Công nghệ đốt chất thải thu hồi năng lượng ngày càng được áp dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia do có một số ưu điểm nổi bật như giảm được 90% thể tích và khối lượng chất thải, tận dụng nhiệt và giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước. Một số nước tiên tiến và có yêu cầu cao về công tác bảo vệ môi trường như: Canada, Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Hà Lan… cũng đã và đang sử dụng phương pháp này. Đốt là một kỹ thuật xử lý chất thải bằng nhiệt có kiểm soát với mục tiêu chính là giảm thể tích và thu hồi năng lượng từ dòng chất thải.
Nhà máy điện rác Sóc Sơn tại Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Sơn, Hà Nội được bắt đầu khởi công xây dựng từ năm 2019, đây là Nhà máy đốt rác phát điện lớn nhất Việt Nam với công suất đốt rác 4.000 tấn/ngày (gồm 5 lò 800 tấn/ngày đêm/lò). Nhà máy sử dụng công nghệ đốt rác lò ghi, kiểu Waterleau của Bỉ với ghi loại đẩy ngang 3 giai đoạn ghi, mỗi đoạn của lò có một cơ cấu điều khiển riêng biệt, khoảng hở thẳng đứng xấp xỉ 1 m được tạo giữa các đoạn ghi của lò nhằm tăng hoạt động trộn đảo rác, mang lại hiệu quả cháy rác cao. Kế hoạch vận hành của Nhà máy dự kiến được triển khai trong 3 giai đoạn, giai đoạn 1 vận hành trước 1 lò đốt (lò số 3) với công suất xử lý 800 tấn rác/ngày đêm. Trước khi vận hành thử nghiệm mỗi lò cần tiến hành thông thổi đường ống, hiệu chỉnh kỹ thuật. Hiệu chỉnh kỹ thuật với mục tiêu điều chỉnh quy trình vận hành, lượng hóa chất... nhằm tối ưu hiệu quả xử lý các công trình bảo vệ môi trường nói chung trong đó có khí thải. Giai đoạn này diễn ra trong thời gian ngắn tuy nhiên sẽ phát sinh tạp âm, bụi, khói, mùi ra môi trường. Lưu lượng khí thải phát sinh tại Nhà máy điện rác Sóc Sơn khi vận hành lò đốt số 3 được tính toán là khoảng 8,9 m3/s. Khí thải lò đốt chất thải rắn có thể chứa nhiều thành phần độc hại như thủy ngân, kim loại độc hại, chất dạng hạt (PM), HCl, VOC, đặc biệt là dioxin và furan.
Nhà máy được xây dựng chỉ cách khu dân tập trung khoảng 700 m-1,3 km, do đó khí thải phát sinh nếu không được xử lý đảm bảo quy định sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường và sức khỏe của người dân khu vực. Đồng thời, Nhà máy có 5 lò đốt, nên việc xem xét các tác động trong giai đoạn này của lò số 3, cũng như đề xuất cách thức giảm thiểu, sẽ hạn chế được các ảnh hưởng bất lợi trước khi đi vào vận hành chính thức 04 lò đốt còn lại.
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về khí thải lò đốt chất thải rắn. Tại Việt Nam, hầu hết các nghiên cứu tập trung đánh giá công nghệ xử lý khí thải lò đốt CTRSH tại các Nhà máy đã vận hành ổn định hoặc thông qua các mô hình toán. Công bố liên quan đến quá trình thông thổi đường ống và vận hành thử nghiệm chưa được tìm thấy.
Vì vậy, nghiên cứu này tiến hành đánh giá tác động của quá trình vận hành thử nghiệm lò đốt số 3. Lấy và phân tích mẫu khí thải ống khói sau xử lý và môi trường không khí xung quanh khu vực Nhà máy (tập trung vào các vùng có khu dân cư tập trung) để đánh giá được thực tế hiệu quả xử lý khí thải của hệ thống đã được lắp đặt tại Nhà máy, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng xử lý. Đây sẽ là tiền đề để Nhà máy đưa ra quy trình vận hành hệ thống xử lý khí thải các lò đốt còn lại hiệu quả và tối ưu hơn.
1. Phương pháp nghiên cứu
1.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu
Đề tài thực hiện lấy mẫu khí thải sau xử lý tại ống khói lò đốt số 3 và các mẫu không khí xung quanh Nhà máy. Vị trí lấy mẫu lựa chọn tại các khu dân cư gần Nhà máy theo hướng gió chủ đạo của khu vực – đây là các vị trí có khả năng chịu tác động lớn nhất từ quá trình vận hành lò đốt.
Thời gian vận hành thử nghiệm của Nhà máy gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn hiệu chỉnh kỹ thuật và thông thổi đường ống được thực hiện trong thời gian ngắn (từ ngày 20/5/2022 đến ngày 15/6/2022) và giai đoạn vận hành thử nghiệm ổn định (từ ngày 16/6/2022 đến 06/11/2022). Trong nghiên cứu này không thực hiện việc lấy mẫu theo mùa, do phụ thuộc vào thời gian vận hành thử nghiệm của Nhà máy. Nhóm nghiên cứu căn cứ vào thời điểm điều chỉnh kỹ thuật, lịch thông thổi đường ống... để bố trí lịch lấy mẫu phù hợp.
Việc lấy mẫu không khí xung quanh như vậy nhằm có cơ sở so sánh đối chứng tác động trong từng giai đoạn nhỏ của thời gian thông thổi đường ống, hiệu chỉnh kỹ thuật và giai đoạn vận hành thử nghiệm ổn định của Nhà máy. Tại giai đoạn thông thổi đường ống của Nhà máy, lượng khí thải phát sinh chưa ổn định do đó không lấy mẫu khí thải ống khói tại thời gian này. Vị trí lấy mẫu khí thải và không khí xung quanh Nhà máy điện rác Sóc Sơn.
1.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
Mẫu không khí xung quanh được lấy trung bình 1 h trong buổi sáng; Mẫu khí thải được lấy bằng cách sử dụng nguyên lý chênh lệch áp suất, khí thải được dẫn từ lỗ thăm ống khói, có cao độ khoảng 20 - 25 m (chiều cao ống khói là 80 m) thông qua thiết bị lấy và thu mẫu khí là ISOKINETIC, sau đó được chuyển về phân tích tại phòng thí nghiệm Viện Nghiên cứu Công nghệ và Phân tích Môi trường (Vimcert 228).
2. Kết luận
Quá trình đốt rác sẽ phát sinh bụi (TSP), các chất khí độc hại bao gồm: CO, SO2, NO2, HCl, HF, hơi kim loại nặng (Hg, Cd, As…) và các khí độc như Dioxin/Furan. Các chất độc hại này cần được xử lý để không gây ảnh hưởng xấu tới môi trường xung quanh. Đánh giá về mặt thực nghiệm cho thấy quá trình hiệu chỉnh kỹ thuật, thông thổi đường ống của hệ thống xử lý khí thải đợt đầu có gây ảnh hưởng tới môi trường không khí xung quanh. Vì vậy cần áp dụng một số giải pháp để quá trình hiệu chỉnh kỹ thuật và thông thổi đường ống với 4 lò đốt còn lại (chưa đi vào vận hành thử nghiệm) đảm bảo không gây ảnh hưởng tới môi trường không khí xung quanh như: Vệ sinh đường ống trước khi lắp đặt nhằm hạn chế bụi phát sinh từ quá trình thông thổi, vận hành các hệ thống xử lý khí thải với các thông số về thời gian lưu khí trong các thiết bị, nồng độ dung dịch hấp phụ như kiến nghị trong giai đoạn vận hành ổn định.
Một số giải pháp để nâng cao hiệu quả xử lý khí thải lò đốt giai đoạn vận hành thử nghiệm của Nhà máy điện rác Sóc Sơn được đề xuất như: Thiết lập chương trình kiểm tra, bảo trì hệ thống; Thường xuyên kiểm tra, tập huấn nâng cao trình độ chuyên môn của cán bộ, công nhân vận hành. Sử dụng các dung dịch hấp thụ Ca(OH)2 ở nồng độ 12%, NH3 ở nồng độ 20%; Đảm bảo thời gian lưu dòng khí trong tháp phản ứng cần duy trì trên 18 giây và thời gian lưu khí trong thiết bị lọc bụi là khoảng 30 phút.
Quá trình thực hiện đề tài trong thời gian ngắn và kinh phí hạn chế, do đó để đánh giá cụ thể và chi tiết hơn về hiệu quả xử lý khí thải của hệ thống xử lý khí thải tại Nhà máy điện rác Sóc Sơn cần có các công trình nghiên cứu và thời gian đánh giá dài hơn. |