Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xác định phát thải một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phát tán của chúng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------

VŨ THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHÁT THẢI MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY HOÀNG VĂN THỤ

VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT TÁN CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

HÀ NỘI - NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------

VŨ THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHÁT THẢI MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY HOÀNG VĂN THỤ

VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ PHÁT TÁN CỦA CHÚNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. NGHIÊM TRUNG DŨNG

HÀ NỘI - NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu xác định phát thải

một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá

mức độ phát tán của chúng” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Nghiêm

Trung Dũng. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số

liệu, kết quả trong luận văn đều do tôi làm thực nghiệm, xác định và đánh giá.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày trong luận

văn này.

Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2017

HỌC VIÊN

Vũ Thị Thùy Trang

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc tiên, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Khoa học và Công nghệ

Môi trƣờng và Viện Đào tạo sau Đại học – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều

kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ làm luận văn tốt nghiệp thạc sỹ.

Thứ hai, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nghiêm Trung Dũng đã định hƣớng cho

tôi một đề tài thú vị, có tác dụng thiết thực đối với công việc hiện tại của tôi. Đồng thời góp

những ý kiến quan trọng giúp tôi hoàn thành bản luận văn này.

Thứ ba, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa Xây dựng và Môi trƣờng, trƣờng Đại học Kỹ

thuật Công nghiệp Thái Nguyên, nơi tôi đang công tác, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho

tôi trong quá trình học tập chƣơng trình cao học cũng nhƣ thực hiện luận văn này.

Thứ tƣ, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến các giảng viên, nghiên cứu viên của Viện

Khoa học và Công nghệ Môi trƣờng cùng các học viên trong lớp cao học kỹ thuật môi

trƣờng đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian học tập tại chƣơng trình Thạc sỹ chuyên ngành

Kỹ thuật môi trƣờng tại trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Thứ năm, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các chuyên viên thuộc Trung tâm

Quan trắc và Công nghệ Môi trƣờng Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình

thực hiện luận văn này.

Thứ sáu, tôi xin đƣợc chân thành cảm ơn Ban giám đốc và tập thể công nhân viên

Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện luận

văn này.

Cuối cùng, tôi cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình và cảm ơn bạn bè

vì đã hết lòng ủng hộ và chia sẻ những khó khăn trong cuộc sống để tôi có thể hoàn thành

bản luận văn này.

Học viên

Vũ Thị Thùy Trang

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... ii

DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH................................................................................................................ vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... viii

MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 1

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................ 2

1.1. Hệ số phát thải .................................................................................................................. 2

1.1.1. Khái niệm ................................................................................................................... 2

1.1.2. Phƣơng pháp xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh ............................................... 3

1.1.3. Xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh bằng phƣơng pháp quan trắc ..................... 4

1.2. Mức độ phát tán chất ô nhiễm của nguồn tĩnh ................................................................. 9

1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình phát tán chất ô nhiễm ........................................ 9

1.2.2. Mô hình phát tán chất ô nhiễm ................................................................................. 12

1.3. Giới thiệu chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ......................................... 17

1.3.1. Điều kiện khí hậu khu vực công ty ......................................................................... 17

1.3.2. Một số vấn đề môi trƣờng không khí của công ty ................................................... 19

1.3.3. Công đoạn sản xuất hơi của công ty ........................................................................ 20

CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 22

2.1. Thiết bị và vật tƣ ............................................................................................................. 22

2.1.1. Thiết bị ..................................................................................................................... 22

2.1.2. Hóa chất và vật tƣ .................................................................................................... 22

2.2. Quá trình quan trắc ......................................................................................................... 22

2.2.1. Công tác chuẩn bị ..................................................................................................... 22

2.2.2. Quá trình quan trắc ................................................................................................... 25

2.3. Tính toán hệ số phát thải ................................................................................................ 31

2.4. Xác định mức độ phát tán chất ô nhiễm trong khí thải của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ................................................................................................................................. 32

iii

2.4.1. Ứng dụng mô hình SCREENView 4.0.0 để xác định mức độ phát tán chất ô nhiễm theo trục của luồng gió ....................................................................................................... 33

2.4.2. Ứng dụng phần mềm ArcView GIS 3.3 xác định bản đồ ô nhiễm .......................... 35

CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 38

3.1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải ........................................................................ 38

3.1.1. Một số thông số liên quan đến quá trình quan trắc .................................................. 38

3.1.2. Nồng độ các chất ô nhiễm ........................................................................................ 38

3.2. Hệ số phát thải ................................................................................................................ 41

3.3. Mức độ phát tán chất ô nhiễm trong khí thải .................................................................. 44

KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 68

PHỤ LỤC .............................................................................................................................. 70

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Sự phụ thuộc của λ vào địa hình ........................................................................... 12

Bảng 1.2. Các cấp ổn định của khí quyển ............................................................................. 11

Bảng 1.3. Công thức tính toán σy, σz .................................................................................... 16

Bảng 1.4. Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại Thái Nguyên ......................................... 17

Bảng 1.5. Tốc độ gió trung bình tháng tại Thái Nguyên ....................................................... 18

Bảng 2.1. Cơ sở dữ liệu khí tƣợng trong 2 mùa .................................................................... 35

Bảng 3.1. Một số thông số liên quan đến quá trình lấy mẫu ................................................. 38

Bảng 3.2. Nồng độ bụi trong khí thải .................................................................................... 39

Bảng 3.3. Nồng độ một số chất ô nhiễm dạng khí trong khí thải .......................................... 39

Bảng 3.4. Hệ số phát thải các chất ô nhiễm ........................................................................... 41

Bảng 3.5. Tóm tắt nồng độ cực đại và vị trí đạt nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm theo hai mùa .................................................................................................................................. 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Quan hệ giữa chi phí và độ tin cậy của các phƣơng pháp đánh giá phát thải ......... 3

Hình 1.2 Vị trí lấy mẫu trên ống khói ..................................................................................... 5

Hình 1.3. Số điểm tối thiểu để lấy mẫu ................................................................................... 5

Hình 1.4. Phân bố vị trí 12 điểm lấy mẫu trên tiết diện tròn và tiết diện chữ nhật ................. 6

Hình 1.5. Lấy mẫu isokinetic và không isokinetic .................................................................. 7

Hình 1.6. Mô phỏng quá trình phát tán ................................................................................. 14

Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ sản xuất kèm dòng thải .............................................................. 19

Hình 1.8. Sản lƣợng tiêu thụ nhiên liệu từ năm 2015 đến tháng 7 năm 2017 của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ..................................................................................................... 21

Hình 2.1. Sơ đồ khối thể hiện quá trình sản xuất hơi và xử lý khí thải lò hơi ...................... 23

Hình 2.2. Ví trí lấy mẫu và phân bố điểm quan quan trắc ..................................................... 23

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý thiết bị lấy mẫu bụi ..................................................................... 24

Hình 2.4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống đo hàm ẩm ........................................................................ 26

Hình 2.5. Ống Pitot hình chữ S ............................................................................................. 28

Hình 2.6. Mô tả thông số đầu vào và sự kết hợp giữa mô hình SCREENView 4.0.0 và phần mềm ArcView GIS 3.3 .......................................................................................................... 32

Hình 2.7. Giao diện SREENView 4.0.0 ................................................................................ 34

Hình 2.8. Giao diện làm việc của phần mềm ArcView GIS 3.3 ........................................... 36

Hình 3.1. So sánh kết quả hệ số phát thải CO2 của nghiên cứu này và một số nghiên cứu khác trên thế giới ................................................................................................................... 42

Hình 3.2. So sánh kết quả hệ số phát thải CO của nghiên cứu này và một số nghiên cứu khác trên thế giới ................................................................................................................... 43

Hình 3.3. So sánh kết quả hệ số phát thải khí SO2 và NOx trong nghiên cứu này và trong tài liệu AP - 42 ............................................................................................................................ 44

Hình 3.4. Mức độ phát phát tán bụi trong môi trƣờng theo luồng gió .................................. 45

Hình 3.5. Mức độ phát phát tán bụi trong môi trƣờng theo luồng gió khi không đƣợc xử lý hoặc hệ thống xử lý bụi không làm việc ................................................................................ 46

Hình 3.6. Mức độ phát phát tán CO trong môi trƣờng theo luồng gió .................................. 47

Hình 3.7. Mức độ phát phát tán SO2 trong môi trƣờng theo luồng gió ................................. 48

Hình 3.8. Mức độ phát phát tán NO2 trong môi trƣờng theo luồng gió ................................ 49

Hình 3.9. Mức độ phát phát tán NO trong môi trƣờng theo luồng gió ................................. 50

Hình 3.10. Bản đồ phát tán bụi trong môi trƣờng vào mùa khô khi đƣợc xử lý ................... 53

Hình 3.11. Bản đồ phát tán bụi trong môi trƣờng vào mùa mƣa khi đƣợc xử lý .................. 54

Hình 3.12. Bản đồ phát tán bụi trong môi trƣờng vào mùa khô khi không đƣợc xử lý ....... 55

Hình 3.13. Bản đồ phát tán bụi trong môi trƣờng vào mùa mƣa khi không đƣợc xử lý ...... 56

Hình 3.14. Bản đồ phát tán CO trong môi trƣờng vào mùa khô ........................................... 57

Hình 3.15. Bản đồ phát tán CO trong môi trƣờng vào mùa mƣa .......................................... 58

Hình 3.16. Bản đồ phát tán SO2 trong trong môi trƣờng vào mùa khô ................................. 59

Hình 3.17. Bản đồ phát tán SO2 trong trong môi trƣờng vào mùa mƣa ................................ 60

Hình 3.18. Bản đồ phát tán NO2 trong môi trƣờng vào mùa khô .......................................... 61

Hình 3.19. Bản đồ phát tán NO2 trong môi trƣờng vào mùa mƣa ......................................... 62

Hình 3.20. Bản đồ phát tán NO trong môi trƣờng mùa khô .................................................. 63

vii

Hình 3.21. Bản đồ phát tán NO trong môi trƣờng mùa mƣa ................................................. 64

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

EF Hệ số phát thải :

US EPA Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ :

: IPCC Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

: WHO Tổ chức y tế thế giới

viii

: NL Nhiên liệu

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Ngày nay, công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội của

mỗi quốc gia. Tuy nhiên, bên cạnh đó, công nghiệp cũng là một trong những nguồn thải chính gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là môi trƣờng không khí. Trong công nghiệp, phải kể đến là

khí thải từ việc đốt nhiên liệu phục vụ lò hơi. Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi thƣờng là than,

dầu, củi,... Ở nƣớc ta, do đặc thù sản xuất và vùng nhiên liệu nên lò hơi công nghiệp sử

dụng củi đốt đƣợc rất nhiều doanh nghiệp lựa chọn đặc biệt là trong lĩnh vực dệt nhuộm, công nghệ thực phẩm, sản xuất giấy (giấy ăn, giấy vệ sinh). Một số doanh nghiệp sử dụng

lò hơi công nghiệp đốt củi nhƣ công ty Vifon (Tp. Hồ Chí Minh), công ty dệt nhuộm in

bông và may mặc (Tp. Hồ Chí Minh), công ty bia Hà Nội Quảng Bình, công ty sản xuất giấy ăn Anh Đức (Vĩnh Phúc), công ty Cổ phâng giấy Hoàng Văn Thụ (Thái Nguyên), công

ty giấy xuất khẩu (Thái Nguyên). Phát thải khí thải lò hơi nếu không đƣợc đánh giá và xác định sẽ gây khó khăn trong việc quản lý và bảo vệ môi trƣờng.

Việc xác định đúng, chính xác lƣợng phát thải và khả năng lan truyền chất ô nhiễm

có trong khí thải lò hơi sẽ góp phần vào việc quản lý tổng hợp chất lƣợng không khí. Công

cụ thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá mức độ phát thải và phát tán là sử dụng hệ số phát thải

và mô hình phát tán. Ở nƣớc ta, việc đánh giá phát thải và phát tán đối với khí thải lò hơi

công nghiệp sử dụng nhiên liệu là than, dầu đã đƣợc nhiều nghiên cứu đề cập đến, tuy nhiên

với loại nhiên liệu là sinh khối lại ít đƣợc quan tâm tới. Do vậy, nguồn dữ liệu thông tin còn

nhiều hạn chế. Nhận thức đƣợc điều này, đề tài “Nghiên cứu xác định phát thải một số

chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phát tán của chúng” đƣợc chọn làm nội dung nghiên cứu trong luận văn này. Hy vọng

rằng, kết quả của luận văn này sẽ góp phần xây dựng bộ hệ số phát thải và mức độ phát tán

một số chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi sử dụng nhiên liệu là sinh khối.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Góp phần xây dựng bộ số liệu về phát thải của khí thải lò hơi công nghiệp sử dụng

nhiên liệu là sinh khối.

- Đánh giá mức độ phát tán của một số chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi công

nghiệp sử dụng nhiên liệu là sinh khối.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu, tính toán phát thải và mức độ phát tán khí thải lò hơi của

Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ bao gồm bụi, CO, CO2, SO2, NO2 và NO.

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Hệ số phát thải

1.1.1. Khái niệm

Hệ số phát thải (emission factor - EF) là công cụ đƣợc sử dụng để đánh giá mức độ

phát thải các chất ô nhiễm không khí. Đối với nguồn thải tĩnh, hệ số này thể hiện mối quan

hệ giữa lƣợng chất ô nhiễm phát thải ra với các hoạt động phát thải ra các chất ô nhiễm đó

và thƣờng đƣợc thể hiện dƣới dạng khối lƣợng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lƣợng, thể

tích, nhiên liệu hoặc sản phẩm tạo thành. Đơn vị của hệ số phát thải có thể là g/kg nhiên liệu hoặc g/kg sản phẩm [1].

Hệ số phát thải đƣợc dùng để ƣớc tính mức độ phát thải từ các quá trình phát sinh chất

ô nhiễm. Thông thƣờng, hệ số phát thải đại diện cho lƣợng thải trung bình từ tất cả các quá

trình tƣơng tự nhau về mặt thiết kế và đặc điểm mà nó tạo ra chất ô nhiễm đang đƣợc xem

xét [2].

Hệ số phát thải là một trong những cách tiếp cận để xác định mức độ phát thải phục vụ cho công tác kiểm kê phát thải khi thông tin về nguồn phát thải không đầy đủ. Tuy nhiên,

kết quả tính toán mức độ phát thải thông qua hệ số phát thải chỉ là kết quả ƣớc tính, ít chính

xác hơn so với phƣơng pháp tính toán thải lƣợng so với phƣơng pháp quan trắc nguồn thải

[3]. Ở Hình 1.1 thể hiện mối quan hệ giữa chi phí và độ tin cậy đối với từng phƣơng pháp

tiếp cận. Nhận thấy rằng, khi sử dụng hệ số phát thải để đánh giá mức độ phát thải thì chi

phí bỏ ra thấp hơn so với các phƣơng pháp tiếp cận khác nhƣ mô hình phát thải hay quan

trắc phát thải. Tuy nhiên, kết quả thu đƣợc có độ tin cậy thấp hơn các phƣơng pháp trên.

Mặt khác, hệ số phát thải thƣờng đƣợc tính dựa trên dữ liệu hữu hạn, do đó có thể nó

không thực sự đại diện cho cơ sở sản xuất quan tâm. Vì vậy, thải lƣợng tính theo hệ số phát

thải cho một sơ sở sản xuất nhất định có thể sai lệch so với thải lƣợng phát thải thực tế. Tuy

nhiên, việc sử dụng hệ số phát thải để xác định thải lƣợng lại thích hợp về mặt kinh tế trong

điều kiện thiếu thông tin về nguồn thải [3].

Hình 1.1. Quan hệ giữa chi phí và độ tin cậy của các phương pháp đánh giá phát thải

Nguồn: [4]

1.1.2. Phƣơng pháp xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh

Để xác định hệ số phát thải cần xác định đƣợc lƣợng một khí ô nhiễm phát thải và

lƣợng nhiên liệu đã đƣợc đốt cháy (hay khối lƣợng sản phẩm đƣợc tạo thành hoặc lƣợng

điện đã tiêu thụ). Tuy nhiên, việc xác định lƣợng nhiên liệu đã sử dụng hay lƣợng sản phẩm

đƣợc tạo thành tƣơng đối đơn giản dựa vào số liệu các quá trình sản xuất. Vì vậy, để xác

định hệ số phát thải chủ yếu là xác định đƣợc lƣợng chất ô nhiễm phát thải ra môi trƣờng do

quá trình đốt gây ra.

Hiện nay, xác định lƣợng chất ô nhiễm sinh ra trong quá trình đốt thƣờng đƣợc áp

dụng là phƣơng pháp quan trắc phát thải, phƣơng pháp cân bằng vật chất và mô hình phát

thải [3]:

 Phƣơng pháp quan trắc phát thải

Quan trắc phát thải là phƣơng pháp thƣờng đƣợc áp dụng để xác định nồng độ chất ô nhiễm. Dựa vào tính chất của quá trình, phƣơng pháp này đƣợc chia thành quan trắc liên tục (Continuous emission monitoring - CEMs) và quan trắc không liên tục (Source test). Cơ sở chung của phƣơng pháp là tiến hành đo đạc, thu thập số liệu và kết hợp các phƣơng pháp tính toán, phân tích từ đó xác định đƣợc lƣợng chất ô nhiễm phát sinh [4].

