Thực trạng ô nhiễm khí thải từ các lò sấy mủ cao su ở Miền Trung, giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bảo vệ môi trường & sức khỏe người lao động

Nghiên cứu trình bày thực trạng ô nhiễm khí thải từ các lò sấy mủ cao su ở Miền Trung, giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bảo vệ môi trường & sức khỏe người lao động

K t qu nghiên c u KHCN Thực trạng ô nhiễm khí thải từ lị sấy mủ cao su Miền Trung, giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bảo vệ môi trường & sức khỏe người lao động ThS Lê Văn Khoa Phân vi n BHLĐ & BVMT Mi n Trung MỞ ĐẦU iệc chế biến mủ cao su mang lại nhiều việc làm cho người lao động, đồng thời mang lại hiệu kinh tế cao Tuy nhiên qua khảo sát thực tế phân tích, đánh giá tiêu độc hại khí thải lị sấy mủ cao su khơng khí xung quanh nhà máy chế biến mủ cao su, thấy lò sấy mủ cao su Miền Trung phát thải nhiều loại khí độc khác trình sấy mủ cao su tiêu vượt giới hạn cho phép TCVN, QCVN hành Một số nhà máy chế biến mủ cao su có hệ thống xử lý khí thải hấp thụ khí độc tháp lọc ướt theo chế hấp thụ xử lý số chất vô hữu dễ tan nước Để khắc phục điều thiết kế chế tạo vận hành thử nghiệm mô hình pilot xử lý khí thải (gắn trực tiếp vào ống khí thải lị sấy mủ cao su) áp dụng cơng nghệ xử lý khí theo phương pháp tháp hấp phụ than hoạt tính, kết hợp với tách nước V 60 khí thải ống venturi cho hiệu suất xử lý khí thải lị sấy mủ cao su tốt Kết nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn cách cải tạo hệ thống xử lý khí thải có nhà máy chế biến cao su Đại Lộc, sau cải tạo xong hệ thống xử lý khí thải lị đạt hiệu tốt hơn, hiệu suất xử lý chất nhiễm khí thải cao su cao từ 1,63 lần (với khí NH3) đến 2,43 lần (với CxHy) Phương pháp hấp phụ khí thải lị sấy mủ cao su than hoạt tính đề xuất có chi phí cao so với phương pháp hấp thụ khí thải tháp lọc ướt 20,1%, hiệu mang lại lớn, giúp ngăn ngừa bệnh nghề nghiệp bảo vệ sức khỏe cho người lao động, đồng thời bảo vệ môi trường sống cho cộng đồng dân cư xung quanh Thực trạng ô nhiễm khí thải từ lị sấy mủ cao su Miền Trung Lò sấy mủ cao su thường dùng nhiên liệu dầu than dầu DO trình sấy sản phẩm cao su Qua khảo sát thực tế phân tích, đánh giá tiêu độc hại khí thải lị sấy mủ cao su khơng khí xung quanh nhà máy chế biến mủ cao su, thấy lò sấy mủ cao su Miền Trung cho dù có kết cấu nào, dùng nhiên liệu đốt (dầu DO hay than) phát thải nhiều hợp chất khí vơ cơ, hữu gây mùi khó chịu xác định NH3, H2S, axit béo acetic, butyric axit isovaleric, axit chuỗi dài axit stearicpropionic, butanoic axit pentanoic, chiếm 50% hợp chất hoạt mùi, hợp chất thơm pxylene phenol, benzaldehyde, axit benzoic benzaldehyde Một số este acid béo phát methyl ethyl pentanoate, ethyl hexanoate, methyl Myristate methyl palmitat tìm thấy cao su Steve Down (9-2013) phát Trimethylamine, hợp chất có mùi mạnh Phenylacetic acid, acid phenylpropionic 2,6-dimethoxyphenol tạo mùi tổng thể mủ cao su Đồng thời mùi tạo Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN diện enzyme vi khuẩn cao su, phân hủy nhiệt trình chế biến Các hợp chất phát tán theo khí thải từ lị sấy mủ cao su gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động đời sống nhân dân xung quanh Để đánh giá thực trạng ô nhiễm loại khí thải đặc trưng lị sấy mủ cao su môi trường xung quanh nhà máy chế biến mủ cao su miền Trung, tiến hành đo đạc khảo sát nhà máy chế biến mủ cao su Tỉnh Quảng Nam, Thừa Thiên Huế Quảng Trị (Nhà máy chế biến mủ cao su Đại Lộc Tỉnh Quảng Nam; Nhà máy chế biến mủ cao su Nam B ng 1: K t qu kh o sát Đông_Công ty CP Cao su Thừa Thiên Huế nhà máy chế biến mủ cao su Cam lộ, Tỉnh Quảng Trị) Đánh giá mức độ nhiễm loại khí thải đặc trưng lị sấy mủ cao su môi trường xung quanh nhà máy chế biến mủ cao su Quá trình sấy mủ cao su phát thải môi trường nhiều chất hữu gây mùi khó chịu Qua kết phân tích thấy tiêu độc hại vượt ngưỡng thải cho phép qui chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng khơng khí xung quanh: QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia khí thải CN bụi chất vô cơ; QCVN 20:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia khí thải CN số chất hữu Các loại khí nhiễm từ lị sấy mủ cao su phát tán vào môi trường xung quanh vượt ngưỡng cho phép qui chuẩn kỹ thuật quốc gia từ đến lần, đặc biệt H2S vượt từ 14,9 đến 32,5 lần (trong sân nhà máy); 2,3 - 2,8 lần (cách nhà máy 200m) nơi có dân cư sinh sống vượt đến 1,14 – 1,4 lần Methyl mercaptan (CH3SH) khí phát sinh trình chế biến mủ cao su, kết đo khí thải lị sấy cho thấy nồng độ CH3SH vượt QCVN 20:2009/BTNMT khí thải cơng nghiệp lần nhà máy ch bi n m cao su (kh o sát t tháng 6-8/2015) Kết QCVN 05:2013 QCVN 06:2009 Sân nhà máy 200m cuối gió 200m© đầu gió Khu dân cư cuối gió mg/m3 0,26 - 0,41 0,17 - 0,54 0,21 - 0,51 0,18 – 0,23 0,3 (*) NH3 mg/m3 2,73 - 4,56 KPH - 0,66 KPH - 0,07 0,18 - 0,26 0,20 H2S mg/m3 0,963-7,366 0,096-1,216 KPH- 0,033 0,036-0,058 0,042 Chỉ tiêu Đơn vị đo Bụi tổng số © 0,05 (**) (**) (**) Methyl Mercaptan mg/m Dimethyl disulfide mg/m3 0,96 - 1,25 0,09 - 0,14 KPH 0,06 – 0,12 1,9mg/m3 CxHy mg/m3 11,6 – 16,3 2,6 - 5,6 0,73 – 1,40 1,66 - 2,16 5(1h), 1(24h) 4,87 – 7,26 0,14 - 0,33 KPH – 0,08 0,12 - 0,21 0,02 (**) (***) Ghi chú: Q trình thu mẫu lị sấy mủ cao su Cơng ty hoạt động bình thường KPH: khơng phát (*)QCVN 05:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng khơng khí xung quanh (**)QCVN 06:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số chất độc không khí xung quanh (***)Vệ Sinh Cơng Nghiệp Mỹ (ACGIH) Threshold Limit Value (TLV): 0,5 ppm; 1,9 mg/m3 © Các vị trí thu mẫu cách chân ống khí thải nhà máy 200m (đầu gió, cuối gió) Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 61 K t qu nghiên c u KHCN vượt giới hạn cho phép vị trí làm việc (QĐ 3733/2002/QĐ BYT) đến 15 lần Khí có mùi đặc biệt giống mùi tỏi, nặng khơng khí thường (do có mặt khơng khí lắng xuống vị trí gần mặt đất, người vị trí thấp bị ngộ độc nặng hơn) Dimetyl disulfit (CH3SSCH3) phát sinh trình chế biến mủ cao su Hiện nay, QCVN 20:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia khí thải CN số chất hữu chưa có qui định ngưỡng cho phép, đồng thời giới hạn nơi làm việc (QĐ 3733/2002/QĐ-BYT) chưa Bộ Y tế đưa khuyến nghị Các tiêu khí độc khơng khó phát mà