XỬ LÝ CTR CÔNG NGHIỆP VÀ CTR NGUY HẠI

Chia sẻ: Lê Thị Vân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo bài thuyết trình 'xử lý ctr công nghiệp và ctr nguy hại', khoa học tự nhiên, công nghệ môi trường phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: XỬ LÝ CTR CÔNG NGHIỆP VÀ CTR NGUY HẠI

XỬ LÝ CTR CÔNG NGHIỆP VÀ CTR NGUY HẠI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ÁC PHÁP 1 Nội dung •Phương pháp cơ học phá •Phương pháp hóa học và hóa lý phá hó và •Phương pháp nhiệt phá •Phương pháp ổn định hóa rắn phá hó •Bãi chôn lấp •Phương pháp sinh học phá •Khả năng áp dụng các kỹ thuật xử lý cá 2 1
Xử lý cơ học Chuẩn bị cho các quá trình xử lý tiếp theo: •Giảm kích thước: dùng búa ướ kí đập, kéo hoặc máy nghiền •Phân loại: theo khối lượng, theo kích thước hoặc theo từ tính (chủ yếu là tách KL). •Nén: gia tăng khối lượng riêng của các loại vật liệu. 3 Xử lý cơ học Tuyển chất thải: dùng để tái sinh CTR của công nghiệp khoáng sản, tro nhiên liệu, hỗn hợp chất dẻo, xỉ luyện kim màu: •Tuyển trọng lực. •Tuyển từ. •Tuyển điện. •Tuyển nổi: tuyển các phế liệu riêng biệt như xỉ luyện kim •Một số phương pháp tuyển đặc biệt khác 4 2
Quá trình hoá lý Phương pháp lý học Chất thải nguy hại SCR L ọc Lắng Màng Hấp phụ Chất rắn Chất lỏng Phương pháp hóa học Chất thải ít độc hơn Chất thải nguy hại Hóa chất 5 Dòng thải Dạng Ăn mòn Cyanua hóa Dung môi clo Dung môi khác CHC clo hóa PCBs Dd chứa KL Dd chứa CHC Dd họat động Đất ô nhiễm Lỏng Rắn/bùn CHC khác Dầu thải Khí Phương pháp xử lý hóa lý Hấp phụ x x x x X Chưng cất X x X x X Phục hồi dd x x điện phân Thủy phân x x x Trao đổi ion x x x x Chiết xuất dung X X X X x x môi Màng x x x Sục khí và sục X X X X x x hơi Bốc hơi X X X x Đông lạnh x X x X x x x 6 3
Tách khí Vòi phun •Chủ yếu được dùng để cải tạo nước đất hoặc xử lý nước ngầm bị nhiễm VOC Phương trình cân bằng vật chất: Qw(Cv-Cr) = QA(Ar-Av) Qw, QA: lưu lượng nước và khí, m3/s C, A: nồng độ ô nhiễm Dòng vào trong nước và khí, kmol/m3 •Ví dụ: xử lý nước ngầm nhiễm Máy thổi VOC với nồng độ 200 mg/L khí 7 Thiết kế D: 0.5 - 3m H: 1 - 15 m Tỷ lệ lưu lượng không khí/nước = 5-102 Độ sụt áp: 200-400 N/m2/m cao. Nhược điểm: chỉ chuyển chất ô nhiễm từ lỏng sang khí và phải xử lý sơ bộ nước thải 8 4
Tách khí bằng dòng hơi mang nhiệt Khử chất hữu cơ tan trong nước. Khí ra Nước sau tách khí Hơi nước Dòng vào 9 Các phương trình thiết kế cơ bản Định luật Henry: pa = H.Cl •pa: áp suất riêng phần khí •H: hằng số Henry •Cl: nồng độ trong pha lỏng •Cân bằng khối lượng: F.CA,F = B.CA,B + DCA,D + OCA,O •F:lưu lượng khối lượng •CA,-: nồng độ A trong các dòng khác nhau: •B, D, O: lưu lượng khối lượng dòng đáy, dòng hữu cơ được tách, khí ra. 10 5
Các phương trình thiết kế cơ bản Phương trình truyền khối Truyền khối ở mâm (n+1) GYA,n + LXA, n+2 = GYA,n+1 + LXA, n+1 •G: khối lượng mol dòng hơi (mol/h) •L: khối lượng mol dòng lỏng (mol/h) •YA: nồng độ mol A trong pha khí (mol/mol) •XA: nồng độ mol A trong pha lỏng (mol/mol) 11 Hấp phụ bằng than họat tính GAC dùng để khử chất hữu cơ 12 6
