Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải (Phần 1) - Lâm Vĩnh Sơn

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật xử lý khí thải (Phần 1) - Lâm Vĩnh Sơn

1. CHÖÔNG 1 CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ KHOÂNG KHÍ I.1. CAÙC ÑAËC TÍNH CUÛA KHOÂNG KHÍ Khoâng khí khoâ laø hoãn hôïp cuûa nhieàu chaát khí khaùc nhau trong ñoù hai thaønh phaàn chuû yeáu laø Nitô vaø OÂxy. Trong baûng 1-1 cho bieát thaønh phaàn cuûa caùc chaát coù trong khoâng khí ñöôïc tính theo tyû leä phaàn traêm theå tích vaø troïng löôïng. Baûng 1-1 Tyû leä % theo Loaïi khí Kyù hieäu Theå tích Troïng löôïng Nitô N2 78 A‡5 OÂXy O2 20,59 23,17 Argoân Ar 0,93 1,29 Cacboníc CO2 0,03 0,043 Neâoân, Heâli, Kpiptoân Ne, He, Kr Khoâng ñaùng keå Khoâng ñaùng keå Xeâmoân, Hyñroâ, OÂzoân Xe, H2, O3 Khoâng ñaùng keå Khoâng ñaùng keå Ngoaøi caùc loaïi khí ñaõ neâu, trong khoâng khí khoâ coøn coù buïi, vi truøng I.2. GIAÛN ÑOÀ I – D CUÛA KHOÂNG KHÍ AÅM I.2.1. Quaù trình ñun noùng vaø laøm laïnh Quaù trình saáy noùng vaø laøm laïnh khoâng khí coù theå thöïc hieän baèng 2 phöông phaùp: phöông phaùp khoâ vaø phöông phaùp öôùt. Phöông phaùp khoâ hay coøn goïi laø phöông phaùp giaùn tieáp coù chaát mang nhieät trao ñoåi nhieät vôùi khoâng khí qua thaønh vaùch cöùng. Quaù trình saáy noùng khoâng khí do khoâng khí ñöôïc tieáp Xuùc vôùi beà maët noùng khoâ laø quaù trình ñôn giaûn nhaát. Trong quaù trình naøy khoâng khí chæ nhaän nhieät hieän ñoái löu, coøn dung aåm cuûa khoâng khí khoâng thay ñoåi. Vì vaäy trong giaûn ñoà I – d quaù trình ñun noùng höôùng töø döôùi leân treân theo ñöôøng d = const. Neáu traïngthaùi khoâng khí töông öùng ñieåm I (coù t1,ϕ 1) ñöôïc ñun noùng trong boä saáy thì quaù trình saáy noùng theo ñöôøng thaúng ñöùng d1 = const ñi leân phía treân baét ñaàu töø ñieåm I. Nhieät truyeàn cho khoâng khí caøng lôùn thì khoâng khí caøng ñöôïc ñun noùng hôn vaø theo ñöôøng d1 = const vò trí ñieåm traïng thaùi khoâng khí ñöôïc ñun noùng caøng ôû cao hôn. Neáu löôïng nhieät ∆I1 truyeàn cho moãi kg phaàn khoâ cuûa khoâng khí aåm thì ñieåm 2 seõ töông öùng vôùi traïng thaùi cuoái cuøng cuûa noù (Xem hình 1). Trong quaù trình laøm laïnh khoâng khí. Khi tieáp Xuùc vôùi beà maët laøm laïnh khoâ khoâng khí chæ nhöôøng nhieät hieän ñoái löu. Trong giaûn ñoà I – d quaù trình naøy ñi töø treân Xuoáng döôùi theo ñöôøng d= const. Thí duï khi laøm laïnh khoâng khí coù traïngthaùi töông öùng vôùi ñieåm I ñeán traïng thaùi töông öùng ñieåm 3 ( hình 1) thì löôïng nhieät ∆I2 seõ thu töø moãi kg phaàn khoâ cuûa khoâng khí aåm. Quaù trình laøm laïnh khoâng khí trong thieát bò trao ñoåi nhieät coù theå ñeán ñöôïc traïng thaùi töông öùng vôùi ñieåm 4 laø giao ñieåm cuûa d = const vaø ϕ =
2. 100%. Ñoù chính laø nhieät ñoä ñieåm söông cuûa khoâng khí. Khi söï laøm laïnh ñöôïc tieáp tuïc thì hôi nöôùc trong khoâng khí ñöôïc ngöng tuï laïi vaø söï thay ñoåi traïng thaùi nhieät aåm seõ theo ñöôøng ϕ = 100%, thí duï ñieåm 5. Quaù trình laøm laïnh Xaûy ra theo ñuùng ñöôøng ϕ = 100% laø quaù trình nhöôøng caû nhieät hieän vaø nhieät kín ngöng tuï. Ñaây laø quaù trình phöùc taïp cuûa söï trao ñoåi nhieät aåm cuûa khoâng khí vôùi beà maët laïnh. 2 I ϕ1 t1 1 ϕ1= 100% 3 2 I 5 4 ∆ 2 I ∆ = const = 1 d d Hình 1 Phöông phaùp öôùt hay coøn goïi laø phöông phaùp tieáp Xuùc tröïc tieáp. Chaát mang nhieät laø nöôùc hoaëc hôi tieáp Xuùc tröïc tieáp vôùi khoâng khí. Khi tieáp Xuùc tröïc tieáp nhö vaäy ngoaøi trao ñoåi nhieät coøn coù trao ñoåi aåm. Tuøy theo yeâu caàu nhieät ñoä cuûa chaát mang nhieät maø ta Xaùc ñònh ñöôïc ñieåm traïng thaùi cuoái cuøng cuûa söï trao ñoåi nhieät aåm. Phöông phaùp tieáp Xuùc tröïc tieáp giöõa khoâng khí vaø chaát mang nhieät ñöôïc nghieân cöùu kyõ hôn trong caùc phaàn döôùi ñaây. I.2.2. Quaù trình laøm aåm ñoaïn nhieät khoâng khí Lôùp nöôùc moûng hay laø nhhöõng gioït nöôùc nhoû beù khi tieáp Xuùc vôùi khoâng khí seõ ñaït ñöôïc nhieät ñoä baèng nhieät ñoä nhieät keá öôùt. Khi söï tieáp Xuùc giöõa khoâng khí vôùi nöôùc coù nhieät ñoä nhö theá thì Xaûy ra quaù trình laøm aåm ñoaïn nhieät khoâng khí. Trong quaù trình naøy entanpi cuûa khoâng khí thöïc teá giöõ nguyeân khoâng ñoåi vaø treân giaûn ñoà I – d noù naèm theo ñöôøng I = const (sang phaûi Xuoáng döôùi). Treân (hình 2) coù traïng thaùi ban ñaàu cuûa khoâng khí töông öùng vôùi ñieåm I. Khi tieáp Xuùc noù vôùi nöôùc coù nhieät ñoä cuûa nhieät keá öôùt tö1 thì tia quaù trình seõ theo ñöôøng I = const ñeán ñieåm 2 neáu nhö khoâng khí ñoàng hoùa löôïng aåm ∆d1 treân 1kg phaàn khoâ cuûa khoâng khí. Giao ñieåm 3 cuûa tia quaù trình vôùi ñöôøng cong ϕ = 100% töông öùng vôùi traïng thaùi giôùi haïn cuûa khoâng khí ñöôïc baõo hoøa hoaøn toaøn baèng hôi nöôùc. Trong lónh vöïc thoânggioù ngöôøi ta thöôøng söû duïng phöông phaùp laøm aåm ñoaïn nhieät khoâng khí baèng nöôùc tuaàn hoaøn. Ñeå laøm ñieàu ñoù trong buoàngtöôùi ngöôøi ta phun nöôùc laáy töø maùng naèm phía döôùi buoàng naøy. Nöôùc phun ñöôïc tieáp Xuùc lieân tuïc vôùi khoâng khí vaø ñaït ñöôïc nhieät ñoä gaàn vôùi nhieät ñoä öôùt cuûa khoâng khí. Moät phaàn raát nhoû nöôùc bay hôi vaø laøm aåm khoâng khí (1 – 3%).
3. Tia quaù trình thöïc leäch leân phía treân moät chuùt so vôùi ñöôøng I= const (do entanpi cuûa caùc gioït nöôùc bay hôi mang vaøo khoâng khí) nhöng ñoä leäch ñoù khoâng ñaùng keå. Quaù trình laøm aåm ñoaïn nhieät Xaûy ra theo ñöôøng I= const vaø coù theå ñöôïc tính toaùn theo coâng thöùc gaàn ñuùng sau : ∆t = 2,45 ∆d Trong ñoù: ∆t– söï thay ñoåi nhieät ñoä cuûa khoâng khí khi bò thay ñoåi dung aåm. Xem hình 2. I ϕ1= 100% t1 = const 1 2 3 töl I 1= const ∆d1 d Hình 2 I.2.3. Quaù trình laøm aåm ñaúng nhieät khoâng khí Neáu cho hôi nöôùc coù nhieät ñoä baèng nhieät ñoä khoâng khí (theo nhieät keá khoâ) vaøo khoângkhí thì koâng khí seõ ñöôïc laøm aåm maø nhieät ñoä vaãn khoâng thay ñoåi. Quaù trình laøm aåm ñaúng nhieät khoâng khí baèng hôi nöôùc dieãn ra theo ñöôøng thaúng t= const trong giaûn ñoà I – d (hình 3). Ñieåm I laø traïng thaùi ñaàu cuûa khoâng khí vaø quaù trình thay ñoåi theo ñöôøng ñaúng nhieät, thí duï ñieåm 4 sau khi ñoàng hoùa löôïng aåm ∆d2. traïngthaùi giôùi haïn cuûa khoâng khí trong quaù trình naøy töông öùng vôùi ñieåm 5 laø giao ñieåm cuûa tia quaù trình vôùi ñöôøng cong ϕ = 100%. Trong lónh vöïc thoâng gioù thöïc teá ngöôøi ta ñaõ söû duïng quaù trình laøm aån khoâng khí baèng hôi nöôùc. Hôi nöôùc thöôøng coù nhieät ñoä lôùn hôn 100oC, cao hôn nhieàu laàn so vôùi nhieät ñoä khoâng khí. Tuy nhieân phaàn entanpi hieän cuûa hôi nöôùc laø khoâng ñaùng keå, tia quaù trình chæ leäch moät chuùt leân phía treân cuûa ñöôøng ñaúng nhieät. Veà cô baûn, söï taêng entanpi cuûa khoâng khí ñöôïc quyeát ñònh bôûi nhieät kín cuûa hôi nöôùc vaø khi ñoù nhieät ñoä cuûa khoâng khí taêng khoâng ñaùng keå.
