- Chuyên đề 6 : Công nghệ, thiết bị xử lý bụi do nguồn thải công nghiệp của thế giới

BỘ CƠNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ
BỘ

TUYỂN TẬP BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
DỰ ÁN PHỤC VỤ QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC
VỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG NĂM 2007

NHĨM CHUN ĐỀ 6
CƠNG NGHỆ, THIẾT BỊ CỦA THẾ GIỚI
Thuộc dự án:
“ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT THỐNG KÊ LƯỢNG THẢI, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM
MÔI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CƠNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM
THIỂU Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CƠNG NGHIỆP”

Hà Nội - 2007


Bộ công thơng

Viện nghiên cứu cơ khí

Báo cáo chuyên đề
Tên chuyên đề:
Công nghệ, thiết bị xử lý bụi do nguồn thảI công
nghiệp của thế giới
Thuộc nhiệm vụ năm 2007: điều tra, khảo sát thống kê lợng
thải, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trờng do khí thải
công nghiệp và đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm
môi trờng do khí thải công nghiệp

Thuộc dự án: Cải thiện chất lợng không khí các đô thị do
nguồn thải công nghiệp

Chủ trì thực hiện dự án:

TS. Dơng Văn Long

Đơn vị thực hiện dự án:

TT. CN&TB Môi Trờng

H Nội, 2007


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 4
I. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ DO NGUỒN THẢI CƠNG
NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI .............................................................................. 6
I.1. Tổng quan về ơ nhiễm khơng khí do các nguồn thải công nghiệp trên
thế giới .............................................................................................................. 6
I.1.1. Nguồn phát sinh ơ nhiễm khơng khí trong cơng nghiệp...................... 6
Bảng 1 - Đặc trưng ơ nhiễm khơng khí từ các ngành sản xuất công nghiệp.... 6
I.1.2. Các dạng chất ô nhiễm chính do nguồn thải cơng nghiệp................... 9
Bảng 2 - Phát thải NOx theo lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ ................. 10
Bảng 3 - Phát thải SO2 trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ........... 11
Bảng 4 - Phát thải CO trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ .......... 11
Bảng 5 - Phát thải PM trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ ........... 12
II. TRÌNH ĐỘ CƠNG NGHỆ, THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI DO NGUỒN THẢI
CÔNG NGHIỆP.............................................................................................. 13
I.1. Giải pháp xử lý cuối đường ống ............................................................ 14

Hình x: Các phương pháp xử lý sol khí .......................................................... 14
Bảng 6 -Một số thiết bị thu hồi khơ................................................................. 15
Hình 1: Lọc bụi túi ......................................................................................... 15
Thu bụi theo phương pháp ướt ..................................................................... 16
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện ................................................................................ 16
Hình 2 - Hệ thống lọc bụi tĩnh điện Nga......................................................... 17
Hình 3 - Hệ thống lọc buịi tĩnh điện của hãng Cottrell .................................. 17
I.2. Lắp đặt các thiết bị kiểm sốt q trình cơng nghệ ............................ 18
Hình 4 - Hệ thống đo kiểm bụi trước và sau các thiết bị lọc bụi: D-FW 230 &
D-FW 231 của hãng DURAG (đo đơn và kép).............................................. 19
Hình 5 - Hệ thống bố trí thiết bị, kết nối với phần mềm giám sát Model: OMD
41 ..................................................................................................................... 20
2


Hình 6 -Tồn bộ hoạt động của hệ thống thiết bị kiểm sốt phát thải qua ống
khói (Durag).................................................................................................... 20
Hình 7 - Hệ thống lắp đặt thiết bị kiểm soát đối với nhà máy nhiệt điện....... 21
Hình 8- Hệ thống lắp đặt thiết bị kiểm soát đối với nhà máy xi măng ........... 21
I.3. Áp dụng công nghệ sạch và thân thiện môi trường, các biện pháp sản
xuất sạch hơn ................................................................................................. 22
Bảng 7 - Quy đổi giá trị một số nguồn năng lượng sạch............................... 25

3


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, ơ nhiễm khí quyển là vấ đề thời sự nóng bỏng của cá thế giới
chứ khơng phải riêng của một quốc gia nào. Mơi trường khí quyển đang có
nhiều biến đổi rõ rệt và có ảnh hưởng xấu đến con người và các sinh vật.

