Ứng dụng mô hình hóa đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí của Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình II, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ BVMT Bảo vệ môi trường ISC Industrial Source Complex -Nguồn thải công nghiệp tổng hợp ENVIM Environmenttal Information Management Sof

LÊ THỊ HẢI YẾN

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HÓA ĐÁNH GIÁ LAN TRUYỀN

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THÁI BÌNH II – HUYỆN THÁI THỤY- TỈNH THÁI BÌNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Nha Trang, tháng7 năm 2013

LÊ THỊ HẢI YẾN

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HÓA ĐÁNH GIÁ LAN TRUYỀN

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THÁI BÌNH II – HUYỆN THÁI THỤY- TỈNH THÁI BÌNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

THS NGUYỄN ĐẮC KIÊN

Nha Trang, tháng 7 năm 2013

em thực hiện đồ án này

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến mọi người trong gia đình đã tạo những điều kiện thuận lợi để em có cơ hội học tập trong suốt thời gian qua cũng như sự hỗ trợ về vật chất, tinh thần nhằm giúp em hoàn thành luận văn này

Nha trang, ngày 28 tháng 6 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Hải Yến

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Nội dung đề tài 2

Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN 3

1 Ý nghĩa khoa học 3

2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu chung mô hình hóa và ứng dụng mô hình hóa 4

1.1.1 Định nghĩa 4

1.1.2 Mục tiêu 5

1.1.3 Ứng dụng mô hình trong các lĩnh vực 6

1.1.4 Ứng dụng mô hình trong quản lý môi trường trên Thế giới và Việt Nam 7

1.1.5 Mô hình ISC Breeze 13

1.1.5.1.Giới thiệu ISC Breeze 13

1.1.5.2.Cấu trúc tổng quan của mô hình ISC Breeze 14

1.1.5.3.Thông số mô hình 15

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 16

1.2.1 Tổng quan NMNĐ Thái Bình 2 16

1.2.1.1 Khái quát chung 16

1.2.1.2 Quy trình công sản xuất 16

1.2.1.3 Các hạng mục thiết bị công nghệ chính của NMNĐ Thái Bình 2 17

1.2.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 23

1.2.2.1 Vị trí địa lý 23

1.2.2.2 Địa hình 24

1.2.2.3 Điều kiện khí tượng 25

1.2.2.4 Mạng lưới thủy văn trong khu vực 30

1.2.3 Tình hình Kinh tế - Xã hội huyện Thái Thụy, Thái Bình 31

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Đối tượng và thời gian nghiên cứu 35

2.1.1 Thời gian nghiên cứu 35

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 35

2.2 Phương pháp nghiên cứu 36

2.2.1 Phương pháp thu nhập tài liệu thứ cấp 36

2.2.2 Phương pháp xây dựng bản đồ bằng GIS 37

2.2.3 Phương pháp tính toán phát thải 38

2.2.4 Phương pháp ứng dụng mô hình 86

2.2.4.1 Mô hình ISC Breeze (tính cho nguồn thải điểm) 88

2.2.4.2 Các bước áp dụng mô hình ISC Breeze 97

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 98

3.1 Các thông số đầu vào của mô hình ISC Breeze 98

3.1.1 Dữ liệu khí tượng 98

3.1.2 Dữ liệu nguồn thải 100

3.1.2.1 Cơ sở dữ liệu ống khói 100

3.1.2.2 Tính toán bụi và khí phát thải 101

3.2 Mô tả quy trình chạy mô hình ISC Breeze 109

3.2.1 Nhập bản đồ khu vực nghiên cứu 109

3.2.2 Nhập dữ liệu nguồn thải 111

3.2.3 Tạo lưới tính toán 112

3.2.4 Đưa dữ liệu khí tượng vào mô hình 113

3.2.5 Chạy mô hình 114

3.3 Kết quả và thảo luận tính toán mô hình 115

3.4 Đề xuất các giải pháp quản lý môi trường không khí cho NMNĐ Thái Bình 2.122 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các thông số chính của lò hơi 17

Bảng 1.2 Các thông số thiết kế chính của tuabin 19

Bảng 1.3 Các thống số thiết kế chính của máy phát 19

Bảng 1.4 Các thông số thiết kế chính của bộ khử bụi 20

Bảng 1.5 Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại Trạm Khí tượng Thái Bình 25

Bảng 1.6 Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Thái Bình 26

Bảng 1.7 Phân phối lượng mưa tháng tại Thái Bình 27

Bảng 1.8 Số ngày có lượng mưa >0,1mm từng tháng trong năm 27

Bảng 1.9 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế tại Trạm khí tượng lân cận tuyến công trình 28

Bảng 1.10 Tần suất xuất hiện các hướng gió từng tháng trong năm tại trạm Thái Bình 28

Bảng 2.1 Công thức tính lượng khói thải và tải lượng khí ô nhiễm 39

Bảng 2.2 Công thức tính SPC ở điều kiện chuẩn (t = 0oC, P = 760 mmHg) 40

Bảng 2.4 Các hệ số sử dụng để tính σy (Pasquill-Giford) 95

Bảng 2.5 : Hệ số sử dụng để tính σz(Pasquill-Giford) 95

Bảng 2.6 Công thức Briggs sử dụng để tính σz(Mc Elroy-pooler) 96

Bảng 2.7 Công thức Briggs sử dụng để tính σY ( Mc Elroy-pooler) 96

Bảng 3.2 Đặc tính than cấp cho NMNĐ Thái Bình 2 101

Bảng 3.3: Tải lượng phát thải các chất ô nhiễm 106

Bảng 3.4 Mức giới hạn tối đa các chất ô nhiễm trong khí thải áp dụng cho NMNĐ Thái Bình 2 108

Bảng 3.5 So sánh nồng độ phát thải và nồng độ cho phép xả thải 108

Bảng 3.6 Tải lượng ô nhiễm qua các kịch bản 108

Bảng 3.6 Kết quả đánh giá bản đồ phân bố các chất ô nhiễm 117

Bảng 3.7.: Giá trị nồng độ cực đại các chất ô nhiễm 118

Bảng 3.11 Giá trị nồng độ cực đại các chất ô nhiễm 74

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mô hình ISC đối với nguồn điểm 14

Hình 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất điện của NMNĐ Thái Bình 2 18

Hình 1.3 Thiết bị khử bụi tĩnh điện 21

Hình 1.4 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 24

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí NMNĐ Thái Bình 2 38

Hình 3.1 Thực đơn chính phần mềm WRPLOT View 98

Hình 3.2 Kết quả hiển thị 99

Hình 3.3 Kết quả hiển thị đồ thị 99

Hình 3.4.: Hoa gió năm 100

Bảng 3.5 Thống kê chế độ gió trong năm 2010 100

Hình 3.6 Thực đơn nhập bản đồ 109

Hình 3.7 Thực đơn lớp dữ liệu mới 109

Hình 3.8 Thực đơn chọn lớp dữ liệu 110

Hình 3.9 Hộp thoại nhập hệ tọa độ 110

Hình 3.10 Các lớp dữ liệu đưa vào mô hình 111

Hình 3.11 Mục nguồn điểm 111

Hình 3.12 Dữ liệu nguồn thải 112

Hình 3.13 Dữ liệu tải lượng ô nhiễm 112

Hình 3.14 Nút công cụ tạo lưới tính 113

Hình 3.15 Hộp thoại lưới 113

Hình 3.17 Hộp thoại nhập dữ liệu khí tượng 113

Hình 3.18 Hộp thoại dữ liệu thời gian của khí tượng 114

Hình 3.19 Thực đơn chạy mô hình 114

Hình 3.20 Hình biểu diễn chạy mô hình 114

Hình 3.21 Kết quả chạy mô hình 115

Hình 3.22 Kết quả tính toán khuếch tán SO2 (TKNM) 115

Hình 3.24 Kết quả tính toán khuếch tán NOx (TKNM) 116

Hình 3.25 Nồng độ SO 2 cực đại qua các kịch bản 119

Hình 3.25 Nồng độ NO x cực đại qua các kịch bản 119

Hình 3.26 Nồng độ TSP cực đại qua các kịch bản 120

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên đầy đủ

BVMT Bảo vệ môi trường

ISC Industrial Source Complex -Nguồn thải công nghiệp tổng

hợp

ENVIM Environmenttal Information Management Software – phần mềm quản lý môi trường EMVIMAP

