CHÖÔNG 3
Coâng ngheä saïch, chaát thaûi sinh hoaït, coâng nghieäp vaø
noâng nghieäp
TS. Leâ Quoác Tuaán
Khoa Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân
Ñaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh
Soá phaän caùc chaát gaây oâ nhieãm trong moâi tröôøng
Chaát gaây oâ nhieãm MT coù theå ñöôïc phaân loaïi: chaát voâ cô, höõu cô, sinh vaät, khí.
Veà nguoàn goác thì coù theå phaân thaønh 3 nhoùm:
9 Nhoùm coù nguoàn goác sinh hoïc, coù theå bò phaân huûy sinh hoïc
9 Nhoùm töø coâng nghieäp hoùa daàu 9 Nhoùm töø caùc hoùa chaát nhaân taïo
Soá phaän cuûa caùc chaát gaây oâ nhieãm moâi tröôøng seõ
ñöôïc chuyeån hoùa baèng nhieàu con ñöôøng khaùc
nhau, tuøy thuoäc vaøo tính chaát vaø ñieàu kieän moâi
tröôøng maø noù ñöôïc thaûi vaøo
CHAÁT OÂ NHIEÃM
Khoâng bay hôi Bay hôi
Tan trong nöôùc Khoâng tan trong nöôùc Söï bay hôi
Hoaït hoùa Haáp thu taïi choã Caùc dung moâi clo hoùa
taïi baõi choân laáp
Khoâng ñoäc haïi, deã phaân huûy Haáp thu trong
khoâng khí
Bieán maát
Coù Khoâng
Coù Khoâng
Khoâng CFCs, carbon Coù
tetrachloride
Chaát tan trong nöôùc
Tích luõy taïi choã Hoaït hoùa hoùa hoïc
Haáp thu Khoâng haáp thu
Phaân huûy sinh hoïc
Bieán maát Nöôùc?
Coù Khoù phaân huûy
Khoâng Coù
Bieán maát Khoâng Coù
Phöùc hôïp Khoâng phaân
huûy ñöôïc Phaân huûy sinh
hoïc Khoâng phaân
huûy ñöôïc
Tích luõy taïi choã Di chuyeån vaøo trong
ñaát, nöôùc ngaàm Caùc acid coù nhaân
thôm vaø clo, thuoác tröø saâu
Hoùa chaát coù nguoàn
goác daàu moû Thuoác tröø saâu,
dieät coû
Coù Coù
Coù Coù Khoâng
Khoâng Khoâng
Chaát khoâng tan trong nöôùc
Haáp thu bôûi teá baøo Khoâng ñöôïc haáp thu
Inert Hoaït hoùa Phaûn öùng
Bieán maát Tích luõy trong
chuoãi thöùc aên
Coù Khoâng
Caùc ñieàu kieän thuaän lôïi
Inert
Tích luõy taïi choã Caùc ñieàu kieän
thuaän lôïi
Coù Khoâng
DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls
DDT, PCBs Than buøn
Coâng ngheä saïch
Nhieàu yù töôûng öùng duïng CNSH ñeå xöû lyù chaát thaûi ôû “cuoái ñöôøng oáng”.
Ñaây khoâng phaûi laø moät giaûi phaùp toái öu vì nhieàu coâng ngheä chæ chuyeån oâ nhieãm ñeán vuøng khaùc.
Giaûi phaùp toát nhaát laø loaïi thaûi hoaëc laøm giaûm “taïi nguoàn”
Giaûm oâ nhieãm taïi nguoàn ñöôïc goïi laø “coâng
ngheä saïch”
Coâng ngheä saïch
Coâng ngheä saïch lieân quan ñeán söï thay ñoåi quy trình saûn xuaát, thay ñoåi coâng ngheä vaø thay ñoåi nguyeân lieäu ñaàu vaøo.
Thay ñoåi quy trình saûn xuaát bao goàm ngaên caûn söï thaát thoaùt, phöông thöùc söû duïng vaät lieäu, taêng cöôøng söï vaän haønh.
Thay ñoåi coâng ngheä bao goàm thay ñoåi quy trình, caøi ñaët vaän haønh vaø töï ñoäng hoùa.
Thay ñoåi nguyeân lieäu ñaàu vaøo coù theå laøm giaûm hoaëc thay theá caùc chaát ñoäc haïi baèng chaát ít ñoäc hôn, taùi cheá vaät lieäu
CNSH coù theå ñöôïc aùp duïng cho caû 2: thay ñoåi coâng ngheä vaø thay ñoåi vaät lieäu.
