Tài liệu giảng dạy: Kỹ thuật môi trường đại cương (Chương 2)

Chia sẻ: Dinh Viet Thuy Thuy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:54

0
353
lượt xem
169
download

Tài liệu giảng dạy: Kỹ thuật môi trường đại cương (Chương 2)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong gần 20 – 30 năm nay, hoạt động của con người thải nhiều chất ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc làm thủng tầng ozon, tăng hiệu ứng nhà kính, tăng thiên tai lũ lụt, các bệnh về đường hô hấp cũng tăng lên một cách nghiêm trọng. Trước tình hình đó “Nghị trình thế kỷ 21“ (do Hội nghị môi trường và phát triển của Liên Hiệp Quốc họp tại Rio de Janairo Braxin ngày 3 – 14 tháng 6 năm 1992 thông qua) đã kêu gọi cần quan tâm hơn đến những chất có thể làm thay...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tài liệu giảng dạy: Kỹ thuật môi trường đại cương (Chương 2)

  1. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙN COÂNG TOÂN ÑÖÙC THAÉNG KHOA MOÂI TRÖÔØNG VAØ BAÛO HOÄ LAO ÑOÄNG *** TAØI LIEÄU GIAÛNG DAÏY KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG ÑAÏI CÖÔNG CHÖÔNG 2. KIEÅM SOAÙT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH, THAÙNG 5 NAÊM 2006 MUÏC LUÏC Chöông 2. Kieåm soaùt oâ nhieãm khoâng khí .....................................................................1 Taøi lieäu tham khaûo .........................................................................................................54 MUÏC LUÏC.........................................................................................................................1 CAÙC BAÛNG ......................................................................................................................2 Caùc hình ............................................................................................................................2 1 2 2 CHÖÔNG 2. KIEÅM SOAÙT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ.............................................................3 2.1 Chieán löôïc vaø kyõ thuaät kieåm soaùt oâ nhieãm khoâng khí – hieäu quaû daøi haïn ........................................ 3 2.2 giaûm thieåu chaát thaûi .................................................................................................................................. 5 2.2.1 Giaûm thieåu oâ nhieãm taïi nguoàn .............................................................................................................. 5 2.2.2 Quaù trình chaùy vaø vaán ñeà moâi tröôøng ................................................................................................... 7 2.3 Phaùt taùn oâ nhieãm trong khoâng khí ........................................................................................................ 13 2.3.1 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï khueách taùn oâ nhieãm trong moâi tröôøng khoâng khí ............................... 13 2.3.2 Phaân loaïi nguoàn oâ nhieãm ôû lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát...................................................................... 15 2.3.3 Caùc moâ hình phaùt taùn oâ nhieãm trong khoâng khí ................................................................................. 17 2.4 Caùc phöông phaùp xöû lí khí thaûi .............................................................................................................. 27 2.4.1 Caùc phöông phaùp xöû lyù buïi ................................................................................................................. 30 2.4.2 Caùc thieát bò xöû lyù khí, hôi.................................................................................................................... 48 1 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  2. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông CAÙC BAÛNG Baûng 1. Phaân caáp oån ñònh cuûa khí quyeån theo Turner............................................................................. 25 Baûng 2. Caùc heä soá a, c, d, f cuûa coâng thöùc Martin ................................................................................... 25 Baûng 3. Baûng tính heä soá phaùt taùn theo coâng thöùc Martin ........................................................................ 26 CAÙC HÌNH Hình 1. Ghi nghieâng................................................................................................................................. 11 Hình 2. Loø ñoát taàng soâi ............................................................................................................................ 11 Hình 3. Heä thoáng ñoát thuøng quay ............................................................................................................ 12 Hình 4. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï phaùt taùn oâ nhieãm trong khoâng khí .............................................. 14 Hình 5. Phaân loaïi phöông phaùp vaø thieát bò xöû lí khí thaûi......................................................................... 28 Hình 6. Buoàng laéng buïi............................................................................................................................ 30 Hình 7. Buoàng laéng buïi quaùn tính............................................................................................................ 31 Hình 8. Thieát bò laéng buïi quaùn tính.......................................................................................................... 31 Hình 9. Thieát bò laù xaùch ........................................................................................................................... 31 Hình 10. Keát caáu cuûa xyclon ñôn .............................................................................................................. 32 Hình 11. Doøng vaät chaát trong xyclon......................................................................................................... 32 Hình 12. Xyclon coù caùnh höôùng doøng ....................................................................................................... 33 Hình 13. Caùc daïng xiclon cô baûn (theo doøng khí) ..................................................................................... 33 Hình 14. Nhoùm xyclon............................................................................................................................... 34 Hình 15. Xiclon toå hôïp............................................................................................................................... 34 Hình 16. Thieát bò thu buïi kieåu gioù xoaùy .................................................................................................... 35 Hình 17. Maùy huùt buïi ................................................................................................................................. 36 Hình 18. Thieát bò loïc tay aùo ....................................................................................................................... 37 Hình 19. Caùc caùch phaân boá doøng khí qua lôùp vaûi loïc................................................................................ 38 Hình 20. Thieát bò loïc buïi vôùi lôùp haït vaät lieäu rôøi chuyeån ñoäng................................................................. 39 Hình 21. Thaùp röûa khí traàn ........................................................................................................................ 40 Hình 22. Thieát bò röûa khí ñeäm ................................................................................................................... 41 Hình 23. Thieát bò röûa khí vôùi lôùp ñeäm chuyeån ñoäng ................................................................................. 42 Hình 24. Thieát bò röûa khí suûi boït................................................................................................................ 43 Hình 25. Thieát bò thu hoài buïi va ñaäp quaùn tính.......................................................................................... 44 Hình 26. Thaùp röûa khí ventury................................................................................................................... 45 Hình 27. Thieát bò thu buïi öôùt ..................................................................................................................... 45 Hình 28. Thieát bò loïc buïi tónh ñieän daïng oáng ............................................................................................ 46 Hình 29. Caùc daïng ñieän cöïc ...................................................................................................................... 47 Hình 30. Thieát bò haáp thuï daïng ñeäm.......................................................................................................... 49 Hình 31. Sô ñoà thieát bò xöû lí khí thaûi coâng nghieäp baèng nhieät .................................................................. 53 1 2 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  3. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông 2 CHÖÔNG 2. KIEÅM SOAÙT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ 2.1 CHIEÁN LÖÔÏC VAØ KYÕ THUAÄT KIEÅM SOAÙT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ – HIEÄU QUAÛ DAØI HAÏN Trong gaàn 20 – 30 naêm nay, hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi thaûi nhieàu chaát oâ nhieãm nghieâm troïng, daãn tôùi vieäc laøm thuûng taàng ozon, taêng hieäu öùng nhaø kính, taêng thieân tai luõ luït, caùc beänh veà ñöôøng hoâ haáp cuõng taêng leân moät caùch nghieâm troïng. Tröôùc tình hình ñoù “Nghò trình theá kyû 21“ (do Hoäi nghò moâi tröôøng vaø phaùt trieån cuûa Lieân Hieäp Quoác hoïp taïi Rio de Janairo Braxin ngaøy 3 – 14 thaùng 6 naêm 1992 thoâng qua) ñaõ keâu goïi caàn quan taâm hôn ñeán nhöõng chaát coù theå laøm thay ñoåi khí haäu, laøm oâ nhieãm khoâng khí vaø phaù vôõ taàng ozon. Ñoàng thôøi, ñaët ra moät loaït caùc böôùc haønh ñoäng ñeå baûo veä taàng khoâng khí nhö: • Söû duïng nguoàn naêng löôïng ít oâ nhieãm vaø coù hieäu quaû hôn ñeå saûn xuaát, vaän chuyeån, phaân phoái vaø söû duïng, giaûm bôùt caùc ngaønh naêng löôïng aûnh höôûng coù haïi ñeán khí quyeån; thuùc ñaåy vieäc môû mang, nghieân cöùu vaø chuyeån nhöôïng, söû duïng nhöõng kyõ thuaät cao coù lieân quan vaø phöông phaùp thöïc duïng, chuyeån sang söû duïng moät heä thoáng nguoàn naêng löôïng voâ haïi môùi. • Thoâng qua vieäc naâng cao taøi nguyeân coâng nghieäp vaø hieäu suaát söû duïng toång hôïp vaät lieäu, aùp duïng kyõ thuaät phoøng choáng oâ nhieãm, duøng chaát thay theá chaát tieâu hao taàng ozon, môû mang kyõ thuaät vaø coâng ngheä saûn xuaát saïch, giaûm bôùt caùc chaát pheá thaûi, taêng cöôøng vieäc giaùm saùt caùc chaát oâ nhieãm vöôït qua bieân giôùi taàng khí quyeån, haïn cheá coâng nghieäp oâ nhieãm vaø aûnh höôûng coù haïi cuûa noù ñoái vôùi khí quyeån . • Xuùc tieán vieäc söû duïng taøi nguyeân luïc ñòa vaø ñaïi döông ñoàng thôøi söû duïng hôïp laø ñaát ñai, giaûm bôùt söï oâ nhieãm khoâng khí hay haïn cheá con ngöôøi thaûi ra caùc khí thaûi nhaø kính, baûo veä tính ña daïng cuûa sinh vaät, ñeå taêng cöôøng naêng löïc cuûa heä thoáng sinh thaùi choáng laïi söï bieán ñoåi cuûa khí haäu vaø oâ nhieãm taàng khí quyeån. Nhìn chung, chuùng ta caàn coù caùc bieän phaùp toång hôïp, thöïc hieän ñoàng thôøi nhieàu bieän phaùp töø giaùo duïc quaûng ñaïi nhaân daân, thöïc hieän luaät, nghò ñònh vaø caùc quy cheá baûo veä moâi tröôøng, quaûn lyù xaõ hoäi, ñeán vieäc ñaàu tö kinh phí vaø aùp duïng caùc bieän phaùp kyõ thuaät thích ñaùng môùi coù theå phoøng ngöøa ñöôïc oâ nhieãm vaø baûo veä moâi tröôøng. • Quaûn lyù nhaø nöôùc, phaùp luaät Nhaø nöôùc ta ban haønh Luaät baûo veä moâi tröôøng vaø nhieàu vaên baûn döôùi luaät veà baûo veä moâi tröôøng. ÔÛ nöôùc ta ñaõ thaønh laäp caùc cô quan chuyeân traùch veà quaûn lyù moâi tröôøng, caùc toå chöùc thanh tra vaø kieåm soaùt baûo veä moâi tröôøng, ñang hình thaønh maïng löôùi quan traéc moâi tröôøng vaø baùo ñoäng kòp thôøi veà tình traïng oâ nhieãm quaù giôùi haïn cho pheùp cho caùc cô quan quaûn lyù vaø cho nhaân daân bieát. Ñoù laø cô sôû phaùp lyù vaø toå chöùc neàn taûng raát quan troïng ñeå baûo veä moâi tröôøng. Moái quan taâm cuûa nhaø saûn xuaát laø lôïi ích kinh teá ñeán möùc hoï coù theå queân ñi nhöõng taùc haïi ñoái vôùi moâi tröôøng, vôùi söùc kheû con ngöôøi. Vì vaäy caàn phaûi tieán haønh vieäc kieåm soaùt, ñaêng kyù caùc nguoàn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng (chaát thaûi, hìnht höùc thaûi, bieän phaùp phoøng traùnh, öùng cöùu söï coá) vaø aùp duïng caùc bieän phaùp xöû lyù ñoái vôùi caùc ñôn vò vi phaïm, khuyeán khích ñaàu tö vaø aùp duïng caùc coâng ngheä saûn xuaát saïch hôn. Ñaêng kyù nguoàn chaát thaûi seõ giuùp caùc cô quan quaûn lyù coù theå kieåm soaùt chaët cheõ 3 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  4. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông nhöõng chaát thaûi, ñoàng thôøi thuùc ñaåy caùc cô sôû saûn xuaát töï aùp duïng moïi bieän phaùp xöû lyù oâ nhieãm moâi tröôøng, töï kieåm soaùt moâi tröôøng, haïn cheá gaây oâ nhieãm. Kieåm soaùt chaët cheõ caùc phöông tieän giao thoâng veà soá löôïng, chaát löôïng phöông tieän vaän chuyeån, quy hoaïch ñöôøng giao thoâng cuõng seõ haïn cheá naïn oâ nhieãm moâi tröôøng khoâng khí. Quy hoaïch ñoâ thò vaø caùc khu coâng nghieäp. Ñaùnh giaù hieän traïng oâ nhieãm moâi tröôøng, thieát laäp baûn ñoà phaân boá chaát oâ nhieãm töøng ñòa phöông, khu vöïc laøm caên cöù ñeå quaûn lyù moâi tröôøng. Treân thöïc teá, phaùt trieån ñoâ thò vaø saûn xuaát luoân luoân thay ñoåi neân caàn ñieàu chænh vaø boå sung ñònh kyø caùc soáù lieäu ñieàu tra cô baûn vaø hieäu chænh caùc baûn ñoà oâ nhieãm theo thöïc teá. Boá trí maët baèng ñoâ thò vaø khu coâng nghieäp döïa treân cô sôû hieän traïng moâi tröôøng vaø döï baùo taùc ñoäng moâi tröôøng cuûa döï aùn. Phaûi coù vuøng caùch li veä sinh coâng nghieäp (vuøng ñeäm) giöõa caùc khu daân cö vaø khu coâng nghieäp, ñaûm baûo moâi tröôøng khoâng khí xung quanh khu daân cö khoâng bò oâ nhieãm Troàng caây xanh ñeå giaûm böùc xaï nhieät, giaûm nhieät ñoä khoâng khí, taêng ñoä aåm vaø laøm trong saïch moâi tröôøng khoâng khí. • AÙp duïng caùc kyõ thuaät baûo veä moâi tröôøng Coù ba phöông phaùp baûo veä moâi tröôøng khí quyeån caàn ñöôïc thöïc hieän ñoàng thôøi laøø giaûm thieåu chaát thaûi nhôø hoaøn thieän coâng ngheä, maùy moùc thieát bò vaø taän duïng chaát thaûi; xöû lyù khí thaûi; phaùt taùn chaát thaûi vaøokhí quyeån qua oáng khoùi cao. Giaûm thieåu khí thaûi Ñeå giaûm oâ nhieãm khoâng khí do chaát thaûi coâng nghieäp ta caàn hoaøn thieän caùc quaù trình coâng ngheä, baûo ñaûm ñoä kín tuyeät ñoái cho caùc thieát bò, öùng duïng phöông phaùp vaän chuyeån vaät lieäu trong oáng daãn khí baèng khí neùn vaø xaây döïng caùc heä thoáng xöû liù. Phöông höôùng hieäu quaû nhaát ñeå giaûm chaát thaûi laø saùng laäp caùc quaù trình coâng ngheä khoâng thaûi, trong ñoù öùng duïng caùc doøng khí kheùp kín. Xöû lyù chaát thaûi Cho ñeán nay, phöông tieän cô baûn ñeå giaûi quyeát chaát thaûi oâ nhieãm vaãn laø nghieân cöùu vaø öùng duïng caùc heä thoáng hieäu quaû laøm saïch khí. Keát quaû cuûa vieäc xöû lí laø phaûi thu ñöôïc khí ñaït tieâu chuaån chaát löôïng moâi tröôøng vaø chaát ñoäc haïi phaûi ñöôïc xöû lí trieät ñeå. Do ñoù xöû lí khí thaûi ñöôïc hieåu laø moät quaù trình saûn xuaát maø nguyeân lieäu laø khí bò oâ nhieãm, coøn saûn phaåm phaûi laø khí saïch vaø chaát oâ nhieãm ñöôïc thu ôû daïng thaønh phaåm coù theå öùng duïng tröïc tieáp hoaëc laøm nguyeân lieäu cho moät quaù trình coâng ngheä khaùc hoaëc ñöôïc chuyeån sang daïng khoâng ñoäc. Chaát oâ nhieãm ñaõ taùch khoûi doøng khí ñi chuyeån thaønh daïng khaùc (loûng hay raén) deã kieåm soaùt hôn, traùnh lan truyeàn trong moâi tröôøng. Phaùt taùn oâ nhieãm Chaát oâ nhieãm ñaõ ñöôïc giaûm löôïng phaùt thaûi vaø xöû lyù ñaït ñeán möùc ñoä cho pheùp thaûi. Sau ñoù, khí thaûi caàn ñöôïc phaùt taùn toát ñeå baûo ñaûm chaát löôïng khoâng khí ôû saùt maët ñaát khoâng bò oâ nhieãm. Trong phöông phaùp naøy, löôïng chaát oâ nhieãm phaùt thaûi khoâng giaûm maø 4 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  5. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông chæ laø ñöôïc pha loaõng trong khoâng khí nhaèm traùnh gaây taùc haïi cho con ngöôøi vaø moâi tröôøng xung quanh. 2.2 GIAÛM THIEÅU CHAÁT THAÛI 2.2.1 Giaûm thieåu oâ nhieãm taïi nguoàn Giaûm thieåu chaát thaûi laø giaûm chaát oâ nhieãm caàn phaûi xöû lyù ñi vaøo doøng chaát thaûi, nhaèm laøm giaûm bôùt chi phí xöû lyù, giaûm moái nguy hieåm khoâng chæ veà soá löôïng maø coøn caû ñaëc tính oâ nhieãm cuûa chuùng ñoái vôùi söùc khoeû coäng ñoàng vaø moâi tröôøng. Ñoái vôùi oâ nhieãm khoâng khí gaây ra do caùc nguoàn töï nhieân (nuùi löûa phun, chaùy röøng, gioù baõo…) giaûm thieåu oâ nhieãm khoâng theå thöïc hieän ñöôïc hay hieäu quaû raát thaáp, maø con ngöôøi chæ ñoái phoù vôùi söï oâ nhieãm baèng caùch che chaén hoaëc traùnh xa khu vöïc chòu aûnh höôûng cuûa khí oâ nhieãm. Ñoái vôùi oâ nhieãm khoâng khí gaây ra do caùc nguoàn nhaân taïo, con ngöôøi coù khaû naêng giaûm thieåu söï phaùt thaûi oâ nhieãm. Caùc giaûi phaùp nhö sau. 2.2.1.1 Giaûi thieåu oâ nhieãm do giao thoâng vaän taûi Ñoái vôùi nguoàn oâ nhieãm khoâng khí do giao thoâng vieäc xöû lyù coù khoù khaên. Do ñoù, giaûm thieåu chaát oâ nhieãm laø moät phöông aùn hieäu quaû. Caùc bieän phaùp thöïc hieän laø. • Naâng cao chaát löôïng ñöôøng giao thoâng seõ giaûm ñöôïc buïi boác leân khi coù xe löu thoâng, giaûm söï baøo moøn loáp xe treân maët ñöôøng vaø sinh buïi. Giaûm soá laàn döøngxe vaø taêng toác ñoä xe seõ giaûm löôïng phaùt thaûi khí oâ nhieãm. • AÙp duïng phöông phaùp veä sinh ñöôøng phoá ñuùng, buïi ñöôïc thu gom. • Thay nhieân lieäu. Söû duïng xaêng khoâng chì cho caùc xe gaén maùy hai baùnh. Thay daàu diesel baèng hoãn hôïp 40% metan (CH4) vaø khí hoùa loûng (LG). Hieän nay, ngöôøi ta ñang chuù yù ñeán caùc nhieân lieäu môùi laø metanol, etanol, khì töï nhieân, propan vaø hydro. • Naâng cao chaát löôïng ñoäng cô. Söû duïng xe coù tieáng oàn döôùi 70 dB, duøng ñoäng cô 4 thì thay cho ñoäng cô 2 thì. Söû duïng kieåu ñoäng cô naïp ñieän nhieàu taàng thöïc hieän quaù trình ñoát nhieàu baäc. • Kieåm soaùt heä thoáng thaûi cuûa xe. Caùc xe löu thoâng phaûi coù boä phaän xöû lyù khí thaûi nhaèm giaûm löôïng buïi vaø khí oâ nhieãm thoaùt ra ngoaøi. Caûi tieán boä phaän naøy cuõng mang laïi hieäu quaû giaûm löôïng chaát oâ nhieãm ñaùng keå. Boä phaän xöû lyù khí thaûi thöïc hieän nguyeân lyù phaûn öùng quay voøng khí thaûi vaø trao ñoåi xuùc taùc ñeå tieáp tuïc oxy hoaù monoxit cacbon (CO), hydrocacbon vaø oxit nitô (NOx). • Quy hoaïch maïng löôùi giao thoâng coâng coäng thuaän lôïi, giaûm löôïng xe hai baùnh caù nhaân. Söû duïng phöông tieän giao thoâng coâng coäng nhaèm giaûm toång löôïng phaùt thaûi oâ nhieãm do giaûm toång quaõng ñöôøng di chuyeån. • Quy hoaïch ñöôøng giao thoâng: troàng caây xanh hai beân ñöôøng hoaëc caùc töôøng chaén buïi, chaén aâm. 5 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  6. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông 2.2.1.2 Giaûm thieåu oâ nhieãm do saûn xuaát coâng nghieäp Ñoái vôùi s aûn xuaát coâng nghieäp coù theå thöïc hieän caùc höôùng giaûm thieåu oâ nhieãm nhö sau: • Quy hoaïch khu coâng nghieäp. Tính toaùn döï baùo taùc ñoäng cuûa coâng trình ñoái vôùi moâi tröôøng ñaûm baûo khi ñöa nhaø maùy vaøo hoaït ñoäng thì noàng ñoä chaát thaûi cuûa noù coäng vôùi noàng ñoä oâ nhieãm neàn cuûa khu vöïc khoâng ñöôïc vöôït tieâu chuaån cho pheùp. Boá trí nhaø maùy ôû cuoái höôùng gioù chính. Caùch li khu coâng nghieäp vôùi khu daân cö baèng vaønh ñai xanh. Kích thöôùc vuøng caùch li coâng nghieäp xaùc ñònh baèng khoaûng caùch töø nguoàn thaûi ñeán khu daân cö vaø ñöôïc xaùc ñònh ñaûm baûo noàng ñoä chaát oâ nhieãm taïi khu daân cö khoâng vöôït tieâu chuaån cho pheùp. Boá trí caùc coâng trình trong maët baèng chung cuûa khu coâng nghieäp yeâu caàu ñaûm baûo thoâng thoaùng caùc coâng trình, haïn cheá hay loaïi tröø söï lan truyeàn chaát oâ nhieãm töø coâng trình naøy sang coâng trình khaùc,khoâng gaây oâ nhieãm cho baûn thaân nhaø maùy. • Troàng caây xanh. Caây xanh giaûm böùc xaï nhieät, giaûm nhieät ñoä khoâng khí vì taïo beà maët trao ñoåi nhieät lôùn, caûn gioù, naâng cao chaát löôïng moâi tröôøng do taùc duïng taêng ñoä aåm, taêng löôïng oxy trong khoâng khí ñoàng thôøi giaûm noàng ñoä buïi vaø haáp thuï caùc chaát ñoäc trong kh6ng khí vaø döôùi ñaát. Ngoaøi ra, caây xanh coøn haáp thu tieáng oàn, ngaên caûn söï lan truyeàn oàn ra xung quanh. Toå chöùc heä thoáng caây xanh trong thaønh phoá goàm caùc heä thoáng vaønh ñai caây xanh – maët nöôùc xung quanh thaønh phoá coù chöùc naêng ñieàu hoaø khí haäu, cung caáp khoâng khí saïch, chaén gioù, taêng giaù trò thaéng caûnh; vaønh ñai caây xanh caùch veä sinh ñoái vôùi khu coâng nghieäp vaø ñöôøng giao thoâng; heä thoáng coâng vieân; caây trong haøng raøo coâng trình. • Giaûm thieåu löôïng nhieân lieäu hieän duøng: Taêng hieäu suaát söû duïng nhieân lieäu baèng caùc bieän phaùp caûi tieán coâng ngheä, ñaûm baûo vaän haønh ñuùng quy trình kyõ thuaät. Giaûm tieâu hao naêng löôïng baèng caùc bieän phaùp taêng cöôøng caùch nhieät, naâng cao hieäu suaát chieáu saùng daân duïng vaø ñöôøng phoá, naâng cao hieäu suaát caùc ñoäng cô. Söû duïng nguoàn naêng löôïng saïch nhö naêng löôïng maët trôøi, naêng löôïng gioù, thuyû ñieän, ñòa nhieät, naêng löôïng nguyeân töû… ñeå giaûm söû nhieät nhieân lieäu than daàu caáp cho nhieät ñieän. • Giaûm thieåu chaát thaûi coâng nghieäp: Duøng nhieân lieäu coù löôïng löu huyønh thaáp hay giaûm bôùt haøm löôïng löu huyønh tröôùc khi ñoát. Caûi tieán quaù trình ñoát ñeå giaûm chaát thaûi. Trong ñoù, chuù yù ñeán caùc chaát oâ nhieãm laø buïi, SOx, NOx, CO. Caùc bieän phaùp nhö ñaõ neâu ôû phaàn treân. • AÙp duïng caùc phöông phaùp xöû lyù tröôùc khi thaûi. 6 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  7. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông 2.2.2 Quaù trình chaùy vaø vaán ñeà moâi tröôøng Caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí sinh ra chuû yeáu do quaù trình ñoát caùc loaïi nhieân lieäu taïo naêng löôïng phuïc vuï cho saûn xuaát cuõng xöû lyù caùc loaïi chaát thaûi höõu cô (khí, loûng, raén) baèng phöông phaùp ñoát. Caùc thaønh phaàn oâ nhieãm chuû yeáu trong quaù trình ñoát laø buïi, COx, NOx, SOx, VOC… 2.2.2.1 Nguyeân lyù chaùy Quaù trình chaùy cuaû nhieân lieäu laø quaù trình oxy hoaù nhanh ôû nhieät ñoä cao. Chaát chaùy trong nhieân lieäu chuû yeáu laø cacbon (C), hydro (H) vaø moät soá chaát khaùc tham gia phaûn öùng chaùy nhö nitô (N), löu huyønh (S)… Chaát oxy hoaù trong phaûn öùng laø oxy (O2) ñöôïc caáp vaøo vuøng chaùy töø khoâng khí. Quaù trình chaùy trong loø ñoát phaûi ñaûm baûo caùc yeáu toá sau. - Chaát chaùy vaø chaát oxy hoaù phaûi tieáp xuùc toát vôùi nhau. - Tyû leä chaát oxy hoaù vaø chaát ñoát phaûi phuø hôïp (≥1 so vôùi löôïng caàn thieát, tính theo phöông trình löôïng hoùa hoïc). - Nhieät ñoä ñuû cao ñeå chaùy heát caùc thaønh phaàn nhieân lieäu vaø khoâng sinh ra caùc chaát oâ nhieãm ñoäc haïi ñaëc bieät. - Theå tích buoàng ñoát phaûi ñuû lôùn, ñaûm baûo thôøi gian löu cuûa nhieân lieäu trong loø ñeå chaùy hoaøn toaøn. • Ñoát chaát khí Chaát chaùy vaø chaát oxy hoaù ñeàu ôû theå khí, neân quaù trình naøy laø chaùy ñoàng theå (chaùy trong theå tích). Nhieân lieäu chaùy ngay khi hoaø troän khí ñoát vôùi khoâng khí. Chaát löôïng khí chaùy ñöôïc quyeát ñònh do tyû leä hoaø troän hôïp lyù giöõa khí ñoát vaø oxy khoâng khí vaø ñieàu kieän hoaø troän chuùng. Löôïng khoâng khí vaøo khoâng ñuû, thieáu oxy khí chaùy khoâng hoaøn toaøn, nhieät ñoä buoàng ñoát giaûm. • Ñoát chaát loûng Nhieân lieäu ôû daïng loûng, neân ñeå ñoát chuùng caàn phaân taùn chuùng thaønh daïng gioït loûng hoaëc phun söông (phun buïi). Taùc nhaân bieán buïi laø khoâng khí neùn, hôi nöôùc aùp suaát cao hay khoâng khí töø quaït litaâm cao aùp. Chaát bieán buïi coù aùp cao phaù vôõ ñoä beàn vöõng cuûa doøng chaát loûng laøm cho chuùng bò chia nhoû thaønh buïi. Sau khi doøng loûng ñaõ bieán buïi, ñeå taïo söï chaùy thaønh ngoïn löûa caàn qua caùc giai ñoaïn: - Hoaø troän giöõa buïi nhieân lieäu vaø oxy cuûa khoâng khí. - Saáy noùng hoãn hôïp vaø chaát loûng boác hôi. - Phaân huûy caùc hôïp chaát hydrocacbon. Quaù trình naøy taïo caùc haït muoäi than. - Phaûn öùng chaùy dieãn ra. • Ñoát chaát raén Khi ñoát nhieân lieäu raén, quaù trình chaùy dò theå xaûy ra giöõa moät chaát raén vaø chaát khí (oxy khoâng khí), ñoàng thôøi coù quaù trình chaùy ñoàng theå giöõa hai chaát khí laø chaáùt boác hôi vaø oxy khoâng khí. 7 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  8. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Quaù trình chaùy cuûa nhieân lieäu raén trong buoàng ñoát goàm nhieàu giai ñoaïn. Ñaàu tieân khi than ñöôïc nung ñeán moät nhieät ñoä nhaát ñònh (ñoái vôùi than laø khoaûng 200oC), chaát boác ñöôïc thoaùt ra khoûi than nhö khí hydro (H2), monoxit cacbon (CO), metan (CH4), hydrocacbon (CnHm) hoaø troän vôùi oxy vaø chaùy ñaàu tieân. Khi keát thuùc quaù trình chaùy cuûa chaát boác thì cacbon baét ñaàu tieáp xuùc vôùi oxy vaø chaùy. Quaù trình chaùy cuûa cacbon sinh ra caùc khí oâ nhieãm laø CO vaø CO2 do caùc phaûn öùng sau. C + O2 = CO2. 2C + O2 = 2CO. C + CO2 = 2CO. C + H2O = CO2 + 2H2. CO + O2 = 2CO2. Moät soá giaû thuyeát cho laø CO vaø CO2 ñaõ xuaát hieän ñoàng thôøi theo phaûn öùng sau: C + 3O2 = 2CO2 + 2CO. Söï chaùy cuûa cacbon laâu hôn vaø quyeát ñònh thôøi gian chaùy cuûa nhieân lieäu. Toác ñoä chaùy nhieân lieäu raén phuï thuoäc vaøo toác ñoä khueách taùn oxy vaø toác ñoä taùch cacbon. Nhö vaäy, trong buoàng ñoát ñeå oxy (töø gioù) tieáp xuùc vôùi cacbon, caàn taïo cho gioù khoái löôïng vaø aùp suaát nhaát ñònh. Nhieân lieäu coù thaønh phaàn chaát boác cao thì chaát boác chaùy heát ñeå laïi nhieàu loã xoáp laøm taêng beà maët tieáp xuùc cuûa cacbon vôùi oxy neân coù theå giaûm aùp suaát gioù. 2.2.2.2 Giaûm thieåu oâ nhieãm töø quaù trình ñoát • Giaûm thieåu haøm löôïng buïi trong khoùi thaûi Khi nhieân lieäu ñöôïc nung noùng ñeán 500-600oC, hydrocacbon phöùc taïp bò phaân huûy thaønh hôïp chaát ñôn giaûn. Khi nhieät ñoä cao hôn 600oC thì hydrocacbon laïi taïo thaønh hydrocacbon naëng, cao phaân töû, hay boà hoùng. Thôøi gian löu cuûa hoãn hôïp khí buïi trong vuøng ñoát phaûi ñuû thì chuùng môùi kòp chaùy hoaøn toaøn. • Giaûm thieåu löôïng CO trong khoùi thaûi Löôïng oxy cung caáp cho quaù trình chaùy khoâng ñuû seõ laøm taêng thaønh phaàn khí CO trong khoùi thaûi. Nhieät ñoä vuøng chaùy giaûm hay aùp suaát buoàng ñoát giaûm laøm taêng löôïng khí CO sinh ra. CO laø hôïp chaát raát beàn, söï oxi hoùa CO thaønh CO2 trong ñieàu kieän töï nhieân xaûy ra sau 4 – 5 naêm. ÔÛ nhieät ñoä cao hôn 700oC CO môùi bò oxi hoùa baèng oxi trong khoâng khí thaønh CO2. • Giaûm thieåu löôïng NOx trong khoùi thaûi NOx hình thaønh trong khoùi thaûi chuû yeáu do oxi hoaù nitô trong nhieân lieäu (nitô nhieân lieäu), vaø moät phaàn do oxi hoaù nitô töø khoâng khí chaùy (nitô nhieät, ôû nhieät ñoä cao > 1100 o C). Ñeå tieát kieäm nhieân lieäu vaø giaûm löôïng NOx caàn giaûm löôïng khoâng khí chaùy, haï nhieät ñoä trong buoàng ñoát baèng caùc bieän phaùp: ñoát hai baäc, taêng cöôøng xaùo troän, tuaàn hoaøn khí chaùy. Ñoát nhieâu lieäu hai baäc. ÔÛ baäc thöù nhaát, nhieân lieäu ñöôïc ñoát vôùi löôïng khoâng khí nhoû hôn lyù thuyeát. Nhieân lieäu chaùy trong moâi tröôøng thieáu khoâng khí, nitô trong nhieân lieäu ñöôïc giaûi phoùng ra döôùi daïng khí nitô (N2). Sau ñoù, caùc caáu töû chöa chaùy 8 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  9. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông heát ñöôïc ñoát ôû baäc thöù hai vôùi löôïng khoâng khí dö. Löôïng NOx sinh ra giaûm 55- 40%. Caùc kieåu ñoát hai baäc coù theå thöïc hieän nhö sau. Moät phaàn khoâng khí ñöôïc cho vaøo cuøng vôùi nhieân lieäu (thieáu khoâng khí), phaàn coøn laïi cho vaøo vuøng ñoát boå sung (dö khoâng khí). Moät phaàn moû ñoát laøm vieäc vôùi löôïng khoâng khí thieáu, coøn phaàn khaùc chæ cho khoâng khí ñeå ñoát tieáp tuïc caùc caáu töû chöa kòp chaùy ôû phaàn tröôùc. Keát caáu moû ñoát. Moû ñoát coù keát caáu cho pheùp tuaàn hoaøn khí chaùy. Söï tuaàn hoaøn coù theå thöïc hieän do töï nhieân nhôø doøng khí chaùy chuyeån ñoäng vôùi vaän toác cao taïo aùp suaát aâm neân doøng khí ñöôïc tuaàn hoaøn moät phaàn. Do tuaàn hoaøn, nhieân lieäu ñöôïc khí hoaù nhanh vaø giaûm nhieät ñoä chaùy. Löôïng khoâng khí khoâng ñuû vaø nhieät ñoä thaáp neân löôïng NOx hình thaønh giaûm. Tuaàn hoaøn do cöôõng böùc thöïc hieän ñöôïc nhôø quaït thoåi khoâng khí vaø khí chaùy vaøo moû ñoát. Hieäu quaû giaûm NOx ñeán 30-35%. Moû ñoát taêng cöôøng xaùo troän nhieân lieäu vaø khoâng khí. Khoâng khí vaøo moû ñoát theo hai doøng. Nhieân lieäu ñöôïc troän tröôùc vôùi doøng khoâng khí thöù nhaát trong moû ñoát vaø chaùy ôû buoàng ñoát. Quaù trình chaùy ôû nhieät ñoä cao die64 ra nhanh, neân NOx chöa kòp taïo thaønh vôùi khoái löôïng lôùn. Phaàn chöa chaùy seõ ñöôïc ñoát tieáp vôùi doøng khoâng khí thöù hai coù xaùo troän tröôùc. Trong loø, hoãn hôïp khí noùng vaø khoâng khí troän chaäm, ngoïn löûa keùo daøi vaø nguoäi, löôïng NOx giaûm. • Giaûm thieåu SOx trong khí thaûi Ñeå giaûm löôïng SOx trong khí thaûi coù theå thöïc hieän caùc bieän phaùp kieåm soaùt tröôùc khi ñoát vaø caùc phöông phaùp ñoát xöû lyù löu huøynh oxit ngay trong loø. Thay theá nhieân lieäu laø than baèng daàu seõ giaûm ñöôïc löôïng phaùt thaûi SOx do haøm löôïng löu huyønh trong than (2 - 7% khoái löôïng) lôùn hôn trong daàu (≤ 3% khoái löôïng). Ngoaøi ra, ñoàng thôøi nhieät trò cuûa daàu (khoaûng 10.000 kCal/kg) cao hôn cuûa than (khoaûng 7.000 kCal/kg) neân löôïng daàu söû duïng seõ thaáp hôn. Kyõ thuaät ñoát than baèng giaøn ghi hoaù loûng coù giaù trò laøm saïch khí thaûi lôùn vaø taêng hieäu quaû ñoát than. Than ñöôïc nghieàn nhoû troän vôùi boät ñaù vôi thaønh huyeàn phuø vaø ñöôïc phun vaøo ñaùy loø ñoát ôø giaøn ghi cuøng vôùi khoâng khí. Löu huyønh oxit taïo thaønh trong quaù trình ñoát seõ phaûn öùng vôùi voâi ñeå taïo thaønh canxi sunfat raén vaø rôi xuoáng ñaùy loø nung. Tæ leä taùch löu huyønh baèng phöông phaùp naøy coù theå ñaït cao hôn 90%. 2.2.2.3 Caùc daïng loø ñoát • Loø ñoát chaát khí Boä phaän toå chöùc hoaø troän khí ñoát vaø khoâng khí laø moû ñoát (thieát bò ñoát). Phaân loaïi theo ñaëc ñieåm hoaø troän khí ñoát vaø khoâng khí trong thieát bò ñoát ta coù hai loaïi moû ñoát. Moû ñoát troän tröôùc (moû ñoát töï huùt). Khí ñoát vaø khoâng khí troän ngay trong thieát bò ñoát. Khi hoãn hôïp ra khoûi moû ñoát vaøo buoàng loø laø chaùy ngay. Heä soá tieâu hao khoâng khí nhoû (khoaûng 1,05). Nhieät ñoä chaùy cuûa khí cao. 9 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  10. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Moû ñoát khoâng troän tröôùc khí ñoát vaø khoâng khí (moû ñoát loàng oáng). Quaù trình hoaø troän chuû yeáu thöïc hieän trong buoàng loø. Thôøi gian chaùy hoaøn toaøn nhieân lieäu laâu hôn, ngoïn löûa daøi. Heä soá tieâu hoaø khoâng khí laø 1,1 –1,2. Nhieät ñoä chaùy thaáp hôn neân thöôøng duøng vôùi khí ñoát coù nhieät trò cao (khi duøng cho loø ñoát coù söû duïng nhieät cho muïc ñích saûn xuaát). • Loø ñoát chaát loûng Moû phun thöïc hieän chöùc naêng bieán buïi nhieân lieäu loûng ñeå ñöa hoãn hôïp chaát bieán buïi vaø nhieân lieäu vaøo buoàng loø. Yeâu caàu ñoái vôùi moû phun: Bieán doøng nhieân lieäu thaønh buïi nhoû vaø hoaø troän vôùi khoâng khí Ñaûm baûo nhieân lieäu chaùy cho ngoïn löûa beàn vaø coù kích thöôùc xaùc ñònh. Moû phun coù caáu taïo ñôn giaûn, chaéc chaén, beàn vaø vaän haønh thuaän tieän. Caùc loaïi moû phun söû duïng trong loø ñoát chaát loûng goàm: Moû phun thaáp aùp. Chaát bieán buïi laø khoâng khí caáp töø quaït li taâm cao aùp. Taát caû khoân gkhi1 caàn ñeå chaùy nhieân lieäu ñeàu caáp qua moû phun. Nhieät ñoä nung tröôùc khoâng khí ≤300oC ñeå traùnh söï phaân huûy nhieân lieäu sinh boà hoùng laøm taéc moû phun. Nhieân lieäu vaøo moû phun qua oáng daãn (1), khoâng khí vaøo moû phun qua ñöôøng daãn (2). Nhieân lieäu vaø khoâng khí gaëp nhau ôû tröôùc cöûa ra cuûa moû phun. Taïi ñaây, nhieân lieäu ñöôïc bieán thaønh buïi, hoãn hôïp buïi nhieân lieäu vaø khoâng khí quan mieäng moû phun (3) vaøo buoàng ñoát ñeå chaùy trong loø. Moû phun cao aùp. Chaát bieán buïi laø khoâng khí neùn hay hôi nöôùc coù aùp suaát cao. Löôïng khoâng khí ñoát nhieân lieäu ñöa qua moû ñoát chieám khoaûng 7 – 12% toång löôïng khoâng khí ñoát nhieân lieäu. Löôïng khoâng khí coøn laïi seõ caáp vaøo buoàng loø baèng moät seõ ñöôïc daãn tröïc tieáp khoâng qua moû ñoát. OÁng daãn nhieân lieäu loûng (1) ôû trong, oáng daãn chaát bieán buïi (3) bao beân ngoaøi. Khi laøm vieäc, chaát bieán buïi vaøo moû phun, chuyeån ñoäng quanh oáng daãn nhieân lieäu vaø gaëp doøng loûng ôû ñaàu moû phun. Tieát dieän ra cuûa chaát bieán buïi quyeát ñònh löu löôïng chaát bieán buïi vaøo phaù vôõ doøng loûng ñöôïc ñieàu chænh baèng caùch dòch chuyeån oáng daãn loûng. Loø ñoát chaát thaûi loûng. Chaát thaûi daïng loûng ñöôïc ñoát tröïc tieáp trong loø ñoát baèng caùch phun vaøo vuøng ngoïn löûa hay vuøng chaùy cuûa loø phuï thuoäc vaøo nhieät trò chaát thaûi. Loø ñoát ñöôïc duy trì nhieät ñoä khoaûng treân 1000oC. Thôøi gian löu cuûa chaát thaûi loûng trong loø töø vaøi phaàn giaây ñeán 2,5 giaây. • Loø ñoát chaát raén Loø ñoát thuû coâng: ghi phaúng, ghi nghieâng. Nhieân lieäu ñöôïc xeáp moät lôùp daøy 200 – 250mm treân ghi loø. Phía döôùi ghi laø buoàng tích xæ, phía treân laø khoâng gian laøm vieäc cuûa buoàng ñoát. Khi laøm vieäc, gioù ñöôïc caáp vaøo loø qua cöûa (4) ñi qua lôùp than ñeå tham gia quaù trình chaùy. Buoàng ñoát ghi nghieâng goàm coù hai phaàn: phaàn treân laø khoâng gian laøm vieäc, phaàn döôùi laø khoâng gian chöùa xæ. Gioù ñöôïc caáp vaøo qua cöûa (4) ñeå ñoát chaùy nhieân lieäu. trong buoàng ñoát naøy duøng ghi nghieâng (2) laø chính. Ghi ñöôïc taïo bôûi caùc thanh gang coù chieàu roäng 200- 250mm, chieàu daøi baèng chieàu ngang buoàng ñoát. Caùc thanh ghi ñaët so le nhau vaø caùc nhau 10 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  11. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông 70-100mm ñeå taïo baäc. Toaøn boä ghi ñaët nghieâng 35-40o so vôùi maët phaúng chuaån. Trong buoàng ñoát cuõng coù duøng ghi phaúng (3) chuû yeáu laø ñeå höùng xæ cuûa phaàn ghi nghieâng thaûi xuoáng khoâng gian chöùa xæ, vieäc toå chöùa chaùy than laø chöùc naêng phuï cuûa ghi phaúng. Khi laøm vieäc, than töø pheã (6) nhôø cô caáu môû van (7) töï chaûy xuoáng ghi (2) taïo lôùp than (1) coù chieàu daøy yeâu caàu. Ñoàng thôøi gioù ñöôïc ñöa vaøo qua cöûa (4) vaø ñi qua caùc khe hôû giöõa caùc thanh ghi, tieáp xuùc vôùi than ñeå thöïc hieän quaù trình chaùy. Hình 1. Ghi nghieâng Buoàng ñoát ghi nghieâng ñöôïc öùng duïng khi löôïng nhieân lieäu lôùn, caùc loaïi chaát ñoát coù chaát boác lôùn vaø ñoä thieâu keát yeáu. Thieát bò ñoát phun buïi. Khi nhieân lieäu raén ôû daïng buïi kích thöôùc 0,05-0,07 mm, chaát boác thoaùt ra nhanh, xaùo troän maõnh lieät vôùi khoâng khí vaø chaùy. Coøn laïi cac bon bò coác hoaù vaø phaù vôõ thaønh haït nhoû hôn. Daïng ñoát naøy naøy taïo löôïng tro lôùn trong saûn phaåm chaùy neân thöôøng duøng vôùi nhieân lieäu ñoä tro ≤8%. Caùc daïng thieát bò ñoát thöôøng duøng laø buoàng xiclon, thieát bò taàng soâi, thuøng quay, loø phun buïi … Loø taàng soâi Hình 2. Loø ñoát taàng soâi 11 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  12. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Loø taàng soâi oáng truï coù voû boïc vaø löôùi phaân phoái khoâng khí. Treân löôùi ñoå lôùp caùt daøy 0,8-1 m (kích thöôùc haït 0,6-2,5mm). Taàng soâi ñöôïc taïo thaønh khi thoåi khí qua löôùi phaân phoái. Chaát raén ñöôïc cho vaøo loø troän maõnh lieät vôùi caùt noùng ñoû vaø chaùy. Quaù trình chaùy keùo daøi khoâng quaù 1-2 phuùt. Loø nhieàu ñaùy Loø nhieàu ñaùy loø oáng truï coù voû boïc ñöôøng kính 6-8m. Khoâng gian chaùy cuûa loø ñöôïc chia thaønh 7-9 ñaùy naèm ngang. ÔÛ taâm loø coù truïc quay ñöôïc gaén moät cô caáu caøo. Caën cho vaøo buoàng phía treân loø, chuyeån ñoäng xuoáng döôùi qua loã coù trong töøng ñaùy. ÔÛ buoàng treân caën ñöôïc saáy khoâ, coøn trong ngaên giöõa noù chaùy. Loø naøy coù ñaëc ñieåm laø vaän haønh ñôn giaûn, hoaït ñoäng beàn ñoái vôùi söï dao ñoäng chaát löôïng vaø soá löôïng cuûa caën xöû lí, buïi cuoán theo khí khoâng nhieàu. Loø ñoát thuøng quay Loø thuøng quay laø troáng quay nghieâng vôùi loø ñoát ñöôïc ñöa ra ngoaøi, ôû ñoù nhieân lieäu loûng hoaëc khí chaùy. Caën sau khi taùch nöôùc ñöôïc nhaäp töø ñaàu troáng ñoái dieän vôùi loø ñoát vaø seõ chaùy trong vuøng chaùy. Öu ñieåm cuûa loø laø khí thaûi ít oâ nhieãm buïi, coù khaû naêng ñoát caën vôùi ñoä tro vaø ñoä aåm lôùn. Hình 3. Heä thoáng ñoát thuøng quay Loø ñoát thuøng quay ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù caùc loaïi chaát thaûi ôû daïng raén, caën, buøn vaø cuõng coù theå ôû daïng loûng. Thuøng quay hoaït ñoäng ôû nhieät ñoä khoaûng 1100oC. Coù hai loaïi thuøng quay cô baûn: 1. Loaïi khoâng coù vaùch ngaên ôû hai ñaàu. Loaïi naøy coù theå chöùa ñöôïc löôïng chaát thaûi töø 5-10% theå tích thuøng quay, thôøi gan löu ngaén hôn 1 giôø. 2. Loaïi coù vaùch ngaên ôû hai ñaàu. Loaïi naøy coù theå chöùa ñöôïc löôïng chaát thaûi töø 15-20% theå tích thuøng quay, thôøi gan löu lôùn hôn 1 giôø. Loø xiclon vaø phun buïi 12 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  13. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Loø xiclon vaø phun buïi ñöôïc öùng duïng ñeå ñoát caën loûng hoaëc raén phaân taùn cao trong traïng thaùi phun buïi. Caùc loø naøy hieän nay chöa ñöôïc phoå bieán roäng raõi. Nhöôïc ñieåm cuûa loø: 1. Loø nhieàu ñaùy - taûi nhieät rieâng phaàn thaáp, coù boä phaän quan troïng trong vuøng nhieät ñoä cao, chi phí ñaàu tö vaø vaän haønh lôùn. 2. Loø thuøng quay - taûi nhieät rieâng phaàn thaáp, taûi troïng theå tích ñoát thaáp, voû boïc hö hoûng trong quaù trình laøm vieäc, chi phí ñaàu tö vaø vaän haønh cao. 3. Loø phun buïi - naêng suaát thaáp, vaän haønh phöùc taïp, chi phí ñaàu tö lôùn. 4. Loø xiclon - caàn laép boä phaän thu boài buïi coâng suaát lôùn vaø thieát bò ñeå laáy xæ ra ngoaøi. 5. Loø taàng soâi - haït phaân boá khoâng ñeàu trong taàng soâi, caàn phaûi thu hoài buïi. 2.2.2.4 ÖÙng duïng phöông phaùp ñoát trong xöû lyù tieâu huûy chaát thaûi Quaù trình ñoát ñöôïc aùp duïng ñeå tieâu huûy chaát thaûi höõu cô ôû caùc daïng khí, loûng vaø raén. Trong coâng ngheä ñoát chaát thaûi raén sinh hoaït ngöôøi ta söû duïng l2 ñoát daïng ghi nghieâng. Coâng ngheä ñoát caën duøng baèng loø ñoát thuøng quay hoaëc taàng soâi. Phöông phaùp ñoát ñöôïc öùng duïng trong coâng ngheä ñoát nhöïa pheá thaûi, ñoát buøn hoaït tính d9 2.3 PHAÙT TAÙN OÂ NHIEÃM TRONG KHOÂNG KHÍ Vieäc xöû lí khí thaûi ñaït ñeán noàng ñoä cho pheùp trong moâi tröôøng xung quanh bò haïn cheá bôûi ñieàu kieän kó thuaät vaø neáu veà maët kó thuaät thöïc hieän ñöôïc thì veà maët kinh teá seõ voâ cuøng toán keùm, vì vaäy khí thaûi thöôøng ñöôïc xöû lí ñeán noàng ñoä cho pheùp (ñöôïc quy ñònh bôûi luaät phaùp) roài phaùt taùn vaøo khí quyeån qua oáng khoùi cao. Söï phaùt taùn oâ nhieãm laø söï pha loaõng chaát oâ nhieãm trong khí quyeån. Ñoäng löïc cuûa quaù trình laø do chuyeån ñoäng cuûa doøng chaát thaûi vaø doøng khoâng khí trong khí quyeån, söï cheânh leäch nhieât ñoä vaø söï cheânh leäch noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong doøng thaûi vôùi khoâng khí xung quanh. 2.3.1 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï khueách taùn oâ nhieãm trong moâi tröôøng khoâng khí Ngay sau khi thoaùt ra khoûi oáng khoùi khí thaûi chòu taùc ñoäng cuûa nhieàu yeáu toá nhö thaønh phaàn, tính chaát vaø ñaëc tính cuûa chính chaát thaûi; chieàu cao oáng khoùi, hình daïng vaø kích thöôùc coå oáng khoùi; vaän toác thaûi (ôû coå oáng khoùi); höôùng vaø vaän toác gioù; söï phaân taàng nhieät ñoä, möùc ñoä chaûy roái vaø caùc chæ soá traïng thaùi cuûa khí quyeån; möa; nhieät ñoä vaø ñoä aåm cuûa khoâng khí. Döï ñoaùn traïng thaùi cuûa khí thaûi trong khí quyeån laø baøi toaùn voâ cuøng phöùc taïp vaø vieäc giaûi noù caøng khoù hôn do caùc quaù trình trong khí quyeån khoâng oån ñònh va coù theå thay ñoåi raát nhanh theo thôøi gian. Phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän khí quyeån, hình daïng beân ngoaøi cuûa khí thaûi raát ña daïng (theo höôùng gioù vaø coù chieàu daøi ñeán haøng chuïc kilomeùt), nhanh choùng lan toûa vaøo höôùng ngang vaø thaúng ñöùng, coù daïng soùng noái ñuoâi nhau... 13 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  14. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Khoái löôïng rieâng Xöû lí Söï coù maët cuûa Söï keát tuï haït vaø hình daïng haït taïp chaát khí caùc caáu töû naëng Söï laéng troïng löïc Söông muø Khueách taùn Möa Ñòa hình, beà maët coâng cuûa caùc phaàn töû Maây phaân töû trình xaây döïng Khí thaûi Ñieàu kieän thaûi Gioù Hieän töôïng Khueách taùn Söï phaân taàng nhieät nghòch ñaûo xoaùy roái ñoä khí quyeån Chieàu cao Kích thöôùc, hình Vaän toác thaûi ôû Hieäu nhieät ñoä khí quyeån oáng khoùi daïng coå oáng khoùi coå oáng khoùi vaø khoâng khí Hình 4. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï phaùt taùn oâ nhieãm trong khoâng khí • Gioù. Gioù laø moät trong caùc yeáu toá quan troïng aûnh höôûng ñeán söï phaùt taùn chaát oâ nhieãm chaát thaûi. Khi vaän toác gioù nhoû ñoä döïng coät khoùi (∆H) taêng, nhöng coät khoùi giöõ caáu truùc daøy ñaëc laâu hôn vaø khoù lan truyeàn döôùi taùc ñoäng cuûa chæ moät mình khuyeách taùn khí quyeån, nhöng do coù höôùng chuyeån ñoäng leân treân neân noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong lôùp khí quyeån gaàn maët ñaù6t nhoû. Khi gioù maïnh ∆H giaûm xuoáng gaàn baèng khoâng, nhöng ngoïn khoùi chòu söï taùc ñoäng maïnh cuûa khuyeách taùn khí quyeån neân noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát cuõng thaáp. Toàn taïi vaän toác gioù maø khi ñoù luoàng khoùi giöõ caáu truùc daày ñaëc vaø chuyeån ñoäng theo phöong ngang, luùc naøy, noàng ñoä cöïc ñaïi cuûa chaát oâ nhieãm taïi maët ñaát do moät nguoài thaûi ra ñaït giaù trò lôùn nhaát vaø ñöôïc goïi laø vaän toác gioù nguy hieåm. • Möa. Möa noùi chung thuùc ñaåy söï loaïi chaát oâ nhieãm töø khí quyeån. Tuy nhieân, maët ngöôïc laïi, möa chuyeån chaát oâ nhieãm töø khí quyeån vaøo ñaát, nguoàn nöôùc vaø caây coái cuõng nhö caùc coâng trình nhaân taïo. Ñaëc bieät khi loâi cuoán caùc chaát aên moøn hoùa hoïc, nöôùc möa tuy chaäm nhöng phaù huyû taát caû nhöõng gì coù treân maët ñaát. • Söï phaân taàng nhieät ñoä cuûa khí quyeån. Xaùc ñònh traïng thaùi cuûa khí quyeån khoâng oån ñònh, trung hoøa, oån ñònh. Traïng thaùi khoâng oån ñònh thuaän lôïi nhaát cho vieäc phaùt taùn, vì noù keøm theo söï khuaáy troän maïnh khoâng khí theo höôùng thaúng ñöùng. Trong traïng thaùi trung hoøa söï phaùt taùn giaûm ñaùng keå. Coøn traïng thaùi oån ñònh laø baát lôïi nhaát cho söï phaùt taùn. • Söông muø daøy ñaëc vaø keùo daøi xaùc ñònh hieän töôïng laéng ñoïng trong lôùp khí quyeån taïi maët ñaát. Ñoù laø yeáu toá khí töôïng baát lôïi. Tröôùc heát chuùng goùp phaàn hình thaønh söï nghòch ñaûo nhieät ñoä, keá ñeán, chuùng coù theå laø nguyeân nhaân taïo thaønh khoùi muø - hoãn hôïp söông muø töï nhieân vôùi chaát thaûi coâng nghieäp bay (buïi, hôi...) . Ñaõ coù nhöõng tröôøng hôïp khoùi muø oån ñònh gaây tai naïn theâ thaûm cho daân cö. Vì vaäy taàn soá hình thaønh, maät ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa söông muø ôû ñòa phöông naøo ñoù caàn ñöôïc phaân tích caån thaän trong vieäc thieát keá caùc coâng trình xöû lí vaø thaûi khí. 14 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  15. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông • Söï nghòch ñaûo nhieät ñoä laø moät yeáu toá nguy hieåm ñaëc bieät Baûn chaát cuûa söï nghòch ñaûo nhieät ñoä laø nhieät ñoä khí quyeån khoâng giaûm theo ñoä cao nhö söï phaân taàng nhieät ñoä bình thöôøng cuûa khí quyeån maø ngöôïc laïi khoâng khí laïnh, daøy ñaëc vaø naëng ñöôïc giöõ laïi treân maët ñaát. Khi ñoù khoâng khí chöùa chaát oâ nhieãm chæ thöïc hieän dao ñoäng nhoû theo höôùng thaúng ñöùng vaø toàn taïi trong khoaûng cao ñoä töø 500 ñeán 600m. Hieän töôïng naøy lieân quan ñeán söï laøm laéng ñoïng khoâng khí, thöôøng xuaát hieän treân caùc nguoàn nöôùc lôùn, hoaëc sau caùc côn möa. Nghòch ñaûo nhieät ñoä luoân luoân nguy hieåm maëc daàu möùc ñoä nguy hieåm cuûa chuùng khaùc nhau. Lôùp nghòch ñaûo coù theå trieät tieâu hoaøn toaøn söï phaùt taùn oâ nhieãm. • Ñòa hình khoâng baèng phaúng Khi khoâng coù söï nghòch ñaûo nhieät ñoä vaø cheá ñoä gioù thuaän lôïi cho vieäc phaùt taùn chaát thaûi, bôûi vì noù thuùc ñaåy söï xoaùy roái khí quyeån theo phöông thaúng ñöùng. • Röøng caây Röøng caây aûnh höôûng ñeán söï lan truyeàn chaát thaûi nhöng ñoàng thôøi noù yeâu caàu ñöôïc baûo veä khoûi chaát oâ nhieãm khí quyeån. Röøng ñoùng vai troø loïc ngaên söï phaùt taùn caùc haït sol khí (aerosol) trong phaàn thaáp nhaát cuûa lôùp khí quyeån saùt maët ñaát. Tuy nhieân, vai troø loïc cuûa röøng khoâng cao. Röøng raäm, caây cao thuùc ñaåy söï xoaùy roái khoâng khí theo phöông ñöùng khi coù gioù. Ngöôïc laïi röøng caàn ñöôïc baûo veä. Ví duï khí thaûi chöùa HF coù theå tieâu dieät caây laù nhoïn trong baùn kính ñeán haøng chuïc kilomeùt. • Chieàu cao oáng khoùi Chieàu cao oáng khoùi H vaø ñoä döïng coät khoùi ∆H ñoùng vai troø quan troïng ñoái vôùi söï phaùt taùn chaát thaûi. Ñoä döïng coät khoùi ∆H phuï thuoäc hieäu nhieät ñoä khí thaûi vaø khí quyeån, vaän toác khí thaûi ôû ñaàu ra coå oáng khoùi ω0 vaø vaän toác gioù u. Löïc troïng tröôøng laøm giaûm ∆H phuï thöôïc vaøo khoái löôïng rieâng cuûa chaát oâ nhieãm. Neáu thaûi sol khí (aerosol), chieàu cao naâng haït phaân taùn coøn phuï thuoäc vaøo hình daïng cuûa chuùng. Haït boâng vaø keát tuï coù daïng khoâng ñoái xöùng ñöôïc naâng nhanh hôn caùc haït goïn, gaàn hình caàu. Caùc haït nhoû thì keát tuï vôùi nhau thaønh haït lôùn vaø deã daøng laéng trong baùn kính vaøi chuïc meùt caùch oáng khoùi (ví duï buïi xi maêng). Moãi caáu töû coù vaän toác laéng rieâng vaø coù noàng ñoä cöïc ñaïi rieâng trong lôùp khí quyeån saùt maët ñaát. • Söï ngöng tuï hôi Söï ngöng tuï hôi thuùc ñaåy quaù trình laéng, ngoaøi ra hôi coù theå ngöng thaønh loûng hoaëc thaønh haït raén. Ví duï chì coù trong khí thaûi cuûa luyeän kim maøu, ôû 300-400oC noù ôû traïng thaøi hôi, coøn khi laøm nguoäi noù nhöng tuï nhanh thaønh haït raén. 2.3.2 Phaân loaïi nguoàn oâ nhieãm ôû lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát Nguoàn oâ nhieãm cuûa khu coâng nghieäp coù theå ñöôïc phaân loaïi theo caùc daáu hieäu khaùc nhau sau: • Theo heä thoáng thaûi chaát ñoäc haïi nguoàn thaûi ñöôïc chia ra thaønh hai loaïi. 15 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  16. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Khí thaûi coâng ngheä laø phaàn ñuoâi cuûa khí coâng ngheä. Khí thaûi töø thieát bò coâng ngheä do thoåi veä sinh, do roø ræ qua choã hôû vaø naép noái bít. Khí thaûi coâng ngheä coù noàng ñoä chaát ñoäc haïi cao vaø caàn ñöôïc xöû lyù. Khí thaûi thoâng thoaùng laø khí thaûi do thoâng gioù chung töï nhieân hay baèng cô giôùi vaø khí thaûi cuûa thoâng thoaùng cuïc boä. Khí thaûi cuûa thoâng thoaùng chung coù ñaëc ñieåm laø noàng ñoä chaát ñoäc haïi thaáp vaø theå tích khí oâ nhieãm lôùn. Khí thaûi do thoâng thoaùng cuïc boä coù tính chaát gaàn vôùi khí thaûi coâng ngheä vaø cuõng caàn ñöôïc xöû lyù. • Theo söï phaân boá nguoàn trong doøng gioù, nguoàn thaûi ñöôïc chia ra laøm nguoàn cao vaø nguoàn thaáp. Nguoàn cao laø nguoàn ñieåm – oáng khoùi, cao hôn 3,5 laàn chieàu cao coâng trình gaàn oáng khoùi (Hn). Theo kinh nghieäm, ôû ñoä cao naøy coù theå boû qua aûnh höôûng ñeán söï lan truyeàn chaát oâ nhieãm cuûa bieán daïng doøng khí bôûi caùc coâng trình xaây döïng. Neáu chieàu cao hieäu duïng cuûa nguoàn thaûi trong khoaûng 2,2 Hn < He < 3,5Hn thì coù vuøng chuyeån tieáp. Trong vuøng naøy söï phaùt taùn chaát ñoäc haïi chòu aûnh höôûng cuûa xoaùy roái khí quyeån vaø xoaùy roái taïo ra do gioù thoåi qua maùi nhaø. Chieàu cao hieäu duïng (He) laø toång chieàu cao hình hoïc (H) vaø ñoä döïng coät khoùi (∆H) treân ñaàu oáng thaûi döôùi taùc duïng höôùng leân treân cuûa ñoäng löïc doøng chaûy vaø löïc naâng sinh ra do cheânh leäch khoái löôïng rieâng giöõa khí thaûi vaø khí quyeån. Nguoàn thaûi thaáp boùng rôïp laø caùc nguoàn coù chieàu cao thaûi hieäu duïng thaáp hôn vuøng tuaàn hoaøn, xuaát hieän ôû phía sau caùc coâng trình. Nguoàn thaûi seõ gaây oâ nhieãm vuøng quaån vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm ñaït cöïc ñaïi trong vuøng naøy. Caùc nguoàn thaûi naèm trong vuøng quaån phuï thuoäc vaøo vaän toác gioù coù theå laø nguoàn cao vaø thaáp. Khi vaän toác gioù lôùn, ñoä naâng coät khoùi khoâng ñaùng keå, khí thaûi ñöôïc thoåi bôûi gioù vaøo vuøng quaån. Tröôøng hôïp naøy nguoàn ñöôïc xem laø nguoàn thaáp. Nhoùm I: Theo möùc ñoä giaûm vaän toác gioù, ñoä döïng coät khoùi taêng vaø ôû vaän toác naøo ñoù khí thaûi ñöôïc lan truyeàn ngoaøi vuøng quaån. Caùc nguoàn thaáp nhö vaäy khi vaän toác gioù nhoû trôû thaønh nguoàn cao vaø coù yù nghóa lôùn ñoái vôùi vieäc baûo veä lôùp quyeån gaàn maët ñaát. Nhoùm II laø nguoàn thaáp trong vuøng boùng rôïp, maø caùc chaát oâ nhieãm trong ñoù (nhieät ñoä gaàn baèng nhieät ñoä khí quyeån) khi vaøo khí quyeån noù khoâng coù khuynh höôùng chuyeån ñoäng leân treân. Nguoàn thaûi nhoùm II laø nguoàn thaáp vaø khoâng chuyeån thaønh nguoàn cao khi vaän toác nhoû. Nhoùm naøy goàm nguoàn thaûi qua oáng khoùi, quaït thoåi, oáng daãn… Caùc nguoàn naøy ñaëc bieät nguy hieåm ñoái vôùi lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát khi vaän toác gioù nhoû. • Theo phöông phaùp thaûi khoâng khí oâ nhieãm vaøo khí quyeån, nguoàn thaûi chia ra Thaûi coù toå chöùc laø nguoàn thaûi qua oáng khoùi, haàm loø. Thaûi coù toå chöùc thöôøng ñöôïc kieåm soaùt vaø xöû lyù. Thaûi voâ toå chöùc laø thaûi qua cöûa soå, phaùt sinh chaát thaûi qua choã hôû cuûa thieát bò cuõng nhö bay hôi töø beà maët chaát loûng hôû. Vieäc kieåm soaùt vaø xöû lyù raát khoù. 16 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  17. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông • Theo nhieät ñoä khí thaûi, nguoàn thaûi coù theå chia ra: Nguoàn noùng cao ∆t = tkt – tkq >100oC; nguoàn noùng 20 < ∆t < 100oC; nguoàn noùng thaáp 5 < ∆t < 20oC; nguoàn ñaúng nhieät ∆t ≈ 0 vaø nguoàn laïnh ∆t < 0. Nguoàn thaûi noùng cao laø khoùi loø, ngoïn ñuoác töø caùc nhaø maùy daàu khí, khoùi thaûi loø saáy cuõng nhö khoùi thaûi töø caùc thieát bò laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao. Nguoàn thaûi noùng, noùng thaáp vaø ñaúng nhieät laø caùc nhaø maùy coâng nghieäp hoùa chaát. ÔÛ caùc nguoàn thaûi noùng, doøng khí thaûi ñöôïc naâng cao do cheânh leäch nhieät ñoä giöõa doøng khí thaûi vaø khí quyeån cao do ñoù söï phaùt taùn toát hôn. Khí thaûi laïnh laéng xuoáng töø maùi nhaø vaø saân xöôûng, chuùng phaùt taùn yeáu hôn raát nhieàu. • Theo cheá ñoä laøm vieäc cuûa saûn xuaát, nguoàn thaûi chia ra laøm lieân tuïc vaø giaùn ñoaïn hoaëc luaân phieân theo qui luaät xaùc ñònh hoaëc töùc thôøi. Nguoàn thaûi lieân tuïc caàn ñöôïc khaûo saùt kyõ hôn, coøn nguoàn töùc thôøi cho pheùp thaûi moät löôïng lôùn chaát ñoäc haïi. • Theo möùc ñoä taäp trung, nguoàn thaûi ñöôïc chia ra thaønh hai loaïi taäp trung vaø phaân taùn. Ñoái vôùi nguoàn thaûi phaân taùn, moãi thieát bò coâng ngheä coù oáng thaûi rieâng, thöôøng khoâng cao do ñoù goùp phaàn gaây oâ nhieãm khu vöïc saûn xuaát ñaùng keå. Ñoù laø caùc cöûa soå thoâng gioù, caùc thieát bò, bình chöùa cuõng nhö söï roø ræ chaát ñoäc haïi töø caùc choã hôû. Trong nguoàn thaûi taäp trung, taát caû caùc doøng khí thaûi ñöôïc gom chung vaø chæ thaûi vaøo khí quyeån qua 1 hoaëc 2 oáng khoùi. Nguoàn thaûi naøy thöôøng cao, chaát ñoäc haïi ñöôïc phaùt thaûi vaøo lôùp khí quyeån cao. ÔÛ ñoù heä soá xoaùy roái cao neân chaát oâ nhieãm ñöôïc phaùt taùn toát hôn. 2.3.3 Caùc moâ hình phaùt taùn oâ nhieãm trong khoâng khí Phöông trình vi phaân cô baûn theå hieän trò soá trung bình cuûa noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong khoâng khí phaân boá theo thôøi gian vaø trong khoâng gian nhö sau: ∂C ∂C ∂C ∂C ∂ ⎛ ∂C ⎞ ∂ ⎛ ∂C ⎞ ∂ ⎛ ∂C ⎞ +u +v +w = ⎜σx ⎟ + ⎜σy ⎟ + ⎜σz ⎟ + α 1C − α 2 C ∂t ∂x ∂y ∂z ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎜ ∂y ⎟ ∂z ⎝ ∂z ⎠ ⎝ ⎠ Trong ñoù: C: noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong khoâng khí taïi ñieåm coù toaï ñoä (x,y,z); x,y,z: toïa ñoä ñieåm khaûo saùt trong khoâng gian. Goác toïa ñoä laø chaân oáng khoùi, truïc naèm ngang x truøng vôùi höôùng gioù, y laø toïa ñoä ngang vuoâng goùc vôùi truïc x, z laø truïc ñöùng; u, v, w: vaän toác gioù theo caùc höôùng x, y, z; t: thôøi gian; σx, σy, σz: caùc thaønh phaàn ngang vaø ñöùng cuûa heä soá khueách taùn chaát oâ nhieãm; α1: heä soá keå ñeán söï thaâm nhaäp theâm löôïng oâ nhieãm treân ñöôøng khueách taùn; α2 : heä soá keå ñeán söï bieán hoùa töø chaát oâ nhieãm naøy sang chaát oâ nhieãm khaùc do caùc phaûn öùng hoùa hoïc treân ñöôøng khueách taùn. Phöông trình phaùt taùn oâ nhieãm raát khoù giaûi maø neáu giaûi ñöôïc thì lôøi giaûi cuõng khoâng coù giaù trò thöïc tieãn vì nhö ñaõ noùi caùc ñieàu kieän phaùt taùn luoân thay ñoåi, maø lôøi giaûi chæ thích öùng vôùi moät ñieàu kieän töùc thôøi naøo ñoù. Ñoái vôùi caùc nhaø kó thuaät moâi tröôøng, hoï chæ caàn phöông phaùp tính phaùt taùn oâ nhieãm coù söï keát hôïp giöõa caùc tính chaát ñaëc tröng cuûa chaát thaûi vôùi traïng thaùi cuûa khí quyeån cho moät ñòa phöông cuï theå naøo ñoù trong khoaûng thôøi gian daøi. Moät soá phöông phaùp tính döïa treân cô sôû ñôn giaûn hoùa phöông trình phaùt taùn ñöôïc trình baøy sau ñaây 17 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  18. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông 2.3.3.1 Moâ hình cuaû Berliand (Nga) 2.3.3.1.1 Tính toaùn söï phaùt taùn chaát ñoäc haïi vaøo khí quyeån töø nguoàn thaûi cao • Noàng ñoä cöïc ñaïi Noàng ñoä chaát ñoäc haïi cöïc ñaïi trong lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát Cmax ñoái vôùi khí thaûi noùng töø nguoàn ñôn trong ñieàu kieän khí töôïng baát lôïi ôû caùch nguoàn thaûi theo höôùng gioù ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm sau: A.M.F.m.n Cmax = H 2 .3 V.∆T A- heä soá phuï thuoäc söï phaân boá nhieät ñoä trong khí quyeån vaø xaùc ñònh ñieàu kieän phaùt taùn thaúng ñöùng vaø theo phöông ngang cuûa chaát ñoäc haïi trong khí quyeån, s2/3.mg.K1/3/g. Ñoái vôùi khí haäu nhieät ñôùi coù theå nhaän A = 240 s2/3mgτ1/3/g. M - taûi löôïng chaát oâ nhieãm thaûi vaøo khí quyeån, g/s; H - chieàu cao nguoàn thaûi tính töø maët ñaát, m; V - löu löôïng theå tích khí thaûi, m3/s; ∆T – hieäu nhieät ñoä khí thaûi vaø khí quyeån, o K. Nhieät ñoä khí quyeån caàn laáy cho thaùng noùng nhaát trong naêm vaøo luùc 13 giôø. F - Heä soá voâ thöù nguyeân tính ñeán vaän toác laéng cuûa chaát oâ nhieãm trong khí quyeån. Heä soá F: ñoái vôùi chaát oâ nhieãm laø khí F = 1; ñoái vôùi chaát oâ nhieãm laø buïi: Neáu hieäu quaû xöû lyù η≥ 90% F = 2; Neáu hieäu quaû xöû lyù 75 ≤ η < 90% F = 2,5; Neáu hieäu quaû xöû lyù η < 75% F = 3,0 m vaø n – caùc heä soá voâ thöù nguyeân, tính ñeán ñieàu kieän thoaùt khí töø coå nguoàn thaûi. m ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau; m = (0,67 + 0,1 f +0,34 3 f )-1 neáu f < 100 m = 1,47 3 f neáu f > 100 10 3 ω 0 D 2 Vôùi f= . Trong ñoù, ωo – vaän toác thoaùt khí töø coå oáng khoùi, m/s; D – ñöôøng H 2 ∆T kính coå oáng khoùi, m. Heä soá n ñöôïc xaùc ñònh theo caùc coâng thöùc sau: n=1 neáu Vm ≥ 2 n = 0,532 × Vm2 – 2,13 × Vm + 3,13 neáu 0,5 ≤ Vm < 2 n = 4,4 × Vm neáu Vm < 0,5 V.∆T Vôùi Vm = 0,65 3 H • Phaân boá chaát oâ nhieãm trong khoâng khí saùt maët ñaát Vaän toác gioù nguy hieåm laø vaän toác gioù maø khi ñoù noàng ñoä cöïc ñaïi cuûa chaát oâ nhieãm ôû lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát ñaït giaù trò lôùn nhaát. Vaän toác gioù nguy hieåm (um) ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: 18 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  19. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông um = 0,5 neáu Vm ≤ 0,5 um = Vm neáu 0,5 < Vm ≤ 2 u m = Vm (1 + 0,12 f ) neáu Vm > 2 Vôùi vaän toác gioù nguy hieåm, noàng ñoä chaát oâ nhieãm ñaït cöïc ñaïi ôû khoaûng caùch Xm so vôùi chaân oáng khoùi ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: Xm = d × H Vôùi d laø heä soá voâ thöù nguyeân, ñöôïc xaùc ñònh qua giaûn ñoà. Neáu vaän toác gioù khaùc vaän toác gioù nguy hieåm thì noàng ñoä chaát oâ nhieãm cöïc ñaïi ñaït ñöôïc laø: (Cmax )u = r.Cmax Khi ñoù, noàng ñoä ñaït cöïc ñaïi ôû khoaûng caùch (Xm)u so vôùi oáng khoùi laø: (Xm)u = p.Xm Vôùi caùc heä soá r vaø p xaùc ñònh theo giaûn ñoà. Söï phaân boá noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm theo höôùng gioù ôû caùc khoaûng caùch X khaùc nhau tính töø nguoàn ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Cx = S1. Cmax Heä soá S1 ñöôïc xaùc ñònh theo ñoà thò phuï thuoäc tæ leä X/ Xm. Noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong lôùp khí quyeån saùt maët ñaát theo phöông vuoâng goùc chieàu gioù ôû khoaûng caùch y ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Cy = S2Cx Vôùi Cx - noàng ñoä chaát oâ nhieãm taïi truïc höôùng gioù; S2 - heä soá voâ thöù nguyeân xaùc ñònh theo ñoà thò. • Chieàu cao oáng khoùi Chieàu cao toái thieåu cuûa oáng khoùi baûo ñaûm noàng ñoä trong khí quyeån saùt maët ñaát baèng giôùi haïn cho pheùp theo tieâu chuaån moâi tröôøng khoâng khí xung quanh tính theo coâng thöùc: A.M.F.m.n H= C cp .3 V.∆T Vôùi Ccp - noàng ñoä cho pheùp trong moâi tröôøng xung quanh, mg/m3 (TCVN 5938-1995). Neáu töø moät oáng khoùi thaûi ra nhieàu chaát oâ nhieãm khoâng coù aûnh höôûng coäng thì töø chieáu cao oáng khoùi (H) ñöôïc choïn theo giaù trò lôùn nhaát khí tính cho töøng chaát oâ nhieãm. Neáu taùc ñoäng cuûa chaát thaûi töø oáng khoùi ñöôïc toång coäng thì trong coâng thöùc caàn thay Ccp baèng −1 −1 ⎡ k ⎤ ⎢∑ C cpi ( ) ⎥ , vôùi k laø soá chaát oâ nhieãm. ⎢ i =1 ⎣ ⎥ ⎦ Ngoaøi ra, chieàu cao oáng khoùi phaûi vöôït caùc nhaø daân ôû laân caän khoâng döôùi 2,5 laàn. 19 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
  20. Moân hoïc Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñaïi cöông Giôùi haïn thaûi caùc chaát oâ nhieãm vaøo khí quyeån cho pheùp, khi ñoù noàng ñoä chaát oâ nhieãm ôû lôùp khoâng khí gaàn maët ñaát khoâng vöôït quaù tieâu chuaån cho pheùp Ccp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: C cp H 2 3 V.∆T Ccpt = AFmn Caùc coâng thöùc ñöôïc tính trong tröôøng hôïp noàng ñoä phoâng cuûa chaát oâ nhieãm baèng khoâng neáu Cph ≠ 0 vaø Cph < Ccp thì trong caùc coâng thöùc phaûi thay Ccp baèng (Ccp - Cph). Noàng ñoä chaát oâ nhieãm ñaõ coù saün trong khoâng khí do caùc nguyeân nhaân khaùc tröôùc khi xuaát hieän nguoàn oâ nhieãm môùi. Khi coù nguoàn oâ nhieãm môùi thì caàn phaûi xaùc ñòh möùc ñoä xöû lí cho nguoàn oâ nhieãm naøy ñeå sao cho noàng ñoä trong moâi tröôøng xung quanh vaãn thoûa maõn tieâu chuaån cho pheùp. Neáu noàng ñoä phoâng gaàn hoaëc baèng giôùi haïn cho pheùp thì baát kì nguoàn thaûi naøo ñeàu khoâng ñöôïc pheùp vì hieäu quaû xöû lí 100% trong ñaïi ña soá caùc tröôøng hôïp ñeàu khoâng hieän thöïc (do haïn cheá veà maët kinh teá vaø kó thuaät). Trong caùc tröôøng hôïp naøy caùch giaûi quyeát ñuùng ñaén nhaát laø giaûm noàng ñoä phoâng baèng caùc bieän phaùp xöû lí taïi caùc nguoàn oâ nhieãm ñang hoaït ñoäng hoaëc phaûi choïn khu vöïc khaùc. 2.3.3.1.2 Phaùt taùn oâ nhieãm cho nguoàn goàm nhieàu oáng khoùi Neáu nguoàn oâ nhieãm khoâng phaûi laø moät oáng khoùi maø laø moät cuïm oáng khoùi (goàm vaøi oáng khoùi), coù theå tính söï phaùt taùn cho hai tröôøng hôïp. • Caùc nguoàn thaûi coù theå cho laø taäp trung taïi 1 ñieåm. Caùc oáng khoùi ñöôïc boá trí gaàn nhau vaø khoaûng caùch giöõa caùc oáng khoùi ngoaøi cuøng khoâng vöôït quaù 4 laàn chieàu cao oáng khoùi trung bình. Tröôøng hôïp naøy coù theå cho raèng caùc nguoàn thaûi taäp trung vaøo moät ñieåm trung taâm, dieän tích boá trí caùc nguoàn. Giaû söû khí thaûi phaân boá ñeàu cho caùc oáng khoùi (N oáng khoùi), caùc oáng khoùi naøy coù cuøng chieàu cao vaø ñöôøng kính thì noàng ñoä toái ña cuûa chaát oâ nhieãm trong lôùp khí quyeån gaàn maët ñaát laø: N AM' Fmn.3 V' ∆T Cmax = 2 , mg/m3. H Vôùi M’ - toång taûi löôïng oâ nhieãm, g/s; V’ - toång löu löôïng theå tích khí thaûi, m3/s; N - soá nguoàn thaûi (soá oáng khoùi) V' ∆T Vaän toác gioù nguy hieåm um trong tröôøng hôïp naøy ñöôïc tính laø: Vm = 0,65 3 . NH • Caùc nguoàn thaûi khoâng theå ñöa vaøo 1 ñieåm Tröôøng hôïp naøy, vieäc tính noàng ñoä cöïc ñaïi ñöôïc tieán haønh cho caùc toïa ñoä maïng löôùi ñaëc tröng cuûa taát caû moïi nguoàn thaûi. Khoái löôïng coâng vieäc raát lôùn neân thuaän lôïi nhaát laø aùp duïng maùy vi tính ñeå tính toaùn. 2.3.3.1.3 Ñoái vôùi nguoàn thaûi ñaúng nhieät hoaëc gia nhieät yeáu A.M.F.n C max = .K H 4/3 20 Giaûng Vieân: ThS. Traàn Minh Haûi
Đồng bộ tài khoản