Hàng năm con người chúng ta khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, dầu
mỏ, khí đốt. Đồng thời cũng thải vào môi trường một khối lượng lớn các chất
thải khác nhau, làm cho hàm lượng các loại khí độc hại tăng lên nhanh chóng.
Hàng năm có: 20 tỉ tấn cácbon điơxít; 1,53 triệu tấn SiO2; hơn 1 triệu tấn
niken; 700 triệu tấn bụi; 1,5 triệu tấn asen; 900 tấn coban; 600.000 tấn kẽm
(Zn), hơi thuỷ ngân (Hg), hơi chì (Pb) và các chất độc hại khác.
Như vậy ô nhiễm khơng khí là kết quả của sự thải ra khơng khí các chất
thải khí độc hại ở thể hơi, bụi, khí. Làm tăng đột biến các chất như CO2, NOX,
SOX...
Ơ nhiễm mơi trường khí quyển tạo nên sự ngột ngạt và "sương mù",
gây nhiều bệnh cho con người. Nó cịn tạo ra các cơn mưa acid làm huỷ diệt
các khu rừng và các cánh đồng. Điều đáng lo ngại nhất là con người thải vào
khơng khí các loại khí độc như: CO2, NOX, CH4, CFC đã gây hiệu ứng nhà
kính. Theo nghiên cứu thì chất khí quan trọng gây hiệu ứng nhà kính là CO2,
nó đóng góp 50% vào việc gây hiệu ứng nhà kính, CH4 là 13%, ozon tầng đối
lưu là 7%, nitơ 5%, CFC là 22%, hơi nước ở tầng bình lưu là 3%.
Nếu như chúng ta khơng ngăn chặn được hiện tượng hiệu ứng nhà kính
thì trong vòng 30 năm tới mặt nước biển sẽ dâng lên từ 1,5 – 3,5 m (Stepplan
Keckes). Có nhiều khả năng lượng CO2 sẽ tăng gấp đôi vào nửa đầu thế kỷ
sau. Điều này sẽ thúc đẩy q trình nóng lên của Trái Đất diễn ra nhanh
chóng. Nhiẹt độ trung bình của Trái Đất sẽ tăng khoảng 3,60°C (G.I.Plass), và
mỗi thập kỷ sẽ tăng 0,30°C.
4


Theo các tài liệu khí hậu quốc tế, trong vịng hơn 130 năm qua nhiệt độ
Trái Đất tăng 0,40°C. Tại hội nghị khí hậu tại Châu Âu được tổ chức gần đây,
các nhà khí hậu học trên thế giới đã đưa ra dự báo rằng đến năm 2050 nhiệt
độ của Trái Đất sẽ tăng thêm 1,5 – 4,50°C nếu như con người khơng có biện
pháp hữu hiệu để khắc phục hiện tượng gia tăng hiệu ứng nhà kính.

Một hậu quả nữa của ơ nhiễm khí quyển là hiện tượng suy giảm (thủng)
tần ozon. CFC chính là "kẻ phá hoại" tầng ozon. Sau khi chịu tác động của
khí CFC và một số loại chất độc hại khác thì tầng ozon sẽ bị thủng, khơng cịn
làm trịn trách nhiệm của một tấm lá chắn bảo vệ mặt đất khỏi bức xạ UV-B,
làm cho lượng bức xạ UV-B tăng lên, gây hậu quả xấu cho sức khoẻ của con
người và các sinh vật sống trên mặt đất.
Chính bởi những hậu quả nghiêm trọng do ơ nhiễm khơng khí gây nên
đối với mơi trường xung quanh và sức khỏe con người, nên nhu cầu đặt ra cấp
bách là cần phải có những biện pháp khắc phục cũng như phịng ngừa những
tác động của ơ nhiễm khơng khí. Nguồn thải cơng nghiệp là một trong những
nguồn có thải lượng phát thải các chất ơ nhiễm khơng khí chủ yếu trên thế
giới, thành phần phát thải đa dạng, phong phú. Chun đề “Trình độ cơng
nghệ, thiết bị xử lý bụi do nguồn thải công nghiệp của thế giới” nhằm tổng
hợp, phân tích và đánh giá những giải pháp cũng như khuynh hướng về công
nghệ và thiết bị xử lý bụi do nguồn thải công nghiệp của các nước trên thế
giới.

5


I. TỔNG QUAN VỀ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO NGUỒN THẢI CƠNG
NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI
I.1. Tổng quan về ơ nhiễm khơng khí do các nguồn thải cơng nghiệp trên
thế giới
I.1.1. Nguồn phát sinh ơ nhiễm khơng khí trong cơng nghiệp
Khi đề cập đến “ơ nhiễm khơng khí”, các cơ quan kiểm sốt ơ nhiễm
trên tồn thế giới thường muốn nói đến một nhóm hoặc một tập hợp các chất
gây ơ nhiễm thường theo “tiêu chí” gây ơ nhiễm hoặc gây ô nhiễm “chung”.
Bảng x dưới đây cho ta biết những nguồn thải cơng nghiệp phát sinh
loại hình ơ nhiễm khơng khí chủ yếu trên thế giới:

Bảng 1 - Đặc trưng ô nhiễm không khí từ các ngành sản xuất công nghiệp
TT

Ngành công nghiệp

Nguồn gây ô nhiễm

Chất và yếu tố gây ô nhiễm

1

Nhiệt điện

Ống khói

Bụi, COx, SO2, NOx, HC, ..

2

Vật liệu xây dựng
(gạch tuynen, xi
măng, đá xây dựng.. )

-Nghiến sấy nguyên liệu và nung
clinker
-Đập, nghiền, sàng và sấy than
-Làm nguội clinker
-Nghiền xi măng
-Công đoạn phụ trợ (nhà nồi hơi
sử dụng dầu FO)

-Vận chuyển, đóng bao

-Bụi, SO2, NO2, CO, CO2,
bức xạ nhiệt, ồn, …
-Bụi than, ồn
-Bụi, nhiệt
-Bụi xi măng
-SO2, NO2, COx, bụi

-Vận chuyển, sàng chọn, nghiền
quặng
-Thiêu kết

-Bụi nặng

3

-Bụi nguyên nhiên liệu, xi
măng

Luyện kim
Luyện kim đem

-Sản xuất cốc, khí đốt
-Lị hồn ngun quặng
-Luyện gang, thép
Luyện kim màu

-Sản xuất chì
-Sản xuất kẽm

-Luyện đồng

-Bụi (chứa Fe, FexOy, CaO,
C), SO2, CO
-Khí CO
-Bụi, CO, H2, CO2
-Bụi, CO, CO2
-Bụi kim loại (Pb, Zn, Cu,
As, Cd), COx, SO2
-Bụi kim loại (Zn, Cu, Cd,
Pb), SO2, CO2
-Bụi kim loại (Zn, Pb, As)
6


