Các thiết bị xử lý khí thải phổ biến ở các lò đốt rác đô thị hiện nay có thể kể đến như: bộ lọc túi vải, tháp hấp thụ, thiết bị xử lý bằng than hoạt tính,… Trong nội dung dưới đây, chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về các thiết bị này.
1. Thiết bị lọc bụi túi vải
Phương pháp xử lý bụi này được sử dụng nhiều trong lò đốt chất thải rắn với khả năng thu gom và xử lý nhiều hạt mịn. Hiệu suất của nó có độ nhạy cảm với tải trọng dòng thải cùng với đặc tính vật lý và hóa học của các hạt. Chúng thường giới hạn trong phạm vi nhiệt độ vận hành trong các lò đốt đô thị khoảng 300 độ F. Hệ thống này được thiết kế và vận hành đúng cách, duy trì tính toàn vẹn là yếu tố quan trọng đến hiệu suất xử lý.
Quá trình lọc bụi bằng túi vải: Khí thải sau buồng đốt và bộ làm nguội (nếu có) sẽ được dẫn vào thiết bị lọc bụi túi vải. Tại đây khí thải buộc phải đi qua các túi vải lọc được bố trí song song trong khoang lọc. Các hạt bụi kích thước lớn, nhỏ đều bị giữ lại trên bề mặt túi lọc, trong khi khí sạch xuyên qua lớp vải và đi ra ngoài ống xả.
2. Thiết bị cyclon
Khí thải sau buồng đốt rác thường có nhiệt độ cao và chứa nhiều bụi thô, tro bay. Khi được quạt hút đưa vào buồng cyclone:
- Khí thải được dẫn vào theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị.
- Điều này tạo chuyển động xoáy với tốc độ lớn > hình thành dòng xoáy xoắn ốc.
Do dòng khí xoáy mạnh, các hạt bụi sẽ bị tác động bởi lực ly tâm và bắn về phía thành cyclone:
- Hạt bụi nặng > bị đẩy ra ngoài, mất động năng > rơi dần xuống đáy phễu.
- Khí nhẹ hơn > tiếp tục xoay theo hướng xoắn ốc lên trên và thoát ra cửa xả.
Cyclone giúp giảm tải đáng kể cho các thiết bị xử lý phía sau, từ đó tăng tuổi thọ túi lọc và giảm chi phí vận hành toàn hệ thống.
3. Tháp hấp thụ axit, khí ướt
Tháp hấp thụ (Scrubber -m thường là tháp ướt) là thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý khí thải lò đốt rác đô thị, có nhiệm vụ loại bỏ khí axit, hơi độc hại, và một phần các hợp chất hòa tan như HCl, HF, SO₂, SO₃, NH₃,… thông qua quá trình tiếp xúc. trao đổi giữa khí và dung dịch hấp thụ.
Loại thiết bị hấp thụ có tác dụng loại bỏ khí axit. Chất hấp thụ này thường là nước hoặc dung dịch kiềm phản ứng trực tiếp với các thành phần axit để trung hòa nguồn khí. Nước thải hấp thụ thường chứa nhiều muối mặn.
Còn phần nước đầu ra chứa axit chưa phản ứng, chất hữu cơ vi lượng, kim loại cùng nhiều chất rắn không hòa tan cũng được loại bỏ. Các tiêu chí để thiết kế và vận hành đối với thiết bị này thường phụ thuộc vào vận tốc, tỷ lệ chất lỏng – khí, đặc tính, nồng độ pH.
Khí thải đầu vào: Khí thải từ lò đốt sau khi giảm nhiệt (qua bộ trao đổi nhiệt hoặc buồng làm nguội) sẽ được dẫn đến tháp hấp thụ. Trước khi vào tháp, bụi đã được xử lý một phần trước đó (qua cyclone / lọc bụi túi vải). Thành phần khí chủ yếu cần xử lý tại tháp bao gồm: HCl, SO₂, HF, NOx, VOC, hơi kim loại nặng,… Từ phía trên tháp, hệ thống bơm tuần hoàn sẽ phun dung dịch hấp thụ dạng sương mịn xuống các tầng đệm.
Phun dung dịch hấp thụ: Khí di chuyển từ dưới lên, nước chảy từ trên xuống tạo dòng tiếp xúc ngược chiều, các khí axit tan vào trong dung dịch, xảy ra phản ứng hóa học trung hòa và tạo muối. Dung dịch sau phản ứng chảy xuống đáy tháp (bể tuần hoàn). Một phần muối được tuần hoàn liên tục, còn phần giàu muối, cặn lắng sẽ được xả thải định kỳ để xử lý riêng.
4. Tháp hấp thụ bằng than hoạt tính
Đây là công nghệ xử lý khí thải lò đốt rác có sử dụng than hoạt tính với cấu tạo nhiều hạt cacbon hấp thụ chất ô nhiễm trên bề mặt. Than hoạt tích có tỷ lệ và diện tích bề mặt lớn nên cực kỳ hiệu quả trong việc hấp thụ hàng loạt chất hữu cơ và thủy ngân khó kiểm soát. Ở nhiều quốc gia, người ta đã thí nghiệm thành công cách khử khí dioxin, furan và thủy ngân bằng than hoạt tính dạng bột trong một số lò đốt chất thải đô thị.
Để loại bỏ thủy ngân hiệu quả, nhiều lò đốt áp dụng phương pháp phun than hoạt tính dạng bột lên trên thiết bị thu gom hạt khô, thường là bộ lọc túi vải. Đối với việc loại bỏ dioxin, hiệu quả của việc phun than hoạt tính dạng bột được xác định bởi cacbon, nhiệt độ và áp suất khí thải phù hợp.
Việc lựa chọn và kết hợp hợp lý các thiết bị xử lý khí thải như lọc bụi túi vải, tháp hấp thụ, hấp phụ than hoạt tính, bộ làm nguội hay hệ thống khử mùi không chỉ giúp kiểm soát hiệu quả bụi và khí độc hại mà còn đảm bảo khí thải đầu ra đạt quy chuẩn môi trường. Trong bối cảnh lượng rác thải sinh hoạt ngày càng tăng, xử lý khí thải từ lò đốt rác đô thị là yêu cầu bắt buộc để bảo vệ môi trường sống và sức khỏe cộng đồng. Điều quan trọng là mỗi doanh nghiệp, mỗi cơ sở xử lý cần đầu tư công nghệ phù hợp, vận hành ổn định và bảo trì định kỳ, từ đó hướng đến một hệ thống đốt rác sạch, an toàn và bền vững cho tương lai.
