Xử lý khí thải lò đốt rác thải nguy hại

MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG 3 NỘI DUNG 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Đặc điểm, thành phần tính chất CTR 4 Nguồn phát sinh CTR 5 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC NGUY HẠI Quy trình lò đốt rác thải 7 Quy trình xử lý khí thải 11 Quy trình I 11 Quy trình II 13 Giới thiệu Lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại CEETIA-CN150 16 Tiêu chuẩn so sánh đầu ra của chất thải nguy hại 20 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 22 LỜI CẢM ƠN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 ĐỀ TÀI: XỬ LÝ KHÍ THẢI TRONG LÒ ĐỐT RÁC THẢI NGUY HẠI GIỚI THIỆU CHUNG Rác thải là sản phẩm tất yếu của cuộc sống được thải ra từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác như khám chữa bệnh, vui chơi giải trí của con người. Cùng với mức sống của nhân dân ngày càng được nâng cao và công cuộc công nghiệp hoá ngày càng phát triển sâu rộng, rác thải cũng được tạo ra ngày càng nhiều với những thành phần ngày càng phức tạp và đa dạng. Tác động tiêu cực của rác thải nói chung và rác thải có chứa các thành phần nguy hại nói riêng là rất rõ ràng nếu như những loại rác thải này không được quản lý và xử lý theo đúng kỹ thuật môi trường. Xử lý rác thải đã và đang trở thành một vấn đề nóng bỏng ở các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Ở Việt Nam, thực tế việc quản lý và xử lý rác thải mặc dù đã có nhiều tiến bộ, cố gắng nhưng chưa ngang tầm với nhu cầu đòi hỏi. Hiện nay, ở khu vực đô thị mới chỉ thu gom đưa đến bãi chôn lấp tập trung đạt khoảng 60-65%, còn lại rác thải xuống ao hồ, sông ngòi, bên đường. Còn ở khu vực nông thôn, rác thải hầu như không được thu gom, những điểm vứt rác tràn ngập khắp nơi. Ở khu vực khám chữa bệnh, mặc dù đã có nhiều bệnh viện đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện điều kiện môi trường theo hướng xanh, sạch, đẹp cùng với những thiết bị hiện đại để phục vụ tốt cho việc khám chữa bệnh của nhân dân, song vẫn còn những bất cập trong việc thu gom và tiêu huỷ rác thải, nhất là chất thải có các thành phần nguy hại. Đây cũng chính là nguy cơ tiềm ẩn đối với môi trường và con người. Rác thải có mối nguy cơ cao chỉ khi con người không quan tâm đến công tác quản lý thu gom và xử lý đối với chúng. Nếu như những nhà quản lý, nhà khoa học tạo điều kiện giúp đỡ và nâng cao nhận thức cho cộng đồng, cho các nhà doanh nghiệp và đặc biệt là tạo điều kiện cho họ tiếp cận với công nghệ xử lý và ứng xử với rác một cách thân thiện, thì ngược lại, rác thải sẽ là một trong những nguồn tài nguyên quý giá phục vụ lại cho con người. Hiện nay việc xử lý chất thải rắn công nghiệp, chất thải y tế, sinh hoạt bằng phương pháp thiêu đốt được áp dụng khá phổ biến, tuy nhiên, vấn đề nảy sinh là phải xử lý khí thải như thế nào, nhất là các lò thiêu đốt chất thải độc hại sẽ được nói đến phần sau NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CTR Đặc điểm, thành phần tính chất CTR Quá trình đốt cháy: Chất thải rắn + O2
sản phầm cháy + Q (nhiệt) Sản phẩm : bụi, NOx, CO, CO2, SOx, THC, HCl, HF, Dioxin/Furan, hơi nước và tro. Tùy thuộc vào từng loại chất thải để chia theo tính chất khác nhau: Tính vật lý: khối lượng riêng, kích thước hạt, độ ẩm, khả năng giữ nước hay tính thấm của chất thải. Tính hóa học: hàm lượng chất hữu cơ, điểm nóng chảy của tro, thành phần nguyên tố CTR, nhiệt trị. Tính sinh học: khả năng phân hủy sinh học, sự phát sinh mùi hôi, sự phát triển của ruồi. Bộ Tài nguyên và Môi trường vừa ban hành danh mục về 19 nhóm nguồn và dòng chất thải nguy hại được phân theo tính chất nguy hại như dễ nổ, dễ cháy, oxy hoá, ăn mòn, có độc tính, có độc tính sinh hoá và dễ lây nhiễm. Đây là