bài giảng kỹ thuật môi trường

CHƯƠNG I-CÁC KHÁI NIỆM VỀ MÔI TRƯỜNG  1.1 Môi trường : là tập hợp tất cả các thành phần vật chất bao quanh ta, được hình thành do các quá trình tự nhiên hoặc được tạo ra bởi con người,

Trang 1

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Trang 2

CHƯƠNG I-CÁC KHÁI NIỆM VỀ MÔI TRƯỜNG

 1.1 Môi trường : là tập hợp tất cả 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: thạch quyển, thủy quyển ,khí quyển và sinh quyển

 Môi trường nhân tạo: đồng ruộng, vườn tược, công viên, thành phố, các công trình văn hóa, các nhà máy sản xuất công nghiệp

 Sơ đồ quan hệ tương quan xã hội và môi trường

Trang 3

1.1.1.Khí quyển

 Là lớp khí bao phủ xung quanh bề mặt Trái đất, có khối lượng 5,2x1018 kg Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự sống trên trái đất

 Cung cấp O2 và CO2 cần thiết duy trì sự sống trên Trái đất, ngăn chặn các tia tử ngoại gần (  =300 nm), cho các tia trong vùng khả kiến – tia trông thấy (  =400-800 nm), tia hồng ngoại gần (  =2500 nm), và sóng radio (  = 0,1 - 40  m) đi vào Trái đất

 Giữ cân bằng nhiệt lượng của Trái đất (thông qua quá trình hấp thụ tia tử ngoại phát xạ từ mặt trời và phản xạ tia nhiệt từ Trái đất)

 Là môi trường để vận chuyển nước từ đại dương vào đất liền, tham gia vào quá trình tuần hoàn nước

Trang 4

Cấu trúc khí quyển

Trang 5

a. Tầng đối lưu

 Chứa 70 % khối lượng khí quyển

 Độ cao: 0 – 11 km Độ cao tầng đối lưu có thể thay đổi vài

km, từ 8 km (ở các cực) đến khoảng 18 km (ở xích đạo)

 Càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm (nhiệt độ giảm

dần từ +400C ở sát mặt đất xuống còn -500C ở đỉnh tầng đối lưu)

 Thành phần không khí chủ yếu là N2, O2, CO2 và hơi nước

 Lớp tạm dừng (lớp chuyển tiếp) nằm ngăn cách tầng đối lưu

và tầng bình lưu

 Chiều dày khoảng 1 km

 Đánh dấu sự nghịch chuyển nhiệt độ từ âm sang dương

Trang 6

- Ở độ cao khoảng 25-30 km tồn tại một lớp không khí rất giàu khí ôzôn, còn được gọi là tầng ôzôn

- Tầng ôzôn có chức năng như một lá chắn của khí quyển

Trang 7

c Tầng trung lưu

- Độ cao dao động từ 50 - 85 km

- Nhiệt độ tăng âm (từ khoảng -20C ở tầng dưới tăng âm đến khoảng -920C)

- Thành phần các chất chủ yếu là: O2+, NO+, O+ và N2

- Tầng trung quyển ngăn cách với tầng nhiệt bởi một lớp khí mỏng (khoảng 1 km)

Trang 8

Trang 9

e Tầng ngoài

- Độ cao từ 500 km lên đến 2000 km

- Có mặt các ion O+, He+ (<1500km), H+ (>1500km)

- Nhiệt độ tầng này tăng rất nhanh, đến khỏang 17000C

Trang 10

f Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao

Trang 11

g Sự thay đổi áp suất theo độ cao

Trang 12

1.1.2 Thủy quyển

 Thủy quyển bao gồm các dạng nguồn nước trên Trái đất như: biển,

hồ, sông, suối, nước đóng băng ở hai cực Trái đất, nước ngầm

Trong công nghiệp, người ta sử dụng nước làm nguyên liệu và nguồn năng lượng, làm dung môi, làm chất tải nhiệt và dùng để vận chuyển nguyên vật liệu

thành dưới ảnh hưởng của các quá trình tự nhiên không có sự tác động của con người

Trang 13

1.1.2 Thủy quyển

 Phân bố khối lượng nước trên Trái đất

Trang 14

• Lớp vỏ trái đất có tính cách nhiệt, bên dưới là lớp bao dày

2900 km ở trạng thái nóng chảy trên 10000C, trong cùng là lớp nhân dày 3400 km, có nhiệt độ 55000C

Trang 15

1.1.4 Sinh quyển

 Sinh quyển gồm tất cả những thành phần của ba môi trường kể trên có tồn tại sự sống và có liên quan tác động tương hỗ giữa các thành phần môi trường khí quyển, thủy quyển, địa quyển

