Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải: Phần 1. Lâm Vĩnh Sơn

CHƯƠNG 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHÔNG KHÍ

I.1. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KHÔNG KHÍ
Không khí khô là hỗn hợp của nhiều chất khí khác nhau trong đó hai thành phần
chủ yếu là Nitơ và Ôxy. Trong bảng 1-1 cho biết thành phần của các chất có trong
không khí được tính theo tỷ lệ phần trăm thể tích và trọng lượng.
Bảng 1-1
Tỷ lệ % theo
Loại khí Ký hiệu
Thể tích Trọng lượng
Nitơ N
2
78 A‡5
ÔXy O
2
20,59 23,17
Argôn Ar 0,93 1,29
Cacboníc CO
2
0,03 0,043
Nêôn, Hêli, Kpiptôn Ne, He, Kr Không đáng kể Không đáng kể
Xêmôn, Hrô, Ôzôn Xe, H
2
, O
3
Không đáng kể Không đáng kể

Ngoài các loại khí đã nêu, trong không khí khô còn có bụi, vi trùng
I.2. GIẢN ĐỒ I – D CỦA KHÔNG KHÍ ẨM

I.2.1. Quá trình đun nóng và làm lạnh
Quá trình sấy nóng và làm lạnh không khí có thể thực hiện bằng 2 phương pháp:
phương pháp khô và phương pháp ướt.
Phương pháp khô hay còn gọi là phương pháp gián tiếp có chất mang nhiệt trao
đổi nhiệt với không khí qua thành vách cứng.
Quá trình sấy nóng không khí do không khí được tiếp Xúc với bề mặt nóng khô là
quá trình đơn giản nhất. Trong quá trình này không khí chỉ nhận nhiệt hiện đối lưu,
còn dung ẩm của không khí không thay đổi. Vì vậy trong giản đồ I – d quá trình đun
nóng hướng từ dưới lên trên theo đường d = const. Nếu trạngthái không khí tương ứng
điểm I (có t
1,
ϕ
1
) được đun nóng trong bộ sấy thì quá trình sấy nóng theo đường thẳng
đứng d
1
= const đi lên phía trên bắt đầu từ điểm I. Nhiệt truyền cho không khí càng
lớn thì không khí càng được đun nóng hơn và theo đường d
1
= const vò trí điểm trạng
thái không khí được đun nóng càng ở cao hơn. Nếu lượng nhiệt ∆I
1
truyền cho mỗi kg
phần khô của không khí ẩm thì điểm 2 sẽ tương ứng với trạng thái cuối cùng của nó
(Xem hình 1).
Trong quá trình làm lạnh không khí. Khi tiếp Xúc với bề mặt làm lạnh khô không
khí chỉ nhường nhiệt hiện đối lưu. Trong giản đồ I – d quá trình này đi từ trên Xuống
dưới theo đường d= const. Thí dụ khi làm lạnh không khí có trạngthái tương ứng với
điểm I đến trạng thái tương ứng điểm 3 ( hình 1) thì lượng nhiệt ∆I
2

sẽ thu từ mỗi kg
phần khô của không khí ẩm. Quá trình làm lạnh không khí trong thiết bò trao đổi nhiệt
có thể đến được trạng thái tương ứng với điểm 4 là giao điểm của d = const và ϕ =

100%. Đó chính là nhiệt độ điểm sương của không khí. Khi sự làm lạnh được tiếp tục
thì hơi nước trong không khí được ngưng tụ lại và sự thay đổi trạng thái nhiệt ẩm sẽ
theo đường ϕ = 100%, thí dụ điểm 5. Quá trình làm lạnh Xảy ra theo đúng đường ϕ =
100% là quá trình nhường cả nhiệt hiện và nhiệt kín ngưng tụ. Đây là quá trình phức
tạp của sự trao đổi nhiệt ẩm của không khí với bề mặt lạnh.

Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp tiếp Xúc trực tiếp. Chất mang nhiệt
là nước hoặc hơi tiếp Xúc trực tiếp với không khí. Khi tiếp Xúc trực tiếp như vậy
ngoài trao đổi nhiệt còn có trao đổi ẩm. Tùy theo yêu cầu nhiệt độ của chất mang
nhiệt mà ta Xác đònh được điểm trạng thái cuối cùng của sự trao đổi nhiệt ẩm. Phương
pháp tiếp Xúc trực tiếp giữa không khí và chất mang nhiệt được nghiên cứu kỹ hơn
trong các phần dưới đây.
I.2.2. Quá trình làm ẩm đoạn nhiệt không khí
Lớp nước mỏng hay là nhhững giọt nước nhỏ bé khi tiếp Xúc với không khí sẽ đạt
được nhiệt độ bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt. Khi sự tiếp Xúc giữa không khí với nước có
nhiệt độ như thế thì Xảy ra quá trình làm ẩm đoạn nhiệt không khí. Trong quá trình
này entanpi của không khí thực tế giữ nguyên không đổi và trên giản đồ I – d nó nằm
theo đường I = const (sang phải Xuống dưới). Trên (hình 2) có trạng thái ban đầu của
không khí tương ứng với điểm I. Khi tiếp Xúc nó với nước có nhiệt độ của nhiệt kế
ướt t
ư1
thì tia quá trình sẽ theo đường I = const đến điểm 2 nếu như không khí đồng
hóa lượng ẩm ∆d
1
trên 1kg phần khô của không khí. Giao điểm 3 của tia quá trình với
đường cong ϕ = 100% tương ứng với trạng thái giới hạn của không khí được bão hòa

hoàn toàn bằng hơi nước.
Trong lónh vực thônggió người ta thường sử dụng phương pháp làm ẩm đoạn nhiệt
không khí bằng nước tuần hoàn. Để làm điều đó trong buồngtưới người ta phun nước
lấy từ máng nằm phía dưới buồng này. Nước phun được tiếp Xúc liên tục với không
khí và đạt được nhiệt độ gần với nhiệt độ ướt của không khí. Một phần rất nhỏ nước
bay hơi và làm ẩm không khí (1 – 3%).
Hình 1

I

ϕ
1
ϕ
1
= 100%

1

t
1
2

3

4

5

∆
I

2
∆
I
2
d
1
= const

d


Tia quá trình thực lệch lên phía trên một chút so với đường I= const (do entanpi
của các giọt nước bay hơi mang vào không khí) nhưng độ lệch đó không đáng kể.
Quá trình làm ẩm đoạn nhiệt Xảy ra theo đường I= const và có thể được tính toán theo
công thức gần đúng sau :
45,2=
∆
∆
d
t

Trong đó:

∆t– sự thay đổi nhiệt độ của không khí khi bò thay đổi dung ẩm. Xem hình 2.


I.2.3. Quá trình làm ẩm đẳng nhiệt không khí
Nếu cho hơi nước có nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí (theo nhiệt kế khô) vào
khôngkhí thì kông khí sẽ được làm ẩm mà nhiệt độ vẫn không thay đổi. Quá trình làm
ẩm đẳng nhiệt không khí bằng hơi nước diễn ra theo đường thẳng t= const trong giản

đồ I – d (hình 3). Điểm I là trạng thái đầu của không khí và quá trình thay đổi theo
đường đẳng nhiệt, thí dụ điểm 4 sau khi đồng hóa lượng ẩm
∆d
2
. trạngthái giới hạn
của không khí trong quá trình này tương ứng với điểm 5 là giao điểm của tia quá trình
với đường cong ϕ = 100%.
Trong lónh vực thông gió thực tế người ta đã sử dụng quá trình làm ẩn không khí
bằng hơi nước. Hơi nước thường có nhiệt độ lớn hơn 100
o
C, cao hơn nhiều lần so với
nhiệt độ không khí. Tuy nhiên phần entanpi hiện của hơi nước là không đáng kể, tia
quá trình chỉ lệch một chút lên phía trên của đường đẳng nhiệt. Về cơ bản, sự tăng
entanpi của không khí được quyết đònh bởi nhiệt kín của hơi nước và khi đó nhiệt độ
của không khí tăng không đáng kể.