-Sản xuất thiếc

-Bụi thiếc, khí COx, SO2

Cơng đoạn vận chuyển, nghiền
sàng

Bụi, ồn

Phân xưởng đúc

Cơng đoạn nấu luyện thép bằng
lị điện hồ quang; làm khuôn đúc

Bụi, CO, HC, nhiệt, SiO2, ồn

Phân xưởng gò, hàn,
rèn

Hoạt động của máy cắt, ép búa,
đập, lò ủ

Bụi (SiO2 cao), nhiệt, ồn, khí
độc do đốt nhiên liệu

Phân xưởng cơ khí

-Cơng đoạn mạ, nhiệt luyện

-Hơi KL nặng: Cr, Cd, Ni,
Zn, Pb, Cu,.., xianua, bụi,
HCl
-Ồn, bụi

4

Khai khoáng

5

Chế tạo cơ khí

-Cơng đoạn cơ khí nặng (máy
gia cơng cơ khí lớn: khoan, mài,
tiện,..)

-Bộ phận sơn

-Hơi xăng, toluen, xylen

Phân xưởng cán thép

Bức xạ nhiệt, tiếng ốn của
máy cán

Phân xưởng động lực
6

Lò ủ, thép thỏi nóng, máy cán
Từ các máy nén khí

Tiếng ồn

-Tẩy nhuộm: máy nhuộm, pha
hoá chất
-Sấy
-In hoa (in lưới)

-Hơi (NaOH), javel (NaClO),
clo, nhiệt, tiếng ồn
-Nhiệt, CO2
-Pìngment, formandehit,
NH3, nhiệt
-SO2, CO, CO2, NO2, HC,
bụi, nhiệt, ồn

Dệt – may - nhuộm
Ô nhiễm cao

-Phân xưởng động lực (lị hơi)
Ơ nhiễm vừa

Kéo sợi và dệt

Bụi sợi bơng và polyeste

7

Hố chất cơ bản –
Phân bón

-Khí thải từ các ơng khói do q
trình cơng nghệ đốt nhiên liệu
-Bụi và khí độc rị rỉ, thất thốt
trong q trình vận hành sản
xuất (Xưởng sản xuất axit, clo,
điện phân muối, cung cấp HCl,
supe, NPK)

Tuỳ thuộc vào bản chất công
nghệ sản xuất ,à có chất và
yếu tố ơ nhiễm khác nhau:
SO2, NO2, CO, H2S, CO2, Cl,
HCl, Flo, H2SiF6, bụi

8

Sản xuất ắc quy

Nghiền bột chì, đốt nhiên liệu

Bụi oxyt chì, hơi chì, H2SO4,
asen

9

Sản xuất sơn, mực in

-Bộ phận xông xăng, nước mầu,
nghiền cán, đóng thùng, nấu dầu
và nhựa

-Dung mơi (xăng pha sơn,
xylen, toluen), benzen
7


-Lò đốt nhiên liệu, máy phát
điện dự phòng

-SO2, CO, CO2, NO2, HC,
bụi, nhiệt, ồn

10

Cao su công nghiệp

-Lau khuôn (bộ phận lưu hố), vị -Xăng, bụi
trí luyện hở
-Lị đốt sản xuất hơi
-SO2, CO, CO2, NO2, HC,
bụi, nhiệt, ồn

11

Thiết bị điện tử

Công đoạn hàn, cán, đúc, kéo và
bện dây nhôm, bọc cách điện

Hơi chì, COx, SOx, Cl, HC,
CFC, Toluen

12

Giấy và bột giấy

-Nấu bột giấy, chưng bốc
-Rửa, tẩy bột

-H2S, metylmercaptan
-H2S, Cl, metylmercaptan,
dimethylsulphide, dimethyl
disulphide
-Bụi, SO2, NO2, CO, H2S và
các hợp chất sunfua hữu cơ

tạo ra mùi hơi thối khó chịu
-Cl2, HCl
-Bụi
-SO2, NO2, CO và bụi

-Ống khói lị thu hồi

-Phân xưởng hố chất
-Phân xưởng giấy
-Ống khói phân xưởng động lực
13

Cơng nghiệp Da –
Giày

-Bộ phận pha chế hố chất, phun
xì các chất làm đẹp bề mặt da
-Phát tán từ nước thải và chất
thải rắn chứa sunfua
-Phát tán từ bể ngâm vôi do sự
phân huỷ của chất protein trong
da sống và từ các hệ thống dẫn
nước thải có chứa NH4+
-Thuộc da, sấy hồn thiện da

-Hơi axit (H2SO4,..) và các
dung mơi hữu cơ (butanol,
butyl acetat,..)
-Khí H2S
-NH3

-Bụi và SO2 do sử dụng nhiên
liệu đốt

14

Thuốc lá

-Phân xưởng sợi, bao mềm, bao
cứng, lị men
-Ống khói lị hơi

-Bụi có hàm lượng SiO2 cao,
hơi nicotin
-Bụi, các khí NOx, SO2, CO,..

