Đánh giá hàm lượng PAH trong tro xỉ đáy lò đốt rác phát điện

ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 11 
ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG PAH 
TRONG TRO XỈ ĐÁY LÒ ĐỐT RÁC PHÁT ĐIỆN 
Ngô Trà Mai
1*, Vũ Đức Toàn2 
1Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 
2Trường Đại học Thủy Lợi – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 
TÓM TẮT 
Bài báo đề cập đến việc nghiên cứu thành phần PAH có trong tro xỉ đầu ra của 02 lò đốt rác phát 
điện tại Nhà máy rác Việt Hùng và Nhà máy rác Đan Phượng. Lựa chọn phân tích 13 PAH theo 
QCVN 07:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại cho các loại 
mẫu: chất thải sinh hoạt đốt theo công nghệ martin, plasma; chất thải công nghiệp phối trộn với 
chất thải nguy hại. Kết quả cho thấy: có sự tồn tại của 13/13 hợp chất PAH trong tro xỉ lò đốt rác 
phát điện; chênh lệch hàm lượng giữa các chỉ tiêu PAH là khá lớn, tối đa khoảng 102 lần; hàm 
lượng PAH ở các loại mẫu là khác nhau phụ thuộc vào: chất thải đầu vào, nhiệt độ, công nghệ đốt. 
13 chỉ tiêu phân tích đều cho kết quả dưới ngưỡng QCVN 07, như vậy nếu xét riêng về PAH thì 
tro xỉ lò đốt rác phát điện không phải là chất thải nguy hại. Đây là cơ sở để Nhà máy và các cơ 
quan chức năng có phương thức quản lý và xử lý phù hợp theo các quy định của pháp luật về bảo 
vệ môi trường. 
Từ khóa: Tro xỉ, lò đốt, PAH, chất thải rắn, chất thải nguy hại 
Ngày nhận bài: 05/12/2018; Ngày hoàn thiện: 25/12/2018; Ngày duyệt đăng: 28/02/2019 
EVALUATING THE AMOUNT OF PAH WITHIN WASTE-TO-ENERGY 
GENERATORS’S ASHES 
Ngo Tra Mai
1*
, Vu Duc Toan
2 
1Institute of Physics, Vietnam Academy of Science and Technology 
2Thuy Loi University – Ministry of Agriculture and Rural Development 
ABSTRACT 
This paper mention the research of the ingredients within PAH in ashes of 2 incinerators at Viet 
Hung and Dan Phuong waste-to-energy factories. Choosing to analyzes 13 PAH according to Viet 
Nam National Standard 07:2009/BTNMT – The national standard in the limitation of dangerous 
emissions from: domestic wastes burned by martin, plasma technologies; industrial wastes mixed 
with hazardous wastes. Results shown: 13/13 PAH combinations exist in the ashes of the 
incinerators. The differences between PAH indicators is quite large, at max the differences is about 
102 times. The PAH content at different samples rely upon: the type of entry wastes, temperature, 
burning technology. 13 sample analyze all show result below the limit of Viet Nam National 
Standard 07, so if we only look at PAH content the ash from the incinerators isn’t considered a 
hazardous emission. This is the basis for the factory and the government to create a management 
and processing progress which follow the national law of environmental protection. 
Keyword: Ash, incinerator, PAH, solid waste, hazardous waste. 
Received: 05/12/2018; Revised: 25/12/2018 ; Approved: 28/02/2019 
* Corresponding author: Email: ngotramaimoitruong@gmail.com
Ngô Trà Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 12 
MỞ ĐẦU 
Trên thế giới công nghệ đốt chất thải ngày 
càng được áp dụng rộng rãi do có một số ưu 
điểm nổi bật so với các công nghệ khác như: 
giảm được 90-95% thể tích và khối lượng 
chất thải, tận dụng nhiệt, tiết kiệm được diện 
tích, giảm thiểu ô nhiễm nước, mùi hôi, phát 
thải khí nhà kính so với biện pháp chôn lấp... 
Tại Việt Nam, vấn đề đốt chất thải cũng đang 
được quan tâm do khối lượng chất thải rắn 
(CTR) và CTR nguy hại từ các nguồn thải 
công nghiệp, sinh hoạt ngày càng tăng. 
Theo thống kê chưa đầy đủ, hiện nay trên cả 
nước có khoảng 300 lò đốt CTR sinh hoạt, đa 
số là các lò đốt cỡ nhỏ và có sử dụng nhiên 
liệu bổ trợ. Đối với các tỉnh miền Bắc có 03 
Nhà máy đốt rác phát điện đã xây dựng hoàn 
thiện đều phân bố tại ngoại thành Hà Nội: (1) 
Nhà máy xử lý rác sinh hoạt Đan Phượng, 
công suất 200 tấn/ngày và phát điện 3-4 MW, 
vận hành giai đoạn 2016-2017; (2) Nhà máy 
xử lý chất thải công nghiệp phát điện tại Nam 
Sơn, Sóc Sơn – Hà Nội, công suất 75 
tấn/ngày, vận hành cuối năm 2016; (3) Nhà 
máy xử lý rác plasma Việt Hùng – Đông Anh 
công suất 500 tấn/ngày (đốt CTR sinh hoạt, 
nguy hại, công nghiệp) đang vận hành thử 
nghiệm; một số nhà máy khác trong giai đoạn 
đầu tư. 
Quá trình đốt rác phát điện phát sinh lượng 
CTR là xỉ đáy lò với tỷ lệ dao động khoảng 
15-25% [1, 2, 3]. Về hàm lượng các hợp chất 
hữu cơ độc hại (POP - Persistant Organic 
Pollutants, PAH- Polycyclic Aromatic 
Hydrocarbons) trong tro xỉ cũng đã có một số 
nghiên cứu trên thế giới như: Aneeta Mary 
Joseph xác định có hàm lượng PCB, PCDD 
và PCDF trong tro xỉ lò đốt rác ở Bỉ; 
Mahmood Ahmad Khwaja, cho thấy khi công 
nghệ đốt khác nhau, loại chất thải đầu vào 
khác nhau thì hàm lượng POPs, PAH trong 
tro xỉ là khác nhau; Jindrich Petrlik xác định 
rằng trong lò đốt rác cũng tồn tại các hợp chất 
hữu cơ độc hại như trong các nhà máy luyện 
kim [2], [4], [5]. 
Ở Việt Nam, đốt rác phát điện là một loại 
hình công nghệ tiên tiến mới du nhập; việc 
phân tích PAH có yêu cầu cao về thiết bị và 
chuyên gia vì vậy chưa có công trình khoa 
học chuyên sâu về lĩnh vực này. Một số các 
công bố có liên quan của Ngô Trà Mai đề cập 
đến hàm lượng kim loại nặng có trong tro xỉ, 
Nguyễn Thị Huệ với bước đầu nghiên cứu sự 
phát thải của PeCB trong quá trình đốt cháy 
của một số lò đốt rác khu vực phía Bắc [3, 6]. 
Đối với câu hỏi “Có hay không hàm lượng 
PAH trong tro xỉ lò đốt rác phát điện tại Việt 
Nam?”, cho đến nay chưa có câu trả lời. Vì 
vậy mục tiêu của bài báo là xem xét hàm 
lượng PAH có trong tro xỉ từ lò đốt rác sinh 
hoạt phát điện, đối chứng với các tiêu chuẩn, 
quy chuẩn hiện hành để kiến nghị biện pháp 
quản lý phù hợp. 
DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Cơ chế hình thành tro xỉ 
Có nhiều loại lò và công nghệ đốt rác phát 
điện, tuy nhiên có chung một cơ chế hình 
thành tro xỉ được mô phỏng ở hình 1. 
(1) CTR được nhận vào và lưu giữ trong hố, 
hầm, nhà chứa sau đó theo băng chuyền hoặc 
gầu ngoạm để đưa vào lò; (2) CTR được xử lý 
bằng cách đốt cháy và nhiệt được thu hồi bởi 
lò hơi; (3) Khói thải sau khi đi qua lò hơi sẽ 
được xử lý. Các thiết bị xử lý khói được lựa 
chọn dựa vào tiêu chuẩn phát thải và nồng độ 
chất ô nhiễm trong khói thải. Các chất ô 
nhiễm phát sinh do quá trình đốt chất thải 
thường là: bụi, COx, SOx, NOx, PAH...; (4) 
Năng lượng nhiệt phát sinh trong quá trình 
đốt chất thải được thu hồi bởi hệ thống lò hơi, 
hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao được 
chuyển hóa thành điện năng thông qua tuabin 
hơi nước và máy phát điện; (5) Tro đáy, tro 
bay có thể được tái sử dụng hoặc mang đi chôn 
lấp; (6) Nước thải được thu gom và xử lý trước 
khi tái sử dụng hoặc thải vào nguồn nước. 
Ngô Trà Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 13 
Hình 1. Quy trình công nghệ nhà máy xử lý rác phát điện 
Lựa chọn các thông số PAH 
PAH là nhóm các chất hữu cơ thơm đa vòng 
giáp cạnh. PAH được tạo thành từ các nguyên 
tử C, H và hiện tại đã tìm ra hơn 200 chất [1]. 
Tuy nhiên phần lớn các nghiên cứu trên thế 
giới thường tập trung vào các PAH có khả 
năng gây ung thư và đột biến gen vượt trội, 
đồng thời tồn tại với hàm lượng đáng kể. Đáp 
ứng mục tiêu của bài báo là xem xét tính độc 
hại của tro xỉ lò đốt rác sinh hoạt phát điện, 
làm cơ sở cho công tác xử lý và quản lý loại 
chất thải này, chúng tôi tiến hành phân tích 13 
PAH theo QCVN 07:2009/BTNMT (Quy 
chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải 
nguy hại) gồm: Antraxen, Axenapten, 
Benzantraxen, Dibenz(a,h)antraxen, 
Benzo(j)fluoranten, Benzo-(k)floanten, 
Benzo(a)pyren, Crysen, Floanten, Floren, 
Naptalen, Phenantren, Pyren. 
Phương pháp phân tích 
- Mẫu phân tích: Thu thập mẫu từ 02 Nhà 
máy đốt rác: (1) Nhà máy rác Đan Phượng 
với 04 mẫu được lấy theo 4 quý của năm 
2017; (2) Nhà máy rác Việt Hùng với 04 mẫu 
được lấy trong thời gian vận hành thử nghiệm 
(tháng 9/2018) trong đó: 02 mẫu khi đốt hỗn 
hợp các loại rác (sinh hoạt, công nghiệp, nguy 
hại), 02 mẫu khi đốt CTR sinh hoạt. 
- Tro xỉ thu từ đáy lò. 
- Thiết bị và phương pháp phân tích: Tro xỉ 
được phân tích tại phòng thí nghiệm của 
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường 
(VILAS 955). Quy trình phân tích được thực 
hiện theo US EPA method 8121. 
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
PAH được hình thành trong quá trình đốt 
cháy không hoàn toàn hoặc từ phản ứng phân 
hủy nhiệt của các vật liệu đưa vào lò đốt. 
Chất hữu cơ, rác thải y tế, các sản phẩm thải 
công nghiệp như lốp cao su, nhựa đường, 
sơn... là những loại vật chất có nguy cơ hình 
thành PAH lớn khi đốt. 
Kết quả phân tích PAH trong tro xỉ lò đốt đưa 
ra tại Bảng 1 với: 04 mẫu được lấy theo từng 
đợt giám sát hiện trạng môi trường tại Nhà 
máy rác Đan Phượng (04 quý năm 2017); 02 
mẫu khi đốt CTR sinh hoạt và 02 mẫu đốt có 
sự pha trộn cả CTR công nghiệp, nguy hại 
của Nhà máy rác Việt Hùng. 
Bảng 1 cho thấy: 
Hầu hết các chỉ tiêu PAH theo QCVN 07 đều 
có trong mẫu tro xỉ lò đốt rác phát điện. Cá 
biệt có chỉ tiêu Crysen, Phenantren chỉ phát 
hiện có trong 1 mẫu trên tổng 8 mẫu được 
đem đi phân tích; đồng thời hàm lượng của 
các chỉ tiêu này cũng khá thấp (2 - 3ppm). 
Ngô Trà Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 14 
Hình 1. Tro xỉ Nhà máy rác Việt Hùng Hình 2. Tro xỉ Nhà máy rác Đan phượng 
Bảng 1. Kết quả phân tích mẫu tro xỉ lò đốt rác sinh hoạt phát điện 
TT 
Các hợp chất thuộc 
họ PAH 
Hàm lượng PAH (ppm) trong mẫu tro xỉ 
QCVN 
07:2009/BTNMT 
Nhà máy 
rác Đan 
Phượng 
Nhà máy rác 
Việt Hùng 
(trường hợp đốt 
CTRSH) 
Nhà máy rác Việt 
Hùng (trường 
hợp đốt CTRCN, 
NH) 
1 Antraxen 7 5 6 100 
2 Axenapten 204 121 148 4.000 
3 Benzantraxen, 5 3 4 100 
4 Dibenz(a,h)antraxen 6 3 2 100 
5 Benzo(j)fluoranten 90 61 147 3.000 
6 Benzo(k)floanten 6 3 5 100 
7 Benzo(a)pyren 6 2 5 100 
8 Crysen - - 3 100 
9 Floanten 35 35 46 3.000 
10 Floren 146 91 102 3.000 
11 Naptalen 31 9 45 1.000 
12 Phenantren 2 - - 200 
13 Pyren 7 5 6 100 
Ghi chú: (-) không xác định được 
Hàm lượng PAH có sự chênh lệch lớn trong 
các chỉ tiêu phân tích, thấp nhất là Crysen tại 
mẫu phối trộn giữa CTR công nghiệp và nguy 
hại là 2ppm, cao nhất là chỉ tiêu Axenapten 
với kết quả phân tích là 204ppm có mặt trong 
mẫu của Nhà máy rác Đan Phượng khi đốt 
CTR sinh hoạt (hình 3). 
Trong 4 mẫu tro xỉ được lấy và phân tích tại 
Nhà máy rác Việt Hùng, có 02 mẫu có sự 
phối trộn của các loại chất thải trước khi đốt, 
12/13 chỉ tiêu phân tích PAH đều cho kết quả 
cao hơn 02 mẫu chỉ đốt CTR sinh hoạt. Như 
vậy có sự tương quan về hàm lượng PAH 
trong chất thải đầu vào và đầu ra. Kiểm tra lại 
đầu vào của 02 mẫu có sự tham gia của 
CTNH: hóa chất, pin thải, bo mạch điện tử, 
cao su thải. Như vậy có thể giải thích sự 
chênh lệch về hàm lượng PAH do thành phần 
vật liệu đốt đầu vào. Biểu thị sự chênh lệch 
giữa 13 thông số PAH trong 02 loại mẫu tại 
Nhà máy Rác Việt Hùng được thể hiện tại 
hình 3 (sử dụng giá trị lớn nhất thu được từ 
kết quả phân tích). 
Tất cả các chỉ số PAH ở Nhà máy rác Đan 
Phượng (2017) có xu thế cao hơn ở Nhà máy 
rác Việt Hùng khi cùng thành phần chất thải 
đầu vào là CTR sinh hoạt, nguyên nhân ban 
đầu được xác định là do điều kiện cháy. Nhà 
máy rác Việt Hùng sử dụng công nghệ đốt 
plasma có nhiệt độ đốt cao, (tối đa có thể đạt 
Ngô Trà Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 15 
2000
0C), tận dụng nhiệt dư để sấy rác, không 
cần nhiên liệu trợ cháy trước khi đốt; Nhà 
máy rác Đan phượng sử dụng lò martin nhiệt 
độ đốt thấp hơn (tối đa 12000C), có sử dụng 
vật liệu trợ cháy là gỗ, mùn cưa. Như đã 
phân tích ở trên quá trình hình thành PAH 
liên quan nhiều đến quá trình đốt cháy hoàn 
toàn hoặc không hoàn toàn. Ở lò martin nhiệt 
độ đốt thấp hơn, nếu vật liệu trợ cháy không 
đủ lớn, rác bị sống (đốt chưa triệt để) có thể 
là nguyên nhân sản sinh lượng PAH lớn hơn 
lò plasma. 
Như vậy công nghệ đốt, nhiệt độ, thành phần 
chất thải đầu vào là những yếu tố cơ bản 
quyết định hàm lượng PAH có trong tro xỉ 
của các lò đốt rác phát điện. Đồng thời khi so 
sánh kết quả phân tích với QCVN 07, tất cả 
các chỉ tiêu đều nằm dưới ngưỡng quy chuẩn, 
như vậy nếu xét riêng với các chỉ số PAH thì 
tro xỉ lò đốt rác phát điện không phải là 
CTNH, có thể tái sử dụng và quản lý như các 
CTR thông thường khác. Tuy nhiên để kết 
luận chính xác cần có các phân tích bổ trợ 
liên quan đến nhóm kim loại nặng, phenol, 
dioxin/furan..., mà trong điều kiện của nghiên 
cứu này chúng tôi chưa thực hiện được. 
Sau khi phân tích, nhằm kiểm chứng kết quả, 
chúng tôi tiến hành so sánh với các kết quả 
phân tích PAH trong tro xỉ của các lò đốt có 
công nghệ và công suất tương tự. Tuy nhiên 
hầu hết các kết quả thực nghiệm đều không 
cụ thể về quy trình đốt, chủng loại lò, vật liệu 
đốt. Vì vậy chúng tôi tạm sử dụng nghiên 
cứu của GiuseppeMininni, AndreaSbrilli với 
kết luận là hàm lượng PAH trong tro của lò 
đốt chất thải bệnh viện nằm dưới ngưỡng cho 
phép theo tiêu chuẩn độc hại của Iitalia [7]. 
Inger Johansson, Bert van Bavel xác định có 
16 PAH, hàm lượng từ 140 μg/kg đến > 
77 000 μg/kg (tương ứng với 1,14 - 77ppm), 
trong đó đáng chú ý là các hợp chất Naptalen 
và Phenantren, tiếp đó là Floanten và Pyren 
đều có mặt trong tất cả các mẫu được phân 
tích [8]; Ngoài ra 18 PAH cũng được tìm thấy 
trong xỉ đáy lò đốt rác của Nhật Bản, trong đó 
Naptalen, Phenantren và Floanten có hàm 
lượng giao động từ 10-1000 μg/kg (tương ứng 
0,01- 1ppm), nồng độ của các PAH còn lại 
đều thấp hơn 100 μg/kg (0,1ppm) [9]. 
Hình 3. Biểu đồ biểu thị hàm lượng PAH trong tro xỉ lò đốt rác phát điện 
Ngô Trà Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 195(02): 11 - 16 
 Email: jst@tnu.edu.vn 16 
Như vậy tại các nghiên cứu nêu trên, mặc dù 
kết quả phân tích không đồng nhất nhưng đều 
khẳng định: có thành phần PAH trong tro xỉ 
lò đốt rác phát điện, hàm lượng các PAH 
được phân tích đều dưới ngưỡng cho phép 
theo tiêu chuẩn của Nhật, Mỹ, Iitalia. Kết 
luận này trùng khớp với kết quả nghiên cứu 
của nhóm tác giả. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Kết quả nghiên cứu của bài báo cho thấy: 
- Có sự tồn tại của 13/13 hợp chất PAH trong 
tro xỉ lò đốt rác phát điện. 
- Hàm lượng PAH ở các Nhà máy, loại mẫu 
là khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào: thành 
phần chất thải đầu vào, nhiệt độ, công nghệ 
đốt. Trong đó tro xỉ lò đốt rác plasma tại Nhà 
máy rác Việt Hùng khi đốt CTR sinh hoạt có 
hàm lượng PAH thấp hơn cả. 
- So sánh kết quả phân tích của bài báo với 
với QCVN 07, tất cả các chỉ tiêu đều nằm 
dưới ngưỡng quy chuẩn, như vậy nếu xét 
riêng với các chỉ số PAH thì tro xỉ lò đốt rác 
phát điện không phải là CTNH. Tuy nhiên để 
kết luận chính xác cần có các phân tích bổ trợ 
liên quan đến nhóm kim loại nặng, phenol, 
dioxin/furan..., để có các biện pháp quản lý an 
toàn cho loại chất thải này. Trong thời gian 
tới nhóm nghiên cứu mong muốn được tiếp 
tục lấy mẫu tro xỉ khi đốt từng loại chất thải 
để xây dựng hoàn thiện bộ số liệu về thành 
phần hóa học của chất thải đầu ra lò đốt rác 
phát điện tại Việt Nam. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Hướng 
dẫn áp dụng kỹ thuật và phương thức môi trường 
tốt nhất hiện có để hạn chế việc phát sinh chất ô 
nhiễm hữu cơ khó phân hủy không chủ định cho lò 
đốt chất thải. 
2. Mahmood Ahmad Khwaja, Jindrich Petrlik 
(2006), POPs in different samples of waste 
incineration residues in Pakistan, International 
POPs Elimination Project – IPEP Website - 
www.ipen.og. 
3. Nguyễn Thị Huệ, Céline Leynarie, Nguyễn 
Hoàng Tùng (2016), Đánh giá sơ bộ sự phát thải 
pentaclobenzen từ một số lò đốt rác thải sinh hoạt 
và lò đốt công nghiệp ở khu vực phía Bắc Việt 
Nam, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự 
nhiên và Công nghệ, Tập 32, Số 4, tr. 40-46. 
4. Aneeta Mary Joseph, Ruben Snellings, Philip 
Van den Heede (2018), etc, The Use of Municipal 
Solid Waste Incineration Ash in Various Building 
Materials: A Belgian Point of View Materials 
(Basel), Published online 2018 Jan 16. 
5. Jindrich Petrlik (2005), After incineration: the 
toxic ash problem – ipen Dioxin, PCBs and Waste 
WG, Re-print from April 2005 Report Prague – 
Manchester. 
6. Ngô Trà Mai (2017), Nghiên cứu thành phần 
chất thải rắn đầu ra của Nhà máy xử lý rác công 
nghệ Plasma xã Việt Hùng, Đông Anh, Hà Nội, 
Hội nghị vật lý kỹ thuật và ứng dụng toàn quốc lần 
thứ V, Hà Nội, tr. 257-262. 
7. GiuseppeMininni, AndreaSbrilli, etc (2007), 
Dioxins, furans and polycyclic aromatic 
hydrocarbons emissions from a hospital and 
cemetery waste incinerator, Atmospheric 
Environment, Volume 41, Issue 38, December 
2007, pp. 8527-8536. 
8. Inger Johansson, Bert Van Bavel (2003), 
Polycyclic aromatic hydrocarbons in weathered 
bottom ash from incineration of municipal solid 
waste, Chemosphere, Volume 53(2). 
9. Masahiro Sato, Yasumasa Tojo, Takayuki 
Matsuo and Toshihiko Matsuto (2011), 
Investigaiton of polycyclic aromatic hydrocarbons 
(PAH) contant in bottom ashes from some 
Japanese waste incineratiors and simple 
estimation of their fate in landfill, Sustain. 
Environ. Res., 21(4), pp. 219-227.