Environmenttal Information Management And Air Polltion estimation – Phần mềm tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí

GIS Global Positioning System -Hệ thống thông tin địa lý

GMS Groundwater Modeling System – Phần mềm mô phỏng nước dưới đất

NMNĐ Nhà máy Nhiệt điện

SPC Sản phẩm cháy

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

UTM Universal Transverse Mercator -Hệ quy chiếu toàn cầu

TKNM Thiết kế nhà máy

TM - DV Thương mại – Dịch vụ

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Sự lan truyền các chất ô nhiễm từ nguồn thải công nghiệp là vấn đề được quan tâm trong khuôn khổ bài toán bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Nếu không kiểm soát, dự báo được quá trình khuếch tán khí thải trong môi trường không khí có thể gây tổn hại nặng nề cho các vùng dân cư lân cận nguồn phát thải Con người đã phải đối mặt với nhiều thảm họa liên quan tới ô nhiễm môi trường như tại thung lũng Manse – Bỉ (1/12/1930) làm 63 người chết, 6000 người ngộ độc; ở Luân Đôn-Anh (26/1/1959) làm 200-250 người chết; New york – Mỹ (23/11/1966) làm

170 người chết; thảm họa thảm khốc vùng Bhopal - Ấn Độ (1984 - rò rỉ khí tại nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu) làm 5000 người chết, 50000 người bị nhiễm độc trầm trọng do khí MIC (methyl-iso-cyanitate)

Kiểm soát ô nhiễm không khí được thực hiện từ thế kỷ VIII ở Anh, tuy nhiên các kết quả đạt được đáng kể trên thế giới chỉ từ năm 1945 Trong những năm 1930-1940, một ống khói nhà máy luồng khói đặc vào khí quyển được coi như biểu tượng của sự thịnh vượng và một số địa phương coi nó như biểu tượng của chính quyền

Ngày nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu giải quyết bài toán lan truyền chất, từ đó đã xây dựng thành công các phần mềm nhằm hỗ trợ các bài toán giám sát môi trường như: BLP (Buoyant Line and Point Source Plume Dispersion Model), CALINE, CMD (Climatological Dispersion Model), RAM (Gaussian – Plume Multiple Source Air Quality Algorithm), MPTER (Multiple point Gausian Dispersion Algorithm with Terrain Adjustment), CRSTER, ISC (Industrial Source Complex Model) Do vậy, sử dụng công cụ mô hình mô phỏng sự khuếch tán khí thải là thực sự cần thiết Nhằm ngăn chặn và có biện pháp quản lý hiệu quả đồng thời xây sự công cụ giám sát nguồn khói thải từ Nhà máy Nhiệt điện

Thái Bình 2 Việc nghiên cứu, “Ứng dụng mô hình hóa đánh giá lan truyền chất ô nhiễm không khí của nhà máy Nhiệt Điện Thái Bình 2 - Huyện Thái Thụy – tỉnh

Thái Bình” là vô cùng cần thiết và thật sự ý nghĩa Trong phạm vi đề tài, em đã sử

dụng mô hình ISC Breeze mô phỏng sự khuếch tán khí thải ô nhiễm

2 Mục tiêu của đề tài

- Chạy mô hình ISC breeze cho Nhà mày Nhiệt điện Thái Bình 2 với các kịch bản khác nhau:

Kịch bản 1: kịch bản đánh giá hiện trạng, áp dụng công cụ mô hình ISC cho nguồn thải xử lý đạt QCVN 05-2009/BTMT

Kịch bản 2: kịch bản hiện hữu, áp dụng công cụ mô hình ISC cho nguồn thải hiện hữu

Kịch bản 3: kịch bản dự báo, áp dụng mô hình ISC cho các nguồn thải khi hiệu suất xử lý được 50%

Kịch bản 4: kịch bản dự báo, áp dụng mô hình ISC cho các nguồn thải khi hiệu suất xử lý đạt 75%

Kịch bản 5: kịch bản dự báo, áp dụng mô hình ISC cho các nguồn thải khi hiệu suất xử lý đạt 90%

- Từ kết quả chạy mô hình ta đưa ra các biện pháp quản lý chất lượng môi trường Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2

3 Nội dung đề tài

 Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, xung quanh khu vực nhà máy

 Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường xung quanh nhà máy

 Nghiên cứu, đánh giá quy trình công nghệ, nguyên, nhiên liệu sử dụng trong quá trình hoạt động nhà máy

 Tính toán phát thải các chất ô nhiễm không khí và lựa chọn thông số để ứng dụng mô hình ISC trong quá trình đánh giá

 Đánh giá, nghiên cứu ứng dụng ISC Breeze tính toán sự khuếch tán chất ô nhiễm không khí tại Nhà máy Nhiệt Điện Thái Bình 2, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình theo các kịch bản khác nhau

 Đề xuất giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực nhà máy

Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN

tế về việc quản lý chặt chẽ và kiểm soát phát tán khí thái gây ảnh hưởng chất lượng môi trường khu vực xung quanh Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung mô hình hóa và ứng dụng mô hình hóa

1.1.1 Định nghĩa

Ngày nay, mô hình hóa là công cụ được sử dụng trong hầu hết các ngành khoa học Mô hình không chỉ xuất hiện trong khoa học tự nhiên mà còn xuất hiện trong các lĩnh vực khoa học xã hội Với nhiều nhà nghiên cứu mô hình được hiểu

là các mô hình số phức tạp chạy trên máy tính, trong một số ngành khoa học khác

mô hình được hiểu như một dạng mẫu tương tự Tuy nhiên có rất nhiều thuật ngữ

"mô hình" được sử dụng rất khác nhau:

- Mô hình như một công cụ chính kết nối tự nhiên và xã hội, Nico Stehr

- Mô hình là một đối tượng nhỏ, thường được xây dựng theo tỷ lệ, nó mô tả một vài đối tượng thực tế trong tự nhiên

- Thuật ngữ "model" có thể là một mẫu được sử dựng dể trắc nghiệm về ngữ

pháp "Hai mẫu câu có cấu trúc văn phạm tương phản nhau” (Noam

- Campell, nhà vật lý người Anh: "Mô hình là một phần thiết yếu (của lý thuyết), không có nó lý thuyết không có giá trị"

Như vậy, mô hình là công cụ giúp dự báo cũng như tính toán trước những

hậu quả có thể trong thực thi các dự án kinh tế và phát triển xã hội Dự báo này được xây dựng trên những tri thức về đặc trưng của các quá trình xảy ra trong thiên nhiên, quy luật phát triển xã hội và sự ảnh hưởng lẫn nhau trong mối quan

hệ tương hộ này Dĩ nhiên, mô hình sẽ không bao giờ chứa đựng tất cả các đặc tính của hệ thống thực, bởi vì, chính nó không phải hệ thống thực Nhưng điều quan trọng là nó chứa đựng tất cả các đặc tính đặc trưng cần thiết trong phạm vi của vấn đề cần giải quyết hoặc mô tả [6]

Từ đó chuyên gia hàng đầu người Đan Mạch Jorgensen M.E cho rằng mô hình hóa môi trường phải mạng những đặc tính lưu ý đến khía cạnh quản lý hay vấn đề mang tính khoa học, đây chính là điều các nhà khoa học mong muốn Môi trường là một hệ thống phức tạp

Mô hình hoá môi trường là ngành khoa học mô phỏng hiện tượng lan truyền chất ô nhiễm và các dự báo thay đổi mô trường theo không gian và thời gian Vào năm 1997, Viện quốc tế về phân tích hệ thông ứng dụng (IIASA, Laxenbourg , Áo) đã công bố danh mục các công trình nghiên cứu trong 25 năm (1955-1997) gồm hơn 50 000 công trình liên quan tới lý thuyết hệ thống và mô hình hóa môi trường Ngày nay loài người đã hiểu rõ ràng việc tiến hành nhưng thí nghiệm trực tiếp với sinh quyển của hành tinh là không thể Do vậy xây dựng

mô hình là phương tiện quan trọng để nhận thông tin về tình trạng có thể của sinh quyển chịu những tác động lớn từ phía con người lên nó [6]

1.1.2 Mục tiêu

Có 3 mục tiêu khi thực hiện mô hình:

 Tạo cơ sở lý luận

Mô hình giúp chúng ta dễ diễn tả những hình ảnh sự kiện hoặc hệ thống;

Mô hình mang tính đại điện các đặc điểm cơ bản nhất của sự thể;

Mô hình giúp ta cơ sở đánh giá tính biến động một các logic khi có tác động bên ngoài vào hoặc từ bên trong ra

 Tiết kiệm chi phí nhân lực

Mô hình giúp ta thêm số liệu cần thiết;

Mô hình giúp giảm chi phí lấy mẫu;

Mô hình có thể thử nghiệm với các thay đổi theo ý muốn

 Mô hình tạo mẫu cho những triển khai sản xuất hàng loạt

Các mô hình hóa môi trường được xây dựng nhằm mục đích:

- Đạt được những hiểu biết tốt hơn về sự hình thành, tan rã và vận chuyển các chất ô nhiễm bằng cách xác định định lượng trên cơ sở các phản ứng, sự

di chuyển và khuếch tán của chúng trong môi trường

- Xác định nồng độ tiếp xúc và đánh giá ảnh hưởng của các hóa chất đối với con người và các sinh vật sống trong quá khứ, ở hiện tại và tương lai

- Dự đoán các điều kiện tương lại với các kịch bản về tải lượng phát thải (xả thải) và kế hoạch hành động khác nhau

- Như công cụ quản lý và nghiên cứu môi trường [10]

1.1.3 Ứng dụng mô hình trong các lĩnh vực

Quá trình mô hình hóa có thể dựa trên những nguyên lý khác nhau, dựa trên

cơ sở xem xét và phân tích các mối quan hệ nhân - quả

Ngày nay hầu hết các ngành khoa học đều sử dụng “mô hình” Tuy nhiên có rất nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau cùng sử dụng thuật ngữ “mô hình” Với nhiều nhà nghiên cứu mô hình được hiểu là các mô hình số phức tạp chạy trên máy tính, trong một số ngành khoa học khác mô hình được hiểu như một dạng mẫu tương tự Mô hình không chỉ xuất hiện trong khoa học tự nhiên mà còn xuất hiện trong khoa học, xã hội Như vậy ứng dụng mô hình rất rộng Chúng giúp cho quá trình thông qua quyết định trong cuộc sống hàng ngày

Mô hình toán học của một đối tượng bất kỳ là sự mô tả nó bằng các công cụ, phương pháp toán học Bằng công cụ mang tính hình thức để giải phương trình và các bất phương trình hay bằng thuật toán người nghiên cứu có thể dự báo sự thay đổi hành vi của đối tượng nghiên cứu Xem các đối tượng nghiên cứu này thay đổi như thế nào khi các điều kiện này hay các điều kiện khác (được mô tả bởi các tham

số của mô hình) thay đổi Quá trình này gọi là mô phỏng toán học (hay gọi là mô hình toán) Do vậy mô hình được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

• Trong sinh học: mô hình về sự phát triển của dân số Một mô hình đơn giản là

mô hình phát triển Malthus Tuy nhiên, mô hình được ưa thích sử dụng lại là dùng hàm logit

• Trong vật lý: mô hình diễn biến cho một hạt (phân tử) trong trường điện thế

• Trong kinh tế: mô hình mô tả hành vi (có lý trí) của một khách hàng Khách hành mong muốn mua nhiều nhất các mặt hàng trong số tiền hiện có

• Trong khoa học máy tính: các mô hình kiến trúc mạng, mô hình dữ liệu, mô hình toán trong đồ họa máy tính

• Trong điện tử: mô hình quang phổ, mô hình năng lượng

• Trong cơ học cổ điển: mô hình giao động của dây, của màng; mô hình chuyển động của tên lửa, mô hình chuyển động của tàu ngầm

1.1.4 Ứng dụng mô hình trong quản lý môi trường trên Thế giới và Việt Nam

1.1.4.1 Trên thế giới

 Mô hình biến đổi khí hậu toàn cầu: Biến đổi khí hậu toàn cầu đang là một vấn đề thời sự được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm vì nó ảnh hưởng đến toàn bộ hoạt động sinh hoạt, sản xuất, sinh thái môi trường trên toàn cầu Các mô hình nổi tiếng về khí hậu được phát triển từ Trung tâm Quốc gia về Nghiên cứu Khí quyển (The National Center for Atmospheric Research – NCAR)

ở Boulder, Colorado, USA, Phòng Thí nghiệm Thủy Động lực học Địa Vật lý (the Geophysial Fuid Dynamics Laboratory) tại Princeton, New Jersey, Mỹ, Trung tâm Hadley về nghiên cứu và dự thảo biến đổi khí hậu (the Hadley Centre for Climate Prediction and research (in Exeter, UK), Viện khí tượng học Max Planck (the Max Planck Institute for Meteorology) ở Hamburg, Germany Chương trình nghiên cứu Khí hậu Thế Giới (the World Climate Research Programme – WCRP), của Tổ chức Khí tượng Thế Giới (the world Meteorological Organization – WMO) Một

số mô hình đã phát triển như:

Bộ Mô hình Luân chuyển Tổng quan (General Circulation Models – GCMs), còn gọi là bộ Mô hình khí hậu Toàn cầu (Global Climate Models),

là mô hình máy tính chuyên dùng cho dự báo khí hậu toàn cầu, tìm hiểu khí

hậu và phản ánh sự thay đổi khí hậu Mô hình thủy GCMs được nhà khoa học Syukuro Manabe và Kirk Bryan từ Phòng Thí nghiệm Thủy Động lực học Địa Vật lý (Mỹ) phát triển

Mô hình khí quyển Toàn cầu (Global Atmospheric Model – GAMES) là một phần của bộ mô hình chuyên về khí hậu được phát triển từ các phương trình vi phân dựa vào các định luật vật lý, cơ học chất lưu và hóa học Mô hình này tính toán tốc độ gió và chuyển hóa nhiệt, bức xạ mặt trời, độ ẩm tương đối và thủy văn nước mặt

Mô hình nghiên cứu tác động khí hậu khu vực PRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies) do trung tâm Hadley về nghiên cứu và dự báo Khí hậu phát triển [10]

 Mô hình quản lý lưu vực

Mô hình quản lý lưu vực (Watershed Management Model _WMM) được phát triển bởi nhà khoa học người Mỹ Camp Dresser and McKee (CDM) WMM được chủ yếu tính toán khả năng dung nạp chất ô nhiễm theo năm hoặc mùa theo dòng chảy tràn xuống lưu vực Chương trình này hữu dụng cho các nhà quản lý chất lượng nước lưu vực [10]

 Bộ mô hình thuỷ lực- thủy văn MIKE

MIKE là tên của bộ mô hình nổi tiếng của Viện Thủy lực Đan Mạch (Danish Hydrulics Institute – DHI) phát triển Mô hình Mike thực hiện tốt việc

mô phỏng các bài toán liên quan đến thuỷ văn môi trường như [8]:

Nghiên cứu xâm nhập mặn;

Nghiên cứu lũ lụt;

Nghiên cứu chất lượng trên hệ thống sông kênh;

Nghiên cứu xói lở và bồi lắng dòng sông;

Nghiên cứu quan hệ mưa – dòng chảy một lưu vực

 Mô hình môi trường sinh thái nước ngọt

Mô hình AQUATOX là một phần mềm mô phỏng ảnh hưởng của các chất ô nhiễm lên hệ sinh thái nước ngọt, nhà thủy văn môi trường và quản lý tài nguyên

thủy sản Đây là mô hình miễn phí do Cục bảo vệ Môi trường Mỹ phát triển Phạm

Đánh giá tiềm năng chịu đựng của hệ sinh thái đối với loài xâm nhập;

Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng đất lên thủy sinh;

Các lập thời gian hồi phục của cá và cộng đồng động vật không xương sống sau khi giảm mức ô nhiễm

 Mô hình mô phỏng sự phát tán không khí:

Việc sử dụng mô hình toán học để giải bài toán chất ô nhiễm được bắt đầu

từ năm 1859 do Angus Smith dùng để tính sự phân bố nồng độ khí CO2 ở thành phố Manchester theo phương pháp toán học của Gauss

Hiện nay trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu giải quyết bài toán lan truyền chất, từ đó xây dựng thành công các phần mềm nhằm hỗ trợ giám sát

và quản lý chất lượng môi trường không khí như: BLP (Buoyant Line and Point Source Dispersion Model), CDM (Climatological Dispersion Model), RAM (Gaussian – Plume Multiple Source Air Quality Algorithm), MPTER (Multiple point Gaussian Dispersion Algorithm with Terrain Adjustment), CRSTER [7]

