Chất thải rắn và chất thải nguy hại
▪ Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc sệt (còn gọi là bùn thải) được thải ra từ
sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác.
▪ Chất thải nguy hại là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, lây nhiễm, dễ cháy,
dễ nổ, gây ăn mòn, gây nhiễm độc hoặc có đặc tính nguy hại khác.
(trích Luật Bảo vệ môi trường, 2020)
Nguồn phát sinh
▪ Chất thải rắn sinh hoạt (còn gọi là rác sinh hoạt) là chất thải rắn phát sinh trong
sinh hoạt thường ngày của con người.
▪ Chất thải rắn công nghiệp là chất thải rắn phát sinh từ hoạt động sản xuất, kinh
doanh, dịch vụ.
(trích NĐ 38/2015/NĐ-CP về quản lý chất thải và phế liệu)
Sinh hoạt
Chợ
Công nghiệp
h n i s
Xây dựng
Y tế
Trung tâm thương mại
t á h p n ồ u g N
Dịch vụ
Nông nghiệp
Phân loại
Theo nguồn gốc phát sinh
Theo mức độ nguy hại
• Sinh hoạt, chế biến, bao gói sản phẩm, …
Theo thành phần vật lý – hoá học
• Nguy hại: chất thải mang các đặc tính dễ cháy, ăn mòn, độc, lây nhiễm,… • Không nguy hại: CTR công nghiệp thông thường: bao bì, nylon, giấy,… hoặc chất thải không thuộc nhóm danh mục CTNH theo TT36/BTNMT về quản lý chất thải nguy hại và QCVN 07:2009/BTNMT về ngưỡng chất thải nguy hại.
• Hữu cơ: phân huỷ sinh học (phụ phẩm trong quá trình chế biến thực phẩm, thức ăn dư thừa, giấy, gỗ, lá cây, da) và không phân huỷ sinh học (nhựa, cao su, nylon, vải).
• Vô cơ: kim loại (lon nhôm, thép, đồng), phi kim loại (sành, sứ, thuỷ tinh, gạch,
sỏi, đá, …)
Tác động môi trường
Ô nhiễm MT nước
Ô nhiễm MT không khí
Con người: sức khoẻ và cảnh quan đô thị.
Ô nhiễm MT đất
Ví dụ: Không phân loại rác tại nguồn, chôn lấp chất thải, đốt chất thải,…
Tác động môi trường do rác thải
Quy định pháp luật
▪ Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam 2020: Chương VI, mục 1,2,3,4 quy định chung về quản lý chất thải, quản lý chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp thông thường và quản lý chất thải nguy hại.
▪ Nghị định 38/2015/NĐ-CP quy định về quản lý chất thải và phế liệu
▪ Thông tư 36/2015/TT-BTNMT quy định về quản lý chất thải nguy hại (kèm theo danh
mục chất thải nguy hại)
▪ Nghị định 45/2022/NĐ-CP quy định về xử phạt hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi
trường
▪ Thông tư 02/2022/TT-BTNMT quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật bảo vệ
môi trường
▪ Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường: nước, khí, đất, và CTNH.
CHƯƠNG 4
XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN VÀ CHẤT THẢI NGUY
HẠI TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
Bộ môn Kỹ Thuật Môi trường – Khoa Sinh học và Môi trường
4.1.1. Phân loại, lưu trữ và vận chuyển CTR
4.1
(Trích Giáo trình Quản lý và xử lý chất thải rắn, Nguyễn Văn Phước, 2006)
4.1.1. Phân loại, lưu trữ và vận chuyển CTR (tt)
Chất thải sinh hoạt
(Trích Giáo trình kỹ thuật xử lý chất thải rắn công nghiệp, Nguyễn Văn Phước, 2006)
Phân loại, lưu trữ và vận chuyển CTR (tt)
▪ Phân loại chất
thải rắn tại nguồn
Xe đẩy tay
Vận chuyển CTR (tt)
Xe tải, xe ép rác
) t t (
R T C n ể y u h c n ậ V
4.1.2. Phân loại CTNH
▪ Chất thải nguy hại là chất thải chứa
yếu tố độc hại, phóng xạ, lây nhiễm, dễ cháy, dễ nổ, gây ăn mòn, gây ngộ độc hoặc có đặc tính nguy hại khác (trích Luật BVMT Việt Nam, 2020).
▪ Phân loại CTNH thực hiện theo quy
định tại Phụ lục 1 ban hành kèm theo Thông tư 36/2015/TT-BTNMT và Quy chuẩn kỹ thuật môi trường 07:2009/BTNMT về ngưỡng chất thải nguy hại.
▪ Bắt buộc phân loại trước khi đưa vào
khu vực lưu giữ CTNH.
▪ Áp dụng TCVN 6706:2009 – Chất thải
nguy hại. Phân loại
▪ TCVN 6707:2009 – Chất thải nguy
Chất lỏng dễ cháy
Chất oxy hoá
Chất rắn dễ cháy
Dễ nổ - Dễ cháy
hại. Dấu hiệu cảnh báo.
Peoxit hữu cơ! Chất oxy hoá mạnh
Phân loại CTNH (tt)
Lưu trữ CTNH
Vận chuyển CTNH
Căn cứ khoản 3, khoản 4 Điều 83 Luật Bảo vệ môi trường 2020, theo đó việc vận chuyển chất thải nguy hại được quy định như sau:
▪ Chất thải nguy hại khi vận chuyển phải được lưu chứa và vận chuyển bằng thiết bị,
phương tiện chuyển động phù hợp đến cơ sở xử lý chất thải.
▪ Phương tiện vận chuyển chất thải nguy hại phải lắp đặt thiết bị định vị; hoạt động theo
tuyến đường và thời gian theo quy định của Ủy ban nhân dân cấp tỉnh.
▪ Thiết bị lưu chứa CTNH được lắp cố định hoặc có thể tháo rời trên phương tiện vận
chuyển phải đáp ứng các yêu cầu quy định tại khoản 2 Điều 36 Thông tư 02/2022/BTNMT.
▪ Phương tiện vận chuyển có thể theo đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không. Trên xe
bắt buộc phải dán nhãn cảnh báo CTNH, thiết bị dụng cụ vật liệu ứng cứu sự cố.
4.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn
Mục đích:
▪ Làm giảm hoặc loại bỏ các thành phần không mong muốn trong chất thải
▪ Tận dụng tối đa vật liệu và năng lượng sẵn có trong chất thải.
Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn phương pháp xử lý:
▪ Thành phần, tính chất chất thải rắn;
▪ Tổng lượng chất thải rắn cần xử lý;
▪ Khả năng thu hồi sản phẩm và năng lượng;
▪ Yêu cầu bảo vệ môi trường.
▪ Phân loại rác tại nguồn
▪ Cơ học
▪ Lý – hoá học
▪ Sinh học
RDF (Refuse Derived Fuel) loại nhiên liệu được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ rác thải hoặc xử lý chung với áp suất trong nồi hơi.
Quy trình tổng quát xử lý CTR trong công nghiệp thực phẩm
Phân loại rác tại nguồn
▪ Tại nơi phát sinh
▪ Tại trạm trung chuyển
▪ Tại trạm xử lý hoặc trạm phân loại tập trung.
▪ Thu hồi vật liệu có giá trị
▪ Tạo điều kiện thuận lợi cho giai đoạn xử lý tiếp theo.
Ký túc xá sinh viên – Wageningen – Hà Lan
Siêu thị –Wageningen – Hà Lan
AIT – Thái Lan
4.2.1. Phương pháp cơ học
▪ Thủ công, cơ giới, bán cơ giới
▪ Tách nước, sàng rung, trống quay, tách từ,
nghiền, xay, nén ép.
Phân loại theo kích thước
Sàng rung
Trống quay
Phân loại theo khối lượng riêng
1 KLR nhẹ (giấy, nhựa, CHC)
2 KLR nặng (kim loại, gỗ, CVC)
Phân loại theo điện trường, từ trường
▪ Phân loại bằng từ trường: tách kim loại màu ra khỏi kim loại đen
▪ Phân loại bằng tĩnh điện: tách nhựa và giấy.
Giảm kích thước
▪ Búa đập: vật liệu có đặc tính giòn dễ gãy
▪ Kéo cắt thủy lực: vật liệu mềm
▪ Máy nghiền: di chuyển dễ dàng, sử dụng cho rác vườn, hay rác
xây dựng.
Nén, ép
▪ Gia tăng KLR của CTR nhằm tăng hiệu
quả công tác
▪ Lưu trữ
▪ Và vận chuyển
4.2.2. Phương pháp lý – hoá học
▪ Xử lý CTR bằng nhiệt: Đốt, nhiệt phân, khí hoá.
▪ Thu hồi phụ phẩm trong chế biến thực phẩm làm nhiên liệu
sinh học, enzyme, dầu, các chế phẩm dinh dưỡng trong chăn nuôi.
Xử lý CTR bằng nhiệt
▪ Giảm thể tích CTR (80-90% khối lượng thành phần hữu cơ trong CTR với thời gian nhanh
nhất, CTR được xử lý triệt để);
▪ Thu hồi năng lượng;
▪ Xử lý CTR tại chỗ, tránh rủi ro và chi phí vận chuyển.
▪ Ưu điểm:
▪ Chi phí đầu tư lớn kết hợp với hệ thống xử lý khí thải lớn.
▪ Thiết kế, vận hành phức tạp, người vận hành phải có trình độ chuyên môn cao.
▪ Có thể gây ô nhiễm môi trường nếu các biện pháp kiểm soát quá trình đốt, XL khí thải không
đảm bảo.
▪ Nhược điểm:
Đốt chất thải rắn
Đốt là phản ứng hóa học giữa oxy và chất hữu cơ có trong CTR tạo thành các
hợp chất bị oxy hóa cùng với sự phát sáng và tỏa nhiệt.
CHC+ O2(dư) → CO2 + H2O + KK(dư) + NH3 + SO2 + NOx + Tro + Nhiệt
XL CTR bằng nhiệt: phương pháp nhiệt phân
▪ Nhiệt phân là sự phân hủy nhiệt hóa chất hữu cơ ở nhiệt độ cao và trong điều kiện
không có oxy hoặc trong môi trường khí trơ.
▪ Sản phẩm quá trình: ở cả 3 dạng rắn, lỏng, khí với các tỷ lệ khác nhau chỉ bằng sự
thay đổi của các thông số vận hành như nhiệt độ hoặc tốc độ gia nhiệt.
(1) Dòng khí sinh ra chứa H2, CH4, CO, CO2 và nhiều khí khác tùy thuộc vào bản chất của chất thải đem nhiệt phân.
(2) Hắc ín và/hoặc dầu dạng lỏng
(3) Than bao gồm carbon nguyên chất cùng với những chất trơ khác.
▪ Quá trình nhiệt phân CTR cũng tạo cơ hội biến đổi các vật liệu có mật độ năng lượng thấp thành nhiên liệu sinh học có mật độ năng lượng cao, đồng thời thu hồi các hóa chất có giá trị cao
Lò nhiệt phân hai cấp
XL CTR bằng nhiệt: phương pháp khí hoá
▪ Khí hóa là sự chuyển hóa nhiệt hóa của nguyên liệu thô (chất thải)
hữu cơ trong môi trường nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp khí có năng lượng cao và nhiệt năng của khối khí này thúc đẩy các phản ứng khí hóa thu nhiệt khác và tăng nhiệt độ của các sản phẩm khí hóa cuối cùng.
▪ Hỗn hợp khí sinh ra trong quá trình khí hoá: H2, CO, CH4, N2, NH3, …
Sơ đồ quy trình khí hóa chất thải thực phẩm
4.2.3. Phương pháp sinh học
1
2
Kỵ khí
Hiếu khí
Sơ đồ tổng quát xử lý CTR bằng phương pháp sinh học
Compost
▪ Compost: là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí và ổn định CHC trong CTR
đô thị nhờ hoạt động của VSV.
▪ Sản phẩm quá trình: CO2, nước, nhiệt, chất mùn ổn định và không mang mầm
bệnh được sử dụng làm phân bón cho cây trồng.
Không khí ấm
Gió
Khuếch tán
Dòng không khí lạnh
Ủ bị động (đổ đống)
Luống (có đảo trộn)
Thùng ủ
VSV, dinh dưỡng, độ ẩm, cấp khí
Rác
Rác hữu cơ
Phân loại
Sàng phân loại
Phân huỷ hiếu khí (compost)
CHC không đạt yêu cầu
Bổ sung dd
Tái chế, chôn lấp
Phân hữu cơ
Sơ đồ chung của quá trình compost CTR
Ưu và nhược điểm quá trình compost
Nhược điểm:
Ưu điểm:
▪ Chất lượng phân ủ: phụ thuộc vào CT 1. Ổn định chất thải
đem ủ; sự mất C và N khi ủ
2. Kiềm hãm hoạt tính của các mầm bệnh
▪ Mùi hôi và nước rỉ
3. Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất ▪ Tiêu thụ sản phẩm
4. Làm khô bùn
5. Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng
Phân huỷ kỵ khí - Biogas
▪ Phân hủy kị khí là quá trình phân hủy CHC trong môi trường không có
oxy ở điều kiện mesophilic (30-40oC) hoặc thermophilic (50-65oC).
▪ Sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí là khí sinh học, và bùn đã được
ổn định.
▪ CH4 55 – 65% (9,000 kcal/m3) ▪ CO2 35 – 45%
▪ N2 0 – 3% ▪ H2 0 – 1% ▪ H2S 0 –1%
▪ Thành phần khí sinh học (4,500 – 6,300 kcal/m3)
Sơ đồ quá trình ủ kỵ khí CTR
Giai đoạn phân hủy chất HC trong QT ủ kỵ khí
Quá trình chuyển hóa sinh học kị khí chất hữu cơ
Ưu và nhược điểm quá trình ủ kỵ khí CTR
Ưu điểm
Nhược điểm
- Tạo ra ít sản phẩm rắn (ít hơn từ 2-4 lần
- Vi sinh vật kỵ khí dễ bị ức chế bởi nhiều
yếu tố;
so với xử lý hiếu khí);
- Tiêu thụ năng lượng ít do đó chi phí xử lý
- Thời gian khởi động của quá trình tương
đối lâu;
thấp;
- Cơ chế sinh học và sự tham gia của các vi
- Yêu cầu diện tích nhỏ;
- Chi phí xây dựng thấp
sinh vật khá phức tạp, đòi hỏi cần có nhiều nghiên cứu chuyên sâu hơn.
- Sản phẩm chính là khí Metan, có thể thu
hồi và sử dụng như một nguồn năng lượng;
- Tạo sản phẩm mùn sinh học ổn định, có hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn do khả năng giữ Nitơ tốt hơn, được sử dụng như phân bón trong nông nghiệp;
- Có thể áp dụng ở quy mô nhỏ và vừa
4.3. Một số quy trình xử lý CTR
Chế biến ngũ côc • Vỏ trấu, cám gạo
Chế biến rau, củ, quả • Vỏ/ lớp bao, phần thịt, hạt, thân/ cuống/ cọng, chất xơ
Chế biến thịt (gia súc, gia cầm) • Da, xương, máu, lông, gan, ruột/ nội tạng
Chế biến thủy sản • Nội tạng, đầu, xương sống, máu, vỏ/ mai
Chế biến bơ sữa • Whey, lactose
Chất thải thực phẩm phát sinh từ một số ngành công nghiệp thực phẩm
4.3. Một số quy trình xử lý CTR (tt)
Da cá tra
Rửa
Xử lý
Xay nhỏ
Bã
Trích ly
Acetic 0.5%
Cặn
Lọc
Ly tâm
Biểu đồ tỉ trọng xuất khẩu thủy sản của cá tra và cá ba sa Việt Nam
NaCl
Kết tinh
Collagen
Quy trình sản xuất collagen từ da cá tra
Xử lý rác thải thực phẩm bằng ruồi lính đen và sản phẩm
Quy trình xử lý chất thải rắn giết mổ gia súc, gia cầm bằng phương pháp ủ kín làm phân compost.
Tận dụng phụ phẩm trong chế biến tôm
Cơ cấu thị trường nhập khẩu tôm năm 2019
Quy trình sản xuất tôm đông lạnh
Đầu tôm
Rửa
Vỏ tôm
Ngâm chất chống oxy hoá
Dung dịch Na2S2O5 hoặc NaHSO4 với nồng độ 100mg/kg, ngâm 5 phút
Hấp (900C, 15 phút)
HCl
Khử Khoáng
Sấy lần 1 (800C, 30 phút)
Sấy lần 2 (700C, 4.5h)
NaOH/Protease
Khử protein
Nghiền
Rây
Decacetylase
Decacety
Trộn chất chống oxy hóa
Trộn vitamin C tỉ lệ 100mg/1kg bột tôm
Bao gói
Bảo quản
Chitosan
Thành phẩm
Quy trình sản xuất chitin từ vỏ tôm
Quy trình sản xuất bột tôm giàu protein từ vỏ tôm
Bùn bã mía
Xử lý sơ bộ
Nghiền mịn
Lên men
Cân
Phối trộn
Đóng bao
Công đoạn nấu đường và thành phẩm
Nhập kho
Quy trình sản xuất phân vi sinh từ bã mía
Giai đoạn tiếp nhận và xử lý nguyên liệu
Giai đoạn làm sạch và cô đặc mía
Đậu nành
Nước
Bã đậu nành
Ngâm
Nước
Nghiền ướt
Xay ướt
Nước
Bã
Lọc
Thuỷ phân
Tiệt trùng
Sấy khô
Làm nguội
Chế biến
Phối trộn
Bánh mì
Rót hộp
Đông tụ
Sơ đồ sản xuất bánh mì từ phụ phẩm ngành chế biến đậu hủ
Sản phẩm
Sơ đồ sản xuất đậu hũ đóng hộp
Bài tập thu hoạch
Một nhà máy chế biến đồ hộp nhập 12 tấn nguyên liệu thô để sản xuất, 5 tấn can để chứa sản phẩm, 0.5 tấn giấy cacbon để làm thùng chứa sản phẩm và 0.3 tấn các loại nguyên liệu khác.
§ Trong số 12 tấn nguyên liệu thô thì lượng sản phẩm được chế biến là 10 tấn, 1.2 tấn phế thải được sử
dụng làm thức ăn gia súc và 0.8 tấn được thải bỏ vào hệ thống xử lý nước thải.
§ Trong số 5 tấn can nhập vào nhà máy thì 4 tấn được lưu trữ trong kho để sử dụng, phần còn lại được
sử dụng để đóng hộp, trong số này có 3% can bị hỏng, được tách riêng tái chế.
§ Lượng giấy cacbon nhập vào nhà máy được sử dụng hết, trong số đó có 5% bị hỏng, được tách riêng
tái chế.
§ Trong số các loại nguyên liệu khác được nhập vào nhà máy thì 25% được lưu trữ và sử dụng trong
tương lai; 25% thải bỏ, 50% còn lại là hỗn hợp các loại chất thải và trong số đó có 35% được dùng tái chế, phần còn lại thải bỏ.
Hãy thiết lập sơ đồ cân bằng vật liệu dựa vào các dữ liệu trên, và xác định lượng chất thải phát sinh khi sản xuất 1 tấn sản phẩm.
