Đồ án Nghiên cứu đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường cho Nhà máy xử lý chất thải nguy hại Huy Thịnh tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A2, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

åm trong chất thải. Hoặc có thể được tính theo công thức xấp xỉ Dulông: Q = 14.544x%C + 62.028x(%H – 0,125x%O) – 4.050x%S, (Btu/lb) Trong đó %C, %H, %O, %S là thành phần phần trăm của Carbon, Hydro, Oxy, Lưu huỳnh có trong chất hữu cơ. Nhiệt trị trung bình của một số loại chất thải rắn như giấy, carton, plastic, cao su, vải, da dao động trong khoảng 4000-5500 Kcal /kg. 2.3. Các loại lò đốt có khả năng xử lý chất thải nguy hại phổ biến hiện nay 2.3.1. Lò đốt thùng quay Sử dụng để đốt chất thải rắn, bùn, khí và chất lỏng. Thiết bị có dạng hình trụ, có thể nằm ngang, hay nghiêng một góc so với phương ngang hoặc thẳng đứng. Thùng được quay với vận tốc 0,5 - 1 vòng/phút, thời gian lưu của chất thải trong lò từ 0,5 - 1,5 giờ với lượng chất thải được nạp vào lò chiếm khoảng 20% thể tích lò. Nhiệt độ trong lò có thể lên đến 1400oC, vì vậy có thể phân hủy được các hợp chất hữu cơ khó phân hủy nhiệt. Kích thước cơ bản của lò đốt thùng quay: đường kính trong 1,5 - 3,6 m với chiều dài từ 3 - 9 m. Ưu điểm: Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng; Linh động trong cơ cấu nạp liệu; 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 cháy của chất thả trong thiết bị; Có thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400oC. Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao; Vận hành phức tạp; Lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối; Thành phần tro trong khí thải ra cao. 2.3.2. Lò đốt tầng sôi Lò đốt dạng này có thể xử lý cả chất thải lỏng, bùn và cả chất thải khí nguy hại. Trong đó, chất thải được đưa vào lớp vật liệu là cát, 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 được cấp dư so với yêu cầu của lý thuyết khoảng 25 - 150% Ưu điểm: Có thể đốt được ba dạng chất thải rắn, lỏng và khí; 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 phần không cháy được; Có khả năng phá vở lớp đệm; Nhiệt độ đốt bị khống chế bởi nếu cao hơn 815oC có khả năng phá vở lớp đệm; Chưa sử dụng nhiều trong xử lý chất thải nguy hại. Hình 2. 1: Cấu tạo lò đốt tầng sôi 2.3.3. Lò nung ximăng Việc sử dụng lò nung Clinker trong công nghệ sản xuất ximăng được ứng dụng ở nhiều nước Châu Âu để xử lý CTRCN và CTNH. Hiệu quả xử lý của lò nung rất cao, đồng thời lại có khả năng xử lý khối lượng lớn chất thải. Theo lý thuyết thì tất cả các loại chất thải hữu cơ ở dạng rắn hoặc lỏng điều được thiêu hủy an toàn trong lò nung clinker (1600-18000C). Các chất ô nhiễm hữu cơ sẽ bị thiêu hủy hoàn toàn (các khí hơi sinh ra có thời gian lưu dài 4-6 giây) để trở thành các chất vô cơ không độc hại như CO2, H2O, SO42-, NO3-, trong đó một số chất dạng khí sẽ theo ống khói ra ngoài, các thành phần khác sẽ tham gia vào quá trình hình thành ximăng. Một số các chất thải là vô cơ có chứa kim loại nặng, axít, bazơ vô cơ cũng có thể xử lý được trong lò xi măng mà không hề làm ảnh hưởng đến chất lượng của ximăng. Các chất thải vô cơ này khi gặp nhiệt độ cao sẽ tham gia phản ứng nhiệt phân, trở thành các muối kép và oxít bền vững không độc hại trong ximăng. Hiện nay rất nhiều tỉnh thành đang có nhà máy ximăng hoạt động, do vậy tiềm năng ứng dụng chúng để xử lý CTRCN và CTNH là rất lớn. Về mặt kinh tế, tính toán cho thấy xử lý chất thải bằng lò ximăng cho phép giảm tiêu hao nhiên liệu rất nhiều, trung bình đốt 50.000 tấn chất thải có thể tiết kiệm 30.000 tấn nhiên liệu. Hiện tại, Nhà máy xi măng Holcim (Kiên Giang) đang tiếp nhận và xử lý rất nhiều loại CTRCN và CTNH. Quy trình xử lý được thực hiện như sau: Chất thải nguy hại tập kết đến nhà máy được xử lý sơ bộ (cao su, nhựa,... được băm nhỏ), sơn, keo dán, vecni, hoá chất BVTV được phối trộn theo tỷ lệ thích hợp với nguyên liệu xi măng, rồi đưa vào buồng đốt. Tại lò nung clinke, các chất thải độc hại sẽ bị phân hủy hoàn toàn. 2.3.4. Lò đốt tĩnh Hiện nay trên thế giới người ta chế tạo 02 loại lò đốt : lò đốt 01 cấp và lò đốt 02 cấp. Loại lò đốt gồm 01 cấp (chỉ có 01 buồng đốt) ít được sử dụng hơn, bởi vì lò có nhược điểm cơ bản là rất khó đạt được nhiệt độ yêu cầu (1000 – 12000C) khi hàm lượng ẩm trong chất thải cao. Ngoài ra, yếu tố thời gian lưu cháy của khí hơi sinh ra cũng khó đạt được như yêu cầu. Khắc phục nhược điểm này, loại lò đốt 02 cấp được chế tạo và đã tỏ ra hiệu quả hơn. Lò đốt chất thải 02 cấp là loại lò được thiết kế gồm 2 buồng đốt riêng rẽ: buồng đốt sơ cấp và buồng đốt thứ cấp. Nhiên liệu đốt có thể là dầu, gas hoặc điện tùy thuộc vào yêu cầu của nhà đầu tư. Thường thì các loại lò đốt dùng gas hoặc điện làm nhiên liệu sẽ có chi phí đầu tư và vận hành cao hơn loại lò đốt bằng dầu, còn về hiệu quả đốt thì như nhau. Tại buồng đốt sơ cấp các chất thải cháy tạo thành hỗn hợp khí bao gồm bụi, hơi H2O, CO2 , N2, SO2 và chất hữu cơ chưa cháy hết. Chúng được chuyển sang buồng đốt thứ cấp để đốt lần thứ 2. Tại buồng đốt thứ cấp, nhiệt độ đạt được từ 1000 – 12000C sẽ tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ còn lại thành các khí vô cơ không độc hại. Phần tro còn lại sẽ được lấy định kỳ đem đi chôn lấp. Khí thải trước khi theo ống khói ra môi trường sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường. CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI VỀ CÔNG NGHỆ ÁP DỤNG VÀ HIỆU QUẢ XỬ LÝ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT CHẤT THẢI NGUY HẠI 3.1. Đánh giá tính khả thi về công nghệ áp dụng 3.1.1. Đánh giá ưu nhược điểm về công nghệ của các loại lò đốt Theo mục 2.3, chương 2 đã trình bày tổng quan về lò đốt chất thải nguy hại, để đành giá tính khả thi về công nghệ đốt chất thải nguy hại ưu nhược điểm của các loại lò đốt được đánh giá, so sánh trong bảng 3.1 như sau: Bảng 3. 