5.3.1. Giảm thể tích vμ kích th−ớc
Giảm thể tích bằng ph−ơng pháp cơ học:
Nén rác là một khâu quan trọng trong quá trình xử lý chất thải rắn. Một số ph−ơng tiện vận chuyển chất thải rắn đ−ợc trang bị thêm bộ cuốn ép và nén rác, điều này góp phần làm tăng sức chứa của xe và tăng hiệu suất chuyên chở cũng nh− kéo dài thời gian phục vụ cho bãi chôn lấp. Các thiết bị nén ép có thể là các máy nén cố định và di động hoặc các thiết bị nén ép cao áp.
+ Máy nén cố định đ−ợc sử dụng ở các khu vực:
- Vùng dân c−
- Công nghiệp nhẹ hoặc th−ơng mại - Công nghiệp nặng
- Trạm trung chuyển với lực ép nhỏ hơn 689,5 kN/m2
+ Máy nén di động đ−ợc sử dụng cho:
- Các xe trung chuyển khối l−ợng lớn - Côngtenơ
- Các thùng chứa đặc biệt Giảm thể tích bằng ph−ơng pháp hoá học: Chủ yếu bằng ph−ơng pháp trung hoà, hoá rắn kết hợp với các chất phụ gia đông cứng, khi
đó thể tích các chất thải có thể giảm đến 95%.
Giảm kích th−ớc bằng ph−ơng pháp cơ học: Chủ yếu là dùng ph−ơng pháp cắt hoặc nghiền (hình 5.2).
5.3.2. Tách, phân chia các hợp phần của chất thải rắn
Để thuận tiện cho việc xử lý ng−ời ta phải tách, phân chia các hợp phần của chất thải rắn. Đây là quá
trình cần thiết trong công nghệ xử lý để thu hồi tài nguyên từ chất thải rắn, dùng cho quá
trình chuyển hoá biến thành sản
phẩm hoặc cho các quá trình thu hồi năng l−ợng sinh học. Hiện nay ng−ời ta áp dụng các ph−ơng pháp tách, phân chia các hợp phần trong chất thải rắn bằng thủ công hoặc bằng cơ giới.
tr c ® rotor bóa Thanh hãm
Các cửa xả
Chất thải rắn
Hình 5.2. Máy cắt chất thải rắn
- Bằng ph−ơng pháp thủ công: Dùng sức ng−ời
- Bằng phương pháp cơ giới: Trong công nghệ có sấy khô, nghiền sau đó mới dùng thiết bị tách (quạt gió, xyclon).
Vị trí tách, phân chia các hợp phần có thể nh− sau:
- Phân chia ngay từ nguồn chất thải rắn;
- Phân chia tại trạm trung chuyển;
- Phân chia ở các trạm tập trung khu vực;
- Phân chia tại trạm xử lý chất thải rắn: phục vụ cho việc xử lý sao cho có hiệu quả;
- Phân chia kim loại ra khỏi chất thải rắn, tách các loại giấy, cáctông, polietylen.
Khối l−ợng và các loại hợp phần đ−ợc tách, phân chia tuỳ thuộc vào vị trí phân tách. Điển hình nhất là các loại giấy vụn, cáctông, thuỷ tinh, kim loại màu (nhôm, đồng), kim loại đen (sắt, thép), chất dẻo...
a. Tách các hợp phần chất thải rắn bằng quạt gió (trọng lực): Ph−ơng pháp này đ−ợc sử dụng nhiều trong công nghệ tách hợp phần của chất thải rắn khô. Các hợp phần có trọng l−ợng nhẹ chủ yếu là hữu cơ tách khỏi hợp phần nặng chủ yếu là vô cơ.
Sơ đồ hệ thống quạt gió đ−ợc sử dụng để phân tách các hợp phần trong chất thải rắn đ−ợc thể hiện ở hình 5.3.
Nguyên tắc: Quạt gió hoạt động tạo áp lực lớn hơn áp lực khí quyển. Các chất nặng rơi xuống, vật nhẹ sẽ bị cuốn theo luồng khí và đ−ợc tách ra ở xiclôn.
Trong thực tế, phương pháp này dùng để tách các vật nhẹ như giấy vụn, túi chất dẻo và các vật liệu nhẹ khác khỏi hỗi hợp chất thải.
