CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN HỒNG CÔN NG KIM LOAN CễNG NGH X Lí KH THI Ông khói Tháp đệm Bơm hồi lưu Quạt thổi khí Cửa thải tràn hà nội 2006 Bể hồi lưu MC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CHƯƠNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU 10 1.1 Ơ nhiễm khơng khí 10 1.2 Các dạng thải vào khơng khí 13 1.3 Các giải pháp giảm thiểu nhiễm khơng khí 14 1.3.1 Các giải pháp mang tính vĩ mơ 14 1.3.2 Các giải pháp mang tính cục 15 1.3.2.1 Áp dụng công nghệ sản xuất 15 1.3.2.2 Xử lý triệt để khí thải nguồn 16 1.3.2.3 Duy trì trạng thái tự nhiên khơng khí 17 1.3.2.4 Sử dụng xanh 19 CHƯƠNG TÍNH CHẤT VÀ ĐỘC TÍNH CỦA MỘT SỐ CHẤT THẢI VÀO KHƠNG KHÍ 20 2.1 Các khí thải độc hại 20 2.1.1 Halogen dẫn xuất 20 2.1.2 Các hợp chất dạng khí lưu huỳnh 21 2.1.3 Các hợp chất dạng khí nitơ 25 2.1.4 Khí cacbon monoxit dioxit 31 2.1.5 Asin (AsH3), Phosphin (PH3) Stibin (SbH3) 33 2.2 Các chất thải dạng 35 2.2.1 Hơi hợp chất vô 35 2.2.2 Hơi dung môi hữu 37 2.3 Bụi 38 2.3.1 Khái niệm bụi 38 2.3.2 Hành vi hạt bụi không khí 40 2.3.3 Bản chất tác hại bụi 43 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 44 3.1 Khái quát xử lý bụi 44 3.2 Phương pháp xử lý bụi dựa vào lực trọng trường 46 3.2.1 Nguyên lý 46 3.2.2 Cấu tạo hoạt động buồng lắng đơn 46 3.2.3 Cấu tạo hoạt động buồng lắng nhiều tầng 47 3.3 Phương pháp xử lý bụi dựa vào lực ly tâm 48 3.3.1 Nguyên lý 48 3.3.2 Cấu tạo hoạt động cyclone đơn 48 3.4 Phương phpas xử lý bụi màng lọc 52 3.4.1 Nguyên lý 52 3.4.2 Cấu tạo vận hành 52 3.5 Phương pháp xử lý bụi dàn mưa 54 3.5.1 Nguyên lý 54 3.5.2 Cấu tạo vận hành thiết bị 54 3.6 Lọc bụi tĩnh điện 56 3.6.1 Nguyên lý 56 3.6.2 Cấu tạo vận hành 56 3.7 Phương pháp sục khí qua chất lỏng 60 3.7.1 Nguyên lý 60 3.7.2 Cấu tạo hoạt động thiết bị 60 3.8 Phương pháp rửa khí ly tâm 62 3.8.1 Nguyên lý 62 3.8.2 Cấu tạo hoạt động 62 3.9 Phương pháp rửa khí kiểu Venturry 63 3.9.1 Nguyên lý 63 3.9.2 Cấu tạo vận hành 64 3.10 Rửa khí kiểu dịng xốy 65 3.10.1 Ngun lý 65 3.10.2 Cấu tạo vận hành 65 3.11 Rửa khí kiểu đĩa quay 66 3.11.1 Nguyên lý 66 3.11.2 Cấu tạo vận hành 66 CHƯƠNG IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HƠI VÀ KHÍ ĐỘC 67 4.1 Phương pháp tiêu hủy 67 4.2 Phương pháp ngưng tụ 69 4.3 Phương pháp hấp phụ 71 4.3.1 Hiện tượng hấp phụ 71 4.3.2 Xử lý khí độc phương pháp hấp phụ 72 4.3.2.1 Nguyên lý phương pháp 72 4.3.2.2 Các chất hấp phụ thông dụng xử lý khí thải 72 4.3.3 Các kiểu tiến hành hấp phụ 75 4.3.4 Những ưu nhược điểm phương pháp hấp phụ 76 4.4 Xử lý khí thải phương pháp hấp thụ 77 4.4.1 Nguyên lý 77 4.4.2 Các loại thiết bị hấp phụ 78 CHƯƠNG V CÔNG NGHỆ XỬ LÝ MỘT SỐ KHÍ THẢI CƠNG NGHIỆP 82 5.1 Xử lý khí lưu huỳnh đioxit (SO2) 82 5.1.1 Xử lý khí SO2 theo đường ướt 82 5.1.2 Xử lý khí SO2 theo đường khơ 83 5.2 Xử lý khí nitơ oxit (NOx) 85 5.2.1 Xử lý trung hịa NOx đường ướt 85 5.2.2 Xử lý NOx phương pháp khử nhiệt độ cao 86 5.2.3 Xử lý NOx phương pháp xúc tác chọn lọc 87 5.3 Xử lý đồng thời SO2 NOx 87 5.3.1 Cơng nghệ xử lý lị đốt 88 5.3.2 Cơng nghệ xử lý sau lò đốt 89 5.4 Xử lý nối tiếp NOx SO2 91 5.5 Xử lý khí H2S 93 5.5.1 Công nghệ xử lý H2S theo đường khô 93 5.5.2 Công nghệ xử lý H2S theo đường ướt 94 5.6 Xử lý khí CO 96 5.7 Xử lý khí CO2 96 CHƯƠNG VI MỘT SỐ SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI CƠNG NGHIỆP ĐẶC TRƯNG 98 6.1 Thiết bị xử lý bụi lọc túi 98 