1: So sánh ưu nhược điểm của các lò đốt CTNH STT Tên lò đốt Ưu điểm Nhược điểm 1 Lò thùng quay Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng; Linh động trong cơ cấu nạp liệu; 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 cháy của chất thả trong thiết bị; Có thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400oC. Chi phí đầu tư cao; Vận hành phức tạp; Lượng khí dư lớn do thất thoát qua các khớp nối; Thành phần tro trong khí thải ra cao. 2 Lò tần sôi Có thể đốt được ba dạng chất thải rắn, lỏng và khí; 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. Khó tách phần không cháy được; Có khả năng phá vở lớp đệm; Nhiệt độ đốt bị khống chế bởi nếu cao hơn 8150C có khả năng phá vở lớp đệm; Chưa sử dụng nhiều trong xử lý chất thải nguy hại. 3 Lò nung ximăng Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng; Phân huỷ hoàn toàn cấu trúc bền vững của CTNH (do nhiệt độ đốt 1600 – 18000C, thời gian lưu 4 – 6 giây); Tiết kiệm nhiên liệu; Giảm thiểu tro xỉ phát sinh do quá trình đốt; Xử lý hiệu quả khí thải sinh ra. Không phổ biến; Thời gian xử lý kéo dài; Phải xử lý sơ bộ CTNH trước khi đưa vào lò; Khó khăn trong việc kiểm soát một số chất như K2O, Na2O, SO3, Cl2, F, TiO2, P2O5 để không làm ảnh hưởng đến chất lượng ximăng; Kinh phí xử lý CTNH cao. 4 Lò đốt tĩnh (lò đốt 2 cấp) Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng; Đốt cháy hoàn toàn CTNH nhờ 2 buồng đốt sơ cấp và thứ cấp; Phổ biến và vận hành đơn giản; Chi phí xử lý CTNH không cao. Phải xử lý lượng tro xỉ phát sinh sau khi đốt CTNH; Nhiệt độ khí thải sau khi qua buồng thứ cấp lớn; Có khả năng hình thành các chất độc hại dioxin, furan. Nhận xét Với việc đánh giá những ưu nhược điểm của các loại lò đốt phổ biến có khả năng áp dụng để xử lý chất thải nguy hại hiện nay và dựa vào nhu cầu xử lý thực tế tại Nhà máy, Công ty đã lựa chọn đầu tư lò đốt 02 cấp để xử lý chất thải (áp dụng phù hợp cho các loại chất thải nguy hại có nguồn gốc hữu cơ trong khu vực, đảm bảo quy mô xử lý với chi phí đầu tư ban đầu hợp lý). Chính vì thế nhiệm vụ tiếp theo của Đồ án là nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý và môi trường của lò đốt, từ đó có cơ sở đề xuất các biện pháp xử lý môi trường bổ sung phù hợp cho Nhà máy. 3.1.2. Tính toán kiểm tra thông số kỹ thuật lò đốt lựa chọn tại Nhà máy a). Các giả thiết tính toán Để tính toán thông số kỹ thuật của lò đốt CTNH, các giả thiết sau được lựa chọn: - Các chất hữu cơ trong chất thải công nghiệp nguy hại chứa nhiều thành phần phức tạp khó xác định, nên để đơn giản trong tính toán sẽ quy phần chất hữu cơ này có thành phần phân tử tương đương với gỗ (củi) với công thức phân tử gần đúng là C6H10O5 và hệ số chuyến đổi lựa chọn là 1,3 để đảm bảo quá trình cháy xảy ra hoàn toàn. - Trong quá trình tính toán coi độ ẩm của CTNH là 10% và thành phần chất khô là 90%. - Phần tro xỉ của quá trình sau đốt là các tạp chất trơ, chiếm 30% - Lượng nhiệt thất thoát dự kiến 15% so với lượng nhiệt đầu vào. b). Các thông số thiết kế đầu vào Các thông số thiết kế đầu vào của lò đốt CTNH được lựa chọn như sau: (1). Thành phần, khối lượng chất thải nguy hại: - Độ ẩm: 10%. - Thành phần hữu cơ lớn nhất 60%, quy đổi thành tương đương với gỗ là 78%. - Tạp chất trơ: 30%. - Tỷ trọng của rác thải nguy hại 700 – 800 kg/m3 (2). Nhiệt độ thiết kế: - Buồng sơ cấp: 400 – 8000C. - Buồng thứ cấp: 1000 - 11500C. (3). Thời gian lưu: 2- 3 giây. (4). Công suất lò đốt: 300 kg/ giờ. (5). Nhiên liệu sử dụng: Dầu DO. c). Tính toán định mức sản phẩm khi đốt 1 kg chất thải nguy hại (1). Tính nhiệt lượng riêng của 1 kg CTNH Lượng nhiệt phát sinh khi đốt CTNH (Kcal/kg) là do quá trình cháy chất hữu cơ có trong CTNH và được tính theo công thức xấp xỉ Dulông sau: Q = 14.544x%C + 62.028x(%H – 0,125x%O) – 4.050x%S, Btu/lb (1) Trong đó %C, %H, %O, %S là thành phần phần trăm của Carbon, Hydro, Oxy, Lưu huỳnh có trong chất hữu cơ. - Tính nhiệt lượng riêng của 1 kg gỗ Với thành phần nguyên tố 44,4%C, 6,2%H, 49%O trong C6H10 O5, áp dụng công thức (3.1) ta tính được nhiệt lượng riêng C6H10O5 là 6473,04 (Btu/lb) hay 3596,42 (kcal/ kg gỗ). - Tính nhiệt lượng riêng của 1 kg CTNH Từ nhiệt lượng riêng của 1 kg gỗ tính được nhiệt lượng riêng của 1 kg CTNH như sau: 78% x 3596,42 Kcal/ kg = 2805,208 Kcal/ kg CTNH (2). Tính toán nhu cầu không khí cung cấp khi đốt 1 kg CTNH C6H10O5 + 6 O2 6 CO2 + 5 H2O (3.1) Kg 162 6x32 6x44 5x18 Kg 1 1,185 1,629 0,556 Tính toán nhu cầu không khí cần cấp dựa vào phản ứng khi đốt 1 kg gỗ Theo phản ứng cháy, lượng Oxy cần thiết để đốt cháy 1 kg gỗ là 1,185 kg. Tuy nhiên để phẩn ứng cháy diễn ra hoàn toàn thì cần phải cung cấp một lượng Oxy dư. Đối với chất thải rắn lượng Oxy dư thường trong khoảng 75 – 200% so với lượng Oxy cần thiết để đảm bảo sự cháy. Ở đây lựa chọn lượng Oxy dư là 130%, Như vậy lượng Oxy dư cần cung cấp khi đốt cháy 1 kg gỗ là 1,541 kg. Do đó tổng lượng Oxy cần cung cấp để đốt cháy 1kg gỗ: 1,185kg + 1,541kg = 2,726 kg. Trong không khí, tỷ lệ khối lượng N2 so với O2 là 3,3197/1, nên khối lượng N2 có mặt trong không khí cung cấp là: 2,726 kg x 3,3197 = 9,049 kg. Do đó tổng lượng không khí thực cần cung cấp sẽ là: 2,726 kg + 9,049 kg = 11,775 kg. Ở đây, bỏ qua các thành phần khí khác trong không khí vì lượng này nhỏ. Hàm lượng khí thải khi đốt 1 kg gỗ được trình bày trong bảng 3.2 như sau: Bảng 3. 