Xử lý chất thải rắn bằng các phương pháp nhiệt.

Xử lý chất thải rắn bằng nhiệt là quá trình sử dụng nhiệt để quản lý và xử lý chất thải nhằm mục đích giảm khối lượng, chuyển hóa các chất thải thành vật liệu vô hại và tận dụng năng lượng tái chế ẩn bên trong như nhiệt, hơi nước, năng lượng điện hoặc vật liệu dễ cháy. Cùng Hanokyo tìm hiểu về các phương pháp này nhé

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt là gì?

Xử lý nhiệt là bất kỳ công nghệ xử lý chất thải liên quan đến nhiệt độ cao trong toàn bộ quá trình. Xử lý nhiệt là giải pháp xử lý các loại chất thải không thể tái chế và tái sử dụng một cách thân thiện với môi trường. Xử lý nhiệt làm giảm khối lượng chất thải, làm trơ các thành phần nguy hại. Đồng thời tạo ra năng lượng nhiệt hoặc điện. Giảm thiểu phát thải chất ô nhiễm vào không khí và nước.

Xử lý nhiệt liên quan đến áp dụng nhiệt để xử lý và phân hủy các chất thải thông qua các cách tiếp cận khác nhau. Đốt lộ thiên là phương pháp xử lý chất thải nhiệt nhưng xâm hại nghiêm trọng đến môi trường. Không có thiết bị kiểm soát ô nhiễm nào có thể tham gia vào quá trình đốt lộ thiên. Các chất ô nhiễm tự do thoát ra môi trường. Phương pháp này được sử dụng ở các quốc gia kém phát triển vì chi phí rẻ.

Xem thêm bài viết

• Xử lý rác thải rắn bằng phương pháp sinh học là gì? Ý nghĩa và vai trò?
• Các phương pháp xử lý rác thải phổ biến hiện nay

Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt.

Một số kỹ thuật xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt được sử dụng phổ biến sau đây:

• Đốt, phương pháp này liên quan đến việc đốt chất thải có oxy. Đốt là phương pháp xử lý nhiệt phổ biến và có khả năng thu hồi năng lượng cho công nghệ điện hoặc sưởi ấm. Phương pháp này có 1 số ưu điểm như nhanh chóng làm giảm khối lượng chất thải, giảm chi phí vận hcuyển và giảm phát thải khí nhà kính độc hại.
• Khí hóa và nhiệt phân là 2 phương pháp tương tự. Cả 2 đều phân hủy các chất thải hữu cơ bằng cách cho tiếp xúc với lượng oxy thấp và nhiệt độ rất cao. Quá trình nhiệt phân không sử dụng oxy. Trong khi quá trình khí hóa cho phép lượng oxy thấp. Khí hóa có lợi hơn vì nó cho phép quá trình đốt thu hồi năng lượng mà không gây ô nhiễm không khí.

• Đốt lộ thiên: Phương pháp xử lý chất thải nhiệt kế thừa có hại cho môi trường. Các lò đốt được sử dụng trong quy trình này không có thiết bị kiểm soát ô nhiễm. Các chất như hexachlorobenzene, dioxin, carbon monoxide, các hạt, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, các hợp chất thơm đa vòng và tro sẽ tự do phát tán trong môi trường.

Thiêu hủy chất thải

Thiêu hủy là phương pháp xử lý rác thải rắn bằng nhiệt phổ biến nhất. Là phương pháp đốt với sự có mặt của oxy.

Đốt chất thải bao gồm việc chuyển đổi các chất thải thành tro, khí thải và nhiệt. Tro phần lớn bao gồm các thành phần không hữu cơ, dạng rắn do khí thải mang theo. Khí thải phải được làm sạch các dạng chất bẩn này trước khi xả vào không khí.

Trong đốt chất thải, kỹ thuật phổ biến nhất gọi là đốt hàng loạt. Quy trình này bao gồm 5 bước:

• Chuẩn bị chất thải: các vật dụng quá khổ được loại bỏ và thu hồi 1 số chất tái chế như kim loại.
• Đốt cháy: chất thải được đốt cháy trong 1 buồng đốt đơn có oxy.
• Thu hồi năng lượng: các khí thoát ra trong quá trình cháy được làm mát bằng nước.
• Kiểm soát môi trường: khí làm mát được xử lý bằng máy lọc, thiết bị kết tủa và bộ lọc để loại bỏ các chất ô nhiễm.
• Thải ra môi trường: Khí đã qua xử lý được thải vào khí quyển.

Ưu điểm của xử lý rác thải rắn bằng phương pháp nhiệt đốt chất thải:

• Giảm lượng chất thải nhanh chóng.
• Quản lý chất thải hiệu quả
• Sản xuất nhiệt và điện
• Tiết kiệm chi phí khi vận chuyển chất thải
• Ngăn chặn sản xuất khí metan.

Nhược điểm của đốt chất thải:

• Tốn nhiên liệu nên chi phí hoạt động đắt.
• Gây ô nhiễm môi trường nếu xử lý không đúng cách.
• Gây hại cho sức khỏe cộng đồng.

Đây cũng là 1 phương án xử lý rác thải y tế hiệu quả được áp dụng hiện nay

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt phân

Nhiệt phân là quá trình xử lý rác thải rắn bằng phương pháp nhiệt đốt nóng vật liệu hữu cơ. Chẳng hạn như sinh khối trong điều kiện không có oxy. Vì không có oxy nên vật liệu không cháy nhưng các hợp chất hóa học như xenlulo và lignin sẽ bị phân hủy nhiệt thành khí và than dễ cháy. Hầu hết các khí dễ cháy này có thể ngưng tụ thành 1 chất lỏng gọi là dầu nhiệt phân.

Quá trình nhiệt phân được sử dụng nhiều trong công nghiệp hóa chất. Ví dụ, để sản xuất ethylene, nhiều dạng carbon và các hóa chất khác từ dầu mỏ, than đá, thậm chí là gỗ, than cốc từ than đá. Nhiệt phân cũng được sử dụng trong chuyển đổi khí tự nhiên thành hydro không gây ô nhiễm và than carbon rắn không ô nhiễm.

Biến số có thể thay đổi quá trình nhiệt phân:

• Thành phần vật liệu đã qua xử lý: Mỗi thành phần chính của sinh khối và chất thải có nhiệt độ phân hủy nhiệt khác nhau.
• Nhiệt độ của quá trình: nhiệt độ cao hơn của quá trình nhiệt phân cung cấp 1 lượng lớn các khí không ngưng tụ, trong khi nhiệt độ thấp hơn tạo ra các sản phẩm rắn chất lượng cao.
• Thời gian cư trú của nguyên liệu trong buồng nhiệt phân: ảnh hưởng đến mức độ chuyển hóa nhiệt của sản phẩm rắn nhận được và thời gian lưu trú của khí.
• Kích thước hạt và cấu trúc vật lý: Ảnh hưởng đến tốc độ vật liệu bị nhiệt phân.

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt khí hóa

Khí hóa là quá trình chuyển đổi vật liệu sinh khối hoặc nhiên liệu hóa thạch thành khí. Điều này đạt được cách cho vật liệu phản ứng ở nhiệt độ cao mà không cần đốt cháy. KIểm soát oxy và hơi nước có trong phản ứng. Lợi thế của khí hóa là khí tổng hợp sẽ hiệu quả hơn so với đốt trực tiếp nguyên liệu đầu vào ban đầu vì nó có thể bị đốt cháy ở nhiệt độ cao hơn.

Quá trình khí hóa tương tự như quá trình đốt cháy. Nhưng nó khác ở lượng oxy sử dụng. Quá trình đốt cháy sử dụng 1 lượng oxy dồi dào để tạo ra nhiệt và ánh sáng. Quá trình khí hóa chỉ sử dụng 1 lượng nhỏ oxy kết hợp với hơi nước và áp suất cao.

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt khí hóa Plasma

Plasma là 1 chất khí có nhiệt độ, ion hóa cao, có khả năng dẫn điện. Plasma trong tự nhiên dễ nhìn thấy nhất là sét và khí ở quanh mặt trời.

Khí hóa plasma là công nghệ xử lý chất thải rắn sử dụng kết hợp điện năng. Và nhiệt độ cao để biến chất thải thành các sản phẩm phụ có thể sử dụng được mà không cần đốt. Mặc dù công nghệ này đôi khi bị nhầm lẫn với đốt rác. Nhưng quá trình khí hóa plasma không đốt cháy các chất thải như lò đốt. Thay vào đó, nó chuyển chất thải hữu cơ thành khí mà vẫn chứa tất cả năng lượng hóa học và nhiệt năng của nó. Chuyển hóa chất thải vô cơ thành thủy tinh trơ gọi là xỉ. Quá trình này có thể làm giảm khối lượng chất thải và tạo ra điện năng.

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt sấy khô

Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt sấy khô là việc làm khô các vật liệu bị nhiễm chất thải hóa học nguy hại. Chất thải này phải được xử lý, lưu trữ và tiêu hủy đúng cách. Chất thải khô bao gồm hỗn hợp gỗ, kim loại, nhựa, bìa cứng và giấy, 1 lượng nhỏ bê tông, gạch vụn.

Ví dụ về chất thải khô

• Đất bị ô nhiễm
• Thùng chứa chất thải cực kỳ nguy hại
• Các mảnh vụn bị nhiễm bẩn
• Hóa chất khô ở dạng phế liệu

Lợi ích của việc sấy khô chất thải:

• Giảm đáng kể chi phí vận chuyển.
• Chuyển đổi chất thải cuối cùng được sử dụng để chôn lấp thành một quá trình chuyển hóa chất thải thành năng lượng.
• Kiểm soát các hoạt động gây hại đến môi trường.
• Tận dụng các sản phẩm phụ sau khi sấy khô có thể tái chế.