Lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanh

Lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanhLấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanh

Phần 1: Lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanh Bài 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU SULPHUR DIOXIDE (SO2)

TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH (Phương pháp Tetracloromercurat (TCM)/Pararosanilin – TCVN 5971 – 1995) 1.1 Giới thiệu chung

Sức khỏe của con người là vô cùng quan trọng, tuy nhiên nó lại dễ dàng bị ảnh hưởng cũng như để lại nhưng hậu quả khôn lường khi chúng ta tiếp xúc, hít thở, sinh hoạt với bầu không khí ô nhiễm Đặc biệt có thể kể đến là ô nhiễm không khí bởi khí SO2, nó xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hoà tan với nước bọt, từ đó qua đường tiêu hoá để ngấm vào máu hoặc kết hợp với các hạt nước nhỏ hoặc bụi ẩm để tạo thành các hạt axít

H2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệ thống bạch huyết.Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển hoá đường và protêin, gây thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe2+ (hoà tan) thành Fe3+(kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở

SO2kk xâm nhập vào máu biến đổi Fe (II) Fe(III) khó thở

 Chỉ tiêu cần giám sát đối với SO2:

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh đối với chỉ tiêu

SO2 (QCVN 05:2013/BTNMT) như sau:

Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 24

giờ Trung bình năm Sulphur Dioxide

(SO2), (μg/mg/m3) 350 125 50

1.2 Thực hành:

1.2.1 Nguyên tắc của phương pháp phân tích:

Dung dịch hấp thụ là K2(HgCl4) hoặc Na2(HgCl4)

Hợp phức Dichlorosurate Mercurate II (có thể lưu trữ một thời gian trước khi phân tích Khi phân tích + HClO

+ HCl

Phức chất axít Pararosaniline Methylsulfonic có màu hồng tím

1.2.2 Lấy mẫu:

Vì lí do thời tiết, nhóm chúng em thực hiện với mẫu tại phòng thí nghiệm, nên không có số liệu về thời gian, địa điểm, thời tiết, lưu lượng lấy mẫu

Thể tích của mẫu: tiến hành pha loãng mẫu phòng thí nghiệm theo tỉ lệ 1:5 và 1:6 (mẫu phòng thí nghiệm:nước cất), V = 10mL

1.2.3 Tiến hành:

Cho 30 ml dung dịch hấp thụ TCM vào mỗi impinger (sử dụng 2 impinger) và lắp bộ lấy mẫu theo hình sau

Chọn vị trí thu mẫu, đầu Impinger phải được đặt quay về hướng gió

Thời gian lấy mẫu là 30 phút, lưu lượng hút từ 0,5 L/phút

Ghi lại thể tích, áp suất khí quyển, nhiệt độ không khí

Chuyển dung dịch hấp thụ trong 2 ống impinger vào chai chứa mẫu, lắc đều Mẫu sau khi lấy phải phân tích ngay, nếu không phải lưu trữ ở 5oC và không lâu hơn 24h

 Lưu ý:

Nếu mẫu của phòng thí nghiệm có kết tủa, điều đó có thể do phản ứng của thủy ngân (II) kết tủa với hợp chất của sulphur có tính khử Loại bỏ kết tủa này bằng lọc hoặc ly tâm trước khi phân tích

Kết quả là tốt nhất nếu thu được 0,25 µg ÷ 2.5 µg (0.1 µl ÷ 0.95 µl ở 25ºC và 101.3 kPa) SO2 trong 1 mL dung dịch hấp thu bẫy được

1.3 Kết quả, phân tích:

 Phân tích:

Ống chứa dung dịch hấp thu

Ống khô

Ống silicagel

Khí vào

Máy hút khí

Lấy 5 bình định mức loại 25ml đánh số từ 0 đến 4 để tiến hành làm đường chuẩn, hai bình dùng phân tích mẫu hiện trường và một bình phân tích mẫu của phòng thí nghiệm (tổng cộng 8 bình Tiến hành cho theo bảng sau:

