ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH
VẬN HÀNH LÒ ĐỐT ĐA NĂNG
CÁC LOẠI CHẤT THẢI
CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TRÊN
LÒ NHIỆT PHÂN TĨNH



ASTM : Tiêu chuẩn của Mỹ
CE : Hiệu quả đốt
CTCN : Chất thải công nghiệp
CTNH : Chất thải nguy hại
DRE : Hiệu quả phân huỷ
EPA : Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ
KL : Khối lượng
KLN : Kim loại nặng
KCN : Khu công nghiệp
KCX : Khu chế xuất
TBVTV : Thuốc bảo vệ thực vật
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
THC : Tổng Hydrocarbon
Tp.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
Danh mục hình

vi
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Lò đốt một cấp 22
Hình 2.2 Lò đốt nhiều cấp 23
Hình 2. 3 Lò đốt thùng quay 24
Hình 2.4 Hệ thống lò đốt thùng quay có hệ thống xử lý khí 25
Hình 2.5 Lò đốt tầng sôi 27
Hình 2.6 Lò đốt chất thải lỏng 28
Hình 2.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 29
Hình 2.8 Hệ thống lò đốt nhiệt phân tĩnh có kiểm soát ô nhiễm 30
Hình 2.9 Lò đốt hồng ngoại 32

Hình 4.13 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 40% 64
Hình 4.14 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 20, 40% 65
Hình 4.15 Diễn biến nồng độ oxy tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
350
0
C,  = 20, 40% 65
Hình 4.16 Diễn biến nồng độ khí gas theo oxy tự do tại buồng sơ cấp trong quá
trình nhiệt phân ở 350
0
C,  = 20, 40% 66
Hình 4.17 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y

Hình 4.22 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
550
0
C,  = 20% 71
Hình 4.23 Diễn biến nhiệt độ, CO, CO
2
, C
x
H
y
, O
2
trong quá trình nhiệt phân ở
550
0
C,  = 40% 71
Danh mục hình

viii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
Hình 4.24 Diễn biến nhiệt độ tại buồng sơ cấp trong quá trình nhiệt phân ở
550


Danh mục bảng

ix
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng chất thải rắn nguy hại ở Tp. HCM và các vùng phụ cận 6
Bảng 1.2 Khối lượng chất thải rắn bệnh viện ở Tp. HCM và các vùng phụ cận 7
Bảng 1.3 Tổng hợp khối lượng thành phần rác từ các nhà máy đã điều tra 10
Bảng 1.4 Khối lượng rác công nghiệp và CTNH ở Tp. HCM 13
Bảng 1.5 Mức độ áp dụng các phương pháp xử lý chất thải rắn tại một số nước 19
Bảng 2.1 Lượng chất thải nguy hại phát sinh trung bình hằng năm tại một số
nước 20
Bảng 3.1 Hiệu quả phân huỷ của một số chất hữu cơ 99,99% 38
Bảng 3.2 Thành phần hóa học trung bình của một số chất thải 39
Bảng 3.3 Nhu cầu cấp khí của một số chất thải 40
Bảng 3.4 Nhiệt lượng của một số chất thải 41
Bảng 3.5 Chỉ số cháy của một số chất 46
Bảng 3.6 Tiêu chuẩn khí thải của một số nguồn thải của Việt Nam 47
Bảng 3.7 Tiêu chuẩn giới hạn khí thải cho lò đốt chất thải của một số nước 48
Bảng 3.8 Tóm tắt các sản phẩm cháy và phương pháp xử lý trong công nghệ
đốt chất thải 51
Bảng 4.1 Chế độ nhiệt phân: 350
0
C – 20%Ôxy 61
Bảng 4.2 Chế độ nhiệt phân: 350
0
C – 40%Ôxy 61
Bảng 4.3 Chế độ nhiệt phân: 450

Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định 96
Bảng P1.2 Thí nghiệm 2 – khi mới nhập liệu 96
Bảng P1.3 Thí nghiệm 3 – giai đoạn cuối của mẻ đốt 96 Phụ lục

96
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 1
KẾT QUẢ ĐO KHÍ THẢI TẠI
LÒ ĐỐT RÁC Y TẾ BÌNH HƯNG HOÀ
Kết quả đo các chỉ tiêu khí thải sau buồng thứ cấp
Bảng P1.1 Thí nghiệm 1 – giai đoạn cháy ổn định
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2
(%)
11,3
10,9
10,8

