BÀI GIẢNG KỸ THUẬT XỬ LÝ PHÁT THẢI CHƯƠNG 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM, NGUỒN PHÁT THẢI VÀ GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM THIỂU KHÍ THẢI RA MÔI TRƯỜNG

CÁC NỘI DUNG CẦN NẮM ĐƯỢC Ở CHƯƠNG NÀY!ü Khái niệm về môi trường ü Khái niệm về ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường ü Các chất gây ô nhiễm môi trường ü Các chất và nguồn gây ô nhiễm

KỸ THUẬT XỬ LÝ PHÁT THẢI

CÁC NỘI DUNG CHÍNH

Các nội dung chính của môn học

1 Một số khái niệm, nguồn phát thải và giải pháp nhằm giảm thiểu khí thải ra môi trường

2 Tinh toan luong khi phat thai - mot so cong nghe dien hinh

3 Bụi và kỹ thuật xử lý bụi

4 Công nghệ xử lý SOx

5 Công nghệ xử lý NOx

6 Các phương pháp xử lý hơi và khí độc hại

Đối tượng đề cập: Nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, lò hơi công

nghiệp, công nghệ điện rác và một số lĩnh vực có liên quan.

Cách thức thi: trắc nghiệm và tự luận

KỸ THUẬT XỬ LÝ PHÁT THẢI

CHƯƠNG 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM, NGUỒN PHÁT THẢI VÀ GIẢI PHÁP

NHẰM GIẢM THIỂU KHÍ THẢI RA MÔI TRƯỜNG

Giảng viên: Nguyễn Đức Quyền

Viện KH&CN Nhiệt – Lạnh, Trường ĐHBK Hà Nội

CÁC NỘI DUNG CẦN NẮM ĐƯỢC Ở CHƯƠNG NÀY!

ü Khái niệm về môi trường

ü Khái niệm về ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường

ü Các chất gây ô nhiễm môi trường

ü Các chất và nguồn gây ô nhiễm môi trường

ü Phân loại nguồn ô nhiễm

ü Một số yếu tố ảnh hưởng đến các chất gây ô nhiễm

ü Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm Biện pháp kỹ thuật và quản lý

để giảm thiểu phát thải

KHÔNG KHÍ VÀ KHÍ QUYỂN

1 Khái niệm về môi trường

-Môi trường là tập hợp các thành phần vật chất bao quanh ta, được hình thành do các quá trình tự nhiên hoặc được tạo ra bởi con người,

có khả năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của sinh vật

-Môi trường tự nhiên bao gồm: thạch quyển, thủy quyển và khí quyển

-Môi trường nhân tạo như: ruộng vườn, công viên, thành phố, các công trình văn hóa, các nhà máy sản xuất công nghiệp, các khu công nghiệp,

-Sinh vật gồm động vật và thực vật, đã xuất hiện trong quá trình tiến hóa của trái đất, không ngừng phát triển và ảnh hưởng đến trạng thái tự nhiên của trái đất trong giới hạn sinh quyển

Cac bô nic 0.032 Kripton 1,0

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

3 Khái niệm về ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm không khí là sự có mặt của chất khí trong bầu khí quyển

do các hoạt động của con người hoặc thiên nhiên, một nồng độ

đủ lớn, tồn tại trong thời gian đủ lâu, ảnh hưởng đến sự thoải mái, sức khỏe của con người, sinh vật hoặc môi trường

Quá trình gây ô nhiễm không khí xảy ra theo các bước sau:

-Phát sinh từ nguồn gây ô nhiễm (chất gây ô nhiễm hay tác nhân) -Phát tán, lan truyền trong khí quyển, khi này khí quyển chính là môi trường rộng lớn với nhiều yếu tố động để xảy ra nhiều quá trình hóa học, hóa lý, hóa sinh… của các chất gây ô nhiễm

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

3 Khái niệm về ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm môi trường là quá trình chuyển chất thải hoặc năng lượng

vào môi trường đến mức có khả năng gây tác hại đến sức khỏe con người, vật liệu và sự phát triển của sinh vật

4 Các chất gây ô nhiễm môi trường

-Các hợp chất có chứa lưu huỳnh: H2S, SOx

-Các bon monoxít, CO

-Các bon dioxit, CO2

-Các hợp chất của Nitơ, NOx, NH3

-Các hợp chất hữu cơ: HCl, HF, CxHy

-Các loại bụi, kim loại nặng,

-Nhiệt, tiếng ồn

-Sóng điện từ, phóng xạ, các thành phần khác: Mùi, D/F,

CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

4 Các chất gây ô nhiễm môi trường (ô nhiễm nhiệt)

Ô nhiễm nhiệt dân dụng

+ Thắp sáng

+ Nung nấu

+ Bức xạ mặt trời

+ Do con người sinh ra

Ô nhiễm nhiệt do công nghiệp

+ Động cơ

+ Đốt cháy nhiên liệu

+ Nhiệt do làm nguội vật nung

+ Thắp sáng

CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

5 Các chất và nguồn gây ô nhiễm môi trường

Stt Chất ô nhiễm Nguồn ô nhiễm

1 Oxit các bon (CO, CO

2 )

- Các nhà máy nhiệt điện

- Các ngành công nghiệp sử dụng năng lượng là đốt nhiên liệu

- Giao thông vận tải

- Các lò đốt rác và dân dụng

- Phân hủy yếm khí

2 Bụi than, tro Các nguồn đốt nhiên liệu thải cùng với khí cacbon oxit

3 Bụi berili Chế hóa quặng và luyện kim

4 Bụi uranium Chế hóa quặng

5

Hợp chất chứa

kim loại có độc

tính cao

- Các cơ sở luyện kim

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

- Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại

- Sử dụng các sản phẩm thuốc trừ dịch hại

CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

5 Các chất và nguồn gây ô nhiễm môi trường

6 Các hợp chất chứa Clo

- Thuốc trừ sâu

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

- Các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy

- Khử trùng bằng Clo và các hợp chất chứa Clo hoạt động

7 Flo và các hợp chất chứa Flo

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

- Các cơ sở sản xuất phân lân từ apatit và photphorit.

- Các cơ sở luyện kim

8 Hydrocacbon

- Đốt nhiên liệu

- Công nghiệp sơn và trang trí bằng sơn.

- Các cơ sở sản xuất linh kiện cần làm sạch bằng dung môi hữu cơ.

- Các cơ sở sản xuất hóa chất hữu cơ

CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

5 Các chất và nguồn gây ô nhiễm môi trường

10 Lưu huỳnh oxit

- Các cơ sở sản xuất hóa chất

- Các nhà máy nhiệt điện

- Luyện kim

- Các công đoạn đốt nhiên liệu khác

11 Các hợp chất có chứa phốt pho - Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại

- Sử dụng thuốc trừ dịch hại

12 Bụi khoáng vô cơ

- Công nghiệp sản xuất xi măng

- Công nghiệp khai khoáng

- Giao thông vận tải

- Xây dựng

- Sự rò rỉ của các cơ sở năng lượng hạt nhân

- Các cơ sở sử dụng axit và kiềm trong sản xuất

- Giao thông vận tải

- Khai thác, trích chiết vàng, bạc và các kim loại

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

6 Nguồn gốc tự nhiên

Núi lửa, cháy rừng, bão cát, đại dương, thực vật, vi khuẩn, vi sinh vật, chất phóng xạ

7 Nguồn gốc nhân tạo

-Ô nhiễm công nghiệp: nhà máy nhiệt điện, khai thác than, khai thác dầu khí

-Ô nhiễm hóa chất: trừ sâu, phân hóa học, xí nghiệp hóa chất

-Công nghiệp luyện kim

-Công nghiệp vật liệu xây dựng: xi măng, gạch nung, gốm sứ

-Chất ô nhiễm từ lò đốt

-Nguồn ô nhiễm giao thông vận tải

-Nguồn ô nhiễm do sinh hoạt của con người

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

7 Nguồn gốc nhân tạo (nguồn giao thông vận tải)

-Đặc điểm của loại khí thải này là nguồn thải thấp, di động và không đều

-Ở các tuyến có mật độ lưu thông cao khí thải hợp lại thành nguồn phát thải theo tuyến làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường hai bên đường

-Những chất ô nhiễm đặc trưng của khí thải giao thông là bụi, CO, CyHx, SOx, chì, CO2 và NOx, Benzen

-Nguồn ô nhiễm giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm lớn Chúng sản sinh ra gần 2/3 khí CO và ½ khí hydro cacbon và khí oxit nitơ

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

7 Nguồn gốc nhân tạo (Do sinh hoạt của con người)

-Chủ yếu là bếp đun, lò sưởi sử dụng nhiên liệu than đá, củi dầu

và khí đốt

-Nguồn ô nhiễm này có đặc điểm là gây ô nhiễm cục bộ trong một phạm vi nhỏ (nhà, phòng)

-Cống rãnh và môi trường nước mặt, ao hồ, kênh rạch, sông ngòi

bị ô nhiễm cũng bốc hơi, thoát khí độc hại và gây ô nhiễm môi trường không khí

-Ở các đô thị chưa thu gom và xử lý rác tốt thì sự thối rữa, phân huỷ chất hữu cơ hoặc chôn ủ không đúng kỹ thuật cũng là một nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí

-Các khí ô nhiễm từ các nguồn thải sinh hoạt trên chủ yếu là khí metan CH4, ure CO(NH2)2 và mùi hôi thối, các khí này đã làm bẩn không khí khu dân cư ở đô thị

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

8 Phân loại nguồn ô nhiễm

Phân loại theo trạng thái vật lý

-Các chất ở dạng khí là những chất ở điều kiện thông thường tồn tại ở thể khí như: CO, CO2, NOx, SOx, Cl2, …

-Các chất thải dạng bụi là các hạt chất rắn được phân tán trong không khí có kích thước khác nhau (từ 1/10 đến hàng nghìn micromet)

-Các chất dạng hơi: thể khí của các chất ở điều kiện bình thường

là chất lỏng hoặc rắn Ví dụ: hơi benzen, iod, tetraetyl chì

-Các chất dạng sol là tập hợp các phân tử chất lỏng hoặc chất rắn tạo thành các hạt nhỏ li ti phân tán trong không khí

-Ô nhiễm vật lý: gồm ô nhiễm nhiệt, tiếng ồn, phóng xạ

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

8 Phân loại nguồn ô nhiễm

Phân loại theo tính chất phát thải: chia thành ba nguồn:

-Nguồn đường: các con đường dành cho phương tiện giao thông vận tải Các chất ô nhiễm gồm: bụi, oxit các bon (COx), dioxit lưu huỳnh (SO2), oxit nitơ (NOx), hydrocacbon, …

-Nguồn điểm: ống khói của các nguồn đốt riêng lẻ, bãi chứa chất thải

-Nguồn vùng: Các khu công nghiệp tập trung nhiều nhà máy có ống khói thải, có ống thải khí, nhà ga, cảng, sân bay, …

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

8 Phân loại nguồn ô nhiễm

Phân loại theo sự hình thành:

-Chất ô nhiễm sơ cấp: là các chất trực tiếp từ nguồn ô nhiễm thải vào không khí

-Chất ô nhiễm thứ cấp: là các chất sau khi ra khỏi nguồn bị thay đổi cấu tạo hóa học do tác động quang lý hay hóa lý, ví dụ như: ozon O3 và sunfuarơ SO3

• Ozon được tạo thành nhờ phản ứng quang hóa: O2 + O =

O3 Điều kiện có ánh sáng bước sóng 242nm

• SO3 tạo thành từ SO2 do phản ứng quang hóa có mặt xúc tác oxit kim loại, khi SO2 bám trên chất rắn: SO2 + 1/2O2 =

SO3

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

8 Phân loại nguồn ô nhiễm

Phân loại theo kích thước của chất ô nhiễm

lơ lửng trong không khí.

2 Khói I 0,001 – 0,1 Được tạo ra do ngưng tụ các hạt chất rắn trong quá trình làm nóng chảy kim loại hoặc các phản ứng hoá học.

3 Khói II 0,1 – 0,1 Được tạo ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu

4 Sương 0,01 – 10,0 Là sản phẩm của quá trình ngưng tụ các hạt chất lỏng

5 Hơi 0,005 Là thể khí mà trong điều kiện bình thường chúng ở thể lỏng hoặc rắn

6 Khí 0,0005 Là dạng vật chất mà trong điều kiện nhiệt độ và áp suất

thông thường chúng không tồn tại ở thể lỏng hoặc rắn

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

9 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm

Tác hại của các chất ô nhiễm đối với thực vật: Hấp thụ vào qua

khí khổng, tác động:

-Làm các mô phía trên và phía dưới là bị chết;

-Tổn hại sắc tố: chứng lá bị nâu đen, đen, đỏ tía hoặc xuất hiện các đốm đỏ

-Tác động đến sự phát triển: kìm hãm phát triển, không nảy chồi,

lá bị xoăn, rục rũ, còi cọc, lá dụng, hoa chóng tàn

-Tuy nhiên, cũng có một số chất tác dụng tốt đối với thực vật, làm tăng cường sinh trưởng của cây, như: phốt pho, nitơ và các bon

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

9 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm

Tác hại của các chất ô nhiễm đối với con người và động vật

-Các chất ô nhiễm xâm nhập qua: đường hô hấp, đường tiêu hóa,

-Bụi trong không khí làm mài mòn các công trình

-Các khí axit kết hợp với nước thấm vào vật liệu, giảm tuổi thọ công trình, tăng nhanh tốc độ sửa chữa

-Làm thay đổi màu sơn, giảm tính năng của vật liệu da

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

9 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm

Mưa axit

-Nước mưa cũng hòa tan một phần CO2 của khí quyển nên có môi trường axit yếu với pH khoảng 6 - 6,5 Đây là hiện tượng mưa tự nhiên

-Tuy nhiên, khi pH của nước mưa nhỏ hơn 5, chúng ta gọi là mưa axit, nguyên nhân chủ yếu như sau:

-Một lượng lớn NOx và SOx đi vào khí quyển sẽ chuyển hóa thành axit HNO3 và axit H2SO4 theo cơ chế của các phản ứng hóa học và quang hóa học:

NO + O3 → NO2 + O2

NO2 + O3 → NO3 + O2

NO2 + NO3 → N2O5

N2O5 + H2O → 2HNO3

NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

9 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm

Suy giảm tầng ôzôn

Gây hiệu ứng nhà kính

-Lớp không khí này đảm bảo sự cân bằng nhiệt giữa nguồn năng lượng đến từ Mặt Trời và nguồn nhiệt phản xạ từ Trái Đất, làm cho nhiệt độ trung bình trên Trái Đất khoảng +15 0C Hiện tượng này gọi là Hiệu ứng nhà kính tự nhiên

-Bức xạ nhiệt phản xạ từ Trái đất là dạng sóng dài, bị hấp thụ bởi một số thành phần của khí quyển, gọi là khí nhà kính, đặc biệt là

là CO2, hơi nước và một số khí khác như CH4, CFC, O3,

N2O…Nếu lượng khí này tăng lên thì lượng nhiệt bị giữ lại trong khí quyển (giống như trong nhà kính) sẽ tăng lên, làm nhiệt độ của Trái đất tăng lên

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ

10 Yếu tố khí hậu

-Ảnh hưởng của gió

-Độ ẩm và mưa

11 Yếu tố địa hình, công trình xây dựng

Ảnh hưởng của địa hình với sự phân tán chất ô nhiễm

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ

12 Biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu phát thải

-Sử dụng nguồn năng lượng sạch

-Sử dụng các nguồn năng lượng đại dương, mặt trời

-Quản lý: ban hành luật, kiểm soát, quy hoạch,

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ

12 Biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu phát thải

Tăng cường các hoạt động quản lý nhà nước và pháp luật:

-Quy hoạch đô thị và các khu công nghiệp

Đối với việc ô nhiễm không khí do các nguồn tự nhiên, việc giảm thiểu có hiệu quả thấp, con người đối phó với ô nhiễm bằng cách che chắn, tránh xa khu vực ảnh hưởng

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ

12 Biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu phát thải

Đối với giao thông vận tải:

-Nâng cao chất lượng đường: giảm bụi, giảm mài mòn lốp

-Áp dụng phương pháp vệ sinh đường phố hiệu quả

-Thay thế nhiên liệu sử dụng ít ô nhiễm hơn: sử dụng xăng không chì, khí hóa lỏng, sử dụng động cơ hybrid

-Nâng cao chất lượng và cải thiện hiệu suất động cơ Áp dụng các biện pháp giảm và hạn chế tiếng ồn Sử dụng động cơ 4 thì thay cho động cơ 2 thì

-Kiểm soát hệ thống thải của xe, tại trọng, tốc độ và hành trình của xe Lắp đặt thêm các thiết bị giảm ồn, xử lý khí thải

-Quy hoạch mạng lưới giao thông công cộng thuận lợi, khoa học Trồng cây xanh, xây tường chắn âm, giảm sự hoạt động của các phương tiện cá nhân

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ

12 Biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu phát thải

Đối với sản xuất công nghiệp:

-Quy hoạch khu công nghiệp: kiểm soát nồng đồ khí thải phù hợp, đặt cuối hướng gió

-Trồng cây xanh: giảm bức xạ nhiệt, giảm nhiệt độ không khí, cản gió, nâng capo chất lượng môi trường, hấp thụ khí độc hại, cản trở sự lan truyền bụi và tiếng ồn

-Giảm thiểu lượng nhiên liệu sử dụng: tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu bằng các biện pháp cải tiến công nghệ, vận hành đúng quy trình kỹ thuật, sử dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng,

sử dụng nguồn năng lượng sạch, năng lượng tái tạo

-Giảm thiểu chất thải công nghiệp: dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp, cải tiến quá trình đốt để giảm chất thải

-Áp dụng các phương pháp xử lý trước khi thải