caùc daïng: - Thaønh phaàn höõu cô 100% - Thaønh phaàn chaùy 100% - Thaønh phaàn khoâ k A = 100% - Thaønh phaàn söû duïng +W = 100%

Ch + Hh + Oh + Nh = Cc + Hc + Oc + Nc + Sc = Ck + Hk + Ok + Nk + Sk + C d + Hd + Od + Nd + Sd + Ad

d

Thaønh phaàn cô baûn cuûa nhieân lieäu coâng nghieäp (chaát thaûi) bao goàm: C + H + O + N + S

+ A

+ W =

100% Trong ñoù: C, H, O, N, S, A, W laø haøm löôïng phaàn traêm troïng löôïng cuûa caùc nguyeân toá cacbon, hydro, oâxy, nitô, löu huyønh, tro, aåm trong chaát thaûi. Baûng 8.4. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa moät soá chaát thaûi Thaønh Thaønh phaàn hoùa hoïc (%KL) phaàn Cacbo Hydro OÂxy Nitô Löu Tro n huyønh Beänh 50,8 9,35 39,85 veât phaåm* 6

- Giaáy 43,5 - Carton 44,0 - Plastic 60,0 - Vaûi 55,0 - Cao su 78,0 8.2.1.2. Nhieät trò

6,0 5,9 7,2 6,6 10,0

44,0 44,6 22,8 31,2 -

0,3 0,3 4,6 2,0

0,2 0,2 0,15 -

6,0 5,0 10,0 10,0

Baûng 8.5. Thaønh phaàn

Nhieät löôïng cuûa moät soá chaát thaûi Nhieät löôïng Dao ñoäng Trung bình Trung bình (btu/lb) (btu/lb) (Kcal) - Raùc sinh hoaït 4000 - 5000 4500 1133 - Giaáy 5000 - 8000 7200 1814 - Carton 6000 - 7500 7000 1764 Nhöïa deûo 12000 - 16000 14000 3528 (plastic) - Cao su 9000 - 12000 10000 2520 - Vaûi 6500 - 8000 7500 1900 - Da 6500 - 8500 7500 1900 Nhieät trò cuûa chaát thaûi laø nhieät löôïng sinh ra khi ñoát chaùy hoaøn toaøn 1kg chaát thaûi. Nhieät trò coù lieân quan tôùi quaù trình sinh nhieät trong khi chaùy. Nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu raén, loûng tính theo coâng thöùc cuûa Mendeleep Q = 81C + 300H - 26 ( O - S ) - 6 ( 9A + W) Kcal/kg 8.2.1.3. AÛnh höôûng cuûa heä soá dö khoâng khí (gioù) Heä soá tieâu hao khoâng khí (α) laø tæ soá giöõa löôïng khoâng khí thöïc teá vaø löôïng khoâng khí lyù thuyeát, hay coøn goïi laø heä soá dö khoâng khí. Vì phaûn öùng chaùy chuû yeáu laø söû duïng oâxy cuûa khoâng khí , neân löïa choïn heä soá tieâu hao khoâng khí thích hôïp laø caàn thieát, ñaây laø moät thoâng soá raát quan troïng trong quaù trình ñoát chaát thaûi. Thoâng thöôøng α coù giaù trò töø 1,05 - 2 tuøy thuoäc vaøo loaïi chaát thaûi ñöôïc ñoát, kieåu loø ñoát. Giaù trò α taêng hôïp lyù thì quaù trình chaùy xaûy ra hoaøn toaøn, tuy nhieân khi giaù trò α caøng taêng thì nhieät ñoä cuûa loø ñoát seõ bò giaûm ñi luùc ñoù seõ aûnh höôûng tôùi quaù trình ñoát. Trong hình 8.1 vaø 8.2. bieåu dieãn söï aûnh höôûng cuûa khí dö trong quaù trình ñoát tôùi nhieät ñoä buoàng löûa. Ñoái vôùi phaûn öùng chaùy khi löôïng khoâng khí caáp vaøo buoàng ñoát taêng tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä buoàng ñoát coù nghóa laø luùc naøy loø ñoát ñang hoaït ñoäng ôû cheá ñoä ñoát thieáu khí vaø ngöôïc laïi. Nhôø tính chaát naøy maø baèng nghieân cöùu thöïc nghieäm coù theå xaùc ñònh ñöôïc giaù trò α maø cuõng töø ñaây coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñieàu kieän ñoát thích hôïp cho caùc loaïi chaát thaûi khaùc nhau. Tuy

7

nhieân cuõng coøn nhieàu yeáu toá khaùc coù aûnh höôûng nhö cheá ñoä nhieät, taûi troïng raùc…. Nhieät ñoä

Chaùy khoâng hoaøn toaøn

1

Thieáu khí

Hình 8.1

Chaùy toát

Chaùy yeáu

∝

Dö khí

Ñöôøng bieåu dieãn lieân quan giöõa nhieät ñoä vaø khoâng khí dö

3600

Nhieân lieäu theå tích CH4 50,0 C2H6 30,0 C3H8 7,5 N2 6,0 H2

Nhieät ñoä (0F)

3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 2700

%

2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% khí dö 8

Hình 8.2. AÛnh höôûng cuûa khoâng khí dö tôùi nhieät ñoä buoàng ñoát Töø baûng 8.6. cho thaáy löôïng khoâng khí caàn thieát cung caáp cho quaù trình chaùy cuûa caùc chaát khaùc nhau. Moãi chaát ñöôïc ñoát coù nhieät trò khaùc nhau vaø löôïng khoâng khí lyù thuyeát cung caáp cho quaù trình chaùy cuõng khaùc nhau. Nhöõng chaát thaûi coù thaønh phaàn xenluloâ nhö giaáy chaúng haïn khi ñoát caàn duy trì ôû nhieät ñoä 1400 oF (töông ñöông 760 00C) vaø thôøi gian chaùy caàn toái thieåu 0,5 giaây. Trong khi ñoù coù nhieàu chaát caàn phaûi duy trì chaùy hoaøn toaøn phaûi ôû nhieät ñoä 1800 oF (töông ñöông 982 00C) vaø thôøi gian chaùy caàn toái thieåu 2 giaây. Ñoái vôùi moãi chaát thaûi ñöôïc ñoát caàn phaûi xaùc ñònh moái lieân heä giöõa nhieät ñoä ñoát vaø thôøi gian löu. Baûng 8.6. Nhieät trò vaø nhu caàu caáp khí cuûa moät soá chaát thaûi ñöôïc ñoát Chaát thaûi

Nhieät trò (Btu/lb)

Löôïng khoâng khí lyù thuyeát (kg khoâng khí/kg chaát thaûi)

