Các phương pháp xử lý chất thải rắn

CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 1 MỤC ĐÍCH XỬ LÝ CTR • Tái sử dụng và tái sinh chất thải; • Không làm phát tán các chất nguy hại vào môi trường; ể ấ ấ• Chuy n từ các ch t độc hại thành các ch t ít độc hại hơn hay vô hại; • Giảm thể tích chất thải trước khi chôn lấp; 2 PP CHÍNH XỬ LÝ CTR • Phương pháp cơ học • Phương pháp nhiệt Ph há i h h• ương p p s n ọc Ph há hô lấ• ương p p c n p 3 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 4 Đố á ô h h đ h đốt r c c ng ng ệ iện ại ay t rác thô sơ ? SO SÁNH TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG ĐỐT RÁC KKS ĐỐT RÁC HiỆN ĐẠI- Bụi (g/t) HCl (g/t) SO2 (g/t) NOx (g/t) CO (g/t) Hg (g/t) Dioxin (mg TE/t) ốĐ t không kiểm soát 30.000 5.300 1.000 2.000 60.000 1 3.200 Lò đốt hiện đại 40 40 150 400 20 0,3 3 XỬ LÝ CTR BẰNG PHƯƠNG Á ỆPH P NHI T 9 Giảm thể tích chôn lấp 9 Xử lý rác nguy hại khó phân hủy sinh học, 9 Thu hồi năng lượng 9 Giảm các nguy cơ ô nhiễm từ bãi chôn lấp - Sau khi đốt chỉ còn < 3% Cacbon - Theo qui định EU, rác đem đi chôn lấp phải tiền xử lí để phần hữu cơ phân hủy sinh học <3% PHÖÔNG PHAÙP NHIEÄT • Sử dụng nhiệt để chuyển đổi chất thải từ dạng rắn sang dạng khí, lỏng và tro... đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. Ph há hiệt b ồ• ương p p n ao g m: 9 quá trình nhiệt phân (ví dụ phế liệu nhựa, gỗ, cao su, cặn của chế biến dầu mỏ), 9 quá trình nóng chảy (ví dụ xỉ luyện kim, phế liệu kim loại), ố ề ấ ắ9 quá trình thiêu đ t cháy nhi u ch t thải r n hữu cơ. 8 PHÖÔNG PHAÙP NHIEÄT ‰Ưu điểm: • Giảm thể tích CTR (giảm 80-90% trọng lượng thành phần hữu cơ trong CTR trong thời gian ngắn, chất thải được xử lý khá triệt để); • Thu hồi năng lượng; Có hể ử lý CTR i hỗ à khô ầ hải ậ h ể• t x tạ c m ng c n p v n c uy n đi xa, tránh được các rủi ro và chi phí vận chuyển; ‰ Nhược điểm: • chi phí đầu tư xây dựng lò đốt, chi phí vận hành và xử lý khí thải lớn. • Việc thiết kế, vận hành lò đốt phức tạp, người vận hành lò đốt đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao. • Quá trình đốt chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường nếu các biện pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo. 9 PHÖÔNG PHAÙP NHIEÄT • Hệ thống thiêu đốt: - Nhiệt độ buồng đốt >800oC - Sản phẩm: N2, CO2, hơi nước; tro; năng lượng • Hệ thống nhiệt phân và khí hóa: Nung trong điều kiện không có oxy, sản phẩm cuối cùng là chất thải dạng rắn, lỏng, khí. Gđ 1: Khí hóa chất thải được gia nhiệt để tách các phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không hóa hơi và tro Gđ 2: đốt các thành phần bay hơi ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết chất độc 10 Loø ñoát raùc Ở các nước phát triển 9 Phổ biến do vật liệu dễ cháy và có độ ẩm thấp chiếm tỷ lệ cao trong rác thải. 9 Chi phí đất đai cho bãi chôn rác ngày càng cao 9 Có thể sản xuất nhiệt năng và năng lượng điện Ở các nước đang phát triển: • Hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ cao và độ ẩm của rác thải cao : không thích hợp cho đốt – cần năng lượng bên ngoài để đốt. Ô nhiễm không khí cần thiết bị khống chế ô nhiễm không khí• : . • Công nghệ cao, cần phải có nhân công được đào tạo. • Chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì cao ế 11 Chỉ dùng cho rác thải từ các bệnh viện và trung tâm y t NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN RÁC Khu vực tiếp nhận rác Hệ thống lò đốt rác Hệ thống xử lí khí thải Các khu vực phụ trợ NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC Khu vực tiếp nhận rác Cân điện tử Khu vực đổ rác từ xe Bể chứa rác Cần cẩu vận chuyển rác NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC Khu vực tiếp