Bài viết giới thiệu tính khả thi trong việc chế tạo thiết bị xử lý bụi bằng phương pháp ướt scrubber, áp dụng cho các hộ sản xuất thủ công quy mô vừa và nhỏ. Thiết bị góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo sức khỏe cho người lao động cũng như phát triển môi trường bền vững.
KHOA HC & CôNG NGHê Thit k, ch to thit bị xử lý bụi phương pháp lọc ướt kết hợp hoàn nguyên dung dịch lọc bơm airlift thử nghiệm làng nghề Đa Sỹ, quận Hà Đông, Hà Nội Design and manufacture of dust cleaning equipment by using wet scrubber method combined with reversible solution filter by airlift pump in Da Sy handicraft village, Ha Dong district, Hanoi city Hoàng Văn Long, Nguyễn Đức Long, Đinh Chiến Thắng Dương Quang Thanh, Nguyễn Thị Tốn, Nguyễn Quốc Anh Tóm tắt MỞ ĐẦU Khí thải làng nghề ln nội dung ưu tiên Báo cáo trạng môi trường quốc gia năm gần đây, nhiên việc xử lý khí thải phát sinh nói chung xử lý bụi nói riêng làng nghề lại chưa trọng quy mô hiệu xử lý thực tế Bài báo giới thiệu tính khả thi việc chế tạo thiết bị xử lý bụi phương pháp ướt scrubber, áp dụng cho hộ sản xuất thủ công quy mô vừa nhỏ Thiết bị góp phần nâng cao hiệu sản xuất, đảm bảo sức khỏe cho người lao động phát triển môi trường bền vững Số liệu thu thập, thử nghiệm làng nghề Đa Sỹ, thành phố Hà Nội Từ khóa: Thiết bị lọc bụi scrubber, bơm airlift, khí thải làng nghề Sự phục hồi phát triển làng nghề năm gần đóng góp nhiều việc phát triển kinh tế tỉnh phía bắc, nhiên hậu kéo theo trình phát triển đáng lo ngại Nồng độ phát sinh chất khí nhiễm nói chung bụi nói riêng tăng theo quy mơ sản xuất hộ gia đình làng nghề Tùy theo tính chất đặc thù làng nghề mà thành phần chất nhiễm khí thải khác nhau, tỷ lệ hạt bụi PM10, TSP thường 70% lượng bụi phát sinh Abstract Tại làng nghề triển khai khảo sát, việc xử lý khí bụi phương pháp ướt sử dụng tháp rửa khí hay scrubber chưa áp dụng Đây phương pháp thu gom xử lý bụi hiệu cao, đặc biệt thành phần bụi PM10 Khảo sát ý kiến hộ dân cho thấy nguyên nhân chủ yếu chi phí đầu tư ban đầu cao, diện tích sử dụng cho thiết bị lớn, thiết bị rửa khí thị trường chưa có tích hợp thu gom bùn cặn hồn ngun dung dịch lọc, dẫn tới chi phí vận hành tăng cao Vì việc nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị lọc bụi đơn giản, tiết kiệm phù hợp với quy mô sản xuất địa phương yêu cầu cần thiết Đồng thời kết nghiên cứu đề tài sở tham khảo để phát triển rộng rãi cho làng nghề có hoạt động phát sinh bụi vượt ngưỡng cho phép nước ta Emissions from handicraft village is always a priority concern in many National Report of current situation of environment in Vietnam in recent years However, the handling process of emissions in general as well as dust in particular has not been paid enough attention, mostly due to the large scale and diversity of physical and chemical features of the pollutants This article introduces the practicability of creating on-site dust cleaning by wet scrubber method equipment for smalland medium-sized