Mô hình xử lý rác thải điện tử bằng lò đốt hồ quang điện

Lò đốt rác hồ quang công nghệ mới có nhiệt độ đốt siêu cao trên 1.500oC là lựa chọn thích hợp, hiệu quả trong việc xử lý triệt đế các chất thải nguy hại khó phân huỷ nhóm POPs hay quá trình đốt rác thải điện từ phát sinh dioxin, furans trong quy trình xử lý rác điện tử để thu hồi, tái chế kim loại quí.
Thực trạng
Hiện nay, rác thải là một trong những thách thức to lớn nhất về môi trường. Ở Việt Nam, tổng lượng phát sinh rác thải (bao gồm rác sinh hoạt, rác công nghiệp và rác y tế) đã vượt 27 triệu tấn/năm, trong đó có hàng triệu tấn rác nguy hại mà chúng ta chưa có đủ thiết bị và công nghệ để xử lý triệt để.
 
Để xử lý rác thải, ngoài việc tái chế, phương pháp đã và đang được áp dụng phổ biến là chôn lấp. Tuy nhiên, chôn lấp chiếm nhiều diện tích đất, thời gian phân hủy kéo dài, phát tán khí ô nhiễm, mùi hôi, vi sinh vật làm lây lan dịch bệnh và nước rỉ rác gây ô nhiễm đất và nguồn nước ngầm. Phương pháp chế biến phân vi sinh cũng chưa thật sự khả thi, vì rác chưa được phân loại tại nguồn, do đó phân compost từ rác thải cũng chưa đảm bảo tiêu chuẩn dùng cho cây lương thực. Mặc dù trong nước đã có những nghiên cứu nhằm triển khai xử lý chất thải nguy hại nhưng vẫn có nguy cơ rò rỉ khi vận chuyển xa, một số công nghệ xử lý, yêu cầu điều kiện khắt khe (sinh học, hóa học, plasma…), chi phí xử lý rất cao, lên đến 3.000 – 6.000 USD/tấn, đầu tư ban đầu lớn mà vẫn chưa đạt yêu cầu.
 
Không chỉ thế, các loại chất thải chứa các halogen hữu cơ, hay còn gọi là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutants - POPs), như vỏ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, cao su, nhựa... khi đốt còn phát sinh dioxin và furans độc hại đối với con người và môi trường. Nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy, biện pháp xử lý triệt để và hiệu quả các loại chất thải ô nhiễm này là tiến hành thiêu đốt ở nhiệt độ cao, có kiểm soát trong các lò đốt rác chuyên dụng và hợp chuẩn.
 
Vì vậy, công nghệ thích hợp và hiệu quả để xử lý rác thải (đặc biệt đối với rác nguy hại) là xử lý bằng nhiệt trong các lò đốt. Tuy nhiên, các lò đốt rác ở Việt Nam hiện nay chủ yếu đốt bằng nhiên liệu, nên nhiệt độ thứ cấp chỉ đạt 1.200oC, nồng độ phát thải chất ô nhiễm dioxin/furans thường vượt ngưỡng cho phép, đặc biệt khi đốt các loại chất thải nguy hại. Với quy trình công nghệ và kết quả xử lý đáp ứng theo Quy chuẩn QCVN 30:2012/BTNMT, mô hình xử lý rác thải điện tử bằng lò đốt hồ quang điện tạo ra vùng nhiệt độ cao trên 1.500oC và kiểm soát, duy trì ổn định trong buồng đốt thứ cấp lò đốt chất thải là điều kiện khả thi và thuận lợi trong việc ứng dụng công nghệ mới vào thực tế xử lý chất thải, bảo vệ môi trường hiện nay, đặc biệt trong quá trình nhiệt của quy trình tái chế rác thải điện tử.
 
 
 
Hiện nay, Sàn Giao dịch Công nghệ Techport.vn (thuộc Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ – Sở KH&CN TP.HCM) đang tiếp tục đồng hành cùng nhà cung ứng trong hoạt động hỗ trợ kết nối, tư vấn chuyển giao công nghệ, thiết bị cho doanh nghiệp, tổ chức hoặc cá nhân có nhu cầu.
 
Quy trình công nghệ
Quy trình thiêu đốt để xử lý chất thải ô nhiễm phát sinh trong quá trình tái chế và xử lý rác điện bằng lò đốt rác hồ quang điện tiến hành qua 3 bước cụ thể như sau:
  
Bước 1: Chuẩn bị vận hành
Kiểm tra trước khi vận hành lò hồ quang điện:
 
• Phần lò đốt:
- Các thiết bị cơ khí, thể xây vật liệu chịu lửa, hệ ghi tháo xả tro…
- Hệ thống phát nhiệt hồ quang: bộ nguồn (điện áp, công suất), cơ cấu dịch chuyển điện cực, các điện cực graphit.
 
• Hệ thống xử lý khí thải
Bộ giải nhiệt khí thải, thiết bị lọc bụi, thiết bị hấp thụ, hệ bể giải nhiệt và dung dịch kiềm, Pot carbon hoạt tính và hệ thống thoát khói thải.
 
• Thiết bị đo và điều khiển dòng điện, công suất phát nhiệt và nhiệt độ lò đốt…
 
• Phần rác đốt:
- Phân loại sơ bộ rác theo thành phần và tính chất.
- Phối trộn rác theo bảng hướng dẫn đảm bảo tương đồng về nhiệt trị: vô bao nilon có kích thước phù hợp cửa cấp rác của lò.
 
Bước 2: Sấy lò
• Sấy lò đốt:
Bật hệ thống điện trở sơ cấp để sấy lò theo qui trình và giản đồ nhiệt đã thiết lập trong vòng 1 giờ: đảm bảo thoát ẩm và tránh ứng suất nhiệt ảnh hưởng thể xây lò.
 
