1. Tổng quan
Hiện nay trong cả nước, công nghệ xử lý rác thải, chất thải rắn sinh hoạt khá đa dạng như: chôn lấp, phân loại, tái chế, đốt tiêu hủy, đốt có tận dụng nhiệt thải, làm phân compost, tận dụng nhiệt để phát điện,... Trong đó, việc sử dụng nguồn chất thải rắn sinh hoạt để phát điện đang được nhiều chủ đầu tư quan tâm. Tuy nhiên, tại Việt Nam chưa có nhà máy đốt rác sinh hoạt phát điện đi vào vận hành. Một số dự án có tính chất tương tự đang trong giai đoạn bắt đầu xây dựng hoặc chuẩn bị đầu tư.
Với hàng trục bãi rác tập trung trong toàn quốc từ quy mô cấp thành phố, công suất xử lý từ khoảng 200 tấn/ngày trở lên, với số nhân khẩu không dưới 500.000 người, thì việc sử dụng công nghệ theo hướng Không cần phân loại, Đốt tiêu hủy, Tận dụng nhiệt để sản xuất điện năng được đề xuất của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (được gọi là KDTe-BK), trong điều kiện giá điện 10,05 Cents/1kwh tại Việt Nam rất đáng để các chủ đầu tư quan tâm, góp phần xử lý triệt để chất thải rắn sinh hoạt trong toàn quốc đang hết sức cấp bách hiện nay.
Trong bài viết nhằm cung cấp một số thông tin cơ bản cho các đọc giả quan tâm, khi dự định đầu tư một nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt có tận dụng nhiệt thải để sinh hơi nước, tạo ra điện năng.
2. Thực trạng và đề xuất sơ đồ công nghệ
Việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt để tạo ra điện năng tại Việt Nam hiện đi theo hai hướng chính.
Hướng thứ nhất: rác thải được phân loại, các chất thải trơ chiếm tỷ lệ lớn, có nhiệt trị cao được chế biến tạo ra các viên nhiên liệu, sử dụng trong các lò khí hóa để tạo ra nguồn khí nhiên liệu tổng hợp được gọi là syngas. Mùn hữu cơ là sản phẩm thứ hai chiếm tỷ lệ cao được đưa vào các bể ủ kín. Khí tổng hợp phát sinh trong quá trình ủ mùn hữu cơ sẽ được thu hồi cùng khí hỗn hợp syngas từ lò khí hóa để đưa vào các động cơ đốt trong, chạy máy phát điện. Với nhiều công đoạn chuyển đổi tính năng của chất thải trong dây chuyền, nên hiệu suất chuyển đổi năng lượng của công nghệ này thường dưới 20%. Hiện trong nước đã chủ động công nghệ chế tạo các thiết bị phân loại chất thải, chế tạo được thiết bị khí hóa. Hạn chế của công nghệ này là động cơ đốt trong và máy phát điện phải nhập khẩu, quy mô công suất không thể quá lớn, suất đầu tư khá cao.
Hướng thứ hai: rác thải đưa về nhà máy không cần phân loại, tập trung hết vào bể chứa rác hoàn toàn kín. Trong quá trình ủ từ 12-15 ngày, các chất hữu cơ trong rác tiếp tục bị phân hủy, tạo khí hỗn hợp syngas (H2O, CH4, H2S, CxHy, CO2, N2,…), hình thành nước rỉ rác, giảm ẩm cho rác. Nước rỉ rác được tách ra tại đáy bể đưa vào dây chuyền xử lý theo một quy trình riêng biệt. Rác sau ủ, lượng ẩm giảm, làm tăng nhiệt trị sẽ đưa vào lò đốt. Hỗn hợp khí syngas phát sinh trong quá trình ủ rác sẽ được quạt đưa trực tiếp vào trong lò đốt. Nhiệt thừa trong quá trình đốt tiêu hủy rác sẽ được tận dụng để đun nóng hơi nước, đưa sang tua bin, sản xuất ra điện năng. Công nghệ này không cần phân loại rác thải, diện tích nhà máy xử lý không quá lớn, hiệu suất chuyển đổi năng lượng khá cao thường từ 25 đến 30%. Trong nước, công nghệ này đã chủ động được việc chế tạo lò hơi, xây dựng cơ sở hạ tầng – xử lý nước rỉ rác. Các vấn đề môi trường liên quan đến ba thể rắn – lỏng – khí được xử lý triệt để. Hạn chế của công nghệ này là tua bin hơi nước và máy phát điện phải nhập khẩu, không thể áp dụng với quy mô công suất xử lý rác dưới 100 tấn/ngày đêm, có hiệu quả kinh tế tốt khi quy mô đầu tư từ 200 tấn/ngày trở lên.