 Khác với khí quyển, thủy quyển, địa quyển, sinh quyển không

có giới hạn rõ rệt vì nó nằm trong cả ba thành phần môi trường

kể trên và không hoàn toàn liên tục vì sự sống chỉ tồn tại trong điều kiện nhất định

Trang 16

1.2 Ô nhiễm môi trường

 Sự ô nhiễm 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

 Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm chất thải ở dạng rắn, lỏng hoặc khí và các dạng năng lượng như nhiệt độ, tiếng ồn, phóng

xạ

 Tiêu chuẩn chất lượng môi trường là nồng độ giới hạn hoặc tối

đa các chất ô nhiễm cho phép trong môi trường xung quanh hoặc được phép thải ra môi trường

Trang 17

1.2 Ô nhiễm môi trường

 Quá trình vận chuyển các chất ô nhiễm

Trang 18

1.3 Các chất và nguồn ô nhiễm cơ bản

a. Không khí: Các chất ô nhiễm không khí chủ yếu là oxit

cacbon, oxit lưu huỳnh, oxit nito, hydrocacbon và bụi công nghiệp Các nguồn ô nhiễm chính là giao thông, công nghiệp

b. Nước: Nước thải của các nhà máy công nghiệp và nông

nghiệp thải vào nguồn tiếp nhận như sông, hồ, biển Các chất gây ô nhiễm nước rất đa dạng bao gồm: các chất hữu cơ dễ phân hủy, hóa chất độc, chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng ( Nito, photpho), các vi khuẩn gây bệnh, nhiệt độ, các kim loại nặng, dầu và các sản phẩm dầu khí

c. Đất: Sự ô nhiễm môi trường đất chủ yếu là do thuốc trừ sâu

diệt cỏ, hóa chất bảo vệ thực vật, khai thác khoáng sản, phá rừng, chất thải rắn chôn lắp không hợp vệ sinh nhiễm mặn, nhiễm phèn

Trang 19

1.4 Quản lý chất lượng môi trường:

a Các công cụ pháp lý: luật, chính sách, chiến lược, quy định,

tiêu chuẩn môi trường, các hệ thống quản lý chất lượng môi trường, ISO, các thỏa thuận dựa trên sự tình nguyện và đánh giá tác động môi trường

b Các công cụ kinh tế: thuế và phí môi trường, giấy phép chất

thải có thể mua bán được hay “ Cota ô nhiễm”, ký quỹ môi

trường, trợ cấp môi trường đền bù thiệt hại

c Công cụ giáo dục, nâng cao nhận thức cộng đồng

d Biện pháp kỹ thuật: hoàn thiện công nghệ sản xuất và thu hòi

chất thải, thành lập các quy trình dựa trên công nghệ có ít hoặc không có chất thải

Trang 20

CHƯƠNG II-Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC KỸ

THUẬT XỬ LÝ CƠ BẢN

Ô nhiễm không khí có thể định nghĩa như sau:

- Ô nhiễm không khí là quá trình thải các chất ô nhiễm vào môi

trường làm cho nồng độ của chúng trong môi trường vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các động thực vật, cảnh quan và hệ sinh thái

- Ô nhiễm không khí là sự xuất hiện của chất lạ hoặc có sự biến

đổi quan trọng trong thành phần của không khí làm cho nó không sạch, bụi, có mùi khó chịu, làm giảm tầm nhìn…

Trang 21

THUẬT XỬ LÝ CƠ BẢN 2.1 Các phương pháp xử lý khí thải

2.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm không khí

 Theo đặc tính hình học

 Theo nguồn gốc phát sinh

Trang 22

THUẬT XỬ LÝ CƠ BẢN

2.1 Các phương pháp xử lý khí thải

2.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm không khí

• Nguồn điểm: ống khói

• Nguồn đường: tuyến gtvt

• Nguồn vùng: khu công nghiệp tập trung, đường ô tô nội thành, nhà ga…

Trang 23

 Dựa vào nguồn gốc phát sinh:

• Bụi đất đá

• Cháy rừng, đồng cỏ, dầu lửa

• Hoạt động của núi lửa: tro bụi, khí độc (SO2,CH4, H2S)

• Bụi vũ trụ

• Sự phân hủy tự nhiên của các chất hữu cơ,

• xác chết động thực vật, tạo nhiều mùi hôi và khí độc

• Sự phát tán của phấn hoa, bụi muối biển, …

• Nguồn cố định: ống khói, nhà máy, các khu công nghiệp

• Nguồn di động: giao thông vận tải

Trang 24

NGUỒN NHÂN TẠO NGUỒN CỐ ĐỊNH NGUỒN DI ĐỘNG

Trang 25

2.1.2 Phân loại chất thải trong khí thải công nghiệp

 Dựa vào trạng thái vật lý:

• Rắn: Bụi, khói

• Lỏng: sol lỏng/khí như sương mù

• Khí và hơi: COx, NOx, SO2

Trang 26

STT Ngành sản xuất Các chất ô nhiễm đặc trưng

Nhà máy nhiệt điện, lò nung, nồi hơi đốt bằng

Thuốc lá Bụi, mùi hôi, nicôtin

Dệt, nhuộm Bụi, hợp chất hữu cơ

Giấy Bụi, mùi hôi

NH3 Bụi, hợp chất hữu cơ bay hơi Bụi, kiềm

Các hydrocacbon, bụi, COx , SOx , NOx Sành sứ, thuỷ tinh, vật liệu xây dựng Bụi, COx , HF

Luyện kim, lò đúc Bụi, SO2 , COx , NOx ,

Nhựa, cao su, chất dẻo Bụi, mùi hôi, dung môi hữu cơ, SO2

Thuốc trừ sâu Bụi, mùi hôi, dung môi hữu cơ, TBVTV

Thuộc da Mùi hôi (do các hợp chất sunlfua, mecaptan,

amoniac) Bao bì Mùi hôi của các dung môi hữu cơ, bụi

Khí thải giao thông Bụi, chì, NOx , SOx , COx , hợp chất hữu cơ Khí thải do đốt phục vụ sinh hoạt Bụi, mùi hôi, COx.

Trang 27

Buồng phun, trần, đệm, mâm, va đập quán tính, ly tâm, vận tốc lớn

Lọc điện ướt

Xử lý tạp chất khí

Xử lý tạp chất hơi

Pp hấp thụ

Pp hấp phụ

Pp xúc tác

Pp nhiệt

Pp ngưng tụ

Tháp hấp thụ:

mâm, đệm, màng, phun

Tháp hấp phụ với lớp tĩnh, động và tầng sôi

Thiết bị phản ứng

Lò đốt Thiết bị

ngưng

tụ

Trang 28

2.1.4 Tác hại của bụi:

Bụi sinh ra trong không khí sẽ gây rất nhiều tác hại cho con người, động vật và thực vật, ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường

1. Tác hại đối với con người và động vật

2. Tác hại đối với thực vật

3. Tác hại đối với vật liệu

4. Tác hại đối với cảnh quan môi trường

Trang 29

2.1.5 Các biện pháp phòng chống bụi

Bụi trong sản xuất gây nhiều tác hại cho sức khỏe người công nhân,

đa số các bệnh phổi nhiễm bụi đều là những bệnh nặng, phát hiện khó, chưa có thuốc chữa, cho nên vấn đề phòng chống bụi để phòng bệnh phổi là vấn đề rất quan trọng, biện pháp đề phòng tích cực là chống bụi nơi làm việc

1. Biện pháp kỹ thuật

2. Biện pháp phòng hộ các nhân

3. Biện pháp y tế

Trang 30

2.2 XỬ LÝ AEROSOL (BỤI, KHÓI, SƯƠNG)

Khái niệm chung về bụi

dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng

và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất

mà người ta gọi là bụi

mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau

Trang 31

Phân loại

 Theo nguồn gốc;

 Theo kích thước hạt bụi;

 Theo tác hại;

Trang 32

Ô nhiễm bụi do tiểu thủ công nghiệp

Trang 33

Ô nhiễm bụi do giao thông vận tải

Trang 34

Các phương pháp xử lý:

• Xử lý bụi bằng phương pháp khô

• Xử lý bụi bằng phương pháp ướt

• Thiết bị lọc điện

Trang 35

2.2.1 XỬ LÝ BỤI THEO PHƯƠNG PHÁP KHÔ

-Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các

cơ chế lắng khác nhau: trọng lực, quán tính, ly tâm Các thiết bị chế tạo và vận hành đơn giản, được áp dụng phố biến trong công nghiệp Tuy nhiên, hiệu quả thu bụi không cao, thường đóng vai trò xử lý sơ bộ

-Thiết bị lọc bụi khô: khi cho khí qua vách ngăn

xốp, các hạt rắn được giữ lại còn khí đi xuyên qua

nó hoàn toàn

Trang 36

2.2.1 XỬ LÝ BỤI THEO PHƯƠNG PHÁP KHÔ

Trang 37

Nguyên lý hoạt động: Sự lắng bụi bằng buồng lắng là tạo điều

kiện để trọng lực tác dụng lên hạt bụi thắng lực đẩy ngang của dòng khí Trên cơ sở đó người ta tạo ra sự giảm đột ngột lực đẩy của dòng khí bằng cách tăng đột ngột mặt cắt của dòng khí chuyển động Trong thời điểm ấy, cá hạt bụi sẽ lắng xuống

•Trong thời gian khí đi qua thiết bị, các hạt bụi dưới tác dụng của lực hấp dẫn lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc được đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải

A BUỒNG LẮNG BỤI

Trang 38

Áp dụng với hạt bụi có kích thước lớn, dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ (< 1 ÷ 2 m/s)

oBuồng lắng bụi được làm từ gạch, bê tông cốt thép,hoặc thép

oBuồng lắng bụi là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn rất nhiều lần so với tiết diện đường ống

dẫn

oTrên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay lấy bụi ra

ngoài.

A BUỒNG LẮNG BỤI

Trang 39

Các loại buồng lắng

a) Buồng lắng bụi đơn giản

b) Buồng lắng với vách ngăn

c) Buồng lắng nhiều tầng

Trang 40

Buồng lắng nhiều tầng

Trang 41

Buồng lắng nhiều tầng

 Ưu điểm

Do chia thành nhiều tầng nên kích thước chính của buồng lắng được thu gọn, ít chiếm diện tích nhưng vẫn lọc được một lưu lượng khí lớn với hiệu suất lọc cao

 Nhược điểm

Khó dọn dẹp vệ sinh khi có bụi bám

trên các tầng.

Trang 42

-Chi phí đầu tư và vận hành thấp

-Kết cấu đơn giản

-Sử dụng xử lý khí thải có nồng độ bụi cao chứa các hạt bụi có kích thước lớn:lò vôi, lò đốt và các nhà máy chế biến thức ăn gia súc

-Vận tốc di chuyển của dòng khí trong TB nhỏ ,không gây mài mòn thiết bị

•Nhược điểm:

-Phải làm sạch thủ công định kỳ

-Cồng kềnh, chiếm 1 diện tích không gian lớn

-Chỉ thu được các hạt bụi có kích thước tương đối lớn

Trang 43

A BUỒNG LẮNG BỤI Cách nâng hiệu quả của quá trình lắng

 Tăng diện tích đáy của buồng lắng Vì vậy trong

thực tế bên trong các buồng lắng người ta có thể đặt nhiều sàn nằm ngang hoặc nghiêng, khoảng cách giữa chúng khoảng 100 – 300mm

 Khi đó các hạt bụi có kích thước từ 32- 40 μm sẽ

được giữ lại trong buồng lắng, còn các hạt có kích thước 5 μm thì khả năng thu hồi là bằng không

Trang 44

B THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị XL bụi kiểu quán tính là làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau

Khi dòng đổi hướng chuyển động thì bụi do có sức

quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị

Trang 45

• Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi hướng chuyển động của dòng

khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu của mình và va đập vào vật cản rồi giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đấy thiết bị

• Khả năng lắng cao hơn buồng lắng

• Hiệu suất (65-80)% đối với hạt bụi có d-25-30μm

• Các loại thiết bị lắng bụi quán tính:

b Với chỗ quay khí nhẵn

c Có vật cản

Trang 46

Thiết bị lá xách: Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua

mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng

cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi

Điểm yếu của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450-600 C

Trang 47

C.CYCLONE

• Thiết bị cyclon được ứng dụng rỗng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi >5 μm

• Thu hồi bụi trong cyclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm

•Nguyên lý hoạt động:

Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên

của cyclon Thân cyclon thường là hình trụ có đáy là hình chóp cụt Ống dẫn khí bẩn vào thường có dạng khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với cyclon

Khí vào cyclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó, các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm, văng vào thành cyclon Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại

và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn

trong

Trang 48

C.CYCLONE

ỐNg ăn Thu khí

Buồng hình trụ

Buồng hình chóp

Bụi

Kh í bụi

Trang 50

C.CYCLONE

 Ưu điểm:

• Không có phần chuyển động tăng độ bền của thiết bị;

• Có thể làm việc ở nhiệt độ cao ( đến 500 độ C);

• Thu hồi bụi ở dạng khô;

• Làm việc ở áp suất cao;

• Năng suất cao, rẽ;

• Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon;

• Chế tạo đơn giản;

 Nhược điểm

• Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thược nhỏ hơn 5 μm;

Định dạng
Số trang	336
Dung lượng	13,01 MB