6.2 Thiết bị lọc túi xử lý khí thải (khí lị) chứa SO2 100 6.3 Hệ thống xử lý khí thải tổng hợp (SO2, NOx, HCl, HF) phương pháp lọc túi khô 101 6.4 Hệ thống xử lý khí lị có trang bị tháp phản ứng 102 6.5 Hệ thống xử lý khí thải tháp đệm ướt 105 6.6 Hệ thống xử lý khí lị chứa SO2 huyền phù canxi cacbonat 108 6.7 Hệ thống xử lý khí lị chứa SO2 sử dụng magie hydroxxit 110 6.8 Conng nghệ xử lý trực tiếp SO2 NOx lị đốt 112 6.9 Cơng nghệ xử lý khí thải chứa NOx sử dụng xúc tác chọn lọc 114 6.10 Sơ đồ xử lý bụi công nghiệp công nghệ lắng tĩnh điện 118 6.11 Hệ thống xử lý khí lị kiểu Ventury điện động 121 6.12 Sơ đồ công nghệ xử lý đồng thời NOx SO2 sử dụng chùm tia điện tử 123 6.13 Các hệ thống xử lý mùi 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 131 BẢNG DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các nguồn chất gây nhiễm khơng khí chủ yếu Bảng 1.2 Bảng phân loại bụi, khí theo giải kích thước Bảng 2.1 Ngưỡng thời gian tác động H2S lên người Bảng 2.2 Kích thước hạt bụi, khói hệ phân tán phổ biến Bảng 2.3 Tỷ trọng số chất dạng khối dạng bột rời Bảng 4.1 Các phương pháp xử lý bụi Bảng 4.2 Vùng kích thước phù hợp hiệu xử lý phương pháp xử lý bụi Bảng 4.3 Năng suất lọc bụi xyclon đơn xyclon tổ hợp Bảng 7.1 Kết sử dụng hệ thống xử lý 31 sở Bảng 7.2 Một số lĩnh vực áp dụng hệ thống tháp đệm ướt Kyowa Bảng 7.3 So sánh công nghệ xử lý trực tiếp Hitachi Zonsen kết hợp SCR với FGD Bảng 7.4 Hiệu xử lý vàtuổi thọ thiết bị xử lý NOx loại nhỏ Bảng 7.5 Một vài thông số xử lý NOx SCR sở lớn Bảng 7.6 Các thông số quan trọng hai phương pháp thiêu hủy BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Chu trình lưu huỳnh tự nhiên Hình 2.2 Sự phụ thuộc hệ số K0 vào chuẩn số Raynon (Re) Hình 4.1 Hiệu xử lý bụi loại thiết bi Hình 4.2A Buồng lắng đơn Hình 4.2B Buồng lắng kép có vách cản tăng hiệu Hình 4.3A Mặt cắt đứng mặt cắt ngang xyclon đơn Hình 4.3B Các kiểu hướng dịng xyclon Hình 4.3C Sơ đồ hệ thống xyclon lọc bụi Hình 4.4A Sơ đồ đường khí bụi qua màng lọc Hình 4.4B Sơ đồ thiết bị lọc bụi màng hình ống hình túi Hình 4.4C Mơ hình thiết bị lọc túi cơng nghiệp Hình 4.5A Thiết bị dập bụi theo kiểu dàn mưa Hình 4.5B Thiết bị dàn mưa có nhồi vật liệu đệm Hình 4.6A Mơ hình hoạt động trình lọc bụi tĩnh điện Hình 4.6B Sơ đồ nguyên lý trình lọc bụi tĩnh điện Hình 4.6C Sơ đồ thiết bị lọc tĩnh điện Hình 4.7A Sơ đồ thiết bị lọc tĩnh điện ống Hình 4.7B Sơ đồ thiết bị lọc Hình 4.8 Sơ đồ thiết bị rửa khí kiểu sủi bọt Hình 4.9 Sơ đồ họat động xyclon ướt Hình 4.10A Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiểu venturi Hình 4.10B Thiết bị rửa khí kiểu venturis Hình 4.11 Các cửu thắt venturi nước Hình 4.12 Sơ đồ hoạt động thiết bị dịng xốy Hình 4.13 Mơ hình thiết bị lọc bụi kiểu đĩa quay Hình 5.1 Sơ đồ thiết bị tiêu hủy nhiệt Hình 5.2 Sơ đồ thiết bị xử lý phương pháp nhiệt xúc tác Hình 5.3 Cấu tạo cửa đốt nhiên liệu Hình 5.4 Sơ đồ Xử lý NOx sử dụng phản ứng có xúc tác Hình 5.5 Sơ đồ thiết bị ngưng tụ bề mặt Hình 5.6 Sơ đồ thiết bị ngưng tụ kiểu tiếp xúc Hình 5.7 Sơ đồ tương tác phân tử khối vật chất Hình 5.8 Đường cong hấp phụ đảng nhiệt đẳng áp Hình 5.9 Đường cong hấp phụ đốt qua cột hấp phụ Hình 5.10 Mơ hình tháp hấp phụ khí độc Hình 5.11 Mơ hình hấp phụ kiểu tầng quay Hình 5.12 Sơ đồ hệ thống xử lý hấp phụ cơng nghiệp Hình 6.1 Sơ đồ CNXL khí thải chứa SO2 theo đường ướt (FGD) Hình 6.2 Sơ đồ CNXL SO2 theo