Công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt KDTe-BK có thể được xem là một hướng đi phù hợp cho các nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt tập trung quy mô từ cấp thành phố trở lên và được đề cập đến trong bài viết này. Sơ đồ công nghệ của nhà máy được mô tả qua các công đoạn như hình 1.
Chất thải rắn sinh hoạt được nhập về nhà máy sau khi qua trạm cân để xác định khối lượng sẽ đưa thẳng vào bể chứa rác. Bể được cách ly hoàn toàn kín với môi trường bên ngoài, nên không làm thoát mùi hôi thối, gây khó chịu ngay trong khuôn viên nhà máy.
Trong quá trình ủ trong bể kín, rác được cầu trục đảo, bốc xếp và di chuyển dần về phía phễu cấp rác cho lò đốt. Thời gian ủ trong bể thường từ 12-15 ngày. Trong quá trình ủ, các chất hữu cơ phân hủy tạo ra nước rỉ rác, các khí tổng hợp syngas (H2O, CH4, H2S, CxHy, CO2, N2,…). Nước rỉ rác được thu gom tại phía đáy của bể, đưa vào dây chuyền xử lý nước rỉ rác chuyên dụng. Nước rác sau xử lý đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn QCVN 25:2009/BTNMT. Khí tổng hợp syngas sẽ được quạt đưa vào lò đốt để xử lý bằng phương án thiêu đốt.
Rác sau quá trình ủ giảm ẩm, tăng dần nhiệt trị sẽ được đưa vào lò đốt. Lò đốt được thiết kế để vận hành đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt QCVN 61-MT:2016/BTNMT. Trong trường hợp nhiệt độ trong lò đốt không đạt các yêu cầu về kỹ thuật, một nguồn nhiên liệu bổ sung (dầu DO hoặc nhiên liệu sinh khối) sẽ được sử dụng đốt kèm, hỗ trợ để nâng cao nhiệt độ các vùng đốt).
Nhiệt giải phóng từ quá trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt bằng lò đốt được đưa qua lò hơi tận dụng nhiệt thải, sinh ra hơi nước có nhiệt độ (>400 0C) và áp suất cao (>36 bar) để đưa sang làm quay tua bin ngưng hơi, kéo máy phát điện.
3. Một số thông tin cần lưu ý khi xem xét đầu tư
Để có thêm thông tin cho việc xem xét đầu tư một nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt theo công nghệ KDTe-BK, cần lưu ý đến một số yếu tố sau:
- Quy mô xử lý rác thải và công suất phát điện
Quy mô xử lý chất thải rắn sinh hoạt được hiểu là lượng rác đưa về nhà máy trong một ngày, xác định bởi khối lượng qua thiết bị cân điện tử. Quy mô này nên đạt mức tối thiểu là 200 tấn/ngày, có xét đến tỷ lệ gia tăng từ 8-10%/năm. Tỷ lệ nước rác cũng biến động theo ngày, theo mùa và nằm trong dải từ 5-20% so với khối lượng rác đầu vào.
Tùy theo nhiệt trị của chất thải mà mỗi tấn chất thải có thể sẽ sản xuất ra từ 180÷380 kWh điện.