Polyetylen

19.687

16

Polystyren

16.419

13

Polyuretan

11.203

9

PVC

9.754

8

Giaáy

5.000

4

8.2.1.4. Caùc tính chaát cuûa chaát thaûi caàn quan taâm khi ñoát - Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa chaát thaûi, ñoä tro, ñoä aåm. - Khaû naêng aên moøn. - Ñoä nhôùt, chaát thaûi ñem ñoát coù theå ôû daïng raén hoaëc loûng - Hoaït tính (khaû naêng phaûn öùng) - Khaû naêng polymer hoùa - Nhieät noùng chaûy cuûa tro Ñoái vôùi coâng ngheä ñoát chaát thaûi coù taän duïng naêng löôïng hoaëc ñoát keøm vôùi nhieân lieäu trong caùc coâng ngheä nhö ñoát noài hôi, nung clinker … ngöôøi ta seõ ñöa ra moät soá caùc yeâu caàu rieâng. Khi söû duïng chaát thaûi nguy haïi laøm nhieân lieäu thì ñaây laø phöông phaùp tieâu huûy chaát thaûi baèng caùch ñoát cuøng vôùi caùc nhieân lieäu thoâng thöôøng khaùc, ñeå taän duïng nhieät cho caùc thieát bò tieâu thuï nhieät: noài hôi, loø nung, loø luyeän kim, loø naáu thuûy tinh. Löôïng chaát 9

thaûi boå sung vaøo loø ñoát coù theå chieám 25% toång löôïng nhieân lieäu. Ngoaøi caùc tính chaát thoâng thöôøng ñaõ neâu ôû treân thì ngöôøi ta phaûi quan taâm tôùi giaù trò nhieät trò cuûa chaát thaûi. 8.2.2. Moät soá coâng ngheä ñoát chaát thaûi 8.2.2.1. Ñoát hôû thuû coâng (open burning) Ñaây laø kyõ thuaät ñoát coù töø laâu ñeå ñoát chaát thaûi, thöôøng ñöôïc söû duïng tröôùc 1955. Chaát thaûi ñöôïc ñoå hoaëc vun thaønh ñoáng treân maët ñaát roài ñoát khoâng coù caùc thieát bò hoã trôï. Haïn cheá laø trong quaù trình ñoát khoâng trieät ñeå, thaûi ra khoùi thaûi gaây oâ nhieãm vaø chaùy hôû deã gaây nguy hieåm. Noù tieän lôïi cho ñoát caùc chaát noå nhö thuoác noå TNT, Dynamite. Ñeå ñoát caùc loaïi chaát thaûi coù naêng löôïng chaùy noå cao ngöôøi ta coøn ñoát trong caùc loø ñoát hôû nhöng loø ñöôïc xaây hoaëc ñaøo saâu xuoáng ñaát, loø coù theâm caùc thieát bò phuï trôï ñeå quaù trình ñoát ñöôïc an toaøn. 8.2..2.2. Ñoát moät caáp trong buoàng ñoát ñôn (singlechamber incinerator) Ñaây cuõng laø kieåu loø ñoát coå ñieån, söû duïng tröôùc nhöõng naêm 1960 chöa ñaït ñöôïc tieâu chuaån qui ñònh cho khí thaûi trong quaù trình ñoát. Trong buoàng ñoát, chaát thaûi ñöôïc ñoát treân ghi loø (khoâng coù bec ñoát hoaëc coù boä phaän ñoát hoã trôï vôùi bec ñoát), khí thaûi ñöôïc thoaùt qua oáng khoùi.

OÁng

khoùi

Buoàng ñoát Gaïch chòu löûa Chaát thaûi Ghi ñôõ

Nôi chöùa tro

Loã caáp khoâng khí treân löûa Nhieân lieäu ñoát Loã caáp khoâng khí döôùi löûa Cöûa laáy tro10

Hình 8.3

Loø ñoát moät caáp buoàng ñoát ñôn

Buoàng ñoát sô caáp Cöûa naïp lieäu Ghi ñôõ baäc thang Cöûa laáy tro

Moû ñoát

Buoàng ñoát thöù caáp

OÁng khoùi

8.2.2.3. Caùc loaïi loø ñoát nhieàu caáp

Cöûa veä sinh

Ghi ñôõ tröôït

Hình 8.4

Loø ñoát nhieàu caáp

Muïc ñích laø ñeå ñoát trieät ñeå chaát thaûi vaø khí thaûi ra moâi tröôøng phaûi ñaït tieâu chuaån qui ñònh. Chaát thaûi ñöôïc ñoát trong loø coù nhieàu buoàng ñoát: buoàng ñoát sô caáp vaø buoàng ñoát thöù caáp. Thaäm trí coù moät soá tröôøng hôïp ñoát chaát thaûi nguy haïi khoù phaân huûy, coù muøi thì loø ñoát coù theå coù tôùi 3 caáp ñoát (3 buoàng ñoát). Veà sau naøy kyõ thuaät ñoát chaát thaûi ngaøy caøng ñöôïc caûi tieán vaø kyõ thuaät ñoát chaát thaûi nhieàu caáp coù kieåm soaùt khí ra ñôøi, chuû yeáu laø aùp duïng nguyeân lyù nhieät phaân trong ñoát chaát thaûi hay ngöôøi ta coøn goïi laø loø ñoát nhieät phaân. 8.2.2.4. Loø ñoát thuøng quay Ñaây laø loaïi loø ñoát chaát thaûi coù nhieàu öu ñieåm bôûi quaù trình xaùo troän raùc toát, ñaït hieäu quaû cao ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán ôû caùc nöôùc tieân tieán hieän nay. ÔÛ Myõ loø ñoát thuøng quay chieám tôùi 75% soá loø ñoát chaát thaûi nguy 11

haïi, loø ñoát taàng soâi chieám 10%, coøn laïi 15% caùc loaïi loø khaùc (loø coá ñònh ñoát nhieàu caáp). Hình 2.5. loø ñoát thuøng quay cuõng coù caáu taïo goàm hai buoàng ñoát: sô caáp vaø thöù caáp. - Loø sô caáp: laø moät tang quay vôùi toác ñoä ñieàu chænh ñöôïc, coù nhieäm vuï ñaûo troän chaát thaûi raén trong quaù trình chaùy. Loø ñoát ñöôïc ñaët hôi doác vôùi ñoä nghieâng töø (1 – 5)/100, nhaèm taêng thôøi gian chaùy cuûa chaát thaûi vaø vaän chuyeån töï ñoäng tro ra khoûi loø ñoát. Phaàn ñaàu cuûa loø ñoát coù laép moät bec phun daàu hoaëc gas keøm quaït cung caáp cho quaù trình ñoát nhieân lieäu nhaèm ñoát noùng cho heä thoáng loø ñoát. Khi nhieät ñoä loø ñaït treân 8000C thì chaát thaûi raén môùi ñöôïc ñöa vaøo ñeå ñoát. Giai ñoaïn ñoát sô caáp, nhieät ñoä loø quay khoáng cheá töø 800 - 9000C, neáu chaát thaûi chaùy taïo ñuû naêng löôïng giöõ ñöôïc nhieät ñoä naøy thì boä ñoát phun daàu/gas töï ñoäng ngaét. Khi nhieät ñoä haï thaáp hôn 8000C thì boä ñoát töï ñoäng laøm vieäc trôû laïi. - Buoàng ñoát thöù caáp (buoàng ñoát phuï): Ñaây laø buoàng ñoát tónh, nhaèm ñeå ñoát caùc saûn phaåm bay hôi, chöa chaùy heát bay leân töø loø sô caáp. Nhieät ñoä ôû ñaây thöôøng töø 950 – 11000C. Thôøi gian löu cuûa khí thaûi qua buoàng thöù caáp töø 1,5 – 2 giaây. Haøm löôïng oâxy dö toái thieåu cho quaù trình chaùy laø 6%. Coù caùc taám höôùng ñeå khí thaûi vöøa ñöôïc thoåi qua vuøng löûa chaùy cuûa boä phaän ñoát phun daàu vöøa ñöôïc xaùo troän maõnh lieät ñeå chaùy trieät ñeå. Khí thaûi sau ñoù ñöôïc laøm nguoäi vaø qua heä thoáng xöû lyù tröôùc khi qua oáng khoùi thaûi ra moâi tröôøng. A B

