PGS.TS Lê Văn Lữ, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TPHCM cùng các cộng sự đã nghiên cứu, chế tạo thành công hệ thống lò đốt rác hồ quang điện có nhiệt độ siêu cao, trên 1.500°C, có thể xử lý triệt để chất thải nguy hại.
Chất thải chứa các halogen hữu cơ, hay còn gọi là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutants - POPs), như vỏ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, cao su, nhựa,... cần được quản lý, giảm thiểu và xử lý triệt để bởi độc tính và mức độ xử lý khó khăn. Khi đốt, các chất này còn phát sinh dioxin và furans độc hại đối với con người và môi trường.
Theo PGS.TS Lê Văn Lữ, hiện nay, công nghệ thích hợp và hiệu quả để xử lý các chất thải đặc biệt nguy hại là phương pháp thiêu đốt. Tuy nhiên, ở Việt Nam, chưa có lò đốt rác được cấp phép xử lý chất thải rắn có hàm lượng halogen hữu cơ vượt ngưỡng chất thải nguy ngại với yêu cầu nhiệt độ buồng thứ cấp trên 1.200°C để bẻ gãy liên kết mạch vòng bền vững, nhằm xử lý triệt để các chất thải nguy hại.
Do các lò đốt rác chỉ sử dụng nhiên liệu hóa thạch (dầu, gas,…) không những gây ô nhiễm môi trường mà còn tốn kém chi phí, và quan trọng nhất là nhiệt độ không đạt được quá 1.400°C. Mặc dù trong nước đã có những nghiên cứu nhằm triển khai xử lý chất thải nguy hại nhưng vẫn có nguy cơ rò rỉ khi vận chuyển xa, một số công nghệ xử lý, yêu cầu điều kiện khắt khe (sinh học, hóa học, plasma…), chi phí xử lý rất cao, lên đến 3.000 – 6.000 USD/tấn, đầu tư ban đầu lớn mà vẫn chưa đạt yêu cầu. Vì vậy, đến nay trong nước vẫn chưa tìm được công nghệ tối ưu để xử lý chất thải nguy hại.
Xử lý nhanh và triệt để
Trước thực tế đó, nhóm nghiên cứu thực hiện nhiệm vụ “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lò đốt rác bằng hồ quang điện nhiệt độ siêu cao trên 1.500°C để xử lý chất thải đặc biệt nguy hại”, thuộc Chương trình KH&CN cấp TPHCM. Đây cũng là nghiên cứu đầu tiên trong nước áp dụng ngọn lửa hồ quang có nhiệt độ siêu cao trên 1.500°C trong lò đốt rác.
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Thực tế, đó là một dạng plasma tạo ra qua quá trình trao đổi điện tích liên tục.
Thuận lợi khi ứng dụng hồ quang điện trong lò đốt thứ cấp là xử lý nhanh và triệt để chất thải nguy hại, giảm chi phí lưu trữ chất thải, giá thành đầu tư thấp hơn so với công nghệ plasma hàng chục lần do thiết bị đơn giản hơn.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công lò đốt rác có công suất 100 kg/ngày, tương đương 5 kg/h, sử dụng hoàn toàn bằng điện năng và ứng dụng hồ quang điện vào lò đốt thứ cấp có nhiệt độ siêu cao trên 1.500°C.
Hệ thống do nhóm chế tạo bao gồm cụm đốt rác, hệ xử lý khí thải (giải nhiệt, hấp thụ, hấp phụ) và cơ học khí (quạt hút tổng và ống khói).
Cụm đốt rác có hai buồng đốt (buồng sơ cấp và thứ cấp). Bộ phát nhiệt hồ quang có thể điều khiển tự động, hoạt động đảo chiều dòng điện theo chu kỳ nhằm ổn định ngọn lửa, hạn chế tiêu hao điện cực trong quá trình hoạt động phát hồ quang.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng quy trình vận hành lò và tiến hành đốt thử nghiệm các loại rác thải có nguy cơ phát sinh dioxin/furans cao như nhựa PVC, cao su, vỏ chai thuốc bảo vệ thực vật, vải vụn. Khi vận hành lò ở chế độ nhiệt độ buồng đốt thứ cấp (trên 1.500°C), hiệu quả xử lý dioxin/furans khá rõ rệt, nồng độ dioxin/furans giảm đáng kể so với chế độ đốt thông thường (1.050°C): từ 5,9 ngTEQ/N.m³ xuống dưới 1,2 ngTEQ/N.m³ (giảm 5 lần) trong cùng điều kiện đốt. Các thành phần khí thải khác có nồng độ đều đạt QCVN 30:2012/BTNMT.
Hiệu suất sử dụng nhiệt năng của hồ quang điện đạt 98%, cao hơn nhiều so với phương pháp phát nhiệt bằng plasma (chỉ đạt 40-50%). Ngoài ra, thiết bị phát hồ quang đơn giản, dễ bảo trì, thay thế và suất đầu tư thấp hơn trên cùng một công suất phát nhiệt, so với công nghệ plasma hiện nay. Giá đầu tư lò đốt rác hồ quang điện công suất 100 kg/ngày vào khoảng 600 - 900 triệu đồng; chi phí xử lý rác bằng lò hồ quang điện ước tính khoảng 23.000 đồng/kg.
Đây là nghiên cứu bước đầu nhằm khai thác công nghệ hồ quang điện vào đốt rác thải nguy hại, nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện hơn và mong muốn kết quả nghiên cứu được triển khai vào thực tế.
Theo Khoahocphattrien
Tin tức liên quan
Đăng nhập