Lý thuyết truyền khối Các giai đoạn truyền khối: Khuếch tán màng (bên ngoài) Khuếch tán qua lỗ rỗng hoặc bề mặt (bên trong) Phản ứng trên bề mặt 13 Lý thuyết truyền khối Phương trình đường đẳng nhiệt Freundlich •q=Kf.C1/n (hoặc q=Kf.Cn) •q: nồng độ trong pha rắn (mol/g…) •C: nồng độ tương ứng trong pha lỏng (mol/l…) •Kf và 1/n: hằng số thực nghiệm Phương trình đường đẳng nhiệt Langmuir •q=(Qmax.KL.C)/(1+KLC) •Qmax:nồng độ bề mặt tối đa •KL: hằng số 14 7
Đường cong hấp phụ 15 Kiểu thiết bị GAC a) Xuôi dòng dãy hộp b) Xuôi dòng song song c) Tầng hấp phụ chuyển động d) Ngược dòng dãy hộp (lơ lửng) 16 8
Thiết kế cột GAC 1. Kiểu thiết bị 2. Thời gian tiếp xúc 3. Tỷ lệ chiều cao/đường kính > 4:1 4. Tải trọng thuỷ lực = 80- 400L/m2.ph 5. Trở lực ⇒ giảm áp lực 6. Dung lượng hấp phụ ⇒ đường đẳng nhiệt 7. Yêu cầu tái sinh 8. Loại than 17 Oxy hóa hóa học •Các chất được oxy hoá: VOC clo hoá, mercaptan, phenol, CN- đượ hoá •Tác nhân oxy hoá: O3, H2O2, Cl2, UV/O3/H2O2 hoá •Xử lý: chất thải lỏng nguy hại, hoặc đất bị nhiễm bẩn •Đặc trưng bởi thế oxy hoá khử RT ⎛ Π ( san _ pham) x ⎞ ln⎜ ⎟ E = Eo − nF ⎜ Π (chat _ phan _ ung ) ⎠ y⎟ ⎝ •E: thế oxy hóa khử, V Eo: thế oxy hóa khử ở điều tiêu chuẩn, V •R: hằng số T: nhiệt độ •n: số e trao đổi F: hằng số Faraday 18 9
Các phản ứng oxy hoá thường gặp NaCN + O3 = NaCNO + O2 CH3CHO + O3 = CH3COOH + O2 NaCN + H2O2 = NaCNO + H2O CH2Cl2+2H2O2=CO2+2H2O+2HCl H2O2 + H2S = 2H2O + S CH2O +1/2O2 = CO2 + H2O 4 H2O2 + S2- = SO42- + 4H2O 2CN- + O2 = 2CNO- 2Fe2+ + HOCl + 5H2O = 2Fe(OH)3 + Cl- + 5H+ Khử NaCN + Cl2 = CNCl + NaCl 3SO2 + 3H2O = 3H2SO3 CNCl + 2NaOH = NaCNO + H2O H2SO3+2CrO3 = Cr2(SO4)3+3H2O + NaCl 2NaCNO + 3Cl2 + 4NaOH = 6FeSO4 + 6H2SO4 + 2CrO3 = 6Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O N2 + 2CO2 + 6NaCl + 2H2O 4KMnO4 + 3H2S = 2K2SO4+S NaBH4 + 8Cu+ + 2H2O = 8Cu + NaBO2 + 8H+ +3MnO + MnO2 + 3H2O 19 Thiết kế •O3: mạnh, khử hầu hết các chất hữu cơ độc hại. Tuy nhiên, O3 có chi phí đắt và khó vận hành •H2O2: tạo OH· OH· + RHFe2+ = R· + H2O + Fe2+ R· + H2O2Fe2+ = OH· + ROH + Fe2+ R· : gốc hữu cơ hoạt động •Clorine: thường áp dụng trong xử lý chất thải lỏng. Clorine: CN- + OCl- = CNO- + Cl- 20 10
Dòng siêu tới hạn (supercritical fluids) • Để trích ly hoặc oxy hoá CHC ở nhiệt độ cao và áp suất cao. • Nhiệt độ: 600-650oC, thời gian lưu:
Quá trình màng •3 quá trình màng: điện giải, RO và UF particle macromolecule Concentrate Fluid flow membrane pore Permeate 23 Áp suất qua màng ⎡ Pf − Pc ⎤ Ptm = ⎢ ⎥ − Pp Ñoái vôùi doøng chaûy ngang: ⎣ 2⎦ Ptm – Gradient aùp suaát qua maøng, kPa Pf = AÙp suaát doøng vaøo, kPa • Pc = AÙp suaát doøng ñaäm ñaëc, kPa Pp = AÙp suaát doøng thaám, kPa • P = Pf − Pp Toång toån thaát aùp löïc qua maøng: Q p = Fw × A Toång löu löôïng thaám : A = Dieän tích maøng, m2 Qp – Löu löôïng doøng thaám, kg/s • kg/m2.s Fw = Doøng thaám qua maøng, Pp = AÙp suaát doøng thaám, kPa • 24 12