văn bản rất quan trọng để nhận biết, phân loại các chất thải nguy hại, làm căn cứ cho việc quản lý chất thải nguy hại theo quy định của pháp luật. Cụ thể là: các chất thải từ ngành thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản, dầu khí và than; các chất thải từ ngành sản xuất hoá chất vô cơ; chất thải từ ngành sản xuất hoá chất, ngành nhiệt điện, luyện kim, từ các ngành sản xuất vật liệu xây dựng và thuỷ tinh. Tại danh mục này còn quy định rất cụ thể về các chất thải từ quá trình xử lý, che phủ bề mặt, tạo hình các vật liệu, chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, sử dụng các sản phẩm che phủ (sơn, véc ni, men thuỷ tinh), chất kết dính, chất bịt kín và mực in. Sau danh mục các chất thải từ ngành chế biến gỗ, sản xuất các sản phẩm gỗ, giấy và bột giấy, còn có hàng loạt danh mục các chất thải từ ngành chế biến da, lông , dệt nhuộm và chất thải xây dựng (kể cả đất đào từ các khu vực bị ô nhiễm). Các chất thải từ các cơ sở tái chế, xử lý, tiêu huỷ chất thải, xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp; chất thải từ ngành y tế và thú y, các ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và thuỷ sản, phương tiện giao thông vận tải... cũng được quy định khá rõ. Ngoài ra, các chất thải gia đình và chất thải sinh hoạt từ các nguồn khác; dầu thải, chất thải từ nhiên liệu lỏng, chất thải dung môi hữu cơ, môi chất lạnh và chất đẩy (propellant); các loại chất thải bao bì, chất hấp thụ, giẻ lau, vật liệu lọc và vải bảo vệ; các loại chất thải khác cũng được thống kê trong danh mục này. Nguồn phát sinh CTR Trước tiên nói về chất thải công nghiệp, đến nay cả nước đã có gần 140 khu công nghiệp (KCN), khu chế xuất (KCX) được Thủ tướng Chính phủ quyết định thành lập, phân bố trên gần 50 tỉnh, thành trong cả nước và thu hút được hơn 1,2 triệu lao động trực tiếp và gián tiếp. Quá trình xây dựng và phát triển các KCN, KCX đã có đóng góp đáng kể vào công cuộc hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất nước; góp phần đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế nước ta. Tuy nhiên, vấn đề môi trường tại các KCN, KCX hiện nay đang còn nhiều điều bất cập và ngày càng trở nên bức xúc Tại thành phố Hồ Chí Minh, lượng phát thải CTRCN và CTNH từ các cơ sở công nghiệp trên thành phố khoảng 1.502 tấn/ngày, trong đó CTNH khoảng 300 tấn/ngày Theo số liệu điều tra thực tế, tổng lượng chất thải rắn công nghiệp ở Hà Nội năm 2001 có hơn 300 cơ sở sản xuất công nghiệp cũ thuộc quốc doanh (khoảng 192 xí nghiệp thuộc Trung ương quản lý, 126 xí nghiệp thuộc Hà Nội quản lý) và khoảng 1.770 hợp tác xã tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ, 3.350 tổ sản xuất. Công nghiệp Hà Nội có khoảng 20 ngành chủ yếu (cơ khí, hóa chất, dệt, giấy, nhuộm, da, thực phẩm, điện tử...)vào khoảng 74.600 tấn/năm, trong đó chất thải nguy hại lớn 12.000 tấn/năm, chiếm khoảng 16,1%. Trong tổng số chất thải rắn công nghiệp nguy hại của Hà Nội là 12.000 tấn/năm thì có 45,84% có thể xử lý bằng phương pháp đóng rắn, 18,79% có thể chôn lấp, phần có thể đốt cháy là 14,4% (khoảng 1.500 tấn/năm) với các phương pháp khác là 20,97%. Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở trên với ước tính lượng thu gom vào khoảng 70%, nên lượng chất thải rắn công nghiệp nguy hại cần đốt chỉ khoảng 2,9 tấn/ngày  Chất thải rắn từ hoạt động nông nghiệp chủ yếu do thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu và việc quản lý, sử dụng phân bón hóa học và các loại bao bì. Ở nước ta, thuốc BVTV đã được sử dụng từ những năm 40 của thế kỷ trước để phòng trừ các loại dịch bệnh. Vào những năm cuối của thập kỷ 80, số lượng thuốc BVTV sử dụng là 10.000 tấn/năm, thì khi bước sang những năm của thập kỷ 90, số lượng thuốc BVTV đã tăng lên