Nghiên Cứu Xác Định Phát Thải Ô Nhiễm Không Khí Tại Công Ty Cổ Phần Giấy Hoàng Văn Thụ

Tài liệu nghiên cứu Luf61 a1, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Vũ Thị Thùy Trang
• Người hướng dẫn: PGS. Nghiêm Trung Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Phát Thải Một Số Chất Ô Nhiễm Không Khí Tại Công Ty Cổ Phần Giấy Hoàng Văn Thụ Và Đánh Giá Mức Độ Phát Tán Của Chúng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Hệ số phát thải
• 1.1.1. Khái niệm
• 1.1.2. Phương pháp xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh
• 1.1.2.1. Phương pháp quan trắc phát thải
• 1.1.2.2. Phương pháp cân bằng vật chất
• 1.1.2.3. Phương pháp mô hình phát thải
• 1.1.3. Xác định hệ số phát thải của nguồn tĩnh bằng phương pháp quan trắc
• 1.1.3.1. Lấy mẫu bụi
• 1.1.3.1.1. Vị trí và số điểm lấy mẫu bụi của nguồn thải tĩnh
• 1.1.3.1.2. Quá trình lấy mẫu
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Phát Thải Ô Nhiễm Không Khí Tại Công Ty Giấy Hoàng Văn Thụ

Nghiên cứu phát thải ô nhiễm không khí tại Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ là một vấn đề quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Công ty này, với quy trình sản xuất giấy, đã tạo ra một lượng lớn khí thải, ảnh hưởng đến chất lượng không khí xung quanh. Việc xác định và đánh giá mức độ phát thải ô nhiễm không khí không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng.

1.1. Ảnh Hưởng Của Ô Nhiễm Không Khí Đến Sức Khỏe Cộng Đồng

Ô nhiễm không khí từ các công ty sản xuất như Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Các chất ô nhiễm như bụi, CO, SO2, và NO2 có thể dẫn đến các bệnh hô hấp và tim mạch.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Môi Trường

Nghiên cứu môi trường giúp xác định các nguồn phát thải ô nhiễm và đề xuất các biện pháp giảm thiểu. Điều này không chỉ bảo vệ sức khỏe con người mà còn bảo vệ hệ sinh thái.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Không Khí Tại Công Ty Giấy Hoàng Văn Thụ

Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ đang đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến ô nhiễm không khí. Việc sử dụng nhiên liệu sinh khối trong quá trình sản xuất đã dẫn đến phát thải một số chất ô nhiễm đáng kể. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng không khí mà còn đến sức khỏe của công nhân và cư dân xung quanh.

2.1. Các Chất Ô Nhiễm Chính Từ Quy Trình Sản Xuất

Các chất ô nhiễm chính phát thải từ Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ bao gồm bụi, CO, CO2, SO2, NO2 và NO. Những chất này có thể gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.

2.2. Thách Thức Trong Quản Lý Ô Nhiễm

Việc quản lý ô nhiễm không khí tại công ty gặp nhiều khó khăn do thiếu thông tin và công nghệ hiện đại. Cần có các biện pháp hiệu quả để giảm thiểu phát thải và bảo vệ môi trường.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Phát Thải Ô Nhiễm Không Khí

Để xác định mức độ phát thải ô nhiễm không khí, nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này bao gồm quan trắc phát thải, cân bằng vật chất và mô hình phát thải. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng đều hướng đến mục tiêu chính là đánh giá chính xác mức độ ô nhiễm.

3.1. Phương Pháp Quan Trắc Phát Thải

Phương pháp quan trắc phát thải cho phép đo đạc nồng độ chất ô nhiễm trong khí thải. Đây là phương pháp có độ chính xác cao nhưng yêu cầu chi phí và nguồn lực lớn.

3.2. Phương Pháp Cân Bằng Vật Chất

Phương pháp này dựa trên định luật bảo toàn vật chất để tính toán lượng chất ô nhiễm phát thải. Nó giúp xác định mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của quá trình sản xuất.