Để có thêm thông tin cho việc quyết định lựa chọn công suất lò hơi, tua bin - máy phát điện thì thành phần chất thải, nhiệt trị, trữ lượng,.. cần có sự khảo sát và phân tích cụ thể hơn.
- Diện tích sử dụng cho nhà máy
Diện tích nhà máy gồm: không gian - mặt bằng bố trí lắp đặt toàn bộ các hạng mục của dây chuyền công nghệ vào khoảng 5ha với quy mô dưới 2.000 tấn/ngày đêm, không bao gồm diện tích chứa tro xỉ. Nếu tro xỉ không sử dụng cho việc sản xuất vật liệu xây dựng thì cần bổ sung và tính thêm diện tích chôn lấp trong thời gian vận hành nhà máy. Tỷ lệ tro đối với rác không phân loại biến động mạnh theo từng địa phương, nằm trong dải từ 8-27% so với rác đầu vào nhà máy cần xử lý. Ngoài ra, các diện tích ao hồ để chứa nước mặt, hành lang cây xanh cách ly với các khu vực cộng đồng tạo cảnh quan môi trường, xem xét phương án mở rộng công suất xử lý rác trong tương lai cần chú ý, để đảm bảo sự hoạt động bền vững từ 30÷50 năm của khu xử lý.
- Địa điểm và bán kính vận chuyển rác
Nhà máy xử lý rác gồm hai nguồn thu chủ yếu: phí xử lý rác và phí bán điện trên lưới (sau khi đã trừ đi lượng điện tự dùng trong chính nhà máy). Vì lý do kinh tế và quy định về chi phí nhà nước phải trả cho các chủ đầu tư, quãng đường vận chuyển rác từ nguồn thải đến nhà máy xử lý nên nhỏ hơn 50km.
Địa điểm đặt nhà máy cần chú ý sát với lưới điện cao thế 22KV, 35KV hoặc 11KV và nên nhỏ hơn 3km khi áp dụng cho các nhà máy xử lý rác, nhằm giảm xuất đầu tư. Khoảng cách từ nhà máy đến các khu vực đông dân cư không dưới 300m.
- Nguồn cung cấp nước ngọt và vấn đề làm mát nước tuần hoàn
Do áp dụng công nghệ sản xuất điện năng, nên nước cung cấp cho lò hơi, nước tuần hoàn làm mát bình ngưng hoặc nước bổ sung cho tháp giải nhiệt là một yêu cầu quan trọng. Địa điểm đặt nhà máy cần lưu ý đến các nguồn nước mặt như: hồ, sông, kênh rạch trong phạm vi bán kính khoảng 1km phù hợp với công suất điện của tổ hợp tua bin – máy phát.
Căn cứ vào địa điểm đặt nhà máy, công suất phát điện, nguồn nước mặt, khả năng giải nhiệt trong điều kiện tự nhiên mà nước tuần hoàn để làm mát bình ngưng sẽ được thực hiện trực tiếp hoặc phải lựa chọn thiết bị giải nhiệt cục bổ kiểu tháp làm mát.
- Quy hoạch khu xử lý rác, điện và tải tiêu thụ điện
Nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt có tận dụng nhiệt để phát điện theo công nghệ KDTe-BK nhằm giải quyết 2 vấn đề cơ bản: 1) xử lý chất thải rắn sinh hoạt triệt để với cả ba thành phần (rắn – lỏng – khí); 2) tận dụng nhiệt thừa từ quá trình đốt tiêu hủy rác thải để phát điện, tạo nguồn thu cho chủ đầu tư.
Do đó, dự án cần phải được phê duyệt bởi cấp tỉnh, cấp Bộ trong việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt và bộ phận điều độ lưới điện quốc gia. Trong một số trường hợp khác, các tải tiêu thụ có thể là một khu công nghiệp, của một vài nhà máy xung quanh, việc mua bán điện sẽ có các hình thức phù hợp khác.
