Luận văn Nghiên cứu đánh giá công nghệ xử lý chất thải nguy hại bằng lò đốt tại Việt Nam

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu đánh giá công nghệ xử lý chất thải nguy hại bằng lò đốt tại Việt Nam

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Thanh Giang NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI BẰNG LÒ ĐỐT TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Thanh Giang NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI BẰNG LÒ ĐỐT TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội - 2014
3. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 3 1.1. Tổng quan về CTNH 3 1.1.1. Định nghĩa 3 1.1.2. Nguồn và phân loại chất thải nguy hại 4 1.1.3. Ảnh hưởng của chất thải nguy hại đến môi trường 5 1.2. Quản lý CTNH 7 1.3. Một số công nghệ xử lý CTNH 9 1.3.1. Hiện trạng một số công nghệ xử lý CTNH điển hình ở Việt Nam . 9 1.3.1.1. Công nghệ lò đốt 9 1.3.1.2. Chôn lấp CTNH 12 1.3.1.3. Hóa rắn (bê tông hóa) 14 1.3.1.4. Tái chế dầu thải 14 1.3.1.5. Xử lý bóng đèn thải 16 1.3.1.6. Xử lý chất thải điện tử 17 1.3.1.7. Phá dỡ, tái chế ắc quy chì thải 18 1.3.1.8. Bể đóng kén 19 1.3.1.9. Các công nghệ khác 20 1.3.2. Một số công nghệ xử lý chất thải nguy hại trên thế giới 20 1.4. Tổng quan về đánh giá công nghệ 21 1.4.1. Tổng hợp các nghiên cứu về các tiêu chí và quy trình đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý chất thải nói chung trên thế giới 21 1.4.2. Các quy định pháp lý về đánh giá công nghệ xử lý chất thải tại Việt Nam 25 1.4.3. Một sốhướng dẫn về đánh giá công nghệ xử lý chất thải tại Việt Nam 28 1.4.4. Tổng hợp và ềđ xuất tiêu chí đánh giá công nghệ lò ốđ t 28 CHƯƠNG 2 33 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 33 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 33 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.2.1. Phương pháp khảo sát hiện trường 33 2.2.2. Phương pháp thống kê 34
4. 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu tài liệu 34 2.2.4. Phương pháp kế thừa 34 2.2.5. Phương pháp chuyên gia 34 2.2.6. Áp dụng bộ tiêu chí để đánh giá công nghệ 34 CHƯƠNG 3 37 3.1. Đánh giá diễn biến CTNH ở Việt Nam 37 3.1.1. Hiện trạng phát sinh và thu gom chất thải nguy hại ở Việt Nam 37 3.1.2. Đánh giá diễn biến CTNH của Việt Nam 39 3.2. Hiện trạng công nghệ lò đốt CTNH đã được cấp phép tại Việt Nam . 42 3.2.1. Công nghệ lò đốt CTCNNHđã được cấp phép hoạt động 43 3.2.2. Hiện trạng công nghệ lò đốt CTYTNH 47 3.3. Đánh giá các công nghệ lò ốđ t CTNH tại Việt Nam 48 3.3.1. Đánh giá nhóm công nghệ lò ốđ t CTCNNH 48 3.3.1.1. Công nghệ lò đốt CTCNNHmột cấp 48 3.3.2. Đánh giá nhóm công nghệ lò ốđ t CTYTNH 77 3.4. Xu thế áp dụng công nghệ mới trong thiêu đốt CTNH 93 3.5. Đề xuất công nghệ đốt phù hợp điều kiện Việt nam 94 KẾT LUẬN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 1 DANH SÁCH CÁC ĐƠN VỊ DO TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG CẤP PHÉP 99 PHỤ LỤC 2MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ LÒ ĐỐT 108
5. DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT TÊN VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT Tên viết tắt Tên đầy đủ CTNH Chất thải nguy hại CTCNNH chất thải công nghiệp nguy hại CTYTNH chất thải y tế nguy hại EDTA Ethylendiamin tetraacetic acid THC Tổng hydrocacbon S Giây TÊN VIẾT TẮT TIẾNG ANH Tên viết tắt Tên đầy đủ EDTA Ethylendiamin tetraacetic acid EnTA Environmental Technology Assessment Environmental Technology Verification - Phê ETV duyệt công nghệ môi trường HbCO carboxylhemoglobyl HbO2 oxyhemoglobin PAN Peroxyl AcetalNitrate PAH Polycyclic Aromatic Hydrocarbon PCB Polychlorinated Biphenyl
6. DANH MỤC CÁC BẢNG Tên Bảng Trang Bảng 1.1. Một số công nghệ xử lý CTNH đã được Tổng cục Môi 9 trường cấp phép hoạt động Bảng 1.2. Lợi ích mô hình EnTA 23 Bảng 1.3. Hệ thống các tiêu chí đánh giá và thang điểm đánh giá 28 sự phù hợp của công nghệ lò đốt Bảng 1.4. Điều kiện áp dụng công nghệ lò đốt 32 Bảng 3.1. Tình hình phát sinh và thu gom CTNH năm 2011 37 Bảng 3.2. Danh mục lò đốt CTCNNH đã được Tổng cục Môi trường 43 cấp phép Bảng 3.3. Kết quả phân tích khí thải lò đốt một cấp 48 Bảng 3.4. Kết quả phân tích tro xỉ lò đốt một cấp 48 Bảng 3.5. Kết quả đánh giá công nghệ lò đốt CTCNNH một cấp 48 Bảng 3.6. Kết quả phân tích khí thải lò đốt hai cấp tĩnh 57 Bảng 3.7. Kết quả phân tích tro xỉ lò đốt hai cấp tĩnh 57 Bảng 3.8. Kết quả đánh giá lò đốt hai cấp tĩnh 57 Bảng 3.9. Kết quả phân tích khí thải lò đốt hai cấp quay 67 Bảng 3.10. Kết quả phân tích tro xỉ lò đốt hai cấp quay 67 Bảng 3.11. Kết quả đánh giá lò đốt hai cấp quay 67 Bảng 3.12. Kết quả đánh giá công nghệ lò đốt CTYTNH hai cấp 75 không có hệ thống xử lý khí thải Bảng 3.13. Kết quả phân tích khí thải lò đốt CTYTNH có hệ thống xử 82 lý khí thải Bảng 3.14. Kết quả phân tích tro xỉ lò đốt CTYTNH có hệ thống xử lý 83 khí thải Bảng 3.15. Kết quả đánh giá công nghệ lò đốt CTYTNH có hệ thống 83 xử lý khí thải
7. DANH MỤC HÌNH Tên Hình Trang Hình 1.1. Lò đốt CTNH 12 Hình 1.2. Hầm chôn lấp CTNH 13 Hình 1.3. Máy trộn bê tông và máy ép gạch block để hoá rắn CTNH 14 Hình 1.4. Hệ thống chưng dầu thải phân đoạn (trái) và chưng đơn giản 16 (phải) Hình 1.5. Thiết bị xử lý bóng đèn thải 17 Hình 1.6. Dây chuyền nghiền bản mạch điện tử (trái) 17 và bàn phá dỡ đơn giản (phải) Hình 1.7. Dây chuyền phá dỡ ắc quy chì thải cơ giới hoá 19 Hình 1.8. Bể đóng kén 20 Hình 3.1. Đồ thị tỷ lệ phát sinh CTCNNH nguy hại tại 6 vùng trong cả 40 nước Hình 3.2. Đồ thị tỷ lệ phát sinh CTYTNH nguy hại tại 6 vùng trong cả 40 nước Hình 3.3. Lượng CTCNNH phát sinh và thu gom, xử lý năm 2011 41 Hình 3.4. Lượng CTYTNH phát sinh và thu gom, xử lý năm 2011 41 Hình 3.5. Lò đốt CTNH công suất 1.000 kg/h 45 Hình 3.6. Lò đốt CTNH công suất 500 kg/h 45 Hình 3.7. Sơ đồ lò đốt CTNH có buồng đốt sơ cấp dạng quay 46 Hình 3.8. Lò thiêu đốt CTYTNH 46 Hình 3.9. Sơ đồ khối lò đốt một cấp 47 Hình 3.10. Sơ đồ công nghệ lò đốt tĩnh hai cấp 55 Hình 3.11. Sơ đồ công nghệ lò đốt hai cấp quay 66 Hình 3.12. Sơ đồ khối lò đốt hai cấp không có hệ thống xử lý khí thải 75 Hình 3.13. Sơ đồ khối lò đốt CTYTNH hai cấp 82
8. Hình 3.14. Lò đốt theo công nghệ plasma 89 Hình 3.15. Sơ đồ khối lò đốt hai cấp quay 92 Hình 3.16. Sơ đồ khối lò đốt hai cấp tĩnh 94
9. MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của công nghiệp, lượng chất thải rắn tạo ra ngày càng nhiều, đặc biệt là các CTNH. Khác với các loại chất thải khác, CTNH không thể xử lý theo các phương pháp thông thường như chôn lấp tại bãi rác sinh hoạt, làm phân hữu cơ do đặc tính nguy hại của chúng. Vì vậy,CTNHphải được phân loại, thu gom và xử lý theo công nghệ riêng, phù hợp với đặc tính của từng loại CTNH. Việc đánh giá công nghệ xử lý CTNH bằng phương pháp thiêu đốt tại Việt Nam sẽ giúp các nhà quản lý môi trường và các doanh nghiệp lựa chọn được công nghệ xử lý CTNH vừa hiệu quả về mặt kinh tế, đảm bảo an toàn về mặt môi trường và xã hội, phù hợp với tình hình phát triển kinh tế, xã hội của Việt Nam. Công nghệ xử lý CTNH của Việt Nam trong những năm vừa qua, đặc biệt sau khi có sự ra đời của Luật Bảo vệ môi trường 2005 và các văn bản dưới Luật về quản lý CTNH như thông tư số 12/2006/TT-BTNMT ngày 26 tháng 12 năm 2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về hướng dẫn điều kiện hành nghề và thủ tục lập hồ sơ, đăng ký, cấp phép hành nghề, mã số quản lý CTNH và Quyết định số 23/2006/QĐ-BTNMT ngày 26 tháng 12 năm 