đường khơ sau lị đốt Hình 6.3 Sơ đồ CNXL SO theo đường khơ lị đốt Hình 6.4 Sơ đồ CNXL NOx theo đường ướt Hình 6.5 Sơ đồ CNXL NOx nhiệt độ cao Hình 6.6 Sơ đồ CNXL NOx xúc tác chọn lọc (SCR) Hình 6.7 ảnh hưởng kích thước hạt độ phân tán canxi cacbonat đến hiệu xử lý SO2 Hình 6.8 Sơ đồ CNXL đồng thời SO2 NOx lị đốt Hình 6.9 Sơ đồ ngun lý xử lý SO2 NOx sử dụng chùm tia điện tử Hình 6.10 Sơ đồ CNXL đồng thời SO2 NOX sử dụng chùm tia điện tử Hình 6.11 Sơ đồ hệ thống xử lý NOx phương pháp xúc tác chọn lọc kết hợp xử lý SO2 Hình 6.12 Sơ đồ CNXL H2S theo đường khơ Hình 6.13 Sơ đồ CNXL H2S theo đường khơ Hình 6.14 Sơ đồ CNXL H2S phương pháp sắt(III) theo đường ướt Hình 7.1 Thiết bị lọc túi xử lý bụi kimloại nặng hãng NAVAC Hình 7.2 Hệ thống xử lý bụi, khí SO2 khí, axit khác đường khô xử dụng thiết bị lọc túi hiệu suất cao Hình 7.3 Hệ thống xử khí lị thiết bị lọc túi khơ Hình 7.4 ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quă xử lý khí lị Hình 7.5 Hệ thống xử lý khí có thiết bị tháp phản ứng Hình 7.6 Sự phụ thuộc hiệu suát xử lý khí HCl vào nhiệt độ tỉ lệ mol Ca(OH)2 HCl Hình 7.7 Sơ đồ thiết bị xử lý khí theo đường ướt sử dụng tháp đệm Hình 7.8 Sơ đồ mặt cắt thiết bị tháp đệm Hình 7.9 Hệ thống xử lý khí thải chứa SO2 thu hồi thạch cao Hình 7.10 Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải chứa SO2 sử dụng Mg(OH)2 Hình 7.11 Hệ thống xử lý trực tiếp SO2 NOx khí thải có nhiệt độ cao sử dụng CaCO3 ure Hình 7.12 Sơ đồ nguyên lý trình xử lý NOx xúc tác chọn lọc Hình 7.13 Sơ đồ đặc trưng tháp SCR Hình 7.14 Sơ đồ mặt cắt đứng tháp lọc tĩnh điện Hình 7.15 Sơ đồ mặt cắt ngang tháp lọc tĩnh điện Hình 7.16 Sơ đồ hệ thống tháp lọc tĩnh điện kiểu khơ Hình 7.17 Sơ đồ hệ thống tháp lọc tĩnh điện kiểu ướt Hình 7.18 Sơ đồ hệ thống xử lý khí lị kiểu venturi điện động (EDV) Hình 7.19 Sơ đồ hệ thống xử lý khí lị dùng chùm tia điện tử Hình 7.20 Sơ đồ ba kiểu xử lý mùi phương pháp thiêu hủy Hình 7.21 Hiệu suất phân hủy phụ thuộc vào nhiệt độ thiêu hủy số chất Hình 7.22 Sơ đồ thiết bị khử mùi kiểu hấp phụ giải hấp liên tục Ch­¬ng I Ô nhiễm không khí giảI pháp giảm thiểu ô nhiễm 1.1 Ô nhiễm không khí Th no nhiễm khơng khí? Muốn trả lời câu hỏi cần phải thống khái niệm bầu khơng khí hay nói cách khác thống quy định thành phần môi trường khơng khí Trong bầu khí trái đất tầng đối lưu gần mặt đất - tầng gió bão Tại tầng này, chất nhiễm thường xuyên rửa mưa tuyết rơi Trên tầng bình lưu khác Do hấp thụ lớp ôzôn, ổn định tăng nhiệt độ theo chiều cao; chất ô nhiễm thâm nhập vào tầng có chiều hướng tồn lâu dài Thực ô nhiễm khơng khí hiểu chủ yếu thay đổi bất thường thành phần nồng độ chất tầng khơng khí gần mặt đất - tầng đối lưu Do ta chấp nhận định nghĩa nhiễm khơng khí sau [1, 2]: “Ơ nhiễm khơng khí có nghĩa có mặt nhiều chất gây nhiễm bầu khơng khí ngồi trời bụi, khói, hơi, khí hay mùi với khối lượng, tính chất thời gian đủ để gây hại sống người hay động, thực vật, tác hại tới cải vật chất cản trở mức tồn bình yên sống cải vật chất trái đất” Trong luật kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí bang Arizôna (Mỹ) đưa định nghĩa tương tự [1]: “Ô nhiễm khơng khí có nghĩa có mặt hay nhiều chất ô nhiễm phối hợp chúng khơng khí ngồi trời với khối lượng thời gian đủ để gây hại có chiều hướng gây hại sống người, động, thực vật cải vật chất” Nhưng kèm với định nghĩa có liệt kê chất nhiễm khói, hơi, than