BỘ
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ TUYỂN TẬP BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
DỰ ÁN PHỤC VỤ QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC
VỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NĂM 2007

NHÓM CHUYÊN ĐỀ 6
CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ CỦA THẾ GIỚI

Thuộc dự án:
“ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT THỐNG KÊ LƯỢNG THẢI, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM
MÔI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM
THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP” Hà Nội - 2007
H Nội, 2007 2
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 4
I. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO NGUỒN THẢI CÔNG
NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI 6
I.1. Tổng quan về ô nhiễm không khí do các nguồn thải công nghiệp trên
thế giới 6
I.1.1. Nguồn phát sinh ô nhiễm không khí trong công nghiệp 6
Bảng 1 - Đặc trưng ô nhiễm không khí từ các ngành sản xuất công nghiệp 6
I.1.2. Các dạng chất ô nhiễm chính do nguồn thải công nghi
ệp 9
Bảng 2 - Phát thải NOx theo lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ 10
Bảng 3 - Phát thải SO
2
trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ 11
Bảng 4 - Phát thải CO

trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ 11
Bảng 5 - Phát thải PM


4
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, ô nhiễm khí quyển là vấ đề thời sự nóng bỏng của cá thế giới
chứ không phải riêng của một quốc gia nào. Môi trường khí quyển đang có
nhiều biến đổi rõ rệt và có ảnh hưởng xấu đến con người và các sinh vật.
Hàng năm con người chúng ta khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, dầu
mỏ, khí đốt. Đồng thời cũng thải vào môi trường một khối lượng lớn các chất
thải khác nhau, làm cho hàm lượng các loại khí độc hại tăng lên nhanh chóng.
Hàng năm có: 20 tỉ tấn cácbon điôxít; 1,53 triệu tấn SiO
2
; hơn 1 triệu tấn
niken; 700 triệu tấn bụi; 1,5 triệu tấn asen; 900 tấn coban; 600.000 tấn kẽm
(Zn), hơi thuỷ ngân (Hg), hơi chì (Pb) và các chất độc hại khác.
Như vậy ô nhiễm không khí là kết quả của sự thải ra không khí các chất
thải khí độc hại ở thể hơi, bụi, khí. Làm tăng đột biến các chất như CO
2
, NO
X
,
SO
X

Ô nhiễm môi trường khí quyển tạo nên sự ngột ngạt và "sương mù",
gây nhiều bệnh cho con người. Nó còn tạo ra các cơn mưa acid làm huỷ diệt
các khu rừng và các cánh đồng. Điều đáng lo ngại nhất là con người thải vào
không khí các loại khí độc như: CO
2
, NO
X

làm tròn trách nhiệm của một tấm lá chắn bảo vệ mặt đất khỏi bức xạ UV-B,
làm cho lượng bức xạ UV-B tăng lên, gây hậu quả xấ
u cho sức khoẻ của con
người và các sinh vật sống trên mặt đất.
Chính bởi những hậu quả nghiêm trọng do ô nhiễm không khí gây nên
đối với môi trường xung quanh và sức khỏe con người, nên nhu cầu đặt ra cấp
bách là cần phải có những biện pháp khắc phục cũng như phòng ngừa những
tác động của ô nhiễm không khí. Nguồn thải công nghiệp là một trong những
nguồn có thải lượng phát thải các chất ô nhiễm không khí chủ
yếu trên thế
giới, thành phần phát thải đa dạng, phong phú. Chuyên đề “Trình độ công
nghệ, thiết bị xử lý bụi do nguồn thải công nghiệp của thế giới” nhằm tổng
hợp, phân tích và đánh giá những giải pháp cũng như khuynh hướng về công
nghệ và thiết bị xử lý bụi do nguồn thải công nghiệp của các nước trên thế
giới. 6
I. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO NGUỒN THẢI CÔNG
NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI
I.1. Tổng quan về ô nhiễm không khí do các nguồn thải công nghiệp trên
thế giới
I.1.1. Nguồn phát sinh ô nhiễm không khí trong công nghiệp
Khi đề cập đến “ô nhiễm không khí”, các cơ quan kiểm soát ô nhiễm
trên toàn thế giới thường muốn nói đến một nhóm hoặc một tập hợp các chất
gây ô nhiễm thường theo “tiêu chí” gây ô nhiễm hoặc gây ô nhiễm “chung”.
Bảng x dưới đây cho ta biết nh
ững nguồn thải công nghiệp phát sinh
loại hình ô nhiễm không khí chủ yếu trên thế giới:
Bảng 1 - Đặc trưng ô nhiễm không khí từ các ngành sản xuất công nghiệp

-SO
2
, NO
2
, CO
x
, bụi

-Bụi nguyên nhiên liệu, xi
măng
Luyện kim
Luyện kim đem -Vận chuyển, sàng chọn, nghiền
quặng
-Thiêu kết

-Sản xuất cốc, khí đốt
-Lò hoàn nguyên quặng
-Luyện gang, thép
-Bụi nặng

-Bụi (chứa Fe, Fe
x
O
y
, CaO,
C), SO
2
, CO
-Khí CO
-Bụi, CO, H


4 Khai khoáng Công đoạn vận chuyển, nghiền
sàng
Bụi, ồn
Chế tạo cơ khí
Phân xưởng đúc Công đoạn nấu luyện thép bằng
lò điện hồ quang; làm khuôn đúc
Bụi, CO, HC, nhiệt, SiO
2
, ồn
Phân xưởng gò, hàn,
rèn
Hoạt động của máy cắt, ép búa,
đập, lò ủ
Bụi (SiO
2
cao), nhiệt, ồn, khí
độc do đốt nhiên liệu
Phân xưởng cơ khí -Công đoạn mạ, nhiệt luyện -Công đoạn cơ khí nặng (máy
gia công cơ khí lớn: khoan, mài,
tiện, )
-Bộ phận sơn
-Hơi KL nặng: Cr, Cd, Ni,
Zn, Pb, Cu, , xianua, bụi,
HCl
-Ồn, bụi


6
Ô nhiễm vừa Kéo sợi và dệt Bụi sợi bông và polyeste
7 Hoá chất cơ bản –
Phân bón
-Khí thải từ các ông khói do quá
trình công nghệ đốt nhiên liệu
-Bụi và khí độc rò rỉ, thất thoát
trong quá trình vận hành sản
xuất (Xưởng sản xuất axit, clo,
điện phân muối, cung cấp HCl,
supe, NPK)
Tuỳ thuộc vào bản chất công
nghệ sản xuất ,à có chất và
yếu tố ô nhiễm khác nhau:
SO
2
, NO
2
, CO, H
2
S, CO
2
, Cl,
HCl, Flo, H
2
SiF
6
, bụi
8 Sản xuất ắc quy Nghiền bột chì, đốt nhiên liệu Bụi oxyt chì, hơi chì, H
2

, CO, CO
2
, NO
2
, HC,
bụi, nhiệt, ồn
11 Thiết bị điện tử Công đoạn hàn, cán, đúc, kéo và
bện dây nhôm, bọc cách điện
Hơi chì, CO
x
, SO
x
, Cl, HC,
CFC, Toluen
12 Giấy và bột giấy -Nấu bột giấy, chưng bốc
-Rửa, tẩy bột -Ống khói lò thu hồi -Phân xưởng hoá chất
-Phân xưởng giấy
-Ống khói phân xưởng động lực
-H
2
S, metylmercaptan
-H
2
S, Cl, metylmercaptan,

nước thải có chứa NH
4
+

-Thuộc da, sấy hoàn thiện da
-Hơi axit (H
2
SO
4
, ) và các
dung môi hữu cơ (butanol,
butyl acetat, )
-Khí H
2
S

-NH
3

-Bụi và SO
2
do sử dụng nhiên
liệu đốt
14 Thuốc lá -Phân xưởng sợi, bao mềm, bao
cứng, lò men
-Ống khói lò hơi
-Bụi có hàm lượng SiO


9
-Nấu chảy thuỷ tinh (khi tập kết
và nạp liệu vào lò)
-Thải qua ống khói (phân xưởng
động lực)
-Bụi có tỷ lệ SiO
2
cao

-Bụi, các khí NO
x
, SO
2
, CO,
Công nghiệp hoá dầu
Chế biến dầu từ dầu
mỏi, dầu thô
-Rò rỉ từ các khe hở, nắp đậy
không kín của thiết bị, thùng
chứa,
-Lò nung, bếp đun, vòi đốt sử
dụng trong quá trình chưng cất
-Khí thải thoát ra từ các tầng của
tháp chưng cất
-Hoàn nguyên các chất xúc tác
-Hơi hydrocacbon -SO

và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
- VOC);
Phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về từng dạng chất ô nhiễm
phổ biến này cũng như đánh giá phân bố và tác động của chúng trên thế giới.
a. Sự ô nhiễm Nitrogen dioxide (NO
x
)
Nitrogen dioxide là một trong những tác nhân chính trong việc tạo ra
ozone mức mặt đất. NO
x
và các các chất gây ô nhiễm được tạo từ NO
x
có thể
được dịch chuyển trên những quãng đường dài, theo các hướng gió hiện hành.
Do vậy, các vấn đề về môi trường liên quan đến NO
x
thường không chỉ giới
hạn ở những khu vực thải ra NO
x
. Do đó, việc kiểm soát NO
x
thường hiệu quả 10
nhất nếu được tiến hành ở tầm cả khu vực, so với việc chỉ tập trung vào
những nguồn ở tại một địa phương.
NO
x
được biết đến như một tác nhân gây nên các vấn đề nghiêm trọng

2
sẽ không chỉ giới
hạn tới những vùng phát thải ra nó, và khi đánh giá tác động môi trường liên
quan đến SO
2
, ta cần có cách tiếp cận ở một tầm khu vực xa hơn.
SO
2
được biết đến khi chúng tham gia vào việc gây nên bệnh về hô
hấp, đặc biệt ở trẻ em và người già. Tuy nhiên, nó được biết đến chủ yếu đến
việc tạo ra mưa axit, gây hại cho mùa màng, hoa màu, các toà nhà cổ kính, và
các đài kỉ niệm, làm tăng độ axit cho đất đai, ao hồ và sông suối và do đó tác
động xấu đến nguồn tài nguyên nước.
57%11
Như được thể hiện trong Bảng 2, sản xuất điện là nguồn phát thải SO
2
chính cùng với các ngành công nghiệp khác. Không giống như NOx, lĩnh vực
giao thông lại phát thải rất ít SO
2.

Bảng 3 - Phát thải SO
2
trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Khu vực Trung Quốc Hoa Kỳ
Xe cơ giới
3% 5%
Công nghiệp


d. Sự ô nhiễm bụi (PM)
Các hạt bụi - đặc biệt là bụi hạt nhỏ, bao gồm các vật thể rắn hoặc lỏng
cực nhỏ thâm nhập vào hệ hô hấp và gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng đến
sức khỏe. Các hạt nhỏ hơn (như PM
10
hoặc PM
5
) có thể thâm nhập rất sâu vào
hệ hô hấp và gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho một số người. Đó là: bị
kích thích khi đi máy bay, ho, khó thở, suy giảm chức năng phổi, hen suyễn,
viêm phế quản, loạn nhịp tim, nhồi máu cơ tim, gây chết non cho những trẻ bị
bệnh tim và phổi. Công nghiệp là nơi phát thải PM chính (Bảng 4).
85%
94%
12
Bảng 5 - Phát thải PM

trên từng lĩnh vực tại Trung Quốc và Hoa Kỳ
Lĩnh vực Trung Quốc Hoa Kỳ
Công nghiệp 93% 85%
Các lĩnh vực khác 7% 15%

e. Sự ô nhiễm Ozone (NO
x
+các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi)
Ozone (O

¾ Giải pháp áp dụng sản xuất sạch hơn: Trong đó việc áp dụng các công
nghệ mới, các công nghệ sạch và thân thiện môi trường đang ngày càng
trở thành sự lựa chọn đúng đắn vì lợi ích đạ
t được toàn diện mọi mặt,
nhằm tới sử dụng hiệu quả nhiên nguyên liệu, giảm tối đa khả năng
phát thải, thực hiện theo mục tiêu phát triển bền vững - một xu hướng,
chiến lược toàn cầu trong giai đoạn hiện nay và tương lai.
Trong tất cả các nguồn ô nhiễm môi trường không khí, nguồn chất thải
từ các hoạt động sản xuất công nghiệp là đáng kể
và nghiêm trọng nhất. Để
giảm ô nhiễm không khí do chất thải công nghiệp ta cần hoàn thiện các quá
trình công nghệ, bảo đảm độ kín tuyệt đối cho các thiết bị, ứng dụng phương
pháp vận chuyển vật liệu trong ống dẫn khí bằng khí nén và xây dựng các hệ
thống xử lý. Phương hướng hiệu quả nhất để giảm chất thải là thiết lập các
quá trình công nghệ không chất thải, trong đó ứ
ng dụng các dòng khí khép
kín. Tuy nhiên, cho đến nay phương tiện cơ bản nhất để giải quyết chất thải
độc hại vẫn là nghiên cứu và ứng dụng các hệ thống hiệu quả làm sạch khí. Ở
đây, cần lưu ý kết quả của việc xử lý là phải thu được khí đạt tiêu chuẩn chất
lượng môi trường và các chất độc hại 14
I.1. Giải pháp xử lý cuối đường ống
Để xử lý các sol khí (bụi, khí, sương) người ta sử dụng phương pháp
khô, ướt và tĩnh điện. Trong thiết bị khô, bụi được lắng bởi trọng lực, lực
quán tính và lực li tâm hoặc được lọc qua vách ngăn xốp. Trong thiết bị ướt
có sự tiếp xúc giữa khí bụi và nước. Nhờ đó bụi được sa lắng trên các giọt
lỏng, trên bề m
ặt bọt khí hay trên các màng chất lỏng. Trong thiết bị lọc tĩnh

