Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 15/10/2010 18:14 (GMT+7)

Lò đốt chất thải trong khai thác mỏ

Tại nhiều nước trên thế giới, các khu vực khai thác mỏ thường nằm ở những vị trí xa xôi hẻo lánh. Việc vận chuyển và chôn lấp chất thải, đất đá thải phải chi phí tốn kém. Có những nơi phải sử dụng máy bay trong công tác vận chuyển chất thải khai thác mỏ.

Tới nay, nhiều công ty khai thác mỏ đã sử dụng bãi thải ngay tại khai trường và xem đây là giải pháp đơn giản và tiết kiệm nhất. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng khi xem xét dưới góc độ kinh tế. Việc quy hoạch, thiết kế và xây dựng các bãi thải còn tùy tiện, không khoa học. Công tác lựa chọn vị trí bãi thải không thể hiện được tầm nhìn chiến lược do tính chất của bãi thải không thể thích hợp với mọi loại địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu (khu vực đóng băng, đầm lầy, đất đá có kết cấu xốp rỗng, ngập úng hay mưa nhiều), dẫn đến kết quả là sau nhiều năm kết thúc khai thác, chất thải phân hủy, tạo ra các chất gây ô nhiễm không khí, nguồn nước, môi trường sinh thái, ảnh hưởng lâu dài và nghiêm trọng đến đời sống cư dân cũng như động, thực vật trong khu vực. Ngoài ra, còn một yếu tố quan trọng khác là nguồn đất dự trữ ngày càng cạn kiệt do phải sử dụng cho các mục đích xây dựng dân dụng hoặc canh tác hoa màu phục vụ đời sống. Đây là những vấn đề cấp bách mà các nhà quy hoạch, thiết kế và đầu tư mỏ cần nhận biết để xử lý.

Cho đến nay, lò đốt công nghệ cao vẫn được xem là một trong những giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm có thể áp dụng trong công tác xử lý chất thải thay vì chôn lấp chúng trên bãi thải. Với quy trình đốt phù hợp, loại lò đốt này có khả năng xử lý các chất thải rắn, biến chúng thành loại cặn tro không gây độc hại có khối lượng dưới 10% so với khối lượng ban đầu. Loại cặn tro này sẽ được vùi lấp cùng với các loại vật liệu trơ. Vật liệu kim loại và thủy tinh có trong chất thải được thu hồi và tái chế. Tuy nhiên, loại lò này lại không có khả năng xử lý các chất thải dạng lỏng như xăng dầu và nước thải có tính độc hại cao, sản sinh trong quá trình bảo dưỡng thiết bị, xe máy. Tại các khu vực đô thị, xăng dầu thải hay glicol có thể được tái chế với chi phí thấp nhất, nhưng tại những nơi xa xôi không có những cơ sở tái chế phù hợp thì việc xử lý lượng chất thải dạng này là một khó khăn không nhỏ. Ngoài ra, loại lò đốt này cũng không có khả năng loại bỏ triệt để những loại vật liệu bao gói đã tiếp xúc với hóa chất độc hại như xianua mà không gây phát thải nguy hiềm ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của con người.

1. Giải pháp công nghệ cao

Công nghệ đốt chất thải là một trong những giải pháp có khả năng xử lý mọi dạng vật liệu thải tại chỗ. Các lò đốt hiện đại phải thể hiện khả năng xử lý triệt đề chất thải và không gây phát thải khí ra ngoài môi trường. Vì vậy, cần phải thiết kế và xây dựng một dạng lò đốt gồm hai buồng đốt. Dạng lò đốt trước đây có cấu tạo gồm một buồng đốt nên sau khi chất thải cần đốt đã hoàn toàn biến thành tro thì lò đốt vẫn tiếp tục sản sinh ra khói và chất gây ô nhiễm. Thực tế hiện nay ở nhiều vùng xa xôi vẫn còn sử dụng loại lò đốt dạng này. Lò đốt hai buồng đốt thực hiện quá trình đốt chất thải qua hai giai đoạn. Ở giai đoạn 2, các sản phẩm còn lại sau khi đốt ở giai đoạn 1 (như khói) phải trải qua sự tác động của ba yếu tố là thời gian, nhiệt độ và quá trình chảy rối. Hầu hết các sản phẩm khí sau khi cháy này đều có gốc là hiđrocacbon và khi tiếp xúc với ôxy ở nhiệt độ cao chúng sẽ bốc cháy toàn bộ. Quá trình cháy này sẽ loại bỏ khói và không gây phát thải trông thấy được. Loại lò đốt hai buồng nói trên còn được trang bị các thiết bị đo và các bộ điều khiển logic lập trình PLCS (Programmable Logic Controllers) nhằm duy trì khả năng làm việc phù hợp cho quá trình đốt tối ưu mà không cần liên tục giám sát. Ưu điểm nổi bật của dạng lò đốt hai buồng này là các dạng hạt vật chất được xử lý tương đối triệt để mà không cần sử dụng các thiết bị thu bụi hiện đại.