cịn khó khắc phục việc đầu tư để khắc phục tốn nhiều cơng sức kinh phí Vì đa phần nhà máy chế biến mủ cao su Miền Trung khơng đầu tư xử lý có đầu tư khơng mang lại hiệu cao nhận thức người sử dụng lao động nhiều hạn chế Người sử dụng lao động thường đầu tư cơng trình xử lý để đối phó với quan chức năng, khí thải độc hại xuất tác động trực tiếp đến an toàn, sức khỏe người lao động môi trường sống cộng đồng dân cư địa phương Giải pháp giảm thiểu nhiễm từ lị sấy mủ cao su Miền trung Các tiêu khí độc hại thành phần khí thải lị sấy mủ 62 cao su có biện pháp khả thi để khắc phục chúng, nhiên nhà máy chế biến cao su Miền Trung chưa thực biện pháp khắc phục, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn sức khỏe người lao động làm ô nhiễm môi trường, đất, nước khơng khí cộng đồng dân cư xung quanh Kết phân tích đánh giá cho thấy tiêu độc hại sản phẩm phát sinh từ khí thải lò sấy mủ cao su, cần phải nghiên cứu chúng để đề biện pháp khắc phục hiệu giúp ngăn ngừa tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp bảo vệ sức khỏe cho người lao động, đồng thời bảo vệ môi trường sống cho cộng đồng dân cư xung quanh Hiện số nhà máy chế biến mủ cao su lắp đặt hệ thống khử mùi phương pháp hấp thụ qua nước vôi (Ca(OH)2) Để tách thành phần bụi rắn phần mùi axit amin bị phân hủy mơi trường kiềm có nhiệt độ cao, người ta sử dụng quạt hút khói từ lị thổi cưỡng lượng khói thải qua tháp lọc kiểu ướt có nhiều tầng lọc, lượng muội than, xỉ dạng rắn giữ lại qua khoang lọc sơ cấp, thứ cấp màng lưới lọc mịn, lượng bụi, muội tro hay bồ hóng khói nước mang xuống ngồi [8], đồng thời thành phần hỗn hợp chất vô (NO2, SO2 ) hữu tan nước, hòa tan vào hỗn hợp nước kiềm nên lượng khói ngồi có nhiệt độ thấp (< 400C) [9] [10] Nhằm tăng cường thời gian diện tích tiếp xúc giảm thiểu tối đa trở lực cho dịng khí qua khoang xử lý, tháp KHĨI THẢI LỊ SẤY MỦ Hình 1: S
đ nguyên lý tháp x lý khói th i lị s y m cao su Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN xử lý có sử dụng vịng racing [5] [6] làm polyme có dạng hình trụ rỗng nhiều vách ngăn tạo màng nước hệ vách đỡ lưới inox + Hiệu tách bụi gần đạt 90-95% hiệu hấp thụ chất tan nước SO2, NO2 theo kết đo thực tế đạt 70% đến 80% [1] [3] chất khó tan nước theo khí thải vào mơi trường xung quanh Tháp xử lý khói kiểu ướt chế tạo hồn tồn inox khói thải có chứa nhiều thành phần axít dễ gây ăn mịn oxy hóa vật liệu Các thành phần tháp bao gồm: - Quạt ly tâm (6000m3/h; 3000Pa); bơm nước (N=2kw/h; L=12m3/h; P=16m) - Khoang xử lý lọc sơ cấp, vòng racing (raysin) tạo màng lớn - Giàn phun nước cấp 1, khoang xử lý khử thứ cấp, vòng raysin tạo màng nhỏ - Giàn phun nước cấp 2, Màng lọc tinh kiểu ướt - Ống khói thải cao > 12m so với mặt đất (cách khu dân cư > 500m) + Ưu điểm hệ thống xử lý khí thải hấp thụ kiểu ướt áp dụng nhà máy sơ chế mủ cao su thiên nhiên là: - Dễ vận hành, chi phí thấp - Lớp lọc bền, rẻ tiền thay dễ dàng + Nhược điểm hệ thống xử lý khí thải hấp thụ kiểu ướt áp dụng nhà máy sơ chế mủ cao su thiên nhiên là: - Không xử lý chất tan nước CO, methylmercaptan (CH3SH), ethylmercaptan (C2H5SH) dimethyl disulfide (CH3SSCH3) - Khí