gấp đôi (21.600 tấn vào năm 1990), thậm chí tăng lên gấp ba (33.000 tấn/năm vào năm 1995). Diện tích đất canh tác sử dụng thuốc BVTV cũng tăng theo thời gian từ 0,48% (năm 1960) đến nay là 100%. Đến những năm gần đây, việc sử dụng thuốc BVTV đã tăng lên đáng kể cả về khối lượng lẫn chủng loại, với hơn 1.000 loại hóa chất BVTV đang được lưu hành trên thị trường. Lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại các đô thị ở nước ta đang có xu thế phát sinh ngày càng tăng, Tổng lượng phát sinh CTRSH tại các đô thị loại III trở lên và một số đô thị loại IV là các trung tâm văn hóa, xã hội, kinh tế của các tỉnh thành trên cả nước lên đến 6,5 triệu tấn/năm, trong đó CTRSH phát sinh từ các hộ gia đình, nhà hàng, các chợ và kinh doanh là chủ yếu. Lượng còn lại từ các công sở, đường phố, các cơ sở y tế. Chất thải nguy hại công nghiệp và các nguồn chất thải y tế nguy hại ở các CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC NGUY HẠI Quy trình đốt rác thải Thuyết minh quy trình lò đốt Tại buồng sơ cấp Các quá trình xảy ra gồm: Sấy khô(bốc hơi nước) chất thải: chất thải được đưa vào buồng đốt sẽ thu nhiệt từ không khí nóng của buồng đốt, nhiệt độ của chất thải đạt trên 1000C, quá trình thoát hơi ẩm xảy ra mãnh liệt, khi nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ xảy ra quá trình nhiệt phân chất thải và tạo khí gas. Quá trình phân hủy nhiệt tạo khí gas và cặn carbon: chất thải bị phân hủy nhiệt sinh ra khí gas, tức là các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo thành các chất đơn giản như: CH4, CO, H2…Thực tế, với sự có mặt của oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân ở nhiệt độ cao đã xảy ra quá trình cháy, nhiệt sinh ra lại tiếp tục cấp cho quá trình nhiệt phân, như vậy đã sinh ra quá trình “tự nhiệt phân và tự đốt sinh năng lượng” mà không cần đòi hỏi phải bổ sung năng lượng từ bên ngoài (không cần tiến hành cấp nhiệt qua béc đốt), do vậy đã tiết kiệm năng lượng. Thông qua quá trình kiểm soát chế độ cấp khí và diễn biến nhiệt độ buồng sơ cấp sẽ đánh giá được giai đoạn: sấy, khí hóa và đốt cặn trong buồng nhiệt phân. Quá trình nhiệt phân chất thải rắn thường bắt đầu từ 2500C – 6500C, thực tế để nhiệt phân chất thải người ta thường tiến hành ở nhiệt độ từ 4250C – 7600C. Khi quá trình nhiệt phân kết thúc, sẽ hình thành tro và cặn carbon, do vậy người ta còn gọi giai đoạn này là carbon hóa. Tại buồng thứ cấp Quá trình đốt dư khí oxy: khí gas sinh ra từ buồng sơ cấp, được đưa lên buồng thứ cấp để đốt triệt để. Tốc độ cháy phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ chất cháy trong hỗn hợp khí gas. Khi đã cháy hết 80% -90% chất cháy (khí gas) thì tốc độ phản ứng giảm dần. Quá trình tạo tro xỉ Giai đoạn cuối mẻ đốt, nhiệt độ buồng đốt nâng tới 9500C để đốt cháy cặn carbon, phần rắn không cháy được tạo thành tro xỉ. Các giai đoạn của quá trình cháy thực tế không phải tiến hành tuần tự, tách biệt mà tiến hành gối đầu, xen kẽ nhau. Lò nhiệt phân coi như có 2 buồng phản ứng nối tiếp nhau với 2 nhiệm vụ: buồng sơ cấp làm nhiệm vụ sản xuất khí gas, cung cấp cho buồng thứ cấp để đốt triệt để chất hữu cơ. Chất lượng khí gas tạo thành phụ thuộc vào bản chất của chất thải được nhiệt phân cũng như điều kiện nhiệt phân ở buồng sơ cấp. Kiểm soát được mối quan hệ giữa buồng sơ cấp và buồng thứ cấp đồng nghĩa với việc kiểm soát được chế độ vận hành lò đốt hiệu quả như mong muốn. Ưu – Nhược điểm lò đốt Ưu điểm Thể tích và khối lượng CTR giảm tới mức nhỏ nhất Thu hồi được năng lượng CTR có thể được xử lý tại chỗ Cần một diện tích tương đối nhỏ Phù hợp đối với chất thải trơ về mặt hóa học, khó phân hủy sinh học Tro, cặn còn lại chủ yếu là vô cơ, trơ về mặt hóa học Nhược điểm Không phải tất cả CTR đều đốt