2: Thành phần khí thải khi đốt 1 kg gỗ STT Thành phần Khối lượng (kg/ kg gỗ) Ghi chú 1 CO2 sản phẩm cháy 1,629 Theo phương trình (3.1) 2 H2O sản phẩm cháy 0,556 Theo phương trình (3.1) 3 N2 không khí 9,049 Không khí dư 130% 4 O2 dư từ không khí 1,541 Không khí dư 130% T1 Tổng lượng khí thải 12,775 1 + 2 + 3 + 4 T2 Tổng lượng không khí cần 11,775 3 + 4 + O2 cháy Khi đốt cháy thành phần hữu cơ trong 1 kg CTNH các thành phần khí thải sinh ra được trình bày trong bảng 3.3 như sau: Bảng 3. 3: Thành phần khí thải khi đốt cháy phần hữu cơ trong 1 kg CTNH STT Thành phần Khối lượng (kg/ kg gỗ) Ghi chú 1 CO2 sản phẩm cháy 1,271 Theo phương trình (3.1) 2 H2O sản phẩm cháy 0,434 Theo phương trình (3.1) 3 N2 không khí 7,058 Không khí dư 130% 4 O2 dư từ không khí 1,202 Không khí dư 130% T1 Tổng lượng khí thải 9,965 1 + 2 + 3 + 4 T2 Tổng lượng không khí cần 9,185 3 + 4 + O2 cháy Tổng hơp các thành phần trong khí thải phát sinh khi đốt 1 kg CTNH được trình bày trong bảng 3.4 dưới đây: Bảng 3. 4: Tổng hợp các thành phần sinh ra khi đốt 1 kg CTNH STT Thông số tính toán Khối lượng (kg/ kg CTNH) Ghi chú 1 CO2 1,271 Đốt chất hưu cơ trong CTNH 2 H2O 0,434 Đốt chất hưu cơ trong CTNH 3 H2O 0,1 Độ ẩm của CTNH 4 N2 7,058 Đốt chất hưu cơ trong CTNH 5 O2 1,202 Đốt chất hưu cơ trong CTNH 6 Tro xỉ 0,3 Tạp chất trơ của CTNH 7 Tổng lương khí thải 10,065 Đốt chất thải nguy hại 8 Không khí cung cấp 9,185 Đốt chất hưu cơ (3). Lập cân bằng vật chất cho quá trình đốt CTNH - Cân bằng vật chất cho quá trình đốt 1 kg CTNH: Bảng 3. 5: Cân bằng vật chất cho quá trình đốt 1 kg CTNH Đầu vào Giá trị (kg/ kg CTNH ) Đầu ra Giá trị (kg/ kg CTNH ) Ghi chú Chất hữu cơ 0,78 CO2 1,271 Đốt chất hữu cơ Tạp chất trơ 0,3 H2O 0,434 Đốt chất hữu cơ Độ ẩm của rác 0,1 H2O 0,1 Độ ẩm của rác Không khí cung cấp 9,185 N2 7,058 Trong không khí dư O2 1,202 Đốt chất hữu cơ và trong không khí dư Tro xỉ 0,3 Tổng 10,365 tổng 10,365 - Cân bằng vật chất cho quá trình đốt 300 kg CTNH trong 1 giờ Bảng 3. 6: Cân bằng vật chất cho quá trình đốt 300 kg CTNH Đầu vào Giá trị (kg/giờ) Đầu ra Giá trị (kg/giờ) Ghi chú Chất hữu cơ 234 CO2 381,3 Đốt chất hữu cơ Tạp chất trơ 90 H2O 130,2 Đốt chất hữu cơ Độ ẩm của rác 30 H2O 30 Độ ẩm của rác Không khí cung cấp 2755,5 N2 2117,4 Trong không khí dư O2 360,6 Trong không khí dư Tro xỉ 90 Tổng 3109,5 tổng 3109,5 Tổng lượng khí thải 2929,5 (4). Tính toán nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg CTNH Để tính toán nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg CTNH ta cần tính toán một số đại lượng như: +). Nhiệt dung riêng Nhiệt dung riêng của thành phần hữu cơ (C6H12O5) trong CTNH được tính theo công thức sau: C = n1c1 + n2c2 + ../M (2) Trong đó: M: khối lượng mol của hợp chất C: nhiệt dung riêng của hợp chất J/ kg n1, n2: số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất c1, c2: nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố tương ứng, J/kg Aùp dụng công thức (2) thay các giá trị ta được: 6(7500) +10(9630) + 5(16800) Cp(chất hữu cơ) = --------------------------------------- = 1390.74 J/kg 162 hay = 0.332 Kcal/kg Nhiệt dung riêng của thành phần tạp chất trơ trong CTNH được tính theo công thức sau: C = ( Kcal/kg) (3) Thay giá trị T = 300C vào công thức (3) ta được C = 0,182 Kcal/kg Thay giá trị T = 8000C vào công thức (3) ta được C = 0,268 Kcal/kg +). Entanpy Entanpy của hơi nước được tính theo công thức sau: ihơi nước = (2493 + 1,97x t), KJ/kg (4) Thay giá trị t = 8000C vào công thức (4) ta được ihơi nước = 4069 KJ/kg hay 972.05 kcal/kg Entanpy của khí khô được tính theo công thức sau: ikhí khô = CK x t (5) Trong đó CK là nhiệt dung riêng của không khí khô: CK = 1.005 KJ/kg Thay giá trị t = 8000C vào công thức (5) ta được ikhí khô = 804 KJ/kg hay 192.06 kcal/kg Với các giá trị đã tính toán ở trên, nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg CTNH được tính toán và trình bày trong bảng 3.7 như sau: Bảng 3. 7: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg CTNH STT Đầu vào (T1=300C) Cách tính Giá trị (Kcal) 1 Nhiệt lượng đốt chất hữu cơ mRác thảix2805,208 Kcal/kg 2805,208 2 Hàm nhiệt ẩm mẩmxCH2Ox30 3 3 Hàm nhiệt chất hữu cơ mHữu cơx CHữu cơ x30 7,769 4 Hàm nhiệt tạp chất mTạp chất x CTạp chất x30 1,638 Tổng nhiệt lượng đầu vào (QVào) 2817,615 STT Đầu ra (T2=8000C) Cách tính Giá trị (Kcal) 1 Hàm nhiệt khí khô (mCO2x mO2x mN2)x ikhí khô 2070,945 2 Hàm nhiệt hơi nước mhơi nướcx ihơi nước 527,823 3 Hàm nhiệt tạp chất mTạp chất x CTạp chất x800 64,32 4 Nhiệt thất thoát 15% nhiệt đầu vào 422,642 Tổng nhiệt lượng đầu ra (Qra) 3085,73 d). Tính toán nhu cầu không khí khi đốt 1 kg dầu DO Thành phần hóa học của dầu DO là 86,46%C; 12,54%H; 1%S từ đó ta xác định được công thức hóa học của dầu DO là C230,56H401,28S. C230,56H401,28S + 331,88 O2 230,56 CO2 + 200,64 H2O + SO2 (3.2) Kg 3200 331,88*(32) 230,56*(44) 200,64*(18) 64 Kg 1 3,319 3,17 1,129 0,02 Phương trình phản ứng cháy khi đốt dầu DO như sau: Nhiệt lượng của dầu DO tính theo công thức Dulông (1): Qdầu = 9057,976 Kcal/kg. Sản phẩm của quá trình đốt cháy 1 kg dầu DO với không khí dư chọn 30% như trong bảng 3.8 như sau: Bảng 3. 