CHÖÔNG 3

Coâng ngheä saïch, chaát thaûisinh hoaït, coâng nghieäp vaø

noâng nghieäpTS. Leâ Quoác Tuaán

Khoa Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeânÑaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh

Soá phaän caùc chaát gaây oâ nhieãm trongmoâi tröôøng

Chaát gaây oâ nhieãm MT coù theå ñöôïc phaân loaïi: chaátvoâ cô, höõu cô, sinh vaät, khí.

Veà nguoàn goác thì coù theå phaân thaønh 3 nhoùm: Nhoùm coù nguoàn goác sinh hoïc, coù theå bò phaân huûy sinh

hoïc Nhoùm töø coâng nghieäp hoùa daàu Nhoùm töø caùc hoùa chaát nhaân taïo

Soá phaän cuûa caùc chaát gaây oâ nhieãm moâi tröôøng seõñöôïc chuyeån hoùa baèng nhieàu con ñöôøng khaùcnhau, tuøy thuoäc vaøo tính chaát vaø ñieàu kieän moâitröôøng 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 hoùataïi baõi choân laáp

Khoâng ñoäc haïi, deã phaân huûy

Haáp thu trongkhoâng khí

Bieán maát

Coù Khoâng

CoùKhoâng

Khoâng

CoùCFCs, carbon tetrachloride

Chaát tan trong nöôùc

Tích luõy taïi choã Hoaït hoùa hoùa hoïc

Haáp thu Khoâng haáp thu

Phaân huûy sinhhoïc

Bieán maát

Nöôùc?Coù

Khoù phaân huûy

CoùKhoâng

Bieán maát

CoùKhoâng

Phöùc hôïp

Khoâng phaânhuûy ñöôïc

Phaân huûy sinhhoïc

Khoâng phaânhuûy ñöôïc

Tích luõy taïi choã Di chuyeån vaøo trongñaát, nöôùc ngaàm

Caùc acid coù nhaânthôm vaø clo, thuoác

tröø saâu

Hoùa chaát coù nguoàngoác 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 maátTích luõy trongchuoãi thöùc aên

CoùKhoâng

Caùc ñieàu kieänthuaän lôïi

Inert

Tích luõy taïichoã

Caùc ñieàu kieänthuaän lôïi

Coù Khoâng

DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls

DDT, PCBs Than buøn

Coâng ngheä saïch

Nhieàu yù töôûng öùng duïng CNSH ñeå xöû lyùchaát thaûi ôû “cuoái ñöôøng oáng”.

Ñaây khoâng phaûi laø moät giaûi phaùp toái öu vìnhieàu coâng ngheä chæ chuyeån oâ nhieãm ñeánvuøng khaùc.

Giaûi phaùp toát nhaát laø loaïi thaûi hoaëc laømgiaûm “taïi nguoàn”

Giaûm oâ nhieãm taïi nguoàn ñöôïc goïi laø “coângngheä 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 lieäuñaàu vaøo.

Thay ñoåi quy trình saûn xuaát bao goàm ngaên caûn söï thaátthoaùt, phöông thöùc söû duïng vaät lieäu, taêng cöôøng söïvaän haønh.

Thay ñoåi coâng ngheä bao goàm thay ñoåi quy trình, caøiñaët vaän haønh vaø töï ñoäng hoùa.

Thay ñoåi nguyeân lieäu ñaàu vaøo coù theå laøm giaûm hoaëcthay theá caùc chaát ñoäc haïi baèng chaát ít ñoäc hôn, taùi cheávaät lieäu

CNSH coù theå ñöôïc aùp duïng cho caû 2: thay ñoåi coângngheä vaø thay ñoåi vaät lieäu.

Hieäu quaûnguyeân

lieäuCheá bieán

Söû duïngsaûn phaåm

Hieäu suaát naêng löôïng Hieäu suaát naêng löôïng Thieát keácho BCL, laøm phaânboùn, ñoát

Taùi cheá

Giaûm thaûi

Taùi söû duïng

Nguyeânlieäu thoâ

Nguyeânlieäu thoâCheá bieán

Söû duïngsaûn phaåm

Naêng löôïng Naêng löôïng

Chaát thaûiraén 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 coùcarbohydrate cao

Phaàn coùlignin cao

Hôi & Naêng löôïng

Lignin dö

Cheá bieán nhieäthoùa

Cheá bieán hoùasinh

Hydrogen

AcetateEster

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 söûduïng thuoác tröø saâu vaø thuoác dieät coû.

Kieåm soaùt sinh hoïc, söû duïng caùc vaät lieäu sinh hoïc ñeåkieåm soaùt saâu beänh vaø dòch beänh, giaûm söû duïng noânghoùa.

Saûn xuaát chaát deûo coù theå phaân huûy sinh hoïc ñöôïc baèngvi sinh vaät

Khöû löu huyønh cuûa than vaø daàu baèng phöông phaùpsinh 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 vaøboät giaáy.

Cellulase, lipase, protease ñöôïc söû duïng trong ngaønhdeät

Nhieàu enzyme ñöôïc söû duïng trong ngaønh coâng ngheäthöïc phaåm (amylase)

Vieäc söû duïng enzyme laøm giaûm naêng löôïngcung caáp cho quaù trình saûn xuaát

Quaûn lyù saâu beänh

Vieäc söû duïng noâng hoùa laø nguyeân nhaân gaây neân oânhieãm moâi tröôøng nghieâm troïng.

ÖÙng duïng CNST coù theå giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà oânhieãm 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 saâubeänh 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 aån nhö caùc loaøingoaïi 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 taïotöø hoùa daàu vaø khoù phaân huûy.