10

C

D E

2 10

10

1

3

F 4

7 6 11 Tuaàn hoaøn

G

5 Tuaàn hoaøn 11

9

8

10 H

12

Hình 8.5

Heä thoáng thieát bò loø ñoát thuøng quay coù xöû lyù khí

Ghi chuù: A. Khí nhieân lieäu B. Khoâng khí ñoát D. Khoâng khí ñoát E. Khoâng khí laøm nguoäi NaOH

C. Chaát thaûi raén

F. Nöôùc boå sung

G. Dung dòch

H. Xaû boû 1. Loø ñoát thuøng quay caáp vaø laéng buïi

2. Buoàng ñoát thöù

3. Baêng taûi tro 4. Buoàng daäp khí noùng Ventury

5. Thieát bò röûa khí

6. Thaùp röûa khí 7. Thieát bò taùch loûng

8. Van

9. OÁng khoùi hoaøn

10. Quaït khoâng khí

11. Bôm tuaàn

8.2.2.5. Loø ñoát taàng soâi (thaùp ñoát taàng soâi) Thuoäc loaïi loø ñoát tónh ñöôïc laùt moät lôùp gaïch chòu löûa beân trong ñeå laøm vieäc vôùi nhieät ñoä cao. Ñaëc ñieåm cuûa thaùp laø luoân chöùa moät lôùp caùt daøy 40 – 50cm nhaèm: Lôùp caùt nhaän nhieät vaø giöõ nhieät cho loø ñoát, boå sung nhieät cho raùc öôùt. Lôùp caùt ñöôïc gioù thoåi xaùo ñoäng laø chaát thaûi raén bò tôi ra, xaùo ñoäng theo neân chaùy deõ daøng. Chaát thaûi loûng khi bôm vaøo loø seõ baùm dính leân beà maët caùc haït caùt noùng ñang xaùo ñoäng, nhôø vaäy seõ bò ñoát chaùy coøn thaønh phaàn nöôùc seõ bay hôi heát. Quaù trình ñoát taàng soâi: Gioù thoåi maïnh vaøo döôùi lôùp væ ñôõ coù loã neân gioù seõ phaân boá ñeàu döôùi ñaùy thaùp laøm lôùp ñeäm caùt cuøng caùc pheá lieäu raén, nhaõo ñeàu ñöôïc thoåi tôi, taïo ñieàu kieän chaùy trieät ñeå. Khoang phía döôùi thaùp (treân væ phaân boá

13

gioù), laø khu vöïc chaùy sô caáp nhieät ñoä buoàng ñoát töø 850 – 9200C, coøn khoang phía treân phình to hôn laø khu vöïc chaùy thöù caáp coù nhieät ñoä chaùy cao hôn (990 – 1100 0C) ñeå ñoát chaùy hoaøn toaøn chaát thaûi. Trong thaùp soâi caàn duy trì moät löôïng caùt nhaát ñònh taïo moät lôùp ñeäm giöõ nhieät oån ñònh vaø hoã trôï cho quaù trình soâi cuûa lôùp chaát thaûi ñöa vaøo ñoát. Khí thaûi sau ñoù ñöôïc laøm nguoäi vaø qua heä thoáng xöû lyù tröôùc khi qua oáng khoùi thaûi ra moâi tröôøng.

V < 9,0 m/s

V>9,0m/ s

10500 C Theå tích khoùi 180 m3

9900 C Theå tích khoùi 310 m3 10000

8500 9200 C C V < 2,0 m/s

8500 V = 2,0÷2,5

Hình 2.6

36.000

Loø ñoát taàng soâi

54.000 m3/h

8.2.2.6. Coâng ngheä ñoát nhieät phaân Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa loø chuû yeáu laø döïa vaøo quaù trình kieåm soaùt khoâng khí caáp vaøo loø. Quan heä giöõa löôïng khoâng khí ñöôïc caáp cho quaù trình ñoát vaø nhieät ñoä buoàng ñoát ñaõ ñöôïc ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát naøy ñeå kieåm soaùt quaù trình ñoát (caû buoàng sô caáp laãn thöù caáp). Khi V (löôïng khoâng khí caáp töùc thôøi) < V0 (löôïng khoâng khí ñuû) - vuøng thieáu khí, thì nhieät ñoä taêng khi löu löôïng khoâng khí taêng. Khi V > V0 (vuøng dö khí) thì nhieät ñoä seõ giaûm khi löu löôïng khoâng khí caáp vaøo loø taêng. Trong buoàng ñoát sô caáp löôïng khoâng khí – V, chæ ñöôïc caáp baèng 70 – 80% nhu caàu caàn thieát –V0 (theo tính toaùn lyù thuyeát). Nhieät ñoä loø ñoát kieåm soaùt töø 250 – 9000C, giai ñoaïn cuoái cuøng coù theå naâng nhieät ñoä cao hôn ñeå ñoát chaùy hoaøn toaøn caùc chaát höõu cô coøn laïi trong tro. Khí taùch ra töø phaûn öùng naøy goàm coù hoãn hôïp caùc khí chaùy (khí gas) vaø hôi nöôùc seõ ñöôïc daãn leân buoàng thöù caáp vaø khí gas seõ ñöôïc ñoát tieáp trong buoàng thöù caáp.