8: Thành phần khí thải khi đốt 1 kg dầu DO STT Thành phần Khối lượng (kg/kgdầu) Ghi chú 1 CO2 sản phẩm cháy 3,17 Theo phương trình (3.2) 2 SO2 sản phẩm cháy 0,02 Theo phương trình (3.2) 3 H2O sản phẩm cháy 1,129 Theo phương trình (3.2) 4 N2 không khí 14,323 Không khí dư 30% 5 O2 dư từ không khí 0,996 Không khí dư 30% T1 Tổng lượng khí thải 19,638 1 + 2 + 3 + 4 + 5 T2 Tổng lượng không khí cần 18,638 4 + 5 + O2 cháy e). Tính nhiệt lượng cho lò đốt CTNH công suất 300 kg/giờ Nhiệt lượng nhiên liệu cần cung cấp cho lò đốt như sau: Qnhiên liệu = (Qra-Qvào)x300 = (3085,73 – 2817,615) x 300 = 80434,5 Kcal/giờ Trong quá trình gia nhiệt đến nhiệt độ của lò đốt (8000C), một phần nhiệt lượng từ nhiên liệu sẽ bị tổn thất qua thành lò, khí thải... Theo thực tế thì lượng nhiệt thất thoát thường chiếm khoảng 35%. Do đó nhiệt lượng của dầu DO lúc này là: QdầuSC = [9057.976 – (9057.976 x 0.35)]= 5887,684 Kcal/kg. Qua đó, ta tính toán được lượng dầu cần cung cấp cho lò đốt CTNH tại Nhà máy với công suất 300 kg/giờ để đạt nhiệt độ 8000C tại buồng sơ cấp như sau: mnhiên liệu = Qnhiên liệu/ Qdầu SC = 80434,5 / 5887,684 = 13,661 kg/giờ hay 16,3 lít/giờ (Khối lượng riêng của dầu DO là 0,84 kg/l). Căn cứ vào bảng 3.8 ta tính được lượng không khí cần cung cấp và sản phẩm cháy khi đốt 13,661 kg dầu DO trong bảng 3.9 như sau: Bảng 3. 9: Lượng không khí cần cung cấp và sản phẩm khi đốt 13,661 kg dầu DO Đầu vào Giá trị (kg/giờ) Đầu ra Giá trị (kg/giờ) Dầu DO 13,661 CO2 43,305 Không khí cung cấp 254,614 SO2 0,273 N2 195,667 O2 13,607 H2O 15,423 Tổng 268,275 Tổng 268,275 Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình đốt CTNH với công suất 300 kg/giờ được trình bày trong bảng 3.10 như sau: Bảng 3. 10: Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình đốt công suất 300 kg/giờ Đầu vào Giá trị (kg/giờ) Đầu ra Giá trị (kg/giờ) Chất hữu cơ 234 CO2 424,605 Tạp chất trơ 90 SO2 0,273 Độ ẩm của rác 30 N2 2313,067 Không khí cung cấp 3010,114 O2 374,207 Dầu DO 13,661 H2O 175,623 Tro xỉ 90 Tổng đầu vào 3377,775 Tổng đầu ra 3377,775 Tổng lượng khí thải 3287,775 Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt CTNH được tính toán và trình bày trong bảng 3.11 như sau: Bảng 3. 11: Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt 300 kg CTNH/giờ một cách tổng quát STT Thông số tính toán Giá trị (Kcal/giờ) 1 Hàm nhiệt phát sinh trong rác 925719,000 2 Hàm nhiệt không khí khô của DO 31476,082 3 Hàm nhiệt hơi nước của DO 14991,927 4 Tổng nhiệt lượng phát sinh(Qbuồng đốt) 972187,009 5 Tổng nhiệt lượng của khí thải 779630,4 f). Cân bằng vật chất buồng đốt thứ cấp công suất 300 kg/giờ Thành phần khí thải và nhiệt lượng khí thải tại buồng đốt sơ cấp theo các kết quả tính toán ở trên lấy làm cơ sở để tính toán cho buồng thứ cấp. (1). Các thông số đầu vào Các thông số đầu vào của buồng đốt thứ cấp được đưa ra trong bảng 3.12 như sau: Bảng 3. 12: Các thông số đầu vào của buồng thứ cấp Thông số tính toán Giá trị (kg/giờ) Giá trị (Kcal/giờ) Giá trị (0C) CO2 424,605 SO2 0,273 N2 2313,067 O2 374,207 H2O 175,623 Nhiệt lượng khí thải tại buồng đốt( QKTbuồng đốt) 779630,4 Nhiệt độ khí thải tại buồng đốt 800 (2). Các thông số đầu ra Nhiệt độ tại buồng thứ cấp: 12000C. Để nâng nhiệt độ khí thải từ buồng đốt sơ cấp lên 12000C, trong buồng đốt thứ cấp cần phải cung cấp thêm nhiệt lượng. Giá trị này được tính toán thông qua hàm nhiệt của khí thải ở 12000C và nhiệt lượng khí thải từ buồng đốt sơ cấp. Hàm nhiệt khí thải ở 12000C = Hàm nhiệt khí khô + Hàm nhiệt hơi nước = (mCO2 + mSO2 + mN2 + mO2)x ikhí khô ở 12000C + mhơi nước x ihơi nước ở 12000C (6) Trong đó: +). ihơi nước ở 12000C ihơi nước = (2493 + 1,97x t) = (2493 + 1,97 x 1200) = 4857 KJ/kg hay 1160.27 kcal/kg +). ikhí khô ở 12000C ikhí khô = CK x t = 1,005 x 1200 = 1206 KJ/kg hay 288.09 kcal/kg Thay các giá trị vừa tính toán vào công thức (6) ta được hàm nhiệt khí thải ở 12000C là 1100349,966 Kcal/giờ. Nhiệt lượng cần cung cấp cho buồng đốt thứ cấp: Qnhiệt lượngTC = 1100349,966 – 779630,4 = 320719,566 Kcal/giờ Nhiệt lượng của dầu Qdầu = 9057,976 Kcal/kg (theo công thức Dulông) Khi đốt nhiên liệu, sản phẩm của quá trình đốt cũng cần phải được gia nhiệt đến nhiệt độ của lò đốt 12000C nên một phần nhiệt lượng của nhiên liệu mất đi, ở đây coi lượng nhiệt thất thoát là 35%. Do đó nhiệt lượng của dầu lúc này là: QdầuTC = [9057.976 – (9057.976 * 35%)] = 5887,684 Kcal/giờ mnhiênliệuTC = Qnhiệt lượngTC/ QdầuTC = mnhiênliệuTC = 54,473 kg/giờ hay 64,85 lít/giờ (khối lượng riêng của dầu DO 0,84 kg/lít). Bảng 3. 13: Lập cân bằng vật chất tại buồng đốt thứ cấp Đầu vào Giá trị (kg/giờ) Đầu ra Giá trị (kg/giờ) CO2 424,605 CO2 597,284 SO2 0,273 SO2 1,362 N2 2313,067 N2 3093,284 O2 374,207 O2 428,462 H2O 175,623 H2O 237,123 Dầu DO 54,473 Không khí cung cấp 1015,268 Tổng đầu vào 4357,516 Tổng đầu ra 4357,516 g). Tính lưu lượng khí thải phát sinh trong lò đốt sơ cấp (1). Lưu lượng khí thải sinh ra khi đốt 300 kg CTNH ở 8000C Ơû điều kiện 00C, áp suất 1atm thì 1 phân tử khí tương đương với 22.4l. - Thể tích N2 cung cấp : - Thể tích O2 cung cấp: - Thể tích CO2 sinh ra: - Thể tích H2O sinh ra: - Tổng thể tích khí cung cấp: VN2 + VO2= 5,646 + 0,841 = 6,487 m3/h - Tổng thể tích khí sinh ra: VCO2 + VH2O = 0,647 + 0,665 = 1,312 m3/h Tính lưu lượng khí sinh ra tại buồng đốt sơ cấp theo công thức sau: (7) Trong đó: B: lượng CTNH đốt trong 1 giờ: 300kg/h V020: khí sinh ra khi đốt 1kg rác thải. V0: lượng không khí cần để đốt 1kg CTNH. : hệ số thừa khí, = 1.25-1.3. chọn = 1.3 T: nhiệt độ khí thải Thay các gía trị vừa tính được ở trên vào công thức (7) ta được: Q1 = (2). Lưu lượng khí thải sinh ra khi đốt 13,661kg dầu DO ở 8000C Tương tự cách tính ở trên, ta có: - Thể tích N2 cung cấp : - Thể tích O2 cung cấp: - Thể tích CO2 sinh ra: - Thể tích SO2 sinh ra: - Thể tích H2O sinh ra: - Tổng thể tích khí cung cấp: VN2 + VO2= 11,458 + 0,697 = 12,155 m3/h - Tổng thể tích khí sinh ra: VCO2 + VSO2 + VH2O = 1,614 + 0.007 + 1,405 = 3,026 m3/h Thay các giá trị vào công thức (7) ta được: Q2 = Tổng lưu lượng khí thải khi tại buồng đốt sơ cấp là: QSC = Q1 + Q2 = 3841,694 + 358,268 = 4199,536 m3/h = 1.167 m3/s h). Lưu lượng khí thải phát sinh trong buồng đốt thứ cấp (1). Lưu lượng khí thải sinh ra khi đốt 54,473 kg dầu tại buồng thứ cấp ở 12000C Tương tự cách tính ở trên, ta tính được lưu lượng khí thải khi đốt 54,473 kg dầu DO ở 12000C tại buồng đốt thứ cấp là: Q3 = (2). Lưu lượng khí thải từ buồng sơ cấp sang buồng thứ cấp ở 12000C Ơû điều kiện đẳng áp thì : V1T2 = V2T1 (8) Aùp dụng công thức (8) ta được thể tích khí thải tại buồng thứ cấp: V2 = V1 * T2 / T1 = 4199,536 x (1200 + 273)/(800 + 273) = 5765,067 m3 Vậy lưu lương khí thải từ buồng đốt sơ cấp sang buồng đốt thứ cấp trong 1 giờ: Q4 = 5765,067 m3/h Tổng lưu lượng khí thải tại buồng thứ cấp: QTC = Q3 + Q4 = 1428,588 + 5765,067 = 7193,655 m3/h = 1,998 m3/s i). Tính toán kích thước buồng đốt sơ cấp (1). Thể tích buồng đốt sơ cấp Thể tích buồng đốt sơ cấp được tính theo công thức như sau: VSC = QCS * t (9) Trong đó: QCS: lưu lượng khí thải ra ở buồng sơ cấp; QSC = 1,167 m3/s t: thời gian lưu khí, chọn t = 3 giây Thay các giá trị vào công thức (9) ta được: VSC = 1,167 * 3 = 3.5 m3 Chọn kích thước buồng đốt sơ cấp như sau: Dài x Rộng x Cao = 1,75 x 1,0 x 2 = 3,5 m3. Vậy thể tích buồng đốt sơ cấp là 3,5 m3 và phù hợp với thông số kỹ thuật của buồng đốt sơ cấp như được đưa ra trong bảng 1.2, chương 1. (2). Tính toán ghi lò Diện tích bề mặt của ghi lò: F = B/b (10) Trong đó: + B: lượng rác đốt trong 1 giờ (300 kg). + b: cường độ cháy của ghi, ghi đốt CTNH lấy b = 200 – 500 kg/m2.giờ, chọn b = 400 kg/m2.giờ Thay các giá trị vào công thức (10) ta được F = 300/400 = 0,75 m2. Diện tích của mắt gió trên ghi chọn bằng 30% tổng diện tích của ghi nên diện tích của ghi sẽ là F = 0,75 x 1.3 = 0,98 m2. (3). Chiều dày của lớp rác trên ghi Chiều dày của lớp rác trên ghi được tính theo công thức sau: h = B/r.F (11) Trong đó: - r: tỷ trọng của rác (750kg/m3). - B: công suất đốt rác trong 1 giờ (300 kg/h) - F: diện tích bề mặt của ghi (0,98 m2) Thay các giá trị vào công thức (11) ta được h = 300/0,98x750 = 0,41 m (4). Thể tích vùng cháy Chọn chiều cao của vùng cháy của buồng đốt 1,3 m, do đó thể tích của vùng cháy sẽ là: Vvùng cháy = 1,75 x 1,0 x 1,3 = 2,16 m3. (5). Thể tích bên dưới vùng cháy Vđáy = 3,5 – 2,275 = 1,225 m3. j). Tính toán kích thước buồng đốt thứ cấp Tương tự như buồng đốt sơ cấp thể tích buồng đốt thứ cấp được tính theo công thức như sau: VTC = QTS * t (12) Thay các giá trị QTC = 1,998 m3/s; t = 3 s vào công thức (12) ta được: VTC = 1,998 x 3 = 5,994 m3 Chọn kích thước buồng đốt thứ cấp như: Dài x Rộng x Cao = 2 x 1,5 x 2 = 6 m3. Vậy thể tích buồng đốt thứ cấp là 6 m3 và phù hợp với thông số kỹ thuật của buồng đốt sơ cấp như được đưa ra trong bảng 1.2, chương 1. Các thông số kỹ thuật của lò đốt theo tính toàn lý thuyết và theo thực tế lò nhập về được so sánh trong bảng 3.14 như sau: Bảng 3. 14: So sánh giữa thông số kỹ thuật lò đốt lỹ thuyết và thực tế STT Thông số kỹ thuật Tính lý thuyết Lò nhập về Buồng đốt sơ cấp 1 Mức tiêu thụ DO 13,661 kg/h 10 – 20 kg/h 2 Thể tích 3,5 m3 3,5 m3 Buồng đốt thứ cấp 1 Mức tiêu thụ DO 54,473 kg/h 50 – 60 kg/h 2 Thể tích 6 m3 6 m3 Như vậy các thông số kỹ thuật lò đốt CTNH theo tính toán lý thuyết vừa trình bày là phù hợp với thông số kỹ thuật của lò đốt CTNH được Công ty nhập về, điều đó cho thấy lò đốt CTNH được Công ty lựa chọn (lò đốt 2 cấp, công suất xử lý CTNH 300 kg/h) có tính khả thi cao. 3.2. Đánh giá về hiệu quả xử lý khí thải lò đốt Theo tính toán và trình bày trong mục 3.1.2, định mức tiêu thụ nhiên liệu DO của lò đốt CTNH nhập về là 68,134 kg/h (buồng sơ cấp 13,661 kg/h và buồng thứ cấp 54,473 kg/h), khi đốt cháy dầu DO sẽ làm phát sinh khí thải chứa các thành phần ô nhiễm như: Bụi, CO2, CO, SO2, NO2... Dựa vào hệ số ô nhiễm của Tổ chức Y tế thế giới có thể tính toán được tải lượng các chất ô nhiễm phát sinh khi đốt dầu DO trong lò đốt CTNH của Nhà máy trong bảng 3.15 như sau: Bảng 3. 15: Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải khi đốt dầu DO Chất ô nhiễm Hệ số Kg/tấn Tải lượng Kg/h G/s Bụi 0,28 0,019 0,005 SO2 20S 0,014 0,004 NO2 2,84 0,193 0,054 CO 0,71 0,048 0,013 Nguồn : Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) - 1993 Ghi chú : Tính cho trường hợp hàm lượng lưu huỳnh trong dầu DO là 1%. Ngoài các thành phần khí thải phát sinh khi đốt cháy dầu DO, trong quá trình đốt CTNH còn phát sinh khí thải do CTNH bị đốt cháy trong lò đốt. Cũng theo hệ số ô nhiễm của Tổ chức Y tế thế giới có thể tính toán được tải lượng các chất ô nhiễm phát sinh khi đốt cháy CTNH (công suất 300 kg/h) như được tính toán và trình bày trong bảng 3.16 như sau: Bảng 3. 16: Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải khi đốt CTNH Chất ô nhiễm Hệ số Kg/tấn Tải lượng Kg/h G/s Bụi 3,5 1,05 0,292 SO2 1,25 0,375 0,104 NO2 1,5 0,45 0,125 CO 5,0 1,5 0,417 VOC 1,5 0,45 0,125 Nguồn : Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) – 1993 Tổng tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải lò đốt CTNH bao gồm tải lượng các chất ô nhiễm sinh ra khi đốt cháy dầu DO và CTNHø và được tính toán tổng hợp trong bảng 3.17 như sau: Bảng 3. 