Tuyển tập Cơng trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí tồn quốc lần thứ 21 Nghiên cứu lan truyền khí thải tổ hợp cơng nghệ cao Samsung Thái Nguyên Nguyễn Tiến Cường 1,2,*, Đặng Thế Ba 3, Phạm Thị Minh Hạnh 4, Trần Thị Thanh Huyền 4, Vũ Văn Trường1,2 Khoa Kỹ thuật Ơ tơ Năng lượng, Trường Đại học Phenikaa Viện Nghiên cứu Công nghệ Phenikaa (PRATI) Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Cơ học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam * Email: cuong.nguyentien@phenikaa-uni.edu.vn Tóm tắt: Tổ hợp Cơng nghệ cao Samsung Thái nguyên (SEVT) gồm hai khu là khu SEVT1 SEVT2 nằm khu Công nghiệp Phổ Yên Thái Nguyên Đây nhà máy sản xuất lắp ráp điện thoại hãng Samsung Chính loại khí thải nhà máy loại đặc trưng theo công nghệ sản xuất Để nghiên cứu đánh giá tác động khí thải đến mơi trường sống quanh nhà máy cần thiết phải nghiên cứu lan truyền khí thải Nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm tính tốn lan truyền nhiễm khơng khí METI-LIS Nhật Bản để mô lan truyền chất thải khu vực với liệu đầu vào kết phân tích nồng độ chất thải ống khói, điều kiện khí tượng, xạ mặt trời khu vực nghiên cứu Các kết tính tốn mơ kiểm định cách so sánh với kết thực đo số vị trí khu vực tính tốn Trên sở kết tính tốn khoanh vùng phạm vi ảnh hưởng khí thải Các kết tính tốn cho thấy thời điểm tính toán nồng độ chất thải nằm giới hạn cho phép tiêu chuẩn Study on dispersal of air pollutants of Samsung Electronics VietNam ThaiNguyen Abstract: Samsung Electronics VietNam ThaiNguyen (SEVT) includes SEVT1 and SEVT2, located in Pho Yen Industrial Zone, ThaiNguyen city This is telephone assembling and producing plant of SamSung Therefore, the air emissions are also characteristics of the production technology To study and assess the impact of air pollutants dípersion on the environment in and around the plant, it is necessary to study the emission of these The researchers have used Japan’s model METI-LIS - air pollutants dipersal calculation model to simulate the emission pollutants in this area with analysis result concentration of pollutants in chimmeys, meteorological conditions, solar radiation of the study area The simulation results are verified by comparing with the actual results at some locations in the calculation area.Based on the results of calculations, it is possible to delineate the extent of the effects of the emissions The results also show that at the time of calculating, the concentration of basic pollutants belong within the allowable limit standard Mở đầu Trong năm gần đây, nhiều khu công nghiệp lớn quy hoạch xây dựng Việt Nam Các khu công nghiệp đã, phác thải mơi trường lượng khí 74 Nghiên cứu lan truyền khí thải tổ hợp cơng nghệ cao Samsung Thái Ngun thải khơng nhỏ Chính cần phải có nghiên cứu, đánh giá tác động nguồn thải đến môi trường Trên sở có sách quản lý, quy hoạch khu công nghiệp cách hợp lý Đồng thời hỗ trợ công tác xây dựng kế hoạch ứng cứu cố môi trường khu cơng nghiệp có chất thải độc hại Tập đoàn Samsung xây dựng nhà máy lớn tỉnh Bắc Ninh tỉnh Thái Nguyên Việt Nam Chỉ tính riêng nhà máy SEVT khu cơng nghiệp Phổ n tỉnh Thái Ngun tập đoàn Samsung đầu tư 7.5 tỷ USD sử dụng 70000 nhân công Đây nhà máy sản xuất điện thoại di động hãng Samsung, nguồn gây thải chất thải phụ thuộc vào dây truyền công nghệ sản xuất Trung bình tháng Samsung lại cập nhật cơng nghệ số công đoạn để đáp ứng việc chế tạo sản phẩm Chính việc đánh giá tác động công nghệ tới môi trường nhà máy SEVT quan trọng nhiệm vụ bắt buộc Bộ Tài nguyên Môi trường Việt Nam Để phục vụ việc đánh giá tác động môi trường, SEVT thực phân tích nguồn thải thường suyên quan trắc giám sát môi trường khu vực nhà máy Để có tranh tổng thể chất lượng mơi