4. I 4 5 t1 = const 1 ϕ1= 100% ∆d2 d Hình 3 Nhöõng qua trình laøm aåm ñaúng nhieät dieãn ra theo ñöôøng t = const coù theå tính toaùn theo daïng gaàn ñuùng sau : ∆I - Trong heä SI : = 2,53 ∆d ∆I - Trong heä MCGSS : = ,0 605 ∆d Trong ñoù : ∆I – laø söï thay ñoåi entanpi cuûa khoâng khí töông öùng vôùi söï thay ñoåi dung aåm ∆d. I.2.4. Quaù trình hoøa troän khoâng khí Khoâng khí ngoaøi nhaø tröôùc khi ñöa vaøo phoøng trong nhieàu tröôøng hôïp ñöôïc hoøa troän tröôùc vôùi khoâng khí trong phoøng (söï tuaàn hoaøn trôû laïi cuûa khoâng khí trong phoøng). Trong kyõ thuaät thoâng gioù ngöôøi ta thöôøng hoøa troän hai khoái khoâng khí coù traïng thaùi khaùc nhau ñeå coù ñöôïc traïng thaùi khoâng khí thích hôïp vôùi yeâu caàu. Trong giaûn ñoà I – d quaù trình hoøa troän khoâng khí ñöôïc moâ taû baèng ñoaïn thaúng noái nhöõng ñieåm traïng thaùi töông öùng cuûa khoâng khí caàn hoøa troän. Ñieåm traïng thaùi khoâng khí hoãn hôïp chia ñoaïn thaúng thaønh 2 ñoaïn coù chieàu daøi tæ leä ngöôïc vôùi khoái löôïng khoâng khí hoøa troän. Giaû söû caàn hoøa troän khoâng khí A coù troïng löôïng phaàn khoâ GA (kg) entanpi IA vaø dung aåm dA vôùi khoái khoâng khí B coù GB (kg), IB vaø dB (hình 4). Sau khi hoøa troän coù ñöôïc traïng thaùi C. Vì toång löôïng nhieät vaø löôïng aåm tröôùc vaø sau khi hoøa troän khoâng thay ñoåi neân ta vieát ñöôïc caùc phöông trình sau ñaây : Phöông trình caân baèng nhieät : GA . IA + GB . IB = ( GA + GB ). IC Baèng pheùp bieán ñoåi toaùn hoïc ta seõ coù : GA (IA – IC ) = GB ( IC – IB) Hay : I − I G A C = B = n (ta ñaët) (1) I C − I B GA Phöông trình caân baèng aåm :
5. GA . dA + GB .dB = ( GA + GB) .dC Bieán ñoåi toaùn hoïc ta nhaän ñöôïc : GA(dA – dC) = GB (dC – dB) Hay : (d − d ) G A C = B = n (ta ñaët) (2) (dC − d B ) G A Töø hai bieåu thöùc (1) vaø (2) vaø giaù trò caùc ñoaïn thaúng (A - C) vaø (C –B) treân hình 4 ta coù ñöôïc bieåu thöùc sau : I − I d − d A − C G A C = A C = = B = n (3) I C − I B dC − d B C − B GA Ñaúng thöùc (3) laø phöông trình moät ñöôøng thaúng qua 3 ñieåm A,B,C vaø ñieåm traïng thaùi hoøa troän C (coù IC,dC) chia ñoaïn A – B theo tæ soá khoái löôïng khoâng khí thaønh phaàn G (n = B ). GA Vì vaäy muoán tìm ñieåm hoøa troän C ta haõy chia ñoaïn thaúng (A-B) laøm (n+1) phaàn vaø laáy töø ñieåm A moät ñoaïn A- C baèng n phaàn, phaàn coøn laïi chính laø ñoaïn (C – B) (Xem hình 4) Ta coù theå tìm ñieåm hoøa troän C baèng caùch ñaët hai vectô troïng löôïng khoâng khí GA vaø GB song song vaø ngöôïc chieàu nhau. Vectô GA ñaët taïi B vaø vectô GB ñaët taïi A. Ñöôøng noái ñænh hai vectô caét ñöôøng thaúng A – B taïi ñieåm C (hình 5). I I GA n+1 CB I ∆ ϕ1= 100% ϕ1= 100% C B A C A ∆d AC AB I Ac I ∆ ∆ GB ∆dAB d d Hình 4 Hình 5
6. I.3. NHIEÄT ÑOÄ HIEÄU QUAÛ TÖÔNG ÑÖÔNG Söï trao ñoåi nhieät giöõa cô theå con ngöøôi vôùi moâi tröôøng khoâng khí Xung quanh phuï thuoäc nhieàu vaøo nhieät ñoä, ñoä aåm vaø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí. Caùc yeáu toá naày ñöôïc phoái hôïp laïi ñeå ñaùnh giaù taùc duïng aûnh höôûng cuûa vi khí haäu ñeán cô theå con ngöôøi vaø ñöôïc ñaëc tröng baèng “nhieät ñoä hieäu quaû töông ñöông” ñöôïc kyù hieäu laø thq. Coù theå ñònh nghóa : nhieät ñoä hieäu quaû töông ñöông cuûa moâi tröôøng khoâng khí coù nhieät ñoä t, ñoä aåm ϕ, vaän toác chuyeån ñoäng v laø nhieät ñoä cuûa khoâng khí baõo hoøa (ϕ = 100%) vaø khoâng chuyeån ñoäng (v= 0) coù taùc duïng gaây caûm giaùc (noùng, laïnh, deã chòu ) gioáng heät nhö taùc duïng cuûa moâi tröôøng khoâng khí ñang Xeùt. Hoäi kyõ thuaät thoâng gioù Hoa kyø ñaõ nghieân cöùu vaø ñeà nghò söû duïng thq ñeå ñaùnh giaù caûm giaùc nhieät cuûa con ngöôøi. C – G – Webb kieán nghò Xaùc ñònh thq theo coâng thöùc sau ñaây: thq = 0,5 (tk – tu) – 1,94 v Trong ñoù : + v - vaän toác chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí, m/s. o + tk,tö - laàn löôït laø nhieät ñoä khoâ, öôùt cuûa khoâng khí, C.
7. CHÖÔNG 2 CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ II.1. KHAÙI NIEÄM OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ OÂ nhieãm khoâng khí chæ laø moät vaán ñeà toång hôïp, noù ñöôïc Xaùc ñònh baèng söï bieán ñoåi moâi tröôøng theo höôùng khoâng tieän nghi, baát lôïi ñoái vôùi cuoäc soáng cuûa con ngöôøi, cuûa ñoäng vaät vaø thöïc vaät, maø laïi chính do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi gaây ra vôùi qui moâ, phöông thöùc vaø möùc ñoä khaùc nhau, tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp taùc ñoäng laøm thay ñoåi moâ hình, thaønh phaàn hoùa hoïc, tính chaát vaät lyù vaø sinh vaät cuûa moâi tröôøng khoâng khí. Theo TCVN 5966-1995, oâ nhieãm khoâng khí laø söï coù maët cuûa caùc chaát trong khí quyeån sinh ra töø hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi hoaëc caùc quaù trình töï nhieân vôùi noàng ñoä ñuû lôùn vaø thôøi gian ñuû laâu vaø seõ aûnh höôûng ñeán söï thoaûi maùi, deã chòu, söùc khoeû, lôïi ích cuûa con ngöôøi vaø moâi tröôøng. Ñoái vôùi moâi tröôøng khoâng khí trong nhaø caàn phaûi keå theâm caùc yeáu toá vi khí haäu nhö nhieät ñoä, ñoä aåm, böùc Xaï, gioù. II.2. NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Ñeå nghieân cöùu vaán ñeà oâ nhieãm khoâng khí caàn bieát roõ taát caû caùc nguoàn phaùt sinh ra chaát oâ nhieãm, töø ñoù ta môùi coù theå ñeà Xuaát caùc giaûi phaùp giaûm thieåu vaø Xöû lyù oâ nhieãm moät caùch coù hieäu quaû. Nguoàn gaây oâ nhieãm khoâng khí coù theå phaân thaønh hai loaïi : nguoàn oâ nhieãm töï nhieân vaø nguoàn oâ nhieãm nhaân taïo. II.2.1. Nguoàn oâ nhieãm tö nhieân: Do caùc hieän töôïng thieân nhieân gaây ra nhö: sa maïc, ñaát troàng bò möa gioù baøo moøn vaø tung leân trôøi, buïi ñaát, ñaù, thöïc vaät, caù c hieän töôïng nuùi löûa phun nham thaïch. Caùc quaù trình huûy hoaïi, thoái röûa thöïc vaät vaø ñoäng vaät thaûi ra caùc khí gaây oâ nhieãm. Cuï theå nhö sau: • Hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa: sinh ra caùc khí oâ nhieãm chuû yeáu laø dioXit löu huyønh (SO2), sunfua hydro (H2S), florua hydro (HF) vaø buïi. • Chaùy röøng: sinh caùc chaát oâ nhieãm goàm buïi tro caùc khí oXit nitô (NOX) vaø dioXit löu huyønh (SO2), monoXit cacbon (CO). • Buïi do gioù, do baõo sinh ra ôû caùc vuøng khoâ haïn hay baùn khoâ haïn. • Söï phaân huyû töï nhieân caùc chaát höõu cô (thöïc vaät, Xaùc ñoäng vaät ) ôû ñieàu kieän yeám khí nhö ñaàm laày sinh caùc khí metan (CH4), dioXit cacbon (CO2). Khi khoâng thoaùt ñöôïc ra ngoaøi, cuõng taïo thaønh tuùi khí ôû döôùi ñaát; • Taùc nhaân sinh hoïc nhö phaán hoa, vi sinh vaät (vi khuaån, sieâu vi khuaån, naám moác, naám men, taûo ), caùc loaïi coân truøng nhoû hay caùc boä phaän cuûa chuùng II.2.2. OÂ nhieãm nhaân taïo: Phaùt sinh do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi. Caùc hoaït ñoäng saûn Xuaát cuûa con ngöôøi taïo ra caùc loaïi saûn phaåm phuïc vuï nhu caàu thieát yeáu cuûa hoï, nhöng ñoàng thôøi laø nguoàn goác
8. chính phaùt sinh ra nhöõng chaát ñoäc haïi coù taùc duïng Xaáu ñoái vôùi baûn thaân con ngöôøi. ÔÛ ñaây, ta ñaëc bieät quan taâm ñeán nguoàn oâ nhieãm nhaân taïo naày. • Nguoàn ñoát nhieân lieäu nhö ñoäng cô cuûa caùc phöông tieän giao thoâng, loø ñoát daân duïng vaø coâng nghieäp phaùt sinh buïi vaø caùc khí oâ nhieãm laø CO, SO2, NOX ; • Caùc hoaït ñoäng saûn Xuaát coâng nghieäp khaùc nhö ngaønh hoaù chaát, luyeän kim, saûn Xuaát vaät lieäu Xaây döïng, löông thöïc thöïc phaåm phaùt sinh caùc chaát oâ nhieãm laø buïi, hôi khí ñoäc nhö dioXy löu huyønh (SO2), florua hydro (HF), chì (Pb), amoniac (NH3), sunfua hydro (H2S) ; • Taïi caùc khu chaên nuoâi gia suùc coù sinh caùc khí oâ nhieãm nhö amoniac (NH3), sunfuahydro (H2S) ; • Caùc hoaït ñoäng coäng ñoàng nhö thu gom Xöû lyù raùc; loø thieâu coù sinh ra caùc khí do phaân huûy baèng vi sinh nhö metan (CH4), amoniac (NH3), cacbonic (CO2), sunfuahydro (H2S) , hay caùc saûn phaåm chaùy oXit cacbon (CO, CO2), tro buïi ; • Do caùc saûn phaåm taïo ñieàu kieän tieän nghi cho cuoäc soáng cuûa con ngöôøi: söû duïng chaát taåy röûa, thuoác Xòt khöû muøi, sôn vecni, keo daùn, thuoác nhuoäm, thuoác uoán toùc phaùt sinh hôi dung moâi höõu cô nhö aXeton (CH3COCH3), formaldehyt (HCHO) ; maùy photocopy sinh khí ozon (O3); khu vöïc nhaø Xe, nôi ñaäu Xe maùy seõ phaùt thaûi vaøo khoâng khí hôi Xaêng daàu laø caùc hôïp chaát höõu cô. • Caùc sinh hoaït caù nhaân nhö huùt thuoác taïo khí monoXit cacbon (CO), nicotin Löôïng phaùt thaûi chaát oâ nhieãm khoâng khí töø nguoàn töï nhieân lôùn hôn nhieàu so vôùi nguoàn nhaân taïo nhöng phaân boá ñoàng ñeàu treân theá giôùi. ÔÛ khu taäp trung ñoâng daân cö thì maät ñoä phaùt thaûi do con ngöôøi taäp trung hôn vaø gia taêng möùc ñoä taùc haïi. Tuy nhieân trong lónh vöïc khoa hoïc chuùng ta quan taâm nieàu hôn veà loaïi oâ nhieãm nhaân taïo. * Phaân loaïi nguoàn oâ nhieãm theo tính chaát phaùt thaûi • Nguoàn ñöôøng: caùc con ñöôøng daønh cho caùc phöông tieän giao thoâng vaän taûi nhö ñöôøng boä daønh cho Xe maùy, oâ toâ; ñöôøng Xe löûa cho taøu hoaû; ñöôøng thuûy, ñöôøng haøng khoâng. Giao thoâng vaän taûi laø moät trong nhöõng nguoàn oâ nhieãm khoâng khí chính ôû ñoâ thò. Chuùng taïo ra caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí goàm buïi, oXit cacbon (CO, CO2), dioXit löu huyønh (SO2), oXit nitô (NOX), hydrocacbon, tetraetyl chì. Buïi sinh ra do cuoán ñaát caùt, buïi ñöôøng khi löu thoâng vaø buïi sinh ra trong khoùi thaûi cuûa Xe. • Nguoàn ñieåm: oáng khoùi cuûa caùc nguoàn ñoát rieâng leû, baõi chaát thaûi, • Nguoàn vuøng: trong khu coâng nghieäp taäp trung nhieàu nhaø maùy coù oáng khaûi khí, ñöôøng oâ toâ noäi thaønh, nhaø ga, caûng, saân bay II.3. CAÙC CHAÁT OÂ NHIEÃM.