17: Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải lò đốt CTNH STT Chất ô nhiễm Đơn vị Tải lượng 1 Bụi g/s 0,297 2 SO2 g/s 0,108 3 NO2 g/s 0,179 4 CO g/s 0,430 5 VOC g/s 0,125 Từ tải lượng các chất ô nhiễm tại bảng 3.17 và lưu lượng khí thải lò đốt Q = 1,998 m3/s ta tính được nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải lò đốt CTNH như được trình bày trong bảng 3.18 dưới đây: Bảng 3. 18: Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải lò đốt CTNH Chất ô nhiễm Nồng độ tính ở điều kiện thực (mg/m3) Nồng độ tính ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm3) QCVN 19:2009/BTNMT, loại B (mg/Nm3) Bụi 148,65 802,70 200 SO2 54,05 291,89 500 NO2 89,59 483,78 850 CO 215,22 1162,16 1.000 VOC 62,56 337,84 - Qua kết quả tính toán tại bảng 3.18 cho thấy bụi vượt 4 lần; CO vượt 1,2 lần giới hạn cho phép theo cột B, QCVN 19:2009/BTNMT, chỉ tiêu SO2 và NO2 nằm trong giới hạn cho phép nhưng có giá trị tương đối cao, chỉ tiêu VOC tuy quy chuẩn không quy định nhưng có kết quả cao. Do đó khí thải lò đốt CTNH cần phải xử lý bảo đảm đạt giới hạn cho phép của quy chuẩn áp dụng trước khi thải ra môi trường không khí xung quanh. - Tính toán kiểm tra thông số kỹ thuật của hệ thống xử lý khí thải lò đốt CTNH tại Nhà máy Như đã được trình bày trong mục 1.3, chương 1 lò đốt CTNH được Công ty lựa chọn là lò đốt tĩnh (2 cấp) bao gồm: 01 buồng đốt sơ cấp, buồng đốt thưa cấp và hệ thống xử lý khí thải. Hệ thống xử lý khí thải lò đốt bao gồm: 01 tháp hấp thụ với thể tích 2 m3, tháp hấp phụ thể tích 2 m3, hệ thống cấp nước giải nhiệt và hệ thống cấp/hồi lưu dung dịch hấp thụ. Để đánh giá tính khả thi về hiệu quả xử lý khí thải của lò đốt CTNH nhập về ta đi tính toàn một số thông số kiểm tra tháp hấp thụ như sau: Đường kính của tháp rỗng được tính theo công thức sau: (13) Trong đó: QKT : lượng khí thải sau khi ra khỏi buồng thứ cấp 1,998 m3/s V: tốc độ khí thải trong tháp chọn V = 2 m/s . Thay các giá trị vào công thức (13) ta tính được đường kính của tháp hấp thụ là: Như vậy đường kính của tháp hấp thụ là 1,14 m. Diện tích của tháp: F = 3,14. D2/4 = 3,14* 1,142 /4 = 1,02 m2. Chọn chiều cao của tháp h = 2,0 m ta tính toán được thể tích tháp hấp thụ là V = F x h = 1,02 x 2 = 2,04 m3. Nhận xét: Như vậy thể tích tháp hấp thụ của lò đốt CTNH nhập về là phù hợp với tính toán lý thuyêt và đảm bảo xử lý tốt lưu lượng khí thải phát sinh (1,998 m3/s) sau khi ra khỏi buồng đốt thứ cấp. Tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số vấn đề chưa thật sự hợp lý trong thiết kế lò đột CTNH nhập về như: hệ thống giải nhiệt trong quy trình xử lý khí thải của lò nhập về là bơm nước sạch làm mát vào vỏ tháp hấp thụ để giảm nhiệt độ khí thải. Nhưng khí thải với lưu lượng 1,998 m3/s và nhiệt độ 12000C sau khi ra khỏi buồng đốt thứ cấp mà chỉ áp dụng làm mát vỏ tháp thì nhiệt độ khí thải vẫn còn rất cao sau khi đi vào hệ thống tháp hấp thụ và gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý bụi và khí thải tại tháp hấp thụ. Ngoài ra, hệ thống xử lý khí thải của lò đốt nhập về còn thiếu bộ phận khử sương sau khi khí thải được xử lý tại tháp hấp thụ để đưa sang xử lý hợp chất hữu cơ tại tháp hấp phụ do đó sẽ làm giảm hiệu quả xử lý khí thải của hệ thống. Để nâng cao hiệu quả xử lý khí thải lò đốt CTNH bảo đảm khí thải lò đốt CTNH sau khi được xử lý đạt giới hạn cho phép cột B, QCVN 19:2009/BTNMT đối với bụi và các chất vô cơ; QCVN 20:2009/BTNMT đối với các chất hữu cơ một số biện pháp bổ sung được đề xuất ở chương 4. CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP CẢI TIẾN KỸ THUẬT VÀ PHÒNG NGỪA SỰ CỐ MÔI TRƯỜNG 4.1. Đề xuất một số biện pháp cải tiến kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả vận hành lò đốt 4.1.1. Thực hiện đúng quy trình vận hành lò đốt Hệ thống lò đốt CTNH hai cấp tại Nhà máy xử lý CTNH Huy Thịnh được thiết kế theo nguyên tắc vận hành tự động từ khâu nạp liệu cho đến thiêu đốt. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn, hiệu quả khi xử lý CTNH cũng như hiệu quả xử lý khí thải lò đốt CTNH một số vấn đề cần lưu ý khi vận hành lò đốt như sau: (1). Đối với khâu chuẩn bị đốt - Trước khi nạp CTNH vào buồng đốt, công nhân phải kiểm tra nguồn điện cung cấp cho hệ thống lò đốt, kiểm tra tình trạng thiết bị trong toàn hệ thống, đồng thời làm vệ sinh buồng đốt sơ cấp, thu dọn sạch tro xỉ trên và dưới ghi lò. Theo thực tế hoạt động của một số cơ sở xử lý CTNH đang hoạt động ổn định (Công ty Cổ phần môi trường Việt Úc - Lô B4-B21 KCN Lê Minh Xuân, huyện Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh; Công ty TNHH TM và SX Ngọc Tân Kiên - số 255 Hàn Hải Nguyên, phường 2, quận 11, TP.HCM) cho thấy, thao tác này đôi khi bị người công nhân bỏ qua dẫn đến kết quả là những mẻ đốt như vậy sẽ không đảm bảo chế độ thông thoáng cần thiết cho buồng đốt, gây ra nhiều khói bụi và ô nhiễm môi trường. - Công tác bảo hộ lao động cho người công nhân khi đốt chất thải rắn nguy hại cần được thực hiện nghiêm túc. - Rác thải trước khi đốt phải được chuẩn bị trước về kích thước, chủng loại và độ ẩm cho thích hợp. Thường xuyên kiểm tra mực nước (nếu thiếu hoặc quá bẩn phải được bơm bổ sung hoặc xả bỏ thay dung dịch mới) và pH của dung dịch hấp thụ trong bể tuần hoàn (duy trì pH dung dịch 9-10) để đảm bảo quá trình xử lý khí luôn đạt hiệu suất cao ở tháp hấp thụ. (2). Đối với khâu vận hành lò đốt - Trước khi tiến hành đốt chính thức, công nhân cần sấy làm nóng lò đúng thao tác và đúng quy cách tránh