Trong xử lý môi trường, tái chế và xử lý chất thải là giai đoạn quan trọng trong sự phát triển của năng lượng sạch, sản xuất và tiêu thụ xanh và sạch sẽ hơn; hướng tới tăng trưởng xanh và nền kinh tế môi trường hiện đại. Chất bùn thải chứa nhiều các thành phần ô nhiễm độc, chất thải có chứa sơn hoặc những phế thải chưa nhiều dung môi hữu cơ hoặc các thành phần độc tính khác của chất thải và cặn bã lọc. Bùn thải có chứa thành phần độc hại (bùn tình trạng rắn).
Một trong những giải pháp được sử dụng đó là xử lý bùn thải bằng phương pháp nhiệt. Với loại chất thải dạng lỏng thường gặp nhất, trước khi đem đốt trong lò khí nên trộn với vật liệu có khả năng thấm hút chất lỏng trước khi xử lý đốt.
Mục đích để sinh năng lượng để phục vụ các ngành công nghiêp, tái sử dụng tro.
Đặc điểm của phương pháp xử lý bùn thải bằng phương pháp nhiệt
Phản ứng kết hợp và tháp chưng các khí thải cặp (rắn / lỏng). Hợp chất hấp thụ được xử lý qua nghiệm thu và cặn lọc (rắn), hóa chất lỏng, được phân loại chất thải nguy hại, chất bảo quản gỗ thải (rắn / lỏng). Hóa chất và hóa học hỗn hợp chất thải (rắn / lỏng / bùn ) chất thải và các thành phần độc hại khác (rắn / lỏng / bùn), mực in, chất thải hộp mực, sơn, keo chứa các thành phần nguy hại, chất thải bao bì linh hoạt.
– Nhiệt độ buồng đốt trên 800oC sẽ giảm 80 – 90% thể tích chất thải, tạo ra khí N2, CO2, hơi nước và tro.
– Đốt trong thùng quay chất thải nguy hại dạng rắn, cặn, bùn hoặc lỏng… ở nhiệt độ khoảng 1.000oC.
– Đốt có chất xúc tác nhằm tăng cường tốc độ oxy hóa ở nhiệt độ dưới 537oC. Thường dùng cho chất thải lỏng.
Nguyên lý hoạt động
Đây là kỹ thuật xử lý chất thải nguy hại có nhiều ưu điểm hơn các kỹ thuật xử lý bùn thải khác. Được sử dụng để xử lý chất thải nguy hại không thể chôn lấp mà có khả năng cháy. Phương pháp này được áp dụng cho tất cả các dạng chất thải rắn, lỏng, khí. Trong phương pháp này nhờ sự oxy hóa và phân hủy nhiệt, các chất hữu cơ sẽ được khử độc tính và phá vỡ cấu trúc. Tùy theo thành phần của chất thải mà khí sinh ra từ quá trình đốt có thành phần khác nhau.
Nhìn chung, thành phần khí thải cũng có các thành phần như sản phẩm cháy thông thường (bụi, CO2, CO, SOX, NOX). Tuy nhiên trong thành phần khí thải còn có các thành phần khác như HCl, HF, P2O5, Cl2,…
Ưu điểm
- Sử dụng phương pháp nhiệt giúp bùn thải ( đặc biệt bùn thải nguy hại) phân hủy gần như hoàn toàn chất hữu cơ (hiệu quả đến 99,9999%)
- Thời gian xử lý nhanh, diện tích công trình nhỏ gọn.
Nhược điểm
Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp nhiệt cũng có một nhược điểm là sinh ra khí độc hại (dioxin và furan). Khi đốt chất hữu cơ chứa clo trong điều kiện sử dụng lò đốt không đảm bảo về mặt kỹ thuật hay chế độ vận hành không được kiểm soát chặt chẽ.
Thiết bị dùng trong xử lý bùn thải bằng phương pháp nhiệt
Thông thường để hạn chế sự hình thành dioxin (furan), người ta khống chế nhiệt độ trong lò đốt 2 cấp. Nhiệt độ trong buồng thứ cấp được duy trì 1200oC. Sau đó khí thải lò đốt (sản phẩm cháy) sẽ được giảm nhiệt độ ngay lập tức xuống dưới 200oC trước khi đi qua hệ thống xử lý khí thải. Hiện nay các thiết bị lò đốt sau thường được sử dụng:
- Lò đốt chất lỏng.
- Lò đốt thùng quay.
- Lò đốt gi cố định.
- Lò đốt tầng sôi.
- Lò xi măng.
- Lò hơi.
Lò đốt chất lỏng
Được sử dụng để đốt các chất thải nguy hại hữu cơ có thể bơm vào được, ngoài ra còn được kết hợp để đốt chất thải nguy hại dạng khí. Chất lỏng sẽ được phun vào lò đốt dưới dạng sương bụi với kích thước giọt lỏng từ 1m trở lên. Loại thiết bị này thường có dạng hình trụ nằm ngang, tuy nhiên trong trường hợp chất thải lỏng có hàm lượng chất vô cơ cao thì thiết bị có dạng thẳng đứng.
Thiết bị này có những ưu và nhược điểm sau:
Ưu điểm
- Đốt được nhiều loại chất thải lỏng nguy hại.
- Không yêu cầu lấy tro thường xuyên.
- Thay đổi nhiệt độ nhanh chóng theo tốc độ nhập liệu.
- Chi phí bảo trì thấp.
Nhược điểm
- Chỉ áp dụng được đối với các chất lỏng có thể.
- Cần cung cấp để quá trình cháy được hoàn tất và tránh ngọn lửa tác động lên gạch chịu lửa.