Hieäu quaû nguyeân
lieäu
Cheá bieán
saûn phaåmSöû duïngHieäu suaát naêng löôïng Hieäu suaát naêng löôïng Thieát keá cho BCL, laøm phaân
boùn, ñoát
Taùi cheá
Giaûm thaûi
Taùi söû duïng Nguyeân
lieäu thoâ Nguyeân
lieäu thoâ
Cheá bieán
saûn phaåmSöû duïngNaêng löôïng Naêng löôïng
Chaát thaûi raén ñoâ thò
Chaát thaûi coâng nghieäp THIEÁT KEÁ TRUYEÀN THOÁNG
THIEÁT KEÁ COÂNG NGHEÄ SAÏCH
Ví duï veà thanh ñoåi quy trình
Cô chaát
Phaàn coù
carbohydrate cao
Phaàn coù lignin cao
Hôi & Naêng löôïng
Lignin dö
Cheá bieán nhieät hoùa
Cheá bieán hoùa sinh
Hydrogen Acetate Ester
Ethanol Hydrogen hoùa
ÖÙng duïng coâng ngheä saïch
Thay caùc phöông phaùp hoùa hoïc bôûi vi sinh vaät hoaëc enzyme.
Quaûn lyù saâu haïi vaø vuï muøa baèng caùch giaûm vieäc söû duïng thuoác tröø saâu vaø thuoác dieät coû.
Kieåm soaùt sinh hoïc, söû duïng caùc vaät lieäu sinh hoïc ñeå kieåm soaùt saâu beänh vaø dòch beänh, giaûm söû duïng noâng hoùa.
Saûn xuaát chaát deûo coù theå phaân huûy sinh hoïc ñöôïc baèng vi sinh vaät
Khöû löu huyønh cuûa than vaø daàu baèng phöông phaùp sinh hoïc
Saûn xuaát nhieân lieäu sinh hoïc
Thay ñoåi quaù trình
Enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh thuoäc da.
Enzyme trong ngaønh deät ñeå loaïi tinh boät vaø taåy traéng.
Enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh cheá bieán giaáy vaø boät giaáy.
Cellulase, lipase, protease ñöôïc söû duïng trong ngaønh deät
Nhieàu enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh coâng ngheä thöïc phaåm (amylase)
Vieäc söû duïng enzyme laøm giaûm naêng löôïng
cung caáp cho quaù trình saûn xuaát
Quaûn lyù saâu beänh
Vieäc söû duïng noâng hoùa laø nguyeân nhaân gaây neân oâ nhieãm moâi tröôøng nghieâm troïng.
ÖÙng duïng CNSH coù theå giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng baèng caùch:
Quay voøng muøa vuï ñeå traùnh dòch beänh, kieåm soaùt coû daïi vaø saâu beänh
Söû duïng caùc gioáng coù khaû naêng choáng chòu cao
Phaùt trieån caùc biosensor ñeå phaùt hieän saâu beänh kòp thôøi
Söû duïng chaát kieåm soaùt sinh hoïc
Kieåm soaùt sinh hoïc
Laø söû duïng vaät lieäu sinh hoïc ñeå kieåm soaùt saâu beänh hôn laø söû duïng hoùa chaát.
Söû duïng thieân ñòch ñeå kieåm soaùt saâu beänh
Vaät lieäu sinh hoïc khoâng gaây ñoäc vaø khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng
Tuy nhieân, vieäc söû duïng vaät lieäu sinh hoïc cuõng mang ñeán nguy cô tieàm naêng nhö caùc loaøi ngoaïi lai hoaëc bieán theå cuûa vaät lieäu sinh hoïc
Caùc hôïp chaát cao phaân töû sinh hoïc
Chaát thaûi raén sinh hoaït coù 27% laø plastic ñöôïc cheá taïo töø hoùa daàu vaø khoù phaân huûy.
Moät soá vi sinh vaät coù khaû naêng saûn xuaát ra caùc hôïp chaát cao phaân töû coù thuoäc tính gioâng plastic, nhöng deã bò phaân huûy sinh hoïc
Söû duïng hôïp chaát cao phaân töû sinh hoïc laøm giaûm moät löôïng ñaùng keå vieäc khai thaùc daàu thoâ vaø khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng
Taùi Cheá
Laø löïa choïn thöù 2 trong vieäc laøm giaûm chaát thaûi, noù lieân quan ñeán taùi cheá vaät lieäu trong quaù trình saûn xuaát.
Taùi cheá kim loaïi vaø thuûy tinh coù theå tieát kieäm ñöôïc 95% naêng löôïng ñeå taïo môùi kim loaïi vaø thuûy tinh
Haàu heát heä thoáng phuïc hoài vaø taùi cheá taäp trung vaøo vieäc söû duïng kim loaïi, thuûy tinh, giaáy
Laøm phaân
Nöôùc thaûi
sinh hoaït Chaát thaûi raén
(CN&NN)
Buøn dö Chaát thaûi
loûng ñoäc
Baõi choân
laáp Ñoát Taùi söû
duïng
Xöû lyù hieáu khí/kî khí Nöôùc roø ræ
Caùc phöông phaùp xöû lyù vaø loaïi thaûi chaát thaûi raén sinh hoaït, buøn thaûi vaø chaát thaûi loûng ñoäc
Chaát thaûi sinh hoaït
Laø saûn phaåm thaûi ra töø caùc gia ñònh, cô quan bao goàm thuûy tinh, kim loaïi vaø vaät lieäu höõu cô.