2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban hành danh mục CTNH đã có những bước phát triển đáng kể về công tác quản lý CTNH. Nhằm tiếp tục hoàn thiện khung pháp lý về quản lý CTNH, ngày 14 tháng 4 năm 2011, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT quy định về quản lý CTNH, thay thế Thông tư số 12/2006/TT-BTNMTvà ghép danh mục CTNH.Sau khi Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT có hiệu lực, về tình hình quản lý CTNH được cải thiện rõ rệt, đặc biệt về mặt công nghệ xử lý, cụ thể công nghệ xử lý CTNH đã được đầu tư phát triển cả về chất và lượng. Nhưng nhìn chung, các công nghệ hiện có còn chưa thực sự hiện đại, sử dụng các công nghệ đa dụng để xử lý cho nhiều loại CTNH và thường ở quy mô nhỏ, nên chỉ mới đáp ứng được phần nào nhu cầu xử lý CTNH phát sinh hiện nay. Theo thống kê từ báo cáo quản lý CTNH của các cơ sở hành nghề quản lý CTNH đã được Tổng cục Môi trường cấp phép, phần lớn lượng CTNH được thu gom, xử lý bằng phương pháp thiêu hủy trong lò đốt như dung môi, dầu thải, cặn sơn, chất thải rắn, bùn thải, chất thải y tế, và có khoảng hơn 70% cơ sở được cấp phép hành nghề quản lý CTNH có trang bị lò đốt, một số cơ sở đầu từ 2 đến 3 lò ốđ t với công suất phổ biến từ 500 – 2.000 kg/h. Tuy nhiên, về quy trình công nghệ cũng như hiệu quả xử lý của các lò đốt đã được cấp phép 1
10. hoạt động rất khác nhau, một số lò ốđ t có công nghệ cũ(thời gian hoạt động trên 10 năm) nên hiệu quả xử lý không cao gây ảnh hưởng đến môi trường, thực tế một số lò đốt CTNH có công nghệ cũ hoạt động theo đúng nghĩa là chuyển đổi trạng thái của chất thải từ rắn sang khí và cuối cùng được giữ lại trong dung dịch hấp thụ của hệ thống xử lý khí thải, một phần nhỏ thải ra môi trường ở trạng thái khí. Ngoài ra, đối với lò đốt chất thải y tế, phần lớn các lò ốđ t này không được trang bị hệ thống xử lý khí thải trừ một số lò đốt chất thải y tế tập trung như Hà Nội, Thành phố Hồ Chì Minh, Đà Nẵng, Xuất phát từ nguyên nhânnêu trên, nhằm tăng cường công tác quản lý CTNH và hạn chế các tác động xấu đến môi trường từ hoạt động xử lý CTNH,học viên đã đề xuất đề tài “Nghiên cứu đánh giá công nghệ xử lý CTNH bằng lò đốt tại Việt Nam”nhằm nghiên cứu, đánh giá các lò ốđ t CTNH đang hoạt động trên cơ sở đó đề xuất công nghệ lò ốđ t đảm bảo xử lý hiệu quả CTNH và phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Nội dung của nghiên cứu nhằm: - Tổng hợp, đánh giá tình hình phát sinh CTNH ở Việt Nam. - Đánh giá hiệu quả thiêu hủy CTNH bằng lò đốt tại Việt Nam. - Đề xuất công nghệ lò ốđ t phù hợp điều kiện Việt Nam. 2
11. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về CTNH 1.1.1. Định nghĩa[12] Thuật ngữ CTNH lần đầu tiên xuất hiện vào thập niên 70. Sau một thời gian nghiên cứu phát triển, tùy thuộc vào sự phát triển khoa học kỹ thuật và xã hội cũng như quan điểm của mỗi nước mà hiện nay trên thế giới có nhiều cách định nghĩa khác nhau về CTNH trong luật và các văn bản dưới luật về môi trường. Philippines: CTNH là những chất có độc tính, ăn mòn, gây kích thích, hoạt tính cao, có thể cháy, nổ và gây nguy hiểm cho con người và động vật. Canada: CTNH là những chất mà do bản chất và tính chất của chúng có khả năng gây nguy hại đến sức khỏe con người và/hoặc môi trường. Những chất này phải yêu cầu kỹ thuật xử lý đặc biệt để loại bỏ hoặc giảm đặc tính nguy hại của nó. Chương trình môi trường của Liên Hợp Quốc (12/1985): Ngoài chất thải phóng xạ và chất thải y tế, CTNH là chất thải (dạng rắn, lỏng, bán rắn và các bình chứa khí) mà do hoạt tính hóa học, độc tính, nổ, ăn mòn hoặc các đặc tính khác, gây nguy hại hay có khả năng gây nguy hại đến sức khỏe con người hoặc môi trường bởi chính bản thân chúng hay khi được