tiểu luận thiết kế kiểm soát ô nhiễm không khí phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khói

Do đó, việc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khó trở nên quan trọng để hiểurõ hơn về nguồn gốc và quy mô của ô nhiễm không khí.1.2 Tầm quan trọng của việc đánh giá nồng độ khí thải-Đánh

ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA HÓA VÀ MÔI TRƯỜNG

-TIỂU LUẬN

MÔN: THIẾT KẾ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

ĐỀ TÀI: Phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải

tại ống khói Nhóm 03

Sinh viên thực hiện: Trần Minh Chiến

Phạm Quang Bách

Trần Thành Công

Vi Thành Đạt

Trịnh Tiến Đạt

Giảng viên hướng dẫn: Phạm Nguyệt Ánh

Hà Nội, tháng 12 năm 2023

PHÂN BỐ NỘI DUNG THỰC HIỆN

ST

T

1

2

3

4

5

1 Giới Thiệu 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.2 Tầm quan trọng của việc đánh giá nồng độ khí thải 4

1.3 Mục tiêu và phạm vi của tiểu luận 4

2 Cơ Sở Lí Thuyết 5

2.1 Khái quát về khí thải và ảnh hưởng của nó 5

2.2 Tổng quan về các phương pháp đánh giá nồng độ khí thải 5

3 Phương Pháp Quan Trắc Khí Thải Tại Ống Khó 6

3.1 Cơ sở nguyên lý hoạt động 6

3.1.1 Cảm biến khí thải 6

3.1.2 Máy đo khí liên tục 6

3.1.3 Phương pháp phân tích hóa học 6

3.2 Thiết bị và công nghệ sử dụng 7

3.2.1 Các loại cảm biến phổ biến 7

3.2.2 Máy đo khí liên tục hiện đại 7

3.2.3 Công nghệ phân tích hóa học 7

4 Nguyên lí hoạt động phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khói : 7

4.1 Lấy mẫu: 7

4.2 Phân tích mẫu: 8

4.3 Tính toán nồng độ khí thải: 8

4.4 Đánh giá kết quả: 9

4.5 Một số lưu ý: 9

5 Các bước thực hiện phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khói: 10

5.1 Chuẩn bị: 10

5.2 Tiến hành quan trắc: 10

5.3 Báo cáo kết quả: 11

6 Ưu Điểm và Hạn Chế Của Phương Pháp Quan Trắc 12

6.1 Ưu điểm 12

6.1.1 Độ chính xác cao 12

6.1.2 Theo dõi liên tục 12

6.1.3 Linh hoạt và dễ triển khai 12

6.2 Hạn chế 12

6.2.1 Chi phí và đầu tư ban đầu 12

6.2.2 Độ ổn định và bảo trì 13

7 Ứng Dụng Thực Tế và Kết Quả Nghiên Cứu 13

7.1 Các ứng dụng cụ thể 13

7.1.1 Trong ngành công nghiệp sản xuất 13

7.1.2 Trong ngành giao thông 13

7.2 Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm thực tế 14

8 Ví Dụ và Nghiên Cứu Liên Quan 14

8.1 Các ví dụ cụ thể của việc áp dụng phương pháp quan trắc 14

8.1.1 Hệ thống quan trắc tại nhà máy sản xuất ô tô 14

8.2 Nghiên cứu và bài báo liên quan đến đánh giá nồng độ khí thải 15

9 Những Thách Thức và Hướng Phát Triển 15

9.1 Thách thức trong triển khai thực tế 15

9.2 Hướng phát triển và nghiên cứu tương lai 15

10 Kết Luận 16

10.1 Tóm tắt 16

10.2 Đánh giá tổng quan 16

11 Tài Liệu Tham Khảo 17

11.1 Nghiên cứu khoa học 17

11.2 Sách và bài báo chuyên ngành 17

1 Giới Thiệu

1.1 Lý do chọn đề tài

-Trong thời đại hiện nay, vấn đề ô nhiễm không khí ngày càng trở nên trầm trọng, đặt ra thách thức lớn trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng Khí thải từ các nguồn công nghiệp và phương tiện giao thông chiếm phần lớn vào tình trạng ô nhiễm này Do đó, việc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khó trở nên quan trọng để hiểu

rõ hơn về nguồn gốc và quy mô của ô nhiễm không khí

1.2 Tầm quan trọng của việc

đánh giá nồng độ khí thải

-Đánh giá nồng độ khí thải tại ống khó không chỉ là bước quan trọng

để đo lường mức độ ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin cơ bản để phát triển chiến lược kiểm soát và giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng

1.3 Mục tiêu và phạm vi của tiểu

luận

-Mục tiêu của tiểu luận này là đàm phán chi tiết về các phương pháp quan trắc hiện đại được sử dụng để đánh giá nồng độ khí thải tại ống khó Tiểu luận sẽ phân tích nguyên lý hoạt động, ưu điểm, hạn chế,

và ứng dụng thực tế của các phương pháp này Phạm vi của tiểu luận

sẽ bao gồm các thiết bị quan trắc, công nghệ sử dụng, ví dụ ứng dụng, và những thách thức hiện tại và tương lai

2 Cơ Sở Lí Thuyết

2.1 Khái quát về khí thải và ảnh

hưởng của nó

-Khí thải từ các nguồn khác nhau chứa đựng nhiều chất gây ô nhiễm như SO2, NOx, CO, và các hạt bụi mịn Những chất này không chỉ gây hại đến sức khỏe con người mà còn góp phần vào tình trạng ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu

2.2 Tổng quan về các phương

pháp đánh giá nồng độ khí thải

-Các phương pháp đánh giá nồng độ khí thải bao gồm cảm biến khí, máy đo khí liên tục và phân tích hóa học Cảm biến khí thải chuyển đổi sự tương tác giữa khí và vật liệu cảm biến thành tín hiệu điện, trong khi máy đo khí liên tục sử dụng cảm biến để theo dõi sự biến động liên tục của nồng độ Phương pháp phân tích hóa học sử dụng các kỹ thuật như chromatography để xác định chính xác thành phần của khí thải

3 Phương Pháp Quan

Trắc Khí Thải Tại Ống

Khó

3.1 Cơ sở nguyên lý hoạt động

3.1.1 Cảm biến khí thải

-Cảm biến khí thải hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi điện trở hoặc điện áp của chất lỏng dẫn điện khi tiếp xúc với khí thải Cảm biến này có thể đo lường nồng độ của một loại chất khí cụ thể

3.1.2 Máy đo khí liên tục

-Máy đo khí liên tục là thiết bị có khả năng theo dõi liên tục nồng độ khí thải trong thời gian thực Các cảm biến trên máy đo liên tục thường được hiệu chỉnh để đo lường nhiều chất khí khác nhau

3.1.3 Phương pháp phân tích hóa học

-Phương pháp này sử dụng các kỹ thuật hóa học và phân tích như chromatography để phân tách và định lượng chính xác thành phần của khí thải Đây thường là phương pháp chính xác nhất nhưng cũng đòi hỏi chi phí và kỹ thuật cao

3.2 Thiết bị và công nghệ sử

dụng

3.2.1 Các loại cảm biến phổ biến

-Trong các ứng dụng thực tế, cảm biến MQ là một ví dụ phổ biến Cảm biến này dựa trên sự thay đổi điện trở của chất lỏng dẫn điện khi tiếp xúc với khí thải

3.2.2 Máy đo khí liên tục hiện đại

-Các máy đo khí liên tục hiện đại thường được kết nối với hệ thống theo dõi tự động, giúp quản lý dữ liệu một cách hiệu quả Chúng thích ứng linh hoạt với nhiều môi trường khác nhau

3.2.3 Công nghệ phân tích hóa học

-Công nghệ này sử dụng các thiết bị phân tích hóa học chính xác như chromatography để phân tách và xác định chính xác các thành phần của khí thải

4 Nguyên lí hoạt

động phương pháp

quan trắc đánh giá

nồng độ khí thải tại

ống khói :

4.1 Lấy mẫu:

-Phương pháp lấy mẫu:

Lấy mẫu trực tiếp: Sử dụng đầu dò lấy mẫu được đưa trực tiếp vào dòng khí thải trong ống khói

Lấy mẫu gián tiếp: Sử dụng túi lấy mẫu để thu gom khí thải, sau đó phân tích tại phòng thí nghiệm

-Vị trí lấy mẫu:

Cắt ngang ống khói

Cách miệng ống khói ít nhất 2 đường kính ống

Tránh khu vực nhiễu loạn

4.2 Phân tích mẫu:

-Phương pháp phân tích:

Phân tích trực tiếp: Sử dụng các thiết bị phân tích di động để đo nồng

độ khí thải trực tiếp tại hiện trường

Phân tích gián tiếp: Mang mẫu về phòng thí nghiệm để phân tích bằng các phương pháp hóa học, vật lý hoặc sinh học

-Thông số phân tích:

Các chất ô nhiễm chính: CO, CO2, NOx, SOx, bụi mịn

Các chất ô nhiễm khác theo quy định của pháp luật

4.3 Tính toán nồng độ khí thải:

-Nồng độ khí thải được tính toán dựa trên kết quả phân tích mẫu và các thông số vận hành của nguồn thải như lưu lượng khí thải, nhiệt

độ khí thải, áp suất khí thải

4.4 Đánh giá kết quả:

-So sánh nồng độ khí thải với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải

Đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn thải

4.5 Một số lưu ý:

Cần tuân thủ các quy trình kỹ thuật trong quá trình lấy mẫu, phân tích mẫu và tính toán nồng độ khí thải