Bình Dung dịch

1

Mẫu 2 Dung dịch chuẩn SO2-

-TCM(mL)

-Dung dịch hấp thụ TCM (mL) 10 9.5 9 8.5 8 - -Dung dịch TCM sau khi lấy mẫu - - - 10 10

HCHO (cho sau 10ph) (mL) 2 2 2 2 2 2 2

Định mức với nước cất đến 25mL

5

C*2 5

 Để 30p  Đo độ hấp thu với λ = 560nm

 Kết quả:

 Lập đường chuẩn:

Độ hấp thụ

Nồng độ

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

f(x) = 0.2 x − 0 R² = 1

Nồng độ SO2 (µg/mL)

Hình 1.1 Biểu đồ thể hiện mối tương quan của độ hấp thu màu và nồng độ SO2

(µg/mL) trong không khí

 Nồng độ SO2 trong mẫu được tính theo phương trình: Amẫu = 0.1961xCmẫu – 0.0002

 Tính toán số liệu:

Nồng độ SO2 trong không khí được tính bằng công thức:

CSO2 kk = C x 25 x V 1 V 2 x Vk x 1000 (µg/m3)

CSO2 kk: Nồng độ SO2 trong mẫu khí đã thu (µg/m3)

C x25: Khối lượng SO2 có trong dung dịch phân tích (µg)

V1: Tổng thể tích dung dịch đem hấp thu mẫu (mL)

V2: Thể tích dung dịch mẫu lấy ra phân tích (mL)

Vk: Thể tích khí lấy mẫu, tính theo điều kiện chuẩn (lít)

Vk = (273+t )298 Vtt

Vtt: Thể tích khí lấy mẫu thực tế tại hiện trường ứng với nhiệt độ t (ºC)

Thể tích khí lấy mẫu

Vtt = 100L

Vk = (273+t )298 Vtt = (273+32)298 x 100 = 97.71 Lít

Nồng độ SO2 trong không khí được tính bằng công thức:

Mẫu 1: C = 0.516

CSO2 kk = C x 25 x V 1 V 2 x Vk x 1000 = 0.516 x 25 x 40 20 x 97.71 x 1000 = 264.05 µg/m3

Mẫu 2: C = 0.429

CSO2 kk = C x 25 x V 1 V 2 x Vk x 1000 = 0.429 x 25 x 40 20 x 97.71 x 1000 = 219.53 µg/m3

 So sánh với QCVN:

0 Mẫu 1 Mẫu 2

50 100 150 200 250 300 350 400

QCVN 05:2013/BTNMT

Hình 1.2 Biểu đồ thể hiện sự tương quan giữa nồng độ SO2 trong mẫu thu được ở hiện trường với QCVN 05:2013/BTNMT

1.4 Nhận xét:

Theo như biểu đồ hình 1.2, nồng độ SO2 trong cả hai mẫu được tiến hành thí nghiệm

so với QCVN 05:2013/BTNMT đều thấp hơn  không bị ô nhiễm SO2, nồng độ nằm trong giới hạn cho phép đối với sức khỏe con người

Mẫu được tiến hành thí nghiệm là mẫu trong phòng thí nghiệm, được pha loãng từ 5 đến 6 lần, vì vậy mà hàm lượng SO2 trong mẫu giảm nhiều lần Do đó, kết quả nồng độ

SO2 thu được đều thấp hơn QCVN

Bài 10: MÔ HÌNH CYLONE 10.1 Giới thiệu chung:

 Lý thuyết:

Cyclone là thiết bị xử lí bụi được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất bột giấy, thức ăn gia xúc, sản xuất phân bón, xi măng,…

Lọc bụi bằng cyclone là phương pháp xử lí phù hợp với nhiều kích cỡ khác nhau của hạt bụi Cyclone đơn lọc bụi hiểu quả với những hạt bụi có đường kính từ 15µm đến 20µm; đối với những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn, từ 5µm đến 10µm, người ta cải tiến bằng cách ghép nhiều cyclone theo cách song song hoặc nối tiếp Trong trường hợp lắp cyclone nối tiếp, cyclone sau phải có hiểu suất xử lí cao hơn cyclone trước; lắp song song thì hiệu suất xử lí của các cyclone là như nhau