3.3. Mô Hình Phát Thải

Mô hình phát thải sử dụng các thuật toán để mô phỏng sự phát thải chất ô nhiễm. Phương pháp này yêu cầu nhiều thông tin về điều kiện khí tượng và địa hình.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Phát Thải Ô Nhiễm Không Khí

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ phát thải ô nhiễm không khí từ Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ là đáng kể. Các chất ô nhiễm như bụi và khí CO2 đạt nồng độ cao hơn mức cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng không khí xung quanh. Việc đánh giá mức độ phát tán của các chất ô nhiễm cũng cho thấy sự lan truyền rộng rãi trong khu vực.

4.1. Nồng Độ Các Chất Ô Nhiễm Trong Khí Thải

Nồng độ bụi và các chất ô nhiễm khác trong khí thải của công ty đã được đo đạc và phân tích. Kết quả cho thấy nồng độ vượt mức cho phép, cần có biện pháp khắc phục.

4.2. Mức Độ Phát Tán Chất Ô Nhiễm

Mô hình phát tán cho thấy các chất ô nhiễm có khả năng lan truyền xa, ảnh hưởng đến nhiều khu vực xung quanh công ty. Điều này đòi hỏi sự chú ý từ các cơ quan chức năng.

V. Giải Pháp Giảm Ô Nhiễm Không Khí Tại Công Ty Giấy Hoàng Văn Thụ

Để giảm thiểu ô nhiễm không khí, Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ cần áp dụng các biện pháp hiệu quả. Các giải pháp có thể bao gồm cải tiến công nghệ sản xuất, sử dụng nhiên liệu sạch hơn và tăng cường quản lý chất thải. Việc thực hiện các biện pháp này không chỉ giúp giảm phát thải mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.1. Cải Tiến Công Nghệ Sản Xuất

Công ty cần đầu tư vào công nghệ hiện đại để giảm thiểu phát thải ô nhiễm. Việc áp dụng công nghệ xanh sẽ giúp cải thiện hiệu suất và giảm tác động đến môi trường.

5.2. Sử Dụng Nhiên Liệu Sạch Hơn

Thay thế nhiên liệu truyền thống bằng nhiên liệu sinh khối hoặc năng lượng tái tạo có thể giúp giảm phát thải ô nhiễm. Điều này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn tiết kiệm chi phí.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Ô Nhiễm Không Khí

Nghiên cứu phát thải ô nhiễm không khí tại Công ty Giấy Hoàng Văn Thụ đã chỉ ra những thách thức lớn trong việc quản lý ô nhiễm. Tuy nhiên, với các giải pháp hợp lý và sự cam kết từ công ty, có thể giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục tập trung vào việc phát triển các công nghệ và phương pháp mới để cải thiện chất lượng không khí.

6.1. Tương Lai Của Công Nghệ Giảm Ô Nhiễm

Công nghệ giảm ô nhiễm không khí đang phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp cải thiện đáng kể chất lượng không khí trong tương lai.