handicraft households The purpose of creating dust handling equipment is to improve efficiency, guarantee a good health for workers as well as create sustainable development environment The data was gathered and tested in Da Sy handicraft village, Hanoi city Key words: Scrubber dust filter method, airlift pump, handicraft village air pollution Email: hoanglonghau187@gmail.com ĐT: 01697287207 Theo khảo sát thực tế làng nghề Đa Sỹ, Tràng Sơn… cho thấy phương pháp xử lý bụi chủ yếu phương pháp thô sơ quạt thổi, hút, thiết bị lọc bụi túi vải tự chế Nhược điểm biện pháp xử lý hiệu xử lý thấp, đảm bảo nồng độ bụi vị trí cơng tác người lao động, khơng giải vấn đề khuếch tán bụi toàn khu sản xuất Chỉ có khoảng 35% xưởng gia công sử dụng thiết bị hút bụi chỗ, lại bụi khơng thu gom, phát tán tự phân xưởng đẩy quạt không qua thiết bị xử lý Lượng bụi khuếch tán tự môi trường, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe sống hộ dân khu vực lân cận NỘI DUNG Hiện trạng ô nhiễm bụi làng nghề Đa Sỹ Hiện nay, Đa Sĩ có khoảng 900 hộ dân làm nghề rèn, sản phẩm tập trung vào hai mặt hàng dao, kéo loại Hiện nay, số lò rèn thơn phát triển lên đến 500 lò Đa số lò đưa máy móc vào sản xuất, nâng sản phẩm lên triệu năm Theo “Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2015 – Mơi trường khơng khí”, Đa Sỹ số làng nghề có nồng độ chất nhiễm khơng khí cao, vượt so với QCVN 052013 Dưới biểu đồ thể mức độ ô nhiễm khơng khí làng nghề Đa Sỹ, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội Cơ sở khoa học thiết kế chế tạo thiết bị 2.1 Thiết bị lọc bụi ướt Scrubber Ngày nhận bài: 20/6/2018 Ngày sửa bài: 27/6/2018 Ngày duyệt đăng: 29/6/2018 86 Thiết bị lọc bụi ướt có lớp đệm rỗng tưới nước gọi tháp rửa khí hay scrubber Cấu tạo gồm thùng tiết diện tròn chữ nhật bên có chứa lớp đệm vật liệu rỗng, nước phun từ xuống T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG Hình Tháp rửa khí có lớp đệm – Cửa khí vào, 2- Cửa khí ra, 3- Hệ thống phun dung dịch, 4- Cửa xả, 5- Lớp vật liệu đệm, 6-Tấm đục lỗ Hình Bơm Airlift áp dụng cho thiết bị ngược chiều chuyển động dòng khí Lớp vật liệu rỗng thường dùng vật liệu diện tích bề mặt lớn làm tăng khả bám dính bụi phun nước Ngun lý hoạt động: dòng khí chứa bụi chuyển động từ lên xuyên qua lớp vật liệu rỗng, tiếp xúc với bề mặt ướt lớp vật liệu rỗng bụi bám lại khí ngồi Nước phun từ xuống rửa trôi hạt bụi thùng chứa xả dạng bùn Lớp vật liệu rỗng sục rửa định kỳ Nhược điểm loại thiết bị vận tốc khí cao (>3m/s) gây tượng sặc nước - nước bị thổi ngược trở lên qua đường ống khí 2.2 Bơm airlift Bơm thổi khí (hay gọi bơm airlift) hệ thống đẩy nước bọt khí tận dụng lực đẩy Acsimet Thiết kế, chế tạo thiết bị Để tăng khả sản xuất, tự chế tạo làng nghề phù hợp với điều kiện kinh tế, thiết bị thiết kế dựa hướng: sử dụng vật liệu tái chế sẵn có sử dụng mika tôn tráng kẽm Cả hướng chế tạo thiết bị sử dụng vật liệu đệm có diện tích bề mặt riêng 156m2/m3 Cấu tạo thiết bị gồm vùng, vùng phía (vùng 1) vùng xử lý bụi, vùng phía (vùng 2) vùng xử lý bùn cặn Khí chứa bụi đưa tới vùng 1, bụi dập hệ thống dàn phun nước, bám dính vào bề mặt vật liệu đệm Sau thời gian tích tụ, bùn thải dẫn xuống vùng qua van điều chỉnh lưu lượng Vùng ngăn lọc, tách nước khỏi bùn sử dụng bơm airlift để tuần hoàn nước phục vụ phun dập bụi cho vùng Nguyên lý hoạt động bơm Airlift: Ống dẫn khí nước cắm phần bể chứa, bơm thổi có nhiệm vụ tạo bọt khí đường ống Lúc ống nước xuất bọt khí nhỏ, bọt khí chiếm đẩy diện tích mặt cắt ngang ống mang theo nước Loại bơm áp dụng cho thiết bị dạng bơm đơn giản bơm Airlift Sử dụng bơm thổi khí có ưu điểm tiết kiệm điện nhiều so với bơm nước thông thường, nhiên lượng nước đầu ko đầy ống, ko liên tục nên thường áp dụng tưới tiêu a Thiết bị sử dụng vật liệu tái chế Biểu đồ Nồng độ TSP khơng khí xung quanh số làng nghề phía Bắc Biểu đồ Nồng độ Asen số làng nghề khí địa bàn Hà Nội Nguyên vật liệu sử dụng chế tạo thiết bị lọc khí kết hợp hồn ngun dung dịch bình nước dung tích 20 lít, máy thổi khí, quạt hút, thổi bụi phụ kiện đường ống, côn, cút… gia công để kết nối với tạo thành mơ hình b Thiết bị nâng cấp sử dụng mika tơn trắng kẽm Ngồi việc sử dụng quạt, máy thổi khí, phụ kiện nối ống tương tự thiết bị sử dụng vật liệu tái chế, thiết bị nâng (Nguồn: Sở TN & MT tỉnh Ninh Bình, Bắc Ninh Hưng Yên, Tp Hà Nội, 2014,2015 Trung tâm quan trắc tài nguyên môi trường Hà nội 2015) Sơ 31 - 2018 87 KHOA HC & CôNG NGHª Hình Bản vẽ chế tạo thiết bị cấp chế tạo từ nhựa mika tôn tráng kẽm phổ biến thị trường, có độ bền cao, dễ thi công chế tạo Lưu ý để lựa chọn mika hay tôn phụ thuộc vào nhiệt độ thành phần độc hại khí thải Đối với khí thải chứa bụi có nhiệt độ cao nên sử dụng tơn tráng kẽm để đảm bảo tuổi thọ thiết bị, với khí thải chứa bụi ăn mòn cân nhắc sử dụng mika chất liệu có tính chất tương tự Kết nghiên cứu thử nghiệm làng nghề Đa Sỹ Hiệu xử lý thiết bị tính tốn dựa tỷ lệ khối lượng bụi đầu vào thiết bị Đối với thiết bi thực thí nghiệm lần, lần 100g thí nghiệm bụi lơ lửng (TSP) lần 100g thí nghiệm bụi PM10 Bảng Số liệu kết thí nghiệm thiết bị sử dụng vật liệu tái chế Khối lượng Lần bụi đầu vào (g) Khối lượng bụi đầu (g) Hiệu TSP PM10 TSP PM10 100 26 32 74 % 68% 100 28 31 72 % 69% 100 25 34 75 % 66% Bảng Số liệu kết thí nghiệm thiết bị nâng cấp Khối lượng Lần bụi đầu vào (g) Khối lượng bụi đầu (g) Hiệu TSP PM10 TSP PM10 100 26 33 74 % 67% 100 28 35 72 % 65% 100 29 31 71 % 69% Đánh giá kết khả áp dụng thực tiễn 5.1 Kết nghiên cứu 88 Cả thiết bị hoạt động tốt cho hiệu suất xử lý bụi mức khá, khoảng 70% cho loại bụi TSP PM10 Đối với bụi PM10 hiệu suất xử lý thấp có chứa tỷ lệ hạt bụi PM2,5 nhỏ Sau ngày sử dụng thiết bị xưởng sản xuất quy mơ trung bình Đa Sỹ, hiệu xử lý bụi giảm 50% lượng bụi tích tụ lớn, cần xịt rửa vật liệu đệm thu bùn cặn Đối với thiết bị có ưu nhược điểm khác a Đối với thiết bị sử dụng vật liệu tái chế Tận dụng vật liệu tái chế, tiết kiệm thời gian gia công chế tạo thiết bị, áp dụng cho công đoạn sản xuất phát sinh bụi chỗ, quy mơ sản xuất hộ gia đình, đáp ứng xử lý loại bụi hữu vô Tuy nhiên, thiết bị sử dụng vật liệu tái chế chưa đáp ứng tải lượng bụi phân xưởng quy mô sản xuất lớn hơn, đồng thời khí thải chứa bụi có nhiệt độ cao, thiết bị chưa đảm bảo độ bền vật lý để sử dụng lâu dài b Thiết bị nâng cấp Sử dụng mika để xây dựng, chế tạo cho thấy: thiết bị chạy ổn định, hiệu suất xử lý 70% tổng bụi lơ lửng Trong thực tế sử dụng thơng số (theo vẽ) để tính tốn tỷ lệ chế tạo thiết bị áp dụng cho quy mô sản xuất lơn hơn, đồng thời sử dụng vật liệu bền tơn, thép, composite, … 5.2 Khả áp dụng vào thực tiễn Khả áp dụng vào thực tiễn thiết bị đánh giá dựa tiêu chí: - Tính kinh tế: chi phí để sản xuất thiết bị thấp, phù hợp với nhiều loại hình sản xuất với loại bụi khác nhau, tính khả thi cao áp dụng vào thực tế, đặc biệt hộ sản xuất quy mô vừa nhỏ - Tính kỹ thuật: o Cách thức chế tạo vận hành đơn giản, đảm bảo tính liên tục trình xử lý Tiết kiệm lượng tiêu tn TP CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG cho tồn q trình vận hành o Thiết bị có tính tùy biến cao, thay đổi đa dạng loại vật tư chế tạo, vật liệu lọc, vật liệu hấp phụ, vật liệu xử lý nước lọc tùy theo thành phần tính chất khí thải nói chung bụi nói riêng sở sản xuất khác o Hiệu xử lý thiết bị mức cao, 70% bụi lơ lửng, giảm thiểu đáng kể lượng bụi phát sinh làng nghề áp dụng triển khai đồng bộ, tránh phát sinh môi trường, tăng hiệu sản xuất cải thiện sức khỏe người dân khu vực o Bản vẽ chế tạo thể rõ ràng, chi tiết, tính tốn tỷ lệ để phát triển cho quy mơ sản xuất lớn - Khả xã hội hóa thực tiễn: khu làng nghề nước, nhiễm khơng khí từ q trình sản xuất trực tiếp ảnh hưởng tới đời sống sinh hoạt người dân, đại phận hộ sản xuất có quy mơ nhỏ lẻ, chưa trọng đến việc xử lý nhiễm khí thải bụi chi phí đầu tư thiết bị q lớn Ngồi chi phí vận hành, bảo trì sửa chữa kéo theo vấn đề cần cân nhắc áp dụng thiết bị xử lý bụi phương pháp ướt kết T¿i lièu tham khÀo Nguyễn Thị Hải Anh, Thiết kế, chế tạo số thiết bị lọc bụi quy mô nhỏ sử dụng vật liệu tái chế phục vụ cho sở sản xuất đồ gỗ huyện Thạch Thất, Thành phố Hà Nội, 2017; Trần Ngọc Chấn, Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải - Tập 1, Tập 2, Tập 3, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội; Hồng Thị Hiền, Bùi Sỹ Lý, Bảo vệ mơi trường khơng khí, NXB Xây dựng, 2012; Hồng Thị Hiền, Cẩm nang lọc bụi, NXB Xây dựng, 2016; Hồng Văn Huệ, Cơng nghệ mơi trường - Tập1- Xử lý nước, NXB Xây Dựng 2010; hợp hoàn nguyên dung dịch lọc góp phần giải tốn cân đối cho chi phí đầu tư sức khỏe người dân KẾT LUẬN Đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị xử lý bụi phương pháp lọc ướt kết hợp hoàn nguyên dung dịch lọc bơm airlift thử nghiệm làng nghề Đa Sỹ, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội” đạt kết tích cực, hiệu xử lý cao đổi với bụi lơ lửng bụi PM10, thiết bị áp dụng rộng rãi đa số làng nghề thủ công truyền thống Bản vẽ chế tạo thiết bị rõ ràng, tính tùy biến cao loại bụi có tính chất khác Đối với quy mô sản xuất lớn nghiên cứu tính tốn tỷ lệ chế tạo phù hợp Tuy nhiên hạn chế thời gian kinh phí nên đề tài chưa tính tốn đánh giá hiệu xử lý nước dập bụi, so sánh chi tiết mức độ hiệu bơm airlift với bơm nước thông thường khả ứng dụng bụi hữu phát sinh từ trình xay sát bột…/ Lars Blume, Nguyễn Thị Anh Thư, Emmeline Bergeon, Đàm Thị Phương Thảo, Báo cáo chất lượng khơng khí nửa đầu năm 2017, 06/2017; Quy chuẩn Việt Nam QCVN 05:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng khơng khí xung quanh; Đinh Xn Thắng, Giáo trình nhiễm khơng khí, ĐHQG; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5966 : 2009 - chất lượng khơng khí 10 William A Wurts, Performance and design characteristics of airlift pumps for field applications Giải pháp nâng cao nhận thức cư dân (tiếp theo trang 81) Kiến nghị: Đề xuất tăng cường các hoạt động, chương trình sinh hoạt cộng đồng về các vấn đề an toàn sử dụng chung cư để nâng cao ý thức trách nhiệm của mỗi cá nhân Tăng cường tập huấn, nâng cao trình độ chuyên môn và công tác quản lý của của ban quản trị và tăng cường công tác kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng sửa chữa các các thiết bị nhà chung cư Cần thắt chặt quản lý vấn đề an toàn tòa chung cư từ khâu nghiêm thu, trước đưa vào sử dụng Kiến nghị trang bị thêm sở vật chất chữa cháy cho Sở Cảnh sát PCCC thành phố Hà Nội để đáp ứng yêu cầu chữa cháy nhà cao tầng địa bàn Xem xét phương án xây dựng hệ thống phun nước chữa cháy cơng suất lớn tòa nhà cao tầng để vừa chữa cháy chỗ, vừa tiếp sức chữa cháy khu vực lân cận Kêu gọi chủ đầu tư thực nghiêm chỉnh, quy định đầu tư xây dựng thực dự án nhà ở, chung cư Đẩy mạnh công tác bảo trì, bảo dưỡng các công trình, thiết bị sử dung nhà chung cư./ T¿i lièu tham khÀo Baodansinh.vn, 2018: Diễn tập PCCC với nhà mơ hình chung cư Imperia Garden Bộ Xây dựng, Thông tư 02/2016/TT- BXD quy chế quản lý sử dụng chung cư Bộ Xây dựng, Thông tư 26/2016/TT- BXD quản lý chất lượng bảo trì cơng trình xây dựng Khả Di, Hà Nội, 2017: Bé trai tuổi rơi từ tầng 17 chung cư Skyline tử vong, Báo Hà Phương, 2015: Sau vụ cháy chung cư khu thị Xa La, Báo Gia đình Xã hội Quốc Hội, Luật nhà năm 2014 số 65/2014/QH13 QCVN 04-1:2015/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Nhà cơng trình cơng cộng S¬ 31 - 2018 89 ... dung dịch lọc bơm airlift thử nghiệm làng nghề Đa Sỹ, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội đạt kết tích cực, hiệu xử lý cao đổi với bụi lơ lửng bụi PM10, thiết bị áp dụng rộng rãi đa số làng nghề thủ... hợp hồn ngun dung dịch lọc góp phần giải tốn cân đối cho chi phí đầu tư sức khỏe người dân KẾT LUẬN Đề tài Thiết kế, chế tạo thiết bị xử lý bụi phương pháp lọc ướt kết hợp hoàn nguyên dung dịch. .. tư thiết bị q lớn Ngồi chi phí vận hành, bảo trì sửa chữa kéo theo vấn đề cần cân nhắc áp dụng thiết bị xử lý bụi phương pháp ướt kết T¿i lièu tham khÀo Nguyễn Thị Hải Anh, Thiết kế, chế tạo