Cyclone là thiết bị xử lí bụi bằng lực li tâm, có cấu tạo rất đa dạng, nhưng về nguyên tắtc cơ bản thì bao gồm: thân cyclone thường là hình trụ, có đáy là hình chóp cụt Ống khí

đi vào cyclone có dạng khối hình chữ nhật và lắp theo phương tiếp tuyến với thân của cyclone Đỉnh của cyclone có ống tròn là nơi dòng khí sau khi xử lí đi ra Đáy của cyclone nối với ống xả bụi là nơi bụi sau khi xử lí chờ được loại bỏ

 Nguyên lí hoạt động:

Dòng khí nhiễm bụi đưa vào cyclone bằng ống khí, chuyển động theo phương tiếp tuyến với thân cyclone, sau đó tiếp tục chuyển động theo hình xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó các hạt bụi dưới tác dụng của lực li tâm, vằng vào thành cyclone Tiến đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoáy trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực, từ đó ra khỏi cyclone qua

ống xả bụi Dòng khí xoáy vào và dòng khí sạch xoáy ra là hai dòng độc lập với nhau Trên thực lế, tại ống ncho dòng khí sạch đi ra, người ta lắp thêm một quạt hút, để hổ trợ, hút toàn bộ dòng khí sạch đi ra ngoài

Để tiến hành loại bỏ lượng bụi sau khi xử lí, thực tế người ta thường làm thêm van đóng mở ở chỗ nối giữa cyclone với ống xả bụi, như vậy, cyclone đang hoạt động bình thường, người ta vẫn tiến hành thu gom lượng bụi đã được xử lí bằng cách khóa van lại

 Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản

Làm việc được trong môi trường có

nhiệt độ cao

Bụi thu gom ở dạng bụi khô

 Nhược điểm:

Hiệu suất giảm đối với những hạt bụi nhỏ < 5µm

Không thể thu hồi được bụi kết dính

Trở lực ổn định

Hiệu suất lọc bụi cao

Vận hành đơn giản

Hình 10.1 Mô hình cyclone lọc bụi.

10.2 Thực hành:

Vì sự hạn hẹp của thời gian cũng như không đủ điều kiện thực hành, nhóm chúng em chỉ tìm hiểu về nguyên lí hoạt động của cyclone

Bài 11: MÔ HÌNH THU BỤI BẰNG TÚI VẢI 11.1 Giới thiệu chung:

 Lý thuyết:

Lọc bụi bằng túi vải là mô hình xử lí bụi được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp như: chế biến gỗ, giấy, cơ khí và luyện kim, các ngành phát sinh bụi từ khâu đập, sàn, nghiền nguyên liệu, đặc biệt là trong nhà máy sản xuất xi măng

Lọc bụi bằng túi vải có năng suất lọc từ 10 – 150 m3/ phút, (có thể thiết kế theo yêu cầu); lọc hiệu quả đối với những hạt bụi có đường kính rất nhỏ, lớn hơn hoặc bằng 1µm, đặc biệt là những hạt bụi mịn, khô, khó tách khỏi không khí Hiệu suất tách bụi đạt từ 99,61 ÷ 99,74% khi nồng độ bụi trong không khí từ 3,26 ÷ 8,34 g/m3

Trong mô hình xử lí bụi bằng túi vải, tuỳ thuộc vào mục đích và dây chuyền sản xuất, túi vải trên thực tế có rất nhiều loại để đáp ứng nhu cầu cũng như hiiệu quả xử lí cần đạt được của công ty: vải lọc thường, vải lọc chịu dầu và nước, vải lọc chống tĩnh điện, vải lọc chịu nhiệt độ cao, vải lọc khói bền nhiệt độ và hóa chất…

