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 XỬ LÝ CTR Việc lựa chọn phương pháp, công nghệ xử lý dựa trên một số tiêu chí: • Khối lượng, thành phần, đặc tính của CTR; • Điều kiện kinh tế, hạ tầng của địa phương; • Hiệu quả của công nghệ xử lý (đầu tư bảo, hành, bảo dưỡng, sản phẩm); • Đặc điểm của nguồn tiếp nhận; • Tiêu chuẩn môi trường; 3 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 4 Các phương pháp xử lý CTR Cơ học Nhiệt Sinh học Chôn lấp Hiế khí Đập Băm/N Thiêu đốt u Kỵ khí ghiền Phân loại Hóa khí MBT Tuyển trọng lực T ể từ Rửa Tuyển theo kích thước 5 Tuyển với kỹ thuật cao uy n PP XỬ LÝ CTR Việt Nam sử dụng phổ biến các phương pháp sau: • Chôn lấp • Tái chế đơn giản; • Sinh học (composting, biogas); • Đốt quy mô nhỏ; 6 XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 7 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC PP 1 2 3 4 PP giảm phân loại PP phân PP phân loại với kích thước theo kích loại theo kỹthuật thước/ tỷ từ tính cao trọng 8 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Phương pháp giảm kích thước Đập/ Băm/ Nén/ Nghiền Cắt Đóng khối 9 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Mục đích quá trình băm nghiền rác 1. Tạo ra cấp hạt thích hợp cho công đoạn xử lý tiếp theo 2. Tăng tỉ trọng nguyên liệu / Giảm thể tích 3. Tăng bề mặt tiếp xúc cho VSV phân hủy 4. Cải thiện khả năng truyền tải 10 5. Hỗ trợ quá trình phân loại CTR PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Phương pháp giảm kích thước 11 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật băm nghiền rác kích cỡ nhỏ (<5 ) kích cỡ lớn (>10mm) và mm trung bình (5 10mm)- 12 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật băm nghiền rác cho kích cỡ lớn và trung bình 13 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật băm nghiền rác cho kích cỡ lớn và trung bình Máy xén quay Rotary Máy cắt quay R t Máy băm quay R t shear o ary cutter shredder o ary 20m/s 0,5..5m/s 5…>50m/s 14 0,5..5m/s 5…>20m/s Máy xén quay – Rotary shears - Áp dụng: nhà máy xử lý gỗ rác dân , dụng thô - Nguyên liệu: gỗ, đồ gỗ, lốp xe,.. - Ưu điểm: Xử lý được vật lớn - Nhược điểm: khó khăn với nguyên liệu tính sợi, thay thế phụ tùng tốn kém 15Clip Máy cắt quay – Rotary cutters - Áp dụng: nhà máy tái chế - Nguyên liệu: giấy, nhựa ể ề- Ưu đi m: Đi u chỉnh kích cỡ (tăng giảm lưỡi cắt), công suất lớn (8-25 t/h), thay thế dễ dàng các lưỡi cắt ể 16 - Nhược đi m: khó khăn với nguyên liệu tính lưới (vải, lưới kim loại, dây thép), có nguy cơ nổ, phát tán bụi. Máy băm trục vít – Screw shredder - Áp dụng: nhà máy làm compost - Nguyên liệu: cành cây, gỗ - Ưu điểm: Ít tốn năng lượng, ít phát sinh bụi và mùi , không bị tắc do rác tạp - Nhược điểm: Dễ hỏng với các vật lạ lớn (kim loại gạch bê ton) thay thế 17 , , , phụ tùng tốn kém Máy băm trục vít – Screw shredder - Áp dụng: nhà máy xử lý rác đô thị N ê liệ á t á độ- guy n u: r c ạp, r c ẩm cao, rác chưa phân loại - Ưu điểm: Ít tốn năng lượng (0,55 -0,75kW/m³), ít phát sinh bụi và mùi, không bị tắc do rác tạp, chức năng xé túi rác, ít gây tiếng ồn (70 dB) 18 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật băm nghiền rác cho kích cỡ nhỏ Máy nghiền bi Máy nghiền cắt Máy nghiền búa HBall mill Cutting mill ammer mill 19 Máy nghiền bi - Ball mill - Áp dụng: nhà máy