15

Rượu-bia

-Nạp nguyên liệu cho nghiền bột
(malt, gạo tẻ), nấu
-Nồi hơi: nấu hoa, rửa thiết bị,
chai lọ
-Lên men, bão hoà CO2
-Làm lạnh

-Bụi nguyên liệu

-Pha trộn nguyên liệu dạng bột

-Bụi

16

Thuỷ tinh

-Nhiệt bụi nhiên liệu, SO2,
CO, NOx, HC,..
-CO2
-Rò rỉ chất làm lạnh
8


-Nấu chảy thuỷ tinh (khi tập kết
và nạp liệu vào lị)
-Thải qua ống khói (phân xưởng
động lực)
17

-Bụi có tỷ lệ SiO2 cao

-Rị rỉ từ các khe hở, nắp đậy
khơng kín của thiết bị, thùng
chứa,..
-Lò nung, bếp đun, vòi đốt sử
dụng trong q trình chưng cất
-Khí thải thốt ra từ các tầng của
tháp chưng cất
-Hồn ngun các chất xúc tác

-Hơi hydrocacbon

-Bụi

Khói thải do đốt nhiên liệu

Bụi, NOx, SO2, CO,..

-Bụi, các khí NOx, SO2, CO,..

Cơng nghiệp hố dầu
Chế biến dầu từ dầu
mỏi, dầu thô

Chế biến chất dẻo

-SO2
-H2S, SO2

I.1.2. Các dạng chất ô nhiễm chính do nguồn thải cơng nghiệp
Như vậy, ta thấy các chất ô nhiễm do các nguồn thải công nghiệp
thường là:
Nitrogen dioxide (NOx);
Sulfur dioxide (SO2);
Carbon monoxide (CO);
Hạt bụi (PM) hoặc còn được biết đến là Tổng các hạt lơ lửng (TSP);
Ozone (phản ứng hóa học giữa NOx và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
- VOC);
Phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về từng dạng chất ô nhiễm

phổ biến này cũng như đánh giá phân bố và tác động của chúng trên thế giới.
a. Sự ô nhiễm Nitrogen dioxide (NOx)
Nitrogen dioxide là một trong những tác nhân chính trong việc tạo ra
ozone mức mặt đất. NOx và các các chất gây ô nhiễm được tạo từ NOx có thể
được dịch chuyển trên những quãng đường dài, theo các hướng gió hiện hành.
Do vậy, các vấn đề về môi trường liên quan đến NOx thường không chỉ giới
hạn ở những khu vực thải ra NOx. Do đó, việc kiểm soát NOx thường hiệu quả
9


nhất nếu được tiến hành ở tầm cả khu vực, so với việc chỉ tập trung vào
những nguồn ở tại một địa phương.
NOx được biết đến như một tác nhân gây nên các vấn đề nghiêm trọng
về hô hấp và góp phần tạo nên các trận mưa axit, gây quá tải cho thổ nhưỡng
(và sau đó là giảm chất lượng nước), và gây ảnh hưởng tới mắt (do sự tham
gia của nó đến việc tạo ra ozone mức mặt đất).
Như được thể hiện trên Bảng 1, ở các nước phát triển (ví dụ như Hoa
Kỳ), các phương tiện cơ giới là nguồn phát thải NOx lớn nhất, hơn ngành
công nghiệp và các nhà máy điện trên một cơ sở bằng nhau. Tại các nước
đang phát triển (như Trung Quốc), sự thật lại ngược lại: các ngành công
nghiệp và các nhà máy điện lại phát thải NOx nhiều nhất rồi mới đến giao
thông vận tải.
Bảng 2 - Phát thải NOx theo lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Lĩnh vực
Xe cơ giới
Công nghiệp
Phát điện
Các lĩnh vực khác

Trung Quốc

Hoa Kỳ

39%

55%

57%

1%

22%
22%
4%

b. Sự ô nhiễm Sulfur dioxide (SO2)
Cũng như NOx, SO2 có thể bị dịch chuyển đi và lắng đọng ở rất xa nơi
phát thải. Điều này có nghĩa là các vấn đề liên quan đến SO2 sẽ không chỉ giới
hạn tới những vùng phát thải ra nó, và khi đánh giá tác động mơi trường liên
quan đến SO2, ta cần có cách tiếp cận ở một tầm khu vực xa hơn.
SO2 được biết đến khi chúng tham gia vào việc gây nên bệnh về hô
hấp, đặc biệt ở trẻ em và người già. Tuy nhiên, nó được biết đến chủ yếu đến
việc tạo ra mưa axit, gây hại cho mùa màng, hoa màu, các tồ nhà cổ kính, và
các đài kỉ niệm, làm tăng độ axit cho đất đai, ao hồ và sông suối và do đó tác
động xấu đến nguồn tài nguyên nước.

10


Như được thể hiện trong Bảng 2, sản xuất điện là nguồn phát thải SO2

chính cùng với các ngành cơng nghiệp khác. Không giống như NOx, lĩnh vực
giao thông lại phát thải rất ít SO2.
Bảng 3 - Phát thải SO2 trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Khu vực

Trung Quốc

Hoa Kỳ

3%

Xe cơ giới
Công nghiệp
S/x điện

85%

5%
26%
67%

Các lĩnh vực khác

12%

2%

c. Sự ô nhiễm Carbon monoxide (CO)
Carbon monoxide là chất độc gây ơ nhiễm khi chúng có nồng độ cao
trong khơng khí. Nó tác động đến con người với bệnh về tim, và tác động đến

hệ thần kinh trung ương. Như được giới thiệu trong Bảng 3, không giống như
SO2 nguồn phát thải CO là từ giao thông.
Bảng 4 - Phát thải CO trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Lĩnh vực

Trung Quốc

Hoa Kỳ

Công nghiệp
Xe cơ giới trên đường
Phương tiện cơ giới

4%

4%
56%
22%

khác 1
Các lĩnh vực khác
1

94%

12%

18%

Bao gồm máy bay, tàu hỏa, các thiết bị siêu trọng khác v.v...

d. Sự ô nhiễm bụi (PM)
Các hạt bụi - đặc biệt là bụi hạt nhỏ, bao gồm các vật thể rắn hoặc lỏng
cực nhỏ thâm nhập vào hệ hô hấp và gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng đến
sức khỏe. Các hạt nhỏ hơn (như PM10 hoặc PM5) có thể thâm nhập rất sâu vào
hệ hô hấp và gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho một số người. Đó là: bị
kích thích khi đi máy bay, ho, khó thở, suy giảm chức năng phổi, hen suyễn,
viêm phế quản, loạn nhịp tim, nhồi máu cơ tim, gây chết non cho những trẻ bị
bệnh tim và phổi. Công nghiệp là nơi phát thải PM chính (Bảng 4).
11


Bảng 5 - Phát thải PM trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Lĩnh vực

Trung Quốc

Hoa Kỳ

Công nghiệp
Các lĩnh vực khác

93%
7%

85%
15%

e. Sự ô nhiễm Ozone (NOx +các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi)
Ozone (O3) thường khơng có nơi phát thải trực tiếp. Thay vào đó, nó

được tạo ra bởi phản ứng hóa học giữa NOx và các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi (VOC) với sự có mặt của ánh sáng mặt trời. Ozone là thành phần chính
của sương khói, thường được nhận biết như một lớp mây mầu hơi nâu ở độ
cao thấp. Một số người bị bệnh phổi cũng như trẻ em hay người già thường
nhạy cảm với ozone. Các vấn đề sức khỏe đó bao gồm: kích thích phổi có thể
gây ra sạm phổi; khị khè, ho, khó thở; lao phổi mãn tính khi tiếp xúc nhiều
với chất ozone; và hen suyễn tăng cường, giảm dung lượng phổi, và tăng nhạy
cảm đối với các bệnh hơ hấp như viêm phổi và viêm phế quản.
Khí thải từ xe cơ giới và từ các ngành công nghiệp, hơi xăng dầu và các
dung mơi hóa chất cũng như các nguồn tự nhiên khác tạo ra NOx và VOC
góp phần tạo nên ozone.

12


II. TRÌNH ĐỘ CƠNG NGHỆ, THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI DO NGUỒN THẢI
CƠNG NGHIỆP
Hiện nay, trên thế giới đang có 3 khuynh hướng giải pháp kỹ thuật
nhằm kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí từ các nguồn thải cơng nghiệp:
Giải pháp xử lý cuối đường ống: Đây là giải pháp phổ biến nhất, được
sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp.
Giải pháp lắp đặt các thiết bị kiểm sốt trong q trình cơng nghệ: Các
thiết bị kiểm sốt này được lắp đặt ngay trên các dây chuyền công nghệ
nhằm thoả mãn tiêu chí “theo dõi, giám sát, đánh giá, cảnh báo” quá
trình hoạt động của các quá trình cũng như các thiết bị công nghệ.
Giải pháp áp dụng sản xuất sạch hơn: Trong đó việc áp dụng các công
nghệ mới, các công nghệ sạch và thân thiện môi trường đang ngày càng
trở thành sự lựa chọn đúng đắn vì lợi ích đạt được tồn diện mọi mặt,
nhằm tới sử dụng hiệu quả nhiên nguyên liệu, giảm tối đa khả năng
phát thải, thực hiện theo mục tiêu phát triển bền vững - một xu hướng,

chiến lược toàn cầu trong giai đoạn hiện nay và tương lai.
Trong tất cả các nguồn ơ nhiễm mơi trường khơng khí, nguồn chất thải
từ các hoạt động sản xuất công nghiệp là đáng kể và nghiêm trọng nhất. Để
giảm ơ nhiễm khơng khí do chất thải cơng nghiệp ta cần hồn thiện các q
trình cơng nghệ, bảo đảm độ kín tuyệt đối cho các thiết bị, ứng dụng phương
pháp vận chuyển vật liệu trong ống dẫn khí bằng khí nén và xây dựng các hệ
thống xử lý. Phương hướng hiệu quả nhất để giảm chất thải là thiết lập các
q trình cơng nghệ khơng chất thải, trong đó ứng dụng các dịng khí khép
kín. Tuy nhiên, cho đến nay phương tiện cơ bản nhất để giải quyết chất thải
độc hại vẫn là nghiên cứu và ứng dụng các hệ thống hiệu quả làm sạch khí. Ở
đây, cần lưu ý kết quả của việc xử lý là phải thu được khí đạt tiêu chuẩn chất
lượng môi trường và các chất độc hại

13


I.1. Giải pháp xử lý cuối đường ống
Để xử lý các sol khí (bụi, khí, sương) người ta sử dụng phương pháp
khô, ướt và tĩnh điện. Trong thiết bị khô, bụi được lắng bởi trọng lực, lực
quán tính và lực li tâm hoặc được lọc qua vách ngăn xốp. Trong thiết bị ướt
có sự tiếp xúc giữa khí bụi và nước. Nhờ đó bụi được sa lắng trên các giọt
lỏng, trên bề mặt bọt khí hay trên các màng chất lỏng. Trong thiết bị lọc tĩnh
điện các sol khí được tích điện và lắng trên điện cực.

Hình x: Các phương pháp xử lý sol khí
Phương pháp khơ là phương pháp xử lý bụi mà trong đó thiết bị thu hồi bụi
hoạt động dựa trên cơ chế lắng khác nhau: trọng lực (các buồng lắng bụi),
quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dịng khí hoặc nhờ

14

vách ngăn) và li tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị thu hồi bụi
gió xốy và khí động)
STT

Dạng thiết bị

Năng suất tối
đa (m3/h)

Hiệu quả xử lý

Giới hiạn nhiệt
độ (oC)

1

Buồng lắng

Khơng giới hạn

(>50µm), 80-90%

350-550

2

Xiclon

85.000

(10µm), 50-80%

350-550

3

Thiết bị gió xốy

30.000

(2µm), 90%

đến 250

4

Xiclon tổ hợp

170.000

(5µm), 90%

350-450

5

Thiết bị lắng qn tính

127.500

(2µm), 90%

đến 400

6

Thiết bị thu hồi bụi động

42.500

(2µm), 90%

đến 400

Bảng 6 -Một số thiết bị thu hồi khô
Đặc biệt, thiết bị lọc bụi công nghiệp (vải, hạt, sợi thô) được sử dụng
phổ biến để làm sạch khí cơng nghiệp có nồng độ dưới 60 g/m3 với kích thước
hạt lớn hơn 0,5µm, vật liệu lọc thường được phục hồi.

Hình 1: Lọc bụi túi
15


Thu bụi theo phương pháp ướt
Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc giữa
bụi trong dịng khí với chất lỏng, được thực hiện bằng các phương pháp cơ
bản như sau:
Dịng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng các giọt lỏng. Các hạt bụi

được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước;
Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, cịn dịng khí tiếp xúc
với bề mặt này. Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dịng
khí;
Dịng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí, các
hoạt bụi bị dính ướt và bị loại ra khỏi khí.
Q trình tiếp xúc giữa dịng khí nhiễm bụi với chất lỏng sẽ hình thành
bề mặt tiếp xúc pha. Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng,
giọt lỏng và màng lỏng. Đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng
bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau.
Một số thiết bị thu bụi theo phương pháp ướt: Thiết bị rửa khí trần,
thiết bị rửa khí đệm, thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động, tháp rửa khí
với lớp đệm dao động, thiết bị sủi bọt, thiết bị rửa khí va đập - quán tính, thiết
bị rửa khí li tâm và thiết bị rửa khí vận tốc cao.
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện
Nguyên tắc hoạt động: Trong thiết bị lọc điện, bụi được xử lý nhơ tác
dụng của lực điện. Các hạt bụ sau khi được tĩnh điện sẽ chuyển động đến gần
và lắng trên các bản điện cực dưới tác dụng của điện trường. Sự tích điện diễn
ra trong trường phóng điện quầng sáng, theo hai cơ chế: dưới tác dụng của
điện trường (các hạt bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện
trường) và bởi sự khuếch tán bởi các ion. Cơ chế thứ nhất chiếm ưu thế khi
kích thước hạt lớn hơn 0,5 µm, cơ chế thứ hai chiếm ưu thế đối với các hạt có
kích thước nhỏ hơn 0,2 µm. Đối với các hạt có đường kính 0,2 - 0,5 µm cả hai
cơ chế đều hiệu quả.
16


Hình 2 - Hệ thống lọc bụi tĩnh điện Nga

Hình 3 - Hệ thống lọc buịi tĩnh điện của hãng Cottrell

17


I.2. Lắp đặt các thiết bị kiểm sốt q trình công nghệ
Để đáp ứng nhu cầu về thiết bị và hệ thống thiết bị trong công tác bảo
vệ môi trường, trên thế giới có rất nhiều hãng chế tạo các loại thiết bị đo đạc
tính tốn trong phịng thí nghiệm, thiết bị phục vụ đo kiểm, cảnh báo, lưu trữ
các thông tin về môi trường đặc biệt là môi trường cơng nghiệp. Các hãng lớn
đều có các chi nhánh sản xuất và bán hàng trên nhiều quốc gia trên thế giới
như: Durag và Sick Maihak của Đức, Hãng Thermo của Mỹ, Hãng Rikenkeiki
của Nhật Bản, hãng Hazdust của Mỹ, TSI của Mỹ, VWR của Mỹ, Testo,
Staplex, Casella của Anh, Quest....
Mỗi hãng có một đặc thù và thế mạnh và đặc trưng riêng cho từng loại
thiết bị và từng loại hình cơng nghiệp khác nhau. Như có hãng chun về đo
kiểm, xác định nồng độ, tính chất, số lượng của các loại bụi và khí độc thải ra
mơi trường do các hoạt động cơng nghiệp có nồng độ khí thải ơ nhiễm môi
trường rất cao như hãng Durag của Đức, kèm theo thiết bị là các hệ thống
phần mềm quản lý, báo cáo rất phù hợp với mơ hình kiểm sốt khí thải độc
hại cho các nhà máy như xi măng, nhiệt điện của nước ta. Một số hãng khác
chuyên sản xuất các loại bơm, máy lấy mẫu khí bụi, có các loại phin lọc bụi
để phân tích, phù hợp với quy mơ kiểm sốt mơi trường nhỏ lẻ hoặc kiểm sốt
mơi trường khơng khí lưu động. Hãng Rikenkeiki của Nhật Bản lại có thế
mạnh về tự động hố các thiết bị đo kiểm khí cháy, khí độc với các thiết bị rất
tinh xảo, phù hợp với việc phát hiện khí độc trong các nhà máy hố chất và
một số khí thải nồng độ khí độc khơng cao.
Trong việc kiểm sốt môi trường, việc lựa chọn thiết bị phù hợp là yếu
tố quan trọng góp phần giảm chi phí, tối ưu hoá việc sử dụng thiết bị, đưa ra
các phương án tối ưu trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các đơn vị
sử dụng thiết bị môi trường như các cơ quan quản lý môi trường, các trung
tâm nghiên cứu, thí nghiệm, các nhà máy cơng nghiệp rất cần có thông tin về

thiết bị như nhà cung cấp, hãng sản xuất, tính năng sử dụng, giá thành... Làm
18


cơ sở định hướng cho việc lựa chọn thiết bị phục vụ q trình kiểm sốt mơi
trường. Vì vậy cần thiết phải có các nghiên cứu, sưu tầm các thiết bị liên quan
tới lĩnh vực môi trường nghiêm túc, quy mô để tư vấn và hướng dẫn lựa chọn
thiết bị sao cho phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Hình 4 - Hệ thống đo kiểm bụi trước và sau các thiết bị lọc bụi: D-FW 230 &
D-FW 231 của hãng DURAG (đo đơn và kép)
Bụi
Bụi
RM

OMD

Hình x - Ứng dụng thiết
bị trong kiểm sốt hoạt

FW

FW

động của thiết bị lọc bụi
(ví dụ lọc bụi tĩnh điện)

FW

của hãng Sick MaiHak

OMD
MBA
19


Hình 5 - Hệ thống bố trí thiết bị, kết nối với phần mềm giám sát Model: OMD 41

Hình 6 -Toàn bộ hoạt động của hệ thống thiết bị kiểm sốt phát thải qua ống
khói (Durag)
20


Hình 7 - Hệ thống lắp đặt thiết bị kiểm sốt đối với nhà máy nhiệt điện

Hình 8- Hệ thống lắp đặt thiết bị kiểm soát đối với nhà máy xi măng
21


I.3. Áp dụng công nghệ sạch và thân thiện môi trường, các biện pháp sản
xuất sạch hơn
Ðối với ngành công nghiệp, giải quyết vấn đề môi trường theo phương
pháp truyền thống là xử lý chất thải cuối đường ống là một giải pháp hồn
tồn khơng hợp lý, gây tốn kém cho doanh nghiệp cũng như lãng phí tài
nguyên thiên nhiên.
Từ rất sớm, công nghệ sạch và thân thiện môi trường đã được giới thiệu
trên thế giới, đặc biệt trong các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada,
Hà Lan, Thụy Điển với mục đích giảm lượng phát thải tại nguồn trong quá
trình sản xuất. Việc phát triển CNS&TTMT kết hợp với các kiến thức về
SXSH là cách tiếp cận chủ động theo hướng “dự đốn và phịng ngừa” ơ

nhiễm từ các chất thải phát sinh trong các hoạt động sản xuất công nghiệp.
Một trong những nước châu Âu đầu tiên giới thiệu trương trình SXSH
áp dụng CNS&TTMT là Áo (1992), tiếp theo là Đức (1994). Kể từ năm 1994,
Chương trình Phát triển Liên hợp Quốc (UNDP) kết hợp với Tổ chức Phát
triển Công nghiệp Liên Hiệp Quốc (UNIDO) thành lập các trung tâm sản xuất
sạch hơn tại Trung Mỹ, Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và Châu Âu nhằm giới
thiệu phát triển chương trình SXSH áp dụng CNS&TTMT.
Trong những năm qua CNS&TTMT đã được áp dụng rộng khắp trên
thế giới và đã được chứng minh là một công cụ hữu hiệu để hỗ trợ phát triển
bền vững, bởi các ưu điểm là mang lại cả lợi ích mơi trường và lợi ích kinh tế
từ cách tiết kiệm các nguyên nhiên vật liệu đầu vào, giảm thiểu ở mức thấp
nhất chất thải và mức độ độc hại của chất thải đầu ra.
Tại khóa họp hằng năm lần thứ 40 diễn ra tại Kyoto (Nhật Bản) với sự
tham dự của hơn 3.000 đại biểu từ 67 nền kinh tế thành viên, Ngân hàng Phát
triển châu Á (ADB) công bố kế hoạch của Nhật Bản góp 100 triệu USD để
ADB lập Quỹ Năng lượng sạch châu Á nhằm đối phó sự ấm lên của trái đất
và Quỹ Tạo điều kiện thuận lợi cho mơi trường đầu tư ở khu vực châu Á-Thái
Bình Dương.
22


Quỹ Năng lượng sạch đặc biệt lưu ý các nước như Trung Quốc, Ấn Ðộ,
Indonesia, Pakistan, Philippines và Việt Nam. Nhật Bản cam kết tài trợ 2 tỷ
USD cho các chương trình tương tự trong năm năm tới thơng qua Ngân hàng
Hợp tác quốc tế (JBIC) thực hiện các dự án phối hợp ADB khuyến khích đầu
tư và ngăn chặn sự biến đổi khí hậu. Quyết định của ADB và Nhật Bản được
đánh giá là thiết thực, góp phần thúc đẩy nỗ lực chung của châu Á làm dịu khí
hậu, ngăn chặn sự ấm lên của trái đất.
Một số quốc gia châu Á áp dụng CNS&TTMT vào quá trình sản xuất
cơng nghiệp nhằm mục đích cải thiện chất lượng mơi trường đã thu được

những thành công đáng kể như trường hợp của nhà máy chế tạo kim loại ở
Singapore đầu tư 180.000USD để chuyển sang áp dụng CNS&TTMT, mỗi
năm tiết kiệm được 87.000 USD nên đã thu hồi được vốn chỉ sau hai năm.
Nhà máy xi măng PT Semen Cibinong ở Indonexia đầu tư 375.000 USD để
áp dụng CNS, mỗi năm đã tiết kiệm được 350.000 về năng lượng và nhiên
liệu, hoàn vốn chỉ cần hơn một năm, chưa kể tăng năng suất 9%. Ở các Ấn
Độ, nhà máy giấy và bột áp dụng CNS đã giảm được 25% so với thiết bị xử lý
cuối đường ống, 35% cho vốn bảo dưỡng và vận hành, giảm được 20-40%
lượng chất ô nhiễm, tiết kiệm 40.000USDv.v
Hiện nay Công nghệ sạch là một vấn đề có ý nghĩa thời sự. Những cơng
nghệ sạch đang được nhiều nước lựa chọn vì mục tiêu phát triển kinh tế bền
vững. Hàng loạt công ty công nghệ sạch đã và sẽ ra đời, như trong lĩnh vực
năng lượng mặt trời có China's Suntech Power and Silicon Valley's
SunPower. Các công ty vốn mạo hiểm, như ở Silicon Valley cũng đã bắt đầu
đầu tư vào lĩnh vực này, với các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời và
pin nhiên liệu.
Trong việc áp dụng CNS&TTMT nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng
và giảm thiểu ô nhiễm, kinh nghiệm của thành phố California (Mỹ) trong việc
sử dụng năng lượng mặt trời là một điển hình và có ảnh hưởng sâu sắc. Năm
1977, luật pháp California đã thơng qua mức tín dụng 55% cho năng lượng
23


Mặt trời. Đó là một khích lệ tài chính duy nhất cho toàn nước Mỹ trong việc
sử dụng năng lượng Mặt trời. Cả các hệ thống sử dụng năng lượng Mặt trời
tích cực và thụ động, cũng như các hệ thống sản xuất điện Mặt trời đều được
áp dụng mức tín dụng ban đầu này. Sau đó, năm 1978, mức tín dụng này cịn
được áp dụng cho cả các hệ thống lị sưởi nhiệt và năng lượng gió. Ngồi ra
cịn thêm nhiều văn bản về tài chính, đào tạo nghề nghiệp và các quyền sử
dụng năng lượng Mặt trời. Nhiều nơi trong bang đã thơng qua sắc lệnh

khuyến khích sử dụng các hệ thống năng lượng Mặt trời bằng cách thiết lập
các tiêu chuẩn tối thiểu cho các cơng trình có sử dụng hiệu quả nguồn nhiệt
Mặt trời. Ở San Diego, một sắc lệnh có hiệu lực vào năm 1980 đòi hỏi tất cả
các khu trung cư mới phải sử dụng các hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng
Mặt trời.
Năm 1978, Chương trình thương mại hóa nguồn năng lượng mặt trời
của California đã hồn tất. Nhờ vào việc xóa bỏ tín dụng sử dụng năng lượng
Mặt trời trên tồn bang, ngành công nghiệp năng lượng Mặt trời ở California
đã phát triển nhanh chóng. Cuối năm 1978, ở California đã lắp đặt được hơn
30.000 thiết bị dùng năng lượng Mặt trời. Ngoài ra hằng trăm cơ sở sản xuất
và hàng trăm cơ sở lắp đặt máy móc thiết bị dùng năng lượng Mặt trời bước
vào hoạt động kinh doanh.
Với số dân đứng hàng thứ mười ở Mỹ, California hiện đã có khoảng
một phần tư số dân sử dụng năng lượng Mặt trời. Cuối năm 1978 đã lắp đặt
3000 hệ thống nóng lạnh dùng năng lượng Mặt trời, một lượng tương đương
như vậy đã có trong cả nước năm trước đó. Trên cơ sở tốc độ phát triển như
vậy, trong hai năm 1981 và 1982, California đã triển khai kế hoạch lắp đặt
150.000 thiết bị nóng lạnh tại gia đình và 200.000 hệ thống nước nóng dùng
năng lượng Mặt trời, tăng nhiều lần so với năm 1978. Những khu nhà mới
phát triển rộng lớn ở Davis, mỗi khu có hàng trăm căn hộ đang sử dụng nguồn
năng lượng Mặt trời, đáp ứng được 50-75% nhu cầu đun nấu. Năm 1985
California thực hiện kế hoạch lắp đặt 1.5 triệu thiết bị dùng năng lượng Mặt
24