Giới thiệu về xử lý rác thải sinh hoạt bằng công nghệ thủy nhiệt

Thứ tư - 31/05/2017 21:22
Trong bài viết này chúng tôi xin giới thiệu cơ sở pháp lý, ưu điểm, nguyên lý cho mô hình xử lý rác thải sinh hoạt bằng công nghệ thủy nhiệt và đi vào phân tích kinh tế của mô hình.

GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY NHIỆT

1. Cơ sở pháp lý của công nghệ

  • GS Yoshikawa, Viện Công nghệ Tokyo là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực này
  • Công ty Shinko Technos, Nhật Bản là nơi sở hữu patent về chế tạo các thiết bị
  • Căn cứ biên bản thỏa thuận MOU giữa trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và Viện Công nghệ Tokyo về hợp tác toàn diện về Khoa học công nghệ. Trong 2 năm cộng tác với PTN của GS Yoshikawa 2014-2015 trong khuôn khổ dự án “Hợp tác Doanh nghiệp và trường Đại học” thuộc chương trình AUN-SeedNet, JICA, Viện Khoa học Quốc Tế Việt Nam Nhật Bản, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã đi khảo sát và làm việc với nhiều công ty xử lý rác thải của Việt Nam để tìm hiểu hiện trạng và khả năng áp dụng công nghệ thủy nhiệt để xử lý rác thải ở Việt Nam.
  • Đã đàm phán và ký kết về hợp đồng chuyển giao bản quyền chế tạo thiết bị cho đối tác Việt Nam giữa công ty Shinko Technos và đối tác ở Việt Nam.

2. Ưu điểm của công nghệ thủy nhiệt để xử lý rác thải sinh hoạt:

  • Không sử dụng các nguồn năng lượng thứ cấp, không sử dụng hóa chất, không phát thải khí nhà kính.
  • Rác thải sinh hoạt không cần phân loại, rút ngắn thời gian xử lý rác thải hữu cơ trong 3h, loại bỏ hết các vi sinh vật gây bệnh
  • 60% lượng rác thải sinh hoạt sẽ chuyển hóa thành nhiên liệu than chất lượng xấp xỉ than Đồng bằng sông Hồng

3. Giới thiệu về công nghệ

Công nghệ thủy nhiệt để xử lý chất thải sinh hoạt được phòng thí nghiệm của GS Yoshikawa đại học Công nghệ Tokyo nghiên cứu và áp dụng tại các nước phát triển Nguyên lý của phương pháp thủy nhiệt được mô tả như sau :

nguyen ly cua qua trinh thuy nhiet

Rác thải hữu cơ không cần phân loại được đưa trực tiếp vào thiết bị thủy nhiệt bằng cơ cấu cơ khí tự động hoặc. Hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 220oC và 2,5Mpa) sẽ phun vào thiết bị thủy nhiệt. Với hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao, phần hữu cơ của rác thải sẽ bị tác nhân hơi nước xử lý thủy nhiệt trong thời gian 2h-3h. Trong quá trình phản ứng thủy nhiệt, hơi nước thừa sẽ được đưa ra ngoài qua thiết bị ngưng tụ và trao đổi nhiệt. Nước ngưng sẽ vào hệ thống xử lý nước thải chung. Sau khi kết thúc phản ứng, tiến hành hạ áp và ly tâm để tách sản phẩm lỏng và rắn. Nước tách từ quá trình ly tâm sẽ đưa vào hệ thống xử lý nước thải tập trung. Sản phẩm rắn thu được sau quá trình thủy nhiệt sẽ để khô tự nhiên trong 1 ngày. Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm sau khi thủy nhiệt thể hiện ở bảng 1. Sản phẩm thu được sẽ sử dụng 15% để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất hơi nước. 85% thu được sẽ là nhiên liệu rắn có đặc tính kỹ xấp xỉ than đồng bằng sông Hồng.

Tại các nước trong khu vực châu Á, do rác thải được phân loại từ đầu nguồn nên công nghệ xử lý rác thải cũng rất khác nhau. Công nghệ thủy nhiệt đã được áp dụng tại các nước như Indonexia, Thượng Hải, Thái Lan và Nhật Bản để xử lý rác thải hữu cơ chưa qua phân loại. Trong thời gian 2014-2015, với sự giúp đỡ của các chuyên gia Nhật bản, nhóm nghiên cứu đã đi thăm quan, tìm hiểu công nghệ các quy trình xử lý rác thải ở trên và nhận thấy mô hình xử ý rác thải tại Jakata Indonesia rất giống với hiện trạng của rác thải Việt Nam. Hệ thống xử lý rác thải tại Indonesia có công suất 50 tấn/ngày sử dụng 1 thiết bị thủy nhiệt thể tích 10m3 và sản phẩm của quá trình là than ứng dụng để đốt trong công nghiệp.

cac nha may xu ly rac thai

4. Hiện trạng xử lý rác thải tại Việt Nam

Theo thống kê của Bộ TN&MT, tổng lượng chất thải rắn (CTR) sinh hoạt tại Việt Nam ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đô thị là 6,9 triệu tấn/năm (chiếm 54%) lượng CTR, còn lại tập trung tại các huyện, thị xã, thị trấn. Lượng chất thải rắn sinh hoạt này được  xử lý chủ yếu bằng hình thức chôn lấp, sản xuất phân hữu cơ và đốt. Hiện có tới 85% đô thị từ thị xã trở lên sử dụng phương pháp chôn lấp chất thải không hợp vệ sinh. Với 458 bãi chôn lấp chất thải rắn có quy mô trên 1ha chỉ có 121 bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Theo báo cáo, trên cả nước có khoảng 50 lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, đa số là các lò đốt cỡ nhỏ, công suất xử lý dưới 500kg/giờ. Tuy nhiên, việc đầu tư lò đốt công suất nhỏ là giải pháp tình thế. Bởi lò đốt công suất nhỏ không có hệ thống xử lý khí thải và trên ống khói không có điểm lấy mẫu khí thải; không có thiết kế, hồ sơ giấy tờ liên quan tới lò đốt. Nhiều lò đốt công suất nhỏ được đầu tư xây dựng trên địa bàn dẫn tới việc xử lý chất thải phân tán, khó kiểm soát việc phát thải ô nhiễm thứ cấp vào môi trường không khí. Ngay cả với một số lò đốt công suất lớn, hiện còn tồn tại các vấn đề về phân loại, nạp nhiên liệu chưa tối ưu; chưa thu hồi được năng lượng từ quá trình xử lý chất thải; kiểm soát ô nhiễm chưa đảm bảo; chưa có hệ thống thu hồi nước rác; không có hệ thống xử lý nước rỉ rác; xử lý mùi, côn trùng chưa triệt để.

Mô hình xử lý chất thải sinh hoạt có quy mô lớn công suất 200 tấn/ngày với tổng chi phí đầu tư là 11 triệu USD. Hiện nay theo quy định của nhà nước, chi phí xử xử lý chất thải là 410.000 đồng/tấn, Dự án đốt rác đã đem lại hiệu quả tốt về mặt môi trường, tuy nhiêu không đem lại hiệu quả kinh tế. Nếu tiếp tục đầu tư để sản xuất nhiệt và điện từ rác thải sẽ đầu tư thêm hệ thống trao đổi nhiệt, sản xuất hơi nước, tuabin hơi để phát điện, kết nối lên lưới ..... chi phí đầu tư sẽ tăng thêm 11 triệu USD. Bên cạnh đó việc bán điện lên lưới sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Do đó phương án đầu tư để sản xuất điện và nhiệt từ đốt rác cũng không khả thi về mặt kinh tế khi giá thành xử ý rác thấp như hiện nay.

Bên cạnh việc xử lý bằng hình thức chôn lấp và đốt còn có các cơ sở xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân hữu cơ sử dụng công nghệ ủ hiếu khí như: Nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt Nam Bình Dương; Nhà máy xử lý và chế biến chất thải Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh), Nhà máy xử lý rác Tràng Cát (Hải Phòng)… Mặc dù, nhập khẩu từ nước ngoài các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phân hữu cơ nhưng công nghệ xử lý chưa đạt được hiệu quả như mong muốn: Tỷ lệ chất thải rắn được đem chôn lấp hoặc đốt sau xử lý rất lớn từ 35 -80%, chi phí vận hành và bảo dưỡng cao… Ngoài ra, sản phẩm phân hữu cơ sản xuất ra hiện nay khó tiêu thụ, chỉ phù hợp với một số loại cây công nghiệp.

Hiện nay hầu hết công nghệ xử lý chất thải rắn nhập khẩu không phù hợp với thực tế chất thải rắn tại Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn, nhiệt trị của chất thải rắn sinh hoạt thấp, độ ẩm của không khí cao… Thiết bị, công nghệ xử lý chất thải rắn chế tạo trong nước chưa đồng bộ, chưa hoàn thiện. Như vậy, có thể thấy, đến nay, Việt Nam vẫn chưa lựa chọn được mô hình xử lý chất thải rắn hoàn thiện đạt được cả các tiêu chí về kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường.

5. Phân tích kinh tế của mô hình

  • Công suất xử lý của MSW: 100 tấn/ngày.
  • Đầu tư cho nhà máy xử lý hoàn thiện (theo đơn giá của Nhật Bản).
+ Chi phí thiết bị phản ứng chính là 1,5 triệu USD
+ Các thiết bị còn lại: 1,5 triệu USD
  • Sau khi đàm phán xong bản quyền, giá chế tạo thiết bị tại Việt Nam dự kiến sẽ thấp hơn.
Độ ẩm của MSW 65 %
Sản phẩm than thu được 12.600 tấn/năm
Nhiên liệu cho lò hơi 15% sản phẩm than sẽ được sử dụng cho lò hơi (1.890 tấn)
Thời gian hoạt động hàng năm 360 ngày
Hoạt động hàng ngày 24h/ngày
Chi phí bảo trì/năm (3% chi phí vốn) 0,09 triệu US$/năm
Các chi phí khác (lao động, điện…): 0,06 triệu US$/năm
Chi phí vốn (5 năm phân bổ) 0,6 triệu US$/năm
Tổng chi phí: 0,75 triệu US$/năm
Doanh thu từ bán sản phẩm than

0,81 triệu US$/ năm

(75 US$/tấn x (12,600-1,890) tấn/năm

Doanh thu từ phí xử lý chất thải : 0,72 triệu US$/năm  (20 US$/tấn  x 100 tấn/ngày x 360 ngày)
Tổng thu nhập:

1.53 triệu US$/năm

 
Nguồn: www.vjiist.hust.edu.vn.

Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá

Xếp hạng: 5 - 1 phiếu bầu
Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây

VUI LÒNG NHẬP SỐ ĐIỆN THOẠI,
CHÚNG TÔI SẼ GỌI LẠI NGAY - 094.110.8888 !

SUNSAY - Sự lựa chọn chuyên nghiệp!