Chuyên tâm vào sản xuất và ứng dụng máy nén hơi nước

Ứng dụng hệ thống bay hơi và cô đặc MVR trong giai đoạn cô đặc nước rỉ rác từ bãi chôn lấp

Khi mức sống ngày càng được nâng cao và quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, khối lượng chất thải rắn đô thị đang gia tăng hàng năm, hiện đang tăng với tốc độ 9% đến 10% mỗi năm. So với phương pháp đốt và ủ phân, chôn lấp hợp vệ sinh vẫn là biện pháp được áp dụng rộng rãi nhất để xử lý an toàn các loại chất thải đô thị tại Trung Quốc. Cùng với việc xây dựng đồng bộ các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị trên cả nước, một lượng lớn nước rỉ rác – thường phát sinh với quy mô lớn – đòi hỏi phải có hệ thống xử lý phù hợp. Trong những năm gần đây, xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp đã trở thành một trọng tâm nghiên cứu quan trọng; tuy nhiên, thách thức này phần lớn xuất phát từ chất lượng nước rỉ rác rất biến động, khả năng phân hủy sinh học giảm dần theo thời gian, hàm lượng amoni‑nitơ cao và thành phần dinh dưỡng không cân đối.

2018-03-01

FONT

 

  Khi mức sống ngày càng được nâng cao và quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, khối lượng chất thải rắn đô thị đang gia tăng theo từng năm, hiện đang tăng với tốc độ 9% đến 10% mỗi năm. So với phương pháp đốt và ủ phân, chôn lấp hợp vệ sinh vẫn là biện pháp được áp dụng rộng rãi nhất để xử lý an toàn các loại chất thải đô thị tại Trung Quốc. Cùng với việc xây dựng các bãi chôn lấp đô thị theo tiêu chuẩn trên toàn quốc, một lượng lớn nước rỉ rác – thường phát sinh với quy mô lớn – đòi hỏi phải có các công trình xử lý phù hợp. Trong những năm gần đây, xử lý nước rỉ rác đã trở thành một trọng tâm nghiên cứu quan trọng; tuy nhiên, do những đặc trưng riêng biệt của nó – biến động mạnh về chất lượng nước, khả năng phân hủy sinh học giảm dần theo thời gian, nồng độ amoni‑nitơ cao và sự mất cân bằng hàm lượng các chất dinh dưỡng – Trung Quốc vẫn chưa có một quy trình xử lý trưởng thành, có thể áp dụng rộng rãi. Do đó, nhiều dự án bãi chôn lấp hiện nay sử dụng các công nghệ truyền thống thường không đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải loại I. Trước tình hình này, các giải pháp xử lý sáng tạo đã ra đời, bao gồm thẩm thấu ngược, tái tuần hoàn nước rỉ rác, xử lý trên đất, oxy hóa hóa học tiên tiến và hệ thống bãi chôn lấp sử dụng phản ứng sinh học. Đồng thời, công nghệ bay hơi đã được áp dụng rộng rãi trong các dự án xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp ở nước ngoài. Về cơ bản, nước rỉ rác từ bãi chôn lấp là một loại nước thải, và các phương pháp xử lý của nó nhìn chung tương tự như đối với các loại nước thải thông thường. Hiện nay, các quy trình được sử dụng phổ biến nhất bao gồm xử lý sinh học, phương pháp hóa lý và các tổ hợp giữa chúng.

 

  Những nguyên nhân chính khiến nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rất khó xử lý là nồng độ cao của nitơ amoni và các axit humic khó phân hủy; các phương pháp xử lý hai nhóm hợp chất này hoặc cho hiệu quả xử lý kém, hoặc đòi hỏi chi phí quá cao. Hiện nay, các quy trình sử dụng màng lọc, mặc dù được áp dụng rộng rãi, nhưng lại có tính khả thi kinh tế thấp, với chi phí đầu tư và vận hành vẫn ở mức rất cao; đồng thời, chúng cũng tạo ra một lượng nước thải cô đặc chiếm khoảng 20%–25% thể tích ban đầu, cần phải được xử lý thêm. Trong khi đó, hấp phụ bằng than hoạt tính và oxy hóa hóa học lại gây ra chi phí vận hành gần như không thể đáp ứng. Mặt khác, các quy trình dựa trên công nghệ sinh học—dù có lợi thế về mặt kinh tế—thường không đạt được các tiêu chuẩn xả thải theo quy định, bất chấp chi phí đầu tư và vận hành tương đối thấp; trong hầu hết các trường hợp, nước thải sau xử lý vẫn chưa đảm bảo tuân thủ. Ngoài ra, chất lượng nước rỉ rác từ cùng một bãi chôn lấp thay đổi đáng kể theo thời gian do sự phân hủy của rác thải, khiến việc thiết kế các công nghệ xử lý phù hợp trở nên đặc biệt khó khăn và phức tạp.