• Vận hành hệ thống xứ lý khí thải:
- Trước khi cấp rác đốt khoảng 15 phút, chạy hệ thống thoát khói và và xử lý khí thải nhằm ổn định cơ học khí của hệ thống lò đốt.
- Kiểm tra áp suất chung của hệ thống lò đốt để đảm bảo áp suất âm cần thiết ở cửa cấp rác.
- Điều chỉnh nhiệt độ buồng thứ cấp theo qui định khi đốt từng loại chất thải (trên 1.050oC hay 1.200oC)
 
Bước 3: Chạy lò - đốt rác
• Cấp rác:
Rác đã chuẩn bị được cấp theo từng mẻ: mỗi lần cấp bằng 1/3 công suất rác đốt trong mỗi giờ.
 
• Vận hành lò đốt:
- Duy trì nhiệt độ nhiệt phân trong buồng đốt sơ cấp trong khoảng 650850oC và nhiệt độ buồng đốt thứ cấp ổn định ở 1.050oC hay 1.200oC.
- Theo dõi và điều khiển bộ phóng điện hồ quang trong suốt quá trình vận hành
- Theo dõi vận hành hệ thống xử lý khí thải.
- Sau khoảng 20 phút đốt rác cấp vào lò: tiếp tục cấp túi rác đã chuẩn bị để quá trình đốt rác tiếp diễn… đáp ứng công suất đốt và xử lý theo thiết kế.
 
• Dừng lò đốt:
- Khi đã kết thúc cấp mẻ rác đốt cuối và đạt đủ 20ph đốt thì cần kéo dài thêm 20ph để đốt tiếp nhằm cháy kiệt rác còn tồn đọng trong lò.
- Tắt lần lượt các cụm thiết bị trong hệ thống lò: phần lò đốt – phần hệ xử lý khí thải – phần cơ học khí (quạt hút), hệ đo và điều khiển, cầu dao điện tổng.
 
Các điều kiện triển khai
Cần lập phương án bảo vệ môi trường, đánh giá tác động môi trường (DTM) và hoàn tất các thủ tục cấp phép theo qui định của Địa phương và Bộ Tài nguyên và Môi trường…
 
Chuẩn bị đầy đủ và đáp ứng về hạ tầng của nhà máy lắp đặt hệ thống lò đốt và các hạng mục liên quan: diện tích, nhà xưởng, điện, nước, nền móng, bể dung dịch…
 
Nhà tư vấn sẽ tổ chức huấn luyện, hướng dẫn vận hành và cung cấp đầy đủ thuyết minh công nghệ, quy trình vận hành và xử lý sự cố, hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng thiết bị…
 
Ưu điểm của công nghệ
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Thực tế, đó là một dạng plasma tạo ra qua quá trình trao đổi điện tích liên tục. Công nghệ đốt rác bằng hồ quang điện được chế tạo với ưu điểm vượt trội là sử dụng ngọn lửa hồ quang tạo nhiệt đốt thứ cấp trên 1.500oC, nên lượng phát thải dioxin/furans đạt quy chuẩn (thấp hơn 5 lần so với các lò đốt rác hiện hành). Thuận lợi khi ứng dụng hồ quang điện trong lò đốt thứ cấp là xử lý nhanh và triệt để chất thải nguy hại, giảm chi phí lưu trữ chất thải, giá thành đầu tư thấp hơn so với công nghệ plasma hàng chục lần do thiết bị phát và chuyển hoá nhiệt đơn giản hơn, có thể hoàn toàn chế tạo trong nước.
 
 
 
Lò đốt thiết kế đáp ứng quy chuẩn quốc gia QCVN 30:2012/BTNMT về bảo vệ môi trường. Đây cũng là nghiên cứu đầu tiên trong nước áp dụng ngọn lửa hồ quang có nhiệt độ siêu cao trên 1.500°C trong lò đốt rác (nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp Thành phố, nghiệm thu tại Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM). Sản phẩm được thiết kế theo nhu cầu của khách hàng (với các mức công suất khác nhau) hoặc chế tạo hàng loạt theo đặt hàng (cho giá thành thấp), cấu hình gọn nhẹ, di động, phù hợp sử dụng ở nhiều khu vực khác nhau. Lò còn có nhiều ưu điểm như giảm loại khí thải và tải tượng khí ô nhiễm phát sinh; có thể ứng dụng ngọn lửa hồ quang để đốt nhiệt phân chất thải: thu khí tổng hợp cho sản xuất và phát điện; so với công nghệ plasma, hồ quang điện có chi phí đầu tư và vận hành thấp hơn nhưng hiệu suất sử dụng nhiệt cao hơn, thiết bị phát hồ quang điện dễ bảo trì, chi phí xử lý chất thải nguy hại giảm từ 50-70%…
 
Nhóm nghiên cứu đã làm chủ công nghệ chế tạo và sẵn sàng chuyển giao, ứng dụng, khai thác công nghệ phát hồ quang vào lĩnh vực xử lý chất thải nguy hại, đặc biệt là xử lý triệt để rác thải và dioxin/furans.
 
Thông tin liên hệ chuyên gia:
1. PGS.TS. Lê Văn Lữ
Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM
Địa chỉ: 236 Lê Văn Sỹ, Phương 1, Quận Tân Bình, TP.HCM
Điện thoại: 0911.799.299
E-mail: lulv@hcmunre.edu.vn – levanlubk@gmail.com
 
2. Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ - Phòng Giao dịch Công nghệ
Địa chỉ: 79 Trương Định, P. Bến Thành, Q.1, TP.HCM
Điện thoại: (028) 3822 1635 - Fax: (028) 3829 1957
Email: pgdcn@cesti.gov.vn
Hoàng Kim
Scroll