được Vốn đầu tư cao Thiết kế, vận hành phức tạp Yêu cầu nhiên liệu đốt bổ sung Ảnh hưởng đến môi trường nếu không kiểm soát ô nhiễm Bảo dưỡng thường xuyên làm gián đoạn xử lý CTR có thành phần, tính chất khác nhau nên có những công nghệ và vận hành khác nhau Đặc điểm khí thải lò đốt chất thải nguy hại Hàm lượng các khí HCl, HF thấp (vì thành phần nhựa trong rác thải chủ yếu là PE) Hàm lượng CO, SOx, bụi, VOCs: không ổn định, thấp nhưng vẫn vượt quá giới hạn cho phép. Hàm lượng NOx cao do đốt cháy thành phần N hữu cơ trong rác thải (khoảng 70 ÷ 80% thành phần khí NOx sinh ra), và một phần tạo thành do oxi phản ứng với nitơ trong không khí ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ và lưu lượng khí thải biến động. Thành phần khí thải của lò đốt tùy thuộc vào thành phần rác thải và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt. Khí thải lò đốt chất thải y tế phải đảm bảo đạt TCVN 6560:2005 quy định giới hạn tối đa cho phép đối với các thông số ô nhiễm trong khí thải lò đốt chất thải Việc xử lý chất thải rắn công nghiệp, chất thải y tế bằng phương pháp thiêu đốt được áp dụng khá phổ biến, tuy nhiên, vấn đề nảy sinh là phải xử lý khí thải như thế nào, nhất là các lò thiêu đốt chất thải độc hại. Thạc sĩ Phạm Văn Hải và cộng sự (Viện Nghiên cứu bảo hộ lao động) đã đưa ra giải pháp cho vấn đề này. Thiêu đốt là quá trình dùng nhiệt độ cao để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong rác thải và giảm nhỏ thể tích. Hiện nay, rác thải đô thị do có độ ẩm lớn, rác có nguồn gốc hữu cơ cao, tỷ lệ chất rắn cao khó thiêu đốt nên chủ yếu là xử lý chôn lấp. Tuy nhiên loại rác độc hại như rác y tế hoặc rác công nghiệp thì cần áp dụng phương pháp thiêu đốt bởi nếu chôn lấp sẽ gây nên ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước. Đề xuất công nghệ xử lý khí thải lò thiêu, nhóm nghiên cứu đã phân loại theo công suất nhỏ, trung bình và lớn. Lò đốt công suất nhỏ Với lò có quy mô xử lý khoảng 300 kg/ngày, có thể ứng dụng công nghệ xử lý gồm thiết bị venturi thấp áp, tháp đệm, quạt khói, bơm, bể tuần hoàn và hệ thống van gió. Nguyên lý làm việc là: Khói lò sau khi ra khỏi buồng thứ cấp qua van gió, đi vào thiết bị venturi để lọc bụi đồng thời hạ nhiệt độ. Từ venturi, nước và khí chuyển sang tháp lọc. Cấu tạo của tháp lọc gồm lớp đệm bằng khâu sứ, giàn phun nước và bộ tách nước. Tại tháp, một phần nước cùng với bụi sẽ chảy xuống bể lắng còn khí sẽ đi ngược lên qua lớp đệm, nơi nó được hạ nhiệt độ, lọc phần bụi còn lại và các chất khí như SO2, HCl. Chất ô nhiễm được nước hấp phụ chảy xuống bể lắng, còn không khí sạch sẽ được đẩy vào ống khói qua quạt và thải vào khí quyển. Thiết bị xử lý khí thải lò thiêu này có thể lắp bổ sung vào hệ thống lò thiêu mà không làm thay đổi đáng kể cấu trúc của thiết bị lò. Khi cần thiết có thể bổ sung hóa chất vào bể để xử lý khí độc hại. Lò đốt công suất trung bình Với lò có quy mô xử lý khoảng 300 đến 1.000 kg/ngày có thể dùng loại đáy tĩnh, có cấu tạo nhiều loại buồng đốt, nhiệt độ buồng đốt khí đạt trên 1.0000C. Thời gian lưu của khí trong buồng đốt từ 1-2 giây. Hệ thống xử lý khí thải về nguyên tắc cùng nguyên lý với lò công suất lớn đã giới thiệu ở trên. Xử lý chất thải rắn độc hại bằng phương pháp thiêu đốt vẫn là biện pháp chưa thay thế được vì nó có nhiều ưu điểm. Do đó việc nâng cao hiệu quả quản lý và nghiên cứu áp dụng các công nghệ phụ nhằm xử lý khí thải từ lò thiêu đốt sẽ giúp cho quá trình xử lý hoàn thiện hơn, bảo vệ tốt môi trường không khí. Lò đốt công suất lớn Với lò thiêu có quy mô xử lý trên 1.000 kg/ngày, thường được thiết kế hoàn chỉnh và đồng bộ từ khu vực tập kết rác, lò đốt, thiết bị xử lý, khu vực lấy tro, buồng điều khiển trung tâm... Phần nhiều các khâu được cơ giới hóa hoặc tự động hóa. Nhiệt độ thiêu đốt trung bình của loại lò này lớn hơn 1.0000C, thời gian lưu khí 1- 2 giây. Hệ thống xử lý khí thải bao gồm: Thiết bị lọc bụi (lọc tĩnh điện hoặc lọc ướt) và thiết bị lọc khí độc như SO2, HCl (dùng vôi bột và than hoạt tính). Các chất này được phun vào buồng hòa trộn sau đó thu lại bằng thiết bị lọc bụi để tuần hoàn. Vôi có tác dụng hấp phụ các khói axít, than hoạt tính hấp phụ dioxin và furan. Hệ thống xử lý còn được lắp các thiết bị báo nhiệt độ, nồng độ một số loại khí như carbon để giám sát chất lượng khí thải và hiệu quả phân hủy của lò. Sau đây là quy trình cụ thể Quy trình xử lý khí thải Quy trình I Thuyết minh quy trình I Các chất ô nhiễm không khí được tạo ra có liên quan trực tiếp đến thành phần chất thải được đốt. Các chất ô nhiễm cần kiểm soát là: NOx, SO2, CO, O3, Pb và bụi Khói thải ra khỏi buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ khoảng 6000C có chứa nhiều bụi, chủ yếu là mồ hóng và các khí độc hại được dẫn đi qua thiết bị thu hồi nhiệt trước khi dẫn vào hệ thống thiết bị khử bụi kiểu ướt với hiệu quả khử bụi khoảng 70-80%, thiết bị lọc bụi kiểu ướt ngoài chức năng lọc bụi còn khử được một phần khí SOx, NOx. Lượng bụi còn lại đi theo khói thải qua thiết bị xử lý các khí độc hại, ở đây sẽ khử tiếp 1 phần khí NOx, SO2, CO và Dioxin/Furan, vật liệu hấp phụ là vôi có tác dụng hấp phụ các khói axít, than hoạt tính hấp phụ dioxin và furan. Hệ thống xử lý còn được lắp các thiết bị báo nhiệt độ, nồng độ một số loại khí như carbon để giám sát chất lượng khí thải và hiệu quả phân hủy của lò. Nước thại từ quá trình thiết bị lọc bụi kiểu ướt sẽ được tuần hoàn lại Ưu - nhược điểm quy trình I Ưu điểm Xử lý khí thải lò đốt rác thải lớn, vừa và nhỏ Quy trình xử lý đơn giản không cần tay nghề cao Chi phí vận hành xử lý khí thải chấp nhận được Nhược điểm Khó xử lý với khí thải độc hại cao Độ bền cơ học của thiết bị lọc khí độc thấp khó hoàn nguyên Chỉ có tác dụng nhất thời mà thực ra các chất độc vẫn còn nguyên, không hề bị thay đổi tính chất hóa học Các chất hấp phụ nhanh chóng mất hoạt tính do đã bão hòa, và không còn tác dụng loại bỏ chất độc nữa Quy trình II Thuyết minh quy trình II Khí thải từ lò đốt sẽ đi qua bộ trao đổi nhiệt (giải nhiệt) để tận dụng nhiệt cấp cho không khí cấp buồng thứ cấp (nhằm tiết kiệm năng lượng) và sau đó tiếp tục đi qua lò phản ứng. Trong lò phản ứng dưới tác dụng của xúc tác khử GC -4R quá trình khử Nox thành nitơ phân tử xảy ra nhanh chóng, đồng thời dưới tác dụng của xúc tác oxi hóa GC-4O các chất hữu cơ còn sót lại và CO sẽ được oxi hóa triệt để thành hơi nước và CO2. Sau đó khí thải tiếp tục được đua đi xử lý ở tháp xử lý ướt, tại đây các khí axit và bụi được xử lý hoàn toàn nhờ bơm, bơm dung dịch hóa chất tuần hoàn. Cuối cùng khí thải được hút bằng quạt và xả ra ngoài qua ống khói. Nước thải từ thiết bị xử lý kiểu ướt được thải ra môi trường do chất độc trong nước thải chuyển hóa thành dạng không bị ô nhiễm hoặc ít bị ô nhiễm Ưu – nhược điểm quy trình II Ưu điểm Chất thải rắn: được xử lý triệt để và an toàn, tro còn lại sau khi xử lý không còn “sống” (lượng hữu cơ dưới 0,5%). Khí thải: khí thải ra từ hệ thống sau khi xử lý đạt TCVN 6560:2005. Chi phí đầu tư thấp. Chi phí vận hành chấp nhận được. Chắc chắn để có thể sử dụng lâu dài. Phù hợp với trình độ người sử dụng cũng như công tác bảo dưỡng Nhược điểm Chỉ xử lý được công suất vừa và nhỏ Chi phí đầu tư thấp nhưng chi phí dành cho xử lý thì cao Vận hành quy trình cần có tay nghề kỹ thuật cao Tiêu chuẩn khí thải của một số nguồn thải ở việt nam dùng để so sánh STT  Chất ô nhiễm  Đơn vị  Giá trị tối đa cho phép      TCVN 5939 - 2005  TCVN 6560 – 2005   1  Bụi  mg/ m3  200  100   2  HF  mg/ m3  20  2   3  HCl  mg/ m3  50  100   4  CO  mg/ m3  1000  100   5  NOx  mg/ m3  580  350   6  SOx  mg/ m3  500  300   7  Cd  mg/ m3  5  1   8  Hg  mg/ m3  -  0,5   9  Tổng kim loại nặng (As, Sb, Ni, Co, Cr, Pb, Cu, V, Sn, Mn)  mg/ m3  -  2   10  Tổng Dioxin/furan 