giấy, bụi, mồ hóng, cáu gét, khói than, khí, mù, mùi, tia phóng xạ, hóa chất độc hại vật chất khơng khí ngồi trời Đồng thời định nghĩa quan tâm đến xu gây hại Như thực tế có hai nguồn gây nhiễm khơng khí, nguồn nhiễm tự nhiên nguồn ô nhiễm nhân tạo ngắn liền với hoạt động người [3, 4] - Nguồn ô nhiễm tự nhiên: Các hoạt động tự nhiên làm tăng hàm lượng bụi thời điểm khơng gian gió lốc, bão sa mạc mang theo bụi đất cát mặt đất tung vào bầu khơng khí Núi lửa hoạt động phun vào bầu khí lượng bụi khí khổng lồ Nhưng tượng xẩy không liên tục, khoảng thời gian ngắn phát tán m ột vùng rộng lớn làm giảm nhanh hàm lượng c hất gây ô nhiễm 10 Các tượng phân hủy, thối rữa xác động thực vật xẩy thường xuyên ự t nhiên đưa vào bầu khơng khí khí độc hại Nhưng tượng kéo dài đặn theo thời gian phát triển hành tinh nên hàm lượng c hất độc hại thường nằm giới hạn Nhưng tượng xẩy sau thảm hoạ khơng thường xun cục thải vào khơng khí lượng khí độc hại vượt giới hạn khoảng thời gian không gian giới hạn xung quanh khu vực xẩy thảm họa gây nhiễm khơng khí Các tượng sấm chớp, mây mưa, xạ hệ mặt trời vũ trụ, thông qua phản ứng phân hủy kết hợp chất tồn khơng khí tạo chất có hại làm cân vốn có bầu khơng khí coi nhiễm Nhìn chung nhiễm khơng khí thiên nhiên tạo khối lượng lớn song thường phân bố không gian rộng đồng nên gây nguy hại Mặt khác sinh vật mặt đất, qua hàng ngàn vạn năm quen với thay đổi nói thích ứng -Nguồn nhiễm nhân tạo Các nguồn ô nhiễm nhân tạo nguy hiểm chỗ dễ xẩy tượng cục với nồng độ cao gây tác hại đến người, sinh vật cải vật chất nằm vùng ô nhiễm Các nguồn chất gây nhiễm khơng khí nhân tạo khái quát bảng 1.1 B¶ng 1.1 Các nguồn chất gây ô nhiễm không khí chđ u Chất nhiễm Nguồn nhiễm -Các nhà máy nhiệt điện -Các ngành công nghiệp đốt nhiên liệu làm lượng Oxit bon (CO, -Giao thơng vận tải CO2) -Các lị đốt rác dân dụng -Phân hủy, lên men yếm khí -Các sở khai thác chế biến than đá, than gỗ -Đốt SP nông nghiệp sau thu hoạch dân dụng Bụi than, tro -Các nhà máy nhiệt điện -Các sở sn xut gm, s -Chế hóa quặng luyện kim Bụi Berili Bụi uranium -Chế hóa quặng -Các sở luyện kim Hợp chất chứa -Các sở sản xuất hóa chất kim loại có -Các sở sản xuất thuốc trừ dịch hại độc tính cao -Sử dụng sản phẩm thuốc trừ dịch hại -Giao thông vận tải 11 -Thuốc trừ sâu Các hợp chất -Các sở sản xuất hóa chất clo -Các sở sản xuất giấy bột giấy -Khử trùng clo hợp chất chứa clo hoạt động -Các sở sản xuất sử dụng halogen hóa chất chứa Halogen halogen hợp chất độc vô -Các sở sản xuất phân lân từ apatit chứa halogen -Các sở luyện kim -Đốt nhiên liệu -Công nghiệp sơn vật liệu phủ -Các sở sản xuất linh kiện điện tử cần làm Hydrocacbon dung môi hữu -In ấn, sơn, vẽ… -Các sở sản xuất hóa chất hữu -Luyện cốc -Đốt nhiên liệu Nitơ oxit -Các nhà máy hóa chất -Các sở sản xuất phân đạm, phân tổng hợp NPK -Các sở sản xuất hóa chất -Các nhà máy nhiệt điện Lưu huỳnh oxit -Luyện kim -Các công đoạn đốt nhiên liệu khác Các hợp chất -Các sở sản xuất thuốc trừ dịch hại phot -Sử dụng thuốc trừ dịch hại -Công nghiệp sản xuất xi măng -Cơng nghiệp khai khống Bụi khống vơ -Giao thơng vận tải -Xây dựng -Các vụ thử hạt nhân Bụi phóng xạ -Sự dị rỉ sở lượng hạt nhân -Các sở sản xuất hóa chất Hơi kiềm, axit -Xử lý bề mặt kim loại -Các sở sử dụng axit kiềm sản xuất -Các sở sản xuất acquy Bụi chì -Luyện kim màu -Giao thơng vận tải -Các sở mạ kim loại -Khai thác, trích chiết vàng, bạc kim loại quý khác HCN CN -Các công đoạn đốt nhiên liệu -Sản xuất hóa chất 12 1.2 CÁC DẠNG THẢI VÀO KHƠNG KHÍ Các chất thải vào khơng khí nằm dạng chủ yếu bụi, khói, hơi, sol khí Người ta phân loại chúng cách đơn giản dựa vào kích thước hạt chúng (xem bảng 1.2.) [5] Bảng 1.2 Phân loại bụi, khí độc theo dải kích thước Loi Di kớch thc (àm) Nguồn gốc đặc tính 0,1 - 75 Phát sinh trình đập, phá, nổ, mài khoan chất rắn đất đá, quặng, than, kim loại Một số bụi có dạng sợi có nguồn gốc nhân tạo, thực vật khống Các bụi lớn, nhẹ khó lắng lực trọng trường Các bụi nhỏ có khuynh hướng bay lơ lửng khơng khí Khói I 0,001 - 1,0 Được tạo ngưng tụ phần tử chất rắn trình đốt nhiên liệu, trình làm nóng chảy kim loại phản ứng hố học Khói II 0,1 - 1,0 Được tạo ngưng tụ phần tử chất rắn trình đốt cháy nhiên liệu Sương 0,01 - 10,0 Là sản phẩm trình tập hợp tự nhiên (ngưng tụ) phần tử chất lỏng khơng khí Hơi 0,0005 0,005 Là phần thể khí chất lỏng rắn điều kiện bình thường Sự tồn chúng phụ thuộc vào điều kiện cụ thể môi trường < 0,0005 Là dạng vật chất mà điều kiện nhiệt độ áp suất thông thường chúng không tồn dạng phân tử thể khí Bụi Khí - Các chất dạng khí: Là chất điều kiện thơng thường tồn dạng khí như: CO, CO2, NOx, SOx, Cl2 - Các chất dạng hơi: Là phần dạng khí chất mà điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường chúng dạng rắn lỏng - Các chất dạng sol khí: Là tập hợp phần tử chất lỏng chất rắn thể rời rạc tồn trạng thái lơ lửng khơng khí với khoảng thời gian khơng hạn định Kích thước nhỏ sol kích thước 13 phân tử lớn hạt sol lớn dến vài µm Hàm lượng chúng khơng khí nằm khoảng từ 10 mg đến 10 gam mét khối - Các chất dạng bụi: Là phần tử chất rắn thể rời rạc tạo hoạt động tự nhiên hay người có kích thước khác (từ 1/100 đến hàng trăm micromet) Dưới tác dộng dịng khí khơng khí, điều kiện định chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng pha khí Các chất thải khí, hơi, bụi hay sol có tác hại hay nhiều phụ thuộc vào thân tính chất chúng Nhưng nhìn chung chất độc hại dạng khí thường nguy hiểm tác động trực tiếp liên tục vào phổi qua hơ hấp Có nhiều cách phân loại bụi, khí Dưới góc độ thu gom tách lọc, phân loại theo dải kích thước coi phù hợp hữu dụng 1.3 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ [6] Giữa thiên nhiên người hành tinh ln có mối quan hệ mật thiết Những tác động ngược lại thiên nhiên q trình gây nhiễm bầu khơng khí hoạt động sống người gây có quan hệ nhân với Việc sử dụng khí làm hủy hoại tầng dơn; việc sử dụng mức nguồn nhiên liệu hóa thạch làm tăng hàm lượng khí CO2 bầu khí trái đất làm cho trái đất nóng lên tác động hiệu ứng nhà kính Sự nóng lên trái đất gây hậu nghiêm trọng mang tính tồn cầu mực nước biển dâng lên nhận chìm vùng đất thấp, bão lốc, hạn hán, lụt lội, sa mạc hóa Chính mà Liên hợp quốc, nhiều tổ chức xã hội phủ nhiều nước kêu gọi người cứu lấy trái đất Những biện pháp giảm thiểu nhiễm bầu khơng khí giải pháp hữu hiệu bảo vệ trái đất Do tính chất đặc thù mơi trường khơng khí mà nhiễm mang tính cục Sự phát thải nơi gây nhiễm nơi khác, tuỳ thuộc vào điều kiện thời tiết, khí hậu hay chuyển động nói chung tầng khí Vì giải pháp chống nhiễm khơng khí cần phải mang tính tồn cầu Những biện pháp cụ thể chia làm hai loại biện pháp mang tính vĩ mơ biện pháp mang tính cục 1.3.1 CÁC BIỆN PHÁP MANG TÍNH VĨ MÔ Do nhận thức hiểm họa nhiễm khơng khí nên hầu giới tới thoả