cho tiếp xúc với chất thải khác. Mỹ: Chất thải (dạng rắn, lỏng, bán rắn và các bình khí) có thể được coi là CTNH khi: - Nằm trong danh mục CTNH do EPA đưa ra (gồm 4 danh sách). - Có một trong 4 đặc tính (khi phân tích) do EPA đưa ra gồm cháy nổ, ăn mòn, phản ứng và độc tính. - Được chủ thải (hay nhà sản xuất) công bố là CTNH. Bên cạnh đó CTNH còn gồm các chất gây độc tính đối với con người ở liều lượng nhỏ. Đối với chất chưa có các chứng minh của nghiên cứu dịch tễ trên con người, các thí nghiệm trên động vật cũng có thể được dùng để ước đoán độc tính của chúng lên con người. Theo UNEP: CTNH là những chất thải (không kể chất thải phóng xạ) có hoạt tính hóa học, có tính độc hại, cháy nổ, ăn mòn gây nguy hiểm đến sức khỏe hoặc môi trường khi hình thành hoặc tiếp xúc với các chất thải khác. Chất 3
12. thải không bao gồm trong định nghĩa trên: - Chất thải phóng xạ được xem là chất thải độc hại nhưng không bao gồm trong định nghĩa này bởi vì hầu hết các quốc gia quản lý và kiểm soát chất phóng xạ theo quy ước, điều khoản, quy định riêng. - Chứa chất thải rắn sinh hoạt có thể gây ô nhiễm môi trường do chứa một ít CTNH tuy nhiên nó được quản lý theo hệ thống chất thải riêng. Ở một số quốc gia đã sử dụng thu gom tách riêng CTNH trong rác sinh hoạt. Tại Việt Nam, đứng trước nguy cơ bùng nổ CTNH là hệ quả của việc phát triển công nghiệp, các văn bản pháp luật quy định quản lý CTNH được ban hành và sửa đổi bổ sung cho phù hợp với sự phát triển kinh tế. Việt Nam: Theo luật bảo vệ môi trường năm 2005, CTNH là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm, gây ngộ độc hoặc đặc tính nguy hại khác (Khoản 11, Điều 3, Chương 1 Luật Bảo Vệ Môi Trường). 1.1.2.Nguồn và phân loại CTNH [1] Theo như định nghĩa, một chất thải được coi là CTNH khi có chứa mộttrong các yếu tố nguy hạinêu trên, nên phạm vi có liên quanđến CTNH rất rộng và được quy định trong nhiều văn bản quy phạm pháp luật của các Bộ, gành khác nhau, cụ thể về chất thải phóng xạ do Bộ Khoa học và Công nghệ quy định, thu gom, phân loại chất thải y tế lây nhiễm do Bộ Y tế quy định, CTNH không bao gồm chất thải phóng xạ do Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định. Do vậy, trong khuân khổ của Luận văn này học viên chỉ đề cập các CTNH được quy định theo Thông tư số 12/2011/TT - BTNMT ngày 14 tháng 04 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường. Theo quy định tại Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT,CTNH được phân loại theo nguồn và dòng thải chính gồm: -Chất thải từ ngành thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản, dầu khí và than. -Chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng và sử dụng hoá chất vô cơ. -Chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng và sử dụng hoá chất hữu cơ. -Chất thải từ nhà máy nhiệt điện và các cơ sở đốt khác. 4
13. -Chất thải từ ngành luyện kim và đúc kim loại. -Chất thải từ ngành sản xuất vật liệu xây dựng và thuỷ tinh. -Chất thải từ quá trình xử lý, che phủ bề mặt, gia công kim loại và các vật liệu khác. -Chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, sử dụng các sản phẩm che phủ (sơn, véc ni, men thuỷ tinh), chất kết dính, chất bịt kín và mực in. -Chất thải từ ngành chế biến gỗ, sản xuất các sản phẩm gỗ, giấy và bột giấy. -Chất thải từ ngành chế biến da, lông và dệt nhuộm. -Chất thải xây dựng và phá dỡ (bao gồm cả đất đào ừt các khu vực bị ô nhiễm). -Chất thải từ các cơ sở tái chế, xử lý chất thải, nước thải và xử lý nước cấp. -Chất thải từ ngành y tế và thú y (trừ chất thải sinh hoạt từ ngành này). -Chất thải từ ngành nông nghiệp. - Thiết bị, phương tiện giao thông vận tải đã hết hạn sử dụng và chất thải từ hoạt động phá dỡ, bảo dưỡng thiết bị, phương