Nghiên cứu một số tính chất của tro xỉ đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và tiềm năng sử dụng làm vật liệu xây dựng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu một số tính chất của tro xỉ đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và tiềm năng sử dụng làm vật liệu xây dựng được nghiên cứu nhằm mục đích khảo sát, nghiên cứu các tính chất cơ-lý-hóa và đặc điểm vi cấu trúc của tro xỉ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam. Hơn nữa, phân tích các thành phần nguy hại chứa trong loại tro xỉ này cũng được thực hiện dựa trên chỉ dẫn của các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật về môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu một số tính chất của tro xỉ đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và tiềm năng sử dụng làm vật liệu xây dựng

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 02 năm 2022 Nghiên cứu một số tính chất của tro xỉ đốt chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam và tiềm năng sử dụng làm vật liệu xây dựng Cao Tiến Phú +RjQJ/r$QK, Nguyễn Thị Kim, Lê Văn Quang, Huỳnh Trọng Phước Viện Vật liệu Xây dựng; Số 235 Nguyễn Trãi, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội Trường Đại học Cần Thơ; Khu II, đường 3/2, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ 7Ừ.+2É 7Ð07Ắ7 7UR[ỉđốWFKấWWKảLUắQVLQKKRạW 1JKLrQFứu này đượFWKựFKLệQQKằPPục đích khảRViWQJKLrQFứXFiFWtQKFKất cơOमhóa và đặc điểP Tro bay đốWFKấWWKảLUắQVLQKKRạW YLFấXWU~FFủDWUR[ỉlò đốWFKấWWKảLUắQVLQKKRạWở9LệW1Dm. Hơn nữDSKkQWtFKFiFWKjQKSKầQQJX\ Tro đáy đốWFKấWWKảLUắQVLQKKRạW KạL FKứD WURQJ ORạL WUR [ỉ này cũng đượF WKựF KLệQ GựD WUrQ FKỉ GẫQ FủD FiF WLrX FKXẩQ TX\ FKXẩQ Nỹ 9ậWOLệX[k\GựQJ WKXậWYềmôi trườQJ&iFNếWTXảQJKLrQFứu đượFVRViQKYới các quy địQKYềNỹWKXật và môi trường để đánh giá mứFFKất lượng cũng như tiềm năng sửGụQJWUR[ỉlò đốWFKấWWKảLUắQVLQKKRạt đểOjPQJX\rQ OLệXVảQ[XấWFiFORạLYậWOLệX[k\GựQJ.ếWTXảQJKLrQFứu cũng góp phầQVửGụQJKLệXTXảQJXồQWjL QJX\rQYjEảREệmôi trường theo định hướQJSKiWWULểQEềQYữQJ .(
được tạo ra trên toàn thế giới ở mức xấp xỉ 1,3 thải giảm 80– thể tích thải ra
, tiết kiệm được diện tích đất sử tỷ tấnnăm và dự kiếncon số nàysẽ tăng lên khoảng 2,2 tỷ tấn/năm dụngđểchôn lấp, giảm phát thải mùi, giảm hiệu ứng nhà kính và có thể vào năm 2025 [1].Ở Việt Nam, cùng với quá trình phát triển của đất tận dụng nhiệt để phát điện. Việc chuyển hóa chất thải thành năng nước, sựgia tăng dân số Yj quá trình đô thị hóa diễn ra tốc độ cao, lượng cũng là xu thế hiện nay Wrong đó Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản, tình trạng CTRSHđượcxả thảimột cách tự phát ở nhiều nơiđã Jk\{ Singapo là những nước đi đầu trong áp dụng công nghệ đốt&756+để nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con ngườingày một phát điện.Cụ thểWtQKđến năm 2019thì Nhật Bản đãFyWUrQQKj trầm trọng. Số liệu thống kê cho thấy, tổng khối lượng CTRSH phát máy đốt rác,trong đó khoảng 380 nhà máy đốt rác phát điện [@&KkX sinh trên toàn quốc năm 2019 là 64.658 tấn/ngày [6]. 