nhận rác Cân điện tử Khu vực tiếp nhận rác ™ Khu vực tiếp nhận chuyển rác từ xe vào bể chứa (bunker) ™ Hệ thống loại rác tạp (gạch đá, kim loại,..) Khu vực tiếp nhận rác Bể chứa rác 1. Tiết kiệm diện tích 2. Tiết kiệm đường đi của cẩu ár c 3. Khống chế ô nhiễm mùi, khí thải 4. Bảo đảm đủ rác cho lò đốt hoạt động liên tục ể ểTh tích b : 18.000 m3 Khối lượng rác trong bể chứa một tuần 4 x 10 t/h Rác cung cấp vào n/m Rác đốt trong lò Rác dự trữ trong bể Khu vực tiếp nhận rác Vận chuyển rác 1 T bị 2 à 8 3 để ẩ. rang g u m c u rác nạp liệu vào lò đốt 2. Cấu trúc dạng cầu trục, có con lăn 3. Phễu nạp liệu 4. Bảo đảm đủ rác cho lò đốt hoạt động liên tục NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC Hệ thống đốt rác Lò đốt Thiết bị thu xỉ Nồi hơi LÒ ĐỐT RÁC VÀ NỒI HƠI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI o Vùng 1: Rác được sấy khô, T> 100oC, nước bốc hơi o Vùng 2: Hóa khí, T= 250 -900oC, o Vùng 3: Bốc cháy không hoàn toàn T= 800 -1150oC , , BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI o Cấp khí sơ cấp: Khí lấy từ bể rác được sấy nóng qua trao đổi nhiệt ở phần sinh hơi nước, khí thổi từ dưới ghi lò lên trên (Quá trình cháy sơ cấp) o Cấp khí thứ cấp: lấy khí từ một phần khí thải, cấp khí ở phần trên ghi lò, bổ sung nhiệt bằng dầu đốt hoặc gas (Quá trình cháy thứ cấp) BUỒNG ĐỐT RÁC THANH GHI o Quá trình điều khiển cấp khí sơ cấp và thứ cấp dựa trên hàm lượng CO, NOx, Khí còn thừa trong khí thải đầu ra o Quá trình cháy thứ cấp cần duy trì tới thiểu 850oC ít nhất trong 2 giây để tránh phát sinh dioxine và furane, đốt há h à t á khí COc y o n o n . THU XỈ LÒ o Xỉ từ buồng đốt theo thanh ghi vào phễu thu xỉ, rơi vào bể nước o Sau đó xỉ được nghiền nhỏ và đưa đi chôn lấp THU TRO XỈ LÒ THIẾT BỊ NỒI HƠI THIẾT BỊ NỒI HƠI ố ẫo Khí thải nóng được từ lò đ t được d n sang lò hơi, qua quá trình trao đổi nhiệt sẽ sinh hơi nước. ốo Nhiệt độ khí thải giảm từ 1000oC xu ng 200oC. o Dùng 4 nồi hơi, sinh hơi nước áp suất 40 bar, nhiệt độ 400oC o Hơi nước được đưa qua máy phát điện dùng turbin hơi nước o 2 Turbine hơi nước công suất 200 MW THIẾT BỊ NỒI HƠI THIẾT BỊ NỒI HƠI ồ ốo Các n i hơi có lớp cách nhiệt t t, chịu được sự ăn mòn ở nhiệt độ cao o Trong quá trình làm nguội khí thải sẽ tạo ra dioxine và furane, vì vậy vẫn cần bộ phận hấp phụ trong hệ thống xử lí khí thải o Khi mới đốt lò, hoặc với rác nhiệt trị thấp, lò hơi cần được bổ sung nhiệt để đủ công suất hơi. Có thể dùng dầu DO hoặc RDF. ệ ố ử ý í ảH th ng x l kh th i NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC Hệ thống xử lý khí thải Lọc/tách bụi Lọc rửa các axit và kim loại nặng Tháp khử NOx (SCR) Hấp phụ dioxin và furane (bột than hoạt tính) Ống khói (100 m) Hệ thống xử lý khí thải Hiệu quả xử lý khí thải Chất ô nhiễm Khí thải Khí sau xử lí Hiệu quả xử lý khí thải từ 1930 đến 1995 Hệ thống xử lý khí thải Lọc bụi Tháp rửa Khử NOx THÁP XÚC TÁC SCR KHỬ NOx THÁP XÚC TÁC SCR KHỬ NOx 3 Tầng lọc 3. Katalysatorlage 12 Đơn nguyên mỗi tầng Thể tích: 21,6 m3 Trao đổi nhiệt SƠ ĐỒ NHÀ MÁY NHIỆT ĐiỆN RÁC CHẤT THẢI RẮN Xỉ lò Bùn chứa KL nặng Bụi lò 1 tấn rác sau khi đốt tạo ra 170 kg xỉ lò, 30 kg bụi và 2 kg bùn chứa kim loại nặng CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC Năng lượng đầu vào 3 (2-4) MWh/M 100 % g Năng lượng mất qua khí thải 18% (9-25%) Năng lượng dưới dạng h i ớ Năng lượng LÒ ĐỔT RÁC Hệ thống xử lí khí thải ơ nư c 82 % (75-91%) bổ sung Lò hơi 15,4% Điện năng (bán) 23 1% Nhiệt 3% (1-4%) Năng lượng bị mất qua xỉ lò, bức xạ, v v , cho khu vực 1 7% Nước nóng 3% . . , (bán) CÂN BẰNG KHỐI LƯỢNG QUÁ TRÌNH ĐỐT RÁC +100% đầu vào -71% khí thải -23% xỉ lò 2,8% kim loại 2,4% bụi lò <1% nước thải <1% bùn thải