tiện giao thông vận tải. -Chất thải hộ gia đình và chất thải sinh hoạt từ các nguồn khác. -Dầu thải, chất thải từ nhiên liệu lỏng, chất thải dung môi hữu cơ, môi chất lạnh và chất đẩy (propellant). -Các loại chất thải bao bì, chất hấp thụ, giẻ lau, vật liệu lọc và vải bảo vệ. -Các loại chất thải khác. 1.1.3. Ảnh hưởng của CTNH đến môi trường[7, 8] Commented [NMK1]: Bổ sung tài liệu tham khảo Những vấn đềtác động môi trường cơbản liên quan đến việc quản lý CTNH không đúng qui cách, có liên quan đến tác động tiềm tàng ốđ i với môi trường, đặc biệt môi trường nước mặt và nước ngầmtừ đó dẫn tới ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Theo phân loại có rất nhiều loại CTNH, mức độ ảnh hương của mỗi CTNH đến môi trường cũng khác nhau tùy thuộc vào đặc tính nguy hại của mỗi chất. Nhưng nhìn chung các CTNH thường có tính bền, được tích lũy trong môi trường và bằng nhiều con đường khác nhau, các CTNH này xâm nhập vào cơ 5
14. thể con người gây ra các bệnh nan y dẫn tới tử vong như ung thư, quái thai, Sau đây là ộm t sốCTNH điển hình có tác động lớn đến môi trường và sức khỏe con người: Các hợp chất hữu cơ: Các hợp chất hữu cơ thường rất độc với cơ thể người. Một số hợp chất hữu cơ như benzen và PAH có thể là nguyên nhân gây bệnh ung thư đối với con người. Trong các hợp chất hữu cơ phải kể đến hợp chất đioxin và furan là những chất rất độc, ở hàm lượng thấp cũng gây nên các bệnh về da, phụ nữ có thai khi tiếp xúc với các chất này sẽ gây ra các bệnh quái thaihoặc sinh con thiếu tháng.Nhiễm độc nặng sẽ gây nên các bệnh về gan, máu, kể cả ung thư và dẫn đến tử vong. Khi động vật bị nhiễm đioxin và furan sẽ giảm trọng lượng tới 50 % và sẽ chết trong vòng 2 - 3 tuần. PCB: Phơi nhiễm PCB không gây ra các biểu hiện xấu đến sức khỏe ngay tại thời điểm tiếp xúc. PCB được tích tụ trong cơ thể đến một ngưỡng nhất định mới phát sinh các triệu chứng có thể nhận biết. Theo một số nghiên cứu, gan sẽ là bộ phận đầu tiên chịu tác động của phơi nhiễm PCB; phơi nhiễm PCB sẽ gây ra tổn thương như nổi mụn, cháy da, bỏng mắt, PCB là hóa chất thuộc nhóm 2A có khả năng gây ung thư cho con người. PCB được tổng hợp từ những năm 30 và sử dụng như một loại phụ gia cách điện và dẫn nhiệt lý tưởng trong công nghiệp và dân dụng. Tuy nhiên, các nước trên thế giới đã đồng loạt dừng sản xuất PCB từ những năm 70 do hợp chất này được phát hiện gây độc với con người và môi trường. Mặc dù vậy, PCB vẫn còn có mặt trong một số thiết bị và vật liệu điện và công nghiệp cũng như dân dụng một cách vô tình hoặc cố ý do ặđ c tính ưu việt của chúng. Ước tính hiện có 27 - 30 nghìn tấn dầu có chứa PCB đã được nhập khẩu vào Việt Nam, trong số đó, chỉ có 2 nghìn tấn dầu được phát hiện có chứa PCB theo kết quả kiểm kê năm 2006 và đã được nhận diện, cách ly. Số còn lại có thể vẫn đang được sử dụng trong các thiết bị điện, dân dụng, tại các cơ sở lưu giữ, tái chế hoặc đã và đang được phát thải ra môi trường, tích lũy trong chuỗi thức ăn và cơ thể con người. Theo Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, người dân có nguy cơ phơi nhiễm PCB cao nhất thông qua con đường tiêu hóa, cụ thể là thức ăn. Khả năng phơi nhiễm PCB do tiếp xúc với trầm tích và ấ đ t được đánh giá ở mức trung 6