3
với kích thước
hạt lớn hơn 0,5µm, vật liệu lọc thường được phục hồi.

Hình 1: Lọc bụi túi 16
Thu bụi theo phương pháp ướt
Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc giữa
bụi trong dòng khí với chất lỏng, được thực hiện bằng các phương pháp cơ
bản như sau:
¾ Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng các giọt lỏng. Các hạt bụi
được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước;
¾ Chất lỏng tưới ướt bề
mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc
với bề mặt này. Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng
khí;
¾ Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí, các
hoạt bụi bị dính ướt và bị loại ra khỏi khí.
¾ Quá trình tiếp xúc giữa dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng sẽ hình thành
bề mặt tiếp xúc pha. Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng,
giọ
t lỏng và màng lỏng. Đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng
bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau.
Một số thiết bị thu bụi theo phương pháp ướt: Thiết bị rửa khí trần,
thiết bị rửa khí đệm, thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động, tháp rửa khí
với lớp đệm dao
động, thiết bị sủi bọt, thiết bị rửa khí va đập - quán tính, thiết
bị rửa khí li tâm và thiết bị rửa khí vận tốc cao.

của Nhật Bản, hãng Hazdust của Mỹ, TSI của Mỹ, VWR của Mỹ, Testo,
Staplex, Casella của Anh, Quest
Mỗi hãng có một đặc thù và thế mạnh và đặc trưng riêng cho từng loại
thiết bị và từng loại hình công nghiệp khác nhau. Như có hãng chuyên về đo
kiểm, xác định nồng độ, tính chất, số lượng của các loại b
ụi và khí độc thải ra
môi trường do các hoạt động công nghiệp có nồng độ khí thải ô nhiễm môi
trường rất cao như hãng Durag của Đức, kèm theo thiết bị là các hệ thống
phần mềm quản lý, báo cáo rất phù hợp với mô hình kiểm soát khí thải độc
hại cho các nhà máy như xi măng, nhiệt điện của nước ta. Một số hãng khác
chuyên sản xuất các loại bơm, máy lấy mẫu khí bụi, có các loại phin lọc b
ụi
để phân tích, phù hợp với quy mô kiểm soát môi trường nhỏ lẻ hoặc kiểm soát
môi trường không khí lưu động. Hãng Rikenkeiki của Nhật Bản lại có thế
mạnh về tự động hoá các thiết bị đo kiểm khí cháy, khí độc với các thiết bị rất
tinh xảo, phù hợp với việc phát hiện khí độc trong các nhà máy hoá chất và
một số khí thải nồng độ khí độc không cao.
Trong việc kiểm soát môi trường, việc l
ựa chọn thiết bị phù hợp là yếu
tố quan trọng góp phần giảm chi phí, tối ưu hoá việc sử dụng thiết bị, đưa ra
các phương án tối ưu trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các đơn vị
sử dụng thiết bị môi trường như các cơ quan quản lý môi trường, các trung
tâm nghiên cứu, thí nghiệm, các nhà máy công nghiệp rất cần có thông tin về
thiết bị như nhà cung cấp, hãng sản xu
ất, tính năng sử dụng, giá thành Làm 19
cơ sở định hướng cho việc lựa chọn thiết bị phục vụ quá trình kiểm soát môi
trường. Vì vậy cần thiết phải có các nghiên cứu, sưu tầm các thiết bị liên quan