- Đơn vị tư vấn, lập báo cáo kinh tế kỹ thuật
Các công ty tư vấn điện tại các địa phương (Tp Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, Nha Trang,..) là đơn vị chuyên môn không thể thiếu để hỗ trợ trực tiếp cho chủ đầu tư trong việc: lập báo cáo kinh tế kỹ thuật, đánh giá tác động môi trường, hoàn thiện cơ sở pháp lý trong việc điều chỉnh - bổ sung quy hoạch và các hoạt động chuyên môn khác có liên quan.
- Nhà cung cấp thiết bị cho dây chuyền công nghệ
Như đã nêu ở trên, nhà cung cấp thiết bị cho nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt được hình thành từ trong nước và các đơn vị ngoài nước.
Với các đơn vị trong nước gồm: Tư vấn, thực hiện các hoạt động khảo sát tiền dự án, lập các báo cáo chuyên môn, thực hiện công tác xây dựng nhà xưởng – cơ sở hạ tầng, chế tạo – lắp đặt lò hơi và các thiết bị phụ trợ.
Với các đơn vị ngoài nước: có thể bao gồm các hoạt động tư vấn thiết kế tổng thể nhà máy, cung cấp các thiết bị chuyên dụng mà trong nước chưa sản xuất được (các thiết bị điện tử, các loại cảm biến, tua bin – máy phát, các thiết bị hòa đồng bộ,…).
Trong một số dự án, dự án có thể thực hiện theo các hình thức khác: ODA, BOT, BT,…
- Suất đầu tư và công tác huy động vốn
Theo dữ liệu ban đầu của một số dự án đã và đang lập, đã được phê duyệt thì suất đầu từ cho các nhà máy điện – rác nằm trong khoảng 3,5÷4,0 triệu đô la /1MW điện. Vì lý do chi phí cho vận hành lớn, bảo trì thường xuyên cao, tuổi thọ thiết bị ngắn hơn các dự án nhiệt điện đốt than, công suất điện phát lên lưới nhỏ, nên thời gian thu hồi vốn của các dự án này thường từ 10÷20 năm.
Khi giá điện bán lên lưới được nhà nước quy định cho loại hình dự án này là 10,05 cents/1kWh, đem lại hiệu quả kinh tế cho các chủ đầu tư, việc vay vốn và huy động vốn nhận được sự hỗ trợ từ nhiều nguồn có lãi xuất ưu đãi như: Quỹ môi trường Việt Nam, Ngân hàng đầu tư Việt Nam, các tổ chức tín dụng, các tổ chức phi chính phủ,...
- Nhiên liệu đốt bổ sung
Để đáp ứng Quy chuẩn QCVN 61-MT:2016/BTNMT cho các lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, trong trường hợp nhiệt trị rác biến động mạnh, nhiệt độ buồng thứ cấp xuống thấp, nhiên liệu bổ sung là dầu DO, hoặc các nhiên liệu khác như: sinh khối, biomas, than cám,… cần phải cấp đốt bổ sung. Việc sử dụng loại nhiên liệu nào cần căn cứ vào địa điểm đặt nhà máy, nguồn nhiên liệu – giá bán trên thị trường, công suất điện phát lên lưới, lượng rác xử lý hàng ngày và các chi phí khác.
Các thông tin nêu trên được xem ở mức cơ bản nhất, giúp chủ đầu tư đánh giá về các điều kiện cần trước khi có dự định đầu tư một nhà máy xử lý chất thải có tận dụng nhiệt để sản xuất điện năng. Tùy theo từng dự án, tính chất đặc thù, các thông tin có thể sẽ khác nhau. Chủ đầu tư cần xem xét và phối hợp chặt chẽ với các đơn vị tư vấn để thực hiện.