15. bình. Các hình thức phơi nhiễm PCB khác như từ không khí, nước, nước uống là thấp. Người lao động tại các cơ sở có sử dụng thiết bị, vật liệu nhiễm PCB còn có nguy cơ phơi nhiễm PCB khi tiếp xúc qua da và qua đường hô hấp. Kim loại nặng: Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao, thường có độc tính đối với sự sống và thường có liên quan vấn đề ô nhiễm môi trường. Nguồn gốc phát thải của kim loại nặng có thể là tự nhiên (như As), hoặc từ các hoạt động của con người, chủ yếu là từ hoạt động sản xuất công nghiệp (chất thải công nghiệp) và từ nông nghiệp, hàng hải (tràn dầu) Việc sử dụng nhiều loại chế phẩm trong công, nông nghiệp làm môi trường nước và đất ở nhiều vùng, nhất là trong cặn lắng của các dòng sông, bị nhiễm kim loại nặng.Có một số trường hợp hợp chất kim loại thụ động và đọng lại trong đất, song một số hợp chất có thể hòa tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua của đất, của nước mưa. Điều này tạo điều kiện để các kim loại nặng có thể phát tán rộng vào nguồn nước mặt, nước ngầm và gây ô nhiễm đất. Một số chất tẩy rửa gia dụng có chứa các tác nhân tạo phức mạnh (như EDTA) khi thải ra góp phần làm tăng khả năng phát tán của kim loại nặng trong môi trường. Các kim loại nặng có mặt trong nước, đất qua nhiều giai đoạn khác nhau và đi vào chuỗi thức ăn của con người. Chẳng hạn các vi sinh vật có thể chuyển thủy ngân (Hg) thành hợp chất metyl thủy ngân (CH3)2Hg, sau đó qua động vật phù du, tôm, cá sau đó thâm nhập vào con người qua đường thức ăn. Sự kiện ngộ độc hàng loạt ở vịnh Manimata (Nhật Bản) năm 1953 là một minh chứng rất rõ về quá trình nhiễm thủy ngân công nghiệp vào thức ăn của con người. Khi đã nhiễm vào cơ thể người và động vật, kim loại nặng có thể tích tụ lại trong các mô. Đồng thời với quá trình đó cơ thể lại đào thải được một nửa lượng kim loại nặng khỏi cơ thể được xác định bằng khái niệm chu kỳ bán thải sinh học, ví dụ thủy ngân chu kỳ này vào khoảng 80 ngày, với cadimi là hơn 10 năm. Điều này cho thấy cadimi tồn tại rất lâu trong cơ thể nếu bị nhiễm phải. 1.2. Quản lý CTNH [5, 14] Mặc dù bắt đầu được quan tâm từ năm 1999 với sự ra đời của Quy chế quản lý CTNH ban hành kèm theo Quyết định số 155/1999/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, tuy nhiên, phải đến năm 2006, công tác quản lý CTNH mới được thực sự triển khai có hiệu quả và rõ nét trong thực tế như sự ra đời của 7
16. Luật Bảo vệ môi trường năm 2005 và các văn bản dưới Luật, đặc biệt là Thông tư số 12/2006/TT-BTNMT (hướng dẫn điều kiện hành nghề và thủ tục lập hồ sơ, đăng ký, cấp phép hành nghề và mã số quản lý CTNH) và Quyết địnhsố 23/2006/QĐ-BTNMT (ban hành Danh mục CTNH) của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Hiện nay,hai văn bản này đã được sửa đổi và tích hợp thành Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT ngày 14 tháng 4 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về quản lý CTNH. Với khung chính sách tương đối cơ bản như vậy, công tác quản lý CTNH đã có những bước tiến đột biến trong vòng 5 năm vừa qua. Số lượng chủ nguồn thải CTNH được đăng ký với Sở Tài nguyên và Môi trường tăng lên rõ rệt, ví dụ theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh, số lượng Sổ đăng ký chủ nguồn thải đã cấp được từ năm 2007 tăng từ vài chục lên gần một ngàn sau năm đầu tiên triển khai áp dụng và đến nay đã đạt gần 3.600 Sổ. Trên cả nước, con số Sổ đăng ký chủ nguồn thải đã cấp được lên tới gần 15 ngàn Sổ. Số lượng các đơn vị vận chuyển, xử lý CTNH được cấp phép đã tăng lên nhanh chóng, trước năm 2007 chưa có cơ sở xử lý CTNH nào đi vào hoạt động, tuy nhiên, hiện nay trên cả nước đã có 76 cơ sở hoạt động quản lý CTNH liên tỉnh do Tổng cục Môi trườngcấp phép và gần 150 cơ sở do địa phương cấp phép. Các cơ sở này góp phần quan trọng trong việc thu gom, vận chuyển và xử lý CTNH đạt tiêu chuẩn, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Bên cạnh việc xây dựng Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT, Tổng cục Môi trường còn chủ động, tích cực xây dựng và ban hành một số quy chuẩn kỹ thuật quốc gia áp dụng cho các loại hình công nghệ xử lý CTNH phổ biến như: QCVN 07:2009/BTNMT ngưỡng CTNH, QCVN 41:2011/BTNMT về đồng xử lý chất thải trong lò nung xi măng, QCVN 30:2012/BTNMT quy định về lò đốt chất thải công nghiệp, QCVN 02:2012/BTNMT quy định về lò đốt chất thải rắn y tế,QCVN 55:2013/BTNMT quy định về thiết bị hấp chất thải y tế lây nhiễm,QCVN 56:2013/BTNMT quy định về tái chế dầu thải. Các văn bản này cùng với Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT đã trở thành những công cụ quản lý cơ bản và hiệu quả về CTNH và được áp dụng rộng rãi trên toàn quốc. Về hoạt động quản lý nhà nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường giao Tổng cục Môi trường là đơn vị quản lý nhà nước về các vấn đề môi trường. CụcQuản lý chất thải và Cải thiện môi trường - Tổng cục Môi trường là đơn vị trực tiếp quản lý về chất thải trong đó có mảng về CTNH. Các Sở Tài nguyên và Môi trường tại 63 tỉnh thành cũng đã xây dựng Chi cục Bảo vệ môi trường vàcó phòng ban kiêm nhiệm chức năng quản lý CTNH tại địa phương. Như vậy, 8
17. mảng CTNH đã được cơ bản thống nhất về mặt quản lý nhà nước trên phạm vi toàn quốc. 1.3. Một số công nghệ xử lý CTNH [9] 1.3.1. Hiện trạng một số công nghệ xử lý CTNH điển hình ở Việt Nam Các công nghệ xử lý CTNH đã được tổng cục Môi trường cấp phép được tóm tắt trong bảng 1.1 dưới đây. Bảng 1.1. Các công nghệ xử lý CTNH đã được Tổng cục Môi trương cấp phép hoạt động Số mô Số cơ sở STT Tên công nghệ đun hệ Công suất áp dụng thống 1 Lò đốt tĩnh hai cấp 33 45 50 - 2000 kg/h 2 Lò đốt quay 01 01 21 tấn/ngày 3 Đồng xử lý trong lò nung xi măng 2 2 15 - 30 tấn /h 4 Chôn lấp 5 6 2.000 - 20.000 m3 5 Hóa rắn (bê tông hóa) 29 31 1 – 5 m3/h 6 Xử lý, tái chế dầu thải 22 23 3-20 tấn/ngày 7 Xử lý bóng đèn thải 23 23 0,2 -10 tấn/ngày 8 Xử lý chất thải điện tử 16 17 0,3 – 5 tấn/ngày 9 Phá dỡ, tái chế ắc quy chì thải 18 20 0,5 – 200 tấn/ngày 10 Bể đóng kén (thể tích 500 m3/bể) 01 10 5.000 m3 Nguồn: Tổng hợp từ các bộ hồ sơ đăng ký hành nghề quản lý CTNH do Tổng cục Môi trường cấp phép 1.3.1.1. Công nghệ lò đốt Nguyên lý của công nghệ thiêu đốt Quá trình đốt CTNH là quá trình oxy hoá hóa học biến đổiCTNH bằng oxy không khí ở nhiệt độ cao. Lượng oxy sử dụng theo lý thuyết được xác định theo phương trình cháy: CTNH + O2 → Sản phẩm cháy + Q (nhiệt) Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt bao gồm: Bụi, NOx, CO, CO2, SOx, THC, HCl, HF, hơi nước và tro xỉ. Để đạt được hiệu quả cao, quá trình cháy phải tuân thủ theo nguyên tắc “3 T”, nghĩa là đáp ứng yêu cầu về nhiệt độ (Temperature), độ xáo trộn (Turbulence) và thời gian lưu cháy (Time). - Nhiệt độ (Temperature): Để đảm bảo việc thiêu huỷ triệt để CTNH thì quá 9
18. trình thiêu huỷ phải được thực hiện qua hai giai đoạn: + Nhiệt phân (thiêu đốt sơ cấp): Là quá trình nhiệt phân (khí hóa) chất thải ở nhiệt độ >650oC. + Thiêu huỷ thứ cấp: Thiêu huỷ hoàn toàn hỗn hợp khí hoá từ quá trình thiêu đốt sơ cấp tạo ra ở nhiệt độ >1.050oC đối với CTNH không có chứa thành phần nguy hại đặc biệt; đối với chất thải có chứa nhóm halogen hữu, cơ nhiệt độ thiêu hủy phải >1.200oC. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả thiêu hủy của lò đốt,nếu nhiệt độ quá cao, lưu lượng khí sinh ralớn, ảnh huởng đến thời gian lưu khí trong buồng thứ cấp, làm giảm sự tiếp xúc giữa không khí và chất thải, dẫn tới hiểu quả cháy không hoàn toàn và khí thải ra có màu đen, nồng độ các chất ô nhiễm như CO, THC trong khí thải cao. Nếu nhiệt độ không đủ cao, phản ứng sẽ xảy ra không hoàn toàn và sản phẩm khí thải cũng có khói đen. Vì vậy, nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng đến hiệu quả thiêu hủy CTNH của lò .