Phƣơng pháp này cho kết quả có độ chính xác cao, phản ánh đúng tính chất từng

nguồn thải cụ thể. Nhƣng xét về khía cạnh kinh tế, phƣơng pháp này đòi hỏi chi phí cao,

yêu cầu nhiều về nhân lực và vật lực. Mặc dù vậy, nhƣng trong điều kiện dữ liệu về môi

trƣờng còn nhiều hạn chế, xác định hệ số phát thải bằng phƣơng pháp quan trắc vẫn là một

hƣớng đƣợc ƣu tiên sử dụng [3].

 Phƣơng pháp cân bằng vật chất

Nguyên tắc chung của phƣơng pháp dựa trên định luật bảo toàn vật chất. Phƣơng trình cần bằng vật chất đƣợc thiết lập cho các chất đầu vào và đầu ra của quá trình dựa trên

các phản ứng hoá học và các biến đổi về lƣợng của thành phần nhiên liệu. Từ đó, có thể tính

toán đƣợc lƣợng chất ô nhiễm tạo thành và đƣợc quy đổi ra hệ số phát thải cho từng loại quá

trình và chất ô nhiễm [3].

 Phƣơng pháp mô hình phát thải:

Nguyên tắc của phƣơng pháp này là sử dụng các thuật toán phù hợp để mô phỏng sự

thay đổi của các yếu tố trong quá trình. Từ các số liệu đầu vào và quy luật biến đổi của các yếu tố xảy ra trong quá trình có thể ƣớc tính các tham số của mô hình và tiến hành lập trình,

tính toán sự phát thải chất ô nhiễm. Phƣơng pháp này có thể xác định đƣợc hệ số phát thải hoặc mức phát thải của các dạng nguồn cụ thể nhƣ phát thải của nguồn động, phát thải do bay

hơi của các bể chứa, phát thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ các trạm xử lý nƣớc thải… Tuy

nhiên, phƣơng pháp này yêu cầu phải có lƣợng thông tin đáng kể về nguồn thải cần ƣớc lƣợng

và điều kiện khí tƣợng, địa hình trong khu vực nguồn thải [3].

1.1.3. Xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh bằng phƣơng pháp quan trắc

Tại Việt Nam, quá trình quan trắc bụi đƣợc quy định trên cơ sở tham khảo quy định

của Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ, tiêu chuẩn quốc gia của Úc (AS), tiêu chuẩn của Tổ chức

tiêu chuẩn quốc tế (ISO), tiêu chuẩn công nghiệp của Nhật Bản (JIS) [5].

 Lấy mẫu bụi

Vị trí và số điểm lấy mẫu bụi của nguồn thải tĩnh

Để mẫu bụi thu đƣợc mang tính đại diện, phản ánh đƣợc nồng độ và sự phân bố

trong ống khói thì vị trí lấy mẫu nên chọn đoạn nào có sự chuyển động càng ổn định càng

tốt. Bởi lẽ, về nguyên tắc, vị trí nào càng ít chuyển động rối thì bụi phân bố càng ổn định. Do đó, nên chọn vị trí lấy mẫu trên đoạn ống dài nhất và đáp ứng điều kiện A ≥ 2D và B ≥ 0,5 D (với D là đƣờng kính trong của ống khói; A, B tƣơng ứng là khoảng cách ngƣợc chiều và xuôi chiều dòng khí tính từ vị trí có sự thay đổi dòng khí tới vị trí lấy mẫu đƣợc thể hiện

trong Hình 1.2) [6]. Trong điều kiện lý tƣởng, vị trí điểm lấy mẫu thỏa mãn điều kiện B =

8D và A = 2D [5]. Đoạn ống khói đƣợc chọn có thể là đoạn nằm ngang hoặc thẳng đứng, tuy nhiên ƣu tiên chọn đoạn thẳng đứng để hạn chế ảnh hƣởng của trọng lực đến kết quả lấy

mẫu. Tiết diện đoạn lấy mẫu ƣu tiên chọn theo thứ tự tròn, vuông và chữ nhật để đảm bảo

tính ổn định của dòng khí [4].

Điểm dòng chảy thay đổi

Điểm lấy mẫu

Điểm dòng chảy thay đổi

Hình 1.2 Vị trí lấy mẫu trên ống khói

Nguồn: [6]

Sau khi xác định đƣợc vị trí lấy mẫu, cần tiến hành xác định số điểm và vị trí các

điểm lấy mẫu. Số điểm lấy mẫu tối thiểu đƣợc xác định dựa trên mối tƣơng quan giữa tỷ lệ

D > 0,61 m

A/D và B/D [5]. Xác định số điểm lấy mẫu tối thiểu đƣợc xác định dựa theo Hình 1.3.

Hình 1.3. Số điểm tối thiểu để lấy mẫu

Nguồn: [6]

Đối với ống khói có tiết diện hình chữ nhật sử dụng giá trị đƣờng kính tƣơng đƣơng để xác định vị trí số điểm lấy mẫu. Đƣờng kính tƣơng đƣơng của ống khói có tiết diện chữ nhật đƣợc tính theo công thức:

[6]

Sau khi xác định đƣợc số điểm lấy mẫu, vị trí cho từng điểm lấy mẫu đƣợc xác định

bằng cách chia tiết diện ống khói thành nhiều phần có diện tích bằng nhau. Đối với ống có tiết diện hình chữ nhật, tiết diện ống đƣợc chia thành các ô vuông hoặc chữ nhật. Đối với

ống có tiết diện tròn, tiết diện ống đƣợc chia thành các vòng tròn đồng tâm. Xác định vị trí

các điểm lấy mẫu dựa theo công thức:

Xi = d x Ki [6]

Trong đó: d: đƣờng kính ống khói

Ki: hệ số ứng với từng điểm lấy mẫu, cụ thể cho trong Phụ lục 1.

Xi: vị trí điển lấy mẫu thứ i.

Ví dụ trong trƣờng hợp phân bố 12 điểm lấy mẫu trên ống khói có tiết diện tròn và

tiết diện hình chữ nhật đƣợc phân bố nhƣ Hình 1.4.

Hình 1.4. Phân bố vị trí 12 điểm lấy mẫu trên tiết diện tròn và tiết diện chữ nhật

Nguồn: [6]

Quá trình lấy mẫu [4]

Quá trình lấy mẫu cần phải đảm bảo điều kiện đẳng khí động (isokinetic) tức là trƣớc và sau khi lấy mẫu thì động học của khí thải đƣợc giữ nguyên. Để đảm bảo điều này, quá trình lấy mẫu cần phải đảm bảo một số yếu tố nhƣ:

- Đầu lấy mẫu phải hƣớng thẳng góc, ngƣợc chiều với chuyển động của dòng khí.

- Thành của đầu lấy mẫu càng nhẵn và mỏng thì càng tốt.

- Đƣờng kính đầu lấy mẫu so với đƣờng kính ống khói càng nhỏ càng tốt.

- Vận tốc hút mẫu, vh, và vận tốc chuyển động của dòng khí trong ống dẫn, vk, về

nguyên tắc phải bằng nhau (vh = vk). Để đảm bảo điều này, trong quá trình hút mẫu, ban đầu cần phải xác định vận tốc dòng khí vk, sau đó, điều chỉnh vận tốc hút bằng với vận tốc dòng khí. Bởi nếu vh < vk, các hạt kích thƣớc nhỏ, có quán tính bé sẽ đi lệch ra ngoài giới hạn của miệng ống hút, một số hạt bụi có kích thƣớc lớn do có quán tính lớn sẽ giữ hƣớng chuyển động của mình và lọt vào ống hút mẫu, nhƣ vậy mẫu khí lấy đƣợc sẽ có số hạt bụi cỡ lớn

vƣợt cao so với thực tế (trƣờng hợp này đƣợc thể hiện trong Hình 1.5 c). Trong trƣờng hợp

ngƣợc lại, dòng khí bị cuốn mạnh vào ống hút mẫu, do đó, một số hạt bụi cỡ lớn không

đƣợc hút vào làm cho số lƣợng hạt bụi cỡ lớn đo đƣợc ít hơn so với thực tế (trƣờng hợp này đƣợc thể hiện trong Hình 1.5 d).

Nhƣ vậy, lấy mẫu đảm bảo isokinetic có nghĩa là việc lấy mẫu sao cho không làm ảnh

hƣởng tới dòng chảy của khí thải trong ống khói.

a) Lấy mẫu isokinetic b) Lấy mẫu không isokinetic

c) Lấy mẫu không isokinetic (Vh< Vk) d) Lấy mẫu không isokinetic (Vh>Vk)

Hình 1.5. Lấy mẫu isokinetic và không isokinetic Nguồn: [4]

Để xác định đƣợc tốc độ dòng khí thải hoặc lƣu lƣợng khí thải, ngày nay có rất nhiều phƣơng pháp, tuy nhiên, các phƣơng pháp đƣợc áp dụng phổ biến bao gồm sử dụng cảm biến áp suất vi sai, phong kế nhiệt và cảm biến bằng sóng siêu âm [7].

Cảm biến áp suất vi sai: Cảm biến áp suất vi sai hoạt động dựa theo định luật Becnuli. Cảm biến này thƣờng có dạng lỗ orifice, ống pitot hoặc ventury. Nguyên tắc chung

của cảm biến này là xác định tốc độ dòng khí dựa trên sự chênh lệch áp suất của dòng khí khi đi qua thiết bị. Đối với ống Pitot gồm hai đầu vào: 1 đầu dùng để đo áp suất động và 1 đầu để đo áp suất tĩnh. Vận tốc dòng khí đƣợc xác định dựa vào độ chênh lệch áp suất giữa hai đầu đo [7].

Phong kế nhiệt: Phong kế nhiệt sử dụng hai cảm biến nhiệt độ trong đó một cảm biến đƣợc gia nhiệt trƣớc (thƣờng đƣợc gọi là cảm biến dây nóng) và một cảm biến bù nhiệt. Khi đƣa cảm biến này vào dòng khí thải, do sự di chuyển của dòng khí, cảm biến dây nóng sẽ bị mất nhiệt, cảm biến bù nhiệt xác định lƣợng nhiệt bị mất đi. Từ đó, xác định vận tốc dòng khí thông qua lƣợng nhiệt đã bị mất đi trên cảm biến dây nóng [8].

Cảm biến siêu âm: Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên hiệu ứng Doppler bao gồm bộ phát và thu sóng siêu âm. Bộ phát phát ra sóng có tần số f1 vào dòng khí thải. Dòng khí di chuyển và phản xạ lại sóng có tần số f2 và đƣợc thu về nhờ bộ thu. Từ đó, vận tốc dòng khí đƣợc xác định thông qua sự chênh lệch tần số sóng phát ra và tần số sóng phản xạ [7].

 Quan trắc phát thải các chất ô nhiễm dạng khí

Việc quan trắc phát thải các chất ô nhiễm dạng khí thƣờng đơn giản hơn so với bụi, vị trí lấy mẫu cũng không đòi hỏi quá khắt khe. Tuy nhiên, trong thực tế thƣờng tiến hành lấy cả mẫu bụi và mẫu khí, do vậy, thƣờng chọn điểm lấy mẫu bụi làm điểm lấy mẫu khí. Xác định nồng độ các chất ô nhiễm dạng khí thƣờng sử dụng hai cách chính đó là lấy mẫu khí và đo trực tiếp tại nguồn thải.

 Lấy mẫu khí

Để lấy mẫu khí thải có thể sử dụng một trong các phƣơng pháp nhƣ hấp thụ, hấp phụ,

ngƣng tụ, hay phƣơng pháp lấy một thể tích khí [4].

Nguyên tắc chung của phƣơng pháp lấy mẫu khí là một mẫu khí đƣợc hút từ trong ống khói bằng đầu dò lấy mẫu và đƣợc chuyển đến bộ phận thu mẫu qua hệ thống ổn định khí và đƣờng ống dẫn khí. Trong quá trình di chuyển đến bộ phận thu mẫu, mẫu đƣợc loại bỏ bụi và các chất cản trở khác. Hệ thống thu mẫu có thể là hệ thống hấp thụ, hấp phụ, ngƣng tu hoặc lấy mẫu vào dụng cụ chứa [3].

Tùy thuộc vào điều kiện thực tế, thiết bị, dụng cụ và điều kiện phân tích mà chọn lựa phƣơng pháp phù hợp. Thông thƣờng, đối với một số khí có khả năng hòa tan tốt chủ yếu áp dụng phƣơng pháp hấp thụ. Phƣơng pháp hấp phụ thƣờng đƣợc dùng khi cần thu hồi một chất nào đó có trong khí thải. Phƣơng pháp ngƣng tụ hầu nhƣ ít đƣợc sử dụng vì thiết bị cồng kềnh, không thuận tiện cho việc lấy mẫu ở các nơi xa phòng thí nghiệm. Nhìn chung, các phƣơng pháp này đều có thời gian hồi đáp chậm, do phải bảo quản và đem về phòng thí nghiệm để phân tích, do đó, không đáp ứng đƣợc một số yêu cầu khi quan trắc. Chính vì thế, ngày nay, phƣơng pháp đo trực tiếp tại nguồn thải là một phƣơng pháp đƣợc áp dụng phổ biến [3].

 Phƣơng pháp đo trực tiếp tại nguồn thải

Nguyên tắc chung của phƣơng pháp đo trực tiếp tại nguồn thải là dựa vào tính chất vật lý, hóa học của chất ô nhiễm, các bộ phận cảm biến trong thiết bị đo tiến hành phân tích và hiển thị kết quả trên màn hình. Nhìn chung, phƣơng pháp này cho kết quả nhanh và tƣơng đối chính xác. Khí thải đƣợc hút qua thiết bị có chứa các sensor. Thiết bị sẽ tự động đo, xử lý tín hiệu và hiển thị kết quả nồng độ các chất khí ô nhiễm cần quan tâm lên trên màn hình hay in ra giấy. Có rất nhiều loại sensor đƣợc sử dụng nhƣ sensor xúc tác, sensor bán dẫn, sensor điện hóa, sensor quang, tuy nhiên, đƣợc sử dụng phổ biến là sensor điện hóa và sensor quang bởi chúng có kích thƣớc nhỏ, tiêu tốn ít năng lƣợng, thời gian hồi đáp ngắn, thích hợp với yêu cầu đánh giá, phân tích tại chỗ [8].

Hầu hết các sensor điện hóa gồm 3 điện cực (điện cực cảm biến, điện cực đối và điện cực so sánh). Điện cực cảm biến là một điện cực chọn lọc ion, đƣợc bao phủ bằng một lớp dung dịch điện ly mỏng. Ngoài cùng là một màng mỏng khoảng từ 0.01 – 0.1 mm, thông thƣờng là polyme, cho phép chất khí đang quan tâm thấm qua nhƣng không cho nƣớc hoặc ion thẩm thấu, do đó khả năng chọn lọc của các loại sensor điện hóa khá cao. Khi đƣa sensor vào trong ống khói, các chất khí sẽ thấm qua lớp màng polyme đi vào lớp dung dịch điện ly. Tại đây, chất khí sẽ tham gia phản ứng hóa học có thể tiêu thụ hoặc sinh ra các ion. Lƣợng ion sinh ra và mất đi này đƣợc cảm biến, tính toán kết hợp với lƣợng khí đã thấm qua lớp màng polyme để xác định nồng độ khí cần quan tâm có trong khí thải. Số chất khí có thể phát hiện đƣợc phụ thuộc vào lƣợng và đặc điểm chất điện ly, một sensor thông thƣờng có thể phát hiện đƣợc 104 chất khí khác nhau. Vật liệu làm điện cực thƣờng đƣợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay là Au và Pt do chúng có đặc tính trơ hóa học [8].

Khi sử dụng sensor quang, nó cho phép đo trực tiếp và liên tục các chất ô nhiễm dạng khí nhờ bộ phận thu và nhận bức xạ [4]. Cấu tạo của sensor quang gồm 2 sợi quang trong đó một sợi để dẫn truyền ánh sáng từ nguồn sáng tới bộ phận cảm biến, một sợi dẫn ngƣợc từ bộ cảm biến về detector. Sợi quang thƣờng đƣợc làm từ vật liệu dễ dẫn truyền ánh sáng và tiêu tốn ít năng lƣợng. Khi chiếu ánh sáng vào dòng khí thải, các chất khí trong khí thải sẽ làm thay đổi sóng ánh sáng. Nồng độ chất khí đang xét có trong khí thải đƣợc xác định thông qua sự thay đổi sóng ánh sáng này [8].

1.2. Mức độ phát tán chất ô nhiễm của nguồn tĩnh

1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình phát tán chất ô nhiễm

Khí thải sau khi ra khỏi miệng ống khói sẽ đƣợc phát tán trong không khí. Quá trình phát tán các chất ô nhiễm chịu tác động của nhiều yếu tố, tuy nhiên, dựa vào bản chất tác động có thể phân chúng thành 2 nhóm yếu tố, gồm: Yếu tố về nguồn thải và yếu tố về điều kiện khí tƣợng và địa hình [9].

 Nhóm yếu tố nguồn thải

Nhóm yếu tố về nguồn thải ảnh hƣởng đến mức độ phát tán các chất ô nhiễm không

khí bao gồm: tốc độ phát thải và độ cao phát thải [4].

- Tốc độ phát thải: Là lƣợng chất ô nhiễm phát thải trên một đơn vị thời gian. Nhƣ

vậy, tốc độ phát thải có ảnh hƣởng rất lớn tới nồng độ chất ô nhiễm trong môi trƣờng [3].

- Độ cao phát thải (Độ cao hiệu dụng, H): Bao gồm độ cao vật lý của ống khói (h)

và độ nâng vệt khói (∆h). Trong đó, độ nâng vệt khói phụ thuộc vào một số yếu tố nhƣ: kích

thƣớc nguồn thải, tốc độ và nhiệt độ khí thải, tốc độ gió, nhiệt độ không khí và áp suất khí

quyển [4].

Tốc độ và nhiệt độ nguồn khí thải

Tốc độ của khí thải có ảnh hƣởng rất lớn tới quá trình phát tán chất ô nhiễm bởi lẽ tại

thời điểm ban đầu, với tốc độ phụt khói lớn sẽ gây ra sự xáo trộn mạnh với không khí bên

ngoài. Tuy nhiên, sau một khoảng thời gian nhất định, dòng khí thải di chuyển theo hƣớng

gió, khi đó, tốc độ phụt của dòng khí ít gây ảnh hƣởng hơn tới quá trình phát tán[10].

Nhiệt độ của nguồn khí có ảnh hƣởng tới sự chênh nhiệt độ giữa khí thải và không

khí bên ngoài. Về nguyên tắc, sự chênh lệch nhiệt độ này lớn sẽ tạo ra sự chênh áp lớn giữa

dòng khí thải với không khí bên ngoài, tạo điều kiện xáo trộn ban đầu mạnh. Tuy nhiên, ở

trƣờng hợp ngƣợc lại, hiện tƣợng nghịch nhiệt sẽ diễn ra. Hiện tƣợng này làm giảm quá

trình khuếch tán đối lƣu, làm giảm quá trình phát tán chất ô nhiễm và khả năng pha loãng

chất ô nhiễm trong môi trƣờng dẫn đến tình trạng ô nhiễm cục bộ [1].

Kích thước nguồn thải

Hầu hết, phát thải trong công nghiệp đƣợc thực hiện thông qua ống khói do đó kích thƣớc nguồn thải đƣợc thể hiện thông qua chiều cao và đƣờng kính ống khói. Chiều cao ống

khói có liên quan chặt chẽ tới tốc độ gió, còn đƣờng kính trong của ống khói là một thông

số có ảnh hƣởng lớn tới tốc độ và lực nổi ban đầu của dòng khí. Nhƣ vậy, chiều cao và đƣờng kính trong của ống khói là hai thông số quan trọng ảnh hƣởng tới mức độ phát tán chất ô nhiễm [10].

 Nhóm yếu tố về điều kiện khí tƣợng và địa hình

Bên cạnh nhóm yếu tố về nguồn thải, nhóm yếu tố khí tƣợng và địa là một nhóm yếu tố quan trọng quyết định sự lan truyền chất ô nhiễm trong không khí. Nhóm yếu tố khí tƣợng tác động đến quá trình phát tán nhƣ tốc độ gió, hƣớng gió, điều kiện thời tiết, độ ổn định khí quyển và địa hình.

Tốc độ gió, hướng gió

Tốc độ gió có ảnh hƣởng lớn tới sự xáo trộn không khí, nhờ đó, tác động lên sự phát

tán ô nhiễm trong môi trƣờng. Trong thực tế, đây là một quá trình diễn ra theo cả phƣơng

ngang và phƣơng thẳng đứng, vì vậy, vận tốc gió và hƣớng gió là một trong những yếu tố khí tƣợng quan trọng nhất liên quan tới quá trình phát tán [9]. Tốc độ gió là một tham số có

mối liên hệ mật thiết với độ cao ống khói, địa hình của môi trƣờng xung quanh và đƣợc thế

hiện theo phƣơng trình:

[9]

Trong đó: U là tốc độ gió ở độ cao Z, m/s

U1 là tốc độ gió ở độ cao Z1, m/s

λ là hệ số phụ thuộc địa hình

Nhiệt độ môi trường

Nhiệt độ môi trƣờng là một tham số có liên tới sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ

nguồn thải và nhiệt độ môi trƣờng (đã đƣợc trình bày trong phần nhóm yếu tố nguồn thải).

Độ ổn định của khí quyển

Độ ổn định của khí quyển đƣợc chia thành 6 cấp (ký hiệu các cấp A, B, C, D, E và F)

có ảnh hƣởng rất lớn tới sự biến thiên nhiệt độ không khí theo chiều cao và tốc độ gió, chi

tiết đƣợc thể hiện trong Bảng 1.2. Nhờ đó, nó có mối quan hệ chặt chẽ tới hệ số phát tán

theo phƣơng ngang và phƣơng thẳng đứng [10].

Bảng 1.2. Các cấp ổn định của khí quyển

Mạnh Trung bình Nhiều mây Ít mây Yếu

Tốc độ gió ở độ cao 10 mét (m/s) > cấp 4/8 ≤ cấp 3/8 (1) (2) (3)

< 2 A A - B B E F

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 D D D D D

Nguồn: [11]

Với: A

: Là cấp rất không ổn định D : Là cấp trung tính

B : Là cấp không ổn định điển hình : Là cấp ổn định nhẹ E

C : Là cấp không ổn định nhẹ : Là cấp ổn định F

Độ ẩm không khí

Độ ẩm là một tham số phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Khi độ ẩm trong không khí

cao sẽ tạo điều kiện thúc đẩy quá trình sa lắng ƣớt và phản ứng hóa học một số chất ô nhiễm

dạng khí háo nƣớc với hơi nƣớc trong khí quyển xảy ra nhanh hơn, kết quả là nồng độ các

chất ô nhiễm trong khí quyển giảm đi nhƣng lại làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc mƣa [9].

Địa hình

Địa hình là một yếu tố ảnh hƣởng lớn đến tốc độ gió và hƣớng gió. Điều này có

nghĩa, địa hình là một tham số có liên quan mật thiết với khả năng xáo trộn không khí [9].

Đặc điểm và tính chất của địa hình tại các khu vực khác nhau đƣợc thể hiện thông qua một

tham số, đƣợc gọi là hệ số phụ thuộc địa hình (λ) và giá trị của thông số λ đƣợc trình bày

trong Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Sự phụ thuộc của λ vào địa hình

Đồng bằng Thành phố hoặc ngõ hẻm Loại địa hình Ngoại ô bằng phẳng

0,28 0,16 0,4 λ

Nguồn: [11]

1.2.2. Mô hình phát tán chất ô nhiễm

Để tính toán khả năng phát tán chất ô nhiễm trong môi trƣờng dƣới sự ảnh hƣởng

của các yếu tố về nguồn thải và điều kiện khí tƣợng, địa hình, hiện nay, phƣơng pháp mô

hình hóa đang là hƣớng tiếp cận đƣợc sử dụng phổ biến. Phƣơng pháp này sử dụng các mô

hình toán học mô phỏng và dự báo sự lan truyền các chất ô nhiễm theo không gian và thời gian. Trên thế giới có rất nhiều mô hình đánh giá mức độ phát tán chất ô nhiễm không khí, tuy nhiên, tập trung theo ba hƣớng chính đó là [10]:

- Mô hình thống kê kinh nghiệm: Dựa vào cơ sở lý thuyết của Gauss với giả thuyết

rằng sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm tuân theo quy luật phân bố chuẩn. Các nhà khoa học có công với hƣớng mô hình này là Taylor, Sutton, Tunner và hiện nay vẫn đang đƣợc các

nhà khoa học tiếp tục hoàn thiện [10].

- Mô hình thống kê thủy động: Sử dụng lý thuyết khuếch tán rối trong điều kiện khí

quyển có sự phân tầng nhiệt. Mô hình này đƣợc Berliand xây dựng và áp dụng thành công ở

Nga vì thế, mô hình này còn đƣợc gọi là mô hình Berliand [10].

- Mô hình số trị: Dựa trên việc giải hệ phƣơng trình đầy đủ của nhiệt động lực học khí quyển. Hƣớng nghiên cứu này đang trong giai đoạn thử nghiệm nên còn gặp nhiều khó

khăn [10].

Trong trƣờng hợp tổng quát, nồng độ ô nhiễm trong không khí phân bố theo thời

gian và không gian đƣợc mô tả nhƣ Hình 1.6 với phƣơng trình phát tán tổng quát:

[1]

Trong đó:

C : Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí.

x,y,z: Toạ độ theo trục Ox, Oy, Oz.

t : Thời gian.

Kx, Ky, Kz : Các thành phần của hệ số khuyếch tán rối theo các trục Ox, Oy Oz.

u,v,w: Các thành phần vận tốc gió theo trục Ox, Oy, Oz.

Wc : Vận tốc lắng đọng của các chất ô nhiễm

: Hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi trƣờng không khí.

: Hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do những quá trình

phản ứng hoá học xảy ra trên đƣờng lan truyền.

Hình 1.6. Mô phỏng quá trình phát tán Nguồn: [10]

Mô hình phát tán của Berliand

Để giải phƣơng trình phát tán tổng quát, Berliand sử dụng các giả thiết bỏ qua sự

biến đổi hóa học, tốc độ gió và hệ số khuếch tán rối có dạng lũy thừa.

[1]

Trong đó: Uz, U1: Tốc độ gió ở độ cao z và 1 mét (m/s)

Kz, K1: Hệ số khuếch tán rối ở độ cao z và 1 mét (m2/s)

n, m: Các chỉ số đặc trƣng cho sự biến đổi tốc độ gió và hệ số khuếch tán

theo chiều cao

Với giả thiết đó, nghiệm của phƣơng trình phát tán tổng quát chính là nồng độ chất ô

nhiễm không khí tại mặt đất:

[1]

Nồng độ chất ô nhiễm không khí cực đại Cmax tại vị trí xmax

[1]

Trong đó: M: Tốc độ nguồn thải (mg/s)

K0: Kích thƣớc khuếch tán rối ngang (m), đƣợc liên hệ với hệ số khuếch tán rối ngang Ky và tốc độ gió theo công thức: K0 = Ky/U

H: Chiều cao hiệu dụng của ống khói

Mô hình Gauss

Mô hình Gauss là mô hình đƣợc áp dụng phổ biến trên thế giới. Nồng độ các chất ô

nhiễm theo trục luồng gió tại mặt đất của nguồn điểm tại độ cao H đƣợc xác định theo

phƣơng trình:

[12]

y: Hệ số phát tán theo phƣơng ngang (m)

z: Hệ số phát tán theo phƣơng đứng (m)

Trong đó:

 Giá trị tham số σy, σz đƣợc tính toán dựa theo điều kiện địa hình và sự ổn định

khí quyển, công thức tính toán đƣợc trình bày trong Bảng 1.3.

Bảng 1.3. Công thức tính toán σy, σz

Cấp ổn định σy , m σz , m theo Pasquill

Vùng nông thôn

0,22x(1+10-4x)-1/2 0,2x A

0,16x(1+10-4x)-1/2 0,12x B

0,11x(1+10-4x)-1/2 0,08x(1+2,10-4x)-1/2 C

0,08x(1+10-4x)-1/2 0,06x(1+15,10-4x)-1/2 D

0,06x(1+10-4x)-1/2 0,03x(1+3,10-4x)-1 E

0,04x(1+10-4x)-1/2 0,016x(1+3,10-4x)-1 F

Khu vực thành phố

0,32x(1+4,10-4x)-1/2 0,24x(1+10-3x)-1/2 A –B

0,22x(1+4,10-4x)-1/2 0,2x C

0,16x(1+4,10-4x)-1/2 0,14x(1+3,10-3x)-1/2 D

0,01x(1+4,10-4x)-1/2 0,08x(1+1,5,10-3x)-1/2 E – F

Nguồn: [12]

Trong đó: x là khoảng cách theo hƣớng gió kể từ nguồn thải tính theo mét

- Chiều cao hòa trộn , ZM (m), đƣợc xác định theo công thức:

[12]

Trong đó: u *: Tốc độ cản do ma sát gây ra (m/s), u* = 0.1 u10 [12]

f : Tham số Coriolis

Vậy: zm = 320 u10

Từ đó, xác định lực nổi ban đầu của dòng khí theo công thức:

[12]

Trong đó:

+ Fb: Lực nổi ban đầu của luồng khói, m4/s3

+ Ts: Nhiệt độ của ống khói, 0K

+ Ta: Nhiệt độ của không khí xung quanh, 0K

+ vs: Vận tốc luồng khói tại miệng ống khói, m/s

+ ds: Đƣờng kính miệng ống khói, m

+ g: Gia tốc trọng trƣờng, g=9,8 m/s2

1.3. Giới thiệu chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

1.3.1. Điều kiện khí hậu khu vực công ty [13]

Thái nguyên là một tỉnh thuộc trung du miền núi Đông Bắc Bộ. Về mặt khí hậu, thành phố Thái Nguyên nói chung và khu vực Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ nói

chung, có đặc trƣng của khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, chia làm hai mùa rõ rệt mùa

mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10) và mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau). Nhiệt độ trung bình từng tháng từ năm 2011 đến tháng 7 năm 2017 đƣợc thể hiện trong Bảng 1.4.

Bảng 1.4. Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại Thái Nguyên

Nhiệt độ không khí trung bình tháng (0C)

N/T

Th1 Th 2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12 TB

h

2011 16,2 21,6 20,7 22,9 26,7

29,4 29,6 28,5 26,8

25,4

20,3

29,5

24,8

2013 14,4 13,5 20,8 24,0 26,7

28,1 28,4 28,2 27,7

26,1

20,5

17,3

23,0

2014 15,1 21,9 20,5 24,1 26,5

29,2 28,9 29,4 28,3

26,2

21,0

19,4

24,2

2015 17,7 20,5 21,5 23,5 27,8

29,5 29,7 27,8 27,9

25,1

20,9

18,5

24,2

2016 11,9 17,3 16,7 23,4 26,3

28,7 29,5 28,5 27,1

24,0

22,9

16,8

22,8

2017 21,4 15,6 20,0 25,7 28,5

29,4 28,7

24,2

Nguồn: [13]

Tốc độ gió và hướng gió: Tại khu vực Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, chế độ gió trong năm có 2 mùa chính, mùa khô gió có hƣớng đông bắc - tây nam, mùa mƣa gió có hƣớng đông nam - tây bắc. Tốc độ gió trung bình trong năm: 1,1 - 1,4 m/s, tốc độ gió lớn

nhất: 23 m/s. Tốc độ gió trung bình tháng kể từ năm 2011 đến tháng 7 năm 2017 đƣợc trình bày trong Bảng 1.5.

Bảng 1.5. Tốc độ gió trung bình tháng tại Thái Nguyên

Tốc độ gió trung bình tháng (m/s)

Th1 Th 2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12 TB

N/T h

2011

1,1

0,8

1,1

1,4

1,3

1,7

1,4

1,3

1,2

1,3

2013

1,1

1,4

1,2

1,3

1,6

1,4

1,3

1,2

1,3

2014

1,2

1,1

1,2

1,1

1,7

1,3

1,4

1,2

2015

1,2

1,1

1,2

1,6

1,1

1,2

1,1

2016

1,1

0,9

1,6

1,1

1,7

1,3

1,1

1,4

1,3

2017

1,1

1,2

1,3

1,5

1,7

1,5

1,4

1,2

Nguồn: [13]

Độ ẩm: Độ ẩm tƣơng đối trung bình năm của không khí là 80,8%, tháng cao nhất

(tháng 3) đạt 90% và tháng thấp nhất (tháng 12) xuống tới 68%.

1.3.2. Một số vấn đề môi trƣờng không khí của công ty

Các vấn đề môi trƣờng không khí phát sinh từ quy trình sản xuất của Công ty Cổ

phần giấy Hoàng Văn Thụ đƣợc tóm tắt trong sơ đồ Hình 1.7.

Phân loại Nguyên liệu Bụi, tiếng ồn,

Máy nghiền Bụi, tiếng ồn, Nƣớc

Sàng lọc 1

Bụi, tiếng ồn

Bể chứa tổng hợp

Sàng lọc 2 Bụi, tiếng ồn

Nhiệt Ống khói lò hơi

Xeo, sấy, cắt cuộn

Khí thải LÒ HƠI

Cân, đóng gói Nƣớc xả đáy

Nƣớc

Củi, vỏ cây và dăm mảnh Nhập kho

Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ sản xuất kèm dòng thải

Nguồn: [14]

Qua Hình 1.7 có thể thấy, khí thải phát sinh từ quy trình sản xuất của công ty tập chung chủ yếu trong 3 khu vực gồm khu vực tập kết nguyên, nhiên liệu, khu vực sàng và

nghiền giấy và khu vực lò hơi.