Vải lọc thường được may thành túi lọc hình tròn đường kính D=125~250 mm hay lớn hơn và có chiều dài 1,5 đến 2 m Cũng có khi may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng b=20~60mm; Dài l=0,6~2m Trong một thiết bị có thể có hàng chục tới hàng trăm túi lọc Với túi lọc tròn – dài, người ta thường may kín một đầu túi, đầu kia để trống Khi làm việc, đầu để trống được liên kết với cổ dẫn khí lọc vào túi trên mặt sàng phân cách của buồng lọc bụi Khi cho không khí trước khi lọc đi vào trong túi qua cổ, dòng khí đi xuyên qua túi vải ra khoang khí sạch và thoát ra ngoài

 Cấu tạo đơn giản của một mô hình lọc bụi bằng túi vải:

+ Khung bao quanh gọi là vỏ máy

+ Van đầu ra nơi khí sạch sau khi đã được lọc bụi đi ra, đường ống đầu ra đường ống dẫn khí sạch sau khi được lọc

+ Cửa xả bụi

+ giá đỡ hay khung đỡ bằng tấm thép giúp làm cho các túi lọc chắc chắn hơn

+ khí nén giúp làm sạch bụi (đối với mô hình lọc bụi túi vải bằng phương pháp khí nén) hoặc máy cơ rung giũ làm sạch bụi (đối với mô hình lọc bụi túi vải bằng phương pháp rung giũ)

 Nguyên lí hoạt động:

Nguyên lý lọc bụi của vải trong xử lí khí thải như sau: cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại trên bề mặt vải, các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải lọc do va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được

cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% và lọc được cả các hạt rất nhỏ là nhờ có lớp trợ lọc Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả năng lọc

Trên thực tế, có nhiều mô hình lọc bụi bằng túi vải: giũ bụi, khí nén…

 Mô hình lọc bụi bằng túi vải theo phương pháp giũ bụi:

Dòng khí mang bụi đi vào bên trong túi vải, lúc này, bụi sẽ được giữ lại bên trong túi

và dòng khí sạch đi ra ngoài Đến một áp suất theo yêu cầu hay theo một khoảng thời gian nhất định, người ta sẽ ngừng lọc bụi và tiến hành giũ bụi, đây là phương pháp giũ bụi cơ học, sử dụng máy cơ được gắn trên đỉnh của túi vải, rung lắc để bụi rớt ra khỏi túi vải hoàn toàn, loại bỏ bụi và tiếp tục quá trình lọc bụi

 Mô hình lọc bụi bằng túi vải theo phương pháp khí nén:

Dòng khí lẫn bụi được nạp vào cửa vào của thiết bị lọc bụi nhờ quạt hút, do tốc độ của dòng khí giảm đột ngột (diện tích mở rộng) nên phần lớn hạt bụi mất vận tốc và rơi trực tiếp xuống phễu Khí với bụi còn lại đi vào từng buồng riêng biệt chứa đựng túi lọc

và đi lên giữa các túi Bụi được giữ lại trên bề mặt bên ngoài của túi lọc do lực hút tĩnh

điện giữa các hạt bụi; chỉ khí sạch được xuyên qua lớp vải lọc và đi ra phần đỉnh ở bên trên tấm dạng ống, sau đó vào đường ống đầu ra và đi ra ngoài

Bụi được gỡ bỏ từ túi lọc bởi lực nén của khí nén vào trong lòng túi lọc (thông qua hệ thống van điện từ và bình tích khí nén), áp suất thông thường khoảng 4 bar Trong suốt quá trình làm sạch, bụi rơi vào phễu và được vận chuyển đi thông qua hệ thống xả và vận chuyển dưới đáy lọc bụi Trong quá trình lọc, bụi tích lại ở bên ngoài túi vải và làm tăng trở kháng vận hành dần dần Khi trở kháng đạt đến một giá trị cài đặt trước, bộ điều khiển làm sạch gửi ra ngoài một tín hiệu Trước hết đóng để dừng quá trình lọc Sau đó van khí nén được mở làm khí nén được nén vào túi lọc thông qua đường ống định vị ở bên trên mỗi hàng của túi lọc, túi lọc bị phồng ra và rung mạnh làm bụi rơi ra khỏi bề mặt bên ngoài của túi, bụi rơi vào phễu gom Đó được gọi là bước hoàn nguyên túi lọc bước này

có thể đan xen với chu kỳ làm việc của thiết bị lọc, tuy nhiên cũng có trường hợp một hoặc một số ngăn ngừng làm việc để hoàn nguyên túi vải, không nhất thiết là tất cả

 Ưu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản

+ Hiệu suất làm sạch cao ngay cả đối với khí có nồng độ thấp

+ Rũ bụi hoàn toàn tự động bằng khí nén hoặc bằng động cơ, vận hành và bảo dưỡng thiết bị dễ dàng

+ Thiết kế lõi côn độc đáo giúp tăng diện tích bề mặt lọc, rũ bụi dễ dàng và tiết kiệm khí nén

+ Lọc được nhiều loại bụi có kích thước khác nhau

 Khuyết điểm:

+ Không dùng cho bụi dầu nhờn, chi phí vận hành cao

Hình 11.1 Mô hình lọc bụi túi vải sử dụng phương pháp khí nén

11.2 Thực hành:

Vì sự hạn hẹp của thời gian cũng như không đủ điều kiện thực hành, nhóm chúng em chỉ tìm hiểu về nguyên lí hoạt động của cyclone

Bài 13: MÔ HÌNH THÁP HẤP THỤ 13.1 Giới thiệu chung:

Hấp thụ khí là quá trình chuyển các cấu tử khí cần xử lý vào trong pha lỏng nhờ quá trình hòa tan khi chúng tiếp xúc với nhau Các dung dịch sử dụng trong phương pháp này thường là nước hoặc dung dịch hữu cơ, vô cơ loãng, được gọi là dung dịch hấp thụ Chất khí ô nhiễm gọi là chất bị hấp thụ

Thiết bị hấp thụ thường ở dạng tháp: tháp rửa rỗng, tháp đệm, tháp đĩa lưới, tháp phun tia, tháp sủi bọt, tháp venture…

Hình 13.1 Mô hình tháp hấp thụ (tháp phun tia)

Dòng khí bẩn được đưa vào tháp theo đường ống dưới bên hông của tháp, dòng khí dưới tác dụng của dàn vòi phun bên dưới, phân tán dòng khí đều trong mô thân tháp; bên cạnh đó, dung dịch hấp thụ được đưa vào tháp theo dàn vòi phun phía trên, tưới đều dung dịch hấp thụ trong tháp, tạo đều kiện thuận lợi cho khí bẩn và dung dịch hấp thụ phản ứng với nhau Dòng khí sạch đi ra bên ngoài theo đỉnh tháp, dung dịch hấp thụ đươjc hoàn nguyên tái sử dụng

Hiệu suất cao, đặc biệt đối với chất khí có khả năng hòa tan tốt

Vận hành đơn giản, dễ bảo quản sữa chữa.

Dung dịch hấp thụ dễ kiếm, có thể hoàn nguyên

Nếu sử dụng hoàn nguyên thì tốn chi phí hoàn nguyên dung dịch

Nếu không hoàn nguyên thì phải xử lý nước thải

Tốn năng lượng

Chiếm nhiều diện tích

13.2 Thực hành:

Thiết lập mô hình thí nghiệm như hình vẽ:

Vận hành:

Lắp ráp mô hình như hình vẽ

Cho 50 ml HCl 15% vào bình phản ứng ( ) bỏ lên máy khuấy từ, gia nhiệt 50oC Lắp cột không lớp vật liệu đệm vào mô hình

Mở bơm hút khí hút trong 5 phút, lấy mẫu đem đi phân tích lượng NaOH dư bằng

H2SO4 (chuẩn độ với chất chỉ thị phenolthalein từ màu hồng sang không màu)

Tương tự tiến hành với cột hấp thụ với vật liệu đệm tẩm NaOH 0.1N, lấy mẫu ở thời