4. Thông tin tham khảo dự án đầu tư 200 tấn rác/ngày đêm
Với công suất xử lý rác thải sinh hoạt 200 tấn/ngày, tận dụng nhiệt thừa để sinh hơi, phát điện có một số thông tin cơ bản, hạng mục chính như sau:
Bảng 1. Diện tích bố trí các hạng mục
|
Stt
|
Tên hạng mục
|
Đơn vị
|
Giá trị
|
|
1
|
Khu vực nhà chứa rác và sảnh tiếp nhận rác
|
m2
|
5.680
|
|
2
|
Khu vực lò đốt và thiết bị phụ trợ
|
m2
|
5.110
|
|
3
|
Khu nhà tua bin và tháp làm mát
|
m2
|
3.710
|
|
4
|
Khu vực trạm biến áp và sân phân phối điện
|
m2
|
1.460
|
|
5
|
Khu vực các toà nhà hành chính
|
m2
|
4.560
|
|
6
|
Khu vực xử lý nước thô
|
m2
|
3.360
|
|
7
|
Khu vực xử lý nước rỉ rác
|
m2
|
3.865
|
|
8
|
Khu vực kho chứa nhiên liệu
|
m2
|
3.815
|
|
9
|
Khu vực vườn hoa nội bộ nhà máy
|
m2
|
6.000
|
|
10
|
Đường nội bộ
|
m2
|
8.400
|
|
11
|
Bãi chôn lấp tro xỉ trong vòng 50 năm
|
m2
|
35.780
|
|
12
|
Tổng cộng các diện tích đề xuất cần cho nhà máy
|
m2
|
81.740
|
Thời gian xây dựng dự án bao gồm các hoạt động từ lập dự án, giải phóng mặt bằng, xin bổ sung quy hoạch, phê duyệt báo cáo kinh tế kỹ thuật, thực hiện các thủ tục thu xếp vốn, mua bán – lắp đặt thiết bị, chạy thử và đưa vào vận hành thương mại trong khoảng thời gian là 18 tháng.
Bảng 2. Tỷ trọng chi phí dự toán cho các hạng mục chính
Dự toán tổng thể chi phí là tùy theo từng loại vật tư, máy móc, thiết bị phục vụ cho việc xây dựng dự án, mức đề xuất của tác giả vào khoảng 480.000 triệu đồng tương ứng với tỷ trọng là 100% nêu tại bảng trên.
Bảng 3. Nhiệt trị của chất thải cấp cho lò đốt
|
Stt
|
Thông số - nội dung
|
Đơn vị
|
Giá trị
|
|
A
|
Nhiệt trị cao của rác
|
kCal/kg
|
1.688,89
|
|
B
|
Thành phần chung của rác cấp vào lò đốt
|
|
|
|
1
|
Chất bốc (chất cháy)
|
%
|
35,59
|
|
2
|
Tro
|
%
|
26,76
|
|
3
|
Ẩm
|
%
|
37,65
|
|
C
|
Thành phần phân tích của rác cấp vào lò đốt
|
|
|
|
1
|
C
|
%
|
21,65
|
|
2
|
H
|
%
|
1,88
|
|
3
|
O
|
%
|
11,65
|
|
4
|
S
|
%
|
0,06
|
|
5
|
N
|
%
|
0,35
|
|
6
|
W
|
%
|
37,65
|
|
7
|
A
|
%
|
26,76
|
Cấu hình tổ máy:
-
Sơ đồ xử lý chất thải rắn sinh hoạt công suất 200 tấn/ngày được áp dụng theo công nghệ như trên hình 1.
-
01 lò đốt rác + 01 lò tận dụng nhiệt thải + 01 hệ tua bin - máy phát.
-
Thông số của tua bin: 6MW, t0=450 0C, p0=45 bar, pk=0,085 bar, sử dụng tháp làm mát để giải nhiệt nước tuần hoàn bình ngưng.
-
Sử dụng nhiên liệu biomass (trấu) để đốt bổ sung, hỗ trợ nhiệt cho lò đốt rác với mức tiêu hao khoảng 20-30% theo khối lượng rác đầu vào.