5LrQJ WKjQK Âu là khu vực chiếm thị phần lớn nhất về xử lý CTRSH bằng phương phố Hà Nội, mỗi ngàyđã thải ra khoảng 6.600 tấn CTRSH [2]. %rQ pháp đốt. Vào tháng 1 năm 2018, EU đã thông qua yêu cầu giảm chôn cạnh đó, Sở Tài nguyên và Môi trường thành Phố Hồ Chí Minhcũng lấp 65% rác có khả năng phân hủy sinh học vào năm 2030 và tiến tới có thống kê trong năm 2019 thì mỗi ngà\ thành phố này SKiW thải chỉ chôn lấp &756+ tối đa 10 >@Công suất đốt &756+ của Trung trung bình 9.200 tấn CTRSH [3]. Trong khi trữ lượng phát thải Quốc gần 75 triệu tấn vào năm 2016Yjchôn lấp vẫn là phương iQxử CTRSH đang rất lớn và có xu hướng tăng lên mỗi ngày thì tỷ lệ thu Oम&756+chủ đạo ở Trung Quốc. Kể từ đầu thế kỷ 21, Trung Quốc đã JRP &756+ WtQK trung bình cả nướcđạt khoảng 92 ở khu vực đô trở thành nước áp dụng phương pháp chuyển chất thải thành năng thị và chỉ khoảng 66ởkhu vực nông thôn. Đáng lưu ý là tỷ lệ thu lượng đứngthứ tưtrên thế giới (sau EU, Nhật Bản và Mỹ
>@ JRP &756+ có sự chênh lệch đáng kể giữa các địa phương. 7URQJ Cùng xu thế với thế giới, các dự án đầutư xử lý CTRSH bằng thời gian qua, phần lớn lượng&756+Qj\được xử lý bằng công nghệ công nghệ đốt cũng đang được đầu tư, xây dựng nhiều ở Việt Nam *Liên hệ tác giả: phuvlxd@gmail.com Nhận QJj\/2022, sửa xongngày 21/02/2022, chấp nhận đăng JOMC 5 /LQN'2,KWWSVGRLRUJMRPF
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 02 năm 2022 Cuối năm 2019, Whành phố Hồ Chí Minhđã khởi công KDLnhà máy xử 25 mm chủ yếu Ojpha thủy tinh dạng gốm và khoáng tạo thành từ Oम &756+ theo công nghệ đốt phát điện với tổng công suất 4.000 TXiWUuQKFKi\&756+
phần nàycó thể phù hợp để tái sử dụng làm tấn/ngày (Công ty Tâm Sinh Nghĩa và Công ty Viestar) tại Khu liên vật liệu xây dựng. Sắt kim loại tập trung trong phầnFykích thước hạt hợp xử lý chất thải Tây Bắchuyện Củ Chi
; khởi công mộtQKjPi\ khoảng PPchiếm khoảng 6
. Một phầnnhỏ của tro đáy đốt xử lý, tái chế chất thải công nghiệp Yj chất thải nguy hại với F{QJ &756+có kích thước dưới 1 mm tập trungcác kim loại nặng [@7UR Vuất 500 tấn/ngày (Công ty Cổ phầnMộc An Châu) tại Khu liên hợp đáy đốt CTRSHcó thành phần hóa tương tự như thành phần đất, hàm xử lý chất thải Đa Phướchuyện Bình Chánh
. Dự kiến trong thời gian lượng kim loại kiềm, kiềm thổ kim loại nặng có hàm lượng nhỏ và tới, thành phố Hồ Chí Minh sẽ tiến hành khởi công xây dựng Nhà máy giao động trong khoảng hẹp. Tất cả kim loại nặng chứa trong tro đáy xử lý chất thải Tasco có công suất xử lý &756+ Oj 500 tấn/ngày tại đốt CTRSHkhông tác động, ảnh hưởng đến môi trường vùng chôn lấp Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc [3]. Bên cạnh đó, thành phố Hà hoặc vật liệuFysử dụng loại tro này>@ Nộicũng đang xây dựng nhà máy đốt CTRSH tại khu xử lý rác NDP 6ơn. NKj Pi\ Qj\ có công suất xử lý 4.000 tấn rác/ngày, sử dụng Nghiên cứu tro xỉ đốt CTRSH làm vật liệu xây dựng công nghệ đốt rác bằng lò ghi cơ học của Bỉ. Thành phố Cần Thơcũng Nghiên cứu sử dụng tro bay đốt CTRSH đã xây dựng nhà máy đốt rác phát điện, lượng rác thải sinh hoạt nhận trung bình mỗi ngày Ojhơn 400 tấn. Tro bay đốt CTRSH có thể sử dụng cho nhiều loại sản phẩm Tại các vùng nông thôn ở các tỉnh, các cấp huyện, xã cũng đầu khác nhau trong đó phổ biến làsản phẩm bê tông xi măngYjgạch bê tư xây dựng các nhà máy đốt CTRSH để giảm thiểu lượng &756+ tông. Các nghiên cứu sử dụng WUR ED\ Yj tro đáy đốt CTRSHFKR Er FK{Qlấp. Một số đơn vị chuyên cung cấp lò đốt CTRSH có thể kể đến W{QJchỉ ra rằngtro bay đốt CTRSHcó thểthay thếmột phầnxi măng như Công W\ Fổ Shần 1ăng Oượng Yj0{L trường Bách khoa Hà Nội, Yjtro đáy đốt &756+có thể thay thế một phần hay toàn bộ cốt liệucho Công ty TNHH Tân Thiên Phú và một số lò đốt của các công ty khác. bê tông có yêu cầu cường độthông thườngBên cạnh đó, tURED\Yj Các lò đốt CTRSH cho các huyện, thị xã có công suất đốt thường nhỏ tro đáy đốt CTRSH FzQ được sử dụng làm phụ gia khoáng. Một số hơn 5tấn/giờ.Cần lưu ý rằngquá trình đốt CTRSH sẽ sinh ra một số nghiên cứu sử dụng hỗn hợp tro bay và tro đáy đốt CTRSH làm vật chấtthải rắn được gọi chung là tro xỉ, chia làm hai loại là tro bay Oj liệu xây dựng. loại phát thải bụi mịn thu được từ thiết bị lọc bụi của nhà máy
YjWUR %HUWROLQLD và cộng sự [] đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc đáyOà loại thải phẩm thu được ởđáy lò của nhà máy
thay thế một phần xi măng poóclăng bằng tro bay và tro đáy từ các lò đốt &756+Nhóm nghiên cứu đã xử lý tURED\bằng cách rửa để giảm Đặc điểm tro xỉ đốt CTRSH và nghiên cứu tái sử dụng làm vật hàm lượng clorua, trong khi tro đáy đốt CTRSHđược nghiền khô hoặc liệu xây dựng nghiền ướt để làm phụ gia khoáng.Zeng và cộng sự [1@đã nghiên Đặc điểm của tro xỉ đốt CTRSH cứuchế tạo bê tông trong đó sử dụng tro bay vàtro đáy đốt CTRSH để 7URED\đốt CTRSH lần lượt thay thếxi măng vàcốt liệu tự nhiênở các tỷ lệ tương ứng là YjWKHRkhối lượng&iFhỗn hợpbê tông có độ sụt Các tính chất của tro bay đốt CTRSH thay đổi theo sự thay đổi thí nghiệm trong khoảng FPYjFiFmẫu ErW{QJcó kích thước của thành phần chất thải, mùa vụ, điều kiện đốt, mức độ lọc khí thải ઌ ઌ 150 mm được chuẩn bị để xác định cường độ nén ở YY Trong loại tro bay đốt CTRSH này thường chứa một lượng lớn tuổi 28 ngày. Kết quả nghiên cứu cho thấy, bê tông đạt cấp &ứng thành phần nguy hại như kim loại nặng và dioxin. Các thành phần vớitỷ lệ thay thế WURED\và tro đáy đốt CTRSH tương ứng là 30Yj nguy hại này bị chặn lại bởi hệ thống lọc, dẫn đến chúng được làm Đặc biệt là nồng độ rửa trôi củacác kim loại nặng&X=Q3E JLjXWURQJtro bay đốt&756+Bên cạnh đó, tURQJtro bay đốt CTRSH Cr, và Cd trong các mẫu bê tông sử dụng tro bay và tro đáy đốt cũng chứa lượng lớn các nguyên tố dễ bay hơi clo, lưu huỳnh, kali CTRSH được xác định là nhỏ hơn giá trị giới hạn quy định đối với Yj QDWUL
OjP ảnh hưởng lớn đến việc xử lý và sử dụng tro bay đốt hàm lượng rửa trôi các nguyên tố nguy hại trong chất thải rắn. &756+. Đặc biệt, việc đốt chất dẻo có chứa clo và chất thải nhà bếp Tro bay đốt CTRSH được xử lý bằng các bước như rửa muối có hàm lượng muối và clođã làm tăng đáng kể FiF khó khăn trong kiềm hoàn tan; cố định kim loại nặng và hóa rắn bằng các phương pháp việc xử lý và sử dụng tro bay đốt CTRSH>@ khác nhau để đạt được độ cứng nhất định+ỗn hợp sau khi xử lý được nghiền thành cỡ hạt nhỏ hơn 1,5 mm. Tất cả hạt sau khi xử lý ổn định, Tro đáyđốt CTRSH tính chất cơ lý được thử nghiệm và phân tích các tính chất: khả năng phản ứng kiềm, hàm lượng chất hữu cơ và sự rửa trôi kim loại đạt yêu Tro