1.1.4.2 Tại Việt Nam

 Mô hình mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm trong nguồn nước ngầm:

Một số phần mềm được sử dụng rộng rãi như:

Mô hình Visual MODFLOW (Modular three - dimesial finite – difference ground – water model): phiên bản đầu tiên ra đời năm 1984 Trong quá trình nghiên cứu và phát triển người ta đã nâng cấp mô hình MODFLOW thành các phiên bản mới như: Visual MODFLOW 2.8.2 và gần đây nhất là Visual MODFLOW 4.1 có giao diện và chức năng nhiều hơn so với phiên bản gốc MODFLOW-2000 là phiên bản đầu tiên được sử dụng để phân biệt với các phiên bản mới hiện nay Visual MODFLOW là mô hình môi trường đầy đủ nhất

và dễ dàng sử dụng vào việc ứng dụng vào thực tế trong dòng chảy nước dưới đất ba chiều và mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm dưới đất Chương trình này thì được tích hợp đầy đủ bao gồm các modules như: MODFLOW, MODFLOWSURFACT, MODPATH, Zone Budget, MT3DXX/RT3D, MOG và WinPEST với giao diện đồ họa mạnh mẽ và trực quan nhất Với những cấu trúc trình đơn logic và dễ dàng sử dụng, công cụ của Visual MODELOW cho phép thực hiện các chức năng sau:

- Dễ dàng xác định phạm vi của vùng cần nghiên cứu và chọn lựa các đơn vị

sử dụng

- Gán thuộc tính của mô hình và điều kiện biên thích hợp

- Chạy mô hình mô phỏng

- Hiệu chỉnh hướng dẫn sử dụng mô hình và kỹ thuật kiểm tra

- Tối ưu vị trí và lưu lượng bơm hút của giếng

- Hiện thị kết quả sử dụng đồ họa 2D và 3D

GMS là phần mềm mô hình nước dưới đất tinh vi và toàn diện Mô hình này hiện nay đã được sử dụng trên 90 quốc gia bởi các tổ chức, cá nhân … đang hoạt động trong lĩnh vực về quản lý nước dưới đất GMS cung cấp những công cụ đơn giản dễ sử dụng và chức năng hữu ích trong việc thiết lập mô phỏng vị trí, phát triển mô hình, quá trình bổ sung dữ liệu, hiệu chỉnh và trực

quan cho người sử dụng GMS chứa đựng nhiều mô đum để tính toán cho các loại bài toán nước dưới đất khác nhau như: tính toán khả năng lan truyền chất ô nhiễm trong nước dưới đất, tính toán lan truyền dòng chảy nước dưới đất, tính toán sự xâm phập mặn, GMS cung cấp 2 mô hình: Sai phân hữu hạn và phần tử hữu hạn trong 2D và 3D bao gồm: MODFLOW 2000, MODPATH, MT3DMS/RT3D, SEAM3D, ART3D, UTCHEM, FEMWATER

và SEEP2D Hiện nay Việt Nam đang phát triển sử dụng mô hình này, nhưng

do còn là lĩnh vực mới do đó ít người biết sử dụng chúng vào quản lý

Mô hình chất lượng nước sông tổng hợp và toàn diện QUAL2K: mô hình này được phát triển do sự hợp tác giữa trường đại học Tufts University và trung tâm mô hình chất lượng nước của cục môi trường Mỹ Mô hình này được sử dụng rộng rãi để dự đoán hàm lượng tải trọng của các chất thải cho phép thải vào sông Mô hình cho phép mô phỏng 15 thành phần thông số chất lượng nước sông bao gồm: nhiệt độ, BOD5, DO, tảo dưới dạng chlorophyl, nito hữu cơ (Norg), nitrit (N-NO2), nitrat (N-NO3-), phốt pho hữu

cơ (P org), phốt pho hòa tan, coliform và 3 thông số khác biến đổi trong nước

Mô hình có thể áp dụng cho các sông nhánh xáo trộn hoàn toàn Với giả thiết rằng cơ chế vận chuyển chính của dòng là lan truyền và phân tán dọc theo hướng chính của dòng (trục chiều dài của dòng và kênh) Mô hình cho phép tính toán với nhiều nguồn thải, các điểm lấy nước cấp, các nhánh phụ và các dòng thêm vào và lấy ra Mô hình QUAL2K cũng có thể tính toán lưu lượng cần thiết thêm vào để đạt được giá trị oxy hòa tan theo tiêu chuẩn

 Mô hình đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí: Ở Việt Nam hai loại mô hình phát tán ô nhiễm không khí cho nguồn điểm được sử dụng là mô hình Gauss

và mô hình Berliand Một số phần mềm được sử dụng đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí:

Mô hình METI-LIS (Low Rise Industrial Source Dispersion Model) phiên bản 2.0 (7/2005) do Trung tâm Nghiên cứu rủi ro hóa chất, Viện khoa học và công nghệ công nghiệp, Bộ Kinh tế và công thương nhật bản xây dựng Mô

hình METI-LIS được cải tiến từ mô hình ISC Breeze của USEPA – Hoa Kỳ (1996) trên cơ sở rất nhiều các nghiên cứu thực nghiệm, đo đạc hiện trường

Mô hình này đã được sử dụng rất rộng rãi bởi các nhà nghiên cứu, các cơ quan, tổ chức liên quan đến kiểm soát khí thải không chỉ ở Nhật Bản mà còn

ở nhiều nước khác nhau trên Thế Giới, trong đó có Việt Nam Đây là phần mềm nhỏ gọn, dễ sử dụng, cho phép người dùng đưa số liệu đầu vào hoặc truy suất kết quả tính toán một các nhanh chóng; có thể mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm trong thời kỳ dài hoặc ngắn đối với nguồn điểm

Mô hình CALINE4 là phiên bản mới nhất của thế hệ mô hình nghiên cứu chất lượng không khí cho đối tượng nguồn thải dạng tuyến được phát triển bởi Trung tâm nghiên cứu công nghệ mới và khoa học kỹ thuật – Cục Giao thông bang Colifornia – Mỹ CALINE4 được xây dựng với mục tiêu đánh giá, dự báo chất lượng môi trường không khí do ảnh hưởng của nguồn ô nhiễm giao thông Với các yêu cầu ban đầu vào bao gồm: Công suất thải của nguồn, điều kiện khí tượng, đặc điểm hình thái khu vực nghiên cứu, mô hình cho phép dự báo nồng độ một số chất ô nhiễm tại các điểm tiếp nhận nằm trong phạm vi 500m về hai bên lề tuyến đường giao thông Mô hình được thiết kế tính toán cho các chất ô nhiễm tương đối trơ về mặt hóa học (CO), bên cạnh đó có khả năng tính toán cho NO2 và bụi lơ lửng

Mô hình CMAQ: mô hình CMAQ là mô hình dựa trên cơ sở lý thuyết của hệ thống mô hình khí tượng – mô hình WRF và hệ thống mô hình phát thải – SMOKE CMAQ là phần mềm mã nguồn mở được sử dụng miễn phí trong cộng đồng khoa học nghiên cứu và ứng dụng, có thể tải về và sử dụng từ địa chỉ: www.cmascenter.org SMOKE là một công cụ hữu ích về xử lý phát thải cho một loạt các ứng dụng chất lượng không khí khu vực do EMC (Environment Modeling Center) công bố năm 1996 SMOKE có thể tính toán các khí ô nhiễm chuẩn như: carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx),

và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), ammonia (NH3), sunfur dioxide (SO2), bụi Mô hình CMAQ tiếp cận chất lượng không khí một các tổng quát với

các kỹ thuật hiện đại trong các vấn đề về môi trường chất lượng không khí, bao gồm khí ozon trên tầng đối lưu, độc tố, bụi mịn, lắng đọng axit, suy giảm tấm nhìn

Ngoài ra còn có nhiều phần mềm tin học hóa các mô hình này như phần mềm CAP , ENVIMAP, ECOMAP …[5]

1.1.5 Mô hình ISC Breeze

1.1.5.1 Giới thiệu ISC Breeze

Cụm từ ISC viết tắt tiếng anh: Industrial Source Complex có nghĩa là nguồn thải công nghiệp tổng hợp Mô hình ISC Breeze là mô hình do cơ quan bảo về môi trường của Mỹ xây dựng dùng trong tính toán cho các chương trình tuân thủ chất lượng môi trường không khí Chương trình nghiên cứu ISC được bắt đầu từ tháng 4/1981 và kết thúc vào tháng 3/1992

Mô hình này đơn giản được sử dụng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của chất ô nhiễm không khí trong khu vực đang xét đến Mô hình ISC Breeze được áp dụng cho nhiều loại nguồn công nghiệp: Nguồn điểm (point source), nguồn đường (line source) và nguồn thể tích (volume source) với sự biến thiên về lưu lượng trong điều kiện địa hình bằng phẳng hoặc phức tạp

Vào năm 1997, Viện quốc tế về phân tích hệ thống ứng dụng (IIASA, Lanxenbourg, Áo) đã công bố rất nhiều chương trình nghiên cứu môi trường được thực hiện trong đó có bài toán xây dựng mô hình ảnh hưởng của ô nhiễm không khí

Ngày nay, do vấn đề môi trường đã trở thành vấn đề toàn cầu cho nên có rất nhiều chương trình nghiên cứu môi trường được thực hiện trong đó có bài toán xây dựng mô hình ảnh hưởng của ô nhiễm không khí

Cơ sở lý thuyết của mô hình ISC Breeze là mô hình Gauss: Phương trình Gauss cơ bản dùng để tính nồng độ chất ô nhiễm dọc theo trục luồng khói Phương trình sử dụng hệ số phân tán và dự báo nồng độ chất ô nhiễm quanh nguồn điểm hay nguồn vùng với sự liệu nhập vào mô hình là tốc độ phát thải và dữ liệu về khí tượng

1.1.5.2 Cấu trúc tổng quan của mô hình ISC Breeze

DỮ LIỆU NGUỒN ĐIỂM

• Tên

• Tọa độ nguồn điểm

• Cao độ nền của nguồn điểm

• Chiều cao hình học của nguồn điểm (m)

• Nhiệt độ không khí xung quanh

• Chiều cao xáo trộn

(số liệu theo giờ)

DỮ LIỆU NƠI TIẾP NHẬN

• Tọa độ nơi tiếp nhận

• Cao độ nơi tiêp nhận

MÔ PHỎNG CÁC BIẾN ĐỔI VẬT LÝ VÀ HÓA

1.1.5.3 Thông số mô hình

a) Dữ liệu nguồn thải

Đề tài chỉ xem xét dữ liệu nguồn thải là nguồn điểm (Point Source) nên trong phần này chỉ nêu các thông số mô hình cần thiết đối với nguồn thải điểm

• Tên nguồn: Nhập tên để xác định nguồn, không vượt quá 8 ký tự

• Tọa độ X: tọa độ X (Đông – Tây) để định vị nguồn (m) đo được tại tâm nguồn điểm

• Tọa độ Y: Tọa độ Y (Bắc –Nam) để định vị nguồn (m) được đo tại tâm nguồn điểm

• Cao độ: Cao độ so với mực nước biển Mô hình chỉ yêu cầu độ cao nguồn điểm nên chỉ sử dụng cao độ địa hình

• Chiều cao hiệu quả của nguồn thải so mặt đất (m)

• Tải lượng: Tốc độ phát thải các chất ô nhiễm (g/s)

• Nhiệt độ khí thải: Nhiệt độ dòng khí thoát ra (0K)

• Vận tốc khí thải: Tốc độ thoát ra dòng khí tại miệng ống khói (m/s)

• Đường kính ống khói (m)

b) Dữ liệu khí tượng (Số liệu 1h)

Các dữ liệu thu nhập để dự báo mức độ vận chuyển, khuếch tán và biến đổi nồng độ của các chất ô nhiễm bao gồm:

• Hướng gió

• Tốc độ gió

• Độ bền vững khí quyển

• Nhiệt độ không khí xung quanh

• Chiều cao xáo trộn

c) Hệ tọa độ

Hệ tọa độ sử dụng trong các mô hình phát tán không khí là UTM (Universal Transverse Mercator) (WGS 84), UTM Zone 48 Hệ UTM sử dụng đơn vị là mét (m) làm đơn vị đo đạc cơ bản cho phép xác định vị trí các điểm chính xác

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.2.1 Tổng quan NMNĐ Thái Bình 2

1.2.1.1 Khái quát chung

Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2 thuộc xã Mỹ Lộc, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình

Theo chương trình phát triển nguồn điện Việt Nam giai đoạn 2010-2020, tại miền Bắc cần xây dựng khoảng 6000 MW nhiệt điện, để đảm bảo cân bằng cung

và cầu cho việc sử dụng điện đồng thời để cân đối tỷ trọng giữa nhiệt điện và thuỷ điện, nhằm đảm bảo tính ổn định của hệ thống nhất là vào mùa khô trong các năm

Sự xuất hiện của NMNĐ Thái Bình 2 công suất 2x600MW, cùng với NMNĐ Thái Bình 1 công suất 2x300 MW sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển

Hệ thống điện Việt Nam và lưới điện khu vực đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng của nền kinh tế khu vực và cả nước, tăng cường an ninh cung cấp điện, góp phần giảm tổn thất công suất truyền tải trên lưới điện

NMNĐ Thái Bình 2 được xây dựng phù hợp với quy hoạch Trung tâm Điện lực Thái Bình 1.800 MW đã được Bộ Công Thương phê duyệt theo quyết định số 1274/QĐ-BCT ngày 24 tháng 10 năm 2007

Quy mô công suất: Quy mô công suất được thiết kế cho NMNĐ Thái Bình 2 gồm 2 tổ máy mỗi tổ máy có công suất 600 MW, tổng công suất của NMNĐ Thái Bình 2 là 1200 MW (2x600MW)

1.2.1.2 Quy trình công sản xuất

Các nguồn nhiên liệu là than, dầu (sử dụng để điều chỉnh tăng giảm công suất của các lò hơi) được đưa đến nhà máy và dự trữ trong kho chứa, sau đó được đưa vào lò hơi để đốt Nhiệt toả ra khi đốt cháy nhiên nhiệu được truyền cho nước trong lò hơi và sinh ra hơi Hơi này được dẫn vào tua bin làm quay tua bin Tua bin được nối với máy phát điện và máy phát điện quay phát ra điện

Nguồn chất thải ra từ lò hơi gồm có: khói thải và tro xỉ Khói thải qua các bộ xử

lý khói thải (khử bụi tĩnh điện, bộ khử SO2 ) được thải qua ống khói ra môi trường không khí Tro xỉ sau khi thu gom qua bộ phận xử lý được thải ra bãi thải xỉ

Sơ đồ nguyên lý quá trình vận hành sản xuất điện của NMNĐ Thái Bình 2 thể hiện trong hình 3.1

1.2.1.3 Các hạng mục thiết bị công nghệ chính của NMNĐ Thái Bình 2

(1) Lò hơi

Bảng 1.1 Các thông số chính của lò hơi

1 Kiểu loại: Tuần hoàn tự nhiên có bao hơi

Nước từ

Than vận chuyển đường sông

Cảng bốc dỡ

Kho

Vận chuyển sản xuất

Nghiền than

Lò hơi Làm mềm nước

2

Trạm bơm tro

xỉ

Hồ chứa

xỉ than

Phòng điều hành trung tâm

Nước thải qua xử lý

Hình 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất điện của NMNĐ Thái Bình 2

(2) Tuabin

Bảng 1.2 Các thông số thiết kế chính của tuabin

1 Kiểu loại: Ngưng hơi, trục đơn , quá nhiệt trung gian 1 cấp, hai dòng xả, có các cửa

trích hơi gia nhiệt nước cấp

7 Áp suất hơi quá nhiệt trung gian (ra) kg/cm2 39,3

8 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian (ra) oC 538

10 Nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng (thiết kế) oC 26

(3) Máy phát

Bảng 1.3 Các thống số thiết kế chính của máy phát

ở khu vực nông thôn (Kv=1,2), công suất nhà máy 1200 MW (Kp=0,7) vì vậy nồng

độ bụi cho phép thải ra khỏi ống khói phải nhỏ hơn 168 mg/Nm3 Như vậy, để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường đối với dự án này, nhất thiết phải có biện pháp thu hồi bụi trong khói thải

Trên cơ sở phân tích kinh tế - kỹ thuật, hồ sơ Dự án đầu tư xây dựng NMNĐ Thái Bình 2 đã lựa chọn áp dụng hệ thống khử bụi tĩnh điện (ESP) do hệ thống này

có nhiều ưu việt hơn các hệ thống khác

Đây là thiết bị được áp dụng phổ biến và hiệu quả trong các NMNĐ có hiệu suất khử bụi lên tới trên 99,6% với mật độ hạt bụi trong khói ở đầu ra thiết bị nhỏ hơn 100mg/Nm3

Bảng 1.4 Các thông số thiết kế chính của bộ khử bụi

Số đường dẫn khói của mỗi lò hơi : 02

Vận tốc dòng khói qua khử bụi : ≤ 1,5 m/s

Nhiệt độ khói vào / ra : ~ 120oC / 115 oC

Hiệu suất khử bụi thiết kế : ≥ 99,6 %

Giáng áp qua khử bụi tĩnh điện : ≤ 30 mmH2O

Mái dốc một phía - Thiết kế Mái nhà sạch ,

không có những sự thâm nhập để gây ra những

sự rò rỉ, những điểm lạnh hay sự ăn mòn

Thiết bị cách điện

Động cơ điều khiển búa gõ điện cực-việc gõ

trực tiếp trên những điện cực cứng rắn giúp

loại bỏ tốt hơn những bụi khó bong

Bộ chỉnh lưu biến áp Các cực lắng

Các Điện cực phóng (RDE) Các thiết bị phân phối khí

Hình 1.3 Thiết bị khử bụi tĩnh điện (4) Hệ thống khử SO 2

Than cấp cho nhà máy có hàm lượng lưu huỳnh cực đại là 0,68% Với việc

sử dụng công nghệ lò hơi PC, theo tính toán hàm lượng phát thải SO2 cực đại (ở chế

độ BMCR) vào khoảng 1154 mg/Nm3 Trong khi đó, hàm lượng SO2 cho phép đối với dự án theo QCVN 22:2009/BTNMT, có áp dụng hệ số khu vực (Kv=1,2), hệ số công suất (Kp=0,7) theo QCVN 22:2009/BTNMT là 420 mg/Nm3 Như vậy nhà máy phải lắp đặt bộ khử lưu huỳnh trong khói thải (FGD) Trên cơ sở phân tích kinh

tế kỹ thuật, nhiệt điện Thái Bình 2 chọn hệ thống FGD kiểu ướt sử dụng đá vôi, với hiệu suất khử SO2 khoảng 79%

Nguyên lý khử SO2 theo phương pháp này như sau: Khói thải từ lò hơi được đưa đến tháp hấp thụ Trong tháp hấp thụ, khi sulfur oxit trong khói thải tiếp xúc với chất lỏng hấp thụ, bùn đá vôi, và được chuyển thành canxi sunfat và cuối cùng được oxy hoá trong hệ thống và tách ra khỏi hệ thống thành canxi sunfat, thạch cao

Các phản ứng hấp thụ và oxy hoá được mô tả như sau:

CaCO3 + SO2 + 1/2 H 2O CaSO 3.1/2 H 2O + CO2

CaSO3 1/2H 2O + 1/2 O2 + 3/2 HO CaSO4 2 H2O

Với việc sử dụng hệ thống khử SO2 như trên có hiệu suất khử khoảng 79%, nồng độ SO2 tối đa trong khói thải của nhà máy là 279,78 mg/Nm3(chi tiết xem chương 3), đạt tiêu chuẩn cho phép của môi trường (Tiêu chuẩn cho phép 420 mg/Nm3: QCVN 22:2009/BTNMT, Kv=1,2, Kp=0,7)

(5) Hệ thống giảm NO x trong lò hơi

NMNĐ Thái Bình 2 sử dụng công nghệ than phun, bằng cách áp dụng các biện pháp giảm hình thành NOx trong quá trình cháy như dùng vòi phun than bột ít tạo NOx (Low NOx Burner), đốt cháy phân cấp

NMNĐ Thái Bình 2 thuộc Trung tâm Điện lực Thái Bình đặt tại xã Mỹ Lộc, huyện Thái Thuỵ, tỉnh Thái Bình (thuộc khu vực nông thôn) có công suất thô là 1200MW, sử dụng nhiên liệu là than antraxit cám 5 có chất bốc nhỏ hơn 10% Do

đó hệ số công suất Kp áp dụng là 0,7 và hệ số vùng áp dụng Kv=1,2 Theo tiêu chuẩn chuẩn cho phép (QCVN 22:2009/BTNMT) quy định hàm lượng NOx qua ống khói nhỏ hơn 840 mg/Nm3

Vì vậy để đảm bảo mức phát thải này, nhất thiết phải áp dụng biện pháp khử

NOx sau quá trình cháy (Post Combustion De-Nox)

Than cấp cho nhà máy có hàm lượng Nitơ làm việc là 0,86% Với việc sử dụng công nghệ lò hơi PC, theo tính toán hàm lượng phát thải NOx cực đại (ở chế

độ BMCR) vào khoảng 1200 mg/Nm3 (khi chưa áp dụng các biện pháp giảm thiểu NOx trong buồng đốt) Trong khi đó, hàm lượng NOx cho phép đối với dự án theo QCVN 22:2009/BTNMT là 840 mg/Nm3 (áp dụng hệ số Kv, Kp theo QCVN 22:2009/BTNMT) Như vậy nhà máy phải có biện pháp nhằm giảm thiểu nồng độ

NOx phát thải nhằm đảm bảo tiêu chuẩn về môi trường cho phép đối với dự án

Nhà máy áp dụng các biện pháp như đốt phân cấp, sử dụng vòi phun NOxthấp, đồng thời kết hợp các giải pháp công nghệ để giảm thiểu lượng NOx ra khỏi lò đốt đạt hiệu quả tối thiểu 64% nồng độ NOx phát thải tối đa là 304,26 mg/Nm3 Như vậy, nồng độ NOx tối đa trong khói thải của nhà máy nhỏ hơn 840 mg/Nm3, đạt tiêu chuẩn cho phép của môi trường (QCVN 22:2009/BTNMT)

(6) Ống khói

Để đảm bảo phát tán khói thải của nhà máy đạt yêu cầu của TCVN cho phép

về môi trường, ống khói được thiết kế với chiều cao là 195m so với cốt san nền, mỗi tổ máy có một ống khói thép

Việc chọn chiều cao ống khói dựa trên các cơ sở dữ liệu sau:

- Lượng phát thải Bụi, SO2 và NOx vào môi trường;

- Tiêu chuẩn nồng độ cho phép của Bụi, SO2 và NOx trong môi trường;

- Nồng độ nền của Bụi, SO2 và NOx trong môi trường khu vực

Ngoài ra, các yếu tố sau cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn chiều cao ống khói:

- Điều kiện khí hậu của khu vực;

- Công suất nhà máy, lượng nhiên liệu tiêu thụ và thể tích khói thoát

Kết cấu ống khói như sau: 01 ống khói bê tông cốt thép bên trong có 02 ống dẫn khói thép cao 195m Đường kính trong của ống thép là 9,5m Bên trong ống

bê tông còn có hệ thống đỡ ống thép bên trong, hệ thống thang, hệ thống thông gió, các sàn thao tác phục vụ cho việc vận hành và bảo dưỡng ống khói trong quá trình vận hành nhà máy Phía bên ngoài của ống khói được lắp đặt hệ thống chiếu sáng,

hệ thống chống sét và hệ thống đèn tín hiệu cảnh báo hàng không

Để hạn chế sự tạo thành axit sunfurit do sự giảm nhiệt độ của khói xuống dưới điểm đọng sương, nhiệt độ của khói trong ống dẫn khói cần được duy trì càng cao càng tốt (1100C) Với mục đích như vậy, mặt ngoài của ống dẫn khói thép được bọc 1 lớp bông thuỷ tinh, bảo vệ lớp này bằng lớp thép inox, còn phía trong lòng ống dẫn khói thép được trát một lớp vữa chịu axít

1.2.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

1.2.2.1 Vị trí địa lý

Thái Thụy là huyện ven biển, nằm phía Đông Bắc tỉnh Thái Bình, có toạ độ

từ 20027'-20050' độ Vĩ Bắc; 106025'-106050' độ Kinh đông Phía Bắc giáp Hải Phòng; phía Nam giáp huyện Kiến Xương và Tiền Hải; phía Đông giáp Vịnh Bắc Bộ; phía Tây giáp huyện Đông Hưng và Quỳnh Phụ Huyện Thái Thụy với Trung tâm là thị trấn Diêm Điền nằm cách không xa tam giác tăng trưởng kinh tế phía Bắc:

Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh (Diêm Điền - Hà Nội: 140 km; Diêm Điền - Hải Phòng: 30 km; Diêm Điền - Hạ Long: 60 km theo đường biển)

Cảng biển Diêm Điền mở ra biển đông, hướng về miền nam Trung Quốc (400 km) và các nước Đông Nam Á (1.000 km) Với hệ thống giao thông thủy bộ phát triển tạo điều kiện cho Thái Thụy giao lưu trao đổi hàng hóa, thông tin kỹ thuật, thu hút vốn đầu tư của các tổ chức, cá nhân trong ngoài huyện cho sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của huyện

Hình 1.4 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

1.2.2.2 Địa hình

Khu vực NMNĐ Thái Bình 1 và 2 có diện tích khoảng 255 ha, trong đó diện tích dự kiến để xây dựng hạng mục nhà máy chính dự án NMNĐ Thái Bình 2 là 44.7 ha Địa hình khu vực nhìn chung tương đối bằng phẳng cao độ biến đổi từ

NMTB2

-0,55m đến 2,76m, trung bình -0,20m Bề mặt bị phân cắt bởi các con mương, ao ruộng trồng lúa và đường xá

Địa hình khu vực nhà máy không phức tạp, toàn bộ khu vực dự kiến xây dựng nhà máy, bãi thải xỉ chủ yếu là ruộng lúa nước và một phần nhỏ là đầm nuôi tôm Chạy dọc phía Đông là hạ lưu sông Trà Lý nước đầy quanh năm, bao xung

quanh là đường liên xã

1.2.2.3 Điều kiện khí tượng

(Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường)

Nhìn chung độ ẩm không khí trong tỉnh khá cao Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm tại trạm Thái Bình đạt 86% Thời kỳ có độ ẩm không khí cao nhất năm kéo dài từ tháng II, đến tháng IX với độ tương đối trung bình tháng đạt tới 91% Hai thời kỳ có độ ẩm không khí thấp nhất là: từ tháng V đến tháng VI và từ tháng XII đến tháng I năm sau với độ ẩm tương đối trung bình tháng đạt (81-85)% Độ ẩm

tương đối thấp nhất có thể xuống tới 15% xuất hiện vào tháng I Đặc trưng độ ẩm tương đối từng tháng trong năm tại trạm khí tượng Thái Bình được nêu ra trong bảng 1.2

Bảng 1.6 Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Thái Bình

Bảng 1.7 Phân phối lượng mưa tháng tại Thái Bình

Đơn vị (mm)

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Thái Bình 23,5 26,7 46,5 75,6 174,7 167,2 217,9 306,8 313,5 195,4 53,0 24,9 1625,7 Trà Linh 20,8 23,2 43,6 67,0 153,8 190,9 221,0 327,8 298,8 189,7 60,5 20,2 1614,2 Thái Ninh 24,1 28,3 44,2 66,6 145,1 184,1 217,2 327,2 308,7 181,6 64,3 21,0 1611,3 Kiến Xương 20,1 25,9 44,9 75,1 153,6 170,6 200,0 299,8 338,3 200,7 56,3 15,7 1555,3 Cống Hệ 21,8 27,0 38,3 86,3 132,9 203,0 183,7 313,5 267,8 156,1 47,0 19,0 1496,4 Diêm Điền 20,1 25,3 43,2 69,9 145,5 163,5 196,2 304,5 328,7 195,7 53,5 15,3 1549,5

(Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường)

Trong năm, chế độ mưa phân ra làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Giữa hai mùa có sự tương phản sâu sắc về lượng, thời gian mưa Mùa mưa bắt đầu

từ tháng V và kết thúc vào tháng X Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 65÷75% tổng lượng mưa năm Mưa lớn thường xảy ra vào ba tháng VII, VIII, IX với lượng mưa mỗi tháng ở tất cả các trạm đều lớn hơn 250mm, tổng lượng mưa ba

tháng này chiếm 30÷45% tổng lượng mưa năm

Mùa khô từ tháng X đến tháng IV năm sau Lượng mưa trong 6 tháng mùa khô chỉ chiếm 25÷35% tổng lượng mưa năm, trong đó từ tháng XII, đến tháng II năm sau là thời kỳ mưa nhỏ nhất năm Chênh lệch giữa lượng mưa trung bình tháng lớn nhất và lượng mưa trung bình tháng nhỏ nhất khoảng 10÷15 lần

Số ngày có lượng mưa lớn hơn 0,1mm trong năm tính trung bình thời kỳ thực đo tại các trạm Trà Linh, Thái Ninh dao động từ 60÷215 ngày Trung bình nhiều năm đạt 94 ngày tại Trà Linh và 89 ngày tại Thái Ninh

Bảng 1.8 Số ngày có lượng mưa >0,1mm từng tháng trong năm

Đơn vị: (ngày)

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

(Nguồn: Công ty CP TVXD Điện 1 tính toán dựa vào số liệu khí tượng thủy văn do Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp)

Mưa lớn trên khu vực chủ yếu là do ảnh hưởng của bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ và Front nhiệt đới Trận mưa thường kéo dài từ 5 đến 7 ngày nhưng thời gian mưa lớn chỉ tập trung trong 1 đến 2 ngày sau đó cường độ mưa sẽ giảm rất nhanh theo thời gian Lượng mưa ngày lớn nhất đã quan trắc được tại trạm Trà Linh đạt 400mm (xuất hiện vào tháng VI năm 1965), tại Thái Ninh là 314,5mm (xuất hiện vào tháng VIII năm 1975), tại Cống Lân là 335,5mm (xuất hiện vào tháng VII năm 1992) Từ chuỗi số liệu mưa ngày lớn nhất của trạm Trà Linh, Thái Ninh, Cống Lân xác định được lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế theo Bảng 1.5

Bảng 1.9 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế tại

Trạm khí tượng lân cận tuyến công trình

Đơn vị : mm

P (%) 0,02 0,1 0,2 0,5 1 2,0 5 10

Trà Linh 914,7 694,2 603,5 510,9 446,5 386,6 311,2 263,5

Thái Ninh 881,3 672,0 585,8 497,7 435,8 378,3 306,0 259,6

(Nguồn: Công ty CP TVXD Điện 1 tính toán dựa vào số liệu khí tượng thủy văn do

Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp)

2,97 2,16 3,41

5,94 3,93 5,60

7,08 7,21 5,86

39,26 41,29 23,86

5,20 6,19 4,70

1,40 1,74 1,77

13,21 13,93 21,04

(Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường)

Là vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão nên gió trong vùng có tốc độ lớn Theo số liệu đo gió ở trạm Thái Bình, hai hướng gió thịnh hành trong năm là hướng Nam và Bắc và tác động theo mùa một cách rõ rệt: gió mùa đông từ tháng XI đến tháng IV năm sau, gió mùa hạ từ tháng V đến tháng X Trong mùa đông, khi gió mùa Đông Bắc tràn về, hướng gió hoạt động chính là gió Bắc có xen kẽ gió Đông Bắc và gió Tây Bắc Trong mùa hạ hướng gió thịnh hành chính là hướng Nam có xen kẽ gió Tây Nam vào các tháng VII-X Hướng Đông Nam không những thịnh hành trong mùa hè mà còn thịnh hành trong cả một số tháng mùa đông, đồng thời là nguyên nhân tạo ra những đợt nóng lạnh xen kẽ Tốc độ gió lớn nhất hướng Đông, Đông Bắc đạt 40m/s

d) Chế độ nắng

Số giờ nắng trung bình cả năm là 2338,7 giờ Thời kỳ ít nắng là những tháng mùa đông từ tháng XII đến tháng IV năm sau, số giờ nắng chỉ vào khoảng 33,7-106,7 giờ/tháng Thời kỳ nhiều nắng là 33,7 - 41,2 - 62,2 giờ/tháng vào các tháng II, III và I

e) Khí áp

Khí áp và gió là 2 trong những yếu tố khí hậu quan trọng Diễn biến của mùa khí áp và mùa gió tương đối đồng đều giữa các điểm trên cùng khu vực địa lý Sự chênh lệch về khí áp lớn theo độ cao, càng lên cao khí áp càng thấp Về cơ bản, mùa gió và mùa khí áp tương ứng với mùa hoàn lưu (Xuân, Hạ, Thu, Đông) ở nước ta Trong thực tế có thể hình dung ở nước ta chỉ có hai mùa gió là Đông và Hè còn mùa Xuân và Thu chỉ là thời kỳ quá độ

Trị số khí áp trung bình năm khu vực Thái Bình là 1010,8 hPa Tại Thái Bình

áp suất không khí lớn nhất 1034,5 hPa năm 2005 và thấp nhất là 993,2 hPa năm

1997

Trong biến trình năm của khí áp trung bình có một cực đại xuất hiện vào tháng

12 và một cực tiểu xuất hiện vào tháng 7 Trị số khí áp đạt cực đại khi gió mùa cực đại khống chế mạnh mẽ thời tiết Thái Bình và khí áp đạt giá trị cực tiểu khi hệ thống áp thấp hoạt động thường xuyên

1.2.2.4 Mạng lưới thủy văn trong khu vực

a) Đặc điểm chảy sông ngòi

Thiên nhiên đã mang lại cho tỉnh Thái Bình nói chung và huyện Thái Thụy nói riêng hệ thống sông ngòi chằng chịt với các sông chính là sông Hoá, sông Diêm

Hộ và sông Trà Lý Sông Hoá chảy qua phía bắc của huyện, là ranh giới tự nhiên giữa huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình và huyện Vĩnh Bảo, TP Hải Phòng đổ ra biển ở cửa Thái Bình Sông Diêm Hộ chảy từ tây sang đông chia huyện thành 2 khu: khu bắc và khu nam, đổ ra biển ở cửa Diêm Điền Sông Trà Lý là chi lưu của sông Hồng, chạy qua phần phía nam huyện, phân định ranh giới giữa huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình với huyện Tiền Hải và Kiến Xương, TP Hải Phòng, đổ ra biển ở cửa Trà Lý

Đặc điểm chính của sông ngòi chảy qua địa phận tỉnh Thái Bình có thể nêu khái quát như sau:

 Sông vùng cửa biển, chế độ dòng chảy vừa phụ thuộc dòng chảy thượng nguồn đổ về vừa phụ thuộc lớn vào chế độ thủy triều của biển Đông Hiện nay với sự vận hành điều tiết dòng chảy của các hồ chứa thủy điện Hòa Bình (sông Đà), Tuyên Quang (sông Gâm), Thác Bà (sông Chảy) mà dòng chảy mùa kiệt ở hạ lưu sông Hồng nói chung, sông Trà Lý nói riêng tăng lên đáng kể

 Biên độ dao động mực nước trong sông trong ngày biến đổi lớn theo sự lên xuống của thủy triều

 Nước sông bị nhiễm mặn

 Lòng sông bị bồi xói diễn ra thường xuyên, độ dốc lòng sông nhỏ

 Trong năm dòng chảy trong sông chia làm hai mùa: mùa lũ và mùa kiệt Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI, kết thúc vào tháng X Mùa kiệt bắt đầu từ tháng

XI và kết thúc vào tháng V năm sau Tháng VII, tháng VIII là hai tháng có dòng chảy lớn nhất năm Tháng I, tháng II là hai tháng kiệt nhất và đây cùng là thời kỳ triều, mặn lấn mạnh vào trong sông

b) Đặc điểm thủy triều

Theo số liệu quan trắc tại Cửa Ông (theo cao độ trạm Hải Đồ), mực nước triều có xu thế biến đổi theo mùa Từ tháng VI mực nước triều đã dâng cao và đạt đỉnh vào tháng XI, XII, sau đó mực nước triều giảm dần và xuống thấp vào tháng III, tháng IV năm sau Đỉnh triều cao nhất năm phổ biến xuất hiện vào tháng XI, tháng XII, tháng VI, cá biệt có năm xuất hiện vào tháng I Mực nước triều thấp nhất năm có thể xảy ở tất cả các tháng trong năm, nhưng nhiều nhất vẫn rơi vào các tháng XII, tháng I, tháng V Mực nước triều lớn nhất đã đo được là 505cm xuất hiện vào tháng VI năm 2004 Mực nước triều thấp nhất đo được vào tháng VII năm 1984

là 17cm Biên độ triều lớn nhất đo được 473cm vào năm 2004 Mực nước triều trung bình đạt 227cm

1.2.3 Tình hình Kinh tế - Xã hội huyện Thái Thụy, Thái Bình

Tổng diện tích tự nhiên của huyện Thái Thụy là 249,52 km2 Dân số 266.000 người (số liệu năm 1999) với gần 13 vạn lao động được phân bổ ở 47 xã và 1 thị trấn Mật độ dân số 1.066 người/km2

Huyện Thái Thụy nằm trong vùng đồng bằng châu thổ được bồi đắp bởi phù

sa của 2 con sông lớn Thái Bình và Trà Lý, địa hình có xu thế cao dần về phía biển,

có 27 km bờ biển, hệ thống sông ngòi chằng chịt với các sông chính là sông Hoá, Sông Diêm Hộ và sông Trà Lý Sông Hóa chảy qua phía Bắc của huyện, là ranh giới

tự nhiên giữa huyện Thái Thụy và huyện Vĩnh Bảo - Hải Phòng đổ ra biển Ở cửa Thái Bình Sông Diêm Hộ chảy từ Tây sang Đông chia huyện thành 2 khu: Khu bắc

và khu Nam, đổ ra biển ở cửa Diêm Điền Sông Trà Lý là chi lưu của sông Hồng, chạy qua phần phía Nam huyện, phân định ranh giới giữa huyện Thái Thụy với huyện Tiền Hải và Kiến Xương, đổ ra biển ở cửa Trà Lý

Khí hậu Thái Thụy thuộc vùng đặc trưng của khí hậu nhiệt đới ven biền Bắc

bộ, chịu ảnh hưởng của gió mùa Nhiệt độ trung bình trong năm từ 22-24oC; độ ẩm trung bình 86-87%; lượng mưa trung bình 1.788 mm/năm

Thái Thụy có 1.552,3 ha rừng ngập mặn, tập trung tại các xã ven biển có tác dụng lớn trong phòng hộ đê biển, điều hòa khí hậu và có giá trị lớn về cảnh quan môi trường, bảo tồn hệ sinh thái ngập nước ven biển, có cồn Đen rộng hàng chục ha

là nơi có thể phát triển ngành du lịch biển

Với bờ biển dài 27km và hàng chục nghìn km2 lãnh hải, có 3 của sông lớn hàng năm đổ ra biển một lượng lớn phù sa, vùng biển Thái Thụy có một tiềm năng hải sản phong phú Theo số liệu điều tra của Viện Nghiên cứu Hải sản 1, trong vùng biển Thái Thụy có ít nhất 46 loài cá có giá trị kinh tế cao, 10 loài tôm, 5 loài mực v.v

Toàn huyện hiện có 458 phương tiện khai thác thủy – hải sản với tổng cộng suất 32976 CV, tăng gần 40 phương tiện so với năm 2006, trong đó 215 tàu tầm trung và xa bờ Khai thác hải sản tạo công ăn việc làm và thu nhập cho gần 1600 lao động, chưa kể hàng trăm lao động làm dịch vụ: sửa chữa tàu thuyền, thu mua cá, cung cấp xăng dầu, vó lưới, thực phẩm

Sản xuất nông nghiệp có bước phát triển mới trong chuyển dịch cơ cấu cây trồng vật nuôi, cơ cấu trà lúa, giống lúa và giá trị sản xuất Năng suất lúa vụ xuân năm 2011 đạt mức 130 tạ/ha cao nhất từ trước tới nay Với chủ trương chuyển đổi diện tích kém hiệu quả sang nuôi, trồng thủy hải sản Thái Thụy đã chỉ đạo chuyển đổi diện tích làm muối, cấy lúa kém hiểu quả sang nuôi trồng thủy hải sản Mô hình này được nhiều xã hưởng ứng, có nơi cho năng xuất cao gấp 2 đến 3 lần so với cây lúa, như: trồng cói, trồng dâu, lúa – cá, chuyên màu

Chăn nuôi phát triển mạnh chiếm gần 30% giá trị sản xuất ngành nông nghiệp; nhiều gia trại, trang trại hình thành với qui mô sản xuất lớn; đàn lợn tăng 5,6%,