Bài giảng- Các phương pháp xử lý chất thải nguy hại

Quản lý nước mặt chảy vào các ô chôn lấp, bãi chôn lấp CTNH Quản lý nước mưa chảy vào các ô chôn lấp Quản lý nước ngầm thấm vào các ô chôn lấp, nước rỉ rác từ ô chôn lấp CTNH vào nước ngầm Quản lý hệ thống thu gom nước rác Quản lý hệ thống thoát khí

pdf69 trang | Chia sẻ: aloso | Ngày: 26/02/2014 | Lượt xem: 4016 | Lượt tải: 13download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng- Các phương pháp xử lý chất thải nguy hại, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 6: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI 1 CÁC PHƯƠNG PHÁPXỬ LÝ CTNH 1 Ph há hĩ h à hĩ lý. ương p p a ọc v a 2. Phương pháp sinh học 3. Phương pháp nhiệt 4. Phương pháp ổn định hĩa rắn 5. Chơn lấp chất thải nguy hại A. Phương pháp hố học và hố lý + Hấp thụ khí + Hấp phụ + Chưng cất + Trích ly ằ+ Xử lý đất b ng phương pháp trích ly bay hơi. PP HẤP THỤ • Khái niệm: Hấp thụ là quá trình xảy ra khi một cấu tử của Chất lỏng vào Dòng khí ra pha khí khuếch tán vào pha lỏng do sự tiế ú iữ h i x    L     y    Gp x c g a a pha khí và lỏng. X   Ltr Y    Gtr Z dZ Chất lỏng ra Dòng khí vào Các phương thức hấp thụ ấ ấ- H p thụ vật lý: dựa trên sự hịa tan của c u tử pha khí trong pha lỏng (tương tác vật lý). Hấ th hĩ h ấ tử t h khí à h lỏ ĩ hả- p ụ a ọc : c u rong p a v p a ng c p n ứng hĩa học với nhau. - Thực tế cĩ 2 phướng án tiến hành QT hấp thụ: Hấp thụ đẳng nhiệt: Tiến hành với sự giải nhiệt pha lỏng nhờ thiết bị làm nguội hấp thụ đoạn nhiệt: khơng trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi, khơng giải nhiệt sinh ra. Quá trình hấp thụ Cơ chế q á trình cĩ thể chia thành 3 bước:u + Khuếch tán các phân tử trong khối khí thải đến bề mặt của chất lỏng hấp thụ. phụ thuộc vào cả 2 hiện tượng khuếch tán: ế ố ồ ề ố• Khu ch tán r i: (làm n ng độ phân tử đ u đặn trong kh i khí) • Khuếch tán phân tử: (làm cho phân tử khí chuyển đoọng về lớp đệm) + Thâm nhập và hịa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ + Khuếch tán chất khí đã hịa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lịng chất lỏng hấp thụ. • Quá trình hấp thụ phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ trong pha khí. Nguyên tắc sử dụng chất hấp thụ • Cĩ đủ khả năng hấp thụ cao. • Cĩ tính chọn lọc cao theo quan hệ với thành phần cần được tách ra. • Cĩ thể cĩ tính bốc hơi nhỏ. • Cĩ những tính chất động học tốt. • Cĩ khả năng hịan nguyên tốt. • Cĩ tính ổn định nhiệt hĩa học. ơ ĩ á ộ ị ề ế ế• Kh ng c t c đ ng ăn m n nhi u đ n thi t bị. • Cĩ giá thành rẻ và dễ kiếm trong sản xuất cơng nghiệp. Xử lý hơi khí thải bằng pp hấp thụ • Xử lý một số loại khí Xử lý SO Lò nung Lò sấy - 2 - Xử lý H2S - Xử lý CS2, và mercaptan (RSH) Vật liệu Tháp hấp thu SO2 - Xử lý các oxit nitơ - Xử lý halogen và các hợp chất của chúng đệm - Xử lý Clo và HCl - Xử lý Brom và các hợp chất của nĩ Dòng khí chứa SO2 Bơm DD Na2CO3 - Xử lý COx PP CHƯNG CẤT    ™ Chưng cấtỈ dùng nhiệtỈ tách một hỗn hợp lỏng raỈ các cấu tử riêng biệt (dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗ h ở ù ộ hiệ độ)n ợp  c ng m t n t .  ™ Chưng bay hơiỈchưng nước thải để các chất hồ tan trong đĩ    cùng bay hơi lên theo nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và các chất bẩn hữu cơ dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng biệt nên dễ dà á h á hấ bẩng t c c c c t n ra. Ỉ Bản chất: dựa trên nhiệt độ sơi khác nhau của các chất lỏng tham  gia. PP CHƯNG CẤT ™ Chưng cất phân đoạn:Ỉ cĩ được một độ tinh khiết cao của phần cất hay để chưng cất nhiều chất khác nhau từ một hỗn hợp.  + nhiệt độ sơi gần nhau Ỉ chưng cất dưới áp suất thấp hơn Ỉ cải thiện bước tách (Ỉnhiệt độ sơi sẽ nằm xa nhau hơn) ™ ấ ố Ỉ ấ ỏ ầ ảChưng c t lơi cu n:  các ch t l ng c n ph i tách hịa tan với nhau  (dd cồn và nước).  + Nếu hỗn hợp là của những chất khơng hịa tan vào nhau (                        ,    nước và dầu)  Ỉ tách các chất lỏng bằng cách lắng và gạn đi. Nhiệt lượng sử dụng cho việc chưng cất ¾ Xác định bởi: + nồng độ chất bẩn trong nước + lượng nhiệt trong hơi ra khỏi tháp + lượng nhiệt trong nước thải trước và sau khi xử lý. l hiệt t h i khỏi thá Lượng nhiệt chi phí =Σ ượng n rong ơ ra p lượng nhiệt cần đun nĩng nước thải từ nhiệt độ ở phần trên tháp tới nhiệt độ nước thải sau khi xử lý ra khỏi tháp. + Nhiệt độ phần trên của tháp: 96-99oC + Nhiệt độ ớ ử lý khỏi thá 101 102 oC nư c sau x ra p: - + Nhiệt độ ở thiết bị trao đổi nhiệt: 95-98 oC Mâm chĩp Mâm xuyên lỗ Tháp đệm Ứng dụng: HT chưng cất chân khơng Cơng nghệ mới của Wine ‐ Tech Group (WTG)  USA: TRÍCH LY A. Nguyên lý Ỉ Tách các chất bẩn hồ tan raỈ bằng cách bổ sung một dung mơi  (chất trích ly) khơng hồ tan vào nước, nhưng độ hồ tan của  chất bẩn trong dung mơi cao hơn trong nước. ™ Phương pháp:  + cho dung mơi vào nước thải Ỉ trộn đều cho tới khi đạt  được trạng thái cân bằng Ỉ lắng.  + Do sự chênh lệch và trọng lượng riêng Ỉ hỗn hợp sẽ phân  ra hai lớp Ỉ dễ tách biệt chúng ra bằng phương pháp cơ học. ¾Trong cơng nghệ xử lý nước thải dung mơi được            ,        chia thành 2 nhĩm (theo khả năng hồ tan các  chất bẩn trong các dung mơi):          + Nhĩm để thu hồi một loại chất bẩn hoặc  một số nhỏ các chất bẩn cùng loại              + Nhĩm để thu hồi phần lớn các tạp chất bẩn  trong nước thải    . ¾Nếu trích ly một lần khơng tách hết chất bẩn ra                      khỏi nướcỈ trích ly nhiều lần (phương pháp  gián đoạn theo chu kỳ + một lượng nước tiếp xúc                      với một hoặc nhiều đợt dung mơi tinh khiết mới). Trích ly hĩa học và ngâm triết Ỉ xử lý các chất thải độc hại bằng phản ứng hĩa học với dung dịch                              trích ly.  vd: Muối kim loại nặng ít tan cĩ thể được trích ly bởi phản ứng  ới i H hv   on  + n ư sau: PbCO3 + H+→ Pb2+ + HCO3‐ Ỉ Các dung dịch trích ly:  ƒ AxítỈ hịa tan các hợp chất hữu cơ kiềm (amine và aniline) ấ+ khơng dùng axít trích ly các ch t cĩ chứa cyanide hoặc  sulfide. + Các axít yếu ít độc thường hay được sử dụng: axít acetic  CH3COOH và muối axít NaH2 PO4. Phương pháp trích ly liên tục Sơ đồ trích ly một bậc hoạt động liên tục Phương pháp trích ly liên tục          Sơ đồ trích ly nhiều bậc ngược dịng Trích ly bằng bay hơi  Ỉ Xử lý chất thải độc hại cĩ khả năng bay hơi cao                      Ỉ Áp dụng xử lý đất bị nhiễm các chất thải độc hại dễ bay hơi: + bơm khí vào giếng và hút chúng ra ở giếng khác                      + các chất khí sẽ mang theo các cấu tử độc hại dễ bay hơi. + Khí hút ra được xử lý bằng hấp phụ bởi than hoạt tính  hay bằng các phương pháp khác.  