 -  20   (Nguồn lấy từ TCVN chất thải y tế) Tham khảo sản phẩm cháy và phương pháp xử lý các công nghệ đốt chất thải Chất ô nhiễm  Tải lượng và nồng độ  Cách khống chế   Bụi  2.3 – 64.8 kg/tấn  Lọc tĩnh điện, lọc khô, ướt hiệu quả:73-98%   NOx (chủ yếu NO2, NO)  0.36 – 2.73 kg/tấn Các yếu tố ảnh hưởng: t0 không khí lò đốt, lò, tỉ lệ khí dư  Xác định hệ số
thích hợp Đốt tuần hoàn giảm 35%. Đốt 2 bậc giảm 50% Xử lý xúc tác giảm 90%   SO2  Do thành phần chất thải. chuyển hóa thành SO2: 14-94% TL: 0.09-4.5 kg/tấn  Xử lý bằng phương pháp hấp thụ, hấp phụ. Hiệu quả xử lý đạt 90-99%   HCl, HF  Chuyển hóa thành HCl, HF: 46-84% TL: 0.57-8.57 kg/t (HCl) 0.01-0.16kg/t (HF)  Xử lý bằng phương pháp hấp thụ, hấp phụ. Hiệu quả xử lý đạt 90-99%   CO  TL:0.07-17.5 kg/t  Kiểm soát chế độ đốt. Hiệu quả xử lý đạt trên 90%   THC  TL: 0.001-5.78 kg/t  Kiểm soát chế độ đốt. Hiệu quả xử lý trên 90%   Giới thiệu Lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại CEETIA-CN150 Khái quát lò đốt Lò đốt CTR đã được thiết kế dựa trên cơ sở áp dụng nguyên lý đốt tối đa vùng thông qua hai buồng đốt sơ cấp và thứ cấp. Thành lò được xây bằng gạch sa mốt A, cách nhiệt bằng bông khoáng chịu nhiệt cao. Đây là nguyên lý xử lý rác thải độc hại đang được sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến trên thế giới. Chất thải được đưa vào buồng đốt sơ cấp duy trì ở nhiệt độ khoảng 800o C. Không khí được cấp liên tục cho quá trình đốt nhờ bơm ejector tạo áp suất âm trong buồng lò. Khói bốc lên từ các buồng đốt sơ cấp gồm cả những sản phẩm cháy chưa hoàn toàn, chứa nhiều bụi và các chất độc hại... được hòa trộn với không khí theo nguyên lý vòng xoáy sẽ được đưa tiếp vào một buồng đốt thứ cấp. Ở buồng đốt thứ cấp, các sản phẩm cháy chưa hoàn hảo như Dioxin và Furan sẽ tiếp tục được đốt cháy, phân hủy ở nhiệt độ cao khoảng từ 1.000-1.200oC với thời gian lưu cháy đủ lớn từ 1,502 giây. Khói từ buồng đốt thứ cấp sẽ được đưa qua hệ thống xử lý khí thải kết hợp với trao đổi nhiệt sẽ loại trừ triệt để bụi, các kim loại nặng và các khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường như NOx, SOx, HCl, HF... Hệ thống Cyclon hấp thụ sẽ làm lạnh nhanh các loại khí thải ở nhiệt độ âm 200oC nên có thể tránh được sự tái sinh, phát sinh các chất độc hại Dioxin; đồng thời không khí tiếp tục được nung nóng 100oC cấp cho lò để giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu. Thông số kỹ thuật lò đốt CEETIA-CN150 Ký hiệu lò đốt  CEETIA-CN150   Công suất  125-150kg/h   Công nghệ đốt  Đốt đa vùng, lò đốt gồm buồng đốt sơ cấp đốt trực tiếp chất thải rắn công nghiệp nguy hại ở nhiệt độ 750-8500C, buồng đốt thứ cấp đốt tiếp các khí sinh ra từ buồng sơ cấp ở nhiệt độ từ 95000C-10500C, thời gian lưu khói khoảng 1 giây   Nhiên liệu đốt  Dầu DO   Hệ thống cấp gió  Cấp trực tiếp cho buồng sơ cấp và buồng thứ cấp. Lưu lượng gió được điều chỉnh bằng các van điều khiển   Vật liệu chịu nhiệt  Gạch sa mốt A, gạch cao nhôm Trung Quốc hay Cầu Đuống,chịu nhiệt độ đến 16500C   Xử lý khói thải  Lắp đặt hệ thống xử lý khói đạt TCVN   Chế độ vận hành  Tự động và bán tự động   Thiết kế hệ thống xử lý khói thải: Chế độ cấp chất thải  Buồng đốt sơ cấp  Buồng đốt thứ cấp  Diện tích đáy buồng đốt  Chiều cao   Đơn vị  m3  m3  m3  m3   Cấp chất thải 4-6 lần/h  2,68  0,96  1,2  2,23   Để thiết kế buồng đốt nhóm nghiên cứu đã tiến hành lập chương trình cân bằng vật chất và chương trình cân bằng năng lượng. Trên cơ sở tiến hành tính toán nhiều phương án