sản xuất compost, tái chế nhựa - Nguyên liệu: compost thô, nhựa - Ưu điểm: Cho độ mịn cao, không bị ảnh hưởng với nguyên liệu tạp (vải, 20 sợi, kim loại) - Nhược điểm: Tốn năng lượng, không phù hợp với nguyên liệu ướt. Máy nghiền dao cắt - Cutting mill Á d hà á ả ất t- p ụng: n m y s n xu compos , tái chế - Nguyên liệu: cao su, gỗ, lon kim loại Ư điể Ch độ ị khô bị- u m: o m n cao, ng ảnh hưởng với nguyên liệu tạp (vải, sợi), cho độ mịn cao, ít tốn năng lượng Nhược điểm: không phù hợp với- nguyên liệu ướt, gạch, đá, kim loại thô. cutting tools 21 comb Máy nghiền búa – Hammer mill - Áp dụng: nhà máy xử lý rác xây dựng - Nguyên liệu: gạch, đá, bê tôn - Ưu điểm: Cho độ mịn cao, thay thế búa dễ dàng, không phù hợp rác ướt, có tính đàn hồi ể ố 22 - Nhược đi m: t n năng lượng PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOC Ï Phân loại theo kích thước Các thiết bị thường sử dụng: các loại sàng rung, sàng có dạng trống quay và sàng đĩa. • sàng rung: sử dụng đối với CTR khô như KL, thủy tinh, gỗ vụn, mảnh vỡ bê tông. sàng trống quay dù để á h ời á l i iấ à• ng t c r c c oạ g y carton v giấy vụn, đồng thời bảo vệ máy nghiền khỏi hư hỏng do CTR có kích thước lớn. • sàng đĩa tròn là một dạng cải tiến của sàng rung với ưu điểm tự làm sạch và tự điều chỉnh công suất. 23 24 Sô ñoà caùc loaïi saøng phaân taùch CTR PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật nén ép rác tại khu trung chuyển 25 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC Kỹ thuật ép và đóng khối nguyên liệu tái chế 26Giấy, carton, nhựa PET, lon đồ hộp PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOC Ï Phân loại theo tỉ trọng ¾ Phân loại theo khí động • Dựa vào khí động lực và sự khác nhau về khối lượng riêng • Ứng dụng để phân loại CTR đô thị (đã qua quá trình nghiền) thành 2 phần riêng biệt: 9 CTR có khối lượng riêng nhỏ như giấy, nhựa, các chất hữu cơ; 9 Ki l i ỗ à CTR ô ó khối l iê tm oạ , g v v cơ c ượng r ng ương đối lớn. • Nguyên tắc của phương pháp là dòng không khí đi từ dưới lên trên và các vật liệu nhẹ sẽ được tách rời khỏi các vật liệu nặng hơn. 27 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC ¾Phân loại theo thủy lực Phân loại theo tỉ trọng • Nguyên tắc phân loại theo thủy lực cũng giống như phân loại theo khí động. Điểm khác biệt là phương pháp này dùng nước để phân loại CTR có khối lượng riêng khác nhau ra làm 3 phần: ầ ấ ổ9 ph n nhẹ (bao nilong, gi y...) n i lên trên, 9 phần hữu cơ lơ lửng 9 phần nặng như kim loại, thủy tinh... nằm dưới đáy. 28 PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOC Ï Phân loại theo điện trường, từ trường: ¾Dựa vào tính chất điện từ trường khác nhau của CTR - Ứng dụng từ trường để tách kim loại màu ra khỏi kim loại đen - Phân loại bằng tĩnh điện dùng để tách nhựa và ấ ề ềgi y dựa vào sự khác nhau v điện tích b mặt của chúng 29 á û á û PHƯƠNG PHÁP TUYỂN – TUYỂN TỪ ¾ taùch caùc cau tö coù töø tính yeu vaø maïnh ra khoi thaønh phaàn khoâng nhieãm töø ¾ Ch á ù kh û ê hi ã ø h F O F O F Oat co a nang n em tö maïn : e , e2 3, e2 3, Fex-1Sx… ¾ C ù it h d it ø b t ø kiac ox , y rox va cac ona mangan, crom va m loaïi quí laø vaät lieäu nhieãm töø yeáu ¾ caùc khoaùng chaát nhö thach anh fenspat canxit CaCOï , 3 khoâng bò nhieãm töø ¾ tuyeån töø khoâ ñöôc aùp dung cho CTR coù kích thöôùc 3 50ï ï - mm ¾ tuyeån töø öôùt cho CTR coù kích thöôùc nhoû hôn 3 mm 30 ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR • Kỹ thuật NIR (Near Infrared Sensor): Material / Molecular Analysis • Kỹ thuật chụp ảnh Camera: Shape, Surface, Colour, O it / T i ipac y ransm ss on • Kỹ thuật „CMYK“: Contents of Cyan, Magenta, Yellow, Black in printing inks • Kỹ thuật X-ray ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR KỸ THUẬT NIR • Emission NIR-light • IR-light activates molecules • Reflected IR-light has lost a part of its energy • Analytic of reflected NIR-spectrum R fl t d t• e ec e spec rum is characteristic for molecular structure Id tifi ti f• en ca on o molecules possible Source: RTT-Systemtechnik [2004] ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR KỸ THUẬT NIR Source: RTT Systemtechnik [2004] ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR KỸ THUẬT NIR Source: Titech-Visionsort [2004] / TU Dresden [2004] ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR R i t f t bl f KỸ THUẬT NIR equ remen s or a rou e- ree identification: • Sieving out fractions e.g. 250mm • Thinning out material stream 30 250mm... ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR Requirements for a trouble KỸ THUẬT NIR - free operation: • Input free of approx. >250x250mm (e.g. large plastic films or retail waste papers) • Input free of fine fraction <20...30mm • components of waste stream - have to be separated from each other Æ no overlappings! (clear identification!) ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR KỸ THUẬT NIR TRONG PHÂN LOẠI CTR Generally: selection of material-type which should be ejected can be choosen easily with computer-based user-menu / touchscreen: • Paper/cellulose • Cartons for fluids • Plastics (PVC, EPS, PE, PP, PA, ABS, PMMA, PUR, PET, PC-PBT, PC- ABS,...) • Combinations of components (e.g. papers + PET + PVC) P bl i Id tifi ti bl k d k b tro ems n en ca on: ac - ar su s ances ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR KỸ THUẬT NIR TRONG PHÂN LOẠI CTR / purity depends on rate of through-put! ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR ỨNG DỤNG CAMERA PHÂN GiẢI CAO TRONG PHÂN LOẠI CTR • speed of belt • position of particle on belt • projection surface (2-dimensional image) • colour of material (high resolution camera) Reflection-based System ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR ỨNG DỤNG X-RAY TRONG PHÂN LOẠI CTR 1. Materialaufgabe/ Material feed 2. Dosierung und Förderung/ Metering and transport 3. Beschleunigung und Vereinzelung/ Acceleration and individualization 4. Durchleuchten des Materials mit Röntgenstrahlen/ Scanning of the material with X-rays 5. Bildaufnahme durch einen Zeilensensor/ Image capture with line sensors 6. Auswertung durch einen Industrierechner/Evaluation with industrial PC 7 T d h D kl fti l /. rennung urc ruc u mpu se Separation by pulses of compressed air 8. Abführung der getrennten Produktströme/Removal of the separate product flows ỨNG DỤNG HI-TECH TRONG PHÂN LOẠI CTR ỨNG DỤNG X-RAY TRONG PHÂN LOẠI CTR ƒCapacity: around 5–20 m3/h ƒCompressed air consumption: max 120 Nm3/h ƒBulk density 0.2–0.75 t/m3 ƒParticle size range AQ: 10–40 mm ƒParticle size range AR: 30–100 mm ƒPower consumption: 7.5 kW