-
Công suất phát điện từ rác thải của tổ máy đạt từ 3,8÷4,5MW. Kết hợp với các nhiên liệu bổ sung (dầu DO và nhiên liệu biomass) để duy trì nhiệt độ buồng đốt thứ cấp trên 950 0C, điều chỉnh quá trình cháy ổn định đảm bảo công suất tiêu hủy hết 200 tấn rác trong ngày, công suất phát điện phát lên lưới dao động trong khoảng 5MW.
-
Hiệu suất chung của nhà máy đạt khoảng 29%.
Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế để xử lý từ nhiều nguồn khác nhau (nước rỉ rác, nước rửa xe, nước), đảm bảo đáp ứng Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25:2009/BTNM trước khi tái sử dụng cho các công đoạn trong nhà máy hoặc thải ra môi trường.
Hình 2. Mặt cắt dọc dây chuyền thiết bị công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt tận dụng nhiệt thừa để phát điện, công suất 200 tấn/ngày
Khí thải chủ yếu của nhà máy là khói lò được tạo ra trong quá trình đốt rác thải. Khói lò chủ yếu chứa một số loại chất gây ô nhiễm gồm: khí axit (NOx, SOx, HCl, v.v...); các kim loại nặng (Hg, Pb, Cd và hợp chất của chúng); các chất ô nhiễm hữu cơ chủ yếu bao gồm dioxin/furan, v.v… được đưa qua các công đoạn và thiết bị xử lý (Hình 1) đảm bảo QCVN 61-MT:2016/BTNMT trước khi xả thải ra môi trường.
Việc sử dụng công nghệ KDTe-BK trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt có quy mô từ 200 tấn/ngày có tận dụng nhiệt để phát điện sẽ góp phần giải quyết được một số nội dung:
-
Diện tích nhà máy xử lý không quá lớn, khoảng 5ha khi sử dụng tro xỉ làm vật liệu xây dựng. Diện tích sẽ cần phải lớn hơn, nếu tro xỉ được chôn lấp tại chỗ.
-
Thời gian khai thác nhà máy kéo dài từ 30÷50 năm.
-
Thời gian thu hồi vốn của dự án từ 10÷20 năm, đem lại hiệu quả kinh tế cho các chủ đầu tư, là một động lực quan trọng để thu hút đầu tư theo hướng xã hội hóa trong lĩnh vực môi trường nói chung và xử lý chất thải rắn sinh hoạt nói riêng.
-
Quá trình xử lý chất thải rắn, nước thải, khí thải theo công nghệ KDT-BK triệt để, đáp ứng các quy chuẩn hiện hành.
-
Quy mô công suất của nhà máy thuộc mức độ vừa và nhỏ, sẽ là một dự án cơ sở quan trọng trong việc phát triển các nhà máy điện rác khác có quy mô lớn hơn trong tương lai tại Việt Nam.
5. Thảo luận
Công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt KDTe-BK, cùng một số yếu tố ảnh hưởng cơ bản có tính chất gợi mở, cần xem xét khi đầu tư nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt tận dụng nhiệt để phát điện, được nêu trong bài viết này được xem là một hướng đi phù hợp trong tiến trình phát triển của các công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt, nhằm thu hút sự đầu tư theo hướng xã hội hóa của các đơn vị tư nhân trong lĩnh vực môi trường.
Quá trình xử lý chất thải rắn là thành phần sơ rác nói chung, không thể phân hủy sau quá trình ủ, được đưa vào lò đốt tiêu hủy 100%. Tro xỉ sau quá trình đốt tiêu hủy được sử dụng để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, được xem là giải pháp phù hợp tại một số địa phương, góp phần quan trọng giảm tỷ lệ trôn lấp xuống dưới 10%. Các thành phần tro bay được thu gom từ xyclon, lọc bụi túi vải được hóa rắn theo quy trình riêng biệt, chôn cách ly đảm bảo an toàn tuyệt đối cho môi trường.