14

ÔÛ buoàng thöù caáp löôïng khoâng khí cung caáp dö ñeå chaùy hoaøn toaøn (thöôøng vöôït 110 – 200% )löôïng khoâng khí caàn thieát. Khí thaûi tieáp tuïc ñöôïc laøm saïch (khöû buïi, khí axít…) baèng caùc thieát bò xöû lyù tröôùc khi thaûi ra moâi tröôøng. Nhieät ñoä laø vieäc ôû buoàng thöù caáp treân 10000C

8

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

7

6

Cô caá u naïp lieä u Cöû a loø Buoà ng ñoá t sô caá p Buoà ng ñoá t thöùcaá p Cô caá u thaù o tro Thieá t bògiaû i nhieä t khí thaû i Thieá t bòxöûlyùkhí OÁ ng khoù i Tuûñieä n ñieà u khieå n

5

4

3

2

1

9

Hình 8.7. Sô ñoà loø nhieät phaân tónh 8.2.3. So saùnh caùc coâng ngheä ñoát chaát thaûi noùi treân Vôùi nhöõng phaân tích caùc phöông phaùp ñoát nhö treân thì coâng ngheä ñoát baèng caùch hoùa hôi nguyeân lieäu trong ñieàu kieän ngheøo khí (coâng ngheä nhieät phaân) coù kieåm soaùt khí laø moät trong soá coâng ngheä tieân tieán vaø toái öu hieän nay, noù khaéc phuïc ñöôïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa coâng ngheä ñoát hôû. Caùc quaù trình saáy, thu nhieät, hoùa hôi xaûy ra ôû trong buoàng sô caáp, quaù trình xaùo troän, ñoát chaùy khí gas xaûy ra trong buoàng thöù caáp neân ñoát chaùy trieät ñeå, nhieät ñoä chaùy cao, haàu nhö khoâng sinh buïi. Treân theá giôùi hieän nay ñang aùp duïng roäng raõi coâng ngheä naøy. ÔÛ Myõ, hieäu öùng nhieät phaân ñaõ öùng duïng nhieàu trong caùc quaù trình coâng nghieäp, tuy nhieân maõi tôùi nhöng naêm 1960 môùi daàn daàn ñöôïc öùng duïng trong lónh vöïc ñoát chaát thaûi nhöng cuõng chöa gaët haùi ñöôïc thaønh coâng nhieàu so vôùi moät soá nöôùc Chaâu aâu. Do ôû Myõ söû duïng coâng ngheä ñoát thuøng quay trong ñoát chaát thaûi nguy haïi laø phoå bieán nhaát (tôùi 70% toång soá loø ñoát chaát thaûi nguy haïi). ÔÛ Chaâu aâu, vaø chaâu Myõ coù moät soá coâng ty haøng ñaàu veà thieát keá cheá taïo caùc loaïi loø ñoát söû duïng hieäu öùng nhieät phaân, nhö: coâng ty Thyssen cuûa Ñöùc vôùi loø ñoát taàng soâi, Del Monego cuûa YÙ vôùi loø ñoát thuøng quay, HOVAL vôùi loø nhieät phaân tónh, BIC cuûa Bæ,… Trong ñoù loø HOVAL

15

ñaõ coù maët trong nhieàu döï aùn ñoát raùc coâng nghieäp vaø raùc y teá ôû nöôùc ta nhö: loø HOVAL tónh cuûa coâng ty Novatits saûn xuaát thuoác BVTV ; loø GG42-HOVAL cuûa coâng ty moâi tröôøng ñoâ thò Tp.HCM, ñoát raùc y teá taäp trung; ôû Vieät Nam döï aùn 25 loø nhaäp cuûa boä Y teá cung caáp cho 25 beänh vieän treân toaøn quoác. Caùc öu nhöôïc ñieåm cuûa coâng ngheä ñoát nhieät phaân: - Öu ñieåm: •

Quaù trình nhieät phaân dieãn ra ôû nhieät ñoä thaáp (so vôùi caùc coâng ngheä ñoát khaùc) do vaäy taêng tuoåi thoï cuûa vaät lieäu chòu löûa do ñoù giaûm chi phí baûo trì.

•

Buïi keùo theo trong luùc ñoát giaûm do ñoù giaûm bôùt ñi thieát bò thu buïi.

•

Quaù trình nhieät phaân coù theå kieåm soaùt ñöôïc do baûn chaát thu nhieät cuûa noù.

•

Chaát thaûi raén hoaëc loûng bò ñoàng theå hoùa chuyeån vaøo doøng khí coù nhieät löôïng cao nhôø quaù trình nhieät phaân coù kieåm soaùt

•

Caùc caáu töû coù theå thu hoài ñöôïc taäp trung trong baõ raén hoaëc nhöïa ñeå thu hoài

•

Theå tích chaát thaûi bò giaûm ñaùng keå.

•

Caùc chaát bay hôi coù giaù trò kinh teá coù theå ñöôïc ngöng tuï ñeå thu hoài.

•

Phaàn hôi khoâng ngöng tuï chaùy ñöôïc coi nhö nguoàn cung caáp naêng löôïng

- Nhöôïc ñieåm: •

Moät soá thaønh phaàn trong chaát thaûi luùc naïp lieäu ñeå ñoát coù theå bò giöõ laïi bôûi baõ thaûi (do nhöïa haéc ín coác), tro cuõng caàn ñöôïc choân laáp an toaøn

•

Chaát thaûi coù phaûn öùng thu nhieät khoâng neân ñoát trong loø nhieät phaân.

•

Thôøi gian ñoát laâu hôn so vôùi coâng ngheä ñoát loø quay.

16

8.3. HOAÏT ÑOÄNG ÑOÁT CHAÁT THAÛI VAØ VAÁN ÑEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG Vieäc xöû lyù chaát thaûi baèng phöông phaùp ñoát ngoaøi caùc öu ñieåm cuûa noù ñaõ ñöôïc phaân tích ôû nhöõng chöông tröôùc, nhöõng vaán ñeà moâi tröôøng cuõng caàn phaûi quan taâm keát hôïp vôùi caùc bieän phaùp quaûn lyù, vaän haønh hoaït ñoäng loø ñoát thích hôïp. Coù 3 nguoàn oâ nhieãm caàn chuù yù laø: - OÂ nhieãm khoâng khí (ñaây laø vaán ñeà chính phaûi quan taâm). - Nöôùc thaûi (nöôùc töø heä thoáng xöû lyù khí thaûi, nöôùc eùp raùc khi ñoä aåm quaù cao). - Chaát thaûi raén (tro xæ). Chuùng ta seõ laàn löôït xeùt tôùi caùc vaán ñeà treân. 8.3.1. OÂ nhieãm khoâng khí Quaù trình ñoát chaát thaûi coù theå toùm taét theo phaûn öùng sau: Chaát thaûi + O2