đáy đốt CTRSHchứa chủ yếu FiF chất vô cơ. Sự thay đổi cầu. Tính chất vật lý, cơ học và hóa học tốt nhất có thể đạt được với khối lượng, thành phần của tro đáy tùy thuộc công nghệ lò đốt, loại quá trình xử lý ổn định bằng xi măng, vôi và natri silicat[@ rác và điều kiện xử lý khi đốt. Tro đáy đốt CTRSH có FiFthành phần FKủ yếulà thủy tinh, sắt kim loại, khoáng chất, gốm, kim loại màu và Nghiên cứu sử dụng tro đáy chất hữu cơ chưa cháy. PhầQtro đáy đốt CTRSHcó kích thước 4đến JOMC 6
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 02 năm 2022 'R tro đáy đốt CTRSH không có thành phần nguy hại vượt nhằm giảm tiêu thụ vật liệu tự nhiên và giảm lượng chất thải rắn để ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật môi trường nên số lượng nghiên cứu sử FK{Q lấp, tro đáy đốt CTRSH cần phải được xử lý để nâng cao chất dụng làm vật liệu phong phú hơn tro bay đốt CTRSH. Liên đoàn các lượng. Tro đáy đốt CTRSHcho thấy cần nhiều nước hơn đểgiữẩm bề nhà máy sản xuất năng lượng từ chất thải CKkXÇXđã đề xuấtưu tiên mặt hạt; các hạt mịn tro đáy đốt CTRSH có hình dạng hạt góc cạnh, sử dụng tro đáy đốt CTRSHlà thay thế cát và sỏi. Ở &KkXÇXtro đáy điều này sẽ làm tăng ma sát giữa các hạt, do đó làm giảm tính linh đốt CTRSH được ứng dụng chủ yếu trong xây dựng đường, làm lớp động củahỗn hợp Er W{QJ >@Như vậy, cách thích hợp để tái chế phủ các bãi chôn lấp, làm hàng rào cản tiếng ồn và làm cốt liệu trong tro đáy đốt CTRSHlà sử dụng nó trong bê tông như một nguyên liệu bê tông nhựa đường và bê tông không tiếp xúc trực tiếp với nước tái chế, nhưng cần phải có các biện pháp xử lý thích hợp [1@ ngầm. Ở Hà Lan và Đan Mạch, lượng tro đáy đốt CTRSH được tái sử 4XD nghiên cứumột sốtài liệu liên quan đến việc nghiên cứu dụng ở mức tương ứng 80Yj%, chủ yếu là vật liệu đắp và vật sử dụng tro ED\ Yj WUR đáy đốt CTRSH, có thể thấy rằng tro xỉ đốt liệu cho xây dựng vỉa hè [12]Một số nghiên cứu chỉ ra rằng tro đáy CTRSH có tiềm năng sử dụng làm vật liệu xây dựng. Nghiên cứu để đốt CTRSHcó độ bền cắt cao với khả năng chịu nén thấp nên lý tưởng tái sử dụng tro xỉ đốt CTRSH vừa có tính cấp thiết về xử lý tái chế để sử dụng trong xây dựng đập và các ứng dụng công trình dân dụng chất thải và có ý nghĩa thực tiễn nhằm sử dụng phù hợp nguồn “tài NKiFTro đáy đốt CTRSHcó thể được sử dụng thay thế cho cốt liệu. nguyên”. Trong nghiên cứu này, đểxem xét khả năng tái sử dụng tro Phần lớn tro đáyđốtCTRSH được sử dụng làm cốt liệu trong bê tôQJ xỉ phát thải từ đốt CTRSH, nhóm nghiên cứuđã khảo sát, đánh giáFiF có kích thước hạt từ 240 mm. Tro đáy đốt &756+cũng đã được xử tính chất của tro xỉ của nhà máy đốt rác phát điện Cần Thơ lượng lý bằng vôi hoặc xi măng và được sử dụng làm vật liệu san lấp trong phát thải từ nhà máy khoảngra khoảng 60 tấn tro đáyvà khoảng6 tấn xây dựng đường cao tốc [@ WURED\QJj\