tình trạng đốt nóng lò nhanh tức thời, ảnh hưởng đến tuồi thọ của đường ống và thiết bị xử lý. - Đặc biệt chú ý tắt bec đốt sơ cấp khi nhiệt độ vừa đủ để tiết kiệm nhiên liệu và an toàn cho bec đốt. (3). Đối với khâu kết thúc đốt rác - Công nhân cần chú ý ngưng nạp rác khoảng 1 giờ trước khi tắc lò rồi thực hiện theo trình tự đã quy định trong công tác vận hành lò đốt an toàn. - Ghi chép cẩn thận tình hình vận hành hệ thống lò đốt rác hai cấp trong ngày và tình trạng thiết bị vào Sổ theo dõi vận hành lò đốt rác. 4.1.2. Biện pháp cải tiến kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả vận hành lò đốt Để nâng cao hiệu quả vận hành lò đốt CTNH của Nhà máy về mặt đảm bảo công suất xử lý CTNH và xử lý hiệu quả khí thải phát sinh một số biện pháp cải tiến được đề xuất như sau: (1). Bổ sung tháp giải nhiệt Như đã đánh giá và trình bày trong chương 3, hệ thống giải nhiệt trong quy trình xử lý khí thải của lò nhập về là bơm nước sạch làm mát vào vỏ tháp hấp thụ kết hợp giải nhiệt từ quá trình xử lý khí trong tháp để giảm nhiệt độ khí thải. Nhưng khí thải sinh ra từ buồng đốt sơ cấp với nhiệt độ khoảng 12000C và lưu lượng 1,998 m3/s nên hiệu quả giải nhiệt là không cao, nhiệt độ khí thải còn cao sẽ làm giảm hiệu quả xử lý bụ và khí thải trong tháp. Do đó để nâng cao hiệu quả xử lý khí thải, cần bổ sung một tháp giải nhiệt dùng nước sạch phun trực tiếp vào luồng khí thải tháp được cấu tạo giống như tháp hấp thụ, tháp giải nhiệt ngoài làm giảm nhiệt độ còn làm giảm đáng kể lượng bụi và các khí axit trước khi được đưa sang xử lý tại tháp hấp thụ. Như vậy hiệu quả xử lý sẽ cao hơn nhiều khi kết hợp giải nhiệt và xử lý khí tại tháp hấp thụ như đối với lò đốt CTNH nhập về Nhà máy. (2). Bổ sung bộ phận khử sương Theo như quy trình công nghệ lò đốt CTNH đã được trình bày trong chương 1, khí thải lò đốt sau khi được giải nhiệt, xử lý qua tháp hấp thụ sẽ được dẫn qua tháp hấp phụ để xử lý các thành phần hữu cơ có trong khí thải. Khi đi qua tháp giải nhiệt, tháp hấp thụ trong thành phần khí thải có chứa hơi nước dưới dạng sương là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ của than hoạt tính. Nếu hơi nước lớn than hoạt tính sẽ hấp phụ no hơi nước và giảm khả năng hấp phụ mùi và các thành phần hữu cơ còn lại trong khí thải. Do đó, để đảm bảo hiệu quả xử lý mùi và các thành phần hữu cơ trong khí thải lò đốt tại tháp hấp phụ. Sau khi khí thải lò đốt được giải nhiệt, xử lý qua tháp hấp thụ khí thải sẽ được cho đi qua bộ phận khử sương nhằm giảm lượng hơi nước trong khí thải trước khi đưa qua tháp hấp phụ bằng than hoạt tính. 4.2. Các biện pháp phòng ngừa sự cố môi trường 4.2.1. Biện pháp phòng chống sự cố cháy nổ (1). Phòng chống sự cố cháy nổ và biện pháp giải quyết tình huống Để bảo đảm an tòan tuyệt đối trong suốt quá trình họat động, Nhà máy xử lý CTNH Huy Thịnh sẽ áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế trong việc thiết kế và vận hành họat động, các biện pháp an tòan phòng chống cháy ngay từ khi xây dựng các bồn chứa, thiết kế hệ thống PCCC theo đúng quy định nhằm đảm bảo an toàn cho mọi tài sản và con người. Ngoài ra, Nhà máy sẽ kết hợp với Ban quản lý KCN, Công an PCCC địa phương và các đơn vị chức năng liên quan liên kết hình thành phương án ứng cứu sự cố khi có cháy lớn xảy ra, đồng thời tuân thủ nghiêm các biện pháp bảo đảm an toàn như sau: Các máy móc, thiết bị làm việc ở nhiệt độ, áp suất cao sẽ được quản lý thông qua hồ sơ lý lịch được kiểm tra, đăng kiểm định kỳ tại các cơ quan chức năng nhà nước. Các thiết bị này sẽ được lắp đặt các đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất, mức dung dịch trong thiết bị, ... nhằm giám sát các thông số kỹ thuật; Hệ thống cứu hoả được kết hợp giữa khoảng cách của các phân xưởng > 20m đảm bảo cho người và phương tiện di chuyển khi có cháy, giữ khoảng rộng cần thiết ngăn cách đám cháy lan rộng. Các họng lấy nước cứu hoả bố trí đều khắp phạm vi của Nhà má, kết hợp các dụng cụ chữa cháy như bình CO2, bình bọt, ... trong từng bộ phận sản xuất và đặt ở những địa điểm thao tác thuận tiện. Hệ thống phun nước chữa cháy tự động theo giới hạn nhiệt độ 700C bố trí đều trên mái xưởng kết hợp hệ thống bơm điều khiển bằng áp lực trong đường ống hoặc từ bể dự trữ nước trên cao; Trong các vị trí sản xuất thực hiện nghiêm ngặt quy phạm an toàn đối với từng công nhân trong suốt thời gian làm việc; Các loại dung môi và nhiên liệu dễ cháy sẽ được lưu trữ trong các kho cách ly riêng biệt, tránh xa các nguồn có khả năng phát lửa và tia lửa điện, các bồn chứa dung môi sẽ được lắp đặt các van an toàn, các thiết bị theo dõi nhiệt độ, các thiết bị báo cháy, chữa cháy tự động; Trong các khu sản xuất, kho nguyên liệu và thành phẩm sẽ được lắp đặt hệ thống báo cháy, hệ thống thông tin, báo động. Các phương tiện phòng cháy chữa cháy sẽ được kiểm tra thường xuyên và ở trong tình trạng sẵn sàng hoạt động. Tất cả các hoạt động sửa chữa, hàn cắt phải được giám sát nghiêm ngặt; Trong khu vực có thể gây cháy, công nhân không được hút thuốc, không mang bật lửa, diêm quẹt, các dụng cụ phát ra lửa do ma sát, tia lửa điện; Xây dựng đội chuyên trách ứng cứu phòng chống cháy nổ cho Nhà máy; Công nhân làm việc trực tiếp trong các nhà xưởng sản xuất, kho chứa nhiên liệu sẽ được tập huấn, hướng dẫn các phương pháp phòng chống cháy nổ; Đầu tư các thiết bị chống cháy nổ tại các khu vực kho chứa hàng hóa nhiên liệu. Trang bị đầy đủ các trang thiết bị chống cháy nhằm cứu chữa kịp thời khi sự cố xảy ra. (2). Nguyên tắc thiết kế