--------> CO2 + H2O

Thöïc teá chaát thaûi coù thaønh phaàn khaù phöùc taïp, khoâng oån ñònh. Thaønh phaàn cuûa chaát thaûi noùi chung goàm hai nguyeân toá chính laø caùc bon (C) vaø hydro (H). Ngoaøi ra coøn chöùa caùc nguyeân toá khaùc nhö: O, N, S, taïp chaát voâ cô (nhö caùc kim loaïi naëng), hôïp chaát höõu cô chöùa halogen (clo, flo), aåm. Chính vì theá sau khi chaùy saûn phaåm taïo thaønh ngoaøi khí CO2 vaø hôi nöôùc coøn coù caùc khí khaùc: - Nhöõng chaát ñöôïc goïi laïi chaát oâ nhieãm chæ thò: buïi, SOx, NOx, HC vaø CO. - Caùc khí acid: HCl, HF. - Moät soá nguyeân toá löôïng veát nhö caùc kim loaïi naëng: Pb, Cr, Cd, Hg, Ni, As, Cu, Sn, Zn... - Haøng loaït chaát oâ nhieãm höõu cô ôû löôïng veát nhö: PAHs (caùc hydrocacbon ña voøng), PCBs, CPs, CBs, Furans, PCDs, PCDFs. Löôïng caùc chaát nhieãm baån lieân quan tröïc tieáp ñeán thaønh phaàn chaát thaûi ñöôïc ñoát, tính chaát cuûa quaù trình ñoát cuõng nhö coâng ngheä ñoát. 8.3.1.1. OÂ nhieãm buïi Buïi ñöôïc hình thaønh töø quaù trình ñoát coù thaønh phaàn voâ cô vaø höõu cô. Thaønh phaàn, tính chaát cuõng nhö taûi löôïng cuûa buïi coù lieân quan tôùi thaønh phaàn chaát thaûi ñöôïc ñoát, loaïi loø ñoát cuõng nhö quaù trình vaän haønh. Khi quaù trình ñoát ôû nhieät ñoä cao, ñieàu kieän oxi hoùa toát thì caùc chaát höõu cô bò oxi hoùa trieät ñeå. Tuy nhieân quaù trình ñoát thöôøng laø khoâng ñaït ñöôïc keát quaû nhö mong muoán neân khoùi, buïi taïo 17

thaønh seõ bò cuoán theo doøng khí thaûi. Moät soá keát quaû nghieân cöùu veà taûi löôïng buïi trong caùc loø ñoát khaùc nhau thay ñoåi töø 2,3 – 64,8 kg/taán chaát thaûi (trong ñieàu kieän khoâng coù xöû lyù). Kích thöôùc caùc haït buïi nghieân cöùu trong 5 loaïi loø ñoát khaùc cho thaáy nhö sau: -

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 10 µm dao ñoäng töø 38 – 98% toång löôïng buïi.

-

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 5 µm dao ñoäng töø 28 – 96% toång löôïng buïi.

-

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 2 µm dao ñoäng töø 24 – 93% toång löôïng buïi.

-

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 1 µm dao ñoäng töø 20 – 86% toång löôïng buïi.

-

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 0,5 µm dao ñoäng töø 16 – 70% toång löôïng buïi.

-

Caùc haït buïi coù kích thöôùc < 0,2 µm dao ñoäng töø < 50% toång löôïng buïi.

Theo keát quaû nghieân cöùu cuûa taùc giaû R.Brunner, thì caùc haït buïi trong khí thaûi loø ñoát coù kích thöôùc töø 0,3 –1,0µm chieám tæ leä lôùn nhaát. Caùc bieän phaùp kieåm soaùt buïi trong quaù trình ñoát laø thoâng qua kieåm soaùt cheá ñoä ñoát hoaëc khöû buïi baèng caùc thieát bò xöû lyù nhö loïc buïi tónh ñieän, tuùi loïc, xyclon…Trong ñoù giaûm buïi thoâng qua kyõ thuaät ñoát coù kieåm soaùt ñang ngaøy caøng toû ra coù öu theá. Keát quaû kieåm tra noàng ñoä buïi trong khoùi thaûi caùc loø ñoát phía Nam Noàng ñoä buïi trong khí thaûi töø 45 –167 mg/m3, trong ñoù coù 4 loø ñaït tieâu chuaån thaûi (45 - 97 mg/m3) laø nhöõng loø ñoát coù heä thoáng xöû lyù khí thaûi, 3 loø vöôït tieâu chuaån thaûi (112 - 167 mg/m3) laø nhöõng loø ñoát khoâng coù heä thoáng xöû lyù khí thaûi hoaëc ñieåm laáy maãu tröôùc heä thoáng xöû lyù khí thaûi. Nhöõng loø coù heä thoáng xöû lyù khí thaûi haøm löôïng buïi thaáp hôn nhöõng loø thaûi thaúng.

18

8.3.1.2. OÂ nhieãm NOx Caùc oxít nitô NOx (chuû yeáu laø NO vaø NO2) hình thaønh trong quaù trình ñoát laø do phaûn öùng giöõa oâ xy vôùi nitô. Trong ñoù phaàn nitô coù trong quaù trình caáp khí cho loø ñoát (ñöôïc goïi laø “NOx nhieät”) vaø phaàn nitô coù trong thaønh phaàn cuûa nhieân lieäu vaø chaát thaûi ñöôïc ñoát (ñöôïc goïi laø “NO x nhieân lieäu”). Taûi löôïng NOx phuï thuoäc vaøo haøm löôïng nitô coù trong nhieân lieäu, chaát thaûi, nhieät ñoä buoàng ñoát, thôøi gian löu, quaù trình caáp khí dö cuõng nhö coâng ngheä ñoát. Keát quaû nghieân cöùu treân nhieàu loaïi loø cuûa caùc taùc giaû nöôùc ngoaøi cho thaáy noàng ñoä NOx trong khí thaûi (qui theo 12% CO2) töø 39 – 424 ppm. Taûi löôïng NOx dao ñoäng töø 0,27 – 2,73 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. Kyõ thuaät khoáng cheá NOx hieän nay caàn quan taâm ñoù laø moãi loaïi loø caàn coù coâng ngheä ñoát thích hôïp trong ñoù kyõ thuaät ñoát ngheøo khí coù tuaàn hoaøn ôû buoàng sô caáp coù theå laøm giaûm ñöôïc 35% löôïng NOx. Caùc phöông phaùp xöû lyù NOx trong khí thaûi baèng xuùc taùc hoaëc ñöa amoniac vaøo doøng khí thaûi coù theå laø giaûm ñöôïc tôùi 60% löôïng NOx. Keát quaû kieåm tra noàng ñoä NOx trong khoùi thaûi caùc loø ñoát phía Nam Noàng ñoä NOx trong khí thaûi (qui veà cuøng 11% O2) töø 120 - 1122 mg/m3, trong ñoù coù 4 loø coù chæ tieâu NOx trong khí thaûi luoân ñaït tieâu chuaån, 01 loø coù chæ tieâu NOx trong khí thaûi luoân vöôït tieâu chuaån, 02 loø coù chæ tieâu NOx trong khí thaûi coù töøng thôøi ñieåm vöôït tieâu chuaån. 8.3.1.3. OÂ nhieãm SOx vaø khí axít (HCl, HF) Trong quaù trình ñoát chaát thaûi taïo ra caùc khí oâ nhieãm nhö: SOx vaø khí axít (HCl, HF) laø do trong caùc chaát ñöôïc ñoát coù chöùa löu huyønh (coù caû trong nhieân lieäu), cloua, florua. Nhöïa polyvinyclorua (PVC) ñöôïc coi laø nguoàn goác chính sinh ra HCl. Nhieàu keát quaû nghieân cöùu cho thaáy löu huyønh trong caùc hôïp chaát ñöôïc ñoát coù theå chuyeån thaønh SO2 töø 14 – 94%, tuøy thuoäc vaøo thaønh phaàn cuûa noù trong chaát thaûi cuõng nhö phöông phaùp ñoát. Töông töï nhö vaäy ñoái vôùi quaù trình chuyeån caùc clorua thaønh HCl coù theå töø 46 – 86%, ñoái vôùi HF thì coù ít thoâng tin nghieân cöùu hôn vaø ngöôøi ta cho raèng quaù trình hình thaønh HF cuõng nhö HCl. Taûi löôïng cuûa SO2, HCl, HF phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn cuûa chaát thaûi ñöôïc ñoát. Keát quaû nghieân cöùu cuûa caùc taùc giaû [5] treân nhieàu loaïi loø cho thaáy:

19

- Noàng ñoä SOx trong khí thaûi (qui theo 12% CO2) töø 17 – 442 ppm. Taûi löôïng SOx dao ñoäng töø 0,09 – 4,52 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Noàng ñoä HCl trong khí thaûi (qui theo 12% CO2) töø 76 1771 ppm. Taûi löôïng HCl dao ñoäng töø 0,12 – 8,57 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Noàng ñoä HF trong khí thaûi (qui theo 12% CO 2) töø 0,9 - 59 ppm. Taûi löôïng HF dao ñoäng töø 0,01 – 0,17 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. Caùc bieän phaùp kieåm soaùt chuû yeáu laø söû duïng caùc thieát bò xöû lyù khí thaûi thoâng qua caùc chaát haáp thuï, haáp phuï. Keát quaû kieåm tra noàng ñoä SOx vaø khí axít (HCl, HF) trong khoùi thaûi caùc loø ñoát phía Nam: Noàng ñoä HF töø 0,38 – 1,67 mg/m3, noàng ñoä HCl töø 9,8 – 58,3 mg/m3. Noàng ñoä HF vaø HCl trong khí thaûi (qui veà cuøng 12% O2) nhìn chung ñeàu ñaït tieâu chuaån thaûi. Noàng ñoä SO2 töø 82 – 2141 mg/m3, coù 11/21 maãu vöôït tieâu chuaån thaûi. Noàng ñoä SO2 phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa chaát thaûi ñem ñoát vaø nhieân lieäu söû duïng. Moät nguyeân nhaân laøm haøm löôïng SO2 taêng cao laø khi chaát thaûi coù nhieàu gaêng tay cao su phaãu thuaät. Caùc loø ñoát thöôøng ñaët ngay trong beänh vieän, gaàn khu vöïc ñieàu trò beänh nhaân hoaëc nhieàu loø ñoát gaàn khu daân cö neân coù khaû naêng gaây oâ nhieãm tôùi ngöôøi daân xung quanh. 8.3.1.4. OÂ nhieãm do CO vaø THC Caû CO vaø THC ñöôïc taïo thaønh laø do keát quaû chaùy khoâng hoaøn toaøn caùc hôïp chaát cacbon. Quaù trình chaùy khoâng hoaøn toaøn do caùc nguyeân nhaân nhö: toác ñoä naïp lieäu, loø vaø coâng ngheä ñoát, cheá ñoä caáp khí, nhieät ñoä buoàng ñoát, thôøi gian löu cuõng nhö ñoä xaùo troän chöa hôïp lyù. Maët khaùc noù coøn phuï thuoäc vaøo baûn chaát vaø thaønh phaàn chaát thaûi. Keát quaû nghieân cöùu cuûa caùc taùc giaû [5] treân nhieàu loaïi loø cho thaáy: - Noàng ñoä CO trong khí thaûi (qui theo 12% CO2) töø 10 – 3000 ppm. Taûi löôïng CO dao ñoäng töø 0,07 – 17,5 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Noàng ñoä THC trong khí thaûi (qui theo 12% CO2) töø 0,5 – 2445 ppm. Taûi löôïng THC dao ñoäng töø 0,001 – 5,78 kg/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. Thoâng qua noàng ñoä cuûa CO vaø THC ngöôøi ta coù theå ñaùnh giaù ñöôïc hieäu quaû cuûa quaù trình chaùy hay loø ñoát.

20

Keát quaû kieåm tra noàng ñoä oxít caùcbon (CO) vaø hydrocaùcbon (THC) trong khoùi thaûi caùc loø ñoát phía Nam: Noàng ñoä CO töø 13 – 35189 mg/m3, coù 16/21 maãu vöôït tieâu chuaån thaûi. Coù 3/7 loø ñoát coù noàng ñoä CO trong khí thaûi ñaït tieâu chuaån khi chaùy oån ñònh. Nguyeân nhaân chính laø caùc loø coù coâng suaát ñoát thaáp thöôøng naïp lieäu nhieàu laàn neân laøm aûnh höôûng tôùi nhieät ñoä buoàng ñoát. Noàng ñoä CO phuï thuoäc vaøo quaù trình ñoát. Haàu heát trong giai ñoaïn môùi naïp lieäu ñeàu vöôït tieâu chuaån thaûi. Khi ñaõ chaùy oån ñònh thì haàu heát caùc loø ñaït tieâu chuaån thaûi. Trong tröôøng hôïp qui veà ñieàu kieän ño vôùi 11% O2 thì coøn nhieàu maãu ño vöôït tieâu chuaån thaûi qui ñònh. Noàng ñoä THC töø 7,5 – 27,3 mg/m3, coù 3/7 maãu vöôït tieâu chuaån thaûi. Noàng ñoä THC phuï thuoäc vaøo quaù trình ñoát. Töø caùc keát quaû nghieân cöùu thöïc teá cho thaáy nhieät ñoä ñoát cuûa moät soá loø ñoát chöa ñuû cao cuõng nhö khaû naêng khuaáy troän doøng khí ñoát chöa toát neân hieäu quaû ñoát bò aûnh höôûng. 8.3.1.5. OÂ nhieãm do caùc kim loaïi naëng Caùc kim loaïi chính coù trong thaønh phaàn khí thaûi goàm: Sb, As, Hg, Be, Cd, Cr, Cu, Pb, Mn, Mo, Ni, Se, Sn, V, Zn. Thöôøng chuùng toàn taïi ôû caùc daïng hôïp chaát nhö oxit, muoái, kích thöôùc caùc haït buïi thöôøng nhoû hôn 2 µm. Taûi löôïng caùc kim loaïi treân trong quaù trình ñoát chaát thaûi nhö sau [5]: - As dao ñoäng töø 0,02 – 20,5 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Cd dao ñoäng töø ñoát.

0,91

–

22,13 g/taán chaát thaûi ñöôïc

- Cr dao ñoäng töø 0,02 – 15,37 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Hg dao ñoäng töø 0,10 – 4,6 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Pb dao ñoäng töø 6,00 – 300 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Ni dao ñoäng töø 0,03 – 8,86 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Cu dao ñoäng töø 0,19 – 20,0 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Mn dao ñoäng töø 0,10 – 66,58 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. - Zn dao ñoäng töø 6,30 – 1057 g/taán chaát thaûi ñöôïc ñoát. Baûng 8.7. cho thaáy tæ leä cuûa moät soá kim loaïi giöõ laïi trong tro, scrubber, thoaùt vaøo khoâng khí cuûa loø ñoát chaát thaûi raén.

21

Baûng 8.7a. Ñaùnh giaù khaû naêng thaûi buïi kim loaïi naëng vaøo khoâng khí ( Ñoái vôùi loø coù heä thoáng xöû lyù buïi Scrubber) Kim loaïi

Phaàn traêm troïng löôïng Trong tro

Bò giöõ trong Scrubber

Thaûi qua oáng khoùi

Al

57

42

1

Sb

45

54

1

As

30

62

8

Ba

39

60

1

Be

40

59

1

Cd

31

62

7

Cr

31

59

10

Co

45

52

3

Cu

47

51

2

Fe

53

46

1

Pb

16

82

2

Mg

33

66

1

Mn

20

78

2

Hg

0

10

90

Mo

58

2

40

Ni

30

66

4

Se

1

19

80

Ti

45

54

1

V

18

79

3

Zn

20

76

4

Nguoàn: taøi lieäu tham khaûo [1] trang 253-254.

22

Baûng 8.7b. Ñaùnh giaù khaû naêng thaûi buïi kim loaïi naëng vaøo khoâng khí ( Ñoái vôùi loø coù heä thoáng xöû lyù buïi baèng loïc tónh ñieän) Kim loaïi

Phaàn traêm troïng löôïng Trong tro

Xöû lyù baèng loïc tónh ñieän

Thaûi qua oáng khoùi

Al

57

35

8

Sb

45

28

27

As

30

47

23

Ba

39

60

1

Be

40

58

2

Cd

31

47

22

Cr

31

57

12

Co

45

53

2

Cu

47

39

14

Fe

53

39

8

Pb

16

76

18

Mg

33

66

1

Mn

20

78

2

Hg

0

1

99

Mo

58

17

25

Ni

30

52

18

K

52

47

1

Se

1

19

80

Na

44

55

1

Tal

37

62

1

Ti

45

52

3

V

18

78

4

Zn

20

60

20

Nguoàn: taøi lieäu tham khaûo [1] trang 253-254. Töø baûng keát quaû treân cho thaáy moät soá kim loaïi naëng nhö Hg, As, Se, Pb… raát deã bò phaùt taùn vaøo khoâng khí ngay caû tröôøng hôïp coù trang bò heä thoáng xöû lyù buïi.

23

Phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa moãi kim loaïi maø khaû naêng bay hôi cuûa chuùng ñöa vaøo khoâng khí theo khí thaûi coù khaùc nhau. Caùc kim loaïi coù khaû naêng bay hôi cao theo nhieät ñoä nhö Hg, Se, Pb, Zn cao hôn haún caùc kim loaïi nhö Fe, Cu, Ti, Al. Thaäm trí moät soá loø ñoát chaát thaûi coù trang bò heä thoáng xöû lyù buïi Scrubber maø caùc kim loaïi vaãn thoaùt vaøo khoâng khí khaù lôùn. Keát quaû kieåm tra noàng ñoä caùc kim loaïi naëng trong khoùi thaûi caùc loø ñoát phía Nam: Coù 4/7 loø coù toång kim loaïi vöôït tieâu chuaån thaûi (laø caùc loø khoâng coù heä thoáng xöû lyù hoaëc ñieåm laáy maãu tröôùc heä thoáng xöû lyù). Nhöõng loø coù heä thoáng xöû lyù thì chæ tieâu kim loaïi naëng trong khí thaûi ñeàu ñaït tieâu chuaån thaûi qui ñònh. Trong 7 loø kieåm tra coù 2 loø phaùt hieän thaáy Cd trong khí thaûi, khoâng loø ñoát naøo phaùt hieän thaáy chæ tieâu Hg trong khí thaûi. 8.2.1.6. Caùc hôïp chaát nhoùm halogen höõu cô Caùc hôïp chaát nhoùm halogen höõu cô nhö: PAHs (caùc hydrocacbon ña voøng), PCBs, CPs, CBs, Furans, PCDs, PCDFs. Khoái löôïng caùc chaát oâ nhieãm trong khí thaûi coù lieân quan tröïc tieáp ñeán thaønh phaàn, tính chaát cuûa chaát thaûi ñöôïc ñoát, cuõng nhö phuï thuoäc vaøo coâng ngheä ñoát. Moät soá keát quaû nghieân cöùu ñöa ra trong taøi lieäu [5] cho thaáy haøm löôïng cuûa PAHs trong khí thaûi taïi nhieàu loø ñoát taïi moät soá nöôùc nhö: ôû Myõ trung bình vaøo khoaûng 20 µg/m3, ôû Anh vaøo khoaûng 4,04 µg/m3, ôû Thuïy Ñieån töø 1 -700 µg/m3. Moät soá keát quaû kieåm tra noàng ñoä toång soá cuûa CBs, CPs vaø PCBs taïi hai nhaø maùy ñoát chaát thaûi taïi Ontario [5]cho thaáy: + Nhaø maùy 1: töø 6,2 – 12,9 µg/m3. + Nhaø maùy 2: töø 11 – 47 µg/m3. + Noàng ñoä toång coäng cuûa PCDDs vaø PCDFs trong khí thaûi cuûa moät soá loø ñoát chaát thaûi dao ñoäng töø 0,5 – 56 µ g/m3. Ñoái vôùi caùc hôïp chaát dioxin vaø furan cuõng ñöôïc hình thaønh qua quaù trình ñoát vaø trong khí thaûi ôû nhieät ñoä töø 200 – 4500C. Ngöôøi ta bieåu thò noàng ñoä cuûa dioxin – furan baèng giaù trò ñoäc tính töông ñöông (TEQ – Toxic Equivalent), maø TEQ laïi döïa treân yeáu toá ñoäc tính töông ñöông (TEF - Toxic Equivalent Factors). TEF ñöôïc ñöa ra trong baûng 8.8. Moät soá nghieân cöùu veà dioxin –furan taïi caùc loø ñoát chaát thaûi sinh hoaït cho thaáy haøm löôïng toång coäng cuûa dioxin-furan töø 18 –276 ng/m3 töông ñöông TEQ töø 0,18 – 13ng/m3.