đốt - Độ xáo trộn (Turbulence): Để tăng cường hiệu quả tiếp xúc giữa CTNH cần đốt và chất oxy hoá, có thể đặt các tấm chắn trong buồng đốt hoặc tạo góc nghiêng thích hợp giữa dòng khí với béc phun để tăng khả năng xáo trộn. Độ xáo trộn có thể đánh giá thông qua yếu tố xáo trộn: F = 100%*[lượng không khí thực tế]/[lượng không khí lý thuyết] Trong đó: F là yếu tố xáo trộn. F càng lớn, hiệu quả xử lý càng cao. - Thời gian (Time): Thời gian lưu cháy là thời gian dòng khí lưu chuyển từ điểm vào đến điểm ra của buồng đốt thứ cấp (theo QCVN 30:2012/BTNMT). Theo quy định thì thời gian lưu cháy tối thiểu là 2 s, với thời gian này thì khí đó mới đảm bảo thiêu hủy hoàn toàn hỗn hợp khí hóa từ buồng đốt sơ cấp chuyển vào thành CO2 và H2O, đồng thời hạn chế quá trình tái tạo đioxin, furan. Nếu được tiến hành đúng quy cách, quá trình đốt có khả năng phá hủy toàn bộ các độc chất hữu cơ trong CTNH bằng cách phá hủy các mối liên kết hóa học của chúng và đưa chúng trở lại dạng các nguyên tố hợp thành ban đầu, qua đó giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn các độc tính của chúng. Công nghệ thiêu đốt góp phần hạn chế thể tích của CTNH cần phải chôn lấp (giảm thể tích của CTNH đến 80 - 90%). Công nghệ đốt là một quá trình xử lý khá phức tạp. Trong quá trình cháy, các chất hữu cơ dạng rắn hoặc lỏng sẽ bị chuyển đổi sang pha khí. Các khí này sẽ tiếp tục được thiêu hủy ở nhiệt độ thích hợp tương ứng với tính chất của 10
19. CTNH tại buông đốt thứ cấp,các hợp chất hữu cơ của chúng sẽ bị nhiệt phân thành các nguyên tử thành phần. Các nguyên tử này kết hợp với oxy và tạo nên các khí bền vững, các khí này sau khi qua các thiết bị kiểm soát ô nhiễm sẽ được thải vào khí quyển. Các thành phần khí bền vững sinh ra từ việc đốt các hợp chất hữu cơ chủ yếu là CO2 và H2O. Tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần của CTNH, một lượng nhỏ CO, NOx, HCl, và các khí khác có thể được hình thành. Các chất khí này là nguyên nhân tiềm ẩn gây nguy hại sức khỏe con người và môi trường. Việc quản lý và thải bỏ các kim loại, tàn tro và các sản phẩm phụ của quá trình đốt cũng có thể gây những tác hại như đã đề cập. Tàn tro dễ lắng, trơ, thành phần chủ yếu là carbon, các muối và các kim loại nặng. Trong quá trình đốt, hầu hết tàn tro sẽ tập trung ở đáy của buồng đốtsơ cấp và một phần các hạt tro kích thước nhỏ (vật chất dạng hạt mà có thể có các kim loại kèm theo) cũng có thể bị cuốn theo dòng khí lên buông đốt thứ cấp và được tách ra bằng thiết bị lọc bụi Xyclon (còn gọi là tro bay). Khi lớp tro này được lấy ra khỏi buồng đốt nó có thể vẫn làCTNH do trong tro xỉ có chứa các kim loại nặng. Hệ thống kiểm soát khí thải trong quá trình đốt Khí và bụi thải phát sinh trong quá trình đốt CTNH có thể được xử lý bằng các loạithiết bị kiểm soát và được phân loại thành 4 dạng sau đây: - Lọc bụitĩnh điện, lọc vải. - Tách ly nguồn thải, kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí (kiểm soát NOx). - Tách ly nguồn thải, tháp rửa khí hoặc lọc khô (kiểm tra SO2 và hơi acid). - Kiểm soát quá trình đốt (kiểm soát CO). Do đó, khi ápdụng phương pháp nhiệt để xử lý CTNH, trong quá trình xử lý bằng nhiệt các thiết bị phải đượctrang bị hệ thống kiểm soát phát thải. Đối với ô nhiễm không khí các chất ô nhiễm cần kiểmsoát là: NOx, SO2, CO,bụi, - Khí NOx: Tồn tại trong không khí dưới 2 dạng là: NO và NO2. NOx hình thành từ 2nguồn: Nguồn thứ 1 hình thành do phản ứng giữa nitơ và oxy không khí dưới tác dụngcủa nhiệt; nguồn thứ 2 hình thành do phản ứng oxy và nitơ hữu cơ có trong thành phần các loạinhiên liệu sử dụng. NOx là tác nhân giúp cho việc hình thành chất PAN (Peroxyl AcetalNitrate) gây nên hiện tượng sương mù hóa chất. - Khí SO2: Hình thành do quá trình đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh. Khí SO2 kích thích hệhô hấp, âg y nên các bệnh như viêm mũi, mắt, viêm họng. 11