hiệp mang tính chiến lược tồn cầu cắt giảm khí thải gây tác động nhà kính phá hoại tầng ô 14 zôn - Nghị định Kyoto Đối với quốc gia, cần phải có biện pháp hạn chế tác động người vào thiên nhiên như: + Kiểm soát hạn chế lượng thải chất gây hiệu ứng nhà kính, chất hủy hoại tầng ôzôn chất khí độc hại khác + Hạn chế cháy rừng Những đợt cháy rừng xảy quanh năm giới gây tác động đồng thời làm suy thối chất lượng khơng khí Cháy rừng gây lớp khói bụi diện rộng; sinh lượng khí CO2 khổng lồ làm cân sinh thái Hậu tác động dây chuyền ảnh hưởng xấu đến môi trường trái đất Việc hạn chế cháy rừng biện pháp phòng ngừa thiên nhiên, việc giáo dục cộng đồng có tầm quan trọng khơng + Hạn chế khai thác rừng, khai thác khoáng sản nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến cân vốn có khí bề mặt đất + Chống hoang hóa, sa mạc hóa Trồng xanh, trồng rừng biện pháp lấy lại cân bị hậu chiến tranh khai thác mức người thảm thực vật - phổi trái đất + Trồng rừng đệm ven bờ biển chống xâm lấn cát, muối biển vào đất liền; trồng rừng đệm chống sa mạc hóa 1.3.2 CÁC BIỆN PHÁP MANG TÍNH CỤC BỘ 1.3.2.1 ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẠCH Giảm thiểu phát thải chất gây ô nhiễm nguồn biện pháp hữu hiệu để tránh gây ô nhiễm không khí Giải pháp phát triển q trình sản xuất - khơng thải hay nói cách khác tối ưu hóa điều kiện sản xuất tận dụng triệt để sản phẩm phụ xu cho thiên niên kỷ Phát triển sản xuất không thải giảm tối đa giá thành sản phẩm mà cịn có lợi ích lớn khác ngồi phạm vi sở sản xuất bảo vệ môi trường hệ sinh thái Đây lợi ích tính lợi nhuận sản phẩm mang lại mà mang tính chất xã hội toàn cầu Đứng quan điểm cơng nghệ, sản xuất khơng thải thực giải pháp tận dụng quay vòng triệt để nguyên liệu, nước lượng phạm vi nhà máy liên kết nhiều nhà máy để tận dụng tất sản phẩm phụ, chí chất thải nhà máy sử dụng làm nguyên liệu cho nhà máy Ngoài điều trình bày trên, giải pháp quan trọng để phát triển sản xuất không thải thay nguyên liệu đầu vào “nguyên liệu sạch” sử dụng “năng lượng sạch” lượng nguyên tử, lượng tự nhiên sức nước, sức gió lượng mặt trời 15 Việc vận hành quản lý thiết bị máy móc quy trình cơng nghệ biện pháp để khống chế ô nhiễm khơng khí Nghiêm túc thực chế độ vận hành, định mức xác nguyên vật liệu, chấp hành quy trình cơng nghệ làm cho lượng chất thải giảm xuống có điều kiện quản lý chặt chẽ nguồn thải lượng chất thải Hiệu biện pháp quản lý vận hành sản xuất phụ thuộc lớn vào nhận thức cấp lạnh đạo nhà quản lý; sau kỷ luật lao động tính tự giác người lao động Các chế tài phục vụ đắc lực cho công tác áp dụng rộng rãi giới nước tiêu chuẩn tổ chức tiêu chuẩn quốc tế viết tắt ISO (International Standard Organization) áp dụng cho trình sản xuất, vận hành công việc Cho đến nay, ISO coi tiêu chuẩn cụ thể nhằm giảm bớt tiêu hao nguyên, nhiên, vật liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm lao động giảm thiểu phát thải 1.3.2.2 XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ KHÍ THẢI TẠI NGUỒN Để tiến tới công nghiệp sản xuất cần khoảng thời gian dài một nguồn tài ch ính khổng lồ để thay công nghiệp Hiện có tính kế thừa chậm đổi mới, đặc biệt nước phát triển, nên sản xuất cơng nghiệp cịn lạc hậu phát thải lượng lớn chất gây nhiễm vào khơng khí Đối với khu vực việc giảm thiểu ô nhiễm khơng khí phụ thuộc chủ yếu vào trang thiết bị cơng nghệ xử lý khí thải nguồn Việc xử lý triệt để nguồn khí thải nguồn có khả giảm thiểu tối đa nhiễm khơng khí Xử lý khí thải nguồn nay, năm đầu kỷ 21, giải pháp quan trọng, phù hợp hữu hiệu để hạn chế nhiễm khơng khí cải thiện mơi trường khơng khí Hiện quốc gia nhiều vấn đề chung cho giới hầu hết có tiêu chuẩn quy định cho loại khí thải với quy mơ điều kiện khác Dựa tiêu chuẩn đó, làm tốt khâu quản lý, mơi trường khơng khí cải thiện đáng kể Trước nhà máy khu cơng nghiệp cịn thưa thớt việc xây ống khói tăng chiều cao ống khói giải pháp hiệu giảm thiểu nhiễm cục Nhưng khơng gian khí có giới hạn q trình làm tự nhiên có giới hạn Do việc sử dụng ống khói ngày khơng cịn khuyến cáo sử dụng biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí mà ưu tiên xử lý triệt để khí thải nguồn trước thải vào khơng khí Xử lý khí thải bao gồm phương pháp xử lý bụi, sol khí; xử lý khí xử lý thải độc hại Với đối tượng sử dụng phương pháp 16 riêng rẽ sử dụng tổ hợp phương pháp nhằm đạt hiệu xử lý cao Các phương pháp thi ết bị xử lý khí thải trình bày cách chi tiết phần sau 1.3.2.3 DUY TRÌ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA KHƠNG KHÍ Sự giảm thiểu nhiễm khơng khí làm bầu khơng khí ngồi trời Nhưng ô nhiễm không khí không gian lao động bên nhà xư ởng, hầm lò, phòng làm việc hay khơng gian xí nghiệp, nhà máy gây tác hại trực tiếp tới người tham gia lao động Đây vấn đề cần giải Một biện pháp hữu hiệu để trì trạng thái tự nhiên bầu khơng khí cục thơng gió Nhiệm vụ thơng gió đảm bảo trạng thái khơng khí cho người sống hoạt động phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh quy định khơng gian khép kín Tùy theo tính ch ất nguồn gây nhiễm mà lựa chọn phương pháp thơng gió phù hợp a Thơng gió chung Mục đích thơng gió chung đưa khơng khí từ ngồi vào với lưu lượng cần thiết nhằm pha lỗng cường độ nhiễm khơng khí nóng, bụi, khí độc tồn khơng gian nhà xưởng, sau thải ngồi Nhược điểm biện pháp tạo mức độ không đồng điều kiện vệ sinh điểm khác không gian nhà xưởng; đồng thời dễ đưa tác nhân độc hại từ vùng sang vùng khác Vì vậy, yêu cầu cần thiết áp dụng biện pháp phải ổn định nguồn phát thải độc hại Hiện tồn số sơ đồ hệ thống trao đổi khơng khí phịng sau: + Thổi hút + Thổi hút + Thổi hút + Thổi hút Tùy trường hợp mà áp dụng sơ đồ hay sơ đồ khác, phải tn thủ theo ngun tắc dịng khơng khí phải theo trình tự: Khơng khí → Vùng thở → Vùng phát sinh khí độc → Miệng hút → Thải b Thơng gió cục Mục đích thơng gió cục hút khí, hay tác nhân gây độc hại khác nguồn phát sinh Đây biện pháp hiệu việc đảm bảo khơng khí cho vùng làm việc 17 Việc thiết kế hợp lý các phân thu chất gây ô nhiễm phải thoả mãn yêu cầu sau: + Không cản trở thao tác công nghệ + Khơng cho khơng khí chứa chất nhiễm qua vùng thở + Vận tốc thu khí đủ lớn để hút triệt để chất độc hại khỏi vùng thở người lao động c Thơng gió chống nóng Trong q trình hoạt động, người ln có trao đổi nhiệt với mơi trường Mức độ trao đổi nhiệt tiêu chuẩn người điều kiện nghỉ ngơi 100 kcal/giờ Về mùa hè, thời tiết nóng nên có đường để cân nhiệt mồ Để thu hiệu làm mát bốc mồ phải có điều kiện sau: + Độ ẩm khơng khí thấp + Có gío với vận tốc phù hợp Tại nước ta, độ ẩm trung bình tương đối cao Do để tăng hiệu bốc mồ phải dùng gió có tốc độ đủ lớn; ví dụ: + Đối với hệ điều hồ khơng khí: v = 0,25 - 0,38 m/giây + Đối với lao động: v = 5,00 - 10,00 m/giây Tùy theo mức độ yêu cầu khác vệ sinh công nghiệp mà áp dụng giải pháp thông gió chống nóng khác Có thể chia làm hai loại: + Giải pháp thơng gió tự nhiên + Giải pháp thơng gió cưỡng Thơng gió tự nhiên lợi dụng yếu tố tự nhiên vận tốc gió trời, chênh lệch tỷ trọng khơng khí để tạo dịng khí vào, cách hợp lý Tại nước ta, thơng gió tự nhiên chủ yếu dùng gió trời Do việc mở cửa đón gió, gió với tỷ lệ đủ lớn việc làm quan trọng Theo nghiên cứu gần cho thấy tỷ lệ mở cửa phải từ 40 đến 60% diện tích tường đảm bảo thơng gió tự nhiên theo phương nằm ngang có hiệu Một vấn đề quan trọng việc hạn chế xạ nhiệt mặt trời truyền qua mái nhà Về mùa hè, lượng nhiệt truyền qua mái lên tới 110 - 120 kcal/m2 Những biện pháp áp dụng phun nước lên mái nhà, tạo tầng cách nhiệt với mái nhà Thơng gió cưỡng sử dụng thơng gió tự nhiên khơng cịn khả đáp ứng vấn đề cân nhiệt Thơng gió cưỡng nhằm tạo vận tốc gió thổi thích hợp, kết hợp với thơng số nhiệt độ, độ ẩm để đưa vi khí hậu trạng thái tự nhiên dễ chịu 18 Trong công nghiệp, ngồi yếu tố vận tốc gió thổi cịn hạ nhiệt độ khơng khí để làm tăng hiệu làm mát Một biện pháp đơn giản áp dụng làm mát bốc nước đoạn nhiệt Nguyên lý chung biện pháp cho dịng khơng khí qua buồng phun nước lớp màng ướt Nhiệt khơng khí làm nước bay tự hạ nhiệt độ xuống độ ẩm tương đối tăng lên Biện pháp áp dụng cho vùng có khí hậu nóng, khơ miền trung miền nam nước ta Trong giải pháp thơng gió cưỡng điều hịa nhiệt độ khơng khí hình thức cao kỹ thuật thơng gió nhằm đáp ứng chủ động thơng số vi khí hậu nhà mà khơng phụ thuộc vào khí hậu ngồi trời 1.3.2.4 SỬ DỤNG CÂY XANH Cây xanh có tác dụng lớn việc hạn chế nhiễm khơng khí chắn giữ bụi, lọc khơng khí, giảm tiếng ồn che chắn tiếng ồn, giảm nhiệt độ khơng khí điều hịa thành phần khơng khí Một số loại xanh nhạy cảm với nhiễm khơng khí, dùng xanh làm vật thị để phát nhiễm Vì nên trồng nhiều xanh khuôn viên xung quanh nhà máy, dọc đường giao thô ng nội bộ, khu đệm khu công nghiệp, khu thương mại Tỷ lệ diện tích xanh diện tích khu cơng nghiệp cần đạt từ 15 đến 20% 19 CHƯƠNG II TÍNH CHẤT VÀ ĐỘC TÍNH CỦA MỘT SỐ CHẤT THẢI VÀO KHƠNG KHÍ 2.1 CÁC KHÍ THẢI ĐỘC HẠI 2.1.1 HALOGEN VÀ CÁC DẪN XUẤT [6, 7, 8] Sự phát sinh Các halogen hình thành chủ yếu trình điện phân muối halogenua (như sản xuất xút-clo, điện phân sản xuất kim loại kiềm, kiềm thổ) tác dụng chất oxi hóa mạnh điều kiện cụ thể (trừ flo giải phóng điện phân) Ngồi chúng cịn sinh phân hủy số hợp chất halogenua nhiệt độ cao Thí dụ: 2X- - 2e = X2 (X halogen) 4Cl- + MnO2 + 4H+ = MnCl2 + 2H2O + Cl2 2Br_ + Cl2 = 2Cl- + Br2 4I- + 2Cu2+ = 2CuI + I2 Ngồi lượng khơng nhỏ halogen dẫn xuất chúng phát thải vào khơng khí từ nguồn sử dụng halogen nguyê n tố làm nguyên liệu cho trình sản xuất công nghiệp sản xuất plastic (PVC, PTFE ), clo hóa cao su, sản xuất thuốc trừ dịch hại, sát trùng, thuốc sát trùng cơng nghiệp hóa chất nói chung Tính chất đặc trưng Halogen ngun tố chất hoạt động có tính oxi hóa mạnh Tính chất thể giảm dần từ flo – clo – brom – iot Flo thực phản ứng đẩy nguyên tố oxi, clo khỏi hợp chất nó: SiO2 + 4F2 = SiF4 + O2 Các halogen tan nư ớc, tự oxi hóa khử tạo thành hai axit tương ứng hypocloric clohydric Cl2 + H2O = HOCl + HCl Trong dung dịch 5.10 -3M Cl2 0oC có tới 89% lượng clo chuyển thành axit Bản thân gốc OCl- chất oxi hóa mạnh, phá huỷ chất màu hữu thường sử dụng tác nhân tẩy trắng cho giấy, vải sợi đồ mây tre HClO nước bị phân hủy từ từ thành HCl oxy theo phương trình: 20