trường khu vực xung quanh nhà máy ngồi việc quan trắc cần phải sử dụng mơ hình mơ số để tính tốn METI-LIS (Ministry of Economy, Trade and Industry – Low Rise Industrial Source Dispersion MODEL) mơ hình phát triển từ mơ hình lan truyền chất ISC Ủy ban Bảo vệ môi trường Mỹ (Environmental Protection Agency- EPA) Đây phần mềm dduwwocj sử dụng miễn phí Mơ hình phù hợp việc mô san truyền chất thải mơi trường khơng khí khu cơng nghiệp Mơ hình sử dụng Việt Nam nhiều nước giới Tổ hợp nhà máy điện tử Samsung Thái Nguyên Việt Nam SEVT gồm hai nhà máy SEVT1 SEVT2 nằm khu cơng nghiệp Phổ n tính Thái Nguyên Việt Nam (cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 60km) Vị trí nhà máy cấu trúc nhà máy xác định hình Hình Cấu trúc SEVT Nguyễn Tiến Cường cộng 75 Hình Vị trí SEVT (nguồn Google) Thiết lập mơ hình tính 3.1 Điều kiện khí tượng Điều kiện khí tượng thu thập trạm khí tượng Thái Nguyên, khoảng thời gian cho chu kỳ lấy mẫu với thơng số gió, nhiệt độ giờ, thời điểm 1h, 7h, 13h 19h hàng ngày Riêng liệu xạ mặt trời sử dụng số liệu đo trạm Phú Hộ, khoảng thời gian lấy mẫu giờ, vào tất ngày Dữ liệu sử dụng cho tính tốn mơ hình số liệu vịng năm liên tục, từ năm 2012 đến năm 2016 Một số đặc trưng thơng số khí tượng gió nghiên cứu phân tích Hình Hoa gió Nghiên cứu lan truyền khí thải tổ hợp công nghệ cao Samsung Thái Nguyên 76 Đặc trưng gió khu vực dự án thể bảng Từ số liệu thấy tần xuất xuất gió cấp lớn với 46,2%; sau cấp lặng gió, tương ứng với 28,7% 19,9% Đối với phát tán nhiễm khơng khí, gió mạnh, chất thải phán tán xa, nồng độ lại giảm mạnh.Vì vậy, vùng có điều kiện thuận lợi làm giảm nhiễm khí thải từ ống khói Về hướng gió, khu vực theo thơng tin quan trắc năm có đủ hướng gió Tuy vậy, có hai hướng chủ đạo hướng Tây bắc Đông nam, tương ứng tần xuất 15,2% 23,2% Biểu đồ hoa gió trung bình thời gian từ năm 2012 đến năm 2016 thể Hình Bảng Tần suất tốc độ gió theo hướng Hướng gió Cấp gió (BOFO) N NNE NE NEE E EES ES Lặng ESS S Tần SSW SWSWW W WWN WN WNN Tổng xuất (%) 1484 1484 19,9 Cấp 250 45 219 42 276 85 406 35 90 48 56 503 60 2133 28,7 Cấp 339 66 334 61 184 170 1150 131 158 64 62 602 96 3436 46,2 Cấp 10 71 10 164 23 30 22 363 4,9 Cấp 0 1 0 23 0,3 Cấp 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Cấp 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 Tổng 599 119 632 114 465 259 1728 190 279 13 119 11 121 15 1131 162 7441 100,0 Tần xuất 8,0 1,6 8,5 1,5 6,2 3,5 23,2 2,6 3,7 0,2 1,6 0,1 1,6 0,2 15,2 2,2 100,0 Vtb 1,7 1,9 2,2 2,0 1,5 1,9 2,2 2,3 2,1 2,0 1,9 1,6 1,7 1,7 1,7 1,8 Vmax 5,0 7,0 7,0 8,0 5,0 4,0 7,0 6,0 7,0 4,0 6,0 3,0 4,0 4,0 8,0 4,0 3.2 Nguồn thải Tại thời điểm tháng 11 năm 2017 tổ hợp SEVT có 151 ống khói thuộc SEVT1 59 ống khói thuộc SEVT2 Các ống khói có độ cao trung bình (m) đến (m) so với phân xưởng Nóc phân xưởng có độ cao từ (m) đến 12 (m) SEVT đặt tên cho tất ống khói thu thập thơng tin vị trí, độ cao mái nhà, độ cao ống khói, đường kính ống khói để đưa vào mơ hình tính Nguyễn Tiến Cường cộng 77 Về khí thải SEVT lấy mẫu đo trực tiếp miệng ống khói để có thơng số như: nhiệt độ khí thải, vận tốc khí thải nồng độ chất khí thải Một số thơng số nguồn thải thấy Bảng Bảng Tọa độ thông số số nguồn thải Bán Độ cao kính STT Tên nguồn Đơng ống khói Bắc (m) (m) miệng (m) (m) RTO - A 118.5 509.0 18.23 0.55 Tọa độ* Nhiệt độ khí thải (oC) 31.3 Lưu NOx lượng CO (mg/h) (mg/h) (m3/h) SO2 (mg/h) 53002 1060040 265010 180207 RTO - B 111.1 511.0 18.23 0.55 32.6 51976 1039520 259880 176718 ACT 101 196.3 516.6 17.1 0.90 33.2 90647 1812940 453235 308200 ACT 102 188.9 514.7 17.1 0.90 33.2 90647 1812940 453235 308200 ACT 103 172.2 512.9 17.1 0.90 33.2 87900 1758000 439500 298860 Kiểm định mơ hình Để phục vụ kiểm định mơ hình, đồng thời để giám sats