PCCC Thiết kế PCCC dựa trên các quy phạm của Nhà nước và theo phương châm “Phòng hỏa là chính, kết hợp phòng và cứu hỏa”. Để tăng cường khả năng chữa cháy tại Dự án, hệ thống PCCC kết hợp nhiều biện pháp như phun nước, phun bọt, phun khí, và các dụng cụ cầm tay. (3). Phương pháp dập tắt đám cháy và phòng chống ngộ độc: Sử dụng hóa chất khô, hơi nước, bình bọt CO2. Vòi phun nước có thể được sử dụng để dập tắt lửa cháy xung quanh và làm mát những bồn chứa. Các dụng cụ và phương tiện chữa cháy sẽ được trang bị theo yêu cầu của Công an PCCC địa phương theo đúng các tiêu chuẩn và quy phạm sử dụng trong thiết kế gồm có: Quy phạm PCCC trong thiết kế xây dựng. Quy phạm PCCC bằng phun nước tự động. Qui phạm lắp đặt bình cứu hỏa công trình. Qui phạm thiết kế hệ thống cứu hỏa bằng chất khí. Dự án sẽ mở lớp đào tạo, cung cấp đầy đủ thông tin về vệ sinh an toàn lao động cho công nhân. Đặc biệt là các thông tin về an toàn phòng chống cháy nổ, biện pháp ngăn ngừa ngộ độc hoá chất. Sự cố cháy nổ có thể phóng thích nhiều hơi khí độc. Để phòng tránh ngộ độc khi chữa cháy người tham gia nên mang mặt nạ phòng độc và mặc đồ bảo hộ. 4.2.2. Biện pháp phòng chống sự cố trục trặc kỹ thuật, máy móc, thiết bị vận hành lò đốt Để hạn chế những tác động xấu xảy ra do sự cố trục trặc kỹ thuật, máy móc thiết bị vận hành lò đốt CTNH một số giải pháp hữu hiệu được đề xuất như sau: - Nhà máy sẽ đầu tư mua mới hoàn toàn các trang thiết bị lò đốt CTNH một cách đồng bộ phục vụ quá trình hoạt động, các trang thiết bị có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và của các nhà cung cấp có uy tín chất lượng đã được kiểm định và sử dụng phổ biến. - Giao cho tổ kỹ thuật định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng các trang thiết bị máy móc để kịp thời phát hiện và sửa chữa những lỗi kỹ thuật. - Trong trường hợp máy bị hư hỏng nặng, không thể sửa chữa sẽ tiến hành ngừng hoạt động Nhà máy và thay thế máy mới một cách nhanh nhất tránh tình trạng ngừng hoạt động Nhà máy trong thời gian dài gây ứ đọng chất thải. 4.2.3. Biện pháp phòng chống sự cố bùng phát dịch bệnh Khi Nhà máy đi vào hoạt động hàng ngày tại Nhà máy tập trung số lượng lớn cán bộ, công nhân viên từ nhiều địa phương khác nhau là nguy cơ gây lây nhiễm các bệnh dịch nguy hiểm đang xuất hiện trên địa bàn một số tỉnh thành trong cả nước như: dịch cúm A (H1N1), dịch tiêu chảy cấp, dịch sốt xuất huyếtvề với địa phương xã Mỹ Xuân nơi Nhà máy hoạt động và có nguy cơ gây bùng phát thành dịch cho địa phương. Do đó, để phòng chống các nguy cơ gây dịch bệnh cho cộng đồng dân cư địa phương một số biện pháp được đề xuất như sau: - Định kỳ tổ chức kiểm tra sức khỏe cho lực lượng cán bộ, công nhân viên Nhà máy. - Nâng cao nhận thức về khả năng tự phòng tránh với dịch bệnh lây lan qua sự tiếp xúc trực tiếp như dịch cúm A (H1N1). - Thông báo ngay cho các cơ sở y tế tại địa phương để có biện pháp cách ly, phun xịt thuốc chống dịch và tạm ngừng hoạt động khi có cán bộ, công nhân viên nhà máy bị mắc dịch H1N1. - Đảm bảo vệ sinh ăn uống cho cán bộ, công nhân viên làm việc tại Nhà máy, không chế biến những đồ ăn quá hạn sử dụng hay đã bị ôi thiu, thực hiện ăn chín, uống sôi. CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Trong thời gian thực hiện Đồ án tốt nghiệp (19/4/2010 – 12/07/2010), sinh viên đã thực hiện được các nội dung như sau: - Thu thập số liệu về quy trình xử lý chất thải rắn nguy hại có khả năng xử lý bằng phương pháp đốt. - Tính toán kiểm tra các thông số kỹ thuật của lò đốt CTNH mà Nhà máy xử lý chất thải nguy hại Huy Thịnh nhập về nhằm đánh giá tính khả thi về công nghệ đốt CTNH lựa chọn và tính khả thi về công nghệ xử lý khí thải lò đốt CTNH. Kết quả tính toán cho thấy các thông số kỹ thuật của lò đốt CTNH được Công ty lựa chọn phù hợp với tính toán trên cơ sở lý thuyết. Tuy nhiên hệ thống xử lý khí thải của lò đốt còn bộc lộ một số nhược điểm cần bổ sung để nâng cao hiệu quả xử lý. - Đề xuất các biện pháp quản lý và phòng ngừa sự cố môi trường: trên cơ sở các tính toán kiểm tra, đánh giá và nhận định tại phần trên đã đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý của lò đốt CTNH theo hướng bổ sung thêm tháp giải nhiệt và bộ phận khử sương cho hệ thống xử lý khí thải lò đốt đồng thời đề xuất được một số biện pháp phòng ngừa, ứng phó với sự cố môi trường có khả năng xảy ra trong quá trình xử lý CTNH tại Nhà máy. Kết quả nghiên cứu của Đồ án sẽ góp phần cung cấp cho Công ty TNHH Thương mại Huy Thịnh các thông tin về tính khả thi của công nghệ lò đốt CTNH lựa chọn, tính khả thi về công nghệ xử lý khí thải lò đốt đồng thời đề xuất bổ sung hệ thống xử lý khí thải một cách hiệu quả hơn cùng với các biện pháp phòng ngừa, ứng phó với các sự cố môi trường có khả năng xảy ra nhằm bảo vệ môi trường trong quá trình hoạt động của Nhà máy. 5.2. Kiến nghị Do thời gian giới hạn của Đồ án và lò đốt CTNH của Nhà máy xử lý chất thải nguy hại Huy Thịnh chưa đi vào hoạt động (Nhà máy đang trong giai đoạn xây dựng, lắp đặt thiết bị) nên hướng nghiên cứu tiếp theo của Đồ án được kiến nghị như sau: Tính toán thiết kế lắp đặt tháp giải nhiệt cho hệ thống xử lý khí thải lò đốt CTNH; Tính toán thiết kế lắp đặt bộ phận khử sương cho hệ thống xử lý khí thải lò đốt CTNH. Tháp giải nhiệt và bộ phận khử sương được bổ sung sẽ nâng cao tính hiệu quả của hệ thống xử lý khí thải lò đốt CTNH tại Nhà máy bảo đảm khí thải phát sinh được xử lý đạt giới hạn cho phép của các Quy chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành.