CHÖÔNG 3

Coâng ngheä saïch, chaát thaûi sinh hoaït, coâng nghieäp vaø noâng nghieäp

TS. Leâ Quoác Tuaán Khoa Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân Ñaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh

Soá phaän caùc chaát gaây oâ nhieãm trong moâi tröôøng

(cid:153) Chaát gaây oâ nhieãm MT coù theå ñöôïc phaân loaïi: chaát

voâ cô, höõu cô, sinh vaät, khí.

(cid:153) Veà nguoàn goác thì coù theå phaân thaønh 3 nhoùm:

(cid:57) Nhoùm coù nguoàn goác sinh hoïc, coù theå bò phaân huûy sinh

hoïc

(cid:57) Nhoùm töø coâng nghieäp hoùa daàu (cid:57) Nhoùm töø caùc hoùa chaát nhaân taïo

(cid:153) Soá phaän cuûa caùc chaát gaây oâ nhieãm moâi tröôøng seõ ñöôïc chuyeån hoùa baèng nhieàu con ñöôøng khaùc nhau, tuøy thuoäc vaøo tính chaát vaø ñieàu kieän moâi tröôøng maø noù ñöôïc thaûi vaøo

CHAÁT OÂ NHIEÃM

Khoâng bay hôi Bay hôi

Tan trong nöôùc Khoâng tan trong nöôùc Söï bay hôi

Khoâng Coù

Hoaït hoùa Haáp thu taïi choã

Khoâng Coù Caùc dung moâi clo hoùa taïi baõi choân laáp

Khoâng ñoäc haïi, deã phaân huûy Haáp thu trong khoâng khí Khoâng

Coù CFCs, carbon tetrachloride

Bieán maát

Chaát tan trong nöôùc

Nöôùc?

Khoâng Coù

Coù

Tích luõy taïi choã Khoù phaân huûy Hoaït hoùa hoùa hoïc

Coù Khoâng

Bieán maát

Haáp thu Khoâng haáp thu

Khoâng Phöùc hôïp Coù Coù

Khoâng phaân huûy ñöôïc Phaân huûy sinh hoïc Phaân huûy sinh hoïc Khoâng phaân huûy ñöôïc

Khoâng Coù Coù Khoâng

Tích luõy taïi choã Bieán maát

Di chuyeån vaøo trong ñaát, nöôùc ngaàm

Hoùa chaát coù nguoàn goác daàu moû Thuoác tröø saâu, dieät coû Caùc acid coù nhaân thôm vaø clo, thuoác tröø saâu

Chaát khoâng tan trong nöôùc

Haáp thu bôûi teá baøo Khoâng ñöôïc haáp thu

Inert Hoaït hoùa Phaûn öùng Inert

Caùc ñieàu kieän thuaän lôïi Caùc ñieàu kieän thuaän lôïi

Khoâng Khoâng Coù Coù

Bieán maát

Tích luõy trong chuoãi thöùc aên Tích luõy taïi choã

DDT, PCBs Than buøn

DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls

Coâng ngheä saïch

(cid:153) Nhieàu yù töôûng öùng duïng CNSH ñeå xöû lyù

chaát thaûi ôû “cuoái ñöôøng oáng”.

(cid:153) Ñaây khoâng phaûi laø moät giaûi phaùp toái öu vì nhieàu coâng ngheä chæ chuyeån oâ nhieãm ñeán vuøng khaùc.

(cid:153) Giaûi phaùp toát nhaát laø loaïi thaûi hoaëc laøm

giaûm “taïi nguoàn”

(cid:153) Giaûm oâ nhieãm taïi nguoàn ñöôïc goïi laø “coâng

ngheä saïch”

Coâng ngheä saïch

(cid:153) Coâng ngheä saïch lieân quan ñeán söï thay ñoåi quy trình saûn xuaát, thay ñoåi coâng ngheä vaø thay ñoåi nguyeân lieäu ñaàu vaøo.

(cid:153) Thay ñoåi quy trình saûn xuaát bao goàm ngaên caûn söï thaát thoaùt, phöông thöùc söû duïng vaät lieäu, taêng cöôøng söï vaän haønh.

(cid:153) Thay ñoåi coâng ngheä bao goàm thay ñoåi quy trình, caøi

ñaët vaän haønh vaø töï ñoäng hoùa.

(cid:153) Thay ñoåi nguyeân lieäu ñaàu vaøo coù theå laøm giaûm hoaëc thay theá caùc chaát ñoäc haïi baèng chaát ít ñoäc hôn, taùi cheá vaät lieäu

(cid:153) CNSH coù theå ñöôïc aùp duïng cho caû 2: thay ñoåi coâng

ngheä vaø thay ñoåi vaät lieäu.

THIEÁT KEÁ TRUYEÀN THOÁNG

Naêng löôïng

Naêng löôïng

Chaát thaûi raén ñoâ thò

Cheá bieán

Söû duïng saûn phaåm

Chaát thaûi coâng nghieäp

Nguyeân lieäu thoâ Nguyeân lieäu thoâ

THIEÁT KEÁ COÂNG NGHEÄ SAÏCH

Hieäu suaát naêng löôïng

Hieäu suaát naêng löôïng

Thieát keá cho BCL, laøm phaân boùn, ñoát

Cheá bieán

Söû duïng saûn phaåm

Taùi söû duïng

Taùi cheá

Giaûm thaûi

Hieäu quaû nguyeân lieäu

Ví duï veà thanh ñoåi quy trình

Acetate Ester

Cheá bieán hoùa sinh

Phaàn coù carbohydrate cao

Cô chaát

Ethanol

Hydrogen hoùa

Lignin dö

Hydrogen

Cheá bieán nhieät hoùa

Phaàn coù lignin cao

Hôi & Naêng löôïng

ÖÙng duïng coâng ngheä saïch

(cid:153) Thay caùc phöông phaùp hoùa hoïc bôûi vi sinh vaät hoaëc

enzyme.

(cid:153) Quaûn lyù saâu haïi vaø vuï muøa baèng caùch giaûm vieäc söû

duïng thuoác tröø saâu vaø thuoác dieät coû.

(cid:153) Kieåm soaùt sinh hoïc, söû duïng caùc vaät lieäu sinh hoïc ñeå kieåm soaùt saâu beänh vaø dòch beänh, giaûm söû duïng noâng hoùa.

(cid:153) Saûn xuaát chaát deûo coù theå phaân huûy sinh hoïc ñöôïc baèng

vi sinh vaät

(cid:153) Khöû löu huyønh cuûa than vaø daàu baèng phöông phaùp

sinh hoïc

(cid:153) Saûn xuaát nhieân lieäu sinh hoïc

Thay ñoåi quaù trình

(cid:153) Enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh thuoäc da.

(cid:153) Enzyme trong ngaønh deät ñeå loaïi tinh boät vaø taåy traéng.

(cid:153) Enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh cheá bieán giaáy vaø

boät giaáy.

(cid:153) Cellulase, lipase, protease ñöôïc söû duïng trong ngaønh

deät

(cid:153) Nhieàu enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh coâng ngheä

thöïc phaåm (amylase)

Vieäc söû duïng enzyme laøm giaûm naêng löôïng cung caáp cho quaù trình saûn xuaát

Quaûn lyù saâu beänh

(cid:153) Vieäc söû duïng noâng hoùa laø nguyeân nhaân gaây neân oâ

nhieãm moâi tröôøng nghieâm troïng.

(cid:153) ÖÙng duïng CNSH coù theå giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà oâ

nhieãm moâi tröôøng baèng caùch:

(cid:153) Quay voøng muøa vuï ñeå traùnh dòch beänh, kieåm soaùt coû daïi vaø

saâu beänh

(cid:153) Söû duïng caùc gioáng coù khaû naêng choáng chòu cao

(cid:153) Phaùt trieån caùc biosensor ñeå phaùt hieän saâu beänh kòp thôøi

(cid:153) Söû duïng chaát kieåm soaùt sinh hoïc

Kieåm soaùt sinh hoïc

(cid:153) Laø söû duïng vaät lieäu sinh hoïc ñeå kieåm soaùt saâu beänh

hôn laø söû duïng hoùa chaát.

(cid:153) Söû duïng thieân ñòch ñeå kieåm soaùt saâu beänh

(cid:153) Vaät lieäu sinh hoïc khoâng gaây ñoäc vaø khoâng gaây oâ

nhieãm moâi tröôøng

(cid:153) Tuy nhieân, vieäc söû duïng vaät lieäu sinh hoïc cuõng mang ñeán nguy cô tieàm naêng nhö caùc loaøi ngoaïi lai hoaëc bieán theå cuûa vaät lieäu sinh hoïc

Caùc hôïp chaát cao phaân töû sinh hoïc

(cid:153) Chaát thaûi raén sinh hoaït coù 27% laø plastic ñöôïc cheá taïo

töø hoùa daàu vaø khoù phaân huûy.

(cid:153) Moät soá vi sinh vaät coù khaû naêng saûn xuaát ra caùc hôïp chaát cao phaân töû coù thuoäc tính gioâng plastic, nhöng deã bò phaân huûy sinh hoïc

(cid:153) Söû duïng hôïp chaát cao phaân töû sinh hoïc laøm giaûm moät löôïng ñaùng keå vieäc khai thaùc daàu thoâ vaø khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng

Taùi Cheá

(cid:153) Laø löïa choïn thöù 2 trong vieäc laøm giaûm chaát thaûi, noù lieân quan ñeán taùi cheá vaät lieäu trong quaù trình saûn xuaát.

(cid:153) Taùi cheá kim loaïi vaø thuûy tinh coù theå tieát kieäm ñöôïc 95% naêng löôïng ñeå taïo môùi kim loaïi vaø thuûy tinh

(cid:153) Haàu heát heä thoáng phuïc hoài vaø taùi cheá taäp trung vaøo

vieäc söû duïng kim loaïi, thuûy tinh, giaáy

û

á

Nöôùc thaûi sinh hoaït

Chaát thaûi raén (CN&NN)

i a h t

t a h c

á

û

Buøn dö

t a h c

i a h t

ø

Chaát thaûi loûng ñoäc

ï

i a o l

û

ø

a v

ä

ù

ø

y l

û

Laøm phaân

Ñoát

a v i a h t n u b

û

Baõi choân laáp

Taùi söû duïng

ï

ù

c o ñ g n o l

Nöôùc roø ræ

é

, t a o h h n i s n a r

û

ù

ö x p a h p g n ô ö h p c a C

i a h t

Xöû lyù hieáu khí/kî khí

Chaát thaûi sinh hoaït

(cid:153) Laø saûn phaåm thaûi ra töø caùc gia ñònh, cô quan bao goàm

thuûy tinh, kim loaïi vaø vaät lieäu höõu cô.

(cid:153) Xu höôùng xöû lyù chaát thaûi sinh hoaït thay ñoåi theo thôøi

gian

(cid:153) ÔÛ Myõ, naêm 1985, 83% choân ôû BCL, 5% ñoát vaø 12% taùi cheá

(cid:153) Naêm 1993, 62% choân ôû BCL, 16% ñoát, 4% laøm phaân vaø 16%

taùi cheá

(cid:153) Nhìn chung phaàn lôùn raùc thaûi ñeàu ñöôïc choân laáp taïi

Baõi choân laáp

(cid:153) Raùc thaûi sinh hoaït coù theå ñöôïc laøm giaûm baèng caùch taùi

cheá thuûy tinh, kim loaïi vaø giaáy

BAÕI CHOÂN LAÁP

(cid:153) Moãi khi chaát thaûi ñöôïc sinh ra, coù nhieàu phöông phaùp

ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù vaø loaïi thaûi.

(cid:153) Coù leõ phöông phaùp coå ñieån nhaát laø ñem choân

(cid:153) Ban ñaàu caùc baõi choân laáp thöôøng gaây neân oâ nhieãm

nöôùc ngaàm do nöôùc roø ræ töø raùc.

(cid:153) Vaán ñeà chính cuûa baõi choân laáp vaãn laø nöôùc roø ræ

(cid:153) Nhieàu phöông aùn ñöôïc löïa choïn laø laøm sao haïn cheá toái

ña hoaëc khoâng cho nöôùc roø ræ ngaám xuoáng ñaát

Moät soá thieát keá cuûa baõi choân laáp

Lôùp phuû sau cuøng

Chaát thaûi

Vò trí coâng tac

Chaát thaûi Lôùp choáng thaám

Lôùp phuû haøng ngaøy

Khí Ñaù Lôùp phuû treân cuøng

Vò trí choân raùc

Maët ñaát

Khí Lôùp phuû treân cuøng

Ñaù

OÁng ñuïc loå

Vò trí choân raùc

Maët ñaát

Caùch thieát keá baõi choân laáp hieän ñaïi

Khí Lôùp phuû treân cuøng

Khoái raùc Ñaù

OÁng ñuïc loå

Phöông phaùp laáy khí töø baõi choân laáp. Caùc oáng thu khí coù theå caém vaøo sau 1 – 2 naêm

o e h t

h c í t

å

e h t

à

ê

à

ø

m a r t n a h p

í h k n a h p h n a h T

Thôøi gian

Söï thay ñoåi caùc loaïi khí ôû baõi choân laáp sau moät vaøi naêm. Thôøi gian ñeå coù theå thu ñöôïc khí methane trung bình khoaûng 2 naêm

LAØM PHAÂN BOÙN

Vaät lieäu phuû (lôùp phaân giaø)

Vaät lieäu laøm phaân

Khí

Lôùp ñeäm

Lôùp beâ toâng

Maët caét cuûa heä thoáng saûn xuaát phaân töø raùc thaûi höõu cô. Heä thoáng hoaït ñoäng trong ñieàu kieän hieáu khí

Keânh thaùo nöôùc OÁng ñuïc loå, caáp khí

LAØM PHAÂN BOÙN

Vaät lieäu phuû khoâng thaám Vaät lieäu phuû khoâng thaám

Söï phaân boá nhieät ñoä trong heä thoáng laøm phaân. Hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô ñaõ taïo neân caùc vuøng nhieät ñoä khaùc nhau. Vieäc caáp khí giuùp cho caùc vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô phaùt trieån

OÁng ñuïc loå, caáp khí OÁng ñuïc loå, caáp khí

CHAÁT THAÛI NOÂNG NGHIEÄP

(cid:153) Coù theå chia thaønh chaát thaûi raén vaø chaát thaûi loûng.

(cid:153) 5-10% chaát thaûi raén ñöôïc söû duïng ñeå laøm phaân boùn

(cid:153) Chaát thaûi loûng phaùt sinh töø caùc chuoàng traïi chaên nuoâi, moät löôïng lôùn ñöôïc pha loaõng vaø chaûy traøn beà maët bôûi nöôùc möa.

(cid:153) Chaát thaûi loûng coù haøm löôïng BOD cao (10.000 –

25.000 mg/L.

(cid:153) Moät löôïng lôùn nitrate vaø phosphate trong chaát thaûi

loûng cuõng bò chaûy traøn beà maët

(cid:153) Caùc heä thoáng kî khí vaø tuøy nghi ñöôïc thieát keá vaø öùng

duïng ñeå xöû lyù chaát thaûi loûng

CHAÁT THAÛI COÂNG NGHIEÄP

(cid:153) Phaàn lôùn ñöôïc thaûi ra töø caùc nhaø maùy bao goàm caû raén vaø loûng, coù BOD cao hôn nhieàu so vôùi chaát thaûi sinh hoaït

(cid:153) Caùc chaát thaûi höõu cô phaân huûy ñöôïc xuaát phaùt töø caùc

nhaø maùy cheá bieán thöïc phaåm, söõa, thòt, rau quaû.

(cid:153) Thoâng thöôøng chaát thaûi coâng nghieäp ñöôïc xöû lyù tröôùc khi xaû ra heä thoáng thoaùt nöôùc thaûi chung cuûa khu coâng nghieäp hoaëc khu daân cö

(cid:153) Vì haøm löôïng BOD cao neân xöû lyù kî khí laø phöông

phaùp xöû lyù toái öu thöôøng ñöôïc söû duïng

(cid:153) Khí methane thu ñöôïc töø xöû lyù kî khí ñöôïc söû duïng ñeå

ñun soâi vaø phaùt ñieän