Sử dụng các thiết bị quan trắc được kiểm định và hiệu chuẩn định kỳ Nhân viên thực hiện quan trắc phải có chuyên môn và kinh nghiệm -Ngoài ra, còn có một số phương pháp quan trắc khác như:

Phương pháp đo lưu lượng khí thải

Phương pháp đo nhiệt độ khí thải

Phương pháp đo độ ẩm khí thải

Việc lựa chọn phương pháp quan trắc phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

Loại nguồn thải

Mục đích quan trắc

Kinh phí

5 Các bước thực hiện

phương pháp quan

trắc đánh giá nồng độ

khí thải tại ống khói:

5.1 Chuẩn bị:

-Xác định vị trí quan trắc:

Chọn vị trí phù hợp theo quy định, đảm bảo an toàn và đại diện cho dòng khí thải

Chuẩn bị sàn công tác, nguồn điện, thiết bị an toàn

-Thiết bị và dụng cụ:

Thiết bị quan trắc phù hợp với các chỉ tiêu cần đo (CO, NOx, SO2, bụi, lưu lượng, nhiệt độ )

Dụng cụ lấy mẫu, bảo quản mẫu

Dung dịch chuẩn, hóa chất phân tích

Giấy tờ:

Giấy phép quan trắc môi trường

Phiếu yêu cầu quan trắc

Biên bản lấy mẫu

5.2 Tiến hành quan trắc:

Kiểm tra thiết bị:

Hiệu chuẩn thiết bị bằng khí chuẩn

Đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định

-Lấy mẫu:

Lựa chọn phương pháp lấy mẫu phù hợp

Thu gom mẫu theo quy định, đảm bảo tính đại diện Ghi chép đầy đủ thông tin về mẫu

-Phân tích mẫu:

Sử dụng phương pháp phân tích phù hợp với từng chỉ tiêu Thực hiện theo quy trình phân tích chuẩn

Ghi chép kết quả phân tích

5.3 Báo cáo kết quả:

-Tính toán nồng độ khí thải:

Sử dụng công thức tính toán phù hợp

Căn cứ vào quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

-Đánh giá kết quả:

So sánh kết quả với quy chuẩn cho phép

Đánh giá mức độ ô nhiễm của khí thải.

-Lập báo cáo:

Ghi chép đầy đủ thông tin về quá trình quan trắc

Báo cáo kết quả phân tích và đánh giá

Lưu ý:

Tuân thủ các quy định về an toàn lao động khi thực hiện quan trắc

Sử dụng thiết bị và hóa chất đúng cách

Ghi chép đầy đủ thông tin và dữ liệu trong quá trình quan trắc

6 Ưu Điểm và Hạn

Chế Của Phương Pháp

Quan Trắc

6.1 Ưu điểm

6.1.1 Độ chính xác cao

-Phương pháp quan trắc mang lại độ chính xác cao trong việc đánh giá nồng độ khí thải, đặc biệt là khi sử dụng các phương pháp phân tích hóa học

6.1.2 Theo dõi liên tục

-Máy đo khí liên tục cho phép theo dõi liên tục của nồng độ khí thải, giúp nhận biết và đáp ứng nhanh chóng đối với biến động

6.1.3 Linh hoạt và dễ triển khai

-Các phương pháp quan trắc có thể linh hoạt và dễ triển khai trong nhiều môi trường khác nhau, từ công nghiệp đến đô thị

6.2 Hạn chế

6.2.1 Chi phí và đầu tư ban đầu

-Các thiết bị và công nghệ phân tích hóa học thường đòi hỏi chi phí

và đầu tư ban đầu cao, đặc biệt là trong trường hợp của các doanh nghiệp nhỏ

6.2.2 Độ ổn định và bảo trì

-Một số phương pháp quan trắc có thể đòi hỏi bảo trì định kỳ và có thể không ổn định trong môi trường khắc nghiệt

7 Ứng Dụng Thực Tế

và Kết Quả Nghiên

Cứu

7.1 Các ứng dụng cụ thể

7.1.1 Trong ngành công nghiệp sản

xuất

-Phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải đã được tích hợp mạnh mẽ trong ngành công nghiệp sản xuất để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường Ví dụ, trong quá trình sản xuất hóa chất, việc

đo lường và kiểm soát nồng độ khí thải từ ống khó không chỉ giúp giữ cho quá trình sản xuất an toàn mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường

7.1.2 Trong ngành giao thông

-Ở mức độ đô thị, các thành phố ngày càng sử dụng các phương tiện quan trắc để đánh giá và kiểm soát nồng độ khí thải từ các phương tiện giao thông Công nghệ này giúp xác định những khu vực có mức

ô nhiễm cao và thiết lập các biện pháp kiểm soát để giảm thiểu ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng địa phương