2. Những thành phần cơ bản của lò đốt dạng hai buồng đốt:

- Buồng đốt sơ cấp: Chất thải được nạp tải vào trong buồng đốt này với nhiệt độ được duy trì ở mức 650 0C - 850 0C. Giai đoạn này cần rất ít ôxy và là giai đoạn được chuyển đổi thành khí có gốc là hiđrocacbon. Qua giai đoạn này, khối lượng chất thải giảm tới trên 90%, chỉ còn lại tro và một số loại vật chất không cháy được như kim loại hay thủy tinh. Những loại vật chất này cần được tái chế sau khi đốt.

- Buồng đốt thứ cấp: Ở giai đoạn này, chất khí được bơm vào buồng đốt thứ cấp giàu ôxi và nhiệt độ lên tới 1000 0C. Trong buồng đốt, khí tiếp tục được đốt, tối thiểu là trong 1 giây trước khi thoát ra ngoài hoặc được dẫn sang tháp lọc khí.

- Kiểm soát ô nhiễm môi trường: Trong trường hợp cần thiết, ở giai đoạn này sẽ sử dụng các thiết bị kiểm soát và xử lý ô nhiễm mồi trường (tháp lọc khí) thông qua việc thu gom các chất gây ô nhiễm như các hạt vật chất (các hạt rắn nhỏ li ti) và các kim loại nặng. Tháp lọc khí cũng có khả năng trung hòa các loại khí axit trước khi chúng thoát ra ngoài không khí. Tuy nhiên, tùy thuộc vào tiêu chuẩn môi trường khu vực và loại chất thải cần xử lý để xem xét sự cần thiết sử dụng liên tục tháp lọc khí hay không.

- Hệ thống quan trắc phát thải liên tục: Có thể sử dụng thêm các loại thiết bị phụ trợ để theo dõi liên tục chất lượng khí thải ra ngoài không khí. Một bộ cảm biến mẫu khí xả được nổi với một thiết bị chuyên dụng để phân tích trực tiếp các thông tin nhận được và gửi tín hiệu đến máy ghi dữ liệu. Dựa trên các kết quả tiếp nhận, các chuyên gia về môi trường sẽ quyết định biện pháp đo các chất gây ô nhiễm đặc trưng.

Ưu điểm nổi bật của công nghệ đốt này là không nhất thiết phải tiến hành phân loại chất thải trước khi xử lý. Việc đưa chất thải vào buồng đốt đơn giản, không cần sử dụng thiết bị đặc biệt nào. Nếu điều kiện môi trường cho phép, có thể bố trí hệ thống nạp tải ngoài trời, tại các vị trí có độ dốc tự nhiên, cho phép các phương tiện vận chuyển chất thải đổ thẳng vào hệ thống.

Khi kết thúc quá trình nạp tải chất thải, các cửa buồng đốt sơ cấp được đóng kín và buồng đốt thứ cấp được khởi động. Toàn bộ hệ thống liên kết với nhau nên chất thải trong buồng đốt sơ cấp chưa được phép thiêu hủy cho đến khi buồng đốt thứ cấp đạt nhiệt độ làm việc (1000 0c), thường là trong khoảng 30 phút đầu của chu kỳ làm việc. Trong giai đoạn này, các sản phẩm khí sau khi được đốt trong buồng đốt sơ cấp chuyển sang được đốt toàn bộ trong môi trường chảy rối, oxy hóa cao của buồng đốt thứ cấp.