Hình 2

I

t
1
= const

t
ưl

ϕ
1
= 100%

I
1
= const

d

∆
d
1
1

2



3


Hình 3

I

ϕ
1
= 100%

t
1
= const

∆
d
2

d

1

5

4













Những qua trình làm ẩm đẳng nhiệt diễn ra theo đường t = const có thể tính toán theo
dạng gần đúng sau :

- Trong hệ SI :
53,2=
∆
∆
d
I

- Trong hệ MCGSS :
605,0=
∆
∆
d
I

Trong đó : ∆I – là sự thay đổi entanpi của không khí tương ứng với sự thay đổi
dung ẩm ∆d.
I.2.4. Quá trình hòa trộn không khí
Không khí ngoài nhà trước khi đưa vào phòng trong nhiều trường hợp được hòa
trộn trước với không khí trong phòng (sự tuần hoàn trở lại của không khí trong phòng).
Trong kỹ thuật thông gió người ta thường hòa trộn hai khối không khí có trạng thái
khác nhau để có được trạng thái không khí thích hợp với yêu cầu. Trong giản đồ I – d
quá trình hòa trộn không khí được mô tả bằng đoạn thẳng nối những điểm trạng thái
tương ứng của không khí cần hòa trộn. Điểm trạng thái không khí hỗn hợp chia đoạn
thẳng thành 2 đoạn có chiều dài tỉ lệ ngược với khối lượng không khí hòa trộn.
Giả sử cần hòa trộn không khí A có trọng lượng phần khô G
A
(kg) entanpi I
A
và
dung ẩm d

A
với khối không khí B có G
B
(kg), I
B
và d
B
(hình 4).
Sau khi hòa trộn có được trạng thái C. Vì tổng lượng nhiệt và lượng ẩm trước và
sau khi hòa trộn không thay đổi nên ta viết được các phương trình sau đây :
Phương trình cân bằng nhiệt :
G
A
. I
A
+ G
B
. I
B
= ( G
A
+ G
B
). I
C

Bằng phép biến đổi toán học ta sẽ có :
G
A
(I

A
– I
C
) = G
B
( I
C
– I
B
)
Hay :
n
G
G
II
II
A
B
BC
CA
==
−
−
(ta đặt) (1)
Phương trình cân bằng ẩm :

G
A
. d
A

+ G
B
.d
B
= ( G
A
+ G
B
) .d
C

Biến đổi toán học ta nhận được :
G
A
(d
A
– d
C
) = G
B
(d
C
– d
B
)
Hay :
n
G
G
dd

dd
A
B
BC
CA
==
−
−
)(
)(
(ta đặt) (2)
Từ hai biểu thức (1) và (2) và giá trò các đoạn thẳng (A - C) và (C –B) trên hình 4
ta có được biểu thức sau :
n
G
G
BC
CA
dd
dd
II
II
A
B
BC
CA
BC
CA
==
−

−
=
−
−
=
−
−
(3)
Đẳng thức (3) là phương trình một đường thẳng qua 3 điểm A,B,C và điểm trạng
thái hòa trộn C (có I
C
,d
C
) chia đoạn A – B theo tỉ số khối lượng không khí thành phần
(n =
A
B
G
G
).
Vì vậy muốn tìm điểm hòa trộn C ta hãy chia đoạn thẳng (A-B) làm (n+1) phần và
lấy từ điểm A một đoạn A- C bằng n phần, phần còn lại chính là đoạn (C – B)
(Xem hình 4)
Ta có thể tìm điểm hòa trộn C bằng cách đặt hai vectơ trọng lượng không khí G
A

và G
B
song song và ngược chiều nhau. Vectơ G
A

đặt tại B và vectơ G
B
đặt tại A.
Đường nối đỉnh hai vectơ cắt đường thẳng A – B tại điểm C (hình 5).


Hình 4

Hình 5

I

d

∆
d
AB

∆
d AC

∆
I
Ac

n+1

∆
I
CB

∆
I
AB

d

A

C

I

ϕ
1
= 100%

ϕ
1
= 100%

d

G
B

G
A

A

C

B


I.3. NHIỆT ĐỘ HIỆU QUẢ TƯƠNG ĐƯƠNG
Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể con ngừơi với môi trường không khí Xung quanh phụ
thuộc nhiều vào nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc chuyển động của không khí. Các yếu tố
nầy được phối hợp lại để đánh giá tác dụng ảnh hưởng của vi khí hậu đến cơ thể con
người và được đặc trưng bằng “nhiệt độ hiệu quả tương đương” được ký hiệu là t
hq
.
Có thể đònh nghóa : nhiệt độ hiệu quả tương đương của môi trường không khí có
nhiệt độ t, độ ẩm ϕ, vận tốc chuyển động v là nhiệt độ của không khí bão hòa (ϕ =
100%) và không chuyển động (v= 0) có tác dụng gây cảm giác (nóng, lạnh, dễ chòu )
giống hệt như tác dụng của môi trường không khí đang Xét.
Hội kỹ thuật thông gió Hoa kỳ đã nghiên cứu và đề nghò sử dụng t
hq
để đánh giá
cảm giác nhiệt của con người. C – G – Webb kiến nghò Xác đònh t
hq
theo công thức
sau đây:
t
hq
= 0,5 (t
k –
t
u

) – 1,94
v

Trong đó :
+ v - vận tốc chuyển động của không khí, m/s.
+ t
k
,t
ư
- lần lượt là nhiệt độ khô, ướt của không khí,
o
C.

CHƯƠNG 2
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
II.1. KHÁI NIỆM Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
Ô nhiễm không khí chỉ là một vấn đề tổng hợp, nó được Xác đònh bằng sự biến
đổi môi trường theo hướng không tiện nghi, bất lợi đối với cuộc sống của con người,
của động vật và thực vật, mà lại chính do hoạt động của con người gây ra với qui mô,
phương thức và mức độ khác nhau, trực tiếp hoặc gián tiếp tác động làm thay đổi mô
hình, thành phần hóa học, tính chất vật lý và sinh vật của môi trường không khí.
Theo TCVN 5966-1995, ô nhiễm không khí là sự có mặt của các chất trong khí
quyển sinh ra từ hoạt động của con người hoặc các quá trình tự nhiên với nồng độ đủ
lớn và thời gian đủ lâu và sẽ ảnh hưởng đến sự thoải mái, dễ chòu, sức khoẻ, lợi ích
của con người và môi trường.
Đối với môi trường không khí trong nhà cần phải kể thêm các yếu tố vi khí hậu
như nhiệt độ, độ ẩm, bức Xạ, gió.
II.2. NGUỒN GỐC Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
Để nghiên cứu vấn đề ô nhiễm không khí cần biết rõ tất cả các nguồn phát sinh ra
chất ô nhiễm, từ đó ta mới có thể đề Xuất các giải pháp giảm thiểu và Xử lý ô nhiễm
một cách có hiệu quả.
Nguồn gây ô nhiễm không khí có thể phân thành hai loại : nguồn ô nhiễm tự
nhiên và nguồn ô nhiễm nhân tạo.
II.2.1. Nguồn ô nhiễm tư nhiên:
Do các hiện tượng thiên nhiên gây ra như: sa mạc, đất trồng bò mưa gió bào mòn
và tung lên trời, bụi đất, đá, thực vật, cá c hiện tượng núi lửa phun nham thạch. Các