Khu vực tập kết nguyên, nhiên liệu

Khí thải tại khu vực này phát sinh chủ yếu do việc bốc dỡ nguyên, nhiên liệu và hoạt

động của các phƣơng tiện vận chuyển gây ra [14].

Khu vực sản xuất nghiền và sàng lọc

Trong quá trình sản xuất bụi phát sinh chủ yếu trong công đoạn nghiền. Tuy nhiên,

do đặc thù nên các hạt bụi phát sinh từ công đoạn này thƣờng có kích thƣớc lớn dễ xử lý

nên không đáng ngại, thông thƣờng, chúng tồn tại ở dạng bột nghiền rơi vãi ra nên thƣờng

xuyên đƣợc tận thu, thu hồi phục vụ sản xuất. Bên cạnh đó, khí thải phát sinh trong quá trình này còn có hơi dung môi và hơi nƣớc. Nhƣng do đặc thù của công đoạn này chỉ dùng

hóa chất tẩy trắng, mặt khác, tỷ lệ dung môi sử dụng theo bột giấy rất thấp lại có tính phân

tán rộng, không tập chung, công ty đã bố trí các quạt và cửa sổ thông gió để phát tán hơi nƣớc, hơi dung môi ra môi trƣờng [14].

Khu vực lò hơi và tập kết nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi của công ty là củi, vỏ cây và dăm mảnh đƣợc tập kết

ngay tại khu vực lò hơi. Tại khu vực này chủ yếu phát sinh bụi trong quá trình vận chuyển,

bốc dỡ nhiên liệu. Vì vậy bụi chủ yếu là dạng bụi đất đá có kích cỡ hạt thô và dễ lắng. Để

kiểm soát vấn đề này công ty có biện pháp quản lý tốc độ di chuyển xe trong công ty,

thƣờng xuyên, rửa xe, tƣới nƣớc để giảm sự phát tán bụi, trang bị bảo hộ lao động cho công

nhân trực tiếp làm việc [14].

Tại khu vực lò hơi, nhiên liệu đƣợc đốt trong lò đốt với nhiệt độ từ 1000-12000C, chất thải phát sinh tại lò hơi chủ yếu là bụi, các chất ô nhiễm dạng khí nhƣ CO, CO2, NOx, SO2 và hơi nƣớc bão hòa. Hiện tại Công ty có một số biện pháp nhằm làm giảm phát thải các chất ô nhiễm bằng cách xử lý bụi qua hai cấp khô và ƣớt. Sau thiết bị xử lý, khí thải

đƣợc thải ra môi trƣờng qua ống khói cao 18 mét đƣợc bố trí ở cuối phân xƣởng lò hơi [14].

Nhận thấy, trong các khu vực của công ty đều phát sinh bụi và các chất khí ô nhiễm

nhƣng do đặc thù phân tán rộng, đặc tính bụi dễ dàng loại bỏ nên tác giả tập chung nghiên cứu phát thải và phát tán chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi. Lƣợng phát thải phụ thuộc nhiều vào đặc điểm công nghệ và loại nhiên liệu sử dụng cho lò hơi. Chi tiết công nghệ sản xuất hơi trong nghiên cứu này đƣợc trình bày trong mục 1.3.3.

1.3.3. Công đoạn sản xuất hơi của công ty

Hiện tại, Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ hoạt động 5 dây chuyền xeo với tổng công suất lên tới 55000 tấn/năm bao gồm xeo IV, V, VI, VII và VIII. Hơi nóng để phục vụ

quá trình xeo đƣợc cấp từ 3 lò hơi, mỗi lò có công suất 12,5 tấn hơi/giờ trong đó có 1 lò

chạy dự phòng [14]. Nhiên liệu sử dụng cho các lò hơi là vỏ cây và dăm mảnh. Dăm mảnh

thƣờng sử dụng cho công ty là các loại dăm từ gỗ keo lai, keo tai tƣợng. Thành phần hóa

học trong nhiên liệu (tính theo phần trăm trọng lƣợng khô) bao gồm: cacbon (42 - 45%),

oxy (35 - 39%), hydro (3,5-4,5%), nitơ (0,3 - 0,5%), lƣu huỳnh (0,18 - 0,2%), tro (3 - 4%),

còn lại là ẩm và một số thành phần khác [15].

Tình hình sử dụng nhiên liệu của công ty kể từ tháng 1 năm 2015 đến tháng 7 năm

2017 đƣợc thể hiện theo biểu đồ Hình 1.8:

450000

Lƣợng nhiên liệu tiêu thụ năm từ 2015 đến 2017

) g K

400000

350000

300000

250000

200000

( ụ h t u ê i t u ệ i l

150000

n ê i

100000

50000

h n g n ợ ƣ L

5 1 0 2 / 1 T

5 1 0 2 / 2 T

5 1 0 2 / 3 T

5 1 0 2 / 4 T

5 1 0 2 / 5 T

5 1 0 2 / 6 T

5 1 0 2 / 7 T

5 1 0 2 / 8 T

5 1 0 2 / 9 T

6 1 0 2 / 1 T

6 1 0 2 / 2 T

6 1 0 2 / 3 T

6 1 0 2 / 4 T

6 1 0 2 / 5 T

6 1 0 2 / 6 T

6 1 0 2 / 7 T

6 1 0 2 / 8 T

6 1 0 2 / 9 T

7 1 0 2 / 1 T

7 1 0 2 / 2 T

7 1 0 2 / 3 T

7 1 0 2 / 4 T

7 1 0 2 / 5 T

7 1 0 2 / 6 T

7 1 0 2 / 7 T

5 1 0 2 / 0 1 T

5 1 0 2 / 1 1 T

5 1 0 2 / 2 1 T

6 1 0 2 / 0 1 T

6 1 0 2 / 1 1 T

6 1 0 2 / 2 1 T

Hình 1.8. Sản lượng tiêu thụ nhiên liệu từ năm 2015 đến tháng 7 năm 2017 của Công ty Cổ

phần giấy Hoàng Văn Thụ

Nguồn: [15]

Qua đồ thị nhận thấy, lƣợng nhiên liệu dùng cho lò hơi kể từ tháng 2 tới tháng 7 năm

2017 tƣơng đối ổn định. Điều này là do công ty đã đi vào giai đoạn hoạt động ổn định, sau

giai đoạn chạy thử của dự án mở rộng công suất.

Sơ đồ công nghệ sản xuất hơi và xử lý khí thải lò hơi đƣợc trình bày trong Phụ lục 5.

Nhiên liệu đƣợc cấp vào lò hơi bằng hệ thống băng tải, phía dƣới là bàn cân để kiểm soát

lƣợng nhiên liệu nạp vào lò. Sau đó, nhiên liệu đƣợc đốt trong lò đốt tầng sôi. Sản phẩm chính của lò hơi là hơi nƣớc bão hòa, các sản phẩm phụ đi kèm bao gồm bụi, một số chất khí ô nhiễm và tro, xỉ. Hơi nóng sẽ đƣợc thu nhờ thiết bị trao đổi nhiệt, đƣa đi phục vụ quá trình sản xuất. Khí thải sẽ đƣợc xử lý bụi qua hai cấp bao gồm xyclon và bể dập bụi ƣớt, sau đó đƣợc thải ra ngoài bằng ống khói cao 18 mét với đƣờng kính trong là 0,8 mét. Lƣợng tro

tạo thành chiếm khoảng 3% lƣợng nhiên liệu ban đầu. Tro xỉ thải từ lò hơi có thể sử dụng làm chất phụ gia trong công nghiệp nhƣ sản xuất xi măng hoặc có thể sử dụng nhƣ một loại

phân bón trong công nghiệp [14].

CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Thiết bị và vật tƣ

2.1.1. Thiết bị

Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu bao gồm;:

- Thiết bị lấy mẫu bụi C5000, Model M5 - S2 - DMV, nhà sản xuất ESC, Mỹ.

- Thiết bị phân tích CO, CO2, O2: Orsat-Fischer, Đức.

- Thiết bị đo khí thải Testo 350 XL, nhà sản xuất Testo, Đức.

2.1.2. Hóa chất và vật tƣ

- Giấy lọc: Sử dụng giấy lọc sợi xelulo hãng Advantec 2, đƣờng kính 400 mm, khối lƣợng riêng 125 g/cm3, khả năng lƣu giữ hạt có đƣờng kính lớn hơn 5 μm, xuất xứ Nhật Bản.

- Axeton (C3H6O).

2.2. Quá trình quan trắc

2.2.1. Công tác chuẩn bị

Thời điểm quan trắc

Thời điểm quan trắc đƣợc lựa chọn phải đảm bảo tính đại diện, không ảnh hƣởng tới

kết quả và các yêu cầu khác trong công tác quan trắc tại hiện trƣờng. Thời điểm quan trắc là

thời điểm mà quá trình sản xuất đang hoạt động ổn định, tránh thời điểm lúc vừa bắt đầu

hoặc kết thúc quá trình sản xuất. Tuy nhiên, sau quá trình khảo sát thấy quá trình sản xuất

và tiêu thụ nhiên liệu phục vụ sản xuất hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ là

quá trình sản xuất liên tục, ổn định kể từ tháng 2 năm 2017. Đặc biệt, từ tháng 7 năm 2016

đến tháng 7 năm 2017, công suất sản xuất hơi của lò hơi luôn đạt 85 - 98% so với công suất

thiết kế (tức công suất sản xuất hơi đạt 10,63 - 12,15 tấn hơi/h). Vì vậy, nồng độ chất ô

nhiễm tƣơng đối ổn định ở mọi thời điểm, do đó, thời gian quan trắc đƣợc thực hiện vào ngày 22/6/2017, là ngày công ty hoạt động bình thƣờng, công suất sản xuất hơi đạt 96% so với công suất thiết kế. Thời gian bắt đầu quá trình quan trắc là 7h và kết thúc vào lúc 16h cùng ngày.

Lựa chọn vị trí và xác định số điểm quan trắc

Do đặc thù phát sinh bụi và khí thải ở công đoạn xeo, sấy và tập kết nhiên liệu là

phân tán lớn, lƣu lƣợng nhỏ nên việc lấy mẫu chỉ đƣợc tiến hành tại ống khói - khu vực sản

suất hơi. Sơ đồ công nghệ xử lý khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

đƣợc thể hiện trong Hình 2.1.

Nhiệt

Ống khói Cyclon Lò hơi Nhiên liệu Thiết bị trao đổi nhiệt Bể xử lý bụi ƣớt

Nƣớc

Hình 2.1. Sơ đồ khối thể hiện quá trình sản xuất hơi và xử lý khí thải lò hơi

Trong công đoạn sản xuất hơi, nhiệt của dòng khí thải đƣợc dẫn đi phục vụ sản xuất nhờ thiết bị trao đổi và truyền nhiệt. Sau đó, khí thải đƣợc xử lý bụi bằng cyclon và bể dập

bụi ƣớt, cuối cùng, đƣợc thải ra ngoài qua ống khói. Vị trí và số điểm lấy mẫu đƣợc xác

định theo US EPA Method 1. Qua khảo sát nhận thấy, ống khói lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ có kết cấu bằng thép, cao 18 mét, đƣờng kính trong là 0,8 mét, tại độ

cao 7 mét so với mặt đất và cách điểm dẫn khí vào 3 mét có thiết kế cửa lấy mẫu tiết diện

tròn có đƣờng kính là 0,1 mét. Nhận thấy, vị trí này thỏa mãn điều kiện A ≥ 0,5D, B ≥ 2D

(với với A= 11 mét, B = 3 mét, D = 0,8 mét) nên nó đƣợc chọn làm vị trí lấy mẫu và đƣợc

mô tả trong Hình 2.2 a).

Cửa lấy mẫu

Cửa dẫn khí thải vào b) Vị trí các điểm quan trắc

a) Vị trí quan trắc

Hình 2.2. Ví trí lấy mẫu và phân bố điểm quan quan trắc

Số điểm lấy mẫu đƣợc xác định dựa vào tỷ số A/D và B/D. Nhƣ vậy, số điểm lấy

mẫu đƣợc xác định theo US EPA Method 1 là 24 điểm. Tuy nhiên, do điều kiện ống khói

của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ chỉ bố trí một cửa và một hành lang lấy mẫu, do

đó, tiến hành lấy mẫu tại 24 điểm gặp rất nhiều khó khăn, nên tác giả tiến hành lấy mẫu tại 12 điểm đƣợc bố trí trên một đƣờng thẳng đồng trục với cửa lấy mẫu. Vị trí cụ thể các điểm

lấy mẫu đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 và Hình 2.2, b).

Công tác chuẩn bị tại hiện trƣờng đƣợc thực hiện theo các bƣớc sau:

- Chuẩn bị giấy lọc: Giấy lọc đƣợc sấy ở nhiệt độ 1050C cho đến khi kết quả giữa các

lần cân chênh lệch không quá 0,1 mg và đƣợc đặt vào đĩa peptri, mang đến hiện trƣờng.

- Chuẩn bị và lắp đặt thiết bị lấy mẫu;

- Vệ sinh thiết bị đo, kiểm tra các bộ phận: bộ phận lọc bụi, chất làm khô, bộ phận

khử độc cho sensor. Tất cả các đầu đo đo đều đƣợc vệ sinh sạch sẽ, khô ráo.

- Kiểm tra bơm hút, các dụng cụ đo nhiệt độ và áp suất, các đầu ống lấy mẫu.

- Lựa chọn đƣờng kính đầu lấy mẫu (nozzle) phù hợp: Căn cứ vào vận tốc của dòng

khí đo đƣợc để lựa chọn đầu hút mẫu thích hợp. Đầu nozzle số 8 (nozzle có đƣờng kính

bằng 8,7mm) đã đƣợc lựa chọn.

- Lắp ráp thiết bị hoàn chỉnh và kiểm tra lại các bộ phận. Sơ đồ lắp đặt thiết bị lấy

mẫu bụi đƣợc thể hiện trong Hình 2.1

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý thiết bị lấy mẫu bụi Nguồn: [6]

- Kiểm tra độ kín của hệ thống (Leak checks) sau khi lắp ráp bằng cách: Bịt một đầu Pitot chữ S, bật bơm hút, điều chỉnh đồng hồ đo áp khoảng -10kpa, sau đó kiểm tra đồng hồ

lƣu lƣợng, nếu đồng hồ đứng yên, không di chuyển trong 10 - 20s và nƣớc trong các ống

impinger không sủi bọt khí thì chứng tỏ hệ thống kín. Sau đó, thả tay ra khỏi đầu Pitot, tắt bơm và lắp thiết bị vào ống khói chuẩn bị lấy mẫu. Quá trình kiểm tra độ kín của hệ thống

đƣợc thực hiện 2 lần (trƣớc và sau khi kết thúc quá trình lấy mẫu bụi).

- Kiểm tra lại vị trí đã chọn có sự chảy rối của dòng khí bằng cách nối ống Pitot chữ S vào đồng hồ đo chênh áp và đƣa ống Pitot vào ống khói theo hƣớng thẳng góc với dòng khí, sau đó, xoay đầu ống Pitot 1 góc 900 so với phƣơng của dòng khí. Nếu có số liệu chênh áp ở đồng hồ đo chứng tỏ vị trí đó có dòng chảy rối, điều kiện lấy mẫu tại vị trí đó không

đảm bảo, cần tiến hành lấy mẫu ở vị trí khác.

2.2.2. Quá trình quan trắc

a) Quá trình lấy mẫu bụi

Quá trình quan trắc bụi trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn

Thụ đƣợc thực hiện theo quy định của US EPA từ Method 1 đến Method 5. Trong thời gian

quan trắc, ba mẫu mẫu bụi (ký hiệu M1, M2, M3) đã đƣợc lấy với thời gian lấy mẫu là 72

phút/mẫu. Các thao tác trong quá trình lấy mẫu bụi bao gồm:

Xác định hàm ẩm

Trong thời gian lấy mẫu bụi, hàm ẩm đƣợc xác định 3 lần. Hàm ẩm đƣợc xác định

theo US EPA Method 4 nhờ hệ thống Impinger. Hệ thống đo hàm ẩm đƣợc lắp đặt theo

Hình 2.4.

Hình 2.4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống đo hàm ẩm

Nguồn: [16]

Hệ thống đo hàm ẩm bao gồm hệ thống ống 4 impinger đặt trong thùng chứa nƣớc đá

và một số các thiết bị phụ khác nhƣ đồng hồ treo, cân treo, van điều chỉnh,... Trong 4 ống

impinger có hai ống đầu tiên chứa 100 ml nƣớc cất, ống thứ ba để rỗng, ống thứ tƣ chƣa

silicagel. Lƣợng ẩm đƣợc giữ lại trong các ống impinger đƣợc xác định bằng phƣơng pháp

khối lƣợng hoặc thể tích và đƣợc hiển thị trên cân treo.

Thể tích hơi nƣớc bị ngƣng tụ quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm) đƣợc xác

định theo công thức:

Vwc(std) = (Vf - Vi)rw R Tstd / ( Pstd Mw ) = K1 (Vf - Vi) [16]

Trong đó: K1 = 0,001356 m3/ml

Thể tích hơi nƣớc đƣợc giữ trong silicagel quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm)

đƣợc xác định theo công thức:

Vwsg(std) = (Wf - Wi) R Tstd / (Pstd Mw) = K3 (Wf - Wi) [16]

Trong đó: K3 = 0,001358 m3/g

Thể tích mẫu khí quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm) đƣợc xác định theo công

thức:

[16] =

Hàm ẩm đƣợc xác định theo công thức:

[16] Bws =

Trong đó:

Mw : Khối lƣợng mol phân tử của nƣớc, 18 g/g.mol

Pm : Áp suất tuyệt đối (trong phƣơng pháp này thì Pm tƣơng đƣơng áp suất khí quyển), mmHg

Pstd : Áp suất tuyệt đối tại điều kiện tiêu chuẩn 760 mmHg

R : Hằng số khí lý tƣởng, 0,06236 (mm Hg) (m3)/(g-mole).(°K)

Tm : Nhiệt độ tuyệt đối đo đƣợc trên đồng hồ

Tstd : Nhiệt độ chuẩn tuyệt đối, 298°K

Vf : Thể tích của hơi nƣớc ngƣng tụ, ml

Vi : Thể tích ban đầu của nƣớc ngƣng, ml

Vm : Thể tích khí khô, m3

VWC(std): Thể tích hơi nƣớc ngƣng tụ, quy đổi ra điều kiện chuẩn, Nm3

vm(std) : Thể tích khí khô quy đổi ra điều kiện chuẩn, m3

Vwsg(std): Thể tích hơi nƣớc thu đƣợc trong silicagel quy đổi ra điều kiện chuẩn, m3

Wf : Khối lƣợng cuối của silicagel và ống impinger, g

Wi : Khối lƣợng ban đầu của silicagel và ống impinger, g

Y : Hệ số hiệu chỉnh của đồng hồ đo khí

DVm : gia tăng thể tích khí đƣợc xác định bằng chỉ số của đồng hồ tại mỗi điểm lấy mẫu, m3

rw : Khối lƣợng riêng của nƣớc, 0,9982 g/ml

H : Áp suất trung bình khác nhau đo bằng đồng hồ tại mỗi điểm lấy mẫu, mmH2O

Xác định khối lƣợng mol phân tử khí khô

Khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định thông qua phần trăm thể tích khí theo quy định của US EPA Method 3. Trong thời gian xác định một mẫu bụi, khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định qua 3 lần.

Xác định phần trăm theo thể tích khí khô của một số chất khí cơ bản nhƣ O2, CO, CO2, N2 (các chất khí còn lại có thành phần phần trăm theo thể tích nhỏ nên đƣợc bỏ qua)

có trong khí thải nhờ thiết bị Orsat-Fischer. Cách xác định: Dùng quả bóp cầm tay hút mẫu

khí thải vào một dung dịch bên trong thiết bị. Khi đó, xảy ra phản ứng hoá học giữa khí thải

đƣợc hút vào và dung dịch bên trong thiết bị làm thay đổi lƣợng dung dịch. Sự thay đổi này cho biết thành phần khí trong khí thải. Đọc số liệu phần trăm O2 và CO2 trên vạch thiết bị.

Trên thực tế %CO thƣờng rất nhỏ (cỡ ppm) nên có thể bỏ qua hoặc sử dụng %O2 và %CO2 hiệu chỉnh trong các công thức tính toán. %O2 và %CO2 hiệu chỉnh đƣợc xác định theo công thức:

%O2 (hiệu chỉnh) = %O2 - 0,5.%CO [17]

%CO2 (hiệu chỉnh) = %CO2 + %CO [17]

Khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định theo công thức:

Md = 0,44.(%CO2) + 0,32.(%O2) + 0,28.(100% - %O2 - %CO2) [17]

Xác định vận tốc và lƣu lƣợng khí thải

Vận tốc và lƣu lƣợng khí thải đƣợc xác định theo US EPA Method 2. Vận tốc khí

thải đƣợc xác định thông qua hàm ẩm, khối lƣợng mol phân tử khí khô và độ chênh áp giữa

áp suất động và áp suất tĩnh [18]. Độ chênh áp giữa áp suất động và áp suất tĩnh đƣợc xác

định nhờ ống Pitot chữ S. Sơ đồ nguyên lý ống pitot đƣợc thể hiện trong Hình 2.5.

Hình 2.5. Ống Pitot hình chữ S Nguồn: [18]

Vận tốc khí trung bình của dòng khí đƣợc xác định theo công thức:

[18]

Lƣu lƣợng khí khô trung bình của dòng khí đƣợc xác định thông qua tốc độ dòng khí

và diện tích tiết diện ống khói, đƣợc xác định theo công thức:

[18]

Trong đó

As : Tiết diện ống khói, m2

Bws: Hàm ẩm khí thải, theo tỷ lệ thể tích

Cp : Hệ số Pitot, không thứ nguyên (Cp = 0,84)

Kp : Hằng số Pitot, Kp =34,97

Ms : Khối lƣợng mol phân tử khí thải, khí ẩm, g/mol

Ps : Áp suất tác động của khí thải, mm Hg

Pstd : Áp suất ở điều kiện chuẩn, 760 mm Hg

Qstd: Lƣu lƣợng khí thải, khô và ở điều kiện chuẩn, Nm3/h

ts : Nhiệt độ khí thải °C

Ts : Nhiệt độ tuyệt đối khí thải, °K, Ts = 273 + ts

Tstd : Nhiệt độ tuyệt đối tại điều kiện chuẩn, 298 °K

vs : Vận tốc khí thải trung bình, m/s

Pavg: Áp suất trung bình của dòng khí, mmH2O.

Điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo điều kiện đẳng tốc:

Quá trình điều chỉnh tốc độ hút đƣợc thực hiện theo quy định của US EPA Method 5. Quá trình điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo đẳng tốc đƣợc thực hiện liên tục và tại

tất cả các điểm lấy mẫu thông qua việc điều chỉnh ∆H [19]. Thời gian lấy mẫu tại mỗi điểm là 6 phút, sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển đầu lấy mẫu tới vị trí điểm lấy mẫu tiếp theo. Chi tiết quá trình lấy mẫu và điều chỉnh tốc độ hút của quá trình lấy mẫu cho 3 mẫu bụi đƣợc thể hiện chi tiết trong Phụ lục 6.

Thu và bảo quản mẫu

Đƣa đầu lấy mẫu ra khỏi dòng khí, để một thời gian cho đầu lấy mẫu nguội bớt và

bắt đầu thu mẫu. Sử dụng giấy bạc bịt kín đầu lấy mẫu nhằm tránh bị mất hoặc thêm bụi

trƣớc khi tháo rời các thiết bị. Lau sạch tất cả bụi bên ngoài cần lấy mẫu và bộ phận xung quanh. Tháo bộ phận chứa giấy lọc, lấy giấy lọc cho vào đĩa petri, bịt kín bằng băng

paraphin. Lƣợng bụi đọng phía trong đầu lấy mẫu đƣợc thu bằng aceton và dùng chổi

chuyên dụng chải sạch. Toàn bộ mẫu thu đƣợc sẽ đƣợc bảo quản và phân tích.

b) Quá trình quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí

Quá trình quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí đƣợc thực hiện song song với quá

trình lấy mẫu bụi. Xác định nồng độ các chất ô nhiễm dạng khí bằng phƣơng pháp đo nhanh

với thiết bị đo khí thải Testo 350. Trong thời gian lấy mẫu bụi, 9 mẫu khí (ký hiệu KT1, KT2, ..., KT9) cũng đã đƣợc tiến hành với thời gian lấy mẫu là 5 phút/mẫu. Các thao tác

quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí bao gồm:

- Cài đặt thiết bị, lựa chọn các thông số quan trắc (CO, CO2, SO2, NO2 và NO).

- Đƣa đầu dò vào trong ống khói, chờ cho dòng khí bên trong ống khói ổn định; khởi

động thiết bị đo.

- Lƣu và in kết quả trong 1 file.

- Sau khi đo xong, bảo dƣỡng thiết bị theo yêu cầu của nhà sản xuất.

c) Công tác đảm bảo chất lƣợng/kiểm soát chất lƣợng (QA/QC) trong quá trình quan

trắc

- Thời điểm quan trắc đã đƣợc thực hiện vào thời điểm công ty đang hoạt động bình

thƣờng với hiệu suất sản xuất hơi đạt 96%.

- Phƣơng pháp quan trắc đã thực hiện theo quy định của Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ US EPA (từ Method 1 đến Method 5). Trong quá trình thiết kế chƣơng trình quan trắc

đã xác định đúng vị trí và thông số cần quan trắc đảm bảo yêu cầu và mục tiêu nghiên cứu. Mặc dù, chỉ lấy mẫu tại 12 điểm thay vì là 24 điểm (theo US EPA Method 1), tuy nhiên, vẫn đảm bảo chia tiết diện ống khói thành 6 hình tròn nhƣ trong trƣờng hợp lấy mẫu tại 24 điểm.

- Trang thiết bị sử dụng trong quá trình quan trắc bao gồm thiết bị lấy mẫu bụi C5000

(hãng ESC, Mỹ), thiết bị Orsat - Fischer (Đức) và Testo 350 XL đều phù hợp với phƣơng

pháp đo, đáp ứng yêu cầu của phƣơng pháp về kỹ thuật về đo lƣờng và đƣợc kiểm tra, hiệu

chỉnh theo ISO IEC 17025:2005, định kỳ 12 tháng/lần.

- Quá trình quan trắc đã đảm bảo isokinetic (Chi tiết xem Phụ lục 6)

- Trong quá trình lấy mẫu đã tiến hành xác định hệ số nhiên liệu nhằm đánh giá mức

độ tin cậy của kết quả quan trắc. Hệ số nhiên liệu đƣợc xác định thông qua %O2 và %CO2 và đƣợc xác định theo công thức:

F0 = (20,9 - %O2)/(%CO2) [17]

So sánh hệ số nhiên liệu tính toán đƣợc với giá trị hệ số nhiên liệu cho loại nhiên liệu là củi và vỏ cây, nếu giá trị F0 nằm ngoài khoảng 1 ÷ 1,12 thì cần phải xem xét lại trƣớc khi công nhận kết quả đo [5].

- Vận chuyển mẫu: Ba mẫu bụi sau khi lấy đƣợc vận chuyển về phòng thí nghiệm

ngay trong ngày 22/6/2017 và đƣợc phân tích vào ngày 23/6/2017. Các thông số đo nhanh

hiện trƣờng đƣợc thực hiện ngay tại địa điểm lấy mẫu.

2.3. Tính toán hệ số phát thải

Hệ số phát thải có thể tính theo khối lƣợng nhiên liệu tiêu tốn hoặc tính theo sản

phẩm đƣợc tạo thành

Hệ số phát thải theo khối lƣợng các chất ô nhiễm là lƣợng chất ô nhiễm phát thải trên

một đơn vị nhiên liệu khô đã đƣợc đốt cháy. Hệ số phát thải đƣợc tính toán nhƣ sau:

[2]

Trong đó:

EFi - hệ số phát thải của chất ô nhiễm i, g/kg nhiên liệu

Mi - lƣợng chất ô nhiễm i phát thải trong quá trình đốt, g

Mnl - khối lƣợng nhiên liệu đã đốt, kg.

Hệ số phát thải theo sản phẩm các chất ô nhiễm là lƣợng chất ô nhiễm phát thải trên

một đơn vị sản phẩm. Hệ số phát thải đƣợc tính toán nhƣ sau:

[2]

Trong đó:

EFi - hệ số phát thải của chất ô nhiễm i, kg/kg sản phẩm

Msp - lƣợng sản phẩm tạo ra, tấn

2.4. Xác định mức độ phát tán chất ô nhiễm trong khí thải của Công ty Cổ phần giấy

Hoàng Văn Thụ

Để xác định mức độ phát tán khí thải của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, mô

hình SCREENView 4.0.0 và phần mềm ArcView GIS 3.3 đã đƣợc lựa chọn và ứng dụng. Để dự báo tác động xấu tới môi trƣờng, mô hình SCREENView 4.0.0 đƣợc áp dụng trong

hai trƣờng hợp (Khi hệ thống xử lý làm việc bình thƣờng và khi hệ thống xử lý không làm

việc). Giả thiết trong trƣờng hợp hệ thống xử lý không làm việc, toàn bộ bụi trong khí thải

không bị sa lắng hay xảy ra phản ứng hóa học trong suốt thời gian di chuyển từ ống khói tới vị trí cách chân ống khói 3 km. Sau khi xác định nồng độ các chất ô nhiễm theo hƣớng gió,

sẽ kết hợp với phần mềm ArcView GIS 3.3 để xác định sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm

theo vùng. Sơ đồ mô tả sự kết hợp mô hình SCREENView 4.0.0 và ArcView GIS 3.3 đƣợc thể hiện trong Hình 2.6.

Khí tƣợng và địa hình:

- Vận tốc gió trung bình tháng Mô hình SREENView 4.0.0 - Hƣớng gió chủ đạo

Tính toán nồng độ tại các điểm theo hƣớng gió - Nhiệt độ môi trƣờng trung bình tháng bố Phân nồng độ chất ô nhiễm theo hƣớng gió

- Địa hình và yếu tố cản trở

Nguồn thải: Phần mềm ArcView GIS 3.3

- Mức độ phát thải

Tính toán phân bố nồng độ theo vùng Bản đồ phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo vùng - Chiều cao và đƣờng kính ống khói

- Nhiệt độ khí thải

- Vận tốc khí thải

Hình 2.6. Mô tả thông số đầu vào và sự kết hợp giữa mô hình SCREENView 4.0.0 và phần

mềm ArcView GIS 3.3

2.4.1. Ứng dụng mô hình SCREENView 4.0.0 để xác định mức độ phát tán chất ô nhiễm theo trục của luồng gió

SCREENView 4.0.0 là một trong những mô hình đƣợc sử dụng phổ biến để đánh giá sơ bộ sự lan truyền các chất ô nhiễm dƣới sự ảnh hƣởng của các yếu tố khí tƣợng, địa hình và đặc điểm nguồn thải. Kết quả của mô hình bổ sung thông tin cho nhà quản lý nhằm đánh giá mức độ lan truyền chất ô nhiễm của nguồn thải tới môi trƣờng xung quanh.

Mô hình SCREENView 4.0.0 đƣợc xây dựng dựa trên mô hình Gauss và đƣợc viết thành phần mềm chạy trên nền Windows, đƣợc giới thiệu bởi Cơ quan Bảo vệ môi trƣờng

Mỹ (US EPA). Nó đƣợc sử dụng để xác định phân bố nồng độ các chất ô nhiễm không khí

cho các nguồn điểm, nguồn mặt. Đối với từng loại nguồn thải, mô hình hiển thị đầy đủ

thông tin dữ liệu đầu vào và có khả năng thay đổi đơn vị đo. Không những thế, mô hình có

chức năng kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu nhập vào, trƣớc khi tính toán SCREENView 4.0.0 sẽ hiển thị tất cả các dữ liệu đã nhập và những dữ liệu còn thiếu, giúp tiết kiệm thời

gian [12].

Do mô hình SCREENView 4.0.0 đƣợc phát triển từ mô hình Gauss, chính vì thế,

việc mô phỏng quá trình phát tán chất ô nhiễm cần thỏa mãn một số điều kiện sau:

- Các điều kiện ổn định: Vận tốc gió và chế độ rối không thay đổi theo thời gian;

- Dòng chảy đồng nhất: Vận tốc gió và chế độ rối không thay đổi theo không gian;

- Chất ô nhiễm có tính trơ: Tức là đƣợc coi là không xảy ra phản ứng hoá học cũng

nhƣ không lắng đọng do trọng lực;

- Có sự phản xạ tuyệt đối của bề mặt đất đối với luồng khói, tức là không có hiện

tƣợng mặt đất hấp thụ chất ô nhiễm;

- Sự phân bố nồng độ trên mặt cắt trực giao với trục gió theo phƣơng ngang (y) và

phƣơng đứng (z) là tuân theo luật phân phối chuẩn Gauss;

- Luồng khói mở rộng theo phân bố chuẩn Gauss;

-Tốc độ phát thải của nguồn ổn định và liên tục [12].

Nhƣ vậy, xét trong một phạm vi không gian nghiên cứu (3km) các khí CO và SO2 đều có thể đƣợc áp dụng đối với mô hình này. Đối với NOx, trên thực tế, trong quá trình phát tán, luôn có sự biến đổi NO thành NO2, tuy nhiên, quá trình này thƣờng diễn ra chậm nên NO vẫn đƣợc áp dụng mô hình SCREENView 4.0.0 để đánh giá mức độ phát tán. Riêng đối với bụi, mặc dù, chƣa đƣợc nghiên cứu cụ thể về thành phần kích cỡ hạt, tuy

nhiên, kích cỡ hạt bụi trong khí thải lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối khoảng cỡ từ 1 ÷

500 μm. Mặt khác, khí thải trƣớc khi thải ra ngoài đƣợc xử lý qua xyclon và bể dập bụi ƣớt

thì hầu hết các hạt bụi kích cỡ lớn sẽ bị giữ lại [20]. Nhƣ vậy, bụi trong khí thải lò hơi của

công ty hầu hết là dạng bụi mịn, do đó, có thể áp dụng mô hình SCREENView 4.0.0 để

đánh giá mức độ phát tán bụi trong không khí.

Các bƣớc ứng dụng mô hình SCREENView 4.0.0:

- Bƣớc 1: Khởi động và nhập dữ liệu nguồn thải

Sau khi khởi động, mô hình sẽ xuất hiện giao diện làm việc nhƣ Hình 2.7, mô hình

SCREENView 4.0.0 áp dụng đƣợc cho các loại nguồn (souce type): nguồn điểm, nguồn

mặt và nguồn bùng phát trong vùng đô thị (Ubran) hoặc nông thôn (Rural).

Đối với khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ cơ sở dữ liệu nguồn

thải bao gồm: Tốc độ phát thải, đƣờng kính, chiều cao ống khói, tốc độ phụt, nhiệt độ khí

thải và nhiệt độ môi trƣờng bên ngoài ống khói.

Hình 2.7. Giao diện SREENView 4.0.0

- Bƣớc 2: Nhập dữ liệu địa hình.

Thông qua khảo sát thực địa và dựa theo bản đồ địa hình trong bán kính 3 km kể từ chân ống khói, khu vực Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ có địa hình bằng phẳng,

không có sự chênh lệch đáng kể về địa hình. Vậy địa hình Flat Terrain (địa hình bằng

phẳng) đƣợc chọn để tính toán.

- Bƣớc 3: Nhập dữ liệu khí tƣợng :

Về khí tƣợng, với tính năng SCREENView 4.0.0 khảo sát trên địa hình đơn giản có 3 tùy chọn là: Full Meteorology (điều kiện khí tƣợng đầy đủ), Single Stability classes (chỉ phụ

thuộc cấp ổn định khí quyển), và Single Stability classes and Wind speeds (phụ thuộc cấp

ổn định khí quyển và tốc độ gió).

Do cơ sở dữ liệu khí tƣợng thu thập đƣợc tại khu vực công ty không đầy đủ nên tiến hành chạy mô hình theo chế độ “Single Stability classes and Wind speeds”. Với mục đích

dự báo mức tác động xấu tới con ngƣời và môi trƣờng xung quanh tác giả sử dụng dữ liệu

nguồn thải ngày 22/6/2017 để tiến hành chạy mô hình theo điều kiện khí tƣợng trung bình cho 2 mùa (mùa mƣa và mùa khô). Cơ sở dữ liệu khí tƣợng đƣợc trình bày trong Bảng 2.1.

Bảng 2.1. Cơ sở dữ liệu khí tƣợng trong 2 mùa

Cơ sở dữ liệu Mùa mƣa Mùa khô

Nhiệt độ môi trƣờng trung bình tháng (0C) 27,7 20,4

Tốc độ gió trung bình tháng (m/s) 1,5 1,2

Hƣớng gió chủ đạo Đông nam - tây bắc Đông bắc - tây nam

Nguồn: [13]

- Bƣớc 4: Xuất và in kết quả. Ở bƣớc này sau khi đã nhập dữ liệu và chạy mô hình

sẽ cho ta đƣợc kết quả dƣới hai dạng: Dạng file và dạng biểu đồ.

2.4.2. Ứng dụng phần mềm ArcView GIS 3.3 xác định bản đồ ô nhiễm

Phần mềm ArcView GIS 3.3 là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) của Viện nghiên cứu hệ thống môi trƣờng (ESRI), có khả năng tích hợp dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính, tạo và chỉnh sửa dữ liệu, truy vấn và hiển thị dữ liệu

để tạo ra các bản đồ chuyên dụng. Ngoài ra, một trong những chức năng quan trọng của phần mềm ArcView GIS 3.3 là có khả năng nội suy, phân tích không gian và chồng phủ bản đồ.

Các bƣớc ứng dụng phần mềm ArcView GIS 3.3 bao gồm:

- Bƣớc 1: Khởi động phần mềm.

Khi khởi động phần mềm sẽ xuất hiện giao diện làm việc, giao diện làm việc của

phần mềm ArcView GIS 3.3 đƣợc trình bày trong Hình 2.8.

Hình 2.8. Giao diện làm việc của phần mềm ArcView GIS 3.3

- Bƣớc 2: Chọn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.

Do Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ nằm giáp danh với địa phận phƣờng Tân

Long, xã Cao Ngạn và phƣờng Quán Triều nên bản đồ số thành phố Thái Nguyên tỷ lệ

1:50000 đƣợc lựa chọn làm cơ sở dữ liệu nền. Để thể hiện đƣợc chi tiết bản đồ phân bố chất

ô nhiễm, tác giả tiến hành cắt một phần phía Bắc thành phố Thái Nguyên bao gồm địa phận

phƣờng Quán Triều, một phần địa phận phƣờng Quang Vinh, Tân Long, xã Cao Ngạn và xã

Phúc Hà với tỷ lệ 1:13000 so với bản đồ dữ liệu nền.

Dữ liệu thuộc tính đƣợc sử dụng là kết quả của mô hình SCREENView 4.0.0. Thông

thƣờng, kết quả mô hình SCREENView 4.0.0 là dạng biểu đồ hoặc dạng file (WordiPad),

do đó, để sử dụng làm dữ liệu thuộc tính cho phần mềm ArcView GIS 3.3 cần chuyển đổi

về dạng file Excel hoặc file AutoCad.

- Bƣớc 3: Nội suy nồng độ chất ô nhiễm.

Có rất nhiều phƣơng pháp nội suy đƣợc áp dụng nhƣng phổ biến nhất là 4 phƣơng pháp nội suy bao gồm phƣơng pháp định lƣợng khoảng cách ngƣợc (IDW), phƣơng pháp nội suy tổng quát (Spilne), phƣơng pháp nội suy đặc biệt (Kriging) và phƣơng pháp nội suy Trend [20].

Mỗi phƣơng pháp nội suy đều có ƣu, nhƣợc điểm khác nhau, phù hợp với từng mục

đích sử dụng. Trong đó, phƣơng pháp định lƣợng khoảng cách ngƣợc đƣợc lựa chọn để xác

định vùng phát tán chất ô nhiễm. Bởi lẽ, phƣơng pháp nội suy này thao tác thực hiện tƣơng

đối đơn giản, có độ chính xác cao và giảm đƣợc tính phức tạp của bản đồ dựa trên mô hình

khoảng cách [20].

- Bƣớc 4: Chồng phủ bản đồ (Overlay)

Chồng phủ bản đồ là một trong những tính năng ƣu việt của phần mềm ArcView GIS 3.3 nói riêng và của GIS nói chung trong việc phân tích dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc

tính, để xây dựng thành một bản đồ mới [20]. Đối với phƣơng pháp phủ chồng bản đồ

không gian và bản đồ thuộc tính (bản đồ phân tán nồng độ), vị trí ống khói của Công ty Cổ

phần giấy Hoàng Văn Thụ đƣợc lựa chọn làm vị trí giao điểm để thực hiện chồng phủ (tọa độ X:02390012; Y:00428123).

CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải

3.1.1. Một số thông số liên quan đến quá trình quan trắc

Trong quá trình lấy mẫu bụi và các chất ô nhiễm dạng khí, một số thông số phục vụ cho quá trình xử lý số liệu và kiểm tra kết quả đo đã đƣợc tiến hành đo đạc và thu thập. Lƣu

lƣợng khí thải đƣợc xác định dựa vào vận tốc khí thải và tiết diện ống khói quy về điều kiện chuẩn (ở 25oC và 1 atm). Một số thông số liên quan quá trình lấy mẫu đƣợc trình bày trong Bảng 3.1:

Bảng 3.1. Một số thông số liên quan đến quá trình lấy mẫu

Ký hiệu mẫu Thông số Đơn vị Trung bình M 2 M 3 M 1

1120 1180 1020 Nhiệt độ lò đốt 1106,7±86,7

66 67 66 Nhiệt độ khí thải 66,3±0,7

mmHg 767,84 764,83 764,23 Áp suất của khí thải 765,63±2,21

mmHg 768,07 765,07 764,54 Áp suất khí quyển 765,89±2,18

Áp suất tĩnh của khí thải mmHg -3,06 -3,23 -4,16 -3,16±0,68

13,3 13,8 13,0 Hàm ẩm khí thải % 13,4±0,43

Lƣu lƣợng khí thải (ở 25oC và 1 atm) m3/s 5,02 5,05 5,02 5,03±0,02

Vận tốc khí thải tại điểm lấy mẫu m/s 9,98 10,04 9,99 10,01±0,03

1,093 1,076 1,094 Hệ số nhiên liệu 1,087±0,011

106,5 98,5 91,0 % Isokinetic % 98,7±7,8

Qua kết quả, đƣợc chỉ ra trong Bảng 3.1, cho thấy, hệ số isokinetic I = 98,7%, chứng

tỏ rằng quá trình lấy mẫu bụi đảm bảo isokinetic (I = 90-110%) [19]. Chính vì thế, kết quả

quan trắc bụi có thể tin cậy đƣợc.

3.1.2. Nồng độ các chất ô nhiễm

Nhƣ đã trình bày ở chƣơng 2, các chất ô nhiễm dạng khí đƣợc quan trắc cùng với quá trình lấy mẫu bụi. Nồng độ của các chất ô nhiễm đều đƣợc quy về điều kiện chuẩn (25oC và 1 atm).

Kết quả quan trắc nồng độ bụi đƣợc trình bày trong Bảng 3.2.

Bảng 3.2. Nồng độ bụi trong khí thải

QCVN Ký hiệu mẫu M1 M2 M3 Trung bình 19:2009/BTNMT

113 105 119 112,3±7,3 120 Nồng độ bụi, mg/Nm3 (250C, 1 atm)

Qua kết quả quan trắc cho thấy, nồng độ bụi đo đƣợc tại ống khói của công ty đảm bảo trong giới hạn cho phép theo QCVN 19:2009/BTNMT cột B ứng với hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kp = 1 và hệ số vùng Kv = 0,6 [21]. Sở dĩ có đƣợc điều này là do công ty đã có hệ thống xử lý bụi qua 2 cấp (xử lý kết hợp xyclon và bể xử lý ƣớt). Do đó, nồng độ bụi đã giảm đi đáng kể trƣớc khi đƣa đến ống khói và thải ra môi trƣờng. Mặc dù, mẫu bụi chỉ đƣợc lấy tại 12 điểm, tuy nhiên, vị trí các điểm lấy mẫu đƣợc xác định theo US EPA Method 1, cũng đảm bảo chia tiết diện ống khói thành 6 hình tròn nhƣ trƣờng hợp lấy mẫu tại 24 điểm. Bên cạnh đó, trong quá trình kiểm tra chế độ dòng chảy tại 12 điểm lấy mẫu, cho thấy, tại 12 điểm này đều không có dòng chảy rối. Thêm vào đó, quá trình lấy mẫu đảm bảo isokinetic và hệ số nhiên liệu tính toán đƣợc nằm trong giới hạn 1 ÷ 1,12 (xem Bảng 3.1), vì vậy, kết quả nồng độ bụi quan trắc đƣợc đảm bảo tính đại diện và có thể chấp nhận đƣợc.

Song song với quá trình lấy mẫu bụi, một số chất ô nhiễm dạng khí cũng đã đƣợc

quan trắc, nồng độ của chúng đƣợc trình bày trong Bảng 3.3.

Bảng 3.3. Nồng độ một số chất ô nhiễm dạng khí trong khí thải

Nồng độ các chất ô nhiễm dạng khí, mg/Nm3 (250C, 1 atm)

Kí hiệu mẫu đo CO CO2 SO2 NO2 NO

498,6 35873 5,49 2,89 KT 1 97,23

494,5 32085 3,72 2,63 KT 2 98,72

543,2 32209 6,27 4,76 KT 3 88,65

491,6 33009 9,81 3,10 KT 4 98,31

496,9 32527 1,42 3,39 KT 5 97,54

529,5 32982 8,28 3,57 KT 6 89,20

558,7 32793 4,74 4,54 KT 7 83,54

447,5 33518 4,57 3,59 KT 8 102,56

492,5 37163 5,70 2,65 KT 9 96,18

TB 505,9±58,4 33573±3590 5,56±4,25 3,46±1,3 94,66±11,12

Qua kết quả quan trắc cho thấy, nồng độ một số chất ô nhiễm dạng khí đo đƣợc trong

khí thải lò hơi của công ty đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 19:2009/BTNMT cột B ứng với hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kp = 1 và hệ số vùng Kv = 0,6 [21]. Đối với nồng độ của CO và CO2 tƣơng ứng dao động trong khoảng 447,49 đến 558,46 mg/m3 và khoảng 32085 đến 37163 mg/m3. Có đƣợc điều này là do công ty sử dụng nhiên liệu là củi, vỏ cây và dăm mảnh, là loại nhiên liệu dễ cháy hoàn toàn. Thêm vào đó, hệ số nhiên liệu xác định

đƣợc trong quá trình quan trắc (đƣợc chỉ ra trong Bảng 3.1) nằm trong khoảng giới hạn 1 ÷

1,12, điều này chứng tỏ rằng quá trình đốt trong lò hơi đạt hiệu quả cao cũng nhƣ độ chính xác của kết quả đo [5]. Đối với SO2, nồng độ khí SO2 quan trắc đƣợc chỉ dao động trong khoảng 1,42 đến 9,81 mg/m3 do hàm lƣợng lƣu huỳnh trong loại nhiên liệu chỉ khoảng 0,011% [14].

Khí NOx trong khí thải chủ yếu NO tức thời, NO nhiên liệu và NO nhiệt [22]. Tuy nhiên, thành phần nitơ trong nhiên liệu chỉ khoảng 0,39% [14] nên lƣợng NOx sinh ra do nhiên liệu không đáng kể. Mặt khác, thành phần cacbon trong nhiên liệu chủ yếu là ở dạng xenlulo nên NOx tức thời đƣợc tạo ra có thể rất ít. Bên cạnh đó, trong điều kiện cấp khí dƣ (hệ số cấp khí dƣ 1,2) và nhiệt độ lò đốt trung bình là 1106,70C tạo điều kiện thúc đẩy phản ứng giữa N2 và O2 trong không khí cấp vào lò xảy ra nhanh, kết quả tạo ra NO nhiệt nhiều [22]. Vì thế NOx trong khí thải chủ yếu là NO nhiệt. Điều này lý giải cho việc nồng độ NO2 quan trắc đƣợc rất nhỏ so với nồng độ NO trong khí thải, tỷ lệ nồng độ khí NO2/NO khoảng 3,65%. Tỷ lệ này xấp xỉ với tỷ lệ NO2/NO trong lý thuyết (3,02%) khi hệ số cấp khí dƣ là 1,2 và nhiệt độ lò đốt là 1106,70C [1].

3.2. Hệ số phát thải

Từ kết quả quan trắc bụi và một số chất ô nhiễm dạng khí, hệ số phát thải đã đƣợc

xác định và chỉ ra trong Bảng 3.4.

Bảng 3.4. Hệ số phát thải các chất ô nhiễm

Ký hiệu mẫu

Đơn vị

Trung bình

M1

M2

M3

Bụi

g/kg NL

4,01

3,73

4,23

3,99±0,26

g/kg SP

5,71

5,31

6,01

5,68±0,37

Ký hiệu mẫu đo các chất ô nhiễm dạng khí

Đơn vị

Trung bình

KT1 KT2 KT3 KT4 KT5 KT6 KT7 KT8 KT9

g/kg NL 17,21

18,04

19,24

16,5

17,44 17,98 19,66

15,5

17,48 17,67±2,18

CO

g/kg SP 24,29

25,67

27,37 23,48 24,81 25,59 27,98 22,05 24,87

25,15±3,1

g/kg NL 1238

1171

1141

1108

1141

1120

1154

1161

1319

1173±146

CO2

1668±208

g/kg SP

1762

1666

1623

1577

1624

1594

1642

1652

1876

g/kg NL

0,19

0,14

0,22

0,33

0,05

0,28

0,17

0,16

0,2

0,19±0,14

SO2

g/kg SP

0,27

0,19

0,32

0,47

0,07

0,4

0,24

0,23

0,29

0,27±0,2

g/kg NL

0,1

0,17

0,1

0,12

0,16

0,12

0,09

0,12±0,05

NO2

g/kg SP

0,14

0,24

0,15

0,17

0,23

0,18

0,13

0,17±0,07

3,31±0,37

g/kg NL

3,36

3,6

3,14

3,42

3,03

2,94

3,55

3,41

3,3

NO

g/kg SP

4,78

5,13

4,47

4,87

4,31

4,18

5,05

4,86

4,7

4,7±0,5

Với: NL là nhiên liệu; SP là sản phẩm

Kết quả đƣợc trình bày trong Bảng 3.4 cho thấy, hệ số phát thải bụi đối với công

nghệ sản xuất của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ là 3,99 g/kg NL tƣơng đƣơng với hệ số phát thải bụi đƣợc cung cấp trong tài liệu AP - 42 của quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (3,68 g/kg NL) [23]. Mặc dù, sự so sánh này chỉ mang tính chất tƣơng đối bởi lẽ hệ số phát thải bụi phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ độ tro của nhiên liệu, điều kiện cháy và hiện trạng công nghệ đốt cũng nhƣ công nghệ xử lý bụi. Tuy nhiên, kết quả này đã phần nào

phản ánh độ tin cậy cũng nhƣ tính chính xác của quá trình quan trắc bụi.

Đối với các chất ô nhiễm dạng khí, hệ số phát thải CO2 đối với công nghệ sản xuất của công ty tƣơng đối thấp, khoảng 1173 g/kg NL, thấp hơn 1,68 lần so với hệ số phát thải CO2 do Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) cung cấp (1970 g/kg NL) [24],

thấp hơn 1,4 lần theo tài liệu do cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ cung cấp (1640 g/kg NL)

[25] và thấp hơn 1,3 lần theo nghiên cứu của Akagi (1548 g/kg NL) [26]. Điều này có thể lý

giải do hai nguyên nhân chính: Thứ nhất, do chất lƣợng nhiên liệu sử dụng trong các nghiên

cứu khác có thể có hàm lƣợng cacbon cao hơn so với nhiên liệu do công ty sử dụng. Công ty sử dụng nhiên liệu là dăm mảnh và vỏ cây nên thành phần cacbon trong nhiên liệu không

cao (trung bình khoảng 42% [14]). Thứ hai, do các nghiên cứu trên thế giới có thể duy trì điều kiện cháy tốt hơn nên lƣợng CO2 tạo ra nhiều hơn. Thêm vào đó, do công ty có sử dụng công nghệ xử lý bụi ƣớt trƣớc khi đi vào ống khói nên một phần khí ô nhiễm trong đó có CO2 có thể bị hấp thụ. So sánh giữa hệ số phát thải CO2 trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ với một số nghiên cứu khác trên thế giới đƣợc chỉ ra trong

2500

1970

2000

1640

1548

L N g k / g

Nghiên cứu này

1500

1173

IPCC

1000

EPA

, i ả h t t á h p

Akagi

500

ố s ệ H

CO2

Hình 3.1.

Hình 3.1. So sánh kết quả hệ số phát thải CO2 của nghiên cứu này và một số nghiên cứu khác trên thế giới

Tƣơng tự nhƣ CO2, CO có hệ số phát thải tƣơng đối cao (17,67 g/kg NL), cao hơn 4,3 lần so với hệ số phát thải CO theo tài liệu AP - 42 cung cấp (4,09 g/kg NL) [25]. Điều này, nhƣ đã phân tích, có thể là do điều kiện cháy trong các nghiên cứu của AP - 42 tốt hơn

so với ở công ty nên lƣợng CO sinh ra ít hơn. Tuy nhiên, hệ số phát thải CO của công ty lại thấp hơn 4,4 lần so với nghiên cứu của Akagi (77 g/kg NL) [26]. Điều này có thể lý giải là do Akagi thực hiện nghiên cứu trong điều kiện cấp khí tự nhiên, sử dụng nhiên liệu củi nên tạo điều kiện cháy không hoàn toàn nên phát thải nhiều CO. Tƣơng quan giữa số phát thải CO trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và một số nghiên cứu

khác trên thế giới đƣợc trình bày trong Hình 3.2.

L N g k / g

Nghiên cứu này

AP-42

Akagi

, i ả h t t á h p

17.67

ố s ệ H

4.09

Hình 3.2. So sánh kết quả hệ số phát thải CO của nghiên cứu này và một số nghiên cứu

khác trên thế giới

Đối với khí NOx, NOx trong khí thải của công ty phần lớn là NO (xem Bảng 3.3), do đó, hệ số phát thải của NOx đƣợc quy về NO để đơn giản trong việc so sánh, đánh giá. Có thể thấy, hệ số phát thải của NO (3,31 g/kg NL) thấp hơn 1,23 lần so so với hệ số phát thải NOx theo tài liệu AP - 42, là nghiên cứu mà trong NOx thì hàm lƣợng NO cũng chiếm ƣu thế, với hệ số phát thải là 4,08g/kg NL [23]. Sự chênh lệch này là do quá trình đốt trong nghiên cứu của AP - 42 luôn đƣợc duy trì ở nhiệt độ 12000C, trong khi đó, nhiệt độ trong lò đốt của công ty có nhiệt độ thực tế thấp hơn (xem Bảng 3.1). Mặt khác, thành phần nito

trong không khí cấp vào lò hơi của công ty và của nghiên cứu trong AP - 42 có thể khác

nhau. Thêm vào đó, nito trong nhiên liệu sử dụng của công ty tƣơng đối thấp (khoảng

0,39%) [14].

Đối với nghiên cứu này, hệ số phát thải khí SO2 là 0,19 g/kg NL, cao hơn 1,12 lần so so với hệ số phát thải SO2 theo tài liệu AP - 42 cung cấp (0,17 g/kg NL) [25]. Điều này có thể là do thành phần lƣu huỳnh trong nhiên liệu của công ty có thể lớn hơn so với thành

phần lƣu huỳnh trong nhiên liệu đƣợc đề cập đến trong AP - 42. Sự so sánh hệ số phát thải của SO2 và NOx trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và nghiên cứu của AP - 42 đƣợc trình bày trong Hình 3.3.

4.5

4.08

3.31

3.5

Nghiên cứu này

L N g k / g

2.5

AP-42

1.5

, i ả h t t á h p

0.5

0.19

0.17

ố s ệ H

NOx

SO2

Một số chất ô nhiễm

Hình 3.3. So sánh kết quả hệ số phát thải khí SO2 và NOx trong nghiên cứu này và trong tài liệu AP - 42

Các kết quả nghiên cứu hệ số phát thải của các khí ô nhiễm trong nghiên cứu này khá

tƣơng đồng so với kết quả của một số nghiên cứu tƣơng tự trên thế giới. Điều này cho thấy

tính tin cậy của kết quả đo đạc cũng nhƣ tính chính xác của quá trình tính toán.

Thêm vào đó, từ kết quả hệ số phát thải CO và CO2, tiến hành tính toán theo phƣơng pháp cân bằng cacbon thông qua lƣợng cacbon trong nhiên liệu đầu vào và lƣợng cacbon phát thải ra trong CO và CO2 của khí thải từ quá trình đốt. Qua các tính toán cho thấy, lƣợng cacbon có trong CO và CO2 thấp hơn so với lƣợng cacbon có trong nhiên liệu đầu vào. Độ chênh lệch này vào khoảng 22%. Điều này là hoàn toàn phù hợp bởi lẽ, lƣợng cacbon trong nhiên liệu sau khi cháy một phần sẽ đƣợc chuyển hóa thành CO và CO2 trong khí thải, một phần sẽ nằm trong tro và bụi. Tƣơng tự, tính toán cân bằng lƣu huỳnh, cho thấy rằng, lƣợng lƣu huỳnh có trong SO2 thấp hơn không đáng kể so với lƣợng lƣu huỳnh có trong nhiên liệu đầu vào. Độ chênh lệch này vào khoảng 12,38 %. Điều này cho thấy sự

ổn định của quá trình đốt cũng nhƣ độ tin cậy của các kết quả có đƣợc từ thiết bị đo nhanh chất lƣợng khí thải.

3.3. Mức độ phát tán chất ô nhiễm trong khí thải

Để đánh giá mức độ phát tán của một số chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, mô hình SCREENView 4.0.0 kết hợp phần mềm ArcView

GIS 3.3 đƣợc sử dụng trong nghiên cứu này. Kết quả mô phỏng mức độ phát tán của bụi (trong hai trƣờng hợp đƣợc và không đƣợc xử lý), CO, SO2, NO2 và NO theo trục của luồng gió với hai cấp ổn định khí quyển (A và F) tƣơng ứng đƣợc thể hiện trong các từ Hình 3.4 đến Hình 3.9 và Phụ lục 7.

a) Mức độ phát tán bụi vào mùa khô

b) Mức độ phát tán bụi vào mùa mưa

Hình 3.4. Mức độ phát phát tán bụi trong môi trường theo luồng gió

a) Mức độ phát tán bụi vào mùa khô

b) Mức độ phát tán bụi vào mùa mưa

Hình 3.5. Mức độ phát phát tán bụi trong môi trường theo luồng gió khi không được xử lý hoặc hệ thống xử lý bụi không làm việc

a) Mức độ phát tán CO vào mùa khô

b) Mức độ phát tán CO vào mùa mưa

Hình 3.6. Mức độ phát phát tán CO trong môi trường theo luồng gió

a) Mức độ phát tán SO2 vào mùa khô

b) Mức độ phát tán SO2 vào mùa mưa

Hình 3.7. Mức độ phát phát tán SO2 trong môi trường theo luồng gió

b) Mức độ phát tán NO2 vào mùa mưa

a) Mức độ phát tán NO2 vào mùa khô

Hình 3.8. Mức độ phát phát tán NO2 trong môi trường theo luồng gió

a) Mức độ phát tán NO vào mùa khô

b) Mức độ phát tán NO vào mùa mưa

Hình 3.9. Mức độ phát phát tán NO trong môi trường theo luồng gió

Qua kết quả tính toán của mô hình cho thấy, đối với cấp độ ổn định khí quyển cấp A,

nồng độ chất ô nhiễm cực đại tập trung ngay gần chân ống khói và có giá trị cao hơn so với

độ ổn định khí quyển cấp F. Nồng độ cực đại, vị trí đạt nồng độ cực đại của các chất ô

nhiễm trong hai mùa, ứng với độ ổn định khí quyển cấp A, cấp F tính toán đƣợc trình bày trong Bảng 3.5.

Bảng 3.5. Tóm tắt nồng độ cực đại và vị trí đạt nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm theo hai mùa

Mùa khô

Mùa mƣa

Độ ổn định khí quyển Độ ổn định khí quyển

Chất ô nhiễm

A F A F

Nồng độ C* (μg/m3)

QCVN 05:2013 /BTNMT (μg/m3)

Cmax (μg/m3)

Xmax (m)

Cmax (μg/m3)

Xmax (m)

Cmax (μg/m3)

Xmax (m)

Cmax (μg/m3)

Xmax (m)

39,54 27,25 46,71 25,55 2670 300

113,10 Bụi(1) Bụi(2) 77,91 133,60 73,05 2670 300

173,4 CO 119,5 204,9 112,0 <500 3000 126 490 104 449 2,10 1,43 2,50 1,35 <26 350 SO2

1,40 0,96 1,63 0,90 NO2 <80 200 NO 22,47 21,06 38,5

32,6 Trong đó: C* là nồng độ chất ô nhiễm quan trắc được tại vị trí ngã ba Quán Triều (cách ống khói của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 130 mét về hướng tây nam) do

Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên thực hiện vào ngày 17,

18/7/2017.

Bụi(1): Nồng độ bụi trong trường hợp bụi trong khí thải được xử lý. Bụi(2): Nồng độ bụi trong trường hợp bụi trong khí thải không được xử lý

Theo lý thuyết, các chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi của Công ty có thể là một nguồn đóng góp làm tăng nồng độ chất ô nhiễm trong môi trƣờng không khí. Tuy nhiên, theo kết quả quan trắc của Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trƣờng Thái Nguyên tại vị trí cách chân ống khói 130 mét về hƣớng tây nam vào ngày 17, 18/7/2017 (gần với thời điểm thực hiện nghiên cứu này) cho thấy, hầu hết các chất ô nhiễm đƣợc xem xét đều nằm

trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh), ngoại trừ bụi. Sở dĩ nồng bụi có sẵn trong môi

trƣờng tại khu vực này cao là do tại khu vực này chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố nhƣ hoạt

động giao thông (do giáp với đƣờng quốc lộ 3), hoạt động khai thác than (do giáp với mỏ

than Bá Sơn, Khánh Hòa), một số hoạt động sản xuất công nghiệp (công ty nhiệt điện Cao

Ngạn KTV, công ty cổ phần giấy xuất khẩu và một số xí nghiệp gạch tƣ nhân) và các hoạt

động xây dựng (xây dựng cầu số 5 và chợ Tân Long). Kết quả tính toán từ mô hình

SCREENView 4.0.0 đối với hai trƣờng hợp (1 - trƣờng hợp bụi đƣợc xử lý và 2 - trƣờng

hợp bụi không đƣợc xử lý) cho thấy, ngay cả trong trƣờng hợp xấu nhất đó là bụi không đƣợc xử lý thì nồng độ bụi cực đại cũng chỉ đóng góp một phần nhỏ vào nồng độ chất ô

nhiễm trong môi trƣờng.

Bên cạnh đó, từ kết quả tính toán của mô hình, vào mùa mƣa khoảng cách đạt nồng

độ cực đại gần chân ống khói hơn và có nồng độ cao hơn so với mùa khô. Điều này là hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, do vào mùa mƣa, tốc độ gió lớn, nhiệt độ môi trƣờng cao hơn so

với mùa khô, do đó, chiều cao hiệu quả của ống khói vào mùa này thấp. Nhƣ vậy, mặc dù,

không chạy mô hình với các điều kiện tốc độ gió khác nhau nhƣng có thể thấy rằng, khi tốc độ gió càng lớn thì nồng độ chất ô nhiễm cực đại càng cao và tập trung càng gần chân ống

khói.

Từ mức độ phát tán các chất ô nhiễm trong môi trƣờng theo trục của luồng gió có

thể kết hợp với phần mềm ArcView GIS 3.3 để xác định khu vực chịu ảnh hƣởng của các

chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi của công ty. Bản đồ phát tán các chất ô nhiễm trong khí

thải lò hơi của công ty đƣợc xác định dựa vào phƣơng pháp nội suy và chập bản đồ. Kết quả

vùng chịu ảnh hƣởng đƣợc thể hiện chi tiết trong các hình từ Hình 3.10 đến Hình 3.21.

a) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.10. Bản đồ phát tán bụi trong môi trường vào mùa khô khi được xử lý

a) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.11. Bản đồ phát tán bụi trong môi trường vào mùa mưa khi được xử lý

a) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.12. Bản đồ phát tán bụi trong môi trường vào mùa khô khi không được xử lý

a) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán bụi ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.13. Bản đồ phát tán bụi trong môi trường vào mùa mưa khi không được xử lý

a) Bản đồ phát tán CO ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán CO ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.14. Bản đồ phát tán CO trong môi trường vào mùa khô

a) Bản đồ phát tán CO ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán CO ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.15. Bản đồ phát tán CO trong môi trường vào mùa mưa

a) Bản đồ phát tán SO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán SO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.16. Bản đồ phát tán SO2 trong trong môi trường vào mùa khô

a) Bản đồ phát tán SO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán SO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.17. Bản đồ phát tán SO2 trong trong môi trường vào mùa mưa

a) Bản đồ phát tán NO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán NO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.18. Bản đồ phát tán NO2 trong môi trường vào mùa khô

a) Bản đồ phát tán NO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán NO2 ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.19. Bản đồ phát tán NO2 trong môi trường vào mùa mưa

a) Bản đồ phát tán NO ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán NO ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.20. Bản đồ phát tán NO trong môi trường mùa khô

a) Bản đồ phát tán NO ứng với độ ổn định khí quyển cấp A

b) Bản đồ phát tán NO ứng với độ ổn định khí quyển cấp F Hình 3.21. Bản đồ phát tán NO trong môi trường mùa mưa

Từ kết quả tính toán theo mô hình SCREENView 4.0.0 kết hợp với phần mềm

ArcView GIS 3.3 đã xác định đƣợc mức độ phát tán các chất ô nhiễm không khí theo hai

mùa, mùa khô và mùa mƣa ứng với hai cấp ổn định khí quyển là cấp A và cấp F.

Kết quả cho thấy, đối với trƣờng hợp độ ổn định khí quyển cấp A, khu vực chịu ảnh hƣởng trong phạm vi 1800 mét tính từ chân ống khói theo trục của luồng gió. Tức là, ngoài

khoảng cách này nồng độ các chất ô nhiễm rất thấp và có sự thay đổi nồng độ hầu nhƣ

không đáng kể. Cụ thể là, vào mùa khô, khu vực chịu ảnh hƣởng của khí thải lò hơi của

công ty thuộc địa bàn tổ 1, tổ 2, tổ 19, tổ 20 phƣờng Quán Triều; vào mùa mƣa, khu vực chịu ảnh hƣởng thuộc địa bàn tổ 8, tổ 5 và tổ 14 phƣờng Tân Long. Trong đó, vùng có nguy

cơ bị ô nhiễm cao nhất là trong phạm vi từ 100 - 200 mét từ chân ống khói theo trục của

luồng gió. Tức là, vào mùa khô, vùng có nguy cơ bị ô nhiễm cao nhất thuộc địa bàn tổ 1, tổ 2 phƣờng Quán Triều, còn đối với mùa mƣa, thuộc địa bàn tổ 14 phƣờng Tân Long.

Đối với trƣờng hợp độ ổn định khí quyển cấp F, khu vực chịu ảnh hƣởng trong phạm vi 2700 mét tính từ chân ống khói theo trục của luồng gió. Cụ thể là, vào mùa khô, khu vực

chịu ảnh hƣởng của khí thải lò hơi của công ty thuộc địa bàn tổ 1, tổ 2, tổ 19, tổ 20, tổ 22, tổ

21, phƣờng Quán Triều và xóm Nƣớc Hai, xã Phúc Hà; vào mùa mƣa, khu vực chịu ảnh

hƣởng thuộc địa bàn tổ 8, tổ 5, tổ 10, tổ 12, tổ 14, tổ 15, tổ 16 phƣờng Tân Long. Trong đó,

vùng có nguy cơ bị ô nhiễm cao nhất là trong phạm vi từ 400 - 600 mét tính từ chân ống

khói theo trục của luồng gió. Tức là, vào mùa khô, vùng có nguy cơ bị ô nhiễm cao nhất

thuộc địa bàn tổ 18 và tổ 19 phƣờng Quán Triều, còn đối với mùa mƣa, thuộc địa bàn tổ 13

và tổ 15 phƣờng Tân Long.

Qua đây, nhận thấy rằng, khi độ ổn định khí quyển đạt cấp A, giá trị nồng độ cực đại

của chất ô nhiễm lớn hơn so với cấp F, tuy nhiên, mức độ phát tán chất ô nhiễm theo hƣớng

gió đối với độ ổn định khí quyển cấp A lại diễn ra nhanh hơn rất nhiều so với cấp F. Điều

này đồng nghĩa với việc khi khí quyển càng không ổn định thì nồng độ chất ô nhiễm cực đại

càng cao và tập trung càng gần chân ống khói nhƣng vùng chịu tác động lại hẹp hơn so với điều kiện khí quyển ổn định. Mặt khác, lại nhận thấy rằng, mức độ phát tán chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi của công ty theo hai mùa, mùa khô và mùa mƣa, không có sự khác biệt đáng kể mà chỉ khác biệt về hƣớng phân bố chất ô nhiễm. Mặc dù, kết quả này chƣa đƣợc kiểm chứng thông qua những kết quả nghiên cứu tƣơng tự, tuy nhiên, điều này hoàn toàn phù hợp. Bởi lẽ, mức độ phát tán phụ thuộc rất lớn vào địa hình và tốc độ gió, tuy nhiên, độ

chênh lệch địa hình trong khu vực nghiên cứu không đáng kể. Bên cạnh đó, trong phạm vi nghiên cứu, chủ yếu là nhà dân tƣơng đối thấp, chỉ khoảng 2 - 3 tầng, do vậy, các yếu tố cản

trở nhƣ nhà cao tầng đƣợc bỏ qua trong quá trình tính toán. Ngoài ra, độ chênh lệch tốc độ gió giữa hai mùa tƣơng đối nhỏ (0,3 m/s). Chính vì vậy, vùng tác động qua hai mùa hầu nhƣ

chỉ thay đổi theo hƣớng gió. Trong thực tế, hƣớng gió và độ ổn định khí quyển thƣờng có

sự thay đổi vì thế mức độ phát tán chất ô nhiễm cũng có thể thay đổi [10]. Nhƣ vậy, khi chỉ

có hƣớng gió và cấp độ ổn định khí quyển thay đổi thì các chất ô nhiễm trong khí thải lò hơi

của công ty tác động trong phạm vi bán kính 2700 mét và tác động mạnh nhất trong phạm vi bán kính 100 - 600 mét tính từ chân ống khói của công ty.

KẾT LUẬN

Qua thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài này, có thể rút ra một số kết luận nhƣ

 Đã xác định đƣợc nồng độ một số chất ô nhiễm không khí trong khí thải lò hơi của Công ty

Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ bao gồm bụi, CO, CO2, SO2, NO2, và NO.

 Đã xác định đƣợc hệ số phát thải của bụi, CO, CO2, SO2, NO2, và NO. Kết quả cụ thể thu

đƣợc nhƣ sau:

g/kg NL

17,67±2,18

3,99±0,26

1173±146

0,19±0,14

0,12±0,05

3,31±0,37

g/kg SP

25,15±3,1

5,68±0,37

1668±208

0,27±0,2

0,17±0,07

4,7±0,5

STT Đơn vị Bụi CO NO CO2 SO2 NO2

 Đã ƣớc tính đƣợc mức độ phát tán các chất ô nhiễm dạng khí ứng với điều kiện khí tƣợng

cực đoan trong hai mùa (mùa khô và mùa mƣa):

+ Đã ƣớc tính đƣợc khu vực chịu tác động của khí thải lò hơi do Công ty Cổ phần giấy

Hoàng Văn Thụ gây ra. Cụ thể, phạm vi tác động trong bán kính 2700 mét và mạnh nhất

trong bán kính 100 - 600 mét tính từ chân ống khói của công ty theo hƣớng gió.

+ Đã dự báo đƣợc khả năng lan truyền các chất ô nhiễm trong trƣờng hợp hệ thống xử lý

khí thải hoạt động và không động.

 Kết quả thu đƣợc của luận văn có thể góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu về hệ số phát thải, hỗ trợ cho việc tính toán mức độ phát thải, phục vụ công tác kiểm kê phát thải và quản lý môi

trƣờng không khí ở Việt Nam nói chung và ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu củi đốt cho lò hơi nói riêng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Noel de Nevers (2010), Air pollution control engineering, Waveland Press 2. US Environmental Protection Agency (1997), Procedures for Preparing Emission

Factor Documents.

European Environmental Agency (2009), EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook.

4. Nghiêm Trung Dũng (2016), Bài giảng môn Kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm không khí,

Viện Khoa học và Công nghệ môi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Bộ tài nguyên và môi trƣờng (2015), thông tư 40 - Quy trình kỹ thuật quan trắc khí thải http://vanban.chinhphu.vn/portal/page/portal/chinhphu/hethongvanban?class_id =1&mode=detail&document_id=181250, 13/3/2017.

6. US Environmental Protection Agency (1994), Emissions Measurement Center,

Method 1 - Sample and Velocity traverses for stationary sources.

8. Trịnh Lƣơng Miên (2012), “Đo lƣu lƣợng chất lỏng, chất khí trong công nghiệp”, Tạp chí Tự động hóa ngày nay, (142), tr 28-33. Lê Văn Doanh, Phạm Thƣợng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thạch Sơn, Đào Văn Tân

(2001), Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển, NXB Khoa học và

Kỹ thuật.

9. Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, Tập 1: Ô nhiễm không

khí và tính toán khuếch tán chất ô nhiễm, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

10. Bùi Tá Long (2008), Mô hình hóa môi trường, NXB Đại học Quốc gia Thành phố

Hồ Chí Minh.

11. US Environmental Protecion Agency (1978), Handbook of Industrial Guide for Air

Pollution Control

12. US Environmental Protection Agency, SCREEN3 Model user’s guide,

https://www3.epa.gov/scram001/userg/ screen/screen3d.pdf, 23/4/2017

13.

Trung tâm khí tƣợng thủy văn tỉnh Thái Nguyên (2017), Báo cáo định kỳ điều kiện thời tiết thành phố Thái Nguyên.

14. Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trƣờng Thái Nguyên (2013), Báo cáo ĐTM dự án mở rộng đầu tư dây chuyền sản xuất giấy xi măng công suất 30000 tấn/năm Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ.

15. Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ (2017), Báo cáo sản lượng và định mức tiêu thụ nhiên liệu giai đoạn 2 của dự án mở rộng đầu tư dây chuyền sản xuất giấy xi măng công suất 30000 tấn/năm Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ.

16. US Environmental Protecion Agency (1994), Emissions Measurement Center,

Method 4 - Determination of moisture content in stack gases.

17. US Environmental Protecion Agency (1994), Emissions Measurement Center,

Method 3 - Gas Analysis for the Determination of Dry Molecular.

18. US Environmental Protecion Agency (1994), Emissions Measurement Center,

Method 2 - Determination of Stack Gas Velocity and Volumetric Flow Rate (Type S

Pitpot Tube).

19. US Environmental Protecion Agency (1994), Emissions Measurement Center,

Method 5 - Determination of particulate matter emissions from stationary sources.

20. Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình hệ thống thông tin địa lý (GIS), Trƣờng Đại

học Nông nghiệp 1 Hà Nội.

21. Bộ tài nguyên và môi trƣờng (2015), QCVN 19:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ http://vanban. chinhphu.vn/portal/page/portal/chinhphu/hethongvanban?class_id=1&mode=detail& document_id=181250, 25/6/2017

22. Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí và xử lý khí thải, Tập 3: Lý thuyết tính

toán và công nghệ xử lý khí độc hại, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

23. US Environmental Protection Agency (2001), Compilation of air pollutant emission

factors (AP-42), Volume 1: Stationary point and area sources.

24. IPCC (2006), Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 2:

Energy, Chapter 2- Stationary Combustion.

25. US Environmental Protection Agency (2016), Greenhouse Gas Inventory Guidance

direct emissions from stationary combustion source.

26. S.K. Akagi (2011), “Emission factors for open and domestic biomass burning for use iin atmospheric models”, Atsospheric Chemistry and Physics, (10.5194/acp-11), tr 27523-27602.

PHỤ LỤC Phụ lục 1. Vị trí điểm lấy mẫu đối với ống khói có tiết diện tròn

(% của đường kính ống khói tính từ thành phía trong của ống khói đến điểm lấy mẫu)

Số điểm lấy mẫu trên một đƣờng kính

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 Vị trí điểm lấy mẫu

14,6 85,4

6,7 25,0 75,0 93,3

4,4 14,6 29,6 70,4 85,4 95,6

3,2 10,5 19,4 32,3 67,7 80,6 89,5 96,8

2,6 8,2 14,6 22,6 34,2 65,8 77,4 85,4 91,8 97,4

2,1 6,7 11,8 17,7 25,0 35,6 64,4 75,0 82,3 88,2 93,3 97,9

1,8 5,7 9,9 14,6 20,1 26,9 36,6 63,4 73,1 79,9 85,4 90,1 94,3 98,2

1,6 4,9 8,5 12,5 16,9 22,0 28,3 37,5 62,5 71,7 78,0 83,1 87,5 91,5 95,1 98,4

1,4 4,4 7,5 10,9 14,6 18,8 23,6 29,6 38,2 61,8 70,4 76,4 81,2 85,4 89,1 92,5 95,6 98,6

13 3,9 6,7 9,7 12,9 16,5 20,4 25,0 30,6 38,8 61,2 69,4 75,0 79,6 83,5 87,1 90,3 93,3 96,1 98,7

1,1 3,5 6,0 8,7 11,6 14,6 18,0 21,8 26,2 31,5 39,3 60,7 68,5 73,8 78,2 82,0 85,4 88,4 91,3 94,0 96,5 98,9

1,1 3,2 5,5 7,9 10,5 13,2 16,1 19,4 23,0 27,2 32,3 39,8 60,2 67,7 72,8 77,0 80,6 83,9 86,8 89,5 92,1 94,5 96,8 99,9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Nguồn: [6]

Phụ lục 2. Hệ số nhiên liệu của một số loại nhiên liệu đốt

TT TT Loại nhiên liệu

Khoảng F0 1,016 - 1,130 Loại nhiên liệu Khí đốt: Khí thiên nhiên Khoảng F0 1,600 - 1,838 1 3

Than: Than antraxit và than non Bitum (Nhựa đƣờng) Dầu: Phần cất Phần không cất đƣợc 1,083 - 1,230 1,260 - 1,431 1,210 - 1,370 Propan Butan Gỗ Vỏ cây 1,434 - 1,586 1,045 - 1,553 1,000 - 1,120 1,003 - 1,130 4 5

Nguồn: [6]

Phụ lục 3. Báo cáo nhiên liệu và sản lƣợng giấy năm 2016-2017

Sản lƣợng giấy (kg)

Tháng/năm Tháng 1/2016 2

4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trung bình Tháng 1/2017 2 3 4 5 6 7 Trung bình

Nhiên liệu (kg) (Củi, vỏ cây, dăm mảnh) 380550 370280 373710 380370 352350 368735 381800 365350 373750 366635 360200 363870 369800 383805 371899 375615 373835 376738 374433 380281 376658

266119 283305 286807 313578 268559 284737 295969 256386 264508 261695 253127 262532 273960 271817 273656 295295 286464 261987 277232 271435 276841

Nguồn: [15]

Phụ lục 4. Báo cáo nhiên liệu và sản lƣợng giấy tháng 6 năm 2017

Ngày 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Ngày 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Sản lƣợng giấy (kg) 12364 11314 10147 12367 12684 11697 13982 13214 12261 12411 12746 11971 11486 12687 13641 Nhiên liệu (kg) 10193 8623 7836 9587 8901 8278 9980 9286 8846 9132 10020 9173 7987 9030 9709 Sản lƣợng giấy (kg) 13106 11016 12478 14781 11412 13146 12246 12411 12892 12462 14241 12246 12142 12641 12241 Nhiên liệu (kg) 10805 8396 9636 11458 8008 9304 8606 8955 9486 9797 10913 8516 8642 9120 9007

Nguồn: [15]

Phụ lục 5. Sơ đồ công nghệ sản xuất hơi và xử lý khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

Phụ lục 6. Một số thông số trong quá trình lấy mẫu bụi

+ Đối với mẫu bụi M1

+ Đối với mẫu bụi M2

+ Đối với mẫu bụi M3

Phụ lục 7. Tóm tắt kết quả chạy mô hình SCREENVierw 4.0.0

Phát tán bụi vào mùa mƣa (Ngày 07/15/17)

20:14:51 * SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.570000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 0.0000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 46.71 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 25.55 449. 0.

Phát tán CO vào mùa mƣa (Ngày 07/15/17)

20:14:53 * SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 2.50000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 0.0000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 204.9 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 112.0 449. 0.

Phát tán SO2 vào mùa mƣa (Ngày 07/15/17)

20:06:54 * SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.300000E-01 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 2.459 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 1.345 449. 0.

Phát tán NO2 vào mùa mƣa (Ngày 07/15/17)

20:10:32 * SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.200000E-01 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 1.639 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 0.8964 449. 0.

Phát tán NO mùa mƣa (Ngày 07/15/17) 20:16:29

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.470000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 38.52 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 21.06 449. 0.

Phát tán bụi vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 20:19:46

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.570000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 0.0000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M4/S3; MOM. FLUX = 13.935 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 39.54 126. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 27.25 490. 0.

Phát tán CO vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 21:19:46

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 2.50000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M4/S3; MOM. FLUX = 13.935 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 173.4 126. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F* *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 119.5 490. 0.

Phát tán SO2 vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 21:28:27

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.300000E-01 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M4/S3; MOM. FLUX = 13.935 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 2.081 126. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 1.434 490. 0.

Phát tán NO2 vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 21:32:05

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.200000E-01 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M4/S3; MOM. FLUX = 13.935 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 1.387 126. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 0.9560 490. 0.

Phát tán NO vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 21:35:34

*** SCREEN3 MODEL RUN *** *** VERSION DATED 13043 *** C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 0.470000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M**4/S**3; MOM. FLUX = 13.935 M**4/S**2. *** STABILITY CLASS 1 ONLY *** *** ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY *** *************************************** *** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A *** *************************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 32.61 126. 0. *************************************** *** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F *** *************************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 22.47 490. 0.

Phát tán bụi trong trƣờng hợp bụi không đƣợc xử lý vào mùa khô (Ngày 07/15/17) 21:45:34

*** SCREEN3 MODEL RUN *** *** VERSION DATED 13043 *** C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 1.63000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 293.4000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 0.0000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 2.055 M**4/S**3; MOM. FLUX = 13.935 M**4/S**2. *** STABILITY CLASS 6 ONLY *** *** ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.20 M/S ONLY *** *************************************** *** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A *** *************************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 113.1 126. 0. *************************************** *** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F *** *************************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 77.91 490. 0. *************************************************** ** REMEMBER TO INCLUDE BACKGROUND CONCENTRATIONS ** ***************************************************

Phát tán bụi trong trƣờng hợp không đƣợc xử lý vào mùa mƣa (Ngày 07/15/17) 21:55:34

* SCREEN3 MODEL RUN * * VERSION DATED 13043 * C:\Lakes\Screen View\Tutorial\tutorial.dat\tutorial co2 mua dong.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 1.63000 STACK HEIGHT (M) = 18.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.8000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 10.0100 STK GAS EXIT TEMP (K) = 337.5600 AMBIENT AIR TEMP (K) = 300.7000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 0.0000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED. BUOY. FLUX = 1.715 M4/S3; MOM. FLUX = 14.281 M4/S2. * STABILITY CLASS 1 ONLY * * ANEMOMETER HEIGHT WIND SPEED OF 1.50 M/S ONLY * ************************************* * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS A * * CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 133.6 104. 0. *** * SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS F * *********** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- --------- ------- SIMPLE TERRAIN 73.05 449. 0. * REMEMBER TO INCLUDE BACKGROUND CONCENTRATIONS *************************

Phụ lục 8. Một số hình ảnh trong quá trình thực hiện luận văn

Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi

Thiết bị lấy mẫu bụi Professional Model M5-A-S2 và testo 350

Impinger và đầu lấy mẫu nozzle

Quá trình lấy mẫu