RM
Bụi
FW

FW
OMD
B
ụ
i
FW
OMD
Hình x - Ứng dụng thiết
bị trong kiểm soát hoạt
động của thiết bị lọc bụi
(ví dụ lọc bụi tĩnh điện)
của hãng Sick MaiHak 20
xuất sạch hơn
Ðối với ngành công nghiệp, giải quyết vấn đề môi trường theo phương
pháp truyền thống là xử lý chất thải cuối đường ống là một giải pháp hoàn
toàn không hợp lý, gây tốn kém cho doanh nghiệp cũng như lãng phí tài
nguyên thiên nhiên.
Từ rất sớm, công nghệ sạch và thân thiện môi trường đã được giới thiệu
trên thế giớ
i, đặc biệt trong các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada,
Hà Lan, Thụy Điển với mục đích giảm lượng phát thải tại nguồn trong quá
trình sản xuất. Việc phát triển CNS&TTMT kết hợp với các kiến thức về
SXSH là cách tiếp cận chủ động theo hướng “dự đoán và phòng ngừa” ô
nhiễm từ các chất thải phát sinh trong các hoạt động sản xuất công nghiệp.
Một trong những nướ
c châu Âu đầu tiên giới thiệu trương trình SXSH
áp dụng CNS&TTMT là Áo (1992), tiếp theo là Đức (1994). Kể từ năm 1994,
Chương trình Phát triển Liên hợp Quốc (UNDP) kết hợp với Tổ chức Phát
triển Công nghiệp Liên Hiệp Quốc (UNIDO) thành lập các trung tâm sản xuất
sạch hơn tại Trung Mỹ, Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và Châu Âu nhằm giới
thiệu phát triển chương trình SXSH áp dụng CNS&TTMT.
Trong những năm qua CNS&TTMT đã được áp dụng rộng khắp trên
thế giới và
đã được chứng minh là một công cụ hữu hiệu để hỗ trợ phát triển
bền vững, bởi các ưu điểm là mang lại cả lợi ích môi trường và lợi ích kinh tế
từ cách tiết kiệm các nguyên nhiên vật liệu đầu vào, giảm thiểu ở mức thấp
nhất chất thải và mức độ độc hại của chất thải đầu ra.
Tại khóa họp hằng nă
m lần thứ 40 diễn ra tại Kyoto (Nhật Bản) với sự
tham dự của hơn 3.000 đại biểu từ 67 nền kinh tế thành viên, Ngân hàng Phát
triển châu Á (ADB) công bố kế hoạch của Nhật Bản góp 100 triệu USD để
ADB lập Quỹ Năng lượng sạch châu Á nhằm đối phó sự ấm lên của trái đất

năng lượng mặt trời có China's Suntech Power and Silicon Valley's
SunPower. Các công ty vốn mạo hiểm, như ở Silicon Valley cũng đã bắt đầu
đầu tư vào lĩnh vực này, với các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời và
pin nhiên liệu.
Trong việc áp dụng CNS&TTMT nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng
và giảm thiểu ô nhiễm, kinh nghiệm của thành phố California (Mỹ) trong việc
sử dụng năng lượng m
ặt trời là một điển hình và có ảnh hưởng sâu sắc. Năm
1977, luật pháp California đã thông qua mức tín dụng 55% cho năng lượng 24
Mặt trời. Đó là một khích lệ tài chính duy nhất cho toàn nước Mỹ trong việc
sử dụng năng lượng Mặt trời. Cả các hệ thống sử dụng năng lượng Mặt trời
tích cực và thụ động, cũng như các hệ thống sản xuất điện Mặt trời đều được
áp dụng mức tín dụng ban đầu này. Sau đó, năm 1978, mức tín dụng này còn
được áp dụ
ng cho cả các hệ thống lò sưởi nhiệt và năng lượng gió. Ngoài ra
còn thêm nhiều văn bản về tài chính, đào tạo nghề nghiệp và các quyền sử
dụng năng lượng Mặt trời. Nhiều nơi trong bang đã thông qua sắc lệnh
khuyến khích sử dụng các hệ thống năng lượng Mặt trời bằng cách thiết lập
các tiêu chuẩn tối thiểu cho các công trình có sử dụng hiệu quả nguồn nhiệt
Mặt trời. Ở San Diego, một sắc lệnh có hiệu lực vào năm 1980 đòi hỏi tất cả
các khu trung cư mới phải sử dụng các hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng
Mặt trời.
Năm 1978, Chương trình thương mại hóa nguồn năng lượng mặt trời
của California đã hoàn tất. Nhờ vào việc xóa bỏ tín dụng sử dụng năng lượng
Mặ
t trời trên toàn bang, ngành công nghiệp năng lượng Mặt trời ở California
đã phát triển nhanh chóng. Cuối năm 1978, ở California đã lắp đặt được hơn