Chuyên đề Giảm thiểu và tái chế chất thải nguy hại

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC TÊN CHUYÊN ĐỀ GIẢM THIỂU VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI NGUY HẠI TP. Hồ Chí Minh, ngày 26/05/2011 PHẦN 1: LỜI NÓI ĐẦU Vấn đề quản lý chất thải nguy hại nói chung và xử lý chất thải nguy hại nói riêng hiện đang là vấn đề hết sức bức xúc đối với công tác bảo vệ môi trường của các nước trên thế giới cũng như của Việt Nam. Cùng với sự phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, các đô thị, các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ được mở rộng và phát triển nhanh chóng, một phần đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế của đất nước, mặt khác tạo ra một số lượng lớn chất thải rắn bao gồm: chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng... trong đó có một lượng đáng kể chất thải nguy hại đã và đang là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, từ quy mô nhỏ, đến ảnh hưởng trên quy mô rộng lớn và tác động xấu tới sức khoẻ, đời sống con người và chất lượng môi trường chung. Vì vậy, một trong những vấn đề cấp bách của công tác bảo vệ môi trường ở nước ta hiện nay là quản lý chất thải, đặc biệt là chất thải nguy hại. Trong bài này nhóm chúng tôi chỉ đề cập tới các biện pháp giảm thiểu và tái chế chất thải nguy hại để làm rõ hơn về công tác bảo vệ môi trường ở nước ta hiện nay. PHẦN 2 NỘI DUNG Chương 1 Tổng quát chung về giảm thiểu, tái sinh, tái chế và tái sử dụng CTNH Giảm thiểu ô nhiễm CTNH bao gồm tất cả các hoạt động (giảm thiểu chất thải, giảm thiểu tại nguồn phát sinh, làm thay đổi đặc tính chất thải bớt nguy hại, hạn chế ô nhiễm, tái sinh tái sử dụng )nhằm giảm việc tạo ra chất thải nguy hại. Trình tự áp dụng các biện pháp được trình bày theo sơ đồ sau: Các kỹ thuật giảm thiểu CTNH Giảm thiểu tại nguồn Thay đổi sản phẩm Sx sản phẩm mới Duy trì sản phẩm Thay đổi thành phần sản phẩm Kiểm soát nguồn Thu hồi – tái sử dụng Quay vòng lại quy trình sản xuất Dùng làm nguyên liệu cho quy trình khác Tái chế Xử lý thu hồi nguyên vật liệu Chế biến như 1 sản phẩm phụ Thay đổi nguyên liệu đầu vào Sử dụng nguyên liệu tinh khiết Thay thế nguyên liệu Thay đổi kỹ thuật Thay đổi quy trình Thay đổi thiết bị, đường ống hay bố trí Tự động háo Thay thế chế độ hoạt động Thực hiện tốt chế độ vận hành Các phương thức đo và tiêu chuẩn đánh giá Tránh lãng phí thất thoát Quản lý tiến trình thực hiện Cải tiến phương thức bốc dỡ hàng hóa Kế hoạch sản xuất Tái sinh/ tái sử dụng(tại nguồn, bên ngoài) Xử lý Tách nguồn và tăng nồng độ nguồn Trao đổi hay bán Thu hối vật chất năng lượng Đốt hủy chất thải Chôn lấp Trong các biện pháp nêu trên, biện pháp giảm thiễu tại nguồn là bước tiến hành được ưu tiên thực hiên đầu tiên theo xu hướng của hệ thống quản lý chất thải hiện nay. Các bước tiến hành trong hệ thống quản lý CTNH sắp xếp théo thứ tự ưu tiên như sau: Giảm thiểu tại nguồn Tái sinh Xử lý Chôn lấp Việc thực hiện giạm thiểu tại nguồn sẽ bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố, trong đó có các yếu tố sẽ ảnh hưởng đáng kể đến khả năng giảm thiểu chất thải: Xác định chất thải cần quan tâm Tiến trình thực hiện Các yếu tố tác động đến tiến trính thực hiện Trong các yếu tố nêu trên, việc xác định loại CTNH nào đáng quan tâm cần giảm thiểu có thể dựa trên các quy định của pháp luật hiện hành. Các tiến trình thực hiện là một vấn đề gây tranh cải giữa các nhà quản lý nhà nước và các nhà khoa học. vì đây là yếu tố nắm phần quan trọng quyết định sự thành công hay thất bại của chương trình giảm thiểu. các yếu tố tác động đến tiến trình thực hiện cũng rất đa dạng và phức tạp bao gồm nhiều nguyên nhân từ kỹ thuật, kinh tế đến các vấn đề xã hội. tuy nhiên xét về mặt kỹ thuật các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình nắm vai trò quan trọng đó là việc xác định loại, lượng thải và tiềm năng áp dụng kỹ thuật giảm thiểu đối với loại chất thải quan tâm. Vấn đề này xuất hiện do nhiều ngyên nhân sau: Bản thân người thực hiện bị thiếu thông tin. Khó khăn trong việc xác định lượng chất thải phát sinh theo nguyên liệu đầu vào. Các nhà máy không thu thập dữ liệu để tính toán. Sự thay đổi theo thời gian của các hoạt động công nghiệp, tính đa dạng của sản phẩm, yêu cầu của luật bảo vệ môi trường làm tác động đến lượng thải và đặc tính của chất thải. Lượng thải giảm nhưng mức độ nguy hại của chất thải có thể như cũ, thậm chí còn lớn hơn. Chương 2 Giảm thiểu tại nguồn Kỹ thuật giảm thiểu CTNH tại nguồn có thể áp dụng cho tất cả các nhà máy có quy mô khác nhau từ nhỏ đến lớn, với công nghệ đơn giản đến phức tạp.các kỹ thuật hiện nay có thể đơn giản là sự thay đổi chế độ vận hành cho đến việc áp dụng các kỹ thuật thiết bị hiện đại tiên tiến. Nhìn chung có thể chia các kỹ thuật giảm thiểu thành 4 nhóm chính sau: Quản lý kiểm soát sản xuất Cải tiến quy trình sản xuất Giảm thể tích/khối lượng chất thải Thu hồi, tái sinh, tái sử dụng Việc lựa chọn kỹ thuật thực hiện phải dựa theo các thông tin về lượng chất thải phát sinh thực tế và chi phí quản lý chất thải. Điều này được thực hiện trong quá trình thiết lập chương trình và triển khai chương trình và đó là vấn đề chủ chốt trong một chương trình quản lý chất thải toàn diện Các thành phần của một chương trình giảm thiểu bao gồm: Phương thức thu thập dữ liệu. Đánh giá các phương án. Xác định tính hiệu quả kinh tế của kỹ thuật giảm thiểu Một khi kỹ thuật đã được chọn lựa, nó được triển khai và trở thành một phần của việc quản lý và vận hành nhà máy. Ví dụ khi chúng ta muốn thay đổi dung dịch rửa là dung môi bằng các chất rửa có thành phần là nước để giảm độc tính của chất thải, điều này sẽ làm gia tăng tải trọng hữu cơ của nước thải và có thể dẫn đến giảm hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải. 2.1 Thay đổi sản phẩm Sản xuất sản phẩm mới Duy trì sản phẩm Thay đổi thành phần sản phẩm 2.2 Quản lý và kiểm soát sản xuất 2.2.1 Thay đổi nguyên liệu đầu vào Trong việc kiểm soát chính xác toàn bộ quy trình từ nguyên vật liệu, sản phẩm trung gian, thành phẩm các dòng thải liên quan ngày nay là một kỹ thuật giảm thiểu quan trọng. Trong nhiều trường hợp có thể chất thải quá hạng dử dụng, không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, bị nhiễm bẫn hoặc nguyên vật liệu không cần thiết, sự tràn đổ của chất thải hày thành phẩm bị hư. Chi phí để xử lý các loại chất thải này không chỉ bao gồm các chi phí thực tế phải trả cho việc xử lý mà còn bao gồm các chi phí cho nguyên vật liệu hay chi phí cho sản phẩm. Điều này sẽ làm tăng gánh nặng cho bất kỳ công ty nào. Vì vậy trong quá trình sản xuất chế biến cần thay thế nguyên liệu đang sử dụng bằng nguồn nguyên liệu tinh khiết để hạn chế được sự phát sinh CTNH, Hai khái niệm cơ bản trong quản lý và kiểm soát sản xuất đó là: kiểm soát loại và lượng nguyên liệu có trong nhà máy và kiểm soát quá trình mua bán lưu trữ nguyên liệu song song với thành phẩm và dòng thải trong quá trình sản xuất của nhà máy. Kiểm soát quản lý bao gồm các kỹ thuật để giảm thiểu quy mô quản lý và giảm lượng hóa chất nguy hại sử dụng từ đó gia tăng hiệu quả quản lý. Những phương pháp để kiểm soát quản lý từ các thay đổi đơn giản về thứ tự các phương thức tiến hành đến việc triển khai sản xuất theo đúng tiến độ thời gian. Các hình thức quản lý này hầu như quen thuộc với tất cả nhà máy, tuy nhiên các nhà máy không nhận thức được công việc này có hiệu quả trong việc giảm thiểu chất thải nguy hại. việc mua chính xác loại nguyên liệu thật sự cần thiết cho sản xuất và thiết lập thời gian sử dụng là một trong những chìa khóa để kiểm soát quản lý chính xác. Khi mua nguyên vật liệu việc quyết định lượng và loại thùng chứa cũng ảnh hưởng đến việc giảm thiểu CTNH. Bên cạnh đó việc xây dựng một phương thức chuẩn cho tiến trình mua bán bao gồm các việc đánh giá thành phần, chất lượng, thời hạn sử dụng… cũng góp phần trong việc giảm thiểu. Kiểm soát nguyên liệu bao gồm các phương pháp giảm thiểu thất thoát nguyên liệu và thành phẩm, cũng như các hư hỏng trong quá trình bố dỡ, sản xuất và lưu trữ. Quá trình này bao gồm công tác lưu trữ nguyên liệu, sản phẩm, quá trình thải và vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm cũng như chất thải trong quá trình sản xuất cũng như trong nhà máy. Phương thức quản lý nguyên liệu chính xác sẽ đảm bảo nguyên vật liệu đi vào quy trình sản xuất mà không bị thất thoát do tràn đỗ, rò rĩ hay nhiễm bẫn. Điều này cũng sẽ đảm bảo là nguyên vật liệu được quản lý và sử dụng hiệu quả trong quá trình sản xuất mà không trở thành chất thải. 2.2.2 Cải tiến quy trình sản xuất Cải tiến hiệu quả của quá trình sản xuất có thể giảm đáng kể việc tạo ra chất thải, việc áp dụng kỹ thuật này giúp cho việc giảm thiểu chất thải tại nguồn thải và từ đó giảm chi phí cũng như trách nhiệm đối với chất thải. các kỹ thuật về cải tiến quy trình sản xuất bao gồm cải tiến chế độ vận hành bảo dưỡng , thay đổi nguyên liệu, cải tến thiết bị. Việc triển khai các chương trình huấn luyện cho nhân viên về giảm thiểu CTNH là một trong những nhân tố quan trọng quyết định đến sự thành công hay thất bại của chương trình giảm thiểu chất thải. vì vậy chương trình huấn luyện nên đề cập các vấn đề liên quan trực tiếp đối với quy trình sản xuất của nhà máy. Các nội dung cần đề cập trong chương trình huấn luyện như sau: Giải thích sự cần thiết giảm thiểu chất thải trong đó nhấn mạnh đến các lợi ích của chương trình đối với bản thân người công nhân và lợi ích đối với cộng đồng. Giải thích các tác động của chương trình mà qua chương trình này môi trường làm việc của người công nhân được cải thiện. Các cam kết quyết tâm thực hiện chương trình của lãnh đạo nhà máy. Giải thích các thuật ngữ quản lý CTNH một cách đơn giản dễ hiểu. Giới thiệu một cách tổng quát về các điều luật môi trường mà nhà máy phải tuân theo. Khảo sát các cải tiến vận hành đã được thực hiện. Minh họa các thao tác vận hành đúng và sai bằng hình ảnh cụ thế qua video hay hình chiếu. Gợi ý và khuyến khích cán bộ công nhân viên phát biểu các ý tưởng, phương pháp, biện pháp giảm thiểu và khảo sát tỉ mỉ các giải pháp hiệu quả từ đó xác định vấn đề giải quyết. Chương trình bảo dưỡng bảo trì thiết bị có thể giảm được lượng chất thải tạo ra. Mặt dầu quá trính này củng tạo ra một số loại chất thải như vải lau, các bộ phận máy, dầu nhớt. Nhưng lượng chất thải này tương đối nhỏ và có thể áp dụng các kỹ thuật khác như phương thức vận hành, cải tiến thiết bị, phân loại tại nguồn, tái sinh thu hồi để giảm thiều lượng chất thải. để có thể đề ra một kế hoạch và thời gian bảo dưỡng thiết bị một cách hợp lý và hiệu quả về mặt kinh tế cũng như kỹ thuật, các thông tin cần phải được thu thập và cập nhật liên tục: Danh muc các thiết bị và vị trí lắp đặt trong nhà xưởng Thời gian vận hành Thời hạn tối đa Các sự cố Hồ sơ về các lần bảo dưỡng bảo trì trước đây Sổ bảo trì do bên bán thiết bị cung cấp Các thông tin dữ liệu về các đợt sữa chữa thiết bị trước đây. Việc cải tiến quy trình sản xuất cũng đi kèm với việc thay đổi nguyên liệu -phương thức thay thế các nguyên liệu có tính nguy hại được sử dụng trong quá trình sản xuất bằng các nguyên liệu ít nguy hại hơn. Việc thay đổi này nhìn chung rất khó thực hiện, tuy nhiên nếu thay thế được thì phương thức này rất hiệu quả trong việc giảm thiểu CTNH. Một số ví dụ về giảm thiểu CTNH bằng việc thay đổi nguyên liệu: Ngành công nghiệp/ hoạt động Kỹ thuật In Thay thế mực in có dung môi hữu cơ bằng mực in có dung môi nước Dệt nhuộm Giảm lượng photphat trong nước thải bằng cách giảm lượng hóa chất có chứa photphat Điều hòa không khí Thay keo co dung môi hữu cơ bằng keo có chất kền là nước Dược phẩm Thay việc bọc thuốc với chất bọc có nền dung môi bằng bọc thuốc với chất nền là nước Giao thông vận tải Thay việc sử dụng xăng dầu bằng sử dụng xăng sinh học Cải tiến quá trình thiết bị: Việc lắp đặt thiết bị mới hay cải tiến thiết bị cũng giảm thiểu đáng kể lượng chất thải phát sinh thông qua việc giảm thất thoát nguyên liệu, tạo ra sản phẩm chất lượng cao, giảm tỷ lệ phế phẩm trên sản phẩm trong quá trình sản xuất. việc cải tiến thiết bị hay lắp đặt thiết bị mới thường được triển khai sau khi đã có các đánh giá hiệu quả kinh tế của công việc. Một số ví dụ về cải tiến thiết bị Công đoạn Kỹ thuật áp dụng Phản ứng hóa học Tối ưu hóa các thông số và cải tiến kỹ thuật Tối ưu tỷ lệ phản ứng chất phụ gia Loại bỏ được sử dụng chất xúc tác độc hại Cải tiến thiết kế bể phản ứng Lọc và rửa lọc Loại bỏ và giảm việc sử dụng chất rửa cũng như xử lý màng lọc Áp dụng rửa ngược Tái sử dụng nước rửa Tách nước bùn tối đa Xử lý bề mặt Kéo dài thời gian sử dụng bể rửa Tái sử dụng nước rửa Lắp đặt các vòi phun Lắp đặt các van khóa Tối ưu hóa quá trình sản xuất (Process optimization) Để đảm bảo các điều kiện sản xuất được tối ưu hoá về mặt tiêu thụ nguyên liệu, sản xuất và phát sinh chất thải, các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, thời gian, áp suất, pH, tốc độ... cần được giám sát, duy trì và hiệu chỉnh càng gần với điều kiện tối ưu càng tốt, làm cho quá trình sản xuất đạt được hiệu quả cao nhất, có năng suất tốt nhất. Ví dụ: Tối ưu hóa tốc độ băng chuyền và hiệu chỉnh nhiệt độ thích hợp của máy màng co Tối ưu hóa quá trình đốt nồi hơi ... Cũng như quản lý nội vi, việc kiểm soát quá trình tốt hơn đòi hỏi các quan tâm của ban lãnh đạo cũng như việc giám sát ngày một hoàn chỉnh hơn. Bổ sung thiết bị (Equipment modification): Lắp đặt thêm các thiết bị để đạt được hiệu quả cao hơn về nhiều mặt. Ví dụ: Lắp đặt máy ly tâm để tận dụng bia cặn, Lắp đặt các thiết bị cảm biến (sensor) để tiết kiệm điện, nước. VD: thiết bị cảm biến thời gian (time sensor), thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor), v.v... 2.2.3 Thực hiện tốt chế độ vận hành Cải tiến phương thức vận hành và bảo trì góp phần đáng kể trong việc giảm thiểu chất thải tạo ra trong quá trình sản xuất. Hầu như nhà sản xuất nào cũng biết đến các phương thức vận hành cũng như chế độ bảo trì trang thiết bị, nhưng việc thực hiện cũng như chương trình giám sát bảo trì, bảo dưỡng thiết bị đôi lúc bỏ qua. Điều này ảnh hưởng đến sản xuất và tạo ra một lượng lớn chất thải. Phương thức vận hành quá trình sản xuất sao cho đạt được hiệu quả cao nhất hầu như rất phổ biến và không cần đầu tư hay chỉ đầu tư rất ít. Cải tiến phương thức vân hành là rất đơn giản, chủ yếu tập trung vào việc sử dụng nguồn nguyên liệu một cách tối ưu nhất cho quá trình sản xuất. Thực hiện chế độ vận hành cần Các phương thức đo và tiêu chuẩn đánh giá Tránh lãng phí thất thoát Quản lý tiến trình thực hiện Cải tiến phương thức bốc dỡ hàng hóa Kế hoạch sản xuất Chương 3 Tái sinh, tái chế, tái sử dụng CTNH 3.1 Thu hồi – tái sử dụng Là một kỹ thuật có hiệu quả kinh tế cao trong quản lý CTNH, hầu hết các kỹ thuật áp dụng đều quen thuộc với nhà sản xuất. Tùy theo điều kiện mỗi nhà máy mà việc thu hồi tái sinh tái sử dụng có thể thực hiện trong nhà máy hay bán cho các cơ sở sản xuất khác để tiến hành sử dụng các thành phần có giá trị khác trong chất thải đó. Tái sử dụng CTNH: Sử dụng lại một sản phẩm nhiều lần nếu có thể, nhằm giảm lượng chất thải và giảm các nguồn lực phải sử dụng để tạo sản phẩm mới. Tái sử dụng bao gồm cả bán cho việc sử dụng hay sửa chửa để dùng tiếp, hoặc sử dụng sản phẩm vào nhiều mục đích. 3.1.1 Quay vòng lại quy trình sx Giảm thể tích khối lượng chất thải Công việc này bao gồm tách dòng thải và cô đặc dòng thải. Phương thức này đóng góp rất hiệu quả cho mục đích thu hồi tái sử dụng về sau như Ngành công nghiệp Kỹ thuật Hạt nhựa Thu gom nhựa thải và tái sử dụng cho lần sử dụng kế tiếp Bảng mạch in Dùng máy ép bùn loại lọc ép để tách nước bùn từ hệ thống xử lý nước thải sau đóbán cho các cơ sở thu hồi tái sinh kim loại Phòng thí nghiệm Chứa riêng các dung môi hữu cơ chứa clo và dung môi không chứa clo để tái sinh Tách nguồn thải là kỹ thuật rất đơn giản. nó có thể là các kỹ thuật thu gom riêng các nguồn thải hay phân loại riêng các chất thải từ nguồn thải. Cô đặc chất thải hay tăng nồn độ chất thải là phương thức sử dụng phương pháp hóa lý để giảm thể tích chất thải, gia tăng nồng độ các chất trong dung dịch cho mục đích thu hồi tái sử dụng. các kỹ thuật thường áp dụng là lọc chân không, bay hơi, siêu lọc… 3.1.2 Dùng làm nguyên liệu cho quy trình khác Tận dụng chất thải để tiếp tục sử dụng cho quá trình sản xuất hay sử dụng cho một mục đích khác. Ví dụ: Sử dụng siêu lọc để thu hồi thuốc nhuộm trong nước thải. Thu hồi nước ngưng để dùng lại cho nồi hơi ... Sản xuất các sản phẩm phụ hữu ích (Production of useful by-products) Tận dụng chất thải để tiếp tục sử dụng cho một mục đích khác. Ví dụ: Sản xuất cồn từ rỉ đường phế thải của nhà máy đường. Sử dụng lignin trong nước thải sản xuất giấy làm phụ gia pha chế thuốc trừ sâu. Thiết kế sản phẩm mới (New product design) Thay đổi thiết kế sản phẩm có thể cải thiện quá trình sản xuất và làm giảm nhu cầu sử dụng các nguyên liệu độc hại. Ví dụ: Sản xuất pin không chứa kim loại độc như Cd, Pb, Hg..., Thay nắp đậy kim loại có phủ sơn bằng nắp đậy nhựa cho một số sản phẩm nhất dịnh sẽ tránh được các vấn đề về môi trường cũng như các chi phí để sơn hoàn thiện nắp đậy đó. 3.1.3 Lợi ích trong ngăn ngừa giảm thiểu phát sinh chất thải nguy hại. Lợi ích kinh tế Giảm bớt chi phí cho công tác quản lý chất thải nguy hại Giảm chi phí về nguyên liệu và năng lượng Tăng lợi thế cạnh tranh trên thị trường cải thiện hình ảnh doanh nghiệp. Lợi ích môi trường và xã hội Giảm rủi ro đối với các công nhân và công và các thê hệ tương lai Góp phần đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường hiện hành, bảo vệ môi trường tốt hơn Góp phần bảo tồn tài nguyên và năng lượng Cải thiện mối quan hệ với cộng đồng xung quanh khu vực nhà máy 3.2 Tái sinh, tái chế CTNH Để có thể tận dụng tối đa các nguồn nguyên vật liệu cũng như hạn chế các loại chất thải phát sinh, người ta thường chọn biện pháp tái sinh chất thải nguy hại. Tuy nhiên vấn đề tái sinh nếu không được kiểm soát kỹ sẽ gây ra các tác động xấu đến môi trường và con người không thể lường trước được. Từ việc xem xét khả năng gây rủi ro do các hoạt động tái chế, tái sinh chất thải mà các hình thức tái sinh chất thải nguy hại được sắp xếp ưu tiên như sau: ƒ Tái sinh hay tái sử dụng bên trong nhà máy ƒ Tái sinh bên ngoài nhà máy ƒ Bán cho mục đích tái sử dụng ƒ Tái sinh năng lượng Hiện có rất nhiều phương pháp tái sinh tái chế Chất thải nguy hại dựa trên việc áp dụng các quá trình hoá lý, hoá học hay quá trình nhiệt để thu hồi hay gia tăng nồng độ chất ô nhiễm phục vụ cho quá trình tái sinh, tái chế tiếp theo. Các phương pháp bao gồm: ƒ Hấp thu băng than hoạt tính ƒ Trao đổi ion ƒ Chưng cất ƒ Điện phân ƒ Thuỷ phân ƒ Trích ly băng chất lỏng hay xúc tác ƒ Tách bằng màng ƒ Hấp thụ khí, hơi ƒ Bay qua lớp phim ngưng tụ hay hấp phụ mỏng * Lợi ích từ việc tái sinh, tái chế, tái sử dụng chất thải nguy hại Tiết kiệm tài nguyên, bảo toàn nguồn lực sản xuất, giảm chi phí sản xuất. Giảm việc khai thác tải nguyên quá mức Giải quyết việc lam và mang lại thu nhập cho người lao động Ngăn ngừa sự phát tán chất độc vào trong môi trường Cung cấp nguyên vật liệu có giá trị trong công nghiệp Kích thích phát triển những qui trình sản xuất sạch hơn Tránh phải thực hiện quá trình mang tính bắt buộc như xử lý hoặc chôn chất thải. Giảm chi phí xử lý chất thải nguy hại Giảm rủi ro đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng Chương 4: Xử lý CTNH 4.1 Các phương pháp xử lý CTNH Trong thời gian nghiên cứu, tìm kiếm và triển khai các biện pháp giảm thiểu chất thải, các nhà máy vẫn sản xuất, nên chất thải nguy hại tiếp tục được phát thải vào môi trường. Lượng chất thải ngày càng gia tăng, vì vậy chúng ta phải thực hiện xử lý chất thải nguy hại đó. Khi chưa thực hiện chương trình giảm thiểu chất thải, tải lượng chất thải sinh ra lớn và tích lũy ngày càng nhiều. Khi đã triển khai các biện pháp giảm thiểu, tận dụng chất thải, lượng chất thải giảm đi đáng kể nhưng chúng vẫn tồn tại trong môi trường. Do đó, chúng ta vẫn cần phải tiến hành xử lý, thải bỏ chất thải một cách an toàn, theo các phương pháp được trình bày dưới đây. 4.1.1 Phương pháp hóa - lý Trong phần này sẽ giới thiệu sơ lược các kỹ thuật sử dụng để tái sinh, cô đặc và xử lý chất thải nguy hại đồng cũng được dùng để xử lý nước ngầm hay đất bị ô nhiễm bởi chất thải nguy hại. Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp vật lý nhằm tách chất nguy hại ra khỏi chất thải bằng các phương pháp tách pha. Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp hoá học nhằm thay đổi tính chất hoá học của chất thải để chuyển nó về dạng không nguy hại. Lọc. Lọc là phương pháp tách hạt rắn từ dòng lưu chất (khí, lỏng hay kem nhão…) khi đi qua môi trường xốp (vật liệu lọc). Các hạt rắn được giữ lại ở vật liệu lọc. Quá trình lọc có thể thực hiện nhờ chênh lệch áp suất gây bởi trọng lực, lực ly tâm, áp suất chân không, áp suất dư. Kết tuả. Kết tuả là quá trình chuyển chất hoà tan thành dạng không tan bằng các phản ứng hoá học tạo tủa hay thay đổi thành phần haó chất trong dung dịch (thay đổi pH…), thay đổi điều kiện vật lý của môi trường (hạ nhiệt độ) để giảm độ hoà tan của hoá chất, phần không tan sẽ kết tinh. Phương pháp kết tuả thường dùng kết hợp với các quá trình tách chất rắn như lắng cặn, ly tâm và lọc. Oxy hoá khử. Phản ứng oxy hoá khử là phản ứng trong đó trạng thái oxy hoá của một chất phản ứng tăng lên trong khi trạng thái oxy hoá của một chất khác giảm xuống. Chất cho điện tử là chất khử, chất nhận điện tử là chất oxy hoá. Để thực hiện quá trình oxy hoá khử, người ta trộn chất thải với hoá chất xử lý (tác nhân oxy hoá hay khử) hay cho tiếp xúc các hoá chất ở các dạng dung dịch với hoá chất ở thể khí. Bay hơi. Bay hơi là làm đặc chất thải dạng lỏng hay huyền phù bằng phương pháp cấp nhiệt để hoá hơi chất lỏng. Phương pháp này thường dùng trong giai đoạn xử lý sơ bộ để giảm số lượng chất thải cần xử lý cuối cùng. Đóng rắn và ổn định chất thải Đóng rắn là làm cố định hoá học, triệt tiêu tính lưu động hay cô lập các thành phần ô nhiễm bằng lớp vỏ bền vững tạo thành một khối nguyên có tính toàn vẹn cấu trúc cao. Phương pháp này nhằm giảm tính lưu động của chất nguy hại trong môi trường; làm chất thải dễ vận chuyển do giảm khối lượng chất lỏng trong chất thải và đóng rắn chất thải; giảm bề mặt tiếp xúc chất thải với môi trường tránh thất thoát chất thải do lan truyền, rò rỉ, hạn chế hoà tan hay khử độc các thành phần nguy hại. Đóng rắn là quá trình bổ sung vật- liệu vào chất thải để tạo thành khối rắn. Trong đó có thể có các liên kết hoá học giữa chất độc hại và phụ gia. Ổn định là quá trình chuyển chất thải- thành dạng ổn định hoá học hơn. Thuật ngữ này cũng bao gồm cả đóng rắn nhưng cũng bao gồm cả sử dụng các phản ưng hoá học để biến đổi các thành phần chất độc hại thành chất mới không độc. Cố định hoá học là biến đổi chất độc hại- thành dạng mới không độc. Bao gói là quá trình bao phủ hoàn toàn hay sử- dụng hàng rào bao quanh khối chất thải bằng một chất khác. Chất kết dính vô cơ thường dùng là ximăng, vôi, pozzolan, thạch cao, silicat. Chất kết dính hữu cơ thường dùng là epoxy, polyester, nhực asphalt, polyolefin, ure formaldehyt. Các kỹ thuật được vận dụng bao gồm: Hấp thu khí Chưng cất Xử lý đất bằng trích ly bay hơi Hấp phụ Oxy hóa hóa học Dòng tới hạn Màng 4.1.2 Phương pháp nhiệt Phương pháp đốt Quá trình đốt là một quá trình biến đổi chất thải dưới tác dụng của nhiệt và quá trình oxy hóa hoá học. Bằng cách đốt chất thải ta có thể giảm thể tích của nó đến 80-90%. Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 800oC. Sản phẩm sau cùng bao gồm khí có nhiệt độ cao bao gồm nitơ và cacbonic, hơi nước, và tro. Năng lượng có thể thu hồi được từ quá trình trao đổi nhiệt do khí sinh ra có nhiệt độ cao. Đốt thùng quay. Lò đốt thùng quay được sử dụng để xử lý các loại chất thải nguy hại ở dạng rắn, cặn, bùn và cũng có thể ở dạng lỏng. Thùng quay hoạt động ở nhiệt độ khoảng 1100oC. Đốt là quá trình oxy hoá ở nhiệt độ cao bằng oxy không khí. Bằng cách đốt chất thải nguy hại, ta có thể giảm thể tích của nó đến 80-90%. Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 800 oC. Sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt là các chất không nguy hại như nước, CO2, … Đốt bằng phương pháp phun chất lỏng. ChấtØ thải nguy hại dạng lỏng được đốt trực tiếp trong lò đốt bằng cách phun vào vùng ngọn lửa hay vùng cháy của lò phụ thuộc vào nhiệt trị chất thải. Lò đốt được duy trì nhiệt độ khoảng trên 1000oC. Thời gian lưu của chất thải lỏng trong lò từ vài phần giây đến 2,5 giây. Đốt có xúc tác. SửØ dụng xúc tác cho vào lò đốt để tăng cường tốc độ oxy hoá chất thải ở nhiệt độ thấp hơn so với lò đốt thông thường (<537oC). Phương pháp này chỉ áp dụng cho chất thải lỏng. Sử dụng chất thải nguy hại làm nhiên liệu Đây là phương pháp tiêu hủy chất thải bằng cách đốt cùng với các nhiên liệu thông thường khác để tận dụng nhiệt cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: nồi hơi, lò nung, lò luyện kim, lò nấu thủy tinh. Lượng chất thải bổ sung vào lò đốt có thể chiếm 12-25% tổng lượng nhiên liệu. Nhiệt phân Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hoá học chất thải rắn xảy ra do nung nóng trong điều kiện không có sự tham gia của oxy và tạo ra sản phẩm cuối cùng của quá trình biến đổi chất thải rắn là các chất dưới dạng rắn, lỏng và khí. Nhiệt phân là quá trình tiêu hủy hay biến đổi hoá học xảy ra do nung nóng trong điều kiện không có oxy. Quá trình nhiệt phân gồm hai giai đoạn. Giai đoạn một là quá trình khí hoá. Chất thải được gia nhiệt để tách thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước… ra khỏi thành phần cháy không hoá hơi và tro. Giai đoạn hai các thành phần bay hơi được đốt ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại. Nhiệt phân bằng hồ quang - plasma. Thực hiện quá trình đốt ở nhiệt độ cao (có thể đến 10.000oC) để tiêu hủy chất thải có tính độc cực mạnh. Sản phẩm là khí H2 và CO, khí axit và tro. 4.1.3 Phương pháp sinh học Xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học là sử dụng vi sinh vật để phân hủy và biến đổi chất hữu cơ trong chất thải nhằm giảm các nguy cơ của nó đối với môi trường. Trong quản lý chất thải nguy hại, việc xử lý chất hữu cơ nguy hại có thể thực hiện được nếu sử dụng đúng loài vi sinh vật và kiểm soát quá trình hợp lý. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học bao gồm: Nguồn năng lượng và nguồn cơ chất: nguồn năng lượng có thể là ánh sáng, phản ứng oxy hóa khử của chất vô cơ và chất hữu cơ. Còn nguồn carbon (cơ chất) có thể là CO2 và chất hữu cơ. Quá trình enzyme Tính có thể phân hủy sinh học của cơ chất Tính ức chế và độc tính của cơ chất đối với vi sinh vật Cộng đồng vi sinh vật Trong xử lý sinh học, việc kiểm soát và duy trì lượng vi sinh vật là rất quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý. Các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến qúa trình cần phải kiểm soát bao gồm: Chất nhận điện tử Độ ẩm Nhiệt độ pH Tổng chất rắn hòa tan (< 40.000 mg/L) Chất dinh dưỡng Loại bể Nguồn carbon Các loại hệ thống xử lý Các hệ thống xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp sinh học có thể chia thành các loại sau: Các hệ thống thông thường: kỵ khí, hiếu khí Xử lý tại nguồn: dùng xử lý nước ngầm và đất ô nhiễm Xử lý bùn lỏng: dùng xử lý bùn với hàm lượng cặn từ 5-50% Xử lý dạng rắn: xử lý bùn và chất rắn có độ ẩm thấp. Sau khi xử lý, quá trình vẫn còn thải ra một lượng cặn không thể tận dụng hay xử lý được nữa như tro của quá trình đốt tiêu hủy… biện pháp cuối cùng để giải quyết các chất thải này là thải bỏ an toàn. Thải bỏ có nghĩa là chuyển chất thải từ nơi này đến nơi khác, từ môi trường này đến môi trường khác (từ khí, nước vào trong đất…). Thải bỏ an toàn phải hạn chế khả năng gây nguy hại của chất thải, đảm bảo không cho chất nguy hại rò rỉ, di chuyển, lan truyền trong môi trường. Để đạt được yêu cầu nêu trên, có một số những quy định cần thiết đối với các đơn vị sản xuất hay quản lý chất nguy hại cần phải tuân thủ. Nơi phát sinh chất thải nguy hại phải kiểm tra chất thải của họ xem có bị cấm thải bỏ hay không. Nếu chất thải là không thể thải bỏ thì chúng ta phải tìm kiếm một phương pháp xử lý thích hợp trước khi thải bỏ. Nếu đang quản lý một chất thải bị hạn chế trong các bồn hay tank và đang tiếp tục xử lý cho đạt tiêu chuẩn thải bỏ, đơn vị tạo ra chất thải lên kế hoạch phân tích chất thải bằng văn bản. Kế hoạch này phải được nộp cho các cơ quan có thẩm quyền trong vòng 30 ngày trước khi xử lý. Có nhiều cách thải bỏ chất nguy hại được xem là an toàn đang áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới như: chôn lấp hợp vệ sinh, thải bỏ xuống giếng sâu. 4.2 Chôn lấp CTNH Hiện nay, phương pháp thải bỏ thông dụng nhất là chôn lấp an toàn. Chôn lấp là biện pháp cô lập chất thải nhằm giảm thiểu khả năng phát tán chất thải vào môi trường. Trong quá trình thải bỏ chất nguy hại, người ta phải kiểm soát được các phản ứng xảy ra, các chất sinh ra trong khu vực thải và môi trường xung quanh; thực hiện giám sát môi trường; bảo trì cho bãi thải sau khi đóng cửa nhằm tránh tiếp xúc chất nguy hại với môi trường trong mọi tình huống kể cả khi có sự cố. Để đảm bảo công tác này, có một số nguyên tắc cần phải được tuân thủ trong khi chôn lấp chất thải, thiết kế và vận hành bãi chôn lấp. 4.2.1 Xử lý CTNH trước khi chôn lấp: Việc xử lý CTNH trước khi chôn lấp được thực hiện theo các phương pháp nêu trên, để đảm bảo CTNH được giảm đi một phần nguy hại và tận dụng lại CTNH vào một mực đích khác. Chất thải cần phải được đóng gói theo đúng tiêu chuẩn quy định về an toàn trước khi chôn lấp, đặc biệt là đối với chất thải lỏng. Riêng chất thải nguy hại rắn, có thể không cần đóng gói mà người ta có thể cố định hoặc hoá rắn trước khi chôn lấp. 4.2.2 Lựa chọn vị trí bãi chôn lấp: Yêu cầu lựa chọn địa điểm BCL Địa điểm BCL phải được xác định căn cứ theo quy hoạch xây dựng đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt. Khoảng cách xây dựng từ BCL tới các điểm dân cư, khu đô thị được quy định KHOẢNG CÁCH THÍCH HỢP KHI LỰA CHỌN BÃI CHÔN LẤP CÁC ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY KHOẢNG CÁCH TỐI THIỂU TỪ VÀNH ĐAI CÔNG TRÌNH TỚI CÁC BÃI CHÔN LẤP, (m) CÔNG TRÌNH MÔ CÔNG TRÌNH Bãi chôn lấp Nhỏ và vừa Bãi chôn lấp Lớn Bãi chôn lấp Rất lớn 1 2 3 4 5 Đô thị Các thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ ... 3000 - 5000 5000 - 15000 15000 - 30000 Sân bay, các khu công nghiệp, hải cảng Từ quy mô nhỏ đến lớn 1000 - 2000 2000 - 3000 3000 - 5000 Cụm dân cư ở đồng bằng và trung du ? 15 hộ Cuối hướng gió chính ? 1000 ? 1000 ? 1000 Các hướng khác ? 300 ? 300 ? 300 Cụm dân cư ở miền núi Theo khe núi (có dòng chảy xuống) 3000-5000 > 5000 > 5000 Không cùng khe núi Không quy định Không quy định Không quy định Công trình khai thác nước ngầm C.suất < 100 m3/ng Q < 10.000 m3/ng Q > 10.000 m3/ng 50 - 100 > 100 > 500 > 100 > 500 > 1000 > 500 > 1000 > 5000 Việc lựa chọn địa điểm phải căn cứ vào các yếu tố tự nhiên, kinh tế, xã hội, hệ thống hạ tầng kỹ thuật tại khu vực dự kiến xây dựng BCL Lựa chọn các mô hình BCL Tuỳ thuộc vào các đặc tính của từng loại chất thải được chôn lấp và đặc điểm địa hình từng khu vực, có thể lựa chọn các mô hình BCL sau: bãi chôn lấp khô, bãi chôn lấp ướt, bãi chôn lấp hỗn hợp khô-ướt, bãi chôn lấp nổi, bãi chôn lấp chìm, bãi chôn lấp kết hợp chìm nổi và bãi chôn lấp ở các khe núi Quy mô diện tích BCL: Quy mô diện tích BCL được xác định trên cơ sở: Dân số và lượng chất thải hiện tại, tỷ lệ tăng dân số và tăng lượng chất thải trong suốt thời gian vận hành của BCL. Khả năng tăng trưởng kinh tế và định hướng phát triển của đô thị. Việc thiết kế BCL phải đảm bảo sao cho tổng chiều dày của bãi kể từ đáy đến đỉnh có thể từ 15 m đến 25 m, tuỳ thuộc vào loại hình BCL và điều kiện cảnh quan xung quanh BCL. Tỷ lệ diện tích xây dựng các công trình phụ trợ: đường, đê kè, hệ thống thoát nước, dẫn nước, nhà kho, sân bãi, xưởng, hồ lắng nước rác, hồ xử lý nước, hệ thống hàng rào cây xanh và các công trình phụ trợ khác trong BCL chiếm khoảng 20 % tổng diện tích bãi. Quy trình lựa chọn BCL Việc lựa chọn địa điểm BCL được thực hiện theo 4 bước sau: - Bước 1: Thu thập các tài liệu liên quan đến yêu cầu của BCL, khối lượng chất thải cần chôn lấp và dự kiến trong tương lai. - Bước 2: Xác định phương án các địa điểm có khả năng để xây dựng BCL. Các vị trí này có thể được xem xét và đề xuất trên cơ sở nghiên cứu phân tích các bản đồ địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã có, hiện trạng phân bố dân cư . Tổ chức các chuyến khảo sát thực địa. - Bước 3: So sánh và lựa chọn phương án với các chỉ tiêu của BCL và loại bỏ bớt một số địa điểm dự định. Lựa chọn chính thức, trong bước này so sánh đánh giá chi tiết các địa điểm còn lại trên cơ sở phân tích đánh giá dựa theo các chỉ tiêu: kỹ thuật, kinh tế và xã hội, lựa chọn tối ưu, áp dụng các phương pháp chập bản đồ, tính điểm các chỉ tiêu. Để thực hiện được bước này cần phải có đầy đủ các tài liệu điều tra hiện trạng môi trường, đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của tất cả các địa điểm dự định. Từ đó, cho điểm từng yếu tố đối với từng địa điểm và lựa chọn địa điểm thích hợp nhất. - Bước 4: Sơ phác, mô phỏng phương án địa điểm lựa chọn 4.2.3 Nguyên tắc thiết kế bãi chôn lấp: Các chất thải độc hại khi tiếp xúc với nhau có thể sinh ra các chất có tính độc hại cao hơn hay có thể xảy ra phản ứng tạo thành các chất ô nhiễm, cho nên cần thiết kế các ngăn chôn lấp riêng biệt đối với từng chất để chúng không có cơ hội kết hợp với nhau. 4.2.4 Quy tắc vận hành bãi chôn lấp: Trong khi bãi đang hoạt động, cần có biện pháp kiểm soát các tác nhân gây bệnh, các khí sinh ra, nước rò rỉ, nước chảy qua, nước chảy tràn, nước thấm. Thực hiện chương trình giám sát môi trường: chất lượng nước ngầm xung quanh khu vực bãi chôn lấp, các loại khí độc và dễ cháy,… khi vận hành cũng như sau khi đóng cửa bãi chôn lấp và duy trì cho đến vài chục năm sau. 4.2.5 Xây dựng và thực hiện chương trình sửa chữa, hiệu chỉnh bãi chôn lấp: Phải có biện pháp hiệu chỉnh kịp thời nếu phát hiện có sự cố kỹ thuật. 4.2.6 Bảo hiểm bãi chôn lấp sau khi đóng cửa. Việc đóng BCL được thực hiện khi: Lượng chất thải đã được chôn lấp trong BCL đã đạt được dung tích lớn nhất như thiết kế kỹ thuật. Chủ vận hành BCL không có khả năng tiếp tục vận hành BCL. Đóng BCL vì các lý do khác. Trong mọi trường hợp chủ vận hành BCL phải gửi công văn tới cơ quan quản lý nhà nước về môi trường để thông báo thời gian đóng BCL. Trình tự đóng BCL: Lớp đất phủ trên cùng có hàm lượng sét > 30%, đảm bảo độ ẩm tiêu chuẩn và được đầm nén cẩn thận, chiều dày lớn hơn hoặc bằng 60 cm. Độ dốc từ chân đến đỉnh bãi tăng dần từ 3ữ 5 %, luôn đảm bảo thoát nước tốt và không trượt lở, sụt lún, sau đó cần: - Phủ lớp đệm bằng đất có thành phần phổ biến là cát dày từ 50 cm ữ 60 cm. - Phủ lớp đất trồng (lớp đất thổ nhưỡng) dày từ 20 cm ữ 30 cm. - Trồng cỏ và cây xanh. Trong các BCL lớn, cần phải tiến hành song song việc vận hành BCL với việc xây dựng các ô chôn lấp mới, đóng các ô đầy. Vì vậy, các công việc đều phải tuân thủ các quy định cho từng công đoạn nêu trên. Trong thời hạn 6 tháng kể từ ngày đóng BCL, chủ vận hành BCL phải báo cáo CQQLNNMT về hiện trạng của BCL. Báo cáo này phải do một tổ chức chuyên môn độc lập về môi trường thực hiện, bao gồm các nội dung sau: Tình trạng hoạt động, hiệu quả và khả năng vận hành của tất cả các công trình trong BCL bao gồm: hệ thống chống thấm của BCL, hệ thống thu gom và xử lý nước rác, hệ thống quản lý nước mặt, nước ngầm, hệ thống thu gom khí thải cũng như toàn bộ hệ thống giám sát chất lượng nước ngầm v.v... Tình hình quan trắc chất lượng nước thải từ BCL ra môi trường, về chất lượng nước ngầm cũng như về phát thải khí thải. Việc tuân thủ những quy định hiện hành của Thông tư này cũng như phục hồi và cải thiện cảnh quan khu vực BCL. Báo cáo phải chỉ rõ các trường hợp không tuân thủ các quy định của Thông tư này và phải nêu các biện pháp khắc phục. Sau khi đóng BCL, vẫn không được phép cho người và súc vật vào tự do, đặc biệt trên đỉnh bãi nơi tập trung khí gas. Phải có các biển báo, chỉ dẫn an toàn trong BCL. PHẦN 3: KẾT LUẬN CTNH hiện nay rất đa dạng về chủng loại và phức tạp về thành phần, chúng làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp lên đời sống của con người và các sinh vật khác. Công tác quản lý CTNH cần nhìn nhận ở góc độ giải quyết ô nhiễm và các nguy cơ rủi ro hơn là tính đến các yếu tố kinh tế. Vì vậy cần quản lý chặt chẽ CTNH sẽ góp phần quan trọng trong sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia. Trong đó công tác phòng ngừa giảm thiểu CTNH ngay tại nguồn và bên ngoài, đồng thời kết hợp với các biện pháp tái sinh, tái chế, tái sử dụng lại CTNH sẽ mang lại hiệu quả kinh tế môi trường và xã hội rất rõ rệt. Đây là công tác hàng đầu trong việc quản lý CTNH ở các nước khác trên thế giới và các nước đang phát triển như Việt Nam ta hiện nay. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Trịnh Thị Thanh và Nguyễn Khắc Kinh (2005): Quản lý chất thải nguy hại, NXB DHQGHN [2]. Nguyễn Đức Khiển (2001), Chất thải nguy hại. Bài giảng. Đại học Bách Khoa Hà Nội. [3]. “Tập bài giảng QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI”– TS, NCS VÕ ĐÌNH LONG, TS NGUYỄN VĂN SƠN. 2008, TRƯỜNG ĐHCN TP HCM MỤC LỤC