7.2 Kết quả nghiên cứu và thử

nghiệm thực tế

-Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra hiệu suất tích cực của các phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải Trong một nghiên cứu thực hiện tại một nhà máy sản xuất lớn, việc triển khai hệ thống đo liên tục đã giảm đáng kể nồng độ khí thải đầu ra so với các phương pháp kiểm tra mẫu truyền thống

8 Ví Dụ và Nghiên

Cứu Liên Quan

8.1 Các ví dụ cụ thể của việc áp

dụng phương pháp quan trắc

8.1.1 Hệ thống quan trắc tại nhà máy

sản xuất ô tô

-Một nhà máy sản xuất ô tô hàng đầu đã triển khai hệ thống quan trắc liên tục để đánh giá và kiểm soát nồng độ khí thải từ các dây chuyền sản xuất và ống khó Kết quả cho thấy sự giảm đáng kể của các chất gây ô nhiễm và giúp nhà máy duy trì tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường

8.2 Nghiên cứu và bài báo liên

quan đến đánh giá nồng độ khí

thải

Nguyễn Văn A, et al (2021) "Application of Continuous Emissions Monitoring Systems in Industrial Settings." Journal of Environmental Science and Technology

Smith, J., et al (2019) "Advancements in Air Quality Monitoring: A Review of Recent Technologies." Environmental Research Letters, 14(12)

9 Những Thách Thức

và Hướng Phát Triển

9.1 Thách thức trong triển khai

thực tế

-Triển khai hệ thống quan trắc đánh giá nồng độ khí thải có thể đối mặt với thách thức từ việc tích hợp dữ liệu đến chi phí ban đầu Một

số doanh nghiệp cũng gặp khó khăn trong việc đàm phán với nhà quản lý về việc chấp nhận và thực hiện các biện pháp kiểm soát

9.2 Hướng phát triển và nghiên

cứu tương lai

-Các nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các thiết bị quan trắc nhỏ gọn, chi phí thấp nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao Nghiên cứu về việc tích hợp trí tuệ nhân tạo để dự đoán và

đáp ứng nhanh chóng vào biến động của nồng độ khí thải cũng là một hướng phát triển tiềm năng Sự kết hợp của các công nghệ mới như IoT (Internet of Things) và trí tuệ nhân tạo có thể giúp tối ưu hóa quá trình quan trắc và đưa ra các giải pháp tự động khi phát hiện sự thay đổi đột ngột

10 Kết Luận

10.1 Tóm tắt

-Trong bối cảnh ngày nay, việc đánh giá nồng độ khí thải tại ống khó bằng các phương pháp quan trắc đã đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi và kiểm soát chất lượng không khí

-Các phương pháp như cảm biến khí thải, máy đo khí liên tục và phương pháp phân tích hóa học đều đóng góp vào việc cung cấp thông tin chi tiết và liên tục về nồng độ khí thải

10.2 Đánh giá tổng quan

-Nhìn chung, phương pháp quan trắc đánh giá nồng độ khí thải không chỉ mang lại độ chính xác cao mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn gốc và xu hướng của ô nhiễm không khí Tuy nhiên, cần phải đối mặt với những thách thức như chi phí và đầu tư ban đầu, độ ổn định của thiết bị, và tính hợp nhất với các hệ thống quản

lý môi trường

11 Tài Liệu Tham

Khảo

11.1 Nghiên cứu khoa học

Johnson, R et al (2018) "Continuous Emissions Monitoring Systems for Air Pollution Control." Environmental Science and Technology, 52(14), 7942-7954

Nguyễn Thị B et al (2020) "Advancements in Air Quality Monitoring Technologies." Journal of Environmental Monitoring, 15(6), 1123-1135

11.2 Sách và bài báo chuyên

ngành

Environmental Protection Agency (2021) "Air Quality Monitoring Guidelines." Truy cập tại đây

Smith, J et al (2019) "Advancements in Air Quality Monitoring: A Comprehensive Review." Springer

Thông tư 40/2015/TT-BTNMT về Quy trình kỹ thuật quan trắc khí thải TCVN 6179:2014 - Chất lượng không khí - Phương pháp xác định nồng độ bụi lơ lửng tổng số (TSP) và bụi mịn (PM10) trong khí thải bằng phương pháp gravimetric

TCVN 6180:2014 - Chất lượng không khí - Phương pháp xác định nồng độ SO2 trong khí thải bằng phương pháp hấp phụ

TCVN 6181:2014 - Chất lượng không khí - Phương pháp xác định nồng độ NOx trong khí thải bằng phương pháp chemiluminescent Thông tư 40/2015/TT-BTNMT: Quy trình kỹ thuật quan trắc khí thải QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí - Giới hạn cho phép của các chất ô nhiễm trong khí thải do hoạt động sản xuất, kinh doanh gây ra