Ỉ Áp dụng cho các chất như chloromethane, chloroethane,  chloroethylene benzene toluene xylene,  ,  ,  … Rửa đất Ỉ làm sạch đất bị nhiễm các chất thải độc hại. Quá trình cĩ thể diễn ra tại chỗ: ớ đ b à à hú á ì h ộ h (fl h )+ nư c ược ơm v o v t ra – qu tr n gi i sạc us ing .  + Khi quá trình diễn ra bên ngồi: đất được lấy lên và rửa – quá trình rửa sạch (washing). ¾ Chất lỏng dùng để xử lý phụ thuộc vào loại chất ơ nhiễm cần xử lý ¾ Đất ơ nhiễm cĩ thể hịa tan, tạo nhũ hay phản ứng hĩa học. ¾ Các chất vơ cơ được xử lý bằng phương pháp này: các muối kim loại  nặng; các chất hydrocabon thơm; các halogen hữu cơ nhẹ. B Xử lý CTNH bằng pp Sinh học.              Sử dụng Vi sinh vật để phân huỷỈ biến đổi chất hữu cơ trong chất thảiỈ giảm nguy cơ gây ơ nhiễm ơi t ờm rư ng. ™ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học                  9 N ồ ă l à ồ hấtgu n n ng ượng v ngu n cơ c . 9 Quá trình enzym 9 Tính cĩ thể phân huỷ sinh học của cơ chất 9 Tính ức chế và độc tính của cơ chất đối với vi sinh vật 9 Cộng đồng vi sinh vật Các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng việc kiểm sốt và ìduy tr lượng VSV ƒ Kim loại nặng ƒ Độ ẩm Nhiệt độƒ ƒ pH ƒ Chất dinh dưỡng ƒ Nhu cầu oxy ƒ Nguồn cacbon Các loại hệ thống xử lý + Các loại hệ thống thơng thường: bùn lơ lửng, hiếu khí, kỵ khí. + Xử lý tại nguồnỈ xử lý nước ngầm và đất ơ nhiễm + Xử lý bùn lỏngỈ xử lý bùn với hàm lượng cặn từ 5 – 50%. Xử lý d ắ Ỉ ử lý bù à hấ ắ ĩ độ ẩ hấ+ ạng r n x n v c t r n c m t p. 5 bước phân tích cần tuân thủ + Nghiên cứu mức độ ơ nhiễm và chế độ dịng chảy của tầng nước ngầm tại khu vực ơ nhiễm. + Đánh giá tính khả thi. + Nghiên cứu chi tiết các đặc tính của vùng đất bị ơ nhiễm + Phân tích các thơng số lý hố để phân biệt quá trình sinh học là vơ tính hay hữu tính. + Đánh giá sinh học để xác định hiệu quả của quá trình. Xử lý bùn lỏng --> chất thải được đảo trộn với nước trong thiết bị trộn để tạo dạng sệtỴ + đồng nhất khối chất thải + phá vở các hạt + tăng quá trình giải hấp. + tăng cường khả năng tiếp xúc giữa VSV và chất ơ nhiễm. + tăng cường khơng khí + giúp chất ơ nhiễm bay hơi nhanh hơn. Các yếu tố ảnh hưởng hiệu quả của quá trình                  ™ Quá trình xử lý sơ bộ ™ Quá trình giải hấp ™ Nồng độ của chất rắn trong bể phản ứng ™ Thiết kế thiết bị khuấy trộn ™ Thời gian lưu Xử lý dạng rắn Ỉ xử lý chất thải cĩ hàm lượng ẩm thấp hay khơ . Ỉ Gồm 3 loại chính: + Sử dụng đất như là một bể phản ứng: chất thải được trộn với đất bề mặt. + Composting: VSV phân huỷ chất thải hữu cơ thành phân hữu cơ. + Heaping: kết hợp hai quá trình trên PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ¾ Xử lý CTNH khơng thể chơn lấp mà cĩ khả năng cháy ¾ Áp dụng cho tất cả các dạng chất thải rắn, lỏng, khí Ưu điểm ¾ Phân hủy hồn tồn CT hữu cơ (hiệu quả đến 99,9999%) ¾ Thời gian xử lý nhanh ỏ¾ Diện tích cơng trình nh gọn Nhược điểm ¾ Khi đốt CT hữu cơ cĩ chứa clo cĩ thể sinh ra khí độc (dioxin và furan) Để hạn chế sự hình thành ioxin và furan, ta khống chế nhiệt độ trong lị đốt 2 cấp. Nhiệt độ buồng thứ cấp được duy trì>1200oC. Sau đĩ, khí thải được giảm nhiệt độ ngay lập tức xuống <200oC trước khi đưa qua HTXL khí thải. PHƯƠNG PHÁPNHIỆT Các thiết bị đốt bao gồm: ¾ Lị đốt chất lỏng ¾ Lị đốt thùng quay ¾ Lị đốt ghi cố định ¾ Lị đốt tầng sơi ¾ Lị xi măng ¾ Lị hơi 1. Lị đốt chất lỏng PHƯƠNG PHÁP NHIỆT => Đốt chất thải hữu cơ nguy hại cĩ thể bơm được, cĩ thể kết hợp đốt chất thải nguy hại dạng khí. Các chất thải: Dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo, chất hữu cơ khác & chất thải nhiễm dầu PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 1. LỊ ĐỐT CHẤT LỎNG Ưu điểm ¾ Đốt được nhiều chất thải lỏng nguy hại ¾ Khơng yêu cầu lấy tro thường xuyên ¾ Thay đổi nhiệt độ nhanh chĩng theo tốc độ nhập liệu ¾ Chi phí bảo trì thấp Nhược điểm ¾ Chỉ áp dụng được với các chất lỏng cĩ thể nguyên tử hĩa ¾ Cần cung cấp để quá trình cháy được hồn tất và tránh ngọn lửa tác động lên gạch chịu lửa ¾ Dễ bị h t bé h khi hất thải lỏ ĩ ặng ẹ c p un c ng c c n PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 2 LỊ ĐỐT THÙNG QUAY. - Đốt chất thải rắn, bùn,khí và chất lỏng - Loại chất thải: dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo, chất hữu cơ khác, chất thải nhiễm dầu, PCB & đất ơ nhiễm PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LỊ ĐỐT THÙNG QUAY- • gồm bộ phận nạp liệu, bộ phận cấp khí, lị quay, ồ ố ấ ếbu ng đ t thứ c p và thi t bị gom tro. • Khí đi ra từ buồng đốt thứ cấp được dẫn qua hệ thống xử lý và được quạt đưa lên ống khĩi. • Lị quay bao gồm một buồng đốt hình trụ, bên trong cĩ lĩt gạch chịu lửa đặt trên các bánh răng truyền động và quay với tốc độ 3 5 vịng/phút – theo trục dọc của nĩ. • Độ nghiêng của lị từ khoảng 3o – 5o theo chiều từ đầ hậ liệ đế đầ thá t à d ậ hất thảiu n p u n u o ro v o v y c cĩ thể chuyển động song phẳng theo phương ngang và theo phương bán kính của lị. PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 2. LỊ ĐỐT THÙNG QUAY Ưu điểm ¾ Áp dụng cho cả chất thải rắn và lỏng ¾ Cĩ hể đố iê hấ lỏ à CT ắ h ặ kế h đố ả hấ ắ à hất t r ng c t ng v r n o c t ợp t c c t r n v c t lỏng. ¾ Khơng bị nghẹt gỉ (vỉ lị) do cĩ quá trình nấu chảy ¾ Cĩ thể nạp chất thải ở dạng thùng hoặc khối ¾ Linh động trong cơ cấu nạp liệu ¾ Cung cấp cĩ khả năng xáo trộn chất thải và khơng khí cao ¾ Quá trình lấy tro liên tục mà khơng ảnh hưởng đến quá trình cháy ¾ Kiểm sốt được thời gian lưu của chất thải trong thiết bị ¾ Cĩ thể nạp chất thải trực tiếp mà khơng cần xử lý sơ bộ gia nhiệt chất thải ¾ Cĩ thể vận hành ở nhiệt độ trên 1400OC Nhược điểm ¾ Chi phí đầu tư cao ¾ Vậ hà h hứ tn n p c ạp ¾ Yêu cầu lượng khí dư lớn do thất thốt qua các khớp nối ¾ Thành phần tro trong khí thải ra cao LỊ ĐỐT GHI/VỈ CỐ ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 3. => Đốt chất thải rắn, bùn,khí và chất lỏng Sơ đồ buồng đốt thứ cấp          Các chất thải: dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo, chất hữu cơ khác & đất ơ nhiễm 3 LỊ ĐỐT TẦNG SƠI PHƯƠNG PHÁP NHIỆT . Đốt chất bùn, khí và chất lỏng Sơ đồ b ồ đốt tầ ơi u ng ng s PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ố ầLị đ t t ng sơi Các chất: dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo, chất hữu cơ khác, chất thải nhiễm dầu & PCB Ưu điểm ¾ Cĩ thể đốt được cả ba dạng CT rắn, lỏng và khí ¾ Thiết kế đơn giản và hiệu quả nhiệt cao ¾ Nhiệt độ khí thải thấp và lượng khí dư yêu cầu nhỏ ¾ Hiệu quả đốt cao do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn ¾ Lượng nhập liệu khơng cần cố định Nhược điểm ¾ Khĩ tách phần khơng cháy được ¾ Lớp dịch vận chuyển phải được tu sửa và bảo trì ¾ Cĩ khả năng phá vỡ lớp đệm ¾ Nhiệt độ đốt bị khống chế bởi nếu cao hơn 815oC cĩ khả năng phá vỡ lớp đệm ¾ Chưa được sử dụng nhiều trong xử lý CTNH PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LỊ ĐỐT XI MĂNG => Dạng lị đốt thùng quay ⇒ Ưu điểm giĩng lị đốt thùng quay, cĩ lợi hơn là tậ d đ l hiệt hát i h d t đốt CTn ụng ược ượng n p s n o q => Dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen, chất hữu cơ chứa clo, chất hữu cơ khác, chất thải nhiễm dầu & PCB PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 6. LỊ HƠI ⇒ Chất thải cĩ nhiệt trị cao được sử dụng như là nhiên liệu cho lị hơi. ⇒ Lưu ý đến vấn đề xử lý khí thải của QT đốt để trách việc ình thành các sp phụ là các khí độc hại. => Các chất thải: Dung mơi hữu cơ cĩ chứa halogen, d/m hữu cơ khơng chứa holagen chất hữu cơ chứa clo & chất hữu cơ khác, PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Khái niệm ¾ Ổn định và hĩa rắn: quá trình làm tăng các tính chất vật lý của chất thải, giảm khả năng phát tán vào mơi trường hay giảm tính độc hại của chất ơ nhiễm ¾ Ổn định: trộn chất thải với chất thêm vào để giảm tới mức tối thiểu khả năng phát tán của chất nguy hại ra khỏi khối chất thải và giảm tính độc hại của chất thải ¾ Hĩa rắn: sử dụng các chất phụ gia làm thay đổi bản chất vật lý của chất thải (tính kéo, nén hay độ thấm) PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Phạm vi ứng dụng ¾ Xử lý chất thải nguy hại ¾ Xử lý chất thải từ quá trình khác (tro từ quá trình nhiệt) ¾ Xử lý đất bị ơ nhiễm với hàm lượng cao M đí h Giả tí h độ h i à tí h di độ ủ hất thảiục c : m n c ạ v n ng c a c PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN CƠ CHẾ • Cĩ rất nhiều cơ chế khác nhau xảy ra trong quá trình ổn định chất thải, tuy nhiên quá trình ổn định chất thải đat kết quả tốt khi thực hiện được một trong các cơ chế sau: ¾ Bao viên ở mức kích thước lớn ¾ Bao viên ở mức kích thước nhỏ ¾ Hấp thụ ¾ Hấp phụ ¾ Kết tủa ¾ Khử độc hế PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Cơ c Bao viên ở mức kích thước lớn Bao viên ở mức kích thước nhỏ ¾ Thành phần nguy hại bị bao bọc vật lý trong một khuơn cĩ kích thước nhất định, ở dạng khơng ¾ Thành phần nguy hại bị bao bọc ở cấu trúc tinh thể của khuơn đĩng rắn ở quy mơ rất nhỏ liên tục ¾ Thành phần nguy hại cĩ thể phát tán ra ngồi nếu tính tồn ¾ Tốc độ phân tán của thành phần nguy hại phụ thuộc kích thước bị vỡ theo thời gian của viên bao thể của nĩ bị phá vỡ ¾ Tính bền tăng theo loại và năng lượng tiêu tốn để trộn và đĩng ¾ Độ bền tăng khi chi phí năng lượng cho việc trộn và đĩng viên tăng viên PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Cơ chế • Hấp thụ: là quá trình đưa chất thải nguy hại ở dạng lỏng vào bên trong chất hấp thụ. Các chất hấp thụ hay được sử dụng là: đất, xỉ than, bụi lị nung xi măng, bụi lị nung vơi, các khống (bentonite, cao lanh, vermiculite và zeolite), mùn cưa, cỏ khơ và rơm khơ • Hấp phụ: là quá trình giữ chất nguy hại trên bề mặt của chất hấp phụ để chúng khơng phát tán vào mơi trường. Khơng giống như quá trình phủ đĩng viên ở trên, khi thực hiện cơ chế này, khối chất rắn khi bị vỡ ra hất h i ĩ thể th át ài Để đĩ ắ á hất thải hữ đấtc nguy ạ c o ra ngo . ng r n c c c u cơ sét biến tính thường được sử dụng. Đất sét loại này là đất sét được biến đổi bằng cách thay các cation vơ cơ được hấp phụ trên bề mặt đất sét bằng cation hữu cơ mạch dài để tạo đất sét organophilic Các phân tử. nguy hại sẽ bị hấp phụ vào thạch cao và chúng khơng thể thốt ra mơi trường. PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN hếcơ c ¾ Kết tủa: kết tủa các thành phần nguy hại trong chất thải thành dạng ổn định hơn Các chất kết tủa là các thành phần của chất dùng để hĩa rắn như hydroxít, sulfua, silica, carbonate và phosphate. Quá trình này được sử dụng để đĩng rắn các chất thải nguy hại vơ cơ như bùn hydroxýt kim loại. Ví dụ carbonate kim loại thường ít tan hơn hydroxýt kim loại. Với pH cao, phản ứng hĩa học sẽ xảy ra và tạo thành carbonate kim loại từ hydroxýt kim loại theo phản ứng như sau: Me(OH)2+ H2CO3→ MeCO3 + H2O • Tính vĩnh cửu của carbonate kim loại phụ thuộc vào một số yếu tố trong đĩ cĩ pH Ở mơi trường pH thấp kim loại vẫn cĩ thể bị hịa tan lại và nĩ. , cĩ thể thốt tự do ra ngồi mơi trường. ¾ Khử độc: là quá trình chuyển hĩa hĩa học xảy ra trong quá trình ổn định hĩa rắn (Cr Vi Ỉ Cr III) Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Xi măng • Thơng dụng: xi măng pooclang được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp đá vơi ới h h (h ặ hấ ili khá ) lị hiệ độ Lịv t ạc cao o c c t s cat c  trong nung n t cao.  nung tạo ra Lin‐ke, đĩ là hỗn hợp của canxi, silic, nhơm và oxít sắt. Thành phần chính là các silicat can xi (3CaO.SiO2 và 2CaO.SiO2) ¾ Quá trình: hydrat hĩa xi măng xi măng + CTNH + H2O Ỉ khối giống quặng, cứng ¾ Phản ứng hĩa học: ¾ Ưu điểm: giá rẻ, thiết bị đơn giản, trung hịa tốt các chất cĩ tính acid do đặc tính kiềm cao của xi măng, đĩng rắn chất vơ cơ chứa KLN • Nhược điểm: một số thành phần trong chất thải cĩ thể gây ảnh hưởng đến quá ắtrình hydrate hĩa và qúa trình l ng đọng và đơng cứng của ximăng làm cho cấu trúc kém bền. Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN • Puzolan: là một chất mà cĩ thể phản ứng với vơi cĩ trong nước để tạo thành vật liệu cĩ tính chất như xi măng. Phản ứng giữa nhơm-silic, vơi và nước sẽ t thà h ột l i ả hẩ h ữ à đ i là ữ l Cá ậtạo n m oạ s n p m n ư v a v ược gọ v a pozzo an. c v liệu puzzolan bao gồm xỉ than, xỉ lị và bụi lị xi măng. • Xỉ than là loại puzzolan hay được dùng nhất, thành phần phổ biến của nĩ là 45% SiO2 25% Al2O3 15% F 2O3 10% C O 1% M O 1% K2O 1%N 2O , , e , a , g , , a và 1% SO3 ¾ Quá trình: ấ ể ắCTNH + vơi + hợp ch t silic + nướcỈ th r n • Ưu điểm: thích hợp ổn định asen, cadimi, crom, đồng, sắt, chì, magie, selen, kẽm trong bùn thải, khi sử dụng xỉ than để đĩng rắn chất thải, thành phần carbon khơng cháy trong xỉ cĩ thể hấp thụ các chất hữu cơ trong chất thải, do vậy xỉ than cịn cĩ tác dụng tốt để đĩng rắn cả chất thải hữu cơ. ấ ể ổ ắ PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Các ch t phụ gia thường dùng đ n định hĩa r n CTNH • Silicat dễ tan các thành phần silicat bị axít hĩa thành các dung dịch monosilic và nĩ mang các thành phần kim loại trong chất thải vào dung dịch Hỗn hợp thủy tinh lỏng và xi măng: thành phần cơ bản để đĩng rắn CTNH hiệu quả để đĩng rắn bùn thải chứa chì đồng kẽm nồng độ cao, , , ấ ể ổ ắ PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Các ch t phụ gia thường dùng đ n định hĩa r n CTNH • Đất sét hữu cơ biến tính: là đất sét tự nhiên đã được biến tính hữu cơ để trở thành đất sét organophilic. Đặc tính này khác biệt hẳn với đất sét tự nhiên cĩ đặc tính organophobic. • Quá trình làm biến tính được thực hiện qua việc thay thế các cation bên trong tinh thể đất sét bằng các cation hữu cơ, hay dùng nhất là các ion NH4+. Sau quá trình thay thế này, các phân tử hữu cơ bị hấp phụ vào bên trong cấu trúc của đất sét. • Các loại đất sét hữu cơ biến tính được đưa vào chất thải trước để nĩ tác dụng với các thành phần hữu cơ. Các chất kết dính được đưa vào sau để làm cứng và đĩng rắn chất thải. • Ưu điểm: đĩng rắn bùn cĩ tính acid. tỷ lệ khối lượng dùng cĩ thể là 1,0/0,4/0,25 cho bùn/chất hấp phụ/chất kết dính PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH Các polyme hữu cơ ¾ Ổn định hĩa CTNH bằng quá trình polyme hữu cơ bao gồm quá trình khuấy trộn monomeỈ bao bọc các chất rắn của CTNH ¾Ưu điểm: tạo ra vật liệu mới cĩ khối lượng riêng thấp hơn so với vật liệu được tạo ra từ quá trình đĩng rắn bằng các vật liệu khác PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH Nhiệt dẻo ¾ Vật liệu nhiệt dẻo nấu chảy ở nhiệt độ cao + CTNH Ỉ ổn định ¾ Vật liệu nhiệt dẻo: nhựa đường, paraphin, polyethylen, lưu huỳnh,… ¾ Ứ d hĩ ắ hất thải hĩ iá ẻ hĩ ắ hất hữ ầng ụng: a r n c p ng xạ, g r , a r n c u cơ c n kiểm sốt khí phát tán • Nếu sử dụng nhựa đường thì cĩ thể sử dụng tỉ lệ chất thải:nhựa đ ờ t kh ả 1 1 đế 1 2 Kỹ th ật à h đ ử d để hĩư ng rong o ng : n : . u n y ay ược s ụng a rắn chất thải phĩng xạ do giá rẻ. Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hĩa rắn CTNH PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN Yêu cầu kỹ thuật PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN XỈ THAN ¾ Chất lượng xỉ than Silic: 60-65% Nhơm: 25-30% Ca, Na: 5% ¾ Quá trình đĩng rắn pH bùn: khoảng 10 ố ấKh i lượng ch t thải/xỉ than: 1/6 – 1/8 Áp lực nén đĩng viên: 50 kg/cm2 XI MĂNG Xi măng pooclang: hỗn hợp chất thải/xi măng, nước: 0,3 Xi măng puzolan: hỗn hợp chất thải/xi măng nước: 0 5 , , Thử nghiệm đánh giá chất lượng PP ỔN ĐỊNH HĨA RẮN ¾ Đánh giá khả năng rị rỉ của chất nguy hại vào mơi trường sau khi hĩa ắ bằ h há TCLPr n ng p ương p p : Khối rắn Ỉ nghiền Ỉ sàng (9,5mm) Ỉ trộn với acid acetic (lỏng:rắn = 20:1) Ỉ trích ly (30 vịng/phút ở 22oC trong 18giờ)Ỉ lọc (giấy lọc thủy tinh 0,6 – 0 8µm)Ỉ phân tích chất ơ nhiễm trong nước lọc, ¾ Thử bằng giấy lọc sơn: đánh giá lượng nước tự do cĩ trong CTNH. Chất lỏng đi qua giấy lọc trong 5pỈ chất thải cịn chứa chất lỏng tự doỈ xử lý trước khi chơn lấp ¾ Thử bằng các tính chất vật lý: độ ẩm khối lượng riêng sự phân bố kích , , thước hạt, sức căng, độ nén, độ bền dẻo CHƠN LẤP CTNH    Các chất thải nguy hại được chơn trong bãi chơn lấp cần đáp ứng các tiêu chuẩn sau: • Chỉ cĩ chất thải vơ cơ (ít hữu cơ) ề ấ• Ti m năng nước rỉ rác th p • Khơng cĩ chất lỏng Khơng cĩ chất nổ• • Khơng cĩ chất phĩng xạ • Khơng cĩ lốp xe • Khơng cĩ chất thải lây nhiễm CHƠN LẤP CTNH    Thơng thường các chất thải nguy hại thường được chơn lấp bao gồm: • Chất thải kim loại cĩ chứa chì ấ ầ• Ch t thải cĩ thành ph n thủy ngân • Bùn xi mạ và bùn kim loại Chất thải amiăng• • Chất thải rắn cĩ xyanua • Bao bì nhiễm bẩn và thùng chứa bằng kim loại • Cặn từ quá trình thiêu đốt chất thải CHƠN LẤP CTNH Các chất thải bị cấm chơn lấp trực tiếp Dung dịch hoặc vật liệu chứa chất lỏng Chất oxy hĩa, peroxite hữu cơ Bao bì rỗng trừ khi đã làm giảm thể tích Chất gây nổ, chất rắn dễ bắt cháy, chất phản ứng với nước NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHƠN LẤP CTNH ‐ Thiết kế các ngăn chơn lấp  riêng hay đê ngăn nhằm tránh  sự kết hợp các chất khí khi cĩ  rị rỉ  ‐ Cấu tạo lớp lĩt đáy và che phủ  bề mặt được lựa chọn tùy  thuộc địa hình, địa chất CHƠN LẤP CTNH Các yêu cầu khi lựa chọn địa điểm bãi chơn lấp ‐ Địa điểm phải được xác định căn cứ theo quy hoạch đã được cơ quan cĩ thẩm quyền phê d ệtuy ‐ Phải đủ diện tích, thể tích đáp ứng yêu cầu chơn lấp tối thiểu từ 15 đến 20 năm ‐ Ngồi ra cịn các yếu tố: địa lý, địa hình, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình, văn hĩa, xã hội, luật pháp, cơng đồng, khỏang cách vận chuyển, các yếu tố khác… CHƠN LẤP CTNH Các yêu cầu khi lựa chọn mơ hình bãi chơn lấp - Loại và lượng CTNH - Địa hình - Diện tích khu đất cho phép - Địa tầng và tính thấm - Chiều sâu và độ dốc mực nước ngầm - Các nguyên liệu sẵn cĩ hợp lý - Khả năng kiểm sốt nguy cơ rị rỉ - Cảnh quan khu vực Ấ CHƠN LẤP CTNH CÁC BƯỚC LỰA CHỌN BÃI CHƠN L P Thu thập tài liệu, thơng tin liên quan Phân tích, xem xét các yếu tố liên quan với sự tham gia của ban ngành, cơng đồng Điều tra, khảo sát địa hình, địa chất thủy văn, địa chất cơng t ì h à á ế tố liêr n v c c y u n quan L h ị t í bãi hơ lấựa c ọn v r c n p CHƠN LẤP CTNH QUẢN LÝ BÃI CHƠN LẤP CTNH 1. Quản lý nước mặt chảy vào các ơ chơn lấp, bãi chơn lấp CTNH 2. Quản lý nước mưa chảy vào các ơ chơn lấp 3. Quản lý nước ngầm thấm vào các ơ chơn lấp, nước rỉ rác từ ơ  hơ lấ CTNH à ớ ầc n  p   v o nư c ng m 4. Quản lý hệ thống thu gom nước rác 5 Quản lý hệ thống thốt khí.           QUY TẮC VẬN HÀNH BÃI CHƠN LẤP CHƠN LẤP CTNH • Xử lý chất thải trước khi chơn lấp • Trong khi họat động cần kiểm sốt tác nhân gây bệnh, khí sinh  ra, nước rị rỉ, nước chảy tràn, nước thấm. ắ• Quan tr c mơi trường • Xây dựng, thực hiện tu bổ, nâng cấp bãi chơn lấp và chương  trình ứng cứu    • Thực hiện bảo trì, bảo dưỡng, kiểm sốt sau khi đĩng bãi CHƠN LẤP CTNH VẬN HÀNH BÃI CHƠN LẤP 1 Vận chuyển CTNH vào bãi chơn lấp.              2. Phân loại CTNH 3. Đưa CTNH vào ơ chơn lấp            4. Làm giảm thể tích CTNH trong ơ chơn lấp 5. Tạo lớp phủ CTNH trong ơ chơn lấp 6. Vận hành, bảo dưỡng trang thiết bị QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG CHƠN LẤP CTNH 1. Quan trắc các biến động vật lý 2 Q ắ ớ á ị ỉ.  uan tr c nư c r c r  r 3. Quan trắc sự rị rỉ 4 Quan trắc nước ngầm.        5. Quan trắc  khí rác bốc hơi 6. Giám sát chung PHỊNG NGỪA ỨNG CỨU SỰ CỐ CHƠN LẤP CTNH   ,        ‐ Trang bị đầy đủ trang thiết bi phương, tiện ứng cứu. ‐ Cĩ hệ thống biển báo, hướng dẫn ở khu vực cần thiết ‐ Trang bị bảo hộ lao động Cĩ các kế hoạch địa điểm sơ tán trang‐ , thiết bị khi cĩ sự cố ‐ Trang bị kiến thức, tập huấn cho các thành viên.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfbài giảng- CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI.pdf
Tài liệu liên quan