6.2. Vai Trò Của Chính Sách Môi Trường

Chính sách môi trường cần được cải thiện để hỗ trợ các công ty trong việc giảm phát thải. Các quy định nghiêm ngặt sẽ thúc đẩy công ty áp dụng các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp ngày càng mạnh mẽ, ô nhiễm không khí do khí thải công nghiệp trở thành vấn đề cấp thiết cần được kiểm soát. Tại Việt Nam, các lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối như củi, vỏ cây và dăm mảnh được nhiều doanh nghiệp lựa chọn, đặc biệt trong ngành sản xuất giấy. Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ là một trong những đơn vị tiêu biểu sử dụng lò hơi đốt nhiên liệu sinh khối với công suất hơi đạt 10,63 - 12,15 tấn/giờ, hoạt động ổn định từ năm 2015 đến 2017. Tuy nhiên, việc phát thải các chất ô nhiễm không khí từ lò hơi này chưa được đánh giá đầy đủ, đặc biệt là các hệ số phát thải và mức độ phát tán của bụi, CO, CO2, SO2, NO và NO2.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định chính xác hệ số phát thải của các chất ô nhiễm không khí từ lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối tại Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phát tán của chúng trong môi trường xung quanh. Nghiên cứu được thực hiện tại khu vực công ty ở Thái Nguyên, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, với dữ liệu thu thập vào ngày 22/6/2017 khi công ty hoạt động bình thường, công suất hơi đạt 96% thiết kế. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng bộ số liệu phát thải phục vụ công tác quản lý môi trường và kiểm soát ô nhiễm không khí tại các cơ sở sử dụng nhiên liệu sinh khối tương tự.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Hệ số phát thải (Emission Factor - EF): Là công cụ đánh giá lượng chất ô nhiễm phát thải trên một đơn vị nhiên liệu hoặc sản phẩm. EF được xác định chủ yếu bằng phương pháp quan trắc trực tiếp, cân bằng vật chất hoặc mô hình phát thải. EF giúp ước tính phát thải trong điều kiện thiếu thông tin chi tiết về nguồn thải.

• Mô hình phát tán chất ô nhiễm: Sử dụng mô hình Gauss và mô hình Berliand để mô phỏng sự lan truyền và phân bố nồng độ chất ô nhiễm trong không khí, dựa trên các yếu tố như tốc độ gió, độ cao ống khói, nhiệt độ khí thải, và điều kiện khí tượng. Mô hình SCREENView 4.0 được áp dụng để đánh giá mức độ phát tán theo trục gió, kết hợp với phần mềm ArcView GIS 3.3 để xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm.

• Khái niệm isokinetic trong lấy mẫu: Đảm bảo vận tốc hút mẫu bằng vận tốc dòng khí trong ống khói để mẫu thu được đại diện và chính xác.

Các khái niệm chính bao gồm: hệ số phát thải, vận tốc và lưu lượng khí thải, độ ẩm khí thải, độ ổn định khí quyển, và các yếu tố ảnh hưởng đến phát tán như địa hình, tốc độ gió, nhiệt độ môi trường.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập trực tiếp tại Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Thái Nguyên, vào ngày 22/6/2017. Các mẫu bụi và khí được lấy tại ống khói lò hơi cao 18 m, đường kính 0,8 m, với 12 điểm lấy mẫu phân bố theo tiêu chuẩn US EPA Method 1.

• Phương pháp lấy mẫu và phân tích: Lấy mẫu bụi theo phương pháp isokinetic sử dụng thiết bị C5000 (ESC, Mỹ), đo nồng độ khí CO, CO2, SO2, NO, NO2 bằng thiết bị Testo 350 XL (Đức) và Orsat-Fischer (Đức). Hàm ẩm khí thải được xác định theo US EPA Method 4. Vận tốc khí thải đo bằng ống Pitot chữ S. Các mẫu được phân tích tại phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn ISO IEC 17025:2005.

• Phân tích dữ liệu: Hệ số phát thải được tính theo công thức dựa trên khối lượng chất ô nhiễm phát thải và khối lượng nhiên liệu tiêu thụ. Mức độ phát tán được mô phỏng bằng mô hình SCREENView 4.0 với dữ liệu khí tượng trung bình cho mùa mưa và mùa khô, kết hợp với phần mềm ArcView GIS 3.3 để xây dựng bản đồ phân bố nồng độ ô nhiễm.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập dữ liệu trong ngày 22/6/2017, phân tích mẫu trong ngày 23/6/2017, xử lý và mô phỏng dữ liệu trong các tháng tiếp theo năm 2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nồng độ bụi trong khí thải: Trung bình 112,3 ± 7,3 mg/Nm³, nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 19:2009/BTNMT (120 mg/Nm³). Kết quả này phản ánh hiệu