 

  Bốc hơi bằng thiết bị MVR là một quy trình mới, mang lại chi phí vận hành thấp, đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt, thích ứng với những biến động theo thời gian của chất lượng nước rỉ rác, loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy như tổng chất rắn hòa tan, đồng thời giảm thiểu sự tích tụ nitơ amoniac do tái tuần hoàn nước rỉ rác hoặc do hoạt động của các lò phản ứng sinh học tại bãi chôn lấp.

 

  Bốc hơi trong thiết bị bay hơi MVR là một quá trình vật lý giúp tách các thành phần dễ bay hơi khỏi những thành phần không bay hơi, bao gồm hai giai đoạn: đun nóng dung dịch để gây sôi và làm bay hơi nước, đồng thời liên tục thu hồi hơi nước đã bay hơi. Trong quá trình xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp bay hơi, nước trong nước rỉ rác sẽ bốc hơi, còn các chất ô nhiễm vẫn tồn tại trong dung dịch cô đặc. Do tất cả các kim loại nặng và các chất vô cơ, cũng như hầu hết các hợp chất hữu cơ, đều có độ bay hơi thấp hơn nước, nên chúng bị giữ lại trong phần cô đặc; chỉ một số hydrocacbon dễ bay hơi, axit hữu cơ dễ bay hơi và amoniac — cùng với một số chất ô nhiễm khác — mới chuyển sang pha hơi và sau đó xuất hiện trong sản phẩm ngưng tụ. Quá trình bay hơi có thể cô đặc nước rỉ rác đến mức thể tích chỉ còn từ 2% đến 10% so với ban đầu.

 

  Máy bay hơi được sử dụng trong quá trình bay hơi của thiết bị bay hơi MVR. Khi các thiết bị bay hơi truyền thống được áp dụng để cô đặc, chúng thường phải đối mặt với mức tiêu thụ năng lượng cao và chi phí sản xuất tăng vọt, điều này mâu thuẫn với mục tiêu đầu tư kỹ thuật cũng như các chiến lược tiết kiệm năng lượng. Hệ thống bay hơi MVR của Turbovap giải quyết hiệu quả những thách thức trên, với ưu điểm nổi bật là hiệu suất năng lượng cao và chi phí vận hành thấp. Trong khi đảm nhiệm đầy đủ các chức năng của một thiết bị bay hơi truyền thống, hệ thống này chỉ tiêu thụ từ 20 đến 50 kW điện để bay hơi một tấn nước mỗi giờ, với chi phí khoảng 35 nhân dân tệ. Ngược lại, các thiết bị bay hơi thông thường thường cần sử dụng nồi hơi đốt than và phát sinh chi phí cao hơn nhiều—khoảng 110 nhân dân tệ cho mỗi tấn—điều này giúp tiết kiệm hàng năm hơn 1 triệu nhân dân tệ. Nhờ đó, hệ thống này giảm đáng kể chi phí vốn của doanh nghiệp cho các quy trình bay hơi và cô đặc, đồng thời phù hợp chặt chẽ với các chính sách quốc gia về tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu khí thải.

 

  Việc xử lý và tiêu hủy lượng dung dịch cô đặc còn lại sau quá trình bay hơi nước rỉ rác bao gồm các phương pháp như tái tuần hoàn, xử lý kết hợp với thẩm thấu ngược và lọc nano, tiếp tục bay hơi, đốt và sấy, hoặc đông đặc trực tiếp rồi chôn lấp cùng với chất thải đô thị.

Từ khóa: