NEGATIVE IMPACTS OF INCINERATION-BASED WASTE-TO-ENERGY TECHNOLOGY Link gốc
TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC CỦA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỐT SINH KHỐI
Mặc dù là một lựa chọn công nghệ hấp dẫn cho việc quản lý chất thải, quá trình sinh khối – đốt cháy chất thải rắn (MSW) là một chủ đề gây tranh luận dữ dội trên toàn thế giới. Trong trường hợp không kiểm soát được đầu ra, chất gây ô nhiễm độc hại có thể được phát thải vào không khí, đất và nước đồng thời có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Mặc dù việc đốt rác thải của thành phố cùng với sự tái tạo năng lượng là một phần vô cùng quan trọng của một hệ thống quản lý chất thải tổng hợp, tuy nhiên việc kiểm soát này vẫn chưa chặt chẽ để ngăn chặn những tác động tiêu cực đối với sức khỏe con người và môi trường.
Công nghệ đốt sinh khối là đốt có kiểm soát với sự tái tạo của nhiệt năng để sản xuất hơi nước, dùng hơi nước này sản xuất điện thông qua turbin hơi nước. MSW sau khi xử lý sơ bộ được đưa vào lò hơi phù hợp trong đó hơi nước áp suất cao được sử dụng để sản xuất năng lượng thông qua một tuabin hơi nước. Nhiệt phân (pyrolysis) được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa dầu và có thể được áp dụng để xử lý chất thải đô thị, nơi một phần chất thải hữu cơ được chuyển thành khí dễ cháy. Khí hóa (gasification) là một giải pháp thay thế mà thường hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nhiệt phân tại môi trường thiếu không khí. Trong khi cả hai giải pháp nhiệt phân và khí hóa là những công nghệ có tính khả thi để xử lý rác thải đô thị, ứng dụng thương mại của cả hai công nghệ đều có những hạn chế nhất định.
Công nghệ đốt sinh khối dựa trên đã là một chủ đề của cuộc tranh luận dữ dội về môi trường, xã hội và chính trị. Bài viết này đánh giá đốt sinh khối trên cơ sở của ba thông số – môi trường, sức khỏe con người và tác động kinh tế – và đề xuất một cơ chế phù hợp để duy trì một sự cân bằng giữa phục hồi năng lượng và vấn đề môi trường.
- Vấn đề về môi trường
Quá trình đốt sinh khối sản xuất hai loại tro. Tro bên dưới (tro đáy, slag) được trộn với xỉ, trong khi tro bay (fly ash) xuất phát từ ngăn xếp và chứa các thành phần nguy hại hơn. Trong lò đốt rác thải đô thị, tro đáy là khoảng 10% về kích thước và khoảng 20-35% trọng lượng của đầu vào chất thải rắn. Tro bay với số lượng thấp hơn nhiều, thường chỉ có một vài phần trăm của chất thải đầu vào. Khí thải từ lò đốt có thể bao gồm các kim loại nặng như dioxin và furan, mà có thể ở trong khí thải, nước hoặc tro. Nhựa và kim loại là những nguồn chính của các giá trị năng lượng của chất thải. Quá trình đốt cháy các chất dẻo, giống như polyvinyl clorua (PVC) làm phát sinh các chất gây ô nhiễm độc hại này.
Chất độc được tạo ra ở nhiều giai đoạn khác nhau của công nghệ như vậy (không chỉ ở phần đáy của quá trình). Các chất độc này có thể được tạo ra trong quá trình đốt, trong các đường ống, như dư lượng trong tro, nước mặt và các bộ lọc, và trong thực tế, ngay cả ở trong khí thải ra bên ngoài. Không có cách nào đủ an toàn để không sản xuất hoặc phá hủy chúng, và nếu may mắn chất khí này có thể bị mắc kẹt với trong các bộ lọc hiện đại hoặc trong tro. Việc xả thải cuối cùng là không thể tránh khỏi, và nếu bị mắc kẹt trong tro hoặc các bộ lọc, chính tro và bộ lọc này trở thành các chất thải nguy hại.
Các chất gây ô nhiễm được tạo ra, ngay cả khi ở trong bộ lọc và tro, cần các bãi chôn lấp đặc biệt để xử lý. Trong trường hợp có thể thu hồi năng lượng, quá trình này đòi hỏi sự trao đổi nhiệt ở nhiệt độ rất cao, nhiệt độ cao này sẽ tối đa hóa sản xuất dioxin. Nếu các loại khí được giảm nhiệt độ, nó lại làm giảm hiệu suất phục hồi năng lượng. Các dự án này phân tán tro bụi khắp nơi và cuối cùng có thể đi vào thức ăn hàng ngày của chúng ta.
Công nghệ đốt sinh khối đang làm méo mó việc xử lý chất thải. Hệ thống như vậy làm giảm dòng chảy tự nhiên của rác thải, gián tiếp thúc đẩy phát sinh chất thải liên tục trong khi cản trở ngăn ngừa chất thải tái sử dụng thành phân vi sinh, tái chế, và phát triển kinh tế cộng đồng tái chế chất thải. Chi phí xử lý rác thải ở các thành phố và đô thị cao hơn, giảm việc làm ở các công ty làm trong ngành công nghiệp tái chế, sản xuất phân vi sinh và cũng cản trở sự phát triển của các doanh nghiệp tái chế địa phương.
- Vấn đề về sức khỏe cộng đồng
Hệ thống đốt rác thải sinh khối sản xuất một loạt các chất ô nhiễm gây nguy hại đến sức khỏe con người. Hệ thống như vậy rất tốn kém, không loại trừ và sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc kiểm soát lượng khí thải độc hại từ sự hỗn tạp của chất thải rắn đô thị. Ngay cả lò đốt mới đi vào sử dụng cũng phát thải các kim loại độc hại, dioxin và các khí axit. Các lò sử dụng công nghệ này chưa thể đạt đến mức độ an toàn cần thiết cho một bãi rác, hệ thống lò đốt chất thải còn sản xuất tro độc hại và các cặn khác.
Các chương trình biến chất thải thành năng lượng để tối đa hóa thu hồi năng lượng là công nghệ không phù hợp với việc giảm lượng khí thải dioxin. Dioxin là chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy nguy hiểm nhất (POPs) trong đó có hậu quả về sức khỏe môi trường không thể khắc phục. Các cư dân bị ảnh hưởng bao gồm những người sống gần các lò đốt cũng như những người dân sống xa hơn. Người dân nói chung đang tiếp xúc với các hợp chất độc hại bằng nhiều cách:
* Hít thở không khí ảnh hưởng đến cả công nhân trong nhà máy và người dân sống gần;
* Ăn các loại thực phẩm sản xuất trong nước hoặc nước bị ô nhiễm bởi các chất ô nhiễm không khí từ các lò đốt rác thải; và
* Ăn cá hoặc động vật hoang dã đã bị ô nhiễm bởi các khí thải.
Dioxin là một hợp chất rất độc hại có thể gây ung thư và tổn thương thần kinh, gây rối loạn hệ sinh sản, hệ thống tuyến giáp, hệ thống hô hấp…
- Ảnh hưởng về mặt kinh tế
Tại tất cả các nước phát triển trên thế giới, gần một nửa các khoản đầu tư được đưa vào hệ thống kiểm soát để giảm lượng khí thải độc hại như thủy ngân, cadmium, chì, dioxin, furan, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi… Ví dụ với 2000 mét khối mỗi lò đốt trong 1 ngày có thể có chi phí lên tới 500 triệu USD ở châu Âu, một nửa chi phí này được đưa vào kiểm soát khí thải. Một vấn đề khác phát sinh trong trường hợp của các nước đang phát triển bởi vì nhiệt trị rác thải trung bình ở các nước như vậy là khoảng 800 cal / kg. Đối với các công nghệ đốt để thành công họ sẽ cần khoảng 2000-3000 cal / kg, hoặc cần cho thêm nhiên liệu phụ trợ khác. Điều này làm cho quá trình này không mang tính thực tiễn hơn.
Hầu hết diện tích và chi phí của các lò đốt là dành riêng cho các thiết bị kiểm soát ô nhiễm. Phần đầu tiên của thiết bị kiểm soát ô nhiễm là giai đoạn mà ammonia được cho vào các chất khí được sản xuất từ quá trình đốt cháy mà hỗ trợ trong việc loại bỏ các NOx. Việc loại bỏ thủy ngân có thể sử dụng than hoạt tính. Sau đó Vôi được sử dụng trong giai đoạn chà sàn khô, theo đó các loại khí axit được loại bỏ. Hơn nữa, hầu hết các lò đốt có một túi lọc bụi tĩnh điện để tạo thuận lợi cho việc giữ lại các hạt và chất độc. Vì vậy, có thể thấy rằng tỷ lệ chi phí của hệ thống kiểm soát ô nhiễm so với lợi nhuận của các lò đốt sinh khối là rất lớn.
Các chuyên gia đốt sinh khối thường nói rằng để có một hoạt động kinh tế hiệu quả, rất cần có một lò đốt rác hoạt động với ít nhất 1.000 tấn rác mỗi ngày. Chi phí để xây dựng một cơ sở như vậy là khoảng $ 100 triệu USD. Chi phí hoạt động để duy trì các thiết bị, đặc biệt là các thiết bị kiểm soát ô nhiễm cũng rất cao.
Sẽ là thực sự nguy hiểm nếu chôn tro bay trong một bãi rác thành phố. Một bãi rác thải nguy hại đặc biệt sẽ tốn kém hơn so với một bãi rác đô thị gần 10 lần. Do đó, chi phí đốt rác thải đô thị sẽ bị đẩy lên do yêu cầu của một bãi rác đặc biệt để xử lý tro bay.
- Kết luận
Việc áp dụng các phương pháp xử lý rác thay cho phương pháp chôn lấp truyền thống là cần thiết. Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), lò đốt là nguồn sản xuất dioxin nhiều nhất trong môi trường toàn cầu. EPA, trong một nghiên cứu gần đây, xác định dioxin là nguyên nhân của nhiều bệnh ung thư, thành phần tồi tệ nhất là TCDD (còn được gọi là chất độc da cam).
Nhu cầu về các giải pháp chi phí thấp tạo ra nhiều thử thách, nhưng đây không phải là một nhiệm vụ không thể. Chiến lược quản lý chất thải rắn đô thị lý tưởng chính là tránh tạo của chất thải rắn. Năm 1993, một Ủy ban Hoàng gia về ô nhiễm môi trường ở Anh đã đưa ra một quy trình ra quyết định bốn giai đoạn trong đó hai giai đoạn đầu tiên là:
* Bất cứ nơi nào có thể, tránh tạo ra chất thải,
* Trường hợp chất thải là không thể tránh khỏi, tái chế chúng nếu có thể.
Điều này ngụ ý việc thay đổi mô hình sản xuất và tiêu thụ để loại bỏ tất cả các sản phẩm sử dụng một lần, sản phẩm không thể tái sử dụng.
Một hệ thống quản lý chất thải rắn phù hợp (ISWM) là điều cần thiết để thiết lập một hệ thống phân loại chất thải để xác định các yếu tố chính. Các hệ thống phân cấp nói chung nên được bao gồm các trình tự sau:
- Giảm
- Tái sử dụng
- Tái chế
- Giảm thiểu chất thải và thu hồi năng lượng từ rác thải bằng cách ủ phân, kỵ khí, đốt, vv
- Chôn lấp
Chi phí xây dựng và vận hành lò đốt các bãi chôn lấp đặc biệt là rất lớn. Nếu một phần đáng kể của các quỹ này đã được chuyển hướng tới việc giảm thiểu chất thải và khuyến khích tái chế, nhu cầu xử lý chất thải có thể giảm rất nhiều, ngoài việc làm giảm nguy cơ phát sinh từ việc đốt và chôn lấp. Đây là điều cần thiết để khám phá tiềm năng của các công nghệ thân thiện môi trường, như phân huỷ kỵ khí (AD), cho hệ thống xử lý chất thải đô thị vì giải pháp này hứa hẹn để giải quyết hai vấn đề môi trường rất quan trọng – quản lý chất thải và năng lượng tái tạo.
Viết bởi Salman Zafar, chuyên gia tái tạo năng lượng.
Nguyễn Anh Vũ, tạm dịch.
0 Comments