SO
2
(mg/m
3
)
25
31
23
17
15
22,2
CE (%)
99,88
99,79
99,80
99,95
99,97
99,88
Bảng P1.2 Thí nghiệm 2 – giai đoạn mới nhập liệu
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2
(%)
4,3

145
200,8
SO
2
(mg/m
3
)
1017
444
253
393
143
450,0
CE (%)
99,24
99,03
99,54
99,73
99,37
99,38
Bảng P1.3 Thí nghiệm 3 – giai đoạn cuối mẻ đốt
Thông Số
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4
Lần 5
TB
O
2

105
122
95
108,2
SO
2
(mg/m
3
)
108
103
65
74
39
77,8
CE (%)
99,44
99,42
99,56
99,67
99,87
99,59

Phụ lục

97
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
0
200
400


Hình P1.2 Diễn biến của hiệu quả đốt CE theo nồng độ oxy tự do trong
buồng thứ cấp
Nhận xét:
Từ hình P1.1 và hình P1.2 có thể rút ra nhận xét sau: lò hoạt động không hiệu
quả, ở thí nghiệm 2 và 3, nồng độ khí CO sinh ra cao (trung bình 791.2 – 394mg/m
3
)
Phụ lục

98
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
vượt quá tiêu chuẩn cho phép, hiệu quả đốt trung bình CE thấp (99.38 – 99.59%), đó là
do: tại thí nghiệm 2 và 3 lò hoạt động không ổn định (giai đoạn mới nạp rác và giai
đoạn đốt cặn carbon), còn ở thí nghiệm 1, khi điều kiện đốt ổn định, lượng chất bị khí
hoá đã giảm dần, hiệu quả đốt cao hơn so với các giai đoạn khác, nồng độ CO giảm,
nồng độ khí CO sinh ra trung bình đạt tiêu chuẩn (< 100 mg/m
3
), nhưng xét theo từng
thời điểm thì có lúc nồng độ khí CO lại vượt quá tiêu chuẩn cho phép; hiệu quả đốt CE
không cao 99,88%.
Do đó có thể thấy rằng, dù là lò được nhập ngoại (lò HOVAL của Bỉ) nhưng nếu
không có quy trình công nghệ vận hành phù hợp với điều kiện thực tế thì lò hoạt động
hiệu quả cũng không cao.
Theo Kết quả khảo sát các lò đốt rác y tế khu vực phía Nam [3] thì ngay cả các lò
được chế tạo trong nước hay nhập ngoại thì vẫn có một số lò hoạt động chưa hiệu quả,
nồng độ khí CO sinh ra sau buồng thứ cấp, lớn gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép,
thỉnh thoảng có khói đen xuất hiện, đặc biệt là khi nạp mẻ rác tiếp theo vào để đốt.
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
Thời
gian
(giây)
Nhiệt
độ (
0
C)
0
470
420
329
820
251
1320
320

1920
430
90
471
460
316
880
245
1410
317
1980
450
110
466
470
311
910
241
1440
309
2100
475
120
463
480
309
920
240
1460
307

2180
513
170
439
550
295
970
234
1570
324
2190
521
180
435
560
293
990
233
1590
339
2200
533
190
429
570
291
1010
232
1600
356

2260
525
230
412
610
283
1070
227
1650
419
2280
522
240
407
620
281
1080
225
1680
425
2300
515
260
398
640
277
1100
222
1690
431

2390
490
320
363
720
264
1170
216
1730
431
2400
478
330
358
730
263
1200
217
1740
429
2410
473
340
355
750
261
1220
240
1750
424

2520
449
400
338
800
254
1290
310
1810
409
2560
447
410
332
810
252
1300
317
1830
410
2580
440

Phụ lục

100
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
PHỤ LỤC 3
KẾT QUẢ ĐO CÁC CHỈ TIÊU KHÍ THẢI TẠI BUỒNG SƠ
CẤP CỦA CÔNG TY SÔNG XANH (BÀ RỊA – VŨNG TÀU)

850
0,07
6,3
1310
0,21
12,5
20
0,08
9,6
360
0,13
5,9
860
0,09
6,9
1320
0,22
12,7
30
0,15
8,1
370
0,16
6,1
870
0,11
7,2
1330
0,22
12,7

910
0,05
7,9
1360
0,22
13,1
70
0,12
10,8
440
0,19
6
930
0,04
8,4
1370
0,23
12,9
80
0,12
6,5
450
0,16
6
940
0,06
8,3
1380
0,21
13,1

980
0,07
8,3
1410
0,25
13,2
130
0,11
3,7
500
0,18
6
1000
0,06
8,8
1430
0,25
13,4
140
0,24
0,8
510
0,2
6
1030
0,1
11,3
1440
0,26
13,4