Các loại thiết bị tách, phân chia hợp phần của chất thải rắn có thể bao gồm các loại:
- Loại đơn giản (H.5.3.a) - Loại ziczac (H.5.3.b) - Loại rung
- Loại khác
b. Tách các hợp phần chất thải rắn bằng từ:
Phương pháp chung nhất để thu hồi sắt vụn từ chất thải rắn là dùng phân chia bằng từ. Vật liệu sắt th−ờng đ−ợc thu hồi sau khi cắt và tr−ớc khi phân chia bằng quạt gió, hoặc sau khi cắt và phân chia bằng quạt gió. ở một số trạm lớn, hệ thống phân chia từ đặt ở đàu dây chuyền trước khi cắt. Khi chất thải là khối dễ cháy trong các lò đốt thành phố thì việc phân chia bằng từ có thể đặt sau khi đốt
để tách các mảnh vụn kim loại ra khỏi tro đốt. Hệ thống thu hồi bằng từ cũng có
Tách bằng xiclôn
Nạp chất thải nặng
Quạt gió
Họng 2x6 inch
đầu vào nghiêng 60o
Chất thải nặng
D=300mm
D=250mm Áp kÕ
Quạt gió ra Van đóng mở
Chất thải nhẹ
D=100mm a)
Không khí
Quạt gió
Mô tơ rung
Khôngkhí Không khí d−
và phần nhẹ
Chất thải đã
nghiÒn
b)
khÝ ra
Luồng thổi các vật nhẹ
Xyclon phân loại Vật liệu
nhẹ
B¨ng truyÒn thu vật nhẹ Băng nạp chất
thải
Cửa quay tạo khí Khí vào
khí vào
B¨ng truyÒn thu vật nặng
Đ−ờng rơi của vật
nặng
vật nặng Tấm chắn c)
Hình 5.3. Sơ đồ hệ thống quạt gió đ−ợc sử dụng để phân tách các hợp phần trong chất thải rắn
a) Loại đơn giản ; b) Loại ziczac ; c) Loại khác.
thể đặt ở khi bãi thải. Những vị trí đặc biệt nơi vật liệu sắt cần thu hồi tuỳ thuộc mục tiêu cần đạt, chẳng hạn việc giảm – khử các đồ cũ, rách trong quá trình sơ
bộ và thiết bị phân chia, mức độ trong cạch của sản phẩm cần đạt, hiệu quả thu hồi cần thiết. Phương pháp này được áp dụng để thu hồi các kim loại sắt trong công nghiệp nh−: Thu hồi sắt trong các nhà máy cơ khí hoặc thu hồi các thành phần sắt rỉ nhằm đảm bảo sự trong sạch của sản phẩm...
Các thiết bị phân tách bằng từ bao gồm các loại nh−: Thiết bị phân tách bằng từ treo (a); trống từ treo (b); từ kiểu trục (c). Sơ đồ các thiết bị này đ−ợc thể hiện ở hình 5.4.
a)
b)
Hình 5.4. Sơ đồ thiết bị phân tách chất thải rắn loại từ a) Tõ kiÓu treo ; b) Tõ kiÓu trèng tõ treo ; c) KiÓu trôc.
c)
Hình 5.5. Sơ đồ các loại sμng phân tách chất thải rắn a) Loại nung ; b) Loại trống quay ; c) Loại đĩa.
c. Tách các hợp phần chất thải rắn bằng sàng
Sàng làm nhiệm vụ phân chia hỗn hợp chất thải rắn có kích th−ớc khác nhau thành 2 hoặc nhiều loại tuỳ theo kích th−ớc của sàng. Công việc này đ−ợc thực hiện trong điều kiện khô hoặc điều kiện ướt, vị trí đặt sàng có thể trươc hoặc sau các công đoạn khác.
Thiết bị sàng: Thiết bị sàng có thể là các loại sàng rung, sàng trống quay và sàng đĩa. Phương pháp sàng có thể thủ công (chủ yếu dùng phương pháp thủ công để phân loại các thành phần mà máy móc khó thực hiện) hoặc phương pháp cơ giới (dùng các máy thổi khí, hút từ cơ học). Sơ đồ các loại sàng đ−ợc thể hiện ở hình 5.5.
5.3.3. Lμm khô vμ khử n−ớc
ở nhiều trạm xử lý thu hồi năng l−ợng đốt phần nhẹ đã nghiền của chất thải cần đ−ợc sấy khô sơ bộ để giảm l−ợng ẩm và giảm trọng l−ợng. Khi bùn cặn từ trạm xử lý nước thải cần được đốt cháy hoặc được sử dụng để làm nhiên liệu thì ng−ời ta phải khử n−ớc trong bùn.
Ph−ơng pháp này chủ yếu sử dụng cho các loại chất là bùn xả ra từ các nhà máy xử lý n−ớc và chất thải.
a. Các ph−ơng pháp chung
- Khử ẩm: Khử ẩm là một khâu quan trọng trong xử lý chất thải rắn, đặc biệt khử ẩm bao giờ cũng công nghệ đốt. Khử ẩm có tác dụng giảm trọng l−ợng chất thải rắn.
- Sấy khô: Tr−ớc khi xem xét thiết kế, chế tạo phải xét tới việc sử dụng nhiệt đối với các vật liệu cần sấy. Có những phương pháp sử dụng nhiệt độ sau
®©y:
- Đối lưu: Chất mang nhiệt thường là không khí hoặc sản phẩm của quá
trình cháy tiếp xúc trực tiếp với chất thải rắn.
- Truyền nhiệt: Nhiệt đ−ợc truyền gián tiếp bằng cách tiếp xúc giữa vật liệu −ớt với bề mặt sấy khô.
- Bức xạ: Nhiệt đ−ợc truyền trực tiếp và độc nhất từ vật sấy nóng đến vật liệu −ớt bằng bức xạ nhiệt.
Sơ đồ cơ chế hoạt động của phương thức sấy được thể hiện ở hình 5.6.
Hình 5.6. Sơ đồ cơ chế hoạt động của phương thức sấy
Trong các loại thiết bị sấy, thiết bị trống quay đ−ợc sử dụng nhiều và tỏ ra có nhiều −u điểm, loại trống quay là loại có kết cấu đơn giản nhất. Qua trống vật liệu cần sấy nguồn tác nhân nhiệt đ−ợc đồng thời tiếp xúc với nhau trong quá trình vận chuyển từ đầu nọ tới đầu kia của trống.
- Đầu tiên vật liệu cần sấy đ−ợc làm nóng lên và độ ẩm ban đầu của vật liệu giảm xuống.
- Vật liệu được tăng lên tới nhiệt độ khống chế. Lúc này lượng ẩm tương ứng đạt đ−ợc ở cuối gian đoạn sấy.
- Thời gian vật liệu đ−ợc sấy 30 – 45 phút. Đặc tính của một số thiết bị sấy đ−ợc trình bày ở bảng 5.3.
b. Khử n−ớc trong bùn cặn của các trạm xử lý n−ớc thải
Trong quá trình xử lý n−ớc thải, bằng bất kỳ ph−ơng pháp nào cũng có tạo nên một l−ợng cặn đáng kể. Các chất không hoà tan ở bể lắng đợt I đ−ợc gọi là cặn t−ơi. Còn cặn lắng sau giai đoạn xử lý sinh học đ−ợc gọi là màng vi sinh (nếu dùng biôphin) và bùn hoạt tính (nếu dùng aeroten) cặn đ−ợc giữ lại ở bể lắng đợt II.
Bảng 5.3. Đặc tính của các loại thiết bị sấy
Loại thiết bị sấy Ph−ơng pháp vận hành
- Mâm quay trong lò Vật liệu đ−ợc sấy khô đ−ợc trải trên 1 mâm nối tiếp từ trên xuống.
Vật liệu cần sấy đ−ợc trải ở cửa băng trong lò. Băng truyền chất thải qua máy sấy, đầu băng này là chất thải rắn ẩm đầu kia là chất thải rắn khô.
- Băng liên tục
Trống hình trụ được đặt nghiêng so với phương ngang và quay liên tục.
- Trèng quay
Vật liệu đ−ợc sấy khô đ−ợc giữ ở trạng thái lơ lửng (giả lỏng).
Thiết bị sấy này dạng hình trụ đứng.
- Sàn giả lỏng
Vật liệu cần sấy đ−ợc phun vào ngăn lò sấy. Sự chuyển vận của tác nhân mang nhiệt và chất thải rắn có thể ng−ợc hoặc cùng chiÒu nhau.
- Phun
Vật liệu cần sấy đ−a vào môi tr−ờng tác nhân nhiệt và vận chuyển trong cả quá trình sấy khô.
- Chiếu dọi
Bùn cặn từ các đ−ờng ống, các kênh m−ơng tiêu thoát n−ớc th−ờng chứa nhiều thành phần hữu cơ, vô cơ và th−ờng đ−ợc phân huỷ tự nhiên, dễ gây mùi khó chịu. Sau khi đ−ợc nạo vét theo định kỳ, chúng đ−ợc đứa đến các công trình xử lý bùn cặn tập trung của thành phố tr−ớc khi mang đi tiêu huỷ ở các bãi chôn lấp hợp vệ sinh.
Nói chung, các loại cặn trên đều có mùi hôi thối khó chịu (nhất là cặn tươi) và đó là sự biểu hiện trạng thái nguy hiểm về phương diện vệ sinh. Do vậy nhất thiết phải xử lý cặn.
Bùn, cặn từ trạm xử lý n−ớc thải có thể đ−ợc khử n−ớc trong điều kiện tự nhiên như sân phơi bùn, nền đất, hồ chứa. Sau khi được khử nước, bùn cặn có thể được trộn lẫn với chất thải rắn để tiếp tục được xử lý theo các phương thức:
- Đốt để giảm dung tích
- Tạo các sản phẩm phụ có khả năng tận thu - Tạo hỗn hợp ủ sinh học
- Chôn lấp cùng với đất
Bùn, cặn từ trạm xử lý n−ớc thải cũng có thể đ−ợc khử n−ớc trong điều kiện nhân tạo nh− khử n−ớc bằng các thiết bị làm khô cặn cơ học, nhiệt, quay ly
tâm, lọc chân không hoặc lọc áp lực… Việc chọn thiết bị sấy đ−ợc dựa trên cơ
sở so sánh các tiêu chí về kinh tế, xã hội và môi tr−ờng.
5.3.4. Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ ép kiện
Ph−ơng pháp ép kiện đ−ợc thực hiện trên cơ sở toàn bộ rác thải tập trung thu gom vào nhà máy. Rác đ−ợc phân loại bằng ph−ơng pháp thủ công trên băng tải, các chất trơ và các chất có thể tận dụng đ−ợc nh−: kim loại, nilon, giấy, thuỷ tinh, plastic... đ−ợc thu hồi để tái chế. Những chất còn lại sẽ đ−ợc băng tải chuyển qua hệ thống ép nén rác bằng thuỷ lực với mục đích làm giảm tối đa thể tích khối rác và tạo thành các kiện với tỷ số nén rất cao.
Các kiện rác đã ép nén này đ−ợc sử dụng vào việc đắp các bờ chắn hoặc san lấp những vùng đất trũng sau khi đ−ợc phủ lên các lớp đất cát.
Trên diện tích này, có thể sử dụng làm mặt bằng để xây dựng công viên, vườn hoặc các công trình xây dựng nhỏ và mục đích chính là làm giảm tối đa mặt bằng khu vực xử lý rác. Sơ đồ công nghệ nh− hình 5.7.
Phễu nạp rác
Băng tải rác
Phân loại rác
Các khối - kiện rác sau khi ép
Băng tải thải vật liệu
Máy ép rác Rác
thải
Kim loại
GiÊy Thuû tinh
Nhùa
Hình 5.7. Quy trình công nghệ xử lý rác thải bằng ph−ơng pháp ép kiện,
5.3.5. Ph−ơng pháp ổn định hay hoá rắn chất thải
Đây là một công nghệ nhằm xử lý chất thải rắn đô thị (cả chất thải nguy hại) thành các sản phẩm phục vụ xây dựng, làm vật liệu, năng l−ợng và sản phẩm nông nghiệp hữu ích. Bản chất của công nghệ rắn hoá là nghiền nhỏ chất
thải rắn sau đó polyme hoá và sử dụng áp lực lớn để ép nén, định hình các sản phẩm (xem sơ đồ hình 5.8).
Error!
Chất thải rắn ch−a phân loại Kiểm tra bằng mắt
Cắt xé hoặc nghiền tơi nhỏ
Làm ẩm Chất thải lỏng hỗn hợp
Thành phần Polyme hoá Trộn đều
ép hay đùn ra
Sản phẩm mới
Hình 5.8. Sơ đồ xử lý rác theo công nghệ Hydromex.