- Dễ bị nghẹt béc phun khi chất thải lỏng có cặn.
Lò đốt thùng quay
Thường được sử dụng để đốt chất thải rắn, bùn, khí và chất lỏng. Thiết bị thường có dạng hình trụ có thể đặt nằm ngang hay nghiêng một góc so với mặt ngang hoặc thẳng đứng. Thường thùng quay với vận tốc 0,5 – 1 vòng/phút, thời gian lưu của chất thải rắn trong lò từ 0,5 – 1,5 giờ với lượng chất thải rắn nạp vào lò chiếm khoảng 20% thể tích lò. Thiết bị lò đốt dạng này có nhiệt độ trong lò có thể lên đến trên 1400oC. Vì vậy có thể phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy nhiệt. Lò đốt thùng quay thường có kích thước cơ bản như sau: đường kính trong khoảng 1,5 – 3,6 m với chiều dài từ 3 – 9 m. Tỷ lệ đường kính theo chiều dài nên theo tỷ lệ 4:1.
Một số ưu và nhược điểm của lò đốt thùng quay như sau:
Ưu điểm
- Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng.
- Có thể đốt riêng chất rắn và chất lỏng hoặc kết hợp đốt cả chất rắn và lỏng
- Không bị nghẹt gi (vỉ lò) do có quá trình nấu chảy.
- Có thể nạp chất thải ở dạng thùng hoặc khối.
- Linh động trong cơ cấu nạp liệu.
- Cung cấp khả năng xáo trộn chất thải và không khí cao.
- Quá trình lấy tro liên tục mà không ảnh hưởng đến quá trình cháy.
- Kiểm soát được thời gian lưu của chất thải trong thiết bị.
- Có thể nạp chất thải trực tiếp mà không cần phải xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải.
- Có thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400o
Nhược điểm
- Chi phí đầu tư cao
- Vận hành phức tạp
- Yêu cầu lượng khí dư lớn
- Thành phần tro trong khí thải ra cao
Lò đốt gi/ Vỉ cố định
Lò này về cơ chế giống như lò đốt thùng quay nhưng không có phần di động. Trong buồng thứ cấp, lượng khí cung cấp thường khoảng 50-80% lượng khí yêu cầu với mục đích để cho hai quá trình nhiệt phân và cháy xảy ra đồng thời. Trong buồng thứ cấp, sản phẩm của quá trình nhiệt phân và chất hữu cơ bay hơi được tiếp tục đốt. Lượng khí cần thiết ở buồng thứ cấp đạt từ 100 đến 200% lượng khí yêu cầu theo lý thuyết.
Lò đốt tầng sôi
Được sử dụng để xử lý cả chất thải lỏng, bùn thải nguy hại chứa các kim loại nặng hạt nhôm, cacbonat canxi. Quá trình oxy hóa nhiệt phân xảy ra trong lớp vật liệu này. Nhiệt độ vận hành của thiết bị khoảng 760- 870oC và lượng khí cấp sẽ được cấp dư so với lý thuyết khoảng 25-150%. Ưu điểm của lò đốt tầng sôi là khả năng cấp nhiệt cho chất thải đến nhiệt độ cháy rất cao, ít sinh ra bụi, nhiệt độ ổn định.
Ưu điểm
- Có thể đốt được cả 3 dạng chất thải rắn, lỏng và khí.
- Thiết kế đơn giản và hiệu quả nhiệt cao.
- Nhiệt độ khí thải thấp và lượng khí dư yêu cầu nhỏ.
- Hiệu quả đốt cao do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn.
- Lượng nhập liệu không cần cố định.
Nhược điểm
- Khó tách tách phần không cháy được
- Lớp dịch chuyển phải được tu sửa và bảo trì
- Có khả năng phá vỡ lớp đệm
- Nhiệt độ đốt bị khống chế do nếu cao hơn 8150C có khả năng phá vỡ lớp đệm
- Chưa được sử dụng nhiều trong xử lý chất thải nguy hại
Lò xi măng
Về thực chất đây là dạng lò đốt thùng quay. Tuy nhiên trong lò này chất thải được sử dụng như là nguyên liệu cho quá trình nung là Lin-ke. Về mặt xử lý chất thải nguy hại, lò này cũng có các ưu điểm tương tự như lò đốt thùng quay. Tuy nhiên nó có lợi hơn là tận dụng được nhiệt lượng phát sinh do quá trình đốt chất thải.
Nhìn chung tùy theo bản chất chất thải và loại chất thải mà các quá trình nêu trên được chọn lựa. Tuy nhiên có thể lựa chọn theo bảng .
Lò hơi
Đối với các chất thải có nhiệt trị cao được sử dụng như là nhiên liệu cho lò hơi. Tuy nhiên cần lưu ý đến vấn đề xử lý khí thải của quá trình đốt để tránh việc hình thành các sản phẩm phụ là các khí độc hại.
Tùy thuộc vào từng loại chất thải nguy hại khác nhau sẽ dùng một loại lò đốt chuyên dụng riêng. Chất thải nguy hại được cho trực tiếp vào lò đốt, khí thải thoát ra môi trường sẽ được làm sạch. Sau đó được xe chở bùn thải đem đi chôn lấp.
Trên đây chỉ là 1 trong số nhiều cách để xử lý bùn thải. Nếu bạn cần tư vấn chi tiết biện pháp xử lý bùn thải phù hợp với doanh nghiệp mình. Hãy liên hệ ngay tới hotline của chúng tôi ngay nhé!
Hotline tư vấn miễn phí : 0963 31 31 81