thải sau khỏi hệ thống xử lý mùi đặc trưng phát tán vào khu dân cư xung quanh Để khắc phục tượng khí thải lị sấy sau qua hệ thống xử lý hấp thụ nước vôi (hiện số đơn vị dùng), sử dụng phương pháp hấp phụ để xử lý hợp chất hữu gây mùi có mặt khí thải cao su Chất hấp phụ có nhiều loại Alumogel, Zeolit, Silicagel, than bùn, chất hấp phụ polyme, than hoạt tính Chúng tơi chọn than hoạt tính than hoạt tính có khả hấp phụ tốt chất hữu có ưu điểm sau: - Than hấp phụ khí, khử mùi thường dạng hạt, độ bền học cao, diện tích bề mặt dung lượng hấp phụ lớn - Diện tích lỗ rỗng lớn (500 – 1500m2/g) - Bề mặt hiệu lên đến 105 – 106 m2/kg - Có khả phục hồi - Hấp phụ tốt với nhiều loại khí vơ hữu với mức độ hấp phụ 50% trọng lượng thân; Axeton, acrolein, Cl2, H2S với mức độ hấp phụ 10 - 25% trọng lượng thân Ưu điểm nhược điểm phương pháp hấp phụ: + Ưu điểm: Xử lý nhiều loại khí khác nhau, khơng địi hỏi tương hợp cao chất cần xử lý dung dịch hấp thụ phương pháp hấp thụ + Nhược điểm: chất hấp phụ no nhanh khí thải cần xử lý chứa nhiều nước dẫn đến chi phí xử lý cao, khó áp dụng khói lị sấy mang nhiều nước nhà máy chế biến mủ cao su khu vực miền Trung Để áp dụng phương pháp hấp phụ cho việc xử lý khí thải từ lò sấy mủ cao su cần phải tách ẩm khỏi dịng khí thải nhằm tăng cường hiệu suất hấp phụ kéo dài tuổi thọ than hoạt tính Chúng tơi áp dụng phương pháp tách ẩm theo phương pháp khí động ống venturi đề xuất mơ hình xử lý khí thải lị sấy mủ cao su Hình Để khắc phục nhược điểm hệ thống xử lý thiết kế theo nguyên lý xử lý khí thải lị sấy mủ cao su phương pháp hấp thụ dung dịch nước vôi bão hịa Chúng tơi đề xuất giải pháp xử lý khí H2S lớp Fe2O3 trước khí qua hấp phụ than hoạt tính (than hoạt tính hấp phụ H2S kém) Fe2O3 + 3H2S = Fe2S3 + 3H2O 2Fe2S3 + 3O2 = 2Fe2O3 + 6S Kết so sánh thông số phương pháp xử lý khí thải (hấp thụ nước vơi bão hịa hấp phụ than hoạt tính kết hợp với tách nước ống venturi) nhà máy chế biến mủ cao su Đại Lộc thể Bảng Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 63 K t qu nghiên c u KHCN Như hiệu suất xử lý phương pháp hấp phụ than hoạt tính chúng tơi đề xuất tốt nhiều phương pháp hấp thụ nước vơi bão hịa sử dụng ngun Mơi trường có hiệu lớn người lao động cư dân địa phương Các chất khí gây nhiễm từ lị sấy mủ cao su xử lý đạt QCVN 19: 2009/BTNMT 20:2009/BTNMT Bộ Tài Sau thực việc áp dụng thử nghiệm vào thực tế (tháp xử lý lị sấy cơng suất sản phẩm/giờ), chúng tơi so sánh chi phí phương pháp xử lý cho kết Bảng KẾT LUẬN Hình 2: Mơ hình x lý khí th i lị s y m cao su Mặt cắt hệ thống xử lý khí thải lò sấy mủ cao su áp dụng phương pháp hấp phụ than hoạt tính nhà máy cao su Đại Lộc Quảng Nam Phương pháp hấp phụ khí thải lị sấy mủ cao su than hoạt tính đề xuất có chi phí cao so với phương pháp hấp thụ khí thải tháp lọc ướt 20,1%, hiệu mang lại lớn Chúng đề nghị nhà quản lý thực nghiên cứu rộng mơ hình xử lý khí thải từ lị sấy mủ cao su để áp dụng rộng rãi cho doanh nghiệp nhằm đảm bảo phát triển sản xuất ngành chế biến mủ cao su, bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe người lao động nhân dân xung quanh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Bơn (2012), Kỹ thuật xử lý khí thải cơng nghiệp, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM (lưu hành nội bộ) [2] Trần Ngọc Chấn, Kỹ thuật thơng gió, Trường Đại học Xây dựng - Nhà xuất Xây dựng (1998) Hình 3: H th ng x lý khí th i lò s y m cao su nhà máy cao su Đ i L c (Qu ng Nam) 64 [3] Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải - Tập 1, 3, Trần Ngọc Chấn, NXB Khoa học Kỹ thuật.(2001) Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 K t qu nghiên c u KHCN B ng 2: K t qu gi a ph

ng pháp x lý khí th i Số TT Chất ô nhiễm cần xử lý Khí xử lý hấp phụ than hoạt tính kết hợp tách nước ống ventury Khí xử lý hấp thụ nước vôi bão hòa Nồng độ khí thải chưa xử lý Nồng độ khí thải Hiệu suất xử lý (%) Nồng độ khí thải Hiệu suất xử lý (%) NH3 118,33 71,14 39,88 41,36 65,05 H2S 39,16 19,56 50,10 6,14 84,32 Methyl Mercaptan CH3SH 38,53 26,17 32,07 14,18 63,20 Dimethyl disulfide (DMDS) CH3SSCH3 4,47 3,06 31,54 0,86 80,76 CxHy 1523,6 1014,8 33,39 286,6 81,19 B ng 3: K t qu th nghi m tháp x lý lị s y cơng su t t n s n ph m/gi Phương pháp xử lý Tiền điện cho quạt đẩy khí vào tháp (đồng/ tháng) Tiền điện cho bơm nước vào tháp (đồng/tháng) Chi phí vôi vòng racing (đồng/ tháng) Chi phí than hoạt tính + đá vôi + Fe2O3 (đồng/ tháng) Thành tiền đồng/ tháng Hấp thụ nước vôi bão hòa Ca(OH)2 2.880.000 1.440.000 2.084.000 6.404.000 Hấp Thụ than hoạt tính 3.360.000 0 4.335.000 7.695.000 [4] Vũ Bá Minh, Võ Văn Bang Q trình thiết bị cơng nghiệp hoá học – Truyền khối Tập 3, Nhà xuất bản: ĐHQGHCM (2015) [5] Phạm Văn Bôn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam, Q trình Thiết bị cơng nghiệp Hố học – Ví dụ tập - Tập 10, Trường đại học Bách Khoa TP HCM (Lưu hành nội _ 2012) [6] Nguyễn Văn Phước Q trình thiết bị cơng nghiệp hố học – Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp - Tập 13, Trường đại học Bách Khoa TP.HCM (lưu hành nội bộ_2015) [7] Bộ mơn Q trình Thiết bị cơng nghệ Hố chất (khoa Hố, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội) Sổ tay Quá trình Thiết bị cơng nghệ Hóa chất - Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật (2010) [8] Hồ Lê Viên Thiết kế tính tốn chi tiết thiết bị hoá chất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật (2006) [9] Nguyễn Duy Động Thơng gió kĩ thuật xử lý khí thải, Nhà xuất Giáo dục (2009) [10] Hoàng Kim Cơ Kĩ thuật lọc bụi xử lý khí thải, Nhà xuất Giáo dục (1999) Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016 65 ... năng, khí thải độc hại ln xuất tác động trực tiếp đến an toàn, sức khỏe người lao động môi trường sống cộng đồng dân cư địa phương Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm từ lò sấy mủ cao su Miền trung Các. .. thực nghiên cứu rộng mơ hình xử lý khí thải từ lò sấy mủ cao su để áp dụng rộng rãi cho doanh nghiệp nhằm đảm bảo phát triển sản xuất ngành chế biến mủ cao su, bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe. .. diện enzyme vi khuẩn cao su, phân hủy nhiệt trình chế biến Các hợp chất phát tán theo khí thải từ lị sấy mủ cao su gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động đời sống nhân dân