24

Trong ñôït khaûo saùt naøy khoâng ñaùnh giaù ñöôïc caùc chæ tieâu clohöõu cô (dioxin –furan). Caùc bieän phaùp kieåm soaùt caùc hôïp chaát halogen höõu cô noùi chung laø kieåm soaùt cheá ñoä ñoát thích hôïp trong ñoù caàn quan taâm tôùi nhieät ñoä buoàng ñoát. Nhieät ñoä ñoát caàn duy trì töø treân 10000C vôùi thôøi gian löu töø 1 – 2 giaây. Haïn cheá nhieät ñoä khí thaûi ôû giaù trò töø 200 – 4500C vì ñaây laø nhieät ñoä caùc chaát deã bò taùi taïo thaønh caùc chaát thuoäc hoï dioxin vaø furan. Baûng 8.8. Yeáu toá ñoäc tính töông ñöông Dioxin

Furan TEF

Ñoàng phaân

TEF

2,3,7,8 TCDD

1,0

2,3,7,8 TCDF

1.0

1,2,3,7,8 PCDD

0,5

1,2,3,7,8 PCDF

0,05

1,2,3,4,7,8 HCDD

0,1

2,3,4,7,8 PCDF

0,5

1,2,3,6,7,8 HCDD

0,1

1,2,3,4,7,8 HCDF

0,1

1,2,3,7,8,9 HCDD

0,1

1,2,3,6,7,8 HCDF

0,1

1,2,3,4,6,7,8 HpCDD

0,01

1,2,3,7,8,9 HCDF

0,1

OctaCDD

0,001

2,3,4,6,7,8 HCDF

0,1

1,2,3,4,6,7,8 HpCDF

0,01

1,2,3,4,7,8,9 HpCDF

0,01

Octa CDF

0,001

CO vaø THC, ppm

Ñoàng phaân

Ghi chuù:

Dioxin, µg/m3

TCD = tetrachlorodibenzo pentachlorodibenzo HCD = hexachlorodibenzo heptochlorodibenzo 1000 6

PCD = HpCD =

OctaCD = octachlorodibenzo D = dioxin 5 4

F = furan

800 CO, ppm 600

3

Dioxin, g/m3

400

µ

2 200 1

THC, ppm

0 550

600

650

700

Nhieät ñoä, 0C (ño taïïi ñænh

25

750

Hình 3.1. Quan heä giöõa nhieät ñoä vaø noàng ñoä CO, THC, Dioxin. [5]

Baûng 8.9. Toùm taét caùc saûn phaåm chaùy vaø phöông phaùp xöû lyù trong coâng ngheä ñoát chaát thaûi Chaát oâ Taûi löôïng vaø noàng Caùch khoáng cheá nhieãm ñoä Buïi 2,3 - 64,8 kg/taán. Loïc tónh ñieän, loïc khoâ, öôùt hieäu quaû: 73-98% NOx (chuû 0,36 - 2,73 kg/t - Xaùc ñònh heä soá α thích hôïp. yeáu Caùc yeáu toá aûnh - Ñoát tuaàn hoaøn giaûm 35%. NO2,NO) höôûng: t0 khoâng khí Ñoát 2 baäc giaûm 50%. ñoát, loø, tæ leä khí dö. - Xöû lyù xuùc taùc giaûm 90%. SO2 Do thaønh phaàn chaát Xöû lyù baèng phöông phaùp haáp thaûi. Chuyeån hoùa thuï, haáp phuï. Hieäu quaû xöû thaønh SO2:14-94%. TL: lyù ñaït 90 – 99%. 0,09 - 4,5kg/t HCl, HF Chuyeån hoùa thaønh Xöû lyù baèng phöông phaùp haáp HCl,HF: 46 - 86%. thuï, haáp phu. Hieäu quaû xöû lyù TL:0,57 8,57 kg/t ñaït 90 – 99%. (HCl); 0,01 - 0,16 kg/t(HF) CO TL: 0,07 -17,5kg/t Kieåm soaùt cheá ñoä ñoát. Hieäu quaû xöû lyù ñaït treân 90%. THC TL:0,001-5,78kg/t Kieåm soaùt cheá ñoä ñoát, nhieät ñoä ñoát treân 8500C, thôøi gian löu . Hieäu quaû xöû lyù > 99%. PAHs,CBs, Do ñoát plastic ôû nhieät - Kieåm soaùt nhieät ñoä ñoát CPs, PCBs, ñoä khoâng thích hôïp, treân 9000C, thôøi gian ñoát hoaøn PCDDs, noàng ñoä trong khí toaøn treân 3 giaây. PCDFs thaûi cuûa moät soá - Nhieät ñoä ñoát treân 11000C, nöôùc: 1 - 700µg/m3( thôøi gian ñoát 2 giaây. PAH), 6,2 - 47µg/m3( CBs, - Neáu haøm löôïng Clo trong chaát , CPs, PCBs), 0,5 - 56µ thaûi >5% 0 thì nhieät ñoä ñoát treân 1200 C, thôøi gian ñoát 2 g/m3 (PCDDs,PCDFs) giaây. Hieäu quaû xöû lyù ñaït 99 – 99,99%. Nguoàn: taøi lieäu tham khaûo [5]

26

8. 4. GIÔÙI THIEÄU MOÄT SOÁ COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ RAÙC SINH HOAÏT Giôi thieäu moät soá coâng ngheä ñoát raùc trong thöïc teá ñang öùng duïng hieän nay, vaø neâu caùc vaán ñeà cuøng hoïc vieân thaûo luaän. Xöû lyù moät soá moät soá vaán ñeà thöôøng gaëp trong coâng ngheä vaän haønh vaø ñoát chaát thaûi trong thöïc teá.

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] Brunner .C. R.; Hazadous Waste Incineration. Mc-Graw-Hill, Inc.1993. [2] Journal of the World Resource Foundation. February 1995. Number 44. [3] Trung Taâm Thoâng Tin Tö Lieäu KH vaø CN Quoác Gia. Toång luaän KHCN-KT. Quaûn Lyù Chaát Thaûi Y Teá. Soá 6.2000 (148). 24, Lyù Thöôøng Kieät, Haø Noäi. [4] TS. Phuøng Chí Syõ. Nghieân cöùu moät soá bieän phaùp thích hôïp nhaèm quaûn lyù CTRCN&CTNN ôû TP.HCM. Sôû KHCN&MT TP.HCM. 2000. [5] Incinerator Emissions Committee “Lower Mainland Refuse Project – Air Pollution Control Requirements For Refuse Incinerator” – British Columbia, Canada. 1984. [6] Frank Kreith. Handbook of Solid Waste Management. Mc-GrawHill .1994. Martin N. Sara. Standard Handbook for Solid and Hazardous Waste Facility Assessment. Lewis Publishers, and imprint of CRC Press. 1994. [6] Brunner. C and S. Schwarz. Energy and Resources Recovery From Wastes. Noyes. Park Ridge. N.J. 1983. [7] Nguyeãn Quoác Bình, Traàn Hoùa. Döï aùn ñaàu tö xaây döïng traïm xöû lyù chaát thaûi coâng nghieäp nguy haïi TP. HCM. 2001. [8] Boä KHCN&MT. Tieâu chuaån moâi tröôøng Vieät Nam. Haø Noäi.1995. [9] Michael D. LaGrega. Hazadous Waste Management. McGraw-Hill International Editions. 1994.

27