với các thành phần chất thải rắn khác nhau đă chọn được kích thước lò đốt CEETIA- CN150 như bảng trên Khi đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại khói thải ra còn chứa nhiều khí độc hại như: khí CO, SO2, NOx, các axit, kim loại nặng, điôxin/furan v.v... và bụi. Những khí và bụi này gây ảnh hưởng đến môi trường, sức khỏe con người, năng suất cây trồng, vật nuôi. Vì thế lò đốt được lắp đặt hệ thống xử lý khí thải đồng bộ. Mục tiêu cơ bản khi thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý khói thải là giảm nồng độ bụi, một số khí độc hại như CO, SOx, NOx, các axit.... Điôxin/furan xuống dưới TCCP trước khi thải khói ra khí quyển. Các thông số sử dụng làm dữ liệu tính toán thiết kế cho hệ thống xử lý khói thải được chọn như sau: Quy trình xử lý khí thải lò đốt CEETIA-CN150 Thuyết minh quy trình Khói thải ra khỏi buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ khoảng 6000C có chứa nhiều bụi, chủ yếu là mồ hóng và các khí độc hại được dẫn đi qua thiết bị thu hồi nhiệt trước khi dẫn vào hệ thống thiết bị khử bụi kiểu ướt với hiệu quả khử bụi khoảng 70-80%. Lượng bụi còn lại đi theo khói thải qua thiết bị xử lý các khí độc hại. Thiết bị này ngoài chức năng hấp thụ khí SO2, NO2, các hơi axit, còn có khả năng khử bụi với hiệu quả khoảng 70-80%. Do vậy nồng độ bụi cặn lại trong khói thải nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép.. Dung dịch hấp thụ khí SO2 là nước với hiệu quả hấp thụ khoảng 50%. Thiết bị khử khí SO2 còn có khả năng hấp thụ một số chất khác như các khí có tính axit v.v... do vậy nồng độ các khí độc hại nhỏ hơn TCCP trước khi thải vào khí quyển. Khói thải sau khi đi qua thiết bị khử SO2 được dẫn qua tấm chắn nước với mục đích tách các hạt nước ra khỏi khói thải để tiếp tục đi vào quạt khói, sau đó đi qua thiết bị khử điôxin/furan bằng than hoạt tính và cuối cùng thải qua ống khói ra ngoài Kết quả Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp - Đại học Xây dựng và Trung tâm kỹ thuật 1 - Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đă tiến hành khảo sát đo lường khói thải ống khói của Lò đốt và khảo sát môi trường không khí xung quanh, đo đạc tiếng ồn, lấy mẫu nước và mẫu tro của lò đốt vào các ngày 15/5/2003 và 18/5/2003. Nhận xét kết quả đo lường: - Trước khi xử lý nhiều chất ô nhiễm vượt trị số TCCP, sau khi đi qua hệ thống xử lý khói thải nồng độ bụi và nồng độ các khí độc hại, kim loại nặng trong khói thải đều nhỏ hơn TCCP. - Nồng độ các khí CO, NO2, SO2, H2S, bụi tại các điểm quan trắc bên ngoài cuối hướng gió nhỏ hơn TCCP theo TCVN 5937-2005. - Mức ồn tại các khu vực trong nhà xưởng, gần quạt gió, gần máy bơm, bên ngoài xưởng nhỏ hơn TCCP theo TCVN 3985-2005. - Kết quả phân tích tro cho thấy hàm lượng các kim loại trong mẫu quan trắc hầu hết đều nhỏ hơn ngưỡng an toàn cho phép theo tiêu chuẩn của các nước phát triển (nước ta chưa có tiêu chuẩn). Chỉ có hàm lượng Cd vượt ngưỡng an toàn cho phép một ít. Ưu–nhược điểm lò đốt CEETIA-CN150 Ưu điểm: - Đốt là quá trình oxy hóa chất thải ở nhiệt độ cao. Công nghệ này rất phù hợp để xử lý CTRCN và CTNH hữu cơ như cao su, nhựa, giấy, da, cặn dầu, dung môi, thuốc bảo vệ thực vật và đặc biệt là chất thải y tế trong những lò đốt chuyên dụng hoặc công nghiệp như lò nung xi măng - Công nghệ thiêu đốt có nhiều ưu điểm như khả năng tận dụng nhiệt, xử lý triệt để khối lượng, sạch sẽ, không tốn đất để chôn lấp nhưng cũng có một số hạn chế như chi phí đầu tư, vận hành, xử lý khí thải lớn, dễ tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm. Nhược điểm: Lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại CEETIA - CN150 là loại lò đốt công suất nhỏ, đốt cháy theo mẻ, buồng đốt sơ cấp có cấu tạo phần sát cửa cấp chất thải không có ghi, phần cuối buồng đốt lắp đặt ghi lật do đó bụi và các khí thải sinh ra trong buồng đốt phụ thuộc rất nhiều vào số lần cấp chất thải, chế độ cấp không khí có điều chỉnh trong mỗi mẻ đốt, vào thành phần chất thải cấp vào.... Quá trình cháy trong các buồng đốt phụ thuộc vào loại và độ ẩm của chất thải rắn công nghiệp nguy hại đưa vào đốt cũng như quy trěnh vận hành lò đốt Quá trình đốt cháy chất thải rắn công nghiệp nguy hại xảy ra trong buồng đốt rất phức tạp về nhiệt độ cháy cao, thành phần và độ ẩm chất thải rắn công nghiệp nguy hại đưa vào đốt không ổn định, áp suất khói thải trong buồng đốt thay đổi... Tiêu chuẩn so sánh đầu ra của chất thải nguy hại QCVN 02:2008/BTNMT – QCKT quốc gia về khí thải lò đốt chất thải rắn y tế QCVN 05:2009/BTNMT –QCKT quốc gia về chất lượng không khí xung quanh TCVN 6560-2005: Nói về giới hạn cho phép khí thải lò đốt chất thải rắn y tế KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Hiện nay hầu hết các loại lò chỉ thiết kế đốt cho một loại rác nhất định, do đó khi hường dẫn vận hành cũng chỉ cho một loại rác, nhưng tại các cơ sở, dịch vụ xử lý chất thải, nguồn rác đầu vào luôn thay đổi nên thành phần cũng thay đổi theo, do đó quy trình cũng phải thay đổi cho phù hợp với từng thành phần đó. Do không đáp ứng được yêu cầu này cho nên trong quá trình khảo sát thực tế thấy tình trạng gây ô nhiễm môi trường tại các công ty xử lý chất thải vẫn còn xảy ra ( một số chỉ tiêu vượt TCVN, có khói đen xuất hiện, đó là kết quả của sự vận hành không hợp lý). Xuất phát từ điều đó tiến hành nghiên cứu để xây dựng một quy trình vận hành lò đốt đa năng và xử lý lượng khí thải ra một cách triệt để bằng cách vận hành quy trình thích hợp, phải xác định được thông số, chỉ tiêu theo dõi kiểm soát, nhu cầu cấp khí sẽ khác nhau cho mỗi loại chất thải khác nhau đặc biệt kiểm soát nồng độ oxy tự do trong lò đốt. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra một sản phẩm cụ thể là lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại CEETIA-CN150. Lò đốt thử nghiệm CEETIA-150 đă đuợc tiến hành đốt thử nghiệm và đo lường nồng độ các chất ô nhiễm trong khói thải, nhiệt độ các buồng đốt, môi trường trong nhà lò và môi trường xung quanh. Kết quả đo lường chứng tỏ mọi chỉ tiêu của lò đốt đều đạt tiêu chuẩn môi trường. Đă thiết lập quy trình vận hành hợp lý bàn giao cho C.Ty Môi trường đô thị. Lò đốt thử nghiệm CEETIA-150 đă được khánh thŕnh vào ngày 5/ 6/2003. Hiện đã đưa vào vận hành sản xuất thực tế từ ngày khánh thành đến nay. Lò đốt chất thải công nghiệp nguy hại này có đủ khả năng trở thành một sản phẩm thương mại để áp dụng cho nhiều tỉnh/ thành khác. Có thể nói đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và lắp đặt thử nghiệm lò đốt chất thải rắn công nghiệp nguy hại mang mã hiệu CEETIA-CN150 vừa có ý nghĩa khoa học lại vừa có ý nghĩa kinh tế - xã hội, đáp ứng yêu cầu quản lý chất thải công nghiệp nguy hại cấp bách hiện nay của nước ta.  LỜI CẢM ƠN Đề tài “xử lý khí thải lò đốt rác thải nguy hại”, được hoàn thành là nhờ vào hỗ trợ từ rất nhiều phía. Em xin được chân thành cảm ơn: Viện khoa học công nghệ và quản lý môi trường và giáo viên bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường đã tạo điều kiện để em có cơ hội hoàn thành tiểu luận. Cô Trần Thị Ngọc Diệu tận tâm hướng dẫn; đồng thời nhiệt tình giúp đỡ và giải đáp các thắc mắc. Các website, tài liệu tham khảo của Viện Môi Trường đã cho em những thông tin bổ ích. Trong quá trình thực hiện, không thể tránh khỏi những thiếu sót. Mong cô và các bạn đóng góp ý kiến để bổ sung, hoàn thiện các bài tiểu luận sau tốt hơn Trường ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh ngày 10 tháng 11 năm 2010 SVTH: Lê Thị Ba  TÀI LIỆU THAM KHẢO