Moät soá vi sinh vaät coù khaû naêng saûn xuaát ra caùc hôïpchaát cao phaân töû coù thuoäc tính gioâng plastic, nhöng deãbò phaân huûy sinh hoïc

Söû duïng hôïp chaát cao phaân töû sinh hoïc laøm giaûm moätlöôïng ñaùng keå vieäc khai thaùc daàu thoâ vaø khoâng gaây oânhieãm moâi tröôøng

Taùi Cheá

Laø löïa choïn thöù 2 trong vieäc laøm giaûm chaát thaûi, noùlieân quan ñeán taùi cheá vaät lieäu trong quaù trình saûn xuaát.

Taùi cheá kim loaïi vaø thuûy tinh coù theå tieát kieäm ñöôïc95% naêng löôïng ñeå taïo môùi kim loaïi vaø thuûy tinh

Haàu heát heä thoáng phuïc hoài vaø taùi cheá taäp trung vaøovieäc söû duïng kim loaïi, thuûy tinh, giaáy

Laøm phaân

Nöôùc thaûisinh hoaït

Chaát thaûi raén(CN&NN)

Buøn döChaát thaûiloûng ñoäc

Baõi choânlaáp

Ñoát Taùi söûduïng

Xöû lyù hieáukhí/kî khí

Nöôùc roø ræ

Caùc

phöô

ngph

aùpxö

ûlyùv

aølo

aïith

aûich

aátth

aûira

énsin

hho

aït, b

uønth

aûiva

øcha

áttha

ûilo

ûngño

äc

Chaát thaûi sinh hoaït

Laø saûn phaåm thaûi ra töø caùc gia ñònh, cô quan bao goàmthuûy tinh, kim loaïi vaø vaät lieäu höõu cô.

Xu höôùng xöû lyù chaát thaûi sinh hoaït thay ñoåi theo thôøigian 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 taïiBaõi choân laáp

Raùc thaûi sinh hoaït coù theå ñöôïc laøm giaûm baèng caùch taùicheá thuûy tinh, kim loaïi vaø giaáy

BAÕI CHOÂN LAÁP

Moãi khi chaát thaûi ñöôïc sinh ra, coù nhieàu phöông phaùpñöôïc 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 nhieãmnöôùc 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 toáiña hoaëc khoâng cho nöôùc roø ræ ngaám xuoáng ñaát

Chaát thaûi

Lôùp choángthaám

Lôùp phuû sau cuøng

Lôùp phuû haøng ngaøyChaát thaûi

Vò trícoâng tac

Moät soá thieát keá cuûa baõi choân laáp

Lôùp phuûtreân cuøng Khí Ñaù

Vò tríchoân raùc

Maët ñaát

Khí Lôùp phuûtreân cuøng

Ñaù

Vò tríchoân 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 coùtheå thu ñöôïc khí methane trung bình khoaûng 2 naêm

Thôøi gian

Khí

Khoái raùc

Lôùp phuûtreân cuøng

Ñaù

OÁng ñuïc loå

Tha

ønhph

aànkh

íthe

oph

aàntr

aêmth

eåtíc

h

Công viên Freshkill, ở New York được xây dựng trên nền BCL lớn nhất thế giới

Quá trình phục hồi bãi chôn lấpbằng thảm thực vật ở Argentina

LAØM PHAÂN BOÙN

Maët caét cuûa heä thoáng saûn xuaát phaân töø raùc thaûi höõucô. Heä thoáng hoaït ñoäng trong ñieàu kieän hieáu khí

Vaät lieäu phuû(lôùp phaân giaø)

Vaät lieäu laømphaân

Lôùpñeäm

Keânh thaùonöôùc

OÁng ñuïcloå, caáp khí

Lôùp beâ toâng

Khí

Söï phaân boá nhieät ñoä trong heä thoáng laøm phaân. Hoaït ñoäng cuûavi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô ñaõ taïo neân caùc vuøng nhieätñoä khaùc nhau. Vieäc caáp khí giuùp cho caùc vi sinh vaät phaân

huûy chaát höõu cô phaùt trieån

Vaät lieäuphuû khoâng

thaám

OÁng ñuïc loå, caáp khí OÁng ñuïc loå,

caáp khí

Vaät lieäuphuû 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 bôûinöôùc möa.

Chaát thaûi loûng coù haøm löôïng BOD cao (10.000 –25.000 mg/L.

Moät löôïng lôùn nitrate vaø phosphate trong chaát thaûiloûng cuõng bò chaûy traøn beà maët

Caùc heä thoáng kî khí vaø tuøy nghi ñöôïc thieát keá vaø öùngduïng ñeå xöû lyù chaát thaûi loûng

CHAÁT THAÛI COÂNG NGHIEÄP

Phaàn lôùn ñöôïc thaûi ra töø caùc nhaø maùy bao goàm caû raénvaø loûng, coù BOD cao hôn nhieàu so vôùi chaát thaûi sinhhoaït

Caùc chaát thaûi höõu cô phaân huûy ñöôïc xuaát phaùt töø caùcnhaø maùy cheá bieán thöïc phaåm, söõa, thòt, rau quaû.

Thoâng thöôøng chaát thaûi coâng nghieäp ñöôïc xöû lyù tröôùckhi xaû ra heä thoáng thoaùt nöôùc thaûi chung cuûa khu coângnghieäp hoaëc khu daân cö

Vì haøm löôïng BOD cao neân xöû lyù kî khí laø phöôngphaùp xöû lyù toái öu thöôøng ñöôïc söû duïng

Khí methane thu ñöôïc töø xöû lyù kî khí ñöôïc söû duïng ñeåñun soâi vaø phaùt ñieän