Bảng 4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của lò đốt chất thải rắn sinh hoạt
|
TT
|
Thông số
|
Đơn vị
|
Giá trị yêu cầu
|
|
1
|
Công suất của lò đốt CTRSH
|
kg/h
|
≥ 6.500
|
|
2
|
Nhiệt độ vùng đốt sơ cấp
|
0C
|
≥ 400
|
|
3
|
Nhiệt độ vùng đốt thứ cấp
|
0C
|
≥ 950
|
|
4
|
Thời gian lưu cháy
|
s
|
≥ 2
|
|
5
|
Nhiệt độ khí thải (đo tại điểm lấy mẫu trên ống khói)
|
0C
|
£ 180
|
|
6
|
Lượng oxy dư (đo tại điểm lấy mẫu trên ống khói)
|
%
|
6 - 15
|
|
7
|
Nhiệt độ bên ngoài vỏ lò đốt CTRSH (hoặc lớp chắn cách ly nhiệt)
|
0C
|
£ 60
|
|
8
|
Khả năng hoạt động liên tục (mà vẫn bảo đảm về độ bền cơ khí và các thông số kỹ thuật)
|
h
|
≥ 72
|
Nhiệt phát sinh trong lò đốt kết hợp với nhiệt điều chỉnh từ nhiên liệu đốt bổ sung được đưa qua lò hơi tận dụng nhiệt, chuyển thành năng lượng cho hơi nước với thông số nhiệt độ và áp suất cao (t0> 400 0C, p0>36bar), đưa sang kéo máy phát điện, sản xuất điện năng cho chính nhà máy xử lý rác thải, phần thừa để cấp lên lưới điện quốc gia.
Nước rỉ rác phát sinh trong bể ủ, chiếm tỷ lệ trung bình khoảng 20% khối lượng rác đầu vào, cùng các nguồn thải phát sinh trong quá trình sản xuất sẽ được thu gom, đưa vào hệ thống xử lý nước rác riêng biệt. Nước rác sau khi xử lý đáp ứng các thông số theo cột B1 của QCVN 25:2009/BTNMT, với các thông số cụ thể như sau:
Bảng 5. Nồng độ tối đa của các thông số ô nhiễm trong nước rỉ rác sau xử lý
|
Stt
|
Thông số
|
Nồng độ tối đa của các thông số ô nhiễm, mg/l
|
|
A
|
B1
|
B2
|
|
1
|
BOD5 (20 0C)
|
30
|
100
|
50
|
|
2
|
COD
|
50
|
400
|
300
|
|
3
|
Tổng nitơ
|
15
|
60
|
60
|
|
4
|
Amoni, tính theo N
|
5
|
25
|
25
|
Khí thải theo công nghệ KDTe-BK được xử lý qua các công đoạn (Hình 1): giải nhiệt trong lò hơi tận dụng nhiệt (tkhói < 180 0C), tách bụi thô kiểu xyclon, xử lý các thành phần khí độc hại gốc axit bằng tháp xử lý bán khô, các thành phần kim loại nặng, khí độc hại (dioxin/furan) được xử lý bằng phương pháp hấp phụ than hoạt tính cùng vôi bột và thu hồi sản phẩm sau xử lý bằng thiết bị lọc bụi túi vải. Khí thải đảm bảo sạch trước khi đưa ra môi trường. Nồng độ các thông số ô nhiễm đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt QCVN 61-MT:2016/BTNMT, theo bảng 6 dưới đây.
Bảng 6. Nồng độ các thông số ô nhiễm trong khí thải lò đốt tại điểm lấy mẫu
|
TT
|
Thông số ô nhiễm
|
Đơn vị
|
Nồng độ
|
|
1
|
Bụi tổng
|
mg/Nm3
|
100
|
|
2
|
Axit Clohydric, HCl
|
mg/Nm3
|
50
|
|
3
|
Cacbon monoxyt, CO
|
mg/Nm3
|
250
|
|
4
|
Lưu huỳnh dioxyt, SO2
|
mg/Nm3
|
250
|
|
5
|
Nitơ oxyt, NOx (tính theo NO2)
|
mg/Nm3
|
500
|
|
6
|
Thủy ngân và hợp chất tính theo thủy ngân, Hg
|
mg/Nm3
|
0,2
|
|
7
|
Cadimi và hợp chất tính theo Cadimi, Cd
|
mg/Nm3
|
0,16
|
|
8
|
Chì và hợp chất tính theo chì, Pb
|
mg/Nm3
|
1,2
|
|
9
|
Tổng đioxin/furan, PCDD/PCDF
|
ngTEQ/Nm3
|
0,6
|
|
Hàm lượng ôxy tham chiếu trong khí thải là 12%.
|
Với công suất xử lý trung bình 200 tấn rác/ngày đêm, tỷ lệ gia tăng rác thải trung bình hàng năm khoảng 8%/năm, tổng mức đầu tư khoảng 480 tỷ đồng, đơn giá xử lý chất thải rắn sinh hoạt là 410.000 vnđ/tấn rác, giá bán điện 10,05 cents/1kWh, số giờ vận hành trong năm không dưới 6.500 giờ, thời gian khấu hao thiết bị - trả gốc và lãi vay là 10 năm thì thời gian hoàn vốn của dự án khoảng 15 năm, chỉ số lợi ích trên chi phí là 1,3.
Với các dự án có công suất xử lý rác thải lớn hơn (từ 500÷1.000 tấn/ngày), thời gian thu hồi vốn sẽ còn khoảng 10 năm.
Các vấn đề liên quan đến thủ tục pháp lý để đầu tư nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt, tận dụng nhiệt thừa để phát điện đã dần được tháo gỡ, hoàn thiện và đi vào áp dụng cho các nhà máy được xây dựng đầu tiên tại Việt Nam.
6. Kết luận và kiến nghị
Qua bài viết này cho thấy, việc đầu tư nhà máy xử lý chất thải rắn sinh hoạt tận dụng nhiệt để phát điện theo hướng xã hội hóa là hoàn toàn khả thi và thực hiện được khi công suất rác đầu vào tối thiểu là 200 tấn/ngày.
Việc áp dụng công nghệ KDTe-BK xử lý chất thải rắn sinh hoạt không cần phân loại được xem là một giải pháp phù hợp khi mặt bằng khu xử lý hạn chế, có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm suất đầu tư, có vai trò quyết định khi xử lý triệt để các vấn đề về môi trường phức tạo gồm cả rắn - lỏng - khí.
Việc đầu tư một dự án xử lý chất thải rắn sinh hoạt tận dụng nhiệt để sản xuất điện năng mang tính chất đa ngành, đặc biệt còn mới mẻ trong giai đoạn này tại Việt Nam, nên việc cung cấp một số thông tin cơ bản khi dự định đầu tư sẽ rất hữu ích cho các đọc giả quan tâm.
Tuy nhiên, tính hiệu quả của dự án cũng cho thấy, giá điện là điều kiện tiên quyết thu hút sự đầu tư theo hướng xã hội hóa. Vì vậy, tính ổn định của chính sách vĩ mô, hiệu lực của Quyết định số 31/2014/QĐ-TTg, ngày 05/5/2014 của Thủ tướng Chính phủ sẽ có vai trò sống còn với các đơn vị đầu tư trong lĩnh vực này.
Ngoài ra, lượng rác ổn định, tính chủ động về công nghệ sẽ là những yếu tố then chốt đảm bảo sự hoạt động bền vững của dự án.
Để có thêm thông tin chi tiết về sản phẩm và dịch vụ, Quý khách vui lòng liên hệ với Công ty Cổ phần Năng lượng và Môi trường Bách Khoa Hà Nội:
Tác giả: Nguyễn Đức Quyền, Viện KH&CN Nhiệt – Lạnh, ĐHBK HN