Buồng đốt thứ cấp cũng là nơi xử lý các nước thải dễ cháy. Nước thải được pha trộn theo tỷ lệ phù hợp với yêu cầu về an toàn và công suất của thiết bị trộn gắn trên bể chứa nước thải. Sau đó, nhờ các bơm phức hợp có gắn đồng hồ định lượng, hỗn hợp này được bơm vào buồng đốt dưới dạng sương mù và được trộn lẫn với không khí theo tỷ lệ được điều chỉnh trên bảng điều khiển chính của các bộ điều khiển logic lập trình PLCs. Buồng đốt thứ cấp sẽ điều chỉnh chế độ đốt phù hợp, duy trì nhiệt độ cháy hiệu quả trong quá trình xử lý các nguồn nhiên liệu thải này.

Việc vận hành một lò đốt không yêu cầu phải có sự giám sát liên tục. Thợ vận hành chỉ cần có mặt trong quá trình nạp tải chất thải và giám sát giai đoạn đốt ban đầu (thường là một giờ). Lò đốt sau đó sẽ tự động hoàn thành chu trình đốt và giai đoạn làm mát, đây là ưu điểm nồi trội so với các lò đốt cũ (các lò đốt dạng truyền thống với cơ cấu nạp liệu liên tục thường yêu cầu thợ vận hành thường xuyên phải có mặt).

Thời gian đốt thường kéo dài từ 8 đến 10 giờ đối với dạng lò ECO và từ 3 đến 6 giờ đối với dạng lò CA, tùy thuộc vào kích thước lô nạp tải và đặc tính chất thải. Tiếp theo quá trình đốt, giai đoạn làm mát được tự động khởi động và kéo dài khoảng 6 đến 8 tiếng. Sau khi quá trình làm mát hoàn tất, thợ vận hành có thể mở các cửa buồng đốt sơ cấp để nạo sạch tro. Thông thường, qui trình nạo sạch tro được tiến hành sau khi nạp liệu một ngày.

Mọi thông số vận hành chính đều được kiểm soát thông qua chương trình được cài sẵn trong các bộ điều khiển logic lập trình PLCs. Nhằm đơn giản hóa quá trình hoạt động của lò đốt, hệ thống được trang thêm một màn hình tinh thể lỏng LCD hiển thị mô hình đồ họa toàn bộ quá trình hoạt động cũng như cảnh báo những hỏng hóc có thề xảy ra.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam: Điểm tựa khoa học công nghệ gắn với chuyển đổi số quốc gia
Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam với gần 40 năm phát triển đang thể hiện rõ vai trò tổ tổ chức xã hội - nghề nghiệp uy tín trong lĩnh vực vô tuyến, điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin đồng thời đóng góp thực chất vào tiến trình chuyển đổi số quốc gia theo tinh thần Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị.
Đầu tư khoa học công nghệ giải quyết điểm nghẽn của ngành Thủy sản Việt Nam
Phát biểu tại Hội nghị khoa học công nghệ thủy sản và kiểm ngư toàn quốc năm 2026, Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Môi trường Phùng Đức Tiến đã nhấn mạnh sự cần thiết của đổi mới sáng tạo khoa học công nghệ trong giải quyết điểm nghẽn về logistics, môi trường, nâng cao sức cạnh tranh của ngành Thủy sản trong nước.
Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng nhận danh hiệu Giáo sư danh dự Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga
Sáng 30/4/2026, tại Trường Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga (MPEI), TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã vinh dự đón nhận danh hiệu Giáo sư danh dự của MPEI. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng là công dân đầu tiên của Việt Nam được trao tặng danh hiệu Giáo sư tại MPEI, đứng trong bảng danh dự cùng với các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới.
51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.
Phát huy vai trò nòng cốt của trí thức KH&CN tỉnh Cà Mau
Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031 tổ chức thành công thực sự đã mở ra một không gian mới để hội tụ sức mạnh, tâm huyết và trí tuệ của đội ngũ trí thức tỉnh nhà, định hình con đường kiến tạo và phát triển trong kỷ nguyên mới của đất nước.
Công bố Quyết định bổ nhiệm Giám đốc, Tổng biên tập Nhà xuất bản Tri thức
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Công bố quyết định về công tác cán bộ. Tại hội nghị, TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã trao Quyết định bổ nhiệm bà Bùi Thị Thu Hằng, Phó Giám đốc phụ trách, Phó Tổng biên tập NXB Tri thức giữ chức vụ Giám đốc, Tổng biên tập NXB Tri thức.