quá trình hủy hoại, thối rửa thực vật và động vật thải ra các khí gây ô nhiễm. Cụ thể
như sau:
• Hoạt động của núi lửa: sinh ra các khí ô nhiễm chủ yếu là dioXit lưu huỳnh
(SO2), sunfua hydro (H2S), florua hydro (HF)… và bụi.
• Cháy rừng: sinh các chất ô nhiễm gồm bụi tro các khí oXit nitơ (NOX) và
dioXit lưu huỳnh (SO2), monoXit cacbon (CO).
• Bụi do gió, do bão sinh ra ở các vùng khô hạn hay bán khô hạn.
• Sự phân huỷ tự nhiên các chất hữu cơ (thực vật, Xác động vật…) ở điều kiện
yếm khí như đầm lầy… sinh các khí metan (CH4), dioXit cacbon (CO2). Khi
không thoát được ra ngoài, cũng tạo thành túi khí ở dưới đất;
• Tác nhân sinh học như phấn hoa, vi sinh vật (vi khuẩn, siêu vi khuẩn, nấm
mốc, nấm men, tảo…), các loại côn trùng nhỏ hay các bộ phận của chúng
II.2.2. Ô nhiễm nhân tạo:
Phát sinh do hoạt động của con người. Các hoạt động sản Xuất của con người tạo
ra các loại sản phẩm phục vụ nhu cầu thiết yếu của họ, nhưng đồng thời là nguồn gốc

chính phát sinh ra những chất độc hại có tác dụng Xấu đối với bản thân con người. Ở
đây, ta đặc biệt quan tâm đến nguồn ô nhiễm nhân tạo nầy.
• Nguồn đốt nhiên liệu như động cơ của các phương tiện giao thông, lò đốt dân
dụng và công nghiệp phát sinh bụi và các khí ô nhiễm là CO, SO2, NOX ;
• Các hoạt động sản Xuất công nghiệp khác như ngành hoá chất, luyện kim, sản
Xuất vật liệu Xây dựng, lương thực thực phẩm phát sinh các chất ô nhiễm là
bụi, hơi khí độc như dioXy lưu huỳnh (SO2), florua hydro (HF), chì (Pb),
amoniac (NH3), sunfua hydro (H2S)…;
• Tại các khu chăn nuôi gia súc có sinh các khí ô nhiễm như amoniac (NH
3
),
sunfuahydro (H
2
S) ;

• Các hoạt động cộng đồng như thu gom Xử lý rác; lò thiêu… có sinh ra các khí
do phân hủy bằng vi sinh như metan (CH
4
), amoniac (NH
3
), cacbonic (CO
2
),
sunfuahydro (H
2
S)…, hay các sản phẩm cháy oXit cacbon (CO, CO
2
), tro bụi…;
• Do các sản phẩm tạo điều kiện tiện nghi cho cuộc sống của con người: sử dụng
chất tẩy rửa, thuốc Xòt khử mùi, sơn vecni, keo dán, thuốc nhuộm, thuốc uốn
tóc phát sinh hơi dung môi hữu cơ như aXeton (CH
3
COCH
3
), formaldehyt
(HCHO) ; máy photocopy sinh khí ozon (O
3
); khu vực nhà Xe, nơi đậu Xe
máy sẽ phát thải vào không khí hơi Xăng dầu là các hợp chất hữu cơ.
• Các sinh hoạt cá nhân như hút thuốc tạo khí monoXit cacbon (CO), nicotin…
Lượng phát thải chất ô nhiễm không khí từ nguồn tự nhiên lớn hơn nhiều so với
nguồn nhân tạo nhưng phân bố đồng đều trên thế giới. Ở khu tập trung đông dân cư
thì mật độ phát thải do con người tập trung hơn và gia tăng mức độ tác hại. Tuy nhiên
trong lónh vực khoa học chúng ta quan tâm niều hơn về loại ô nhiễm nhân tạo.
* Phân loại nguồn ô nhiễm theo tính chất phát thải

• Nguồn đường: các con đường dành cho các phương tiện giao thông vận tải như
đường bộ dành cho Xe máy, ô tô; đường Xe lửa cho tàu hoả; đường thủy,
đường hàng không. Giao thông vận tải là một trong những nguồn ô nhiễm
không khí chính ở đô thò. Chúng tạo ra các chất ô nhiễm không khí gồm bụi,
oXit cacbon (CO, CO2), dioXit lưu huỳnh (SO2), oXit nitơ (NOX),
hydrocacbon, tetraetyl chì. Bụi sinh ra do cuốn đất cát, bụi đường khi lưu thông
và bụi sinh ra trong khói thải của Xe.
• Nguồn điểm: ống khói của các nguồn đốt riêng lẻ, bãi chất thải,
• Nguồn vùng: trong khu công nghiệp tập trung nhiều nhà máy có ống khải khí,
đường ô tô nội thành, nhà ga, cảng, sân bay



II.3. CÁC CHẤT Ô NHIỄM.

Có nhiều phương pháp phân loại chất ô nhiễm không khí khác nhau tuỳ theo mục
đích nghiên cứu.
• Dựa vào trạng thái vật lý, các chất ô nhiễm được chia thành:
 Rắn: bụi, khói; phấn hoa, nấm men, nấm mốc, bào tử thực vật…;
 Lỏng: sol lỏng hay khí như sương mù…;
 Khí và hơi: oXit cacbon (CO
X
), oXit nitơ (NO
X
), dioXit lưu huỳnh (SO
2
)…
 Ô nhiễm vật lý: nhiệt, phóng Xạ…
• Dựa vào sự hình thành, chất ô nhiễm được phân thành các loại
 Chất ô nhiễm sơ cấp: chất ô nhiễm thải ra trực tiếp từ nguồn ô nhiễm. Ví

dụ các chất vô cơ như silic, canXi, sắt,… chất hữu cơ như metan…, mồ hóng…
 Chất ô nhiễm thứ cấp: là chất sau khi ra khỏi nguồn sẽ thay đổi cấu tạo hoá
học do tác động quang hoá hay hoá lý. Như khí ozon (O
3
), sunfuarơ (SO
3
),
• Dựa vào kích thước hạt chất ô nhiễm được chia thành phân tử (hỗn hợp khí
- hơi) và aerosol (gồm các hạt rắn, lỏng). Aerosol được chia thành bụi, khói,
sương.
 Bụi là các hạt rắn có kích thước từ 5 đến 50 µm.
 Khói là các hạt rắn có kích thước từ 0,1 đến 5 µm.
 Sương bao gồm các giọt lỏng có kích thước từ 0,3 đến 5 µm và được hình
thành do ngưng tụ hơi hoặc khi phun chất lỏng vào không khí.
Nói chung, mỗi nguồn gốc ô nhiễm phát sinh một lượng lớn các chất ô nhiễm chủ
yếu độc hại như sau :
Bảng 2.1
Nguồn gây ô nhiễm Tải lượng chất ô nhiễm
10
6
t/năm
Chất ô nhiễm
chủ yếu
Nguồn nhân
tạo
Nguồn thiên nhiên
Nhân tạo Thiên nhiên
Sunfua dioXit
SO
2

- Đốt nhiên
liệu than đá &
dầu mỏ - Chế
biến quặng có
chứa S
- Núi lửa
116 6 – 12
Hydrosunfua
H
2
S

Công
nghiệp hóa
chất.

Xử lý nước
thải
- Núii lửa
- Các quá trình sinh
hóa trong đầm lầy 3 300 – 100
Cacbon oXit
C0
- Đốt nhiên
liệu. - Khí
-
Cháy rừng
-
Các phản ứng
300 > 3000

thải của ô tô hóa học âm ỉ
Nitơ đioXit
NO
2

Đốt nhiên liệu Hoạt động sinh học
của vi sinh vật trong
đất
50 60 – 270 (*)
Amoniac NH
3
Chế biến phế
thải
Phân hủy sinh hóa
4 100 - 200
Đinitơ ôXit
N
2
O
Gián tiếp, khi
sử dụng phân
bón gốc Nitơ.
Quá trình sinh hóa
trong đất >17 100 - 450
Hydrocacbon Đốt cháy nhiên
liệu, khí thải,
các quá trình
hóa học.
Các quá trình sinh

hóa
88
CH : 300 –
1600
Terpen : 200
Cacbonic CO
2
Đốt nhiên liệu Phân hủy sinh học 1,5.10
4
15 . 10
4

Ghi chú: (*) Quy đổi ra NO
2

Có thể nêu lên một số chất ô nhiễm khí chính như sau:
• Các khí ô nhiễm như là các loại oXit của N
2
(cụ thể là N
2
O, NO, NO
2
), SO
2
,
H
2
S, CO, các loại khí haloagen (Clo, Br, I, ), v.v,…
• Các hợp chất F: CFC,
• Các chất tổng hợp ét Xăng (aXetic, …

• Các chất lơ lững như bụi lơ lững (bụi rắn, bụi lỏng, bụi vi sinh, ), nitrat, sulfat,
các phân tử C, sol khí, muội, khói, sương mù, phấn hoa,…
• Các loại bụi nặng, bụi đất, đá
• Khí quang hóa như ozon, FAN, NO
X
, anđehyt….
• Chất thải phóng Xạ
• Tiếng ồn
• Nhiệt.

II.4. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƯỞI
II.4.1. Ô nhiễm không khí do các quá trình đốt nhiên liệu
Trong cuộc sống hằng ngày ta thấy quá trình đốt cháy nhiên liệu Xảy ra ở khắp
mọi nơi mọi chỗ. Người ta phân biệt các nguồn gây ô nhiễm đốt nhiên liệu thành các
nhóm:
- Ô nhiễm do các phương tiện giao thông;
- Ô nhiễm do đun nấu;
- Ô nhiễm do các nhà máy nhiệt điện;
- Ô nhiễm do đốt các loại phế thải đô thò và sinh hoạt (rác thải).
II.4.1.1. Các loại khí độc hại do quá trình đốt nhiên liệu
Thành phần nhiên liệu:
+ C → CO
X

+ N → NO
X


+ S → S O
X

+ H → H
2
O
+ Độ tro nhiên liệu W → bụi – các hóa chất của chì.
Nếu cháy không hoàn toàn thì sinh ra (H,C) và anđehyt.
Nếu thể tích O
2
dư hoặc thiếu → CO, bụi.
Trong tất cả các Xí nghiệp đều có chất ô nhiễm ( đều có công nghệ đốt)
Các loại nhiên liệu: Xăng, dầu (DO, FO), than đá, than củi, trấu, mùn cưa, răm
bào, khí. Có 3 loai.: rắn, lỏng, khí :
Trong quá trình đốt tùy theo thành phần của nhiên liệu, tính chất nhiên liệu,
lượng nhiên liệu tiêu thụ ⇒ thành phần, tính chất, nồng độ của các chất ô nhiễm
khác. Ngoài ra: do dây chuyền công nghệ, tay nghề công nhân → ảnh hưởng đến khí
ô nhiễm.
Khi quá trình cháy không hoàn toàn do thiếu oXy chẳng hạn hoặc do trong khi
cháy nhiệt độ ngọn lửa bò giảm thấp, một số nguyên tử carbon và hydro không được
cấp đủ năng lượng cần thiết để hình thành các gốc tự do và cho ra các sản phẩm cuối
cùng trong ngọn lửa là CO
2
và H
2
O. Như vậy có sự ngừng trệ các phản ứng cháy ở
những giai đoạn cân bằng trung gian và dẫn đến các quá trình sau :
- Phát thải các nguyên tử cácbon hoặc kết hợp các nguyên tử cacbon lại với
nhau thành muội, khói đen và mồ hóng - than chì.
Kết hợp các nguyên tử cácbon với oXy để thành cacbon oXit CO
- Kết hợp các nguyên tử cácbon với Hydro để tạo thành các hydrocacbon nhẹ và
nặng.

- Phát thải các hydrocacbon đã oXy hóa từng phần (andehyt, aXit).
II.4.1.2. Tính chất của các chất ô nhiễm
Tùy theo thành phần của nhiên liệu, lượng nhiên liệu và tính chất của nó mà chất
ô nhiễm có nồng độ, có tính chất và tính tải lượng khác nhau. Trong tất cả các nhà
máy để phục vụ cho tất cả các quá trình phục vụ công nghệ nồi hơi cũng như các quá
trình sinh hoạt của con người đều có các quá trình đốt của nhiên liệu, đặc biệt trong
giao thông vận tải đây là, nguồn ô nhiễm di động với lượng nhiên liệu sử dụng khá
lớn, thành phần , nồng độ, tính chất nhiên liệu giống quá trình trong công nghiệp.
- Chất ô nhiễm từ ngùôn đốt trong chủ yếu là động cơ ô tô thường gây ô nhiễm
không khí một cách trực tiếp và nguy hiểm vì khói thải ngay trên mặt đất trong
khu đông người ơ û các thành phố.
- Chất ô nhiễm từ nguồn đốt ngoài chủ yếu là lò nung, lò nhiệt điện có công
suất lớn thừơng nằm Xa khu dân cư và thải khói ở độ cao. Ngoài ra ở các trung
tâm nhiệt điện hiện đại đều được trang bò các hệ thống Xử lý bụi và khí độc
hại (chủ yếu là SO
2
) trước khi thải vào khí quyển.
II.4.2. Ô nhiễm không khí do các hoạt dộng công nghiệp
Trong sản Xuất công nghiệp do sử dụng nhiều loại dây chuyền công nghệ khác
nhau, cùng với việc sử dụng nhiều nguồn nhiên liệu, hóa chất khác nhau nên dẩn đến
các chất ô nhiễm không khí do các hoạt động sản Xuất công nghiệp gây ra rất đa

dạng và phức tạp thành phần, tính chất, nồng độ và mức độ độc hại khác nhau ( thành
phần quan tâm là bụi và SO
2
).
Một số chất ô nhiễm trong các ngành công nghiệp cụ thể sau:
II.4.2.1. Ô nhiễm không khí trong luyện kim
Đặc trưng chất thải độc hại của các nhà máy luyện kim là :
• Rất nhiềi bụi, bụi thông thường có kích thước to 10 - 100µm, phát sinh trong công

đoạn tuyển quặng, sàng lọc, đập nghiền quặng và các quá trình tương tự.
• Bụi nhỏ và khói thoát ra từ lò cao, lò mactanh, lò nhiệt luyện, băng chuyền và nơi
làm sạch mẫu đúc.
• Các hóa chất độc hại SO
2
, NO
X
được sản sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.
• Bụi và khí CO được sản sinh trong quá trình luyện gang.
• Hơi và bụi rất độc hại như oXit đồng, thạch tín, thủy ngân… được sinh ra trong quá
trình luyện đồng, kẽm và các kim loại màu khác.
• Chất thải của các nhà máy luyện kim có đặc điểm là ở nhiệt độ cao, đạt tới 300 –
400
0
C, đôi khi 800
o
C. Độ cao của ống khói đạt tới 80 – 200m và hơn nữa. Mặc dù
do các ống khói cao, khí thải có nhiệt độ cao nên chất ô nhiễm từ nhà máy luyện
kim được phân bố rất rộng, nhưng nhiều trường hợp nồng độ chất ô nhiễm ở môi
trường không khí khu nhà máy luyện kim vẫn vượt quá giới hạn cho phép nhiều
lần.
• Ngoài những nguồn ô nhiễm kể trên, vùng công nghiệp luyện kim và khu dân cư
lân cận còn bò ô nhiễm do rất nhiều nguồn ô nhiễm vô tổ chức như là các sân bãi
để quặng, nguyên liệu, các vagông vận chuyển và các Xưởng đúc, các lò, băng
chuyền …
• Luyện thép:
- Cán: tiếng ồn (> 110 dB)
- Lận (đònh hình): ồn
- Gia công: Khí do dầu DO
II. 4.2.2. Các nhà máy sản Xuất hóa chất

Các nhà máy sản Xuất hóa chất gồm nhiều loại, sản Xuất ra nhiều loại sản phẩm
khác nhau. Do đó các chất thải ra cũng có tính chuyên môn riêng biệt, khác nhau và
rất đa dạng. Sau đây là một số loại công nghiệp hóa chất điển hình.
a. Công nghiệp sản Xuấât aXit sunfuric (H
2
SO
4
)
AXit sunfuric H
2
SO
4
có thể được sản Xuất tư lưu huỳnh đơn chất hoặc từ sunfua
sắt – quặng pirit FeS
2
. Phản ứng Xảy ra như sau :
Từ lưu huỳnh :
S + O
2
= SO
2
(1)
Từ quặng pirit :
4FeS
2
+ 11O
2
= 2Fe
2
O

3
+ 8SO
2
(2)
Sunfua dioXit thu được từ quá trình nung đốt trên đây thường có hàm lượng
khoảng 8 ÷ 44% được cho tiếp Xúc với chất Xúc tác ở nhiệt độ 450
o
C để oXit hóa
SO
2
theo phản ứng :

2 SO
2
+ O
2

←
2SO
3
(3)
Tiếp theo anhydrit sunfuric bò hấp thụ bởi aXit sunfuric loãng để đạt được độ đậm
đặc yêu cầu :
SO
3
+ H
2
O = H
2
SO

4
(4)
Trang thiết bò oXy hóa Xúc tác nhiều lớp (4÷5 lớp) đạt được tỉ lệ 96 ÷ 98% SO
2

biến thành H
2
SO
4
, phần còn lại theo khí thải ra khí quyển. Ở một số nhà máy hiện
đại tỉ lệ chuyển đổi ra H
2
SO
4
có thể đạt 99%.
b. Công nghiệp sản Xuấât aXit nitric
Phương pháp điều chế aXit nitric được áp dụng phổ biến nhất là đốt có Xúc tác
amoniac trong không khí. Chất ô nhiễm phát thải vào khí quyển là khí thải có chứa
nhiều NO
2
với nồng độ thoát ra ở ống khói dao động trong khoảng 1500 ÷ 3000 ppm.
Công nghệ tiên tiến cho phép hạ nồng độ phát thải khí NO
2
Xuống còn 300 ppm.
c. Công nghiệp sản Xuất phân bón
Sản Xuất phân supephotphat được tiến hành theo phương pháp cho aXit sunfuric
tác dụng với photphat thiên nhiên. Trong quặng luôn có thành phần flo (≈ 1%). Các
hợp chất chứa flo phản ứng với H
2
SO

4
và thải ra khí HF và SiF
4
. Lượng phát thải các
khí độc hại nhiều nhất là ở công đoạn làm đông đặc bằng cách thổi không khí vào
aXit photphoric. Không khí thoát ra từ quá trình nầy có chứa khoảng 10g/m
3
flo. Sau
khi lọc sạch khí thải nồng độ khí flo có thể giảm Xuống còn 0,2g/m
3
.
II.4.2.3. Công nghiệp sản Xuất giấy
Chất ô nhiễm chủ yếu thoát ra từ công nghiệp sản Xuất giấy là khí SO
2
, H
2
S và
mùi hôi tối gây buồn nôn.
Giấy là sản phẩm thu được bằng cách ép các lớp sợi Xenlulozơ. Nguyên liệu làm
giấy là gỗ. Dăm gỗ được ngâm và nấu dưới áp suất cao trong Xút (NaOH) và natri
sunfua (NaS). Kết quả thu được dung dòch bột giấy màu đen có chứa một lượng nhỏ
các chất H
2
S và các hợp chất sunfua hữu cơ tạo ramùi hôi thối khó chòu.
Ngoài ra khi hoàn nguyên dung dòch nấu bột giấy để tái sử dụng bằng cách cho
bốc hơi, cặn bã được đốt trong các lò đặc biệt tạo thành tro natri sunfit Na
2
SO
3
và

natri cacbonat Na
2
CO
3
. Trong quá trình này thoát ra nhiều khí H
2
S và các chất
metylmercaptan CH
3
HS, dimetylmercaptan (CH
3
)
2
S và dimetyldisunfua (CH
3
)
2
S
2
có
mùi rất khó chòu đặc trưng cho công nghiệp giấy. Các công đoạn có thể ô nhiễm sau:
- Chặt : bụi, tiếng ồn.
- Sàng : bụi
- Nấu : mùi hôi, dòch đen
- Nghiền : bụi
- Tẩy trắng : khí Cl
2

- Se : lượng nhiệt độ bay ra
II.4.2.4. Công nghiệp vật liệu Xây dựng

a. Công nghiệp sản Xuất Xi măng

Chất ô nhiễm chủ yếu trong công nghiệp sản Xuất Xi măng là bụi. Bụi thoát ra
môi trường Xung quanh từ các công đoạn sau đây :
Vận chuyển và chứa kho các loại vật liệu đá vôi, đất sét, phụ gia. Nếu thao tác
với vật liệu ẩm (có phun nước trước), lượng bụi toả ra sẽ giảm thiểu đáng kể.
Sấy và nung : toả nhiều bụi và khí SO
2
có nguồn gốc từ nhiên liệu.
Nghiền và trữ clinker : tỏa bụi.
b. Xưởng làm gạch ngói và lò nung vôi
Với công nghệ đốt lò lạc hậu nên chất độc hại do chúng thải ra là càng lơn. Chất
thải chủ yếu là bụi, HF, CO
2
, … do quá trình đốt nhiên liệu than, củi.
II.4.2.5. Chế biến dầu mỏ
Giai đoạn đầu của quá trình lọc dầu là chưng áp – phân ly dầu thô ra thành nhiều
cấp tỉ trọng khác nhau – người ta gọi đó là quá trình cracking. Một số sản phẩm thu
được sau khi cracking có thể sử dụng ngay, các phần còn lại đòi hỏi phải chế biến
tiếp.
Khí thải vào khí quyển từ nhà máy lọc dầu chia làm 4 loại :
a) Hơi hydrocacbon rò rỉ từ các khe hở nắp đậy không kín của thiết bò, thùng chứa…
b) Khí thải từ các lò nung, bếp đun, vòi đốt sử dụng trong quá trình chưng cất, trong
đó có chứa SO
2
do đốt các tạp chất có lưu huỳnh
c) Khí có chứa các hợp chất của lưu huỳnh như H
2
S và SO
2

thoát ra từ các tầng của
tháp chưng cất khi thải các hợp chất lưu huỳnh từ các phần cất được. Ở nhiều nhà
máy lọc dầu người ta tận dụng khí thải ở công đoạn này để sản Xuất lưu huỳnh
hoặc điều chế aXit sunfuric.
d) Bụi với thành phần cỡ hạt rất mòn thoát ra từ quá trình hoàn nguyên các chất Xúc
tác. Đây là chất ô nhiễm chủ yếu của nhà máy lọc dầu.
II.4.2.6. Chế biến cao su
Quá trình chế biến :
Cao su → cán → đònh hình → sấy
Chất ô nhiễm chủ yếu trong chế biến cao su là : mùi hôi, NH
3
, nước thải .
II.4.2.7. Công nghiệp sửa chữa tàu, Xà lan
Chất ô nhiễm chủ yếu trong công nghiệp sửa chữa là : bụi, hơi, dung môi sơn,
tiếng ồn. Vệ sinh môi trường, điều kiện làm việc của công nhân trong hầm tàu
II.4.2.8. Xi mạ:
Phần tẩy rửa bề mặt và Xi mạ : (Sr, Ni, Cu, Zn ) hơi dung dòch bốc hơi, ô nhiễm
chất thải rắn.
II.4.2.9. Chế biến gổ:
- Xẻ: gây tiếng ồn
- Tinh chế: sấy → bụi
- Gia công thành phẩm: sinh bụi (bụi lớn, tinh, ), dăm bào (đa dạng, nhiều kích
thước).
II.4.2.10. Dệt:

- Kéo sợi : bụi dạng sợi, ồn,
- Ống chỉ: tiếng ồn, bụi,
- Dệt: Tiếng ồn
- Đốt lông: ô nhiễm nhiệt
- Nhuộm, in bông : nước thải

II.4.2.11. Chế biến hạt điều:
- Ngâm: nước thải
- Chiên: khói thải (bụi), hợp chất phenol(ankyl phenol 80%); HC, hơi dầu chiên
(mùi hôi)
II.4.2.12. Chế biến lương thực: mì ăn liền, gạo sấy, bún ăn liền
- Trộn phế liệu: bụi
- Chiên : Khí thải đốt dầu, hơi dầu chiên (mùi), ô nhiễm nhiệt
II.4.2.13. Chế biến sơn: Pha trộn dung môi
- Bột màu
- Nước: dung môi + bụi
II.4.3. Ô nhiễm không khí do bụi
Các phần tử chất rắn thể rời rạc có thể được tạo ra trong quá trình nghiền, ngưng
kết và các phản ứng hóa học khác nhau. Dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không
khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất đònh chúng
tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi
II.4.3.1. Đònh nghóa
Bụi là một hệ thống gồm 2 pha : pha khí và pha rắn rời rạc – các hạt có kích thước
nằm trong khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt
thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau.
VD
:
- Hơi, khói : 0,001µm - 10 µm.
- Bụi bay : < 0,1µm.
- Bụi lắng : > 10µm rơi có gia tốc dưới tác dụng của lực trọng trường
- Hạt (bụi hô hấp) : < 10µm dễ hít vào. Nếu < 5µm vào tới phổi, < 5 < 10µm giữ
lại mũi, khí quản.
II.4.3.2. Phân loại bụi
Bụi được phân loại theo hai cách là : phân loại theo nguồn gốc và phân loại theo
kích thước.
a. Phân loại theo nguồn gốc :

- Bụi hữu cơ do động đất, núi lửa.
- Bụi thực vật ( bụi gỗ, phấn hoa, bông)
- Bụi động vật ( bụi len, lông động vật )
- Bụi nhân tạo (quặng, các loại khoáng sản, đất cát, bụi Xe)
b. Phân loại theo kích thước :
- Bụi thô, cát bụi : gồm từ các hạt bụi chất rắn có kích thước hạt δ > 50µm.

- Bụi : hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5 ÷ 50 µm) được hình thành từ
các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập…
- Khói : gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong qúa trình
đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước hạt δ = 0.1 ÷0.3µm.
Hạt bụi cỡ này có tính khuếch tán rất ổn đònh trong khí quyển.
- Khói mòn : gồm những hạt chất rắn rất mòn, kích thước hạt δ < 0.1µm.
- Sương : hạt chất lỏng kích thước 0.3<δ <0.5µm. Loại hạt cỡ này ở một nồng độ
đủ để làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá.
c. Phân loại theo tác hại của bụi
- Bụi nhiễm độc chung : bụi Pb, Hg, Benzen…
- Bụi gây dò ứng viêm mũi, lở loét : bụi bông, bụi gai, phân hóa học, tinh dầu
gỗ…
- Bụi gây ung thư : bụi quặng, Cr, các chất phóng Xạ…
- Bụi gây Xơ hóa phổi : bụi thạch anh, quặng amean…
II.4.3.3. Tính chất của bụi
a. Tính lắng ( tính phân tán )
- Bụi có kích thước δ > 10µm dưới tác dụng của trọng lực nó rơi Xuống đất.
- ϕ% → bụi nhỏ → lớn → rơi Xuống
b. Tính nhiễm điện của hạt bụi
Trong điện trường > 3000V : tính nhiễm điện rất cao : → ion (-) V (+)
c. Tính cháy nổ
- [Bụi] nhỏ → tính cháy nổ kém
- [Bụi] lớn

→ tia lửa đòên → nguy cơ cháy nổ cao
d. Tính lắng do nhiệt
Ở nhiệt độ cao bụi lắng tốt hơn lạnh.

Bảng 2.2. Tỉ lệ phần trăm của bụi theo kích thước

Loại thao
tác
Loại bụi ≤ 2 µm 2 ÷ 5 5 ÷ 10 > 10
Tiện Gỗ 48 20 20 8,0
Phay Kim loại 37 31,5 9,5 2,0
Mài Đá 62 24,5 10,0 3,5
Bảng 2.3. Tỉ lệ lắng bụi cao lanh trên đường hô hấp

Kích thước µm % lắng đọng chung

% lắng đọng ở
đường hô hấp
% lắng đọng ở phế
bào
0.5 47,8 9,2 34,5
0,9 63,5 16,5 50,5
1,3 68,7 26,5 34,8

1,6 71,7 46,5 25,9
5,0 92,3 82,7 9,8



Bảng 2.4. Tốc độ hút bụi ở điện thế 3000V

Kích thước µm Tốc độ (cm/s)
100 885
10 88,5
1 8,85
0.1 0,885

Khi tính toán các công trình Xử lí bụi bắt buộc phải dựa vào đặc tính của bụi
+ Tính lắng ( tính phân tán ) : thiết kế buồng lắng bụi.

L
V
h
V
ng
đ
=
h



L
II.4.3.4. Tác hại của bụi
a. Đối với con người
Bụi gây tác hại cho con người trước hết là qua đường hô hấp gây nên các bệnh
như :
- Viêm phế quản, viêm phổi, viêm mũi
- Bụi đá và bụi amiăng gây ra bệnh bụi phổi (bệnh nghề nghiệp)
Bụi còn tác động trực tiếp lên mắt và lên mặt da của cơ thể.
Các chứng bệnh về mắt như : Làm giảm thò lực mắt, có thể làm tổn thương mắt,

mù mắt .
Các chứng bệnh về da như : dò ứng, ngứa trên da, mề đay…
Ngoài ra bụi cũng làm ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa gây nên các bệnh như : Làm
sâu răng, hỏng men răng, tổn thương niêm mạc dạ dày, loét dạ dày,
b. Đối với động vật
Bụi gây tác hại đối với động vật cũng như đối với con người. Đối với các loài vật
có tính nhạy cảm với môi trường bụi gây bệnh về đường hô hấp nặng hơn con người.
c. Đối với thực vật
Bụi gây tác hại Xấu đối với thực vật như : làm cây chậm phát triển, làm giảm quá
trình lục diệp hóa quang hợp của cây.
d. Đối với bề mặt vật liệu
Bụi trong không khí có tác động Xấu lên bề mặt vật liệu như :
V
ng
V
s
V
đ


- Làm tăng cường quá trình han gỉ của kim loại
- Làm mài mòn hoặc làm hoen ố bề mặt
II.4.4. Ô nhiễm do nhiệt
II.4.4.1. Các nguồn ô nhiễm do nhiệt
a) Công trình dân dụng
- Bức Xạ mặt trời
- Do thắp sáng, thiết bò chuyên dùng
- Do người
- Nhiệt ẩm
b) Công nghiệp

- Bức Xạ
- Do các động cơ, máy móc tỏa ra
Q =
ϕ
1 .
ϕ
2
. ϕ
3
. ϕ
4
. 860 . N . Kcal/L
Trong đó:
• ϕ
1
: hệ số sử dụng công suất của máy : 0,7 ÷ 0,9
• ϕ
2
: hệ số phụ tải : tỉ số giữa công suất tiêu thụ trung bình với công suất
chuyển động : 0,5 ÷ 0,8
• ϕ
3
: hệ số sử dụng đồng thời của thiết bò khi sử dụng = 0,5 ÷1
• ϕ
4
: hệ số chuyển biến cơ năng thành nhiệt năng và tỏa vào không khí chung
quanh : 0,65 → 1
• N : Công suất tiêu chuẩn của các loại động cơ (KW)
• 860 : đương lượng nhiệt của công
- Nhà máy chỉ thắp sáng

Q = (0,9
÷ 0,95) .860 . N
- Phân Xưởng cơ khí hoặc cơ khí lắp ráp
Q = 0,25 . 860 . N
- Tỏa nhiệt do đốt cháy nhiên liệu
Q = η. Q
C
. G (kCal/h)
Trong đó:
• G : lượng nhiên liệu tiêu thụ trong giờ kg/h
• Q
C
: nhiệt

trò thấp của nhiên liệu
• η : hệ số sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu (0,9 ÷ 0,97)
Toả nhiệt do nguội dần của các vật nung
- Nguội dần : giữ nguyên trạng thái ban đầu (lỏng, đặt)
Q = C (t
1
- t
2
) . M (kcal/h)
• C : tỷ nhiệt của vật ở trạng thái đang Xét
• t
1
, t
2
: nhiệt độ ban đầu
- Nguội dần có thay đổi trạng thái ( lỏng → đặt)

Q = C
l
( t
1
– t
n
) + i + C
đ
( t
n
- t
2
)
• C
l
: tỷ nhiệt vật liệu trạng thái lỏng
• C
đ
: tỷ nhiệt vật liệu trạng thái đặt

• t
n
: nhiệt độ nóng chảy của vật liệu
• t
1
, t
2
: nhiệt độ đầu và cuối
• i : nhiệt làm nóng chảy vật liệu

Bảng 2.5. Tỏa nhiệt do người

Lượng nhiệt (1người) Kcal/h

Điều kiện làm việc Nhiệt
độ
phòng
o
C
Nhiệt
hiện
Nhiệt ẩn

Tổng
cộng
H
2
O
(g/h)
CO
2

(g/h)
- Yên tỉnh : rạp hát, câu
lạc bộ, hội họp
15
20
25
30
35

100
80
50
30
-
25
25
30
50
-
125
105
80
80
-
40
45
50
80
130
30
30
30
30
30
- Làm việc trong cơ
quan, trường học … (yên
tỉnh)
15
20

25
30
35
100
85
55
35
-
35
45
70
90
-
135
130
125
125
-
55
75
120
140
240
35
35
35
35
35
- Công việc nhẹ và
trung bình ( thợ may,

lắp ráp các vật có trọng
lượng nhẹ
15
20
25
30
35
115
90
60
40
-
65
85
110
130
-
180
175
170
170
-
110
140
180
230
290
46
46
40

40
40
- Công việc nặng (rèn
đúc, chạy bộ, khuân
vác … )
15
20
25
30
35
140
110
80
45
-
110
140
170
205
-
250
250
250
250
-
185
220
300
360
430

68
68
68
68
68
- Dưới 12 tuổi - 35 15 50 23 18


II.4.4.2. Cách trao đổi nhiệt giữa con người và môi trường
Trạng thái ôn hòa và dễ chòu của con người :
- Phụ thuộc mức độ trong sạch của không khí
- Cường độ lao động của con người
- Phụ thuộc vào lứa tuổi và sức khỏe
- Phụ thuộc vào quần áo mặc trên người
- Khả năng thích ứng khí hậu và thói quen con người

- Phụ thuộc nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển động của không khí
- Phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt của kết cấu Xung quanh
Sự trao đổi nhiệt giữa con người và môi trường
Q = ± Q
dn
+ Q
hh
+ Q
mh
± Q
bX
± Q
đlưu
(kcal/h người)

- Q
hh :
Nhiệt trao đổi do sự hô hấp con người
- Q
mh
: Nhiệt trao đổi do sự bay hơi mồ hôi
- Q
dn
: nhiệt trao đổi do dẫn nhiệt
- Q
bX
: lượng nhiệt trao đổi bằng bức Xạ
Q
bX
= α
bX
. F (t
d
- t
bm
)
• α
bX
: hệ số trao đổi nhiệt bức Xạ giữa người và môi trường (kcal/m
2
h ).

• F : diện tích bề mặt da
• t
d

: nhiệt độ bề mặt da (36,5
o
C)
• t
bm
: nhiệt độ bề mặt kết cấu Xung quanh
VD : một người cao 1,60 m
G : 60kg
⇒ F
d
= 1,6 m
2

- Q
đlưu
:
Q
đl
= α
đl
. (t
d
- t
Xq
) . F
• α
đl
: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa con người và môi trường Xung
quanh
• t

Xq
: nhiệt độ không khí Xung quanh
II.4.5. Ôâ nhiễm do mùi hôi
Ngoài hơi khí độc, bụi, tiếng ồn, còn có mùi hôi, ( sản Xuất công nghiệp).
Bãi rác :
- Nước thải
- Mùi hôi ( vi trùng)
Trong công nghiệp tùy nguyên liệu, hóa chất sử dụng thì mùi hôi có tính đặc
trưng.
Để chống mùi hôi ta Xử lí như sau :
- Đốt
- Hấp phụ
- Che mùi
II.4.6. Quá trình biến đổi của chất ô nhiễm trong khí quyển
II.4.6.1. Các quá trình sa lắng khô
II.4.6.1.1. Cơ chế của quá trình
Giai đoạn 1
: Quá trình sa lắng các hạt bụi hoặc khí trên bề mặt ( cây, cỏ, công trình …)
Giai đoạn 2 : Hấp phụ một số chất ô nhiễm của các bề mặt


Chất ô nhiễm
→ khí quyển

Bề mặt

Hấp phụ một phần chất ô nhiễm

II.4.6.1.2. Đo đạt quá trình sa lắng khô
a. Phương pháp Gradian nồng độ:

Đồng thời đo Gradian nồng độ SO
2
theo chiều cao
và các giá trò của yếu tố vi khí hậu : nhiệt độ, tốc độ gió, độ ẩm không khí để Xác
đònh hệ số khuếch tán sấy.
b. Phương pháp đánh dấu: Dùng đồng vò phóng Xạ đánh dấu SO
2
để đánh dấu mức độ
sa lắng của S.
Với phương pháp nầy cho phép phân biệt hàm lượng chất ô nhiễm sa lắng và hàm
lượng chất ô nhiễm có sẵn trong cây cối và trong đất. Thích hợp nơi có diện tích nhỏ
và trong phòng thí nghiệm.
c. Phương pháp cân bằng khối lượng : Phương pháp này bao gồm đo tốc độ sa lắng
của chất ô nhiễm từ không khí trong cùng một hệ kín hoặc sự tích tụ chất ô nhiễm so
với mẫu đối chứng .
Vì điều kiện thí nghiệm khác điều kiện thực tế nên phương pháp này ít dùng.
d. Phương pháp tương quang Xoáy: Phương pháp này phụ thuộc đo đạc nồng độ và
thành phần thẳng đứng của tốc độ gió, để từ đó tính toán mức độ sa lắng ô nhiễm.
II.4.6.2. Chu trình sa lắng ướt
II.4.6.2.1. Cơ chế
Hạt bụi, chất ô nhiễm (háo nước)
khi tiếp Xúc với hơi nước (mưa)
Mười phút đầu một trận mưa thì [ SO
4
2-
cao nhất]
II.4.6.2.2. Đo đạt :Dùng pp phân tích và phễu lọc
II.4.6.3 Các phản ứng hóa học Xảy ra trong khí quyển
Khi các chất ô nhiễm thải ra môi trường do ảnh hưởng của các yếu tố về khí tượng
thủy văn ( nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, bức Xạ mặt trời, tốc độ gió) các chất

ô nhiễm có thể tác dụng với nhau và các chất ô nhiễm có sẵn trong khí quyển.
- Xảy ra trong pha khí, lỏng, bề mặt và phản ứng môi trường
• Phản ứng trong pha khí :
N
2
+ 2 O
3
= 2 NO
2
+ O
2

NO
2
+ OH
-
= H NO
3

NO
2
+ O
3
= NO
3
+ O
2

NO
3

+ NO
2
= N
2
O
5

(có Xúc tác NH
3
)
N
2
O
5
+ H
2
O = 2 H NO
3
NH
4
NO
3



• Phản ứng Xảy ra trên các bề mặt :
Phản ứng của các chất khí khác nhau trên lá cây, công trình, đất.
SO
2
→ SO

3
→ H
2
SO
4

• Phản ứng Xảy ra trong pha lỏng :
SO
2
+ H
2
O = H
2
SO
3

H
2
SO
3
+ O
2
= H
2
SO
4

• Phản ứng quang hóa: Phản ứng có tác động của ánh sáng mặt trời.
NO
2

→ NO + O
O + O
2
= O
3

O
3
+ NO = NO
2
+ O
2

II.4.7. Phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển
Sự phát tán chất ô nhiễm vào khí quyễn là quá trình vật lí rất phức tạp. Trong quá
trình này gió và các hiện tượng trao đổi chất trong khí quyển cũng như khí hậu đòa
phương có ý nghóa rất lớn.
Dự đoán trạng thái của chất ô nhiễm trong khí quyển là bài toán vô cùng phức tạp
và việc giải nó càng khó hơn do các quá trình trong khí quyển không ổn đònh và có
thể thay đổi rất nhanh theo thời gian.
1930 : Gauss, Brigg, Sutton đạ có Nghiên cứu về hiện trạng này
Năm 1965,1975 : Trong nước đã có Ks Nguyễn Cung và GS – TS Phạm Ngọc
Đăng ( Mô hình thủy khí) đã nghiên cứu.
II.4.7.1. Mô hình phát tán ô nhiễm không khí



II.4.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán
II.4.7.2.1.Nguồn
- Tải lượng Q : lượng chất ô nhiễm thải ra trong đơn vò thời gian (Q/s)

- Chiều cao (h) của ống khói (m)
- Đường kính đỉnh d (m)
X
min
X
max
z
y
∆H
h

- Nhiệt độ khí thải
- Lưu lượng khí thải (m
3
/h)
- Tốc độ khí thải (m/s)
- Nồng độ khí thải ∆t càng lớn phát tán càng Xa
II.4.7.2.2. Điều kiện thủy văn
- Tốc độ Gió (m/s)
- Nhiệt độ không khí
- Độ ẩm không khí
ϕ %
- Bức Xạ mặt trời
II.4.5.2.3.Đòa hình
Khi không có sự nghòch đảo nhiệt độ và có gió, đòa hình không bằng phẳng, thuận
lợi cho sự phát tán, bởi vì nó thúc đẩy sự Xoáy rối khí quyển theo phương thẳng đứng.
II.4.7.3. Lập phương trình và giải bài toán phát tán ô nhiễm theo mô hình thủy khí
động học (cách 1)
- Giả thiết của bài toán
• Tốc độ gio khác 0 và luôn không đổi suốt thời gian quá trình tính toán

• Nguồn thải là liên tục với tải lượng không đổi Q
• Không có quá trình sa lắng khô, sa lắng ướt và các phản ứng hóa học Xảy ra
• Phát tán chất ô nhiễm theo cả chiều ngang và chiều đứng
• Chất ô nhiễm bò phản Xạ hoàn toàn khi tiếp Xúc với bề mặt hoặc lá cây
 Chất ô nhiễm bắt đầu Xuất hiện trên mặt đất :
X
Min
= (10 ÷ 20) h

 Chất ô nhiễm rơi mặt đất cuối cùng
X
maX
= (20 ÷ 40)h
 AH : độ dựng ống khói
II.4.7.3.1. Phương trình vi phân cơ bản
cc
z
c
kz
z
c
ky
yx
c
kx
xz
c
u
y
c

v
x
c
u
t
c
21
αα
−+






∂
∂
∂
∂
+






∂
∂
∂
∂

+






∂
∂
∂
∂
=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂

- kX,ky,kz : các thành phần ngang và đứng của hệ số khuếch tán chất ô nhiễm
- α
1
: hệ số, kể đến sự thâm nhập thêm lượng ô nhiễm trên đường khuếch tán
- α
2

: hệ số kể đến sự biến hóa từ chất ô nhieễm nầy sang chất ô nhiễm khác do các
phản ứng hóa học trên đường khuếch tán
II.4.7.3.2. Giải bài toán
Áp dụng công thức trên :
⇒
C (X,y,z) =
( ) ( )
















+
−+









−
−








−
2
2
2
2
2
2
5,0
2
2
2
zz
y
zy
Hz
EXP
Hz

EXP
y
EXP
u
Q
σσ
σ
σσπ


Ta tính trên mặt đất :

- C (X,y,O,H) =
















−

















−
22
5,0.5,0
zzty
H
EXP
y
EXP
u
Q
σσσσπ

- C (X,O,O,H) =
















−
2
5,0.
yty
H
EXP
u
Q
σσσπ



- C (X,0,0,0) =

zy
u
Q
σσπ



- C
m
=
y
z
euH
Q
σπ
σ
2
1,1


- X
m
=
b
b
H
a
1
2
1

2
9
8







Có một số cách tính sau đây:
* CÁCH 1
Bước 1 :
- Tính độ bền vững khí quyển
Bảng 2.6. Độ bền vững khí quyển

Ngày Đêm Tốc độ
gió ở độ
cao 10m
Mạnh
> 60
o
Vừa
35 ÷ 60
o
Yếu
< 35
o
ít mây không
mây

2 A A – B B - -
2 – 3 A – B B C E F
3 ÷ 5 B B – C C D E
5 ÷ 6 C C – D D D D
> 6 C D D D D
 A : rất không bền vững nhất
 B : không bền vững vừa
 D : kết quả trung hòa
 E : bền vững yếu
 F : bền vững trung bình

Bước 2
Xác đònh δy, δz : (dựa vào độ bền vững khí quyển, k/c tới nguồn)
Bảng 2.7
100 < X < 10000m
ĐBV
Khí
quyển
σy σz Nông
Thôn
A
B
C
D
E
F

0,22.X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,16 . X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,11. X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,08 . X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,06 . X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,04 . X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,2 X
0,12X
0,8X (1 + 0,0002.X)
-1/2

0,06 X (1 + 0,00015.X)
-1/2

0,03 X (1 + 0,0003.X)
-1

0,016 X (1 + 0,0003.X)
-1

Đô thò A – B

C
D
E - F
0.32.X(1 + 0.0004 X)
-1/2

0.22 X (1 + 0.0004 X)
-1/2

0.16 X (1 + 0.0004)
-1/2

0.11 X (1 + 0.0004)
-1/2


0,24 X (1 + 0,0001.X)
-1/2

0,2X
0,14 X (1 + 0,0003.X)
-1/2

0,08 X (1 + 0,00015.X)
-1/2


Bước 3
Xác đònh tải lượng Q : (dựa vào thành phần tính chất nhiên liệu, hóa chất)
- Cách 1 : Dựa vào các phản ứng hóa học

- Cách 2 : Dựa vào cách tính thể tích sản phẩm cháy (Nomezpasseb . AB)
• V
CO2
= 0,01866 . C (m
3
/kg nguyên liệu).
• V
SO2
= 0,007 . S
• V
NOX
= 0,008 N + 0,79 V
B

+ * V
B
: thể tích không khí cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (m
3
) (khoảng
25m
3
/ kg dầu)
• V H
2
O = 0,11H + 0,124W
B
+ 0,0161V
B
+ 1,24G
B

+ W: Độ tro
+ G
B
: Lượng hơi nước cần thiết phun vào dầu trước khi đốt (kg. Thường 0.3 – 1
kgH
2
O/1 kgnhiên liệu)
Từ đó Xác đònh nồng độtrong khí quyển và suy ra Q
Vì vậy: Q = Nồng độ X V
II.4.7.4. Tính toán phát tán ô nhiễm theo mô hình thủy khí động học (bài toán 2)
II.4.7.4.1. Phương trình tính toán:
C (X,y,z) =
( ) ( )

























+
−+
−
−








−
2
2
2
2
2
2
5,0
2
2

2
zz
y
zy
Hz
EXP
Hz
EXP
y
EXP
u
Q
σσ
σ
σσπ

II.4.7.4.2. Độ dựng ống khói: