MỞ ĐẦU Môi trƣờng là vấn đề toàn cầu, đƣợc quan tâm bởi tất cả các quốc gia, các tổ chức và các cá nhân. Bởi môi trƣờng liên quan trực tiếp đến đời sống, sức khỏe của mỗi chúng ta. Một trong những vấn đề môi trƣờng đƣợc quan tâm nhiều hiện nay, đặc biệt là ở các đô thị đó là vấn đề rác thải. Chất thải sinh hoạt, thức ăn dƣ thừa, các loại rác thải đƣờng phố, nếu không đƣợc thu gom xử lý đúng quy định.
Các loại chất thải này sẽ gây ô nhiễm, nhiễm khuẩn đối với môi trƣờng xung quanh, gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống, nguồn nƣớc mặt, nguồn nƣớc ngầm, mất diện tích… Khối lƣợng chất thải rắn trong đô thị ngày càng tăng do tác động của sự gia tăng dân số, phát triển kinh tế xã hội và sự phát triển về trình độ và tính chất tiêu dùng trong các đô thị. Lƣợng chất thải rắn nếu không đƣợc xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt vấn đề tiêu cực đối với môi trƣờng. Có rất nhiều phƣơng pháp xử lý rác thải đô thị đã đƣợc đề xuất và áp dụng trong đó có phƣơng pháp thiêu đốt. Phƣơng pháp thiêu đốt xử lý đƣợc nhiều loại chất thải (đặc biệt là các chất thải rắn khó phân huỷ nhƣ plastic,da…), tiết kiệm đƣợc diện tích cho các bãi chôn lấp.
Tuy nhiên phƣơng pháp thiêu đốt trƣớc đây gây tác động xấu đến môi trƣờng không khí, hoặc chi phí cho việc xử lý khí thiêu đốt rất tốn kém. Mặt khác, hiện nay nguồn nguyên liệu hoá thạch đang dần bị cạn kiệt, đòi hỏi chúng ta phải tìm ra những nguồn nguyên liệu mới. Một phƣơng pháp xử lý chất thải rắn mới, đƣợc đề xuất đó là phân loại và đốt các chất thải rắn cháy đƣợc trong điều kiện thiếu ôxy hoặc không có ôxy hoàn toàn. Phƣơng pháp này tiết kiệm đƣợc nhiên liệu dùng cho quá trình đốt, không tạo ra khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trƣờng, đồng thời tạo ra một nguồn nguyên liệu mới đó là than sạch, phục vụ cho lĩnh vực khác trong cuộc sống nhƣ: nghiên cứu khoa học, hay xử lý các loại nƣớc thải, nhiên liệu… Xuất phát từ những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu” Trong đề tài này tác giả đặt ra những mục tiêu nghiên cứu như sau: Trần Văn Huệ 1 Lớp CHMT K18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu - Xác định hiệu suất thu hồi và chất lƣợng sản phẩm của từng thành chất thải (tre gỗ, nhựa, giấy, vải, cao su) và hỗn hợp thành phần các chất thải; - Xác định nhiệt độ, thời gian cacbon hoá để thu đƣợc hàm lƣợng cacbon hữu cơ lớn nhất cho từng loại chất thải; - Đánh giá nhiệt trị của các sản phẩm sau qua trình cacbon hoá.
Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu trên tác giả tác giả sẽ nghiên cứu các nội dung sau: - Tổng quan về phƣơng pháp cacbon hoá chất thải rắn. - Thực hiện xử lý chất thải trên mô hình thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Viện Công nghệ Môi trƣờng thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng đồng thời của các yếu tố nhiệt độ và thời gian cacbon hoá đến hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi Cacbon hữu cơ. - Tiến hành khảo sát tìm nhiệt độ và thời gian tối ƣu cho quá trình cacbon hoá đạt hiệu suất thu hồi sản phẩm, tỷ lệ cacbon Cacbon hữu cơ và hiệu suất thu hồi Cacbon hữu cơ là cao nhất.
Sau đây là nội dung chi tiết luận văn: Trần Văn Huệ 2 Lớp CHMT K18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu Chƣơng 1. TỔNG QUAN Trong 20 năm qua, kể từ khi Việt Nam áp dụng đƣờng lối đổi mới, nền kinh tế Việt Nam đã có những bƣớc phát triển nhanh và ổn định, tăng trƣởng GDP trung bình hàng năm đạt 7-8% (giai đoạn 2006 - 2010). Mức sống dân cƣ từng bƣớc đƣợc nâng cao, phong cách tiêu dùng, thói quen sinh hoạt của xã hội đang có nhiều thay đổi. Chất thải rắn phát sinh từ các hộ gia đình cũng sẽ thay đổi về số lƣợng và thành phần.
Bên cạnh đó các ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ ở các đô thị; các khu công nghiệp ngày càng đƣợc mở rộng và phát triển đã thúc đẩy quá trình tăng trƣởng về các mặt kinh tế - xã hội. Tăng trƣởng mặt kinh tế - xã hội đã góp phần tích cực cho sự phát triển của đất nƣớc, tuy nhiên đã làm phát sinh lƣợng chất thải rắn ngày càng lớn (bao gồm cả CTR sinh hoạt, CTR công nghiệp, CTR y tế. Việc thải bỏ một cách bừa bãi và quản lý không hiệu quả chất thải rắn ở các đô thị, khu công nghiệp,. là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng, làm phát sinh bệnh tật, ảnh hƣởng đến sức khỏe và cuộc sống con ngƣời.
Vì vậy, việc quản lý chất thải là một thách thức to lớn, chi phí phí tốn, nhƣng đem lại lợi ích cho môi trƣờng và sức khỏe cộng đồng. Mặt khác nếu quản lý theo hƣớng có thể tái chế thì đây sẽ là nguồn tài nguyên sinh ra của cải vật chất, một trong những hƣớng đó là tái chế chất thải rắn đô thị thành than nhiên liệu. Sau đây là một số tìm hiểu về sự phát triển công nghệ cacbon hóa và khả năng ứng dụng của nó vào việc xử lý rác thải đô thị thành nhiên liệu. Đánh giá lƣợng chất thải phát sinh 1.
Vài nét về tình hình phát triển đô thị tại Việt Nam Tổng dân số của nƣớc ta năm 2010 ƣớc tính khoảng 86,93 triệu ngƣời, tăng 1,01% so với năm 2009 và 5,51% so với năm 2005. Trong đó, dân số khu vực thành thị là 26,22 triệu ngƣời (tăng 1,03% so với năm 2009) chiếm 30,2% tổng dân số, dân số khu vực nông thôn là 60,7 triệu ngƣời (tăng khoảng 1,0 % so với năm 2009) chiếm 69,8% tổng dân số. Quá trình đô thị hóa ở Việt Nam đang diễn ra rất mạnh mẽ, rất nhiều đô thị đƣợc chuyển từ đô thị loại thấp lên đô thị loại cao và nhiều đô thị mới đƣợc hình thành. Nếu năm 2000, nƣớc ta có 649 đô thị thì năm 2005, con số này là Trần Văn Huệ 3 Lớp CHMT K18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu 715 đô thị và đã tăng lên thành 755 đô thị lớn nhỏ vào giữa năm 2011 (Bộ Xây dựng, 2011).
Đô thị phát triển kéo theo vấn đề di dân từ nông thôn ra thành thị. Năm 2009, dân số đô thị là 25,59 triệu ngƣời (chiếm 29,74% tổng dân số cả nƣớc), đến năm 2010 dân số đô thị đã lên đến 26,22 triệu ngƣời (chiếm 30,17% tổng số dân cả nƣớc) (Tổng cục thông kê, 2011). Dự báo đến năm 2015 dân số đô thị là 35 triệu ngƣời chiếm 38% dân số cả nƣớc, năm 2020 là 44 triệu ngƣời chiếm 45% dân số cả nƣớc và năm 2025 là 52 triệu ngƣời chiếm 50% dân số cả nƣớc. Cả nƣớc có 2 đô thị loại đặc biệt (Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh); 3 đô thị loại 1 trực thuộc Trung ƣơng (Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ); 7 đô thị loại 1 trực thuộc tỉnh (Hạ Long, Huế, Vinh, Đà Lạt, Nha Trang, Quy Nhơn, Buôn Ma Thuột); 12 đô thị loại 2 (Biên Hòa, Cà Mau, Hải Dƣơng, Long Xuyên, Mỹ Tho, Nam Định, Phan Thiết, Pleiku, Thái Nguyên, Thanh Hóa, Việt Trì, Vũng Tàu); 47 đô thị loại 3; 50 đô thị loại 4 và hơn 630 đô thị loại 5.
Tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng đã trở thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế - xã hội của đất nƣớc. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích về kinh tế - xã hội, đô thị hóa nhanh đã tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lƣợng môi trƣờng và phát triển không bền vững. Các hoạt động sản xuất, sinh hoạt gia tăng dẫn đến lƣợng chất thải cũng tăng theo. Tính bình quân ngƣời dân đô thị sử dụng năng lƣợng, đồ tiêu dùng, thực phẩm,.
cao gấp 2 - 3 lần ngƣời dân nông thôn kéo theo lƣợng rác thải của ngƣời dân đô thị cũng gấp 2 - 3 lần ngƣời dân nông thôn. Các nguồn phát sinh chất thải rắn ở đô thị Phát sinh CTR ở đô thị chủ yếu là CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70% lƣợng CTR phát sinh, tiếp theo là CTR xây dựng, CTR công nghiệp, CTR y tế,.bao gồm: - CTR sinh hoạt: phát sinh chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu tập thể, chất thải đƣờng phố, chợ, các trung tâm thƣơng mại, văn phòng, các cơ sở nghiên cứu, trƣờng học,. - CTR xây dựng: phát sinh từ các công trình xây dựng, sửa chữa hạ tầng; Trần Văn Huệ 4 Lớp CHMT K18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu - CTR công nghiệp: phát sinh từ các cơ sở công nghiệp nằm trong đô thị, hoặc từ các khu công nghiệp; - CTR y tế: phát sinh từ các bệnh viện, các cơ sở khám chữa bệnh; - CTR điện tử: phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con ngƣời nhƣ: đồ điện tử cũ hỏng bị loại bỏ.Các loại chất thải rắn đô thị của Hà Nội năm 2011 Khối lƣợng TT Loại chất thải phát sinh Thành phần chính Biện pháp xử lý (tấn/ngày) Chất vô cơ: gạch đá Chôn lấp hợp vệ sinh vụn, tro xỉ than tổ ong, Sản xuất phân hữu cơ sành sứ. vi sinh: 60 tấn/ngày.
1 CTR sinh hoạt ~6.500 Chất hữu cơ: rau củ Tái chế: 10%, tự phát quả, rác nhà bếp. tại các làng nghề. Các chất còn lại Cặn sơn, dung môi, Một phần đƣợc xử lý CTR công bùn thải công nghiệp, tại khu xử lý chất thải 2 ~1.950 nghiệp giẻ dính dầu mỡ, dầu Công nghiệp thải. Bông băng, dụng cụ y Xử lý bằng công nghệ 3 CTR y tế ~15 tế nhiễm khuẩn lò đốt Delmonego 200 - Italia: 100% Nguồn: Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2011 1.
Lượng phát sinh chất thải rắn đô thị Tổng lƣợng CTR sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng trung bình 10÷16 % mỗi năm. Tại hầu hết các đô thị, khối lƣợng CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70% tổng lƣợng CTR đô thị (một số đô thị tỷ lệ này lên đến 90%).