1060
0,11
9,3
1470
0,27
13,6
180
0,15
1,8
550
0,18
5,6
1070
0,17
9,5
1480
0,28
13,5
190
0,04
2,1
560
0,18
5,8
1090
0,2
9,9
1490
0,25
13,7

1120
0,2
10,6
1520
0,28
13,7
230
0,2
2,8
600
0,22
5,8
1150
0,19
11
1530
0,24
13,9
250
0,45
3,3
620
0,19
6,2
1180
0,17
11,2
1550
0,27
14,1

1230
0,2
11,9
1580
0,26
14,3
290
0,28
4,6
670
0,32
25,1
1240
0,21
11,9
1590
0,26
14,3
300
0,24
5,1
680
0
26
1260
0,21
12,2
1600
0,26
15,1

1290
0,21
12,4
1630
0,21
15,7
340
0,19
5,2
840
0,01
5,8
1300
0,22
12,4
1640
0,22
14,6
Phụ lục

101
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM

Mục lục i
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
MỤC LỤC


ii
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
1.2.2.1 Phương pháp Composting 15
1.2.2.2 Phương pháp Metan hoá 16
1.2.3 Phƣơng pháp tái chế 17
1.2.4 Phƣơng pháp đốt 17

CHƯƠNG HAI: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT 19
2.1 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TRÊN THẾ GIỚI 19
2.2 TÌNH HÌNH ĐỐT CHẤT THẢI TẠI VIỆT NAM 19
2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ĐỐT CHẤT THẢI 20
2.3.1 Đốt hở thủ công (Open burning) 20
2.3.2 Lò đốt một cấp (Single – chamber incinerator) 20
2.3.3 Lò đốt nhiều cấp (Multiple – Hearth Furnace) 21
2.3.4 Lò đốt thùng quay (Rotary – Kiln Incineration) 23
2.3.5 Lò đốt tầng sôi (tháp đốt tầng sôi / Fluid – Bed Furnace) 25
2.3.6 Lò đốt chất thải chất lỏng (Liquid – Waste Incineration): 26
2.3.7 Lò đốt nhiệt phân tĩnh 27
2.3.8 Một số loại lò đốt khác 30
2.3.8.1 Hệ thống đốt hồng ngoại (Infrared – Furnace) 30
2.3.8.2 Lò đốt sử dụng vỉ lò đốt - ống lăn và đốt rác bằng điện một chiều 31

CHƯƠNG BA: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ ĐỐT
CHẤT THẢI THEO NGUYÊN LÝ NHIỆT PHÂN 34
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN 34
3.2 CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI
TRONG LÒ NHIỆT PHÂN 35
3.2.1 Tại buồng sơ cấp 35
3.2.2 Tại buồng thứ cấp 36

4.1.1 Mục đích 53
4.1.2 Nguyên liệu 53
4.1.3 Thiết bị 54
4.1.4 Kết quả nghiên cứu 54
4.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NHIỆT
PHÂN CHẤT THẢI 58
4.2.1 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 58
4.2.1.1 Thiết bị đo khí thải 58
4.2.1.2 Mô hình thí nghiệm 58
Mục lục iv
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
4.2.1.3 Cách đo mẫu 59
4.2.1.4 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 59
4.2.2 Nguyên liệu 60
4.2.3 Kết quả nghiên cứu 60
4.2.3.1 Nghiên cứu tại buồng sơ cấp 60
4.2.3.2 Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với hiệu quả cháy (thông qua
CO và CO
2
) tai buồng thứ cấp 76
4.2.3.3 Kết luận 83
4.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH LÒ ĐỐT CHẤT
THẢI NGUY HẠI THEO CÔNG NGHỆ ĐỐT TRÊN LÒ NHIỆT PHÂN
TĨNH 84
4.3.1 Căn cứ đề xuất 84
4.3.2 Đề xuất quy trình vận hành lò đốt 84
4.4 ĐỐT THỬ NGHIỆM TRÊN LÒ ĐỐT TRONG THỰC TẾ 85

Tóm tắt nội dung luận văn
Luận văn tốt nghiệp được thực hiện với những nội dung chính như sau:
1. Khảo sát hiện trạng quản lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại, các
phương pháp xử lý chất thải rắn.
2. Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải bằng phương pháp đốt.
3. Nghiên cứu lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:
o Nghiên cứu bản chất của quá trình nhiệt phân và đốt chất thải.
o Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân và đốt chất
thải.
o Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân đến hiệu quả xử lý chất
thải.
4. Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân:
o Nghiên cứu xác định điều kiện nhiệt phân chất thải, chế độ cấp khí thích
hợp.
o Nghiên cứu xác định nhiệt độ nhiệt phân chất thải thích hợp, mối tương
quan giữa nồng độ oxy và khí gas trong buồng nhiệt phân.
o Nghiên cứu xây dựng mối quan hệ giữa oxy và CO trong buồng thứ cấp.

Giới thiệu chung 1
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM

GIỚI THIỆU CHUNG

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay quá trình đô thị hoá tăng nhanh cùng sự phát triển của sản xuất công
nghiệp, dịch vụ khiến nhiều địa phương phải đối đầu với nhiều vấn đề phức tạp, trong
đó ô nhiễm môi trường do CTCN và CTNH sẽ làm ảnh hưởng lâu dài và ở mức độ khó

- Nghiên cứu quan hệ của nồng độ oxy trong quá trình đốt với buồng sơ cấp
và thứ cấp.
- Đề xuất quy trình công nghệ vận hành phù hợp đốt đa năng các loại chất
thải một cách có hiệu quả.
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được mục đích trên, nội dung nghiên cứu cần thực hiện gồm:
1. Tổng quan các phương pháp xử lý chất thải rắn.
2. Khảo sát thực tế tình hình phát sinh CTNH.
3. Tổng quan về tình hình xử lý chất thải bằng phương pháp đốt.
4. Tổng quan lý thuyết công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý nhiệt phân.
5. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm công nghệ đốt chất thải theo nguyên lý
nhiệt phân:
- Tìm khoảng nhiệt độ thích hợp để nhiệt phân chất thải nguy hại có hiệu quả.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, hệ số cấp khí tới quá trình nhiệt phân.
- Nghiên cứu quan hệ giữa oxy tự do với chế độ cấp khí tại buồng sơ cấp, và
quan hệ giữa oxy với hiệu quả cháy (thông qua CO, CO
2
) tại buồng thứ cấp.
- Xây dựng quy trình vận hành lò đốt các loại chất thải phù hợp thông qua
việc theo dõi nồng độ oxy tự do.
- Kiểm nghiệm quá trình vận hành đã đề xuất trên lò đốt trong thực tế.

Giới thiệu chung 3
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
a. Phƣơng pháp điều tra thực tế
Xem xét thu thập các thông tin tại hiện trường, nơi xây dựng lò đốt để có được

nghệ đốt thích hợp. Thực tế cho thấy thành phần chất thải đem đốt luôn thay đổi, do đó
hiệu quả đốt của các lò được khảo sát không ổn định, vẫn còn nguy cơ gây ô nhiễm
đến môi trường. Vì vậy kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để cho những
người nghiên cứu về công nghệ lò, những người đang vận hành lò và những người xử
lý chất thải bằng phương pháp đốt tham khảo, vận hành trong thực tế đạt hiệu quả cao.
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng triển khai cho nhiều lò đốt tại nhiều nơi
nhiều địa phương trong cả nước, mang lại hiệu quả kinh tế và lợi ích xã hội thiết thực
do ngăn chặn được sự lây lan của các chất ô nhiễm, tạo được môi trường trong sạch.
7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Là đề tài đầu tiên xây dựng được quy trình công nghệ vận hành lò đốt đạt hiệu
quả cao bằng cách kiểm soát oxy tại buồng sơ cấp và thứ cấp, từ đó có thể ứng dụng
đốt các loại chất thải khác nhau (thành phần biến động lớn) mà ta không có điều kiện
xác định thành phần hoá học của chúng, vì thực tế không phải lúc nào cũng có điều
kiện phân tích.

Chương 1: Tổng quan về tình hình quản lý và xử lý chất thải rắn

5
Luận văn tốt nghiệp đại học – K2000 – Khoa Môi trường - Trường ĐHBK Tp.HCM
CHƢƠNG MỘT
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ
VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

1.1 TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP
VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI TẠI VIỆT NAM
1.1.1 Hiện trạng phát sinh CTCN và CTNH
Các hoạt động thương mại và sinh hoạt trong cuộc sống, hay các hoạt động sản
xuất công nghiệp và nông nghiệp mà chất thải nguy hại có thể phát sinh từ nhiều
nguồn khác nhau. Việc phát thải có thể do bản chất của công nghệ hay trình độ dân trí
dẫn đến việc thải chất thải có thể là vô tình hay cố ý. Tuỳ theo cách nhìn nhận mà có