Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
505
NGHIÊN CỨU LAN TRUYỀN MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM
TỪ KHÍ THẢI LÒ ĐỐT CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT
THỊ TRẤN YÊN LẠC, HUYỆN YÊN LẠC, TỈNH VĨNH PHÚC
Hoàng Thị Quỳnh1, Nguyễn Tiến Dũng2, Phạm Nguyệt Ánh1, Vũ Đức Toàn1
1Trường Đại học Thủy lợi
2Trung tâm các Chương trình Kinh tế Xã hội - Liên minh HTX Việt Nam
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Lò đốt chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) là
thiết bị xử lý rác theo nguyên lý nhiệt phân
và thiêu đốt ở nhiệt độ cao [1]. Khí thải lò đốt
chứa bụi, CO, NOx, SO2… sinh ra trong quá
trình phân hủy nhiệt và đốt cháy các thành
phần có trong rác, nếu không được xử lý
đúng kỹ thuật sẽ phát tán ra môi trường làm
ảnh hưởng đến sức khỏe của con người [1].
Khi nghiên cứu lan truyền chất ô nhiễm
dạng khí từ nguồn điểm cao, mô hình Gauss
được áp dụng phổ biến [2] [3]. Kết quả tính
toán lan truyền của mô hình phụ thuộc vào
cường độ của nguồn thải, tốc độ gió, chiều
cao ống khói và điều kiện khí quyển qua 6
cấp ổn định (A, B, C, D, E, F). Mô hình
Gauss cũng giúp tính toán được nồng độ cực
đại của các chất ô nhiễm trong khí thải lò đốt
lan truyền dọc theo trục hướng gió.
Nghiên cứu này áp dụng mô hình Gauss để
tính toán lan truyền một số chất ô nhiễm (CO,
SO2, NO2, TSP) từ khí thải lò đốt chất thải rắn
sinh hoạt thị trấn Yên Lạc, huyện Yên Lạc,
tỉnh Vĩnh Phúc dọc theo trục hướng gió.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là lò đốt thị trấn
Yên Lạc, huyện Yên Lạc (hình 1) - vùng
nông thôn sử dụng lò đốt SANKYO có hệ
thống xử lý khí thải bao gồm hệ thống hạ
nhiệt, xyclone tách bụi, tháp rửa ướt và quạt
hút khí [4]. Thông số kỹ thuật của lò đốt như
sau: đường kính ống khói D = 0,5m, nhiệt độ
khí thải lò đốt T
khói = 210C, nhiệt độ môi
trường Txq = 18,2C, vận tốc gió u1 = 3,3 m/s,
tốc độ khí thải = 7m/s, chiều cao ống khói
h = 16m, hướng gió Đông Nam là chủ đạo [5].
Hình 1. Sơ đồ vị trí lò đốt
Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu đã kế
thừa số liệu khảo sát và quan trắc tại lò đốt.
Mẫu được lấy tại 5 vị trí: vị trí 1 mẫu khí ống
khói - vị trí phát thải chất ô nhiễm từ lò ra
môi trường; vị trí 2 cách ống khói 100 m theo
hướng gió; vị trí 3 cách ống khói 200 m theo
hướng gió - vị trí giáp ranh giữa khu vực lò
đốt với khu vực sản xuất rau màu của khu
vực; vị trí 4 cách ống khói 200 m ngược
chiều hướng gió; vị trí 5 cách ống khói 100m
- vị trí tập kết rác thải chuẩn bị đốt như hình
1. Mẫu được lấy mẫu vào các tháng 4, 6, 9,
và 11 năm 2022 [4].
Phương pháp so sánh: Kết quả quan trắc
được so sánh với QCVN61:2016/BTNMT -
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt
CTRSH và so sánh kết quả tính toán lan
truyền với QCVN05:2023/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không
khí xung quanh.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
506
Phương pháp tính toán: Chiều cao hiệu
quả của ống khói (H), với h là chiều cao của
ống khói, h là chiều cao nâng của luồng
khói H = h + h (1) được tính toán theo 3
công thức Briggs G.A (2), Davidson W.F (3)
và M.E. Berliand (4) tại các cấp ổn định của
khí quyển AF, với A là không ổn định
mạnh, B là không ổn định vừa, C là không ổn
định nhẹ, D là trung tính, E là ổn định nhẹ và
F là ổn định vừa [6].
51
f
F
h1,6 X
u
 (2)
1,4
wT
hD 1
uT







khãi
(3)
3
10 10 xq
wD gL T
h1,875 1,6
uuT
 (4)
Tính toán lan truyền TSP, SO2, NO2, CO
theo mô hình Gauss (5) ở các cấp ổn định
AF [6].
2
(x,y 0,z 0) 2
yz z
MH
Cexp
2u 2





(5)
trong đó M là tải lượng chất ô nhiễm (g/s); u
là vận tốc gió (m/s); y, z là hệ số khuếch
tán theo phương y, z; H là chiều cao hiệu quả
của ống khói (m) tính theo công thức (1).