mơi trường khu vực nhà máy SEVT bố trí 10 điểm quan trắc nồng độ khơng khí phạm vi nhà máy Dưới (Bảng 3) số thông số quan trắc tháng 10 năm 2017 S T T Tên nguồn KX01 Bảng Thông tin vị trí quan trắc giám sát mơi trường Độ Tốc độ ẩm gióCO NOx Kinh độ (Đ) Vĩ độ (B) Moist Wind (mg/ (mg/ ure speed m3) m3) (%) (m/s) 105.890438 21.424639 67.3 0.4 2.18 0.063 KX02 105.890319 21.421344 67.5 0.5 1.84 0.046 0.062 KX03 105.900293 21.421087 67.1 0.5 2.16 0.038 0.043 KX04 105.900224 21.427494 67.1 0.6 1.65 0.041 0.069 KX05 105.894099 21.425653 67.4 0.6 2.26 0.039 0.041 KX06 105.89706 21.422988 67.8 0.5 1.96 0.037 0.046 KX07 105.897082 21.426802 67 0.4 2.45 0.089 0.083 KX08 105.899252 21.422315 67.2 0.4 1.8 0.027 0.031 KX09 105.899443 21.426961 67.1 0.6 2.56 0.09 0.081 10 KX10 105.899708 21.425796 67.6 0.5 1.62 0.037 0.06 SO2 (mg/ m3) 0.077 Nhóm nghiên cứu tiến kiểm chứng kết tính tốn với số liệu quan trạm thời gian quan trắc (tháng 10 năm 2017) Các kết tính tốn METI-LIS có chênh lệch với kết quan trắc sai khác khơng lớn Ví dụ kết so sánh điểm thể Bảng 78 TT KX01 Nghiên cứu lan truyền khí thải tổ hợp cơng nghệ cao Samsung Thái Nguyên CO tính mg/m Bảng So sánh kết tính tốn với số liệu quan trắc CO đo NO2 tính NO2 đo SO2 tính mg/m 1,36 1,88 mg/m 0,025 0,02 mg/m mg/m 0,036 SO2 đo mg/m3 0,037 Kết tính tốn Nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm METI-LIS với liệu nguồn thải khí tượng nêu để tính tốn mơ lan truyền khí thải Ngồi việc tính tốn lan truyền theo hướng gió thịnh hành quan trắc nhóm sử dụng mơ hình để tính cho tình cực đoan trường hợp lặng gió Các kết tính nồng độ trung bình năm số chất nồng độ cực đoan lặng gió thời gian thể hình sau 5.1 Kết tính nồng độ chất trung bình năm SO trung bình năm Bụi trung bình năm NO trung bình năm H SO trung bình năm Nguyễn Tiến Cường cộng 79 HCL trung bình năm HNO trung bình năm VOCs trung bình năm Hơi kiềm trung bình năm 5.2 Kết tính nồng độ chất lặng gió Phân bố nồng độ CO giờ, lặng gió Phân bố HCL giờ, lặng gió 80 Nghiên cứu lan truyền khí thải tổ hợp cơng nghệ cao Samsung Thái Nguyên Phân bố kiềm giờ, lặng gió Phân bố VOCs giờ, lặng gió Kết luận Các kết tính tốn mơ hình METI-LIS cho thấy: o Nồng độ chất thải tập trung chủ yếu khu vực nhà máy, nồng độ chất thải tính tốn lớn nằm giới hạn cho phép quy chuẩn Việt Nam o Từ kết tính cho thấy tùy thuộc vào mùa (hướng gió) mà số khu vực dân cư lân cận khu công nghiệp (dân cư chủ yếu tập trung phía Nam phía Tây nhà máy) có chịu ảnh hưởng Nhưng nồng độ chất phác thải khu vực thấp (chi tiết thấy đồ phác thải tính trên) o Trong trường hợp lặng gió nồng độ chất thải tăng lên nhanh khu vực nhà máy khả có ảnh hưởng khơng nhỏ đến sức khỏe công nhân nhà máy o Một số loại chất thải khu cơng nghiệp Samssung chưa có quy chuẩn môi trường Việt Nam nồng độ kiềm Chính cần bổ sung Quy chuẩn điều kiện cho phép kiềm vào hệ thống quy chuẩn nồng độ hóa chất mơi trường sống Việt Nam Mơ hình tính tốn lan truyền chất thải góp phần vào việc đánh giá tác động cụm công nghiệp Samsung đến môi trường đồng thời giúp nhà máy xay dựng kế hoạch ứng phó với tình khơng mong muốn trường hợp lặng gió Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 107.03-2017.12 Nhóm nghiên cứu trân trọng cảm ơn ông Jung Beong Young phụ trách môi trường an toàn lao động SEVT Trung tâm Tư vấn Công nghệ Môi trường (Tổng Cục Môi trường, Bộ Tài nguyên Mỗi trường) hỗ trợ điều kiện thuận lợi thời gian thực nghiên cứu Tài liệu tham khảo [1] Các Quy chuẩn Việt Nam nồng độ khí thải công nghiệp [2] Các Quy chuẩn Việt Nam nồng độ chất thải cho phép môi trường sống [3] Tài liệu hướng dẫn sử dụng METI-LIS [4] Tài liệu khí tượng thủy văn tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam [5] Tài liệu thiết kế SEVT