Xu höôùng xöû lyù chaát thaûi sinh hoaït thay ñoåi theo thôøi gian
ÔÛ Myõ, naêm 1985, 83% choân ôû BCL, 5% ñoát vaø 12% taùi cheá
Naêm 1993, 62% choân ôû BCL, 16% ñoát, 4% laøm phaân vaø 16%
taùi cheá
Nhìn chung phaàn lôùn raùc thaûi ñeàu ñöôïc choân laáp taïi Baõi choân laáp
Raùc thaûi sinh hoaït coù theå ñöôïc laøm giaûm baèng caùch taùi cheá thuûy tinh, kim loaïi vaø giaáy
BAÕI CHOÂN LAÁP
Moãi khi chaát thaûi ñöôïc sinh ra, coù nhieàu phöông phaùp ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù vaø loaïi thaûi.
Coù leõ phöông phaùp coå ñieån nhaát laø ñem choân
Ban ñaàu caùc baõi choân laáp thöôøng gaây neân oâ nhieãm nöôùc ngaàm do nöôùc roø ræ töø raùc.
Vaán ñeà chính cuûa baõi choân laáp vaãn laø nöôùc roø ræ
Nhieàu phöông aùn ñöôïc löïa choïn laø laøm sao haïn cheá toái ña hoaëc khoâng cho nöôùc roø ræ ngaám xuoáng ñaát
Chaát thaûi
Lôùp choáng thaám
Lôùp phuû sau cuøng
Lôùp phuû haøng ngaøy Chaát thaûi Vò trí coâng tac
Moät soá thieát keá cuûa baõi choân laáp
Lôùp phuû
treân cuøng Khí Ñaù
Vò trí choân raùc
Maët ñaát
Khí Lôùp phuû treân cuøng
Ñaù
Vò trí choân raùc
Maët ñaát OÁng ñuïc loå
Caùch thieát keá baõi choân laáp hieän ñaïi
Phöông phaùp laáy khí töø baõi choân laáp.
Caùc oáng thu khí coù theå caém vaøo sau 1 – 2 naêm
Söï thay ñoåi caùc loaïi khí ôû baõi choân laáp sau moät vaøi naêm. Thôøi gian ñeå coù theå thu ñöôïc khí methane trung bình khoaûng 2 naêm
Thôøi gian Khí
Khoái raùc
Lôùp phuû treân cuøng
Ñaù
OÁng ñuïc loå
Thaønhphaànkhítheo phaàntraêmtheåtích
LAØM PHAÂN BOÙN
Maët caét cuûa heä thoáng saûn xuaát phaân töø raùc thaûi höõu cô. Heä thoáng hoaït ñoäng trong ñieàu kieän hieáu khí
Vaät lieäu phuû (lôùp phaân giaø)
Vaät lieäu laøm phaân
ñeämLôùp
Keânh thaùo nöôùc OÁng ñuïc
loå, caáp khí Lôùp beâ toâng
Khí
Söï phaân boá nhieät ñoä trong heä thoáng laøm phaân. Hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô ñaõ taïo neân caùc vuøng nhieät
ñoä khaùc nhau. Vieäc caáp khí giuùp cho caùc vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô phaùt trieån
Vaät lieäu phuû khoâng
thaám
OÁng ñuïc loå,
caáp khí OÁng ñuïc loå,
caáp khí Vaät lieäu
phuû khoâng thaám
LAØM PHAÂN BOÙN
CHAÁT THAÛI NOÂNG NGHIEÄP
Coù theå chia thaønh chaát thaûi raén vaø chaát thaûi loûng.
5-10% chaát thaûi raén ñöôïc söû duïng ñeå laøm phaân boùn
Chaát thaûi loûng phaùt sinh töø caùc chuoàng traïi chaên nuoâi, moät löôïng lôùn ñöôïc pha loaõng vaø chaûy traøn beà maët bôûi nöôùc möa.
Chaát thaûi loûng coù haøm löôïng BOD cao (10.000 – 25.000 mg/L.
Moät löôïng lôùn nitrate vaø phosphate trong chaát thaûi loûng cuõng bò chaûy traøn beà maët
Caùc heä thoáng kî khí vaø tuøy nghi ñöôïc thieát keá vaø öùng duïng ñeå xöû lyù chaát thaûi loûng
CHAÁT THAÛI COÂNG NGHIEÄP
Phaàn lôùn ñöôïc thaûi ra töø caùc nhaø maùy bao goàm caû raén vaø loûng, coù BOD cao hôn nhieàu so vôùi chaát thaûi sinh hoaït
Caùc chaát thaûi höõu cô phaân huûy ñöôïc xuaát phaùt töø caùc nhaø maùy cheá bieán thöïc phaåm, söõa, thòt, rau quaû.
Thoâng thöôøng chaát thaûi coâng nghieäp ñöôïc xöû lyù tröôùc khi xaû ra heä thoáng thoaùt nöôùc thaûi chung cuûa khu coâng nghieäp hoaëc khu daân cö
Vì haøm löôïng BOD cao neân xöû lyù kî khí laø phöông phaùp xöû lyù toái öu thöôøng ñöôïc söû duïng
Khí methane thu ñöôïc töø xöû lyù kî khí ñöôïc söû duïng ñeå ñun soâi vaø phaùt ñieän