Các loại màng 25 Ví dụ 1. Tách PCBs từ dầu thải Dung môi và chất tan Nước Dung môi Extractor Thu hồi trước xử lý Chất tan Sản phẩm tinh lọc Dung môi Khử dung môi Nước sau xử lý •Gồm các bước sau: • Chiết xuất PCB bằng dung môi di-methylformaldehyde • Cô đặc PCB • Dung môi được chưng cất và tuần hoàn 26 13
Ví dụ 2. Khử Cr6+ Phương trình cơ bản: 3SO2 + 3H2O = 3H2SO3 H2SO3 + 2CrO3 = Cr2(SO4)3 ↓+ 3H2O Tác chất kết tụ Chất lỏng Chất thải nguy hại Kết tủa Kết tủa bằng OH- hoặc S2- cũng được áp dụng với kim loại. 27 Ví dụ 3. Trung hoà dòng thải Tác chất Tác chất CT T ác nguy hại t chất chấ Tác Tác chất CT CT ại nguy yh CT hại ngu CT nguy hại nguy hại Ứng dụng: nước thải pH cao hoặc thấp ng: Tác chất trung hoà: đá vôi, Na2CO3, H2SO4. hoà 28 14
Phương pháp nhiệt •Giảm thể tích chất thải, thu nhiệt, tro. •Giảm nguy cơ rò rỉ •Tiết kiệm diện tích •Tuy nhiên có thể gây ONKK 29 Xử lý chất thải bằng pp nhiệt •Nguy hại sinh học •Khó phân huỷ sinh học, bền vững •Dễ phát tán, bay hơi •Điểm nóng chảy dưới 40oC •Dễ rò rỉ •Chứa halogen, Pb, Hg, Cd, Zn, N, P, S. 30 15
Các tiêu chuẩn lò đốt (Wi − Wo ) ×100% DRE = Hiệu suất khử: Wi Wi, Wo: khối lượng CHC nguy hại dòng vào và ra. Phát thải khí: SOx, hạt lơ lửng (SPM), dioxin Phá khí 31 Quá trình đốt Là quá trình oxy hoá CHC ở nhiệt độ cao. Giá trị nhiệt thực của hh chất thải: Giá ∞ NHVhh = ∑ X i NHVi i =1 NHVi: nhiệt các chất thành phần Xi: tỷ lệ các thành phần Nhiệt độ đốt: () NHV t o F = 60 + [ ] ( ) 0.7 1 + (1 + EA) 2.68 ×10 − 4 ( NHV ) EA: nhiệt lượng của KK thừa: 0.7 kJ/kg.oF Nhiệt độ kk: 60oF 32 16
Quá trình đốt – Nguyên tắc 3T Time Temperature Turbulence Thời gian Nhiệt độ Độ xáo trộn Đốt hoàn toàn 33 Quá trình truyền nhiệt Các chế độ truyền nhiệt: • Đối lưu (convection) • Dẫn nhiệt (conduction) • Bức xạ (radiation) Ở to thấp, dẫn nhiệt và đối lưu chiếm ưu thế. Ở to cao, bức xạ chiếm ưu thế 34 17
Vận hành lò đốt Sản phẩm Thành phần chất thải 35 Cấu tạo lò đốt Chất thải (CT) Lò đốt Cấp vào tbị Chuẩn bị CT Thải bỏ tro Ống khói Khử khí axit Khử bụi Làm lạnh khí Xử lý tiếp 36 18
Chuẩn bị chất thải Chắn rác: Tránh nghẹt ống Ch rá Nghiền cắt: Kiểm soát kích thước hạt Hoà trộn: Nhằm đạt giá trị nhiệt thực Hoà Đốt: Nhằm đạt độ nhớt yêu cầu 37 Thiết bị cấp chất thải Đầu đốt, vòi phun Khí Khí Chất Injector/đầu đốt hơi hay air lỏng dễ atomized cháy chá Nước ướ Đầu đốt thải Dung Injector/đầu đốt hơi hay air Dung atomized môi 38 19
Thiết bị cấp chất thải CTR CTR Cấp thủ công sau nghiền nói chung cắt/ đóng gói Nhựa Thiết bị cấp bằng trọng lực sau khi nghiền đường đườ rắn Thiết bị cấp bằng trọng lực Bột/ sau khi nghiền bánh Bơm trục vít sau khi tách Bùn nước 39 Thông số thiết kế lò đốt •Thể tích buồng đốt •Nhiệt độ •Lượng khí cấp •Khuấy trộn •Thời gian lưu Nhiệt lượng tạo thành: Nhi ượ thà Q tao_thanh = enthapy × Vkhi nhien _ lieu + enthapy hoi_nuoc + buc _ xa = Qtao _ thanh − Qcap Nhu cầu nhiên liệu 40 20