để từ đó sẽ có những phân tích và định hướng cho việc 1JRjLUDWro đáy đốt CTRSHcũng được sử dụng làm thành phần sử dụng chúng để nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng. chất kết dínhvớihàm lượng tro đáy đốt CTRSH trong xi măng được kiểm soát dưới mức WKHR khối lượng để sản xuất xi măng hỗn . Vật liệu và phương pháp nghiên cứu hợp có cường độ 32,5 MPa. Nồng độ rửa trôi kim loại nặng của hỗn .1. Vật liệu hợp xi măng và tro đáy đốt CTRSH thấp hơn nhiều so với Wiêu chuẩn Quốc gia Trung Quốc GB 5085.3 >@ Tro đáy đốt CTRSH Fy 7UR ED\ (Hình 1) và tro đáy (Hình 2) của nhà máy đốt rác ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính của bê tông khi được sử dụng để phát điện Cần Thơ được lấy điển hình để thí nghiệmYjSKkQWtFK thay thếcốt liệu nhỏ. Để sử dụng nó làm vật liệu xây dựng thay thế FiFđặc tính +uQKTro bay đốt CTRSH +uQKTro đáy đốt CTRSH .2. Phương pháp nghiên cứu Chuẩn bị mẫu 7UR ED\ và tro đáy đốt CTRSH được thực hiện xác định, phân WtFKWKjQKSKần hóa bằng phương pháp hóa học cơ bản. 7hành phần Mẫu tro bay đốt CTRSH được lấy ở kho của nhà máy chưa qua cỡ hạtvà phân bố kích thước hạttro bay đốt CTRSHđược phân tích xử lý có màu hồng nhạt, dạng bột mịn như thể hiện ở Hình 1. Mẫu WUR bằng phương pháp tán xạ laVHU (sử dụng thiết bị HORIBA LA 960) đáy đốt CTRSH+uQK
được lấy nhiều điểm, trộn đều tạo thành mẫu Thành phần hạt tro đáy đốt CTRSHđược xác định bằng phương pháp gộp, thực hiện các phương pháp chia mẫu đại diện, thu gọn mẫu để VjQJ WKHR 7&91 >@ Một số tính chất khác của tro xỉ thực hiện các thí nghiệm, phân tích. cũng được xác địnhtheo quy định của cốt liệu bê tông như phản ứng kiềm silic, hàm lượng ion Cl WKHR 7&91 >@
.Phương 3.2.1. Các thí nghiệm phân tích mẫu pháp nhiễu xạ tia X (XRD) được sử dụngđểxác địnhcác thành phần JOMC 7
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 02 năm 2022 khoáng trong tro xỉ. Phương phápchụp ảnh vi cấu trúc bề mặt (6(0
Thành phần kim loại nặng là một chỉ tiêu hết sức quan trọng được thực hiện để nghiên cứu hình dạng và kích thước hạt WUR ED\ cần phải đánh giá đối với loại tro xỉ từ lò đốt CTRSH. 7URQJQJKLrQ đốt CTRSH 1JRjL UD các thành phần nguy hại trong WUR ED\ Yj WUR cứu này, tKành phần kim loại nặng chứa trong tro bay đốt CTRSH đáy đốt CTRSH cũng được xác định WKHRTX\chuẩn kỹ thuật Quốc gia được xác định và trình bày ở Bảng 1&iFNết quả phân tích cho thấy 4&91%7107>@.Trên cơ sở nghiên cứu các tính chất cơ rằnghàm lượng tuyệt đối và hàm lượng QJkP chiết của một số kim bản của WURED\và tro đáyđốt CTRSH, đánh giá tiềm năng và phương loại nặng chủ yếu trong tro bay đốt CTRSH vượt ngưỡng quy định pháp xử lý phù hợp đối với WURED\và tro đáy đốt CTRSH để sử dụng trong quy chuẩn QCVN 07:2009/BTNM>@Do đó, loại tro bay này làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng. nhất thiếtphải được xử lý trước khi muốn sử dụng làm sản phẩm vật liệu xây dựng. . Kết quả nghiên cứu và thảoluận 4.1. Kết quả nghiên cứu về tro bayđốt CTRSH Bảng Thành phần kim loại nặng trong tro bayđốt CTRSH Nồng độ ngâm Hàm lượng 77 Tên chỉ tiêu Tro bay đốt CTRSH hiện được FKR là chất thải rắn nguy hại, chiết (mg/L) tuyệt đối (ppm) nên việc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm vật liệu xây $QWLPRQ\ dựng là chưa được phép. Tuy nhiên, tiềm năng sử dụng tro bay đốt $VHQ$V
&756+ làm nguyên liệu cho ngành vật liệu xây dựng cần được xem %DUL%D
[pWdựa trên các đặc tính cụ thể của nguồn tro bay này Bạc (Ag) Kết quả phân tích thành phần cỡ hạt và phân bố kích thước hạt %HU\Q%H