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khí thải lò đốt
So sánh kết quả quan trắc chất lượng khí
thải lò đốt kế thừa từ nghiên cứu của Nguyễn
Tiến Dũng (năm 2022) [4] với QCVN
61:2016/BTNMT cho thấy nhiệt độ khói thải
210C vượt quá quy chuẩn ( 180C); nồng độ
các chất ô nhiễm tại miệng ống khói đều vượt
quá giới hạn cho phép (bảng 1). Như vậy có
thể thấy hệ thống xử lý khí thải lò đốt trên địa
bàn thị trấn Yên Lạc hoạt động chưa hiệu quả.
Bảng 1. Nồng độ khí thải trung bình năm
2022 của lò đốt chất thải rắn sinh hoạt
tại thị trấn Yên Lạc
Thông số TSP SO2 CO NO
2
Nồng độ (mg/m3) 168,5 380,1 400,1 765,1
QCVN61:2016/
BTNMT 100 250 250 500
3.2. Chiều cao hiệu quả của ống khói
Kết quả tính toán chiều cao hiệu quả của
ống khói theo 3 công thức (bảng 2) cho thấy
tại các cấp ổn định khác nhau trong cùng một
công thức, chiều cao hiệu quả của ống khói
không có sự chênh lệch lớn. Công thức
Davidson W.F cho kết quả chiều cao hiệu
quả so với chiều cao hình học của ống khói
dao động từ 1,12 - 1,16 lần; M.E. Berliand
cho kết quả không thay đổi theo các cấp ổn
định; Briggs G.A cho kết quả từ 30,16 m -
33,74 m, chiều cao hiệu quả lớn hơn chiều
cao hình học 1,89 - 2,11 lần, với chiều cao
hình học của ống khói là 16m.
3.3. Diễn biến khuếch tán chất ô nhiễm
Khuếch tán chất ô nhiễm phụ thuộc nhiều
vào các cấp ổn định khí quyển (hình 2). Qua
các đồ thị, có thể thấy tại các công thức
nồng độ cực đại trong quá trình lan truyền
đều nằm dưới ngưỡng cho phép theo QCVN
05:2023/BTNMT với nồng độ tối đa cho phép
của TSP, SO2, CO, NO2 lần lượt là 300, 350,
30.000, 200 (tính theo g/m3) đáp ứng được
yêu cầu của quy chuẩn. Do vậy, khí thải khi
lan truyền từ ống khói có nồng độ đạt quy
chuẩn cho phép, nhưng về lâu dài sẽ có ảnh
hưởng đến sức khỏe con người và chất lượng
không khí tại địa phương như một số bệnh lý
đường hô hấp, viêm võng mạc,...
Bảng 2. Chiều cao hiệu quả theo các công thức và các cấp ổn định
Cấp ổn định A B C D E F
Briggs G.A 33,74 33,74 33,49 33,08 31,55 30,16
Davidson W.F 18,62 18,62 18,57 18,48 18,18 17,91
H (m)
M.E. Berliand 16,22 16,22 16,22 16,22 16,22 16,22
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
507
Hình 2. Nồng độ cực đại các chất ô nhiễm tại các cấp ổn định theo các công thức
4. KẾT LUẬN
Kết quả tính toán lan truyền TSP, SO2,
NO2, CO bằng mô hình Gauss cho thấy trong
khoảng 0,02 km đến 3,3 km từ vị trí ống khói
lò đốt xuôi theo chiều gió, nồng độ của các
chất ô nhiễm đạt cực đại tại khoảng cách
trong phạm vi tính toán các giá trị cực đại
nằm dưới ngưỡng cho phép về chất lượng
không khí xung quanh.
Có thể thấy, nồng độ các chất ô nhiễm lan
truyền trong không khí không ảnh hưởng
trong một thời gian ngắn nhưng nồng độ các
chất ô nhiễm tại nguồn xả thải vượt quá quy
chuẩn cho phép. Vì vậy, cần xây dựng lại hệ
thống xử lý các chất ô nhiễm trong dây
chuyền hoạt động của lò đốt như sử dụng hệ
thống xử lý bụi, SO2, NOx, CO,... để giảm
nồng độ các chất khi xả thải ra môi trường và
đạt hiệu quả cao trong xử lý.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] C. R. Brunner, "Hazardous Waste Incineration,"
in Mc Graw - Hill Book Company, 1980.
[2] Phan Hoài Anh, An Quốc Khánh, "Sử dụng
mô hình Gauss trong công tác kiểm soát
nguồn thải chất bẩn vào không khí (nguồn
đơn)," Trung tâm Môi trường.
[3] N. H. Tiến, “Tính toán khuếch tán bụi theo mô
hình Gauss có kể đến vận tốc rơi của hạt bụi,”
Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng, 2008.
[4] N. T. Dũng, Nghiên cứu thực trạng phát thải
của một số chất hữu cơ độc hại trong thành
phần khí thải lò đốt rác sinh hoạt quy mô
nhỏ, Hà Nội, 2024.
[5] N. T. Dũng, "Mô phỏng phát thải bụi lò đốt rác
thải sinh hoạt thị trấn Yên Lạc, huyện Yên Lạc,
tỉnh Vĩnh Phúc," Proceedings of the annual
conference of Thuyloi University, 2020.
[6] T. N. Chấn, Ô nhiễm không khí và xử lý khí
thải, tập 1, Hà Nội: NXB Khoa học và Kỹ
thuật, 2011.