9. Coù nhieàu phöông phaùp phaân loaïi chaát oâ nhieãm khoâng khí khaùc nhau tuyø theo muïc ñích nghieân cöùu. • Döïa vaøo traïng thaùi vaät lyù, caùc chaát oâ nhieãm ñöôïc chia thaønh:
   Raén: buïi, khoùi; phaán hoa, naám men, naám moác, baøo töû thöïc vaät ;
   Loûng: sol loûng hay khí nhö söông muø ;
   Khí vaø hôi: oXit cacbon (COX), oXit nitô (NOX), dioXit löu huyønh (SO2)
   OÂ nhieãm vaät lyù: nhieät, phoùng Xaï • Döïa vaøo söï hình thaønh, chaát oâ nhieãm ñöôïc phaân thaønh caùc loaïi
   Chaát oâ nhieãm sô caáp: chaát oâ nhieãm thaûi ra tröïc tieáp töø nguoàn oâ nhieãm. Ví duï caùc chaát voâ cô nhö silic, canXi, saét, chaát höõu cô nhö metan , moà hoùng
   Chaát oâ nhieãm thöù caáp: laø chaát sau khi ra khoûi nguoàn seõ thay ñoåi caáu taïo hoaù hoïc do taùc ñoäng quang hoaù hay hoaù lyù. Nhö khí ozon (O3), sunfuarô (SO3), • Döïa vaøo kích thöôùc haït chaát oâ nhieãm ñöôïc chia thaønh phaân töû (hoãn hôïp khí - hôi) vaø aerosol (goàm caùc haït raén, loûng). Aerosol ñöôïc chia thaønh buïi, khoùi, söông.
   Buïi laø caùc haït raén coù kích thöôùc töø 5 ñeán 50 µm.
   Khoùi laø caùc haït raén coù kích thöôùc töø 0,1 ñeán 5 µm.
   Söông bao goàm caùc gioït loûng coù kích thöôùc töø 0,3 ñeán 5 µm vaø ñöôïc hình thaønh do ngöng tuï hôi hoaëc khi phun chaát loûng vaøo khoâng khí. Noùi chung, moãi nguoàn goác oâ nhieãm phaùt sinh moät löôïng lôùn caùc chaát oâ nhieãm chuû yeáu ñoäc haïi nhö sau : Baûng 2.1 Chaát oâ nhieãm Nguoàn gaây oâ nhieãm Taûi löôïng chaát oâ nhieãm chuû yeáu 106t/naêm Nguoàn nhaân Nguoàn thieân nhieân Nhaân taïo Thieân nhieân taïo Sunfua dioXit - Ñoát nhieân - Nuùi löûa SO2 lieäu than ñaù & daàu moû - Cheá 116 6 – 12 bieán quaëng coù chöùa S Hydrosunfua Coâng - Nuùii löûa H2S nghieäp hoùa - Caùc quaù trình sinh chaát. hoùa trong ñaàm laày 3 300 – 100 Xöû lyù nöôùc thaûi Cacbon oXit - Ñoát nhieân - Chaùy röøng 300 > 3000 C0 lieäu. - Khí - Caùc phaûn öùng
10. thaûi cuûa oâ toâ hoùa hoïc aâm æ Nitô ñioXit Ñoát nhieân lieäu Hoaït ñoäng sinh hoïc NO2 cuûa vi sinh vaät trong 50 60 – 270 (*) ñaát Amoniac NH Cheá bieán pheá Phaân huûy sinh hoùa 3 4 100 - 200 thaûi Ñinitô oâXit Giaùn tieáp, khi Quaù trình sinh hoùa N2O söû duïng phaân trong ñaát >17 100 - 450 boùn goác Nitô. Hydrocacbon Ñoát chaùy nhieân Caùc quaù trình sinh CH : 300 – lieäu, khí thaûi, hoùa 88 1600 caùc quaù trình Terpen : 200 hoùa hoïc. 4 4 Cacbonic CO2 Ñoát nhieân lieäu Phaân huûy sinh hoïc 1,5.10 15 . 10 Ghi chuù: (*) Quy ñoåi ra NO2 Coù theå neâu leân moät soá chaát oâ nhieãm khí chính nhö sau: • Caùc khí oâ nhieãm nhö laø caùc loaïi oXit cuûa N2 (cuï theå laø N2O, NO, NO2), SO2, H2S, CO, caùc loaïi khí haloagen (Clo, Br, I, ), v.v, • Caùc hôïp chaát F: CFC, • Caùc chaát toång hôïp eùt Xaêng (aXetic, • Caùc chaát lô löõng nhö buïi lô löõng (buïi raén, buïi loûng, buïi vi sinh, ), nitrat, sulfat, caùc phaân töû C, sol khí, muoäi, khoùi, söông muø, phaán hoa, • Caùc loaïi buïi naëng, buïi ñaát, ñaù • Khí quang hoùa nhö ozon, FAN, NOX, anñehyt . • Chaát thaûi phoùng Xaï • Tieáng oàn • Nhieät. II.4. OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ DO CAÙC HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CON NGÖÔÛI II.4.1. OÂ nhieãm khoâng khí do caùc quaù trình ñoát nhieân lieäu Trong cuoäc soáng haèng ngaøy ta thaáy quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu Xaûy ra ôû khaép moïi nôi moïi choã. Ngöôøi ta phaân bieät caùc nguoàn gaây oâ nhieãm ñoát nhieân lieäu thaønh caùc nhoùm: - OÂ nhieãm do caùc phöông tieän giao thoâng; - OÂ nhieãm do ñun naáu; - OÂ nhieãm do caùc nhaø maùy nhieät ñieän; - OÂ nhieãm do ñoát caùc loaïi pheá thaûi ñoâ thò vaø sinh hoaït (raùc thaûi). II.4.1.1. Caùc loaïi khí ñoäc haïi do quaù trình ñoát nhieân lieäu Thaønh phaàn nhieân lieäu: + C → COX + N → NOX
11. + S → S OX + H → H2O + Ñoä tro nhieân lieäu W → buïi – caùc hoùa chaát cuûa chì. Neáu chaùy khoâng hoaøn toaøn thì sinh ra (H,C) vaø anñehyt. Neáu theå tích O2 dö hoaëc thieáu → CO, buïi. Trong taát caû caùc Xí nghieäp ñeàu coù chaát oâ nhieãm ( ñeàu coù coâng ngheä ñoát) Caùc loaïi nhieân lieäu: Xaêng, daàu (DO, FO), than ñaù, than cuûi, traáu, muøn cöa, raêm baøo, khí. Coù 3 loai.: raén, loûng, khí : Trong quaù trình ñoát tuøy theo thaønh phaàn cuûa nhieân lieäu, tính chaát nhieân lieäu, löôïng nhieân lieäu tieâu thuï ⇒ thaønh phaàn, tính chaát, noàng ñoä cuûa caùc chaát oâ nhieãm khaùc. Ngoaøi ra: do daây chuyeàn coâng ngheä, tay ngheà coâng nhaân → aûnh höôûng ñeán khí oâ nhieãm. Khi quaù trình chaùy khoâng hoaøn toaøn do thieáu oXy chaúng haïn hoaëc do trong khi chaùy nhieät ñoä ngoïn löûa bò giaûm thaáp, moät soá nguyeân töû carbon vaø hydro khoâng ñöôïc caáp ñuû naêng löôïng caàn thieát ñeå hình thaønh caùc goác töï do vaø cho ra caùc saûn phaåm cuoái cuøng trong ngoïn löûa laø CO2 vaø H2O. Nhö vaäy coù söï ngöøng treä caùc phaûn öùng chaùy ôû nhöõng giai ñoaïn caân baèng trung gian vaø daãn ñeán caùc quaù trình sau : - Phaùt thaûi caùc nguyeân töû caùcbon hoaëc keát hôïp caùc nguyeân töû cacbon laïi vôùi nhau thaønh muoäi, khoùi ñen vaø moà hoùng - than chì. Keát hôïp caùc nguyeân töû caùcbon vôùi oXy ñeå thaønh cacbon oXit CO - Keát hôïp caùc nguyeân töû caùcbon vôùi Hydro ñeå taïo thaønh caùc hydrocacbon nheï vaø naëng. - Phaùt thaûi caùc hydrocacbon ñaõ oXy hoùa töøng phaàn (andehyt, aXit). II.4.1.2. Tính chaát cuûa caùc chaát oâ nhieãm Tuøy theo thaønh phaàn cuûa nhieân lieäu, löôïng nhieân lieäu vaø tính chaát cuûa noù maø chaát oâ nhieãm coù noàng ñoä, coù tính chaát vaø tính taûi löôïng khaùc nhau. Trong taát caû caùc nhaø maùy ñeå phuïc vuï cho taát caû caùc quaù trình phuïc vuï coâng ngheä noài hôi cuõng nhö caùc quaù trình sinh hoaït cuûa con ngöôøi ñeàu coù caùc quaù trình ñoát cuûa nhieân lieäu, ñaëc bieät trong giao thoâng vaän taûi ñaây laø, nguoàn oâ nhieãm di ñoäng vôùi löôïng nhieân lieäu söû duïng khaù lôùn, thaønh phaàn , noàng ñoä, tính chaát nhieân lieäu gioáng quaù trình trong coâng nghieäp. - Chaát oâ nhieãm töø nguøoân ñoát trong chuû yeáu laø ñoäng cô oâ toâ thöôøng gaây oâ nhieãm khoâng khí moät caùch tröïc tieáp vaø nguy hieåm vì khoùi thaûi ngay treân maët ñaát trong khu ñoâng ngöôøi ô û caùc thaønh phoá. - Chaát oâ nhieãm töø nguoàn ñoát ngoaøi chuû yeáu laø loø nung, loø nhieät ñieän coù coâng suaát lôùn thöøông naèm Xa khu daân cö vaø thaûi khoùi ôû ñoä cao. Ngoaøi ra ôû caùc trung taâm nhieät ñieän hieän ñaïi ñeàu ñöôïc trang bò caùc heä thoáng Xöû lyù buïi vaø khí ñoäc haïi (chuû yeáu laø SO2) tröôùc khi thaûi vaøo khí quyeån. II.4.2. OÂ nhieãm khoâng khí do caùc hoaït doäng coâng nghieäp Trong saûn Xuaát coâng nghieäp do söû duïng nhieàu loaïi daây chuyeàn coâng ngheä khaùc nhau, cuøng vôùi vieäc söû duïng nhieàu nguoàn nhieân lieäu, hoùa chaát khaùc nhau neân daån ñeán caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí do caùc hoaït ñoäng saûn Xuaát coâng nghieäp gaây ra raát ña
12. daïng vaø phöùc taïp thaønh phaàn, tính chaát, noàng ñoä vaø möùc ñoä ñoäc haïi khaùc nhau ( thaønh phaàn quan taâm laø buïi vaø SO2). Moät soá chaát oâ nhieãm trong caùc ngaønh coâng nghieäp cuï theå sau: II.4.2.1. OÂ nhieãm khoâng khí trong luyeän kim Ñaëc tröng chaát thaûi ñoäc haïi cuûa caùc nhaø maùy luyeän kim laø : • Raát nhieài buïi, buïi thoâng thöôøng coù kích thöôùc to 10 - 100µm, phaùt sinh trong coâng ñoaïn tuyeån quaëng, saøng loïc, ñaäp nghieàn quaëng vaø caùc quaù trình töông töï. • Buïi nhoû vaø khoùi thoaùt ra töø loø cao, loø mactanh, loø nhieät luyeän, baêng chuyeàn vaø nôi laøm saïch maãu ñuùc. • Caùc hoùa chaát ñoäc haïi SO2, NOX ñöôïc saûn sinh trong quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu. • Buïi vaø khí CO ñöôïc saûn sinh trong quaù trình luyeän gang. • Hôi vaø buïi raát ñoäc haïi nhö oXit ñoàng, thaïch tín, thuûy ngaân ñöôïc sinh ra trong quaù trình luyeän ñoàng, keõm vaø caùc kim loaïi maøu khaùc. • Chaát thaûi cuûa caùc nhaø maùy luyeän kim coù ñaëc ñieåm laø ôû nhieät ñoä cao, ñaït tôùi 300 – 4000C, ñoâi khi 800oC. Ñoä cao cuûa oáng khoùi ñaït tôùi 80 – 200m vaø hôn nöõa. Maëc duø do caùc oáng khoùi cao, khí thaûi coù nhieät ñoä cao neân chaát oâ nhieãm töø nhaø maùy luyeän kim ñöôïc phaân boá raát roäng, nhöng nhieàu tröôøng hôïp noàng ñoä chaát oâ nhieãm ôû moâi tröôøng khoâng khí khu nhaø maùy luyeän kim vaãn vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp nhieàu laàn. • Ngoaøi nhöõng nguoàn oâ nhieãm keå treân, vuøng coâng nghieäp luyeän kim vaø khu daân cö laân caän coøn bò oâ nhieãm do raát nhieàu nguoàn oâ nhieãm voâ toå chöùc nhö laø caùc saân baõi ñeå quaëng, nguyeân lieäu, caùc vagoâng vaän chuyeån vaø caùc Xöôûng ñuùc, caùc loø, baêng chuyeàn • Luyeän theùp: - Caùn: tieáng oàn (> 110 dB) - Laän (ñònh hình): oàn - Gia coâng: Khí do daàu DO II. 4.2.2. Caùc nhaø maùy saûn Xuaát hoùa chaát Caùc nhaø maùy saûn Xuaát hoùa chaát goàm nhieàu loaïi, saûn Xuaát ra nhieàu loaïi saûn phaåm khaùc nhau. Do ñoù caùc chaát thaûi ra cuõng coù tính chuyeân moân rieâng bieät, khaùc nhau vaø raát ña daïng. Sau ñaây laø moät soá loaïi coâng nghieäp hoùa chaát ñieån hình. a. Coâng nghieäp saûn Xuaáât aXit sunfuric (H2SO4) AXit sunfuric H2SO4 coù theå ñöôïc saûn Xuaát tö löu huyønh ñôn chaát hoaëc töø sunfua saét – quaëng pirit FeS2. Phaûn öùng Xaûy ra nhö sau : Töø löu huyønh : S + O2 = SO2 (1) Töø quaëng pirit : 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (2) Sunfua dioXit thu ñöôïc töø quaù trình nung ñoát treân ñaây thöôøng coù haøm löôïng khoaûng 8 ÷ 44% ñöôïc cho tieáp Xuùc vôùi chaát Xuùc taùc ôû nhieät ñoä 450oC ñeå oXit hoùa SO2 theo phaûn öùng :
13. 2 SO2 + O2 ← 2SO3 (3) Tieáp theo anhydrit sunfuric bò haáp thuï bôûi aXit sunfuric loaõng ñeå ñaït ñöôïc ñoä ñaäm ñaëc yeâu caàu : SO3 + H2O = H2SO4 (4) Trang thieát bò oXy hoùa Xuùc taùc nhieàu lôùp (4÷5 lôùp) ñaït ñöôïc tæ leä 96 ÷ 98% SO2 bieán thaønh H2SO4 , phaàn coøn laïi theo khí thaûi ra khí quyeån. ÔÛ moät soá nhaø maùy hieän ñaïi tæ leä chuyeån ñoåi ra H2SO4 coù theå ñaït 99%. b. Coâng nghieäp saûn Xuaáât aXit nitric Phöông phaùp ñieàu cheá aXit nitric ñöôïc aùp duïng phoå bieán nhaát laø ñoát coù Xuùc taùc amoniac trong khoâng khí. Chaát oâ nhieãm phaùt thaûi vaøo khí quyeån laø khí thaûi coù chöùa nhieàu NO2 vôùi noàng ñoä thoaùt ra ôû oáng khoùi dao ñoäng trong khoaûng 1500 ÷ 3000 ppm. Coâng ngheä tieân tieán cho pheùp haï noàng ñoä phaùt thaûi khí NO2 Xuoáng coøn 300 ppm. c. Coâng nghieäp saûn Xuaát phaân boùn Saûn Xuaát phaân supephotphat ñöôïc tieán haønh theo phöông phaùp cho aXit sunfuric taùc duïng vôùi photphat thieân nhieân. Trong quaëng luoân coù thaønh phaàn flo (≈ 1%). Caùc hôïp chaát chöùa flo phaûn öùng vôùi H2SO4 vaø thaûi ra khí HF vaø SiF4. Löôïng phaùt thaûi caùc khí ñoäc haïi nhieàu nhaát laø ôû coâng ñoaïn laøm ñoâng ñaëc baèng caùch thoåi khoâng khí vaøo aXit photphoric. Khoâng khí thoaùt ra töø quaù trình naày coù chöùa khoaûng 10g/m3 flo. Sau khi loïc saïch khí thaûi noàng ñoä khí flo coù theå giaûm Xuoáng coøn 0,2g/m3. II.4.2.3. Coâng nghieäp saûn Xuaát giaáy Chaát oâ nhieãm chuû yeáu thoaùt ra töø coâng nghieäp saûn Xuaát giaáy laø khí SO2 , H2S vaø muøi hoâi toái gaây buoàn noân. Giaáy laø saûn phaåm thu ñöôïc baèng caùch eùp caùc lôùp sôïi Xenlulozô. Nguyeân lieäu laøm giaáy laø goã. Daêm goã ñöôïc ngaâm vaø naáu döôùi aùp suaát cao trong Xuùt (NaOH) vaø natri sunfua (NaS). Keát quaû thu ñöôïc dung dòch boät giaáy maøu ñen coù chöùa moät löôïng nhoû caùc chaát H2S vaø caùc hôïp chaát sunfua höõu cô taïo ramuøi hoâi thoái khoù chòu. Ngoaøi ra khi hoaøn nguyeân dung dòch naáu boät giaáy ñeå taùi söû duïng baèng caùch cho boác hôi, caën baõ ñöôïc ñoát trong caùc loø ñaëc bieät taïo thaønh tro natri sunfit Na2SO3 vaø natri cacbonat Na2CO3. Trong quaù trình naøy thoaùt ra nhieàu khí H2S vaø caùc chaát metylmercaptan CH3HS, dimetylmercaptan (CH3)2S vaø dimetyldisunfua (CH3)2S2 coù muøi raát khoù chòu ñaëc tröng cho coâng nghieäp giaáy. Caùc coâng ñoaïn coù theå oâ nhieãm sau: - Chaët : buïi, tieáng oàn. - Saøng : buïi - Naáu : muøi hoâi, dòch ñen - Nghieàn : buïi - Taåy traéng : khí Cl2 - Se : löôïng nhieät ñoä bay ra II.4.2.4. Coâng nghieäp vaät lieäu Xaây döïng a. Coâng nghieäp saûn Xuaát Xi maêng
14. Chaát oâ nhieãm chuû yeáu trong coâng nghieäp saûn Xuaát Xi maêng laø buïi. Buïi thoaùt ra moâi tröôøng Xung quanh töø caùc coâng ñoaïn sau ñaây : Vaän chuyeån vaø chöùa kho caùc loaïi vaät lieäu ñaù voâi, ñaát seùt, phuï gia. Neáu thao taùc vôùi vaät lieäu aåm (coù phun nöôùc tröôùc), löôïng buïi toaû ra seõ giaûm thieåu ñaùng keå. Saáy vaø nung : toaû nhieàu buïi vaø khí SO2 coù nguoàn goác töø nhieân lieäu. Nghieàn vaø tröõ clinker : toûa buïi. b. Xöôûng laøm gaïch ngoùi vaø loø nung voâi Vôùi coâng ngheä ñoát loø laïc haäu neân chaát ñoäc haïi do chuùng thaûi ra laø caøng lôn. Chaát thaûi chuû yeáu laø buïi, HF, CO2, do quaù trình ñoát nhieân lieäu than, cuûi. II.4.2.5. Cheá bieán daàu moû Giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình loïc daàu laø chöng aùp – phaân ly daàu thoâ ra thaønh nhieàu caáp tæ troïng khaùc nhau – ngöôøi ta goïi ñoù laø quaù trình cracking. Moät soá saûn phaåm thu ñöôïc sau khi cracking coù theå söû duïng ngay, caùc phaàn coøn laïi ñoøi hoûi phaûi cheá bieán tieáp. Khí thaûi vaøo khí quyeån töø nhaø maùy loïc daàu chia laøm 4 loaïi : a) Hôi hydrocacbon roø ræ töø caùc khe hôû naép ñaäy khoâng kín cuûa thieát bò, thuøng chöùa b) Khí thaûi töø caùc loø nung, beáp ñun, voøi ñoát söû duïng trong quaù trình chöng caát, trong ñoù coù chöùa SO2 do ñoát caùc taïp chaát coù löu huyønh c) Khí coù chöùa caùc hôïp chaát cuûa löu huyønh nhö H2S vaø SO2 thoaùt ra töø caùc taàng cuûa thaùp chöng caát khi thaûi caùc hôïp chaát löu huyønh töø caùc phaàn caát ñöôïc. ÔÛ nhieàu nhaø maùy loïc daàu ngöôøi ta taän duïng khí thaûi ôû coâng ñoaïn naøy ñeå saûn Xuaát löu huyønh hoaëc ñieàu cheá aXit sunfuric. d) Buïi vôùi thaønh phaàn côõ haït raát mòn thoaùt ra töø quaù trình hoaøn nguyeân caùc chaát Xuùc taùc. Ñaây laø chaát oâ nhieãm chuû yeáu cuûa nhaø maùy loïc daàu. II.4.2.6. Cheá bieán cao su Quaù trình cheá bieán : Cao su → caùn → ñònh hình → saáy Chaát oâ nhieãm chuû yeáu trong cheá bieán cao su laø : muøi hoâi, NH3, nöôùc thaûi . II.4.2.7. Coâng nghieäp söûa chöõa taøu, Xaø lan Chaát oâ nhieãm chuû yeáu trong coâng nghieäp söûa chöõa laø : buïi, hôi, dung moâi sôn, tieáng oàn. Veä sinh moâi tröôøng, ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coâng nhaân trong haàm taøu II.4.2.8. Xi maï: Phaàn taåy röûa beà maët vaø Xi maï : (Sr, Ni, Cu, Zn ) hôi dung dòch boác hôi, oâ nhieãm chaát thaûi raén. II.4.2.9. Cheá bieán goå: - Xeû: gaây tieáng oàn - Tinh cheá: saáy → buïi - Gia coâng thaønh phaåm: sinh buïi (buïi lôùn, tinh, ), daêm baøo (ña daïng, nhieàu kích thöôùc). II.4.2.10. Deät:
15. - Keùo sôïi : buïi daïng sôïi, oàn, - OÁng chæ: tieáng oàn, buïi, - Deät: Tieáng oàn - Ñoát loâng: oâ nhieãm nhieät - Nhuoäm, in boâng : nöôùc thaûi II.4.2.11. Cheá bieán haït ñieàu: - Ngaâm: nöôùc thaûi - Chieân: khoùi thaûi (buïi), hôïp chaát phenol(ankyl phenol 80%); HC, hôi daàu chieân (muøi hoâi) II.4.2.12. Cheá bieán löông thöïc: mì aên lieàn, gaïo saáy, buùn aên lieàn - Troän pheá lieäu: buïi - Chieân : Khí thaûi ñoát daàu, hôi daàu chieân (muøi), oâ nhieãm nhieät II.4.2.13. Cheá bieán sôn: Pha troän dung moâi - Boät maøu - Nöôùc: dung moâi + buïi II.4.3. OÂ nhieãm khoâng khí do buïi Caùc phaàn töû chaát raén theå rôøi raïc coù theå ñöôïc taïo ra trong quaù trình nghieàn, ngöng keát vaø caùc phaûn öùng hoùa hoïc khaùc nhau. Döôùi taùc duïng cuûa caùc doøng khí hoaëc khoâng khí, chuùng chuyeån thaønh traïng thaùi lô löûng vaø trong nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh chuùng taïo thaønh thöù vaät chaát maø ngöôøi ta goïi laø buïi II.4.3.1. Ñònh nghóa Buïi laø moät heä thoáng goàm 2 pha : pha khí vaø pha raén rôøi raïc – caùc haït coù kích thöôùc naèm trong khoaûng töø kích thöôùc nguyeân töû ñeán kích thöôùc nhìn thaáy ñöôïc baèng maét thöôøng, coù khaû naêng toàn taïi ôû daïng lô löûng trong thôøi gian daøi ngaén khaùc nhau. VD : - Hôi, khoùi : 0,001µm - 10 µm. - Buïi bay : 10µm rôi coù gia toác döôùi taùc duïng cuûa löïc troïng tröôøng - Haït (buïi hoâ haáp) : 50µm.
16. - Buïi : haït chaát raén coù kích thöôùc nhoû hôn buïi thoâ (5 ÷ 50 µm) ñöôïc hình thaønh töø caùc quaù trình cô khí nhö nghieàn, taùn, ñaäp - Khoùi : goàm caùc haït vaät chaát coù theå laø raén hoaëc loûng ñöôïc taïo ra trong quùa trình ñoát chaùy nhieân lieäu hoaëc quaù trình ngöng tuï coù kích thöôùc haït δ = 0.1 ÷0.3µm. Haït buïi côõ naøy coù tính khueách taùn raát oån ñònh trong khí quyeån. - Khoùi mòn : goàm nhöõng haït chaát raén raát mòn, kích thöôùc haït δ 10µm döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc noù rôi Xuoáng ñaát. - ϕ% → buïi nhoû → lôùn → rôi Xuoáng b. Tính nhieãm ñieän cuûa haït buïi Trong ñieän tröôøng > 3000V : tính nhieãm ñieän raát cao : → ion (-) V (+) c. Tính chaùy noå - [Buïi] nhoû → tính chaùy noå keùm - [Buïi] lôùn → tia löûa ñòeân → nguy cô chaùy noå cao d. Tính laéng do nhieät ÔÛ nhieät ñoä cao buïi laéng toát hôn laïnh. Baûng 2.2. Tæ leä phaàn traêm cuûa buïi theo kích thöôùc Loaïi thao Loaïi buïi ≤ 2 µm 2 ÷ 5 5 ÷ 10 > 10 taùc Tieän Goã 48 20 20 8,0 Phay Kim loaïi 37 31,5 9,5 2,0 Maøi Ñaù 62 24,5 10,0 3,5 Baûng 2.3. Tæ leä laéng buïi cao lanh treân ñöôøng hoâ haáp Kích thöôùc µm % laéng ñoïng chung % laéng ñoïng ôû % laéng ñoïng ôû pheá ñöôøng hoâ haáp baøo 0.5 47,8 9,2 34,5 0,9 63,5 16,5 50,5 1,3 68,7 26,5 34,8
17. 1,6 71,7 46,5 25,9 5,0 92,3 82,7 9,8 Baûng 2.4. Toác ñoä huùt buïi ôû ñieän theá 3000V Kích thöôùc µm Toác ñoä (cm/s) 100 885 10 88,5 1 8,85 0.1 0,885 Khi tính toaùn caùc coâng trình Xöû lí buïi baét buoäc phaûi döïa vaøo ñaëc tính cuûa buïi + Tính laéng ( tính phaân taùn ) : thieát keá buoàng laéng buïi. V V V ñ = ng ng h h L Vñ Vs L II.4.3.4. Taùc haïi cuûa buïi a. Ñoái vôùi con ngöôøi Buïi gaây taùc haïi cho con ngöôøi tröôùc heát laø qua ñöôøng hoâ haáp gaây neân caùc beänh nhö : - Vieâm pheá quaûn, vieâm phoåi, vieâm muõi - Buïi ñaù vaø buïi amiaêng gaây ra beänh buïi phoåi (beänh ngheà nghieäp) Buïi coøn taùc ñoäng tröïc tieáp leân maét vaø leân maët da cuûa cô theå. Caùc chöùng beänh veà maét nhö : Laøm giaûm thò löïc maét, coù theå laøm toån thöông maét, muø maét . Caùc chöùng beänh veà da nhö : dò öùng, ngöùa treân da, meà ñay Ngoaøi ra buïi cuõng laøm aûnh höôûng ñeán heä tieâu hoùa gaây neân caùc beänh nhö : Laøm saâu raêng, hoûng men raêng, toån thöông nieâm maïc daï daøy, loeùt daï daøy, b. Ñoái vôùi ñoäng vaät Buïi gaây taùc haïi ñoái vôùi ñoäng vaät cuõng nhö ñoái vôùi con ngöôøi. Ñoái vôùi caùc loaøi vaät coù tính nhaïy caûm vôùi moâi tröôøng buïi gaây beänh veà ñöôøng hoâ haáp naëng hôn con ngöôøi. c. Ñoái vôùi thöïc vaät Buïi gaây taùc haïi Xaáu ñoái vôùi thöïc vaät nhö : laøm caây chaäm phaùt trieån, laøm giaûm quaù trình luïc dieäp hoùa quang hôïp cuûa caây. d. Ñoái vôùi beà maët vaät lieäu Buïi trong khoâng khí coù taùc ñoäng Xaáu leân beà maët vaät lieäu nhö :
18. - Laøm taêng cöôøng quaù trình han gæ cuûa kim loaïi - Laøm maøi moøn hoaëc laøm hoen oá beà maët II.4.4. OÂ nhieãm do nhieät II.4.4.1. Caùc nguoàn oâ nhieãm do nhieät a) Coâng trình daân duïng - Böùc Xaï maët trôøi - Do thaép saùng, thieát bò chuyeân duøng - Do ngöôøi - Nhieät aåm b) Coâng nghieäp - Böùc Xaï - Do caùc ñoäng cô, maùy moùc toûa ra Q = ϕ1 . ϕ2 . ϕ3 . ϕ4 . 860 . N . Kcal/L Trong ñoù: • ϕ1 : heä soá söû duïng coâng suaát cuûa maùy : 0,7 ÷ 0,9 • ϕ2 : heä soá phuï taûi : tæ soá giöõa coâng suaát tieâu thuï trung bình vôùi coâng suaát chuyeån ñoäng : 0,5 ÷ 0,8 • ϕ3 : heä soá söû duïng ñoàng thôøi cuûa thieát bò khi söû duïng = 0,5 ÷1 • ϕ4 : heä soá chuyeån bieán cô naêng thaønh nhieät naêng vaø toûa vaøo khoâng khí chung quanh : 0,65 → 1 • N : Coâng suaát tieâu chuaån cuûa caùc loaïi ñoäng cô (KW) • 860 : ñöông löôïng nhieät cuûa coâng - Nhaø maùy chæ thaép saùng Q = (0,9 ÷ 0,95) .860 . N - Phaân Xöôûng cô khí hoaëc cô khí laép raùp Q = 0,25 . 860 . N - Toûa nhieät do ñoát chaùy nhieân lieäu Q = η. QC . G (kCal/h) Trong ñoù: • G : löôïng nhieân lieäu tieâu thuï trong giôø kg/h • QC : nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu • η : heä soá söï chaùy khoâng hoaøn toaøn cuûa nhieân lieäu (0,9 ÷ 0,97) Toaû nhieät do nguoäi daàn cuûa caùc vaät nung - Nguoäi daàn : giöõ nguyeân traïng thaùi ban ñaàu (loûng, ñaët) Q = C (t1 - t2 ) . M (kcal/h) • C : tyû nhieät cuûa vaät ôû traïng thaùi ñang Xeùt • t1, t2 : nhieät ñoä ban ñaàu - Nguoäi daàn coù thay ñoåi traïng thaùi ( loûng → ñaët) Q = Cl ( t1 – tn ) + i + Cñ ( tn - t2 ) • Cl : tyû nhieät vaät lieäu traïng thaùi loûng • Cñ : tyû nhieät vaät lieäu traïng thaùi ñaët
19. • tn : nhieät ñoä noùng chaûy cuûa vaät lieäu • t1, t2 : nhieät ñoä ñaàu vaø cuoái • i : nhieät laøm noùng chaûy vaät lieäu Baûng 2.5. Toûa nhieät do ngöôøi Ñieàu kieän laøm vieäc Nhieät Löôïng nhieät (1ngöôøi) Kcal/h H2O CO2 ñoä Nhieät Nhieät aån Toång (g/h) (g/h) phoøng hieän coäng oC - Yeân tænh : raïp haùt, caâu 15 100 25 125 40 30 laïc boä, hoäi hoïp 20 80 25 105 45 30 25 50 30 80 50 30 30 30 50 80 80 30 35 - - - 130 30 - Laøm vieäc trong cô 15 100 35 135 55 35 quan, tröôøng hoïc (yeân 20 85 45 130 75 35 tænh) 25 55 70 125 120 35 30 35 90 125 140 35 35 - - - 240 35 - Coâng vieäc nheï vaø 15 115 65 180 110 46 trung bình ( thôï may, 20 90 85 175 140 46 laép raùp caùc vaät coù troïng 25 60 110 170 180 40 löôïng nheï 30 40 130 170 230 40 35 - - - 290 40 - Coâng vieäc naëng (reøn 15 140 110 250 185 68 ñuùc, chaïy boä, khuaân 20 110 140 250 220 68 vaùc ) 25 80 170 250 300 68 30 45 205 250 360 68 35 - - - 430 68 - Döôùi 12 tuoåi - 35 15 50 23 18 II.4.4.2. Caùch trao ñoåi nhieät giöõa con ngöôøi vaø moâi tröôøng Traïng thaùi oân hoøa vaø deã chòu cuûa con ngöôøi : - Phuï thuoäc möùc ñoä trong saïch cuûa khoâng khí - Cöôøng ñoä lao ñoäng cuûa con ngöôøi - Phuï thuoäc vaøo löùa tuoåi vaø söùc khoûe - Phuï thuoäc vaøo quaàn aùo maëc treân ngöôøi - Khaû naêng thích öùng khí haäu vaø thoùi quen con ngöôøi
20. - Phuï thuoäc nhieät ñoä, ñoä aåm, toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí - Phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä beà maët cuûa keát caáu Xung quanh Söï trao ñoåi nhieät giöõa con ngöôøi vaø moâi tröôøng Q = ± Qdn + Qhh + Qmh ± QbX ± Qñlöu (kcal/h ngöôøi) - Qhh : Nhieät trao ñoåi do söï hoâ haáp con ngöôøi - Qmh : Nhieät trao ñoåi do söï bay hôi moà hoâi - Qdn : nhieät trao ñoåi do daãn nhieät - QbX : löôïng nhieät trao ñoåi baèng böùc Xaï QbX = α bX . F (td - tbm ) 2 • α bX : heä soá trao ñoåi nhieät böùc Xaï giöõa ngöôøi vaø moâi tröôøng (kcal/m h ). • F : dieän tích beà maët da o • td : nhieät ñoä beà maët da (36,5 C) • tbm : nhieät ñoä beà maët keát caáu Xung quanh VD : moät ngöôøi cao 1,60 m G : 60kg 2 ⇒ Fd = 1,6 m - Qñlöu : Qñl = α ñl . (td - tXq ) . F • α ñl : heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu giöõa con ngöôøi vaø moâi tröôøng Xung quanh • tXq : nhieät ñoä khoâng khí Xung quanh II.4.5. OÂâ nhieãm do muøi hoâi Ngoaøi hôi khí ñoäc, buïi, tieáng oàn, coøn coù muøi hoâi, ( saûn Xuaát coâng nghieäp). Baõi raùc : - Nöôùc thaûi - Muøi hoâi ( vi truøng) Trong coâng nghieäp tuøy nguyeân lieäu, hoùa chaát söû duïng thì muøi hoâi coù tính ñaëc tröng. Ñeå choáng muøi hoâi ta Xöû lí nhö sau : - Ñoát - Haáp phuï - Che muøi II.4.6. Quaù trình bieán ñoåi cuûa chaát oâ nhieãm trong khí quyeån II.4.6.1. Caùc quaù trình sa laéng khoâ II.4.6.1.1. Cô cheá cuûa quaù trình Giai ñoaïn 1: Quaù trình sa laéng caùc haït buïi hoaëc khí treân beà maët ( caây, coû, coâng trình ) Giai ñoaïn 2 : Haáp phuï moät soá chaát oâ nhieãm cuûa caùc beà maët Chaát oâ nhieãm → khí quyeån
21. Beà maët Haáp phuï moät phaàn chaát oâ nhieãm II.4.6.1.2. Ño ñaït quaù trình sa laéng khoâ a. Phöông phaùp Gradian noàng ñoä: Ñoàng thôøi ño Gradian noàng ñoä SO2 theo chieàu cao vaø caùc giaù trò cuûa yeáu toá vi khí haäu : nhieät ñoä, toác ñoä gioù, ñoä aåm khoâng khí ñeå Xaùc ñònh heä soá khueách taùn saáy. b. Phöông phaùp ñaùnh daáu: Duøng ñoàng vò phoùng Xaï ñaùnh daáu SO2 ñeå ñaùnh daáu möùc ñoä sa laéng cuûa S. Vôùi phöông phaùp naày cho pheùp phaân bieät haøm löôïng chaát oâ nhieãm sa laéng vaø haøm löôïng chaát oâ nhieãm coù saün trong caây coái vaø trong ñaát. Thích hôïp nôi coù dieän tích nhoû vaø trong phoøng thí nghieäm. c. Phöông phaùp caân baèng khoái löôïng : Phöông phaùp naøy bao goàm ño toác ñoä sa laéng cuûa chaát oâ nhieãm töø khoâng khí trong cuøng moät heä kín hoaëc söï tích tuï chaát oâ nhieãm so vôùi maãu ñoái chöùng . Vì ñieàu kieän thí nghieäm khaùc ñieàu kieän thöïc teá neân phöông phaùp naøy ít duøng. d. Phöông phaùp töông quang Xoaùy: Phöông phaùp naøy phuï thuoäc ño ñaïc noàng ñoä vaø thaønh phaàn thaúng ñöùng cuûa toác ñoä gioù, ñeå töø ñoù tính toaùn möùc ñoä sa laéng oâ nhieãm. II.4.6.2. Chu trình sa laéng öôùt II.4.6.2.1. Cô cheá Haït buïi, chaát oâ nhieãm (haùo nöôùc) khi tieáp Xuùc vôùi hôi nöôùc (möa) 2- Möôøi phuùt ñaàu moät traän möa thì [ SO4 cao nhaát] II.4.6.2.2. Ño ñaït :Duøng pp phaân tích vaø pheãu loïc II.4.6.3 Caùc phaûn öùng hoùa hoïc Xaûy ra trong khí quyeån Khi caùc chaát oâ nhieãm thaûi ra moâi tröôøng do aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá veà khí töôïng thuûy vaên ( nhieät ñoä khoâng khí, ñoä aåm khoâng khí, böùc Xaï maët trôøi, toác ñoä gioù) caùc chaát oâ nhieãm coù theå taùc duïng vôùi nhau vaø caùc chaát oâ nhieãm coù saün trong khí quyeån. - Xaûy ra trong pha khí, loûng, beà maët vaø phaûn öùng moâi tröôøng • Phaûn öùng trong pha khí : N2 + 2 O3 = 2 NO2 + O2 - NO2 + OH = H NO3 NO2 + O3 = NO3 + O2 NO3 + NO2 = N2O5 (coù Xuùc taùc NH3) N2O5 + H2O = 2 H NO3 NH4 NO3
22. • Phaûn öùng Xaûy ra treân caùc beà maët : Phaûn öùng cuûa caùc chaát khí khaùc nhau treân laù caây, coâng trình, ñaát. SO2 → SO3 → H2SO4 • Phaûn öùng Xaûy ra trong pha loûng : SO2 + H2O = H2SO3 H2SO3 + O2 = H2SO4 • Phaûn öùng quang hoùa: Phaûn öùng coù taùc ñoäng cuûa aùnh saùng maët trôøi. NO2 → NO + O O + O2 = O3 O3 + NO = NO2 + O2 II.4.7. Phaùt taùn chaát oâ nhieãm trong khí quyeån Söï phaùt taùn chaát oâ nhieãm vaøo khí quyeãn laø quaù trình vaät lí raát phöùc taïp. Trong quaù trình naøy gioù vaø caùc hieän töôïng trao ñoåi chaát trong khí quyeån cuõng nhö khí haäu ñòa phöông coù yù nghóa raát lôùn. Döï ñoaùn traïng thaùi cuûa chaát oâ nhieãm trong khí quyeån laø baøi toaùn voâ cuøng phöùc taïp vaø vieäc giaûi noù caøng khoù hôn do caùc quaù trình trong khí quyeån khoâng oån ñònh vaø coù theå thay ñoåi raát nhanh theo thôøi gian. 1930 : Gauss, Brigg, Sutton ñaï coù Nghieân cöùu veà hieän traïng naøy Naêm 1965,1975 : Trong nöôùc ñaõ coù Ks Nguyeãn Cung vaø GS – TS Phaïm Ngoïc Ñaêng ( Moâ hình thuûy khí) ñaõ nghieân cöùu. II.4.7.1. Moâ hình phaùt taùn oâ nhieãm khoâng khí ∆H z h y Xmin Xmax II.4.7.2. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình khueách taùn II.4.7.2.1.Nguoàn - Taûi löôïng Q : löôïng chaát oâ nhieãm thaûi ra trong ñôn vò thôøi gian (Q/s) - Chieàu cao (h) cuûa oáng khoùi (m) - Ñöôøng kính ñænh d (m)
23. - Nhieät ñoä khí thaûi - Löu löôïng khí thaûi (m3/h) - Toác ñoä khí thaûi (m/s) - Noàng ñoä khí thaûi ∆t caøng lôùn phaùt taùn caøng Xa II.4.7.2.2. Ñieàu kieän thuûy vaên - Toác ñoä Gioù (m/s) - Nhieät ñoä khoâng khí - Ñoä aåm khoâng khí ϕ % - Böùc Xaï maët trôøi II.4.5.2.3.Ñòa hình Khi khoâng coù söï nghòch ñaûo nhieät ñoä vaø coù gioù, ñòa hình khoâng baèng phaúng, thuaän lôïi cho söï phaùt taùn, bôûi vì noù thuùc ñaåy söï Xoaùy roái khí quyeån theo phöông thaúng ñöùng. II.4.7.3. Laäp phöông trình vaø giaûi baøi toaùn phaùt taùn oâ nhieãm theo moâ hình thuûy khí ñoäng hoïc (caùch 1) - Giaû thieát cuûa baøi toaùn • Toác ñoä gio khaùc 0 vaø luoân khoâng ñoåi suoát thôøi gian quaù trình tính toaùn • Nguoàn thaûi laø lieân tuïc vôùi taûi löôïng khoâng ñoåi Q • Khoâng coù quaù trình sa laéng khoâ, sa laéng öôùt vaø caùc phaûn öùng hoùa hoïc Xaûy ra • Phaùt taùn chaát oâ nhieãm theo caû chieàu ngang vaø chieàu ñöùng • Chaát oâ nhieãm bò phaûn Xaï hoaøn toaøn khi tieáp Xuùc vôùi beà maët hoaëc laù caây  Chaát oâ nhieãm baét ñaàu Xuaát hieän treân maët ñaát : XMin = (10 ÷ 20) h  Chaát oâ nhieãm rôi maët ñaát cuoái cuøng XmaX = (20 ÷ 40)h  AH : ñoä döïng oáng khoùi II.4.7.3.1. Phöông trình vi phaân cô baûn ∂c ∂c ∂c ∂c ∂  ∂c  ∂  ∂c  ∂  ∂c  + u + v + u = kx  + ky  + kz  + α c − α c ∂t ∂x ∂y ∂z ∂x  ∂x  ∂y  ∂  ∂z  ∂z  1 2 - kX,ky,kz : caùc thaønh phaàn ngang vaø ñöùng cuûa heä soá khueách taùn chaát oâ nhieãm - α1 : heä soá, keå ñeán söï thaâm nhaäp theâm löôïng oâ nhieãm treân ñöôøng khueách taùn - α2 : heä soá keå ñeán söï bieán hoùa töø chaát oâ nhieeãm naày sang chaát oâ nhieãm khaùc do caùc phaûn öùng hoùa hoïc treân ñöôøng khueách taùn II.4.7.3.2. Giaûi baøi toaùn AÙp duïng coâng thöùc treân : ⇒  2  2 2 Q − y   ()z − H   ()z + H  C (X,y,z) = EXP EXP  EXP 5,0  − 2  + − 2  2πuσ σ  2  2σ σ  y z 2σ y   z   z  Ta tính treân maët ñaát :
24. 2 2 Q   y     H   - C (X,y,O,H) = EXP− 5,0   .EXP− 5,0    u     π σ yσ t  σ z    σ z    2  Q  H  - C (X,O,O,H) = .EXP− 5,0    πuσ σ  σ   y t   y   Q - C (X,0,0,0) = πuσ yσ z 1,1 Qσ z - Cm = 2 πH euσ y 1 1 b 2 H b  8 2  - Xm =  a   9  Coù moät soá caùch tính sau ñaây: * CAÙCH 1 Böôùc 1 : - Tính ñoä beàn vöõng khí quyeån Baûng 2.6. Ñoä beàn vöõng khí quyeån Toác ñoä Ngaøy Ñeâm gioù ôû ñoä Maïnh Vöøa Yeáu ít maây khoâng cao 10m > 60o 35 ÷ 60o 6 C D D D D  A : raát khoâng beàn vöõng nhaát  B : khoâng beàn vöõng vöøa  D : keát quaû trung hoøa  E : beàn vöõng yeáu  F : beàn vöõng trung bình
25. Böôùc 2 Xaùc ñònh δy, δz : (döïa vaøo ñoä beàn vöõng khí quyeån, k/c tôùi nguoàn) Baûng 2.7 100 < X < 10000m Noâng ÑBV σy σz Thoân Khí quyeån A 0,22.X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,2 X B 0,16 . X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,12X C 0,11. X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,8X (1 + 0,0002.X)-1/2 D 0,08 . X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,06 X (1 + 0,00015.X)-1/2 E 0,06 . X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,03 X (1 + 0,0003.X)-1 F 0,04 . X (1 + 0,0001.X)-1/2 0,016 X (1 + 0,0003.X)-1 Ñoâ thò A – B 0.32.X(1 + 0.0004 X)-1/2 0,24 X (1 + 0,0001.X)-1/2 C 0.22 X (1 + 0.0004 X)-1/2 0,2X D 0.16 X (1 + 0.0004)-1/2 0,14 X (1 + 0,0003.X)-1/2 E - F 0.11 X (1 + 0.0004)-1/2 0,08 X (1 + 0,00015.X)-1/2 Böôùc 3 Xaùc ñònh taûi löôïng Q : (döïa vaøo thaønh phaàn tính chaát nhieân lieäu, hoùa chaát) - Caùch 1 : Döïa vaøo caùc phaûn öùng hoùa hoïc - Caùch 2 : Döïa vaøo caùch tính theå tích saûn phaåm chaùy (Nomezpasseb . AB) 3 • V CO2 = 0,01866 . C (m /kg nguyeân lieäu). • V SO2 = 0,007 . S • V NOX = 0,008 N + 0,79 VB 3 + * VB : theå tích khoâng khí caàn thieát ñeå ñoát chaùy 1 kg nhieân lieäu (m ) (khoaûng 25m3 / kg daàu) • V H2O = 0,11H + 0,124WB + 0,0161VB + 1,24GB + W: Ñoä tro + GB: Löôïng hôi nöôùc caàn thieát phun vaøo daàu tröôùc khi ñoát (kg. Thöôøng 0.3 – 1 kgH2O/1 kgnhieân lieäu) Töø ñoù Xaùc ñònh noàng ñoätrong khí quyeån vaø suy ra Q Vì vaäy: Q = Noàng ñoä X V II.4.7.4. Tính toaùn phaùt taùn oâ nhieãm theo moâ hình thuûy khí ñoäng hoïc (baøi toaùn 2) II.4.7.4.1. Phöông trình tính toaùn: Q  − y2   ()z − H 2  ()z + H 2  C (X,y,z) = EXP EXP EXP 5,0  − 2 + − 2  2πuσ σ  2   2σ σ  y z 2σ y   z  z  II.4.7.4.2. Ñoä döïng oáng khoùi:
26. d. vt ∆H = ki ϕ . v10 Trong ñoù: + Ki: 1,6-2 + d: ñöôøng kính heïp cuûa mieäng oáng khoùi + v10: Toác ñoä gioù ôû ñoä cao 10m (m/s) + ϕ : heä soá keå ñeán bieán thieân toác ñoä goùc trheo thôøi gian + vf : Vaän toác khí thaûi II4.7.4.3. Ñoä beàn khí quyeån: Bang 2.8. Phaân loaïi möùc ñoä beàn vöõng khí quyeån 0 V10 Gradian nhieät ( C /100 m) (m/s) ≥≥≥2.1 2 –1 0.9 - 0.7 0.6 - (- -1 – (- -1.5 – (- ≤≤≤-2.1 1) 1.4) 2) 1 1 2 3 4 5 6 7 2 1 2 3 4 5 6 7 3 2 2 3 4 5 6 7 4 2 3 3 4 5 5 6 5,6,7 - - 4 4 4 4 - 8 - 1 4 4 4 - - II.4.7.4.4. Xaùc ñònh σy (σz ) theo khoaûng caùch X Baûng 2.9. Giaù trò σσσy (σσσz) Möùc Khoaûng caùch X (m) oån 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000 ñònh 1 4 (4) 7 (6) 13 (11) 22 (17) 32 (26) 55 (45) 75 (75) 2 6 (5) 10 (8) 18 (16) 30 (27) 45 (41) 80 (-) 110 (138) 3 8 (8) 14 (12) 28 (25) 49 (44) 76 (70) 140 (-) 190 (240) 4 12 20 (20) 40 (40) 70 (70) 125 (125) 260 (260) 400 (650) (12) 5 16 28 (30) 60 (60) 115 195 (220) 440 (530) 780 (2000) (18) (120) 6 22 38 (42) 90 (240) 175 370 (1680) 950 - (25) (550) (4000) 7 29 52 (63) 140 380 1000 1400 (-) - (34) (260) (800) (4000) II.5.6.5. Xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm treâm maët phaúng caùch maët ñaát töø 1 – 2 m
27.  1+n 2  M − v1 H y 3 C (x, y) = 3 EXP 2 −  (mg / m ) 2  1( + n) k1 x 4k0 x 1(2 + n)k1 π k0 x   Trong ñoù: + v1: Toác ñoä gioù trung bình ôû ñoä cao 4m + k1, k0 : Heä soá khuyeách taùn chaát oâ nhieãmôû ñoä cao : z =1 m, z = 0 m: (k1 = 0.1 –0.2 vaø k0 = 0.5 - 1). + n: soá muõ cuûa haøm soá bieán thieân vaän toác gioù theo chieàu cao (n = 0.15 – 0.2) .0 116 1( + n) 2 M k 1 ( / 3 ) Cmax = 1(5.1 +n) mg m v1H k0 v1 1( +n) 2 v1H xmax = x 2 (m) 3 k1 ()1+ n II.4.7.4.6. Toác ñoä gioù nguy hieåm: + Noùng : L ∆t v = 0.65 3 f (m / s) m H Trong ñoù:Lf : Löôïng khí thaûi phuït ra: Lf = wf X Ff = dieän tích oáng heïp (wf : toác ñoä phuït khí) + Laïnh: w D v = 3.1 f m H Löu yù: * vm ≤ 0.5 ⇒ vnguy hiem = 0.5 m/s * 0.5 ≤ vm ≤ 2 ⇒ vnguy hiem = vm 1/2 * vm > 2 ⇒ vnguy hiem = vm (1 + 0.12 f ) Trong ñoù f : chuaån phaân bieät nguoàn noùng hay nguoäi vaø ñöôïc tính: w2 D f = 103 f H 2 ∆T Neáu: f 0 → nguoàn noùng Neáu: f > 100 m/s.200C + ∆T ≤ 0 → nguoàn laïnh (Baûng toàng keát coâng thöùc tính toaùn tham khaûo saùch OÂ nhieãm khoâng khí ñoâ thò vaø khu coâng nghieäp cuûa Phaïm Ngoïc Ñaêng).
28. II.4.7.5 Aûnh höôûng cuûa nhaø vaø coâng trình ñoái vôùi söï phaân boá chaát oâ nhieãm Vuøng gioù quaån (vuøng Nhaø boùng rôïp) - + - + - - Caùc kích thöôùc vuøng gioù quaån sau nhaø do gioù thoåi uoán cong qua nhaø gaây ra nh nh 2 H 1.8H 1 b ≤ 2.5 Hnh lg = 6 Hnh + b lg = 2.5 Hnh 3 nh nh 2 H 1.8H 1 b > 2.5 Hnh lg = 4 Hnh
29. nh 3 I nh 1.8H H II b ≤ 2.5 Hnh Hnh 2.5Hnh Hnh < x1 ≤ 8Hnh Ghi chuù: 1: Vuøng coù aùp löïc döông 2 –5: Vuøng gioù quaån 2: Quaån thoáng nhaát 3: Phía ñoùn gioù 4: Phía sau gioù 5: Giöõa caùc nhaø II4.7.6. Tính phaân boá do caùc nguoàn ñieåm vaø nguoàn ñöôøng thaáp gaây ra. II.4.7.6.1. Nguoàn ñieåm, ñaët treân maùi nhaø trong vuøng gioù quaån k M 3 M = 2 (mg / m ) v H nh Trong ñoù: + M: Toång löôïng chaát thaûi (g/s) + Hnh: Chieàu cao nhaø(m) + v: Vaän toác trung bình cuûa gioù (m/s) + k: Heä soá phuï thuoäc vaøo chieàu cao oáng khoùi H Baûng 2.10 – Baûng tính k Heä soá k khi L/H baèng (L: chieàu daøi nhaø) H/H nh nh ≤ 4 4.1 - 8 8-10 ≤ 1.2 0.57 0.36 0.20 1.3 – 1.5 0.49 0.30 0.15
30. 1.6 - 2 0.30 0.20 0.10 II.4.7.6.2. Ñoái vôùi cöûa maùi khi chieàu daøi baèng cöûa thoâng lôùn hôn 4Hnh Hcöûa maùi 100 (Kcal/m ) k1 = 0.16 + 40 < q < 100 k1 = 0.35 + q < 40 k1 = 0.7 k2: Heä soá phuï thuoäc chieàu daøi, chieàu cao cuûa nhaø, Xaùc ñònh theo baûng: L/Hn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 h k2 0.82 0.91 1 1.16 1.31 1.48 1.68 1.88 2.18 2.4 2.74 3.3 II.4.7.6.3. Noàng ñoä chaát ñoäc haïi ôû ñieåm caùch ñieåm cöïc ñaïi moät ñoaïn X, naèm treân truïc höôùng gioù ñoá vôùi nguoàn thaáp.
31.    x1  − 1.0  − 5.2   H nh  3 C = Cm e (mg / m ) Trong ñoù: soá haïng (X1/ Hnh - 2.5) luoân luoân laáy laø giaù trò + II.4.7.7. Moâ hình phaùt taùn daøi haïn 1 1 2Q  H 2  ( , ) ( ,, )  ( / 3 ) C x j =∑ ∑ p lj m EXP− 2  mg m  2πx  2σ l m 2π u σ    z  m z  16  Trong ñoù: j: Soá chæ höôùng gioù quan saùt (16 höôùng gioù) l: Soá chæ ñoä beàn vöõng khí quyeån (A, B, ) m: Soá chæ loaïi toác ñoä gioù (m= 1,2,3,4, . 9) um: Toác ñoä gioù trung bình ñoái vôùi loaïi gioù m p (j, l, m): Taàn soá höôùng gioù trong khoaûng thôøi gian nghieân cöùu (gioù thoåi theo höôùng j) vôùi toác ñoä gioù vaø trong ñieàu kieän beàn vöõng khí quyeån l II.4.7.8. Moâ hình phaùt taùn töø moät soá nguoàn (khoâng keå ñeán söï aûnh höôûng ñeán ñòa hình) II.4.7.8.1. Neáu caùc nguoàn ñaët gaàn nhau vaø coù cuøng caùc tham soá oâ nhieãm thì coù theå coi nhö moät nguoàn oâ nhieãm Ví duï 3 nguoàn (hi, di, qi ) gioáng nhau (chaát oâ nhieãm gioáng nhau)  2  2 2 Q − y   ()z − H   ()z + H  C (X,y,z) = EXP EXP  EXP 5,0  − 2  + − 2  2πuσ σ  2  2σ σ  y z 2σ y   z   z  Trong ñoù: QCacbonic = 3 qi L = 3 li II.4.7.8.2. Caùc nguoàn ñaët gaàn nhau nhöng thoâng soá oâ nhieãm khaùc nhau: Trong tröôøng hôïp naøy thì Q = Σ qi II.4.7.8.3. Caùc nguoàn ñaët Xa nhau, caùc thoâng soá oâ nhieãm khaùc nhau daãn ñaán moâ hình phaùt taùn oâ nhieãm moät vuøng. II.4.7.9. Moâ hình phaùt taùn oâ nhieãm moät vuøng (1−b) 2  ∆x    N0 π  2   ()1−b ()1−b  3 C(x, y )0,0 = Qa + ∑Qa []()2i +1 − ()2i −1 (mg / m ) 0 1 u.a ()1− b  i=1  Trong ñoù: - C (X, y, 0, 0) : Noàng ñoä buïi taïi maët ñaát (mg/m3) nhaän taïi taâm caùc oâ vuoâng, vôùi kích thöôùc caùc oâ vuoâng ∆X töø 500 – 10.000 m. - u:toác ñoä gioù trung bình
32. - a, b : 2 heä soù6 phaùt taùn ñöôïc Xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm vaø phuï thuoäc ñoä beàn vöõng khí quyeån ÑBVKQ a b A 0.4 0.91 B 0.33 - C 0.2 0.8 D 0.15 0.75 E, F 0.06 0.71 b - σz = a . X 2 - Qai (µg/s.m ) : Taûi löôïng oâ nhieãm ôû caùc oâ vuoâng treân chieàu gioù - Qao : Taûi löôïng oâ nhieãm taïi taâm caùc oâ vuoâng ñöôïc tính toaùn - N0: Soá löôïng caùc oâ vuoâng treân chieàu gioù. Coù theå toùm taéc caùc böôùc tieán haønh tính toaùn noàng ñoä: Böôùc 1: Treân baûng ñoà hieän traïng chia vuøng oâ nhieãm thaønh caùc oâ vuoâng vôí caùc caïnh coù khích thöôùc ∆X töø 500 – 10.000 m vaø ñaùnh soá caùc oâ vuoâng. Böôùc 2: Xaùc ñòn toïa ñoä taïi taâm caùc oâ vuoâng Böôùc 3: Tính taûi löôïng oâ nhieãm Qai cuûa töøng oâ vuoâng (tính baèng taûi löôïng oâ nhieãm ôû caùc nhaø maùy, XN naèm trong oâ vuoâng ñoù). Neáu nhöõng nhaø maùy, XN naøo naèm trong oâ vuoâng maø khoâng gaây oâ nhieãm thì taûi löôïng ñöôïc Xem baèng 0. Böôùc 4: Xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm theo coâng thöùc treân theo caùc höôùng gioù vaø toác ñoä gioù khaùc nhau Böôùc 5: Veõ baûn ñoà oâ nhieãm II.5. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP KHOÁNG CHEÁ OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ
33. KHÍ THAÛI Xöû lyù buïi Xöû lí söông muø Xöû lyù taïp chaát Xöû lyù taïp chaát vaø gioït loûng khí hôi Phöông phaùp Phöông phaùp Phöông Phöông Phöông Phöông Phöông Phöông khoâ öôùt phaùp ñieän phaùp haáp phaùp haáp phaùp phaùp nhieät phaùp thuï phuï xuùc taùc ngöng tuï Buoàng laéng Thieát bò röûa Loïc ñieän Thaùp haáp Thaùp haáp Thieát Loø ñoát Thieát bò khí: traàn, khoâ thu : phun phuï vôùi bò phaûn ngöng tuï ñeäm, maâm, maâm, lôùp tónh, öùng va ñaäp, quaùn Loïc ñieän ñeäm, ñoäng vaø Thieát bò thu tính, li taâm, öôùt maøng, taàng soâi buïi : quaùn vaän toác lôùn phun tính gioù xoaùy Loïc söông ñoäng Löôùi thu Xiclon gioït loûng Loïc: vaûi, sôïi, Phaân loaïi phöông phaùp vaø thieát bò xöû lyù khí thaûi haït, söù II.6. HIEÄU QUAÛ XÖÛ LYÙ - Noàng ñoä chaát oâ nhieãm coøn laïi trong khí sau khi Xöû lyù C ≤ C Cho pheùp phaùt thaûi (cpt) - hieäu quaû Xöû lyù cuûa töøng tY(eát bò cuûa heä thoáng G −G η = 0 x100% G0 Hieäu quaû Xöû lyù ñöôïc Xaùc ñònh baèng löôïng chaát oâ nhieãm ñöôïc Xöû lyù treân löôïng chaát oâ nhieãm ban ñaàu: Trong ñoù: + G0 : Ban ñaàu + G : Coøn laïi sau Xöû lyù Ngoaøi ra: C −C η = 0 x100% C0 Neáu heä thoáng bao goàm nhieàu thieát bò thì hieäu quaû Xöû lyù: ηtc = (1- η1) (1- η2) . (1-ηi)
34. Trong ñoù: + ηI : Hieäu quaû thieát bò thöù I + C : Ñaïi löôïng tuyeät ñoái chaát thaûi sau Xöû lyù + η : Ñaïi löôïng töông ñoái ñaùnh giaù khaû naêng Xöû lyù moät thieát bò, moät heä thoáng naøo ñoù II.7. KYÕ THUAÄT THOÂNG GIOÙ COÂNG NGHEÄ - Aùp suaát 100Pa→ 10,4kg/h (löôïng Cl roø ræ) - Söï gia taêng ñoä aåm khoâng khí coù theå aûnh höôûng quaù trình coâng ngheä, chaát löôïng saûn phaåm, aûnh höôûng ñeán tình traïng thieát bò, caûm giaùc con ngöôøi. - Nhieät ñoä moâi tröôøng cho pheùp töø 30 – 40oC - Ñoä aåm moâi tröôøng töø 53 – 45% - Nhieät ñoä sinh ra töø beà maët thieát bò coâng ngheä cao, sinh ra töø nhöõng ñöôøng oáng. Nhieät ñoä cuûa thieát bò ≤ 45oC. - Nhieät ñöôïc truyeàn vaøo trong nhaø Xöûng do böùc Xaï vaø ñoái löu. • Söï sinh nhieät do böùc Xaï vaø ñoái löu ngöôøi ta goïi laø nhieät hieän. • Nhieät kín : söï sinh nhieät do hôi nöôùc Xaâm nhaäp vaø khoâng khí. II.7.1. Caùc bieän phaùp khoáng cheá oâ nhieãm trong moâi tröôøng lao ñoäng - Thay chaát ñoäc haïi trong saûn Xuaát baèng nhöõng chaát khoâng ñoäc haïi - Thay theá phöông phaùp Xöû lyù nguyeân lieäu (pp khoâ, pp öôùt ) - Thay nhieân lieäu loûng, raén baèng nhieân lieäu kín - Thay söï gia nhieät baèng gia coâng nhieät baèng ñie€n - Laøm kín thieát bò, nhaát laø caùc choå noái - Caùch nhieät caùc beà maët thieát bò noùng baèng caùc oáng khí hoaëc hôi - Thay theá söï vaän chuyeån hôû baèng söï vaän chuyeån trong noù hoaëc khí ñoäng ñoái vôùi vaät lieäu rôøi. Caùc bieän phaùp naøy khoâng chæ caûi thieän Moâi tröôøng lao ñoäng, moâi tröôøng oâ nhieãm maø giuùp moät chaát töødaïng naøy sang daïng khaùc. II.7.2. Caùc phöông thöùc söû duïng - Cô khí hoùa - Töï ñoäng hoùa - Söï ñieàu khieån töø Xa - Lieân tuïc hoùa caùc quaù trình saûn Xuaát Nhieàu phöông phaùp khoâng theå thöïc hieän ñöôïc : Kinh teá, kyõ thuaät II.7.3. Phöông phaùp thoâng thoaùng Ñoù laø söï pha loaõng caùc chaát oâ nhieãm vôùi doøng khí ñöôïc thoåi töø ngoaøi vaøo. Söï thoâng gioù chia ra caùc loaïi : - Thoâng gioù toång quaùt: Thoâng gioù cho toaøn boä nhaø Xöôûng (caùc nguoàn oâ nhieãm phaân taùn raõi raùt trong nhaø Xöôûng. Coù theå thöïc hieän bôûi thoâng gioù töï nhieân, hay cöôõng böùc). Thoâng gioù cuïc boä: Ñoái vôùi nhöõng nhaø Xöôûng coù tính chaát cuïc boä. Thöïc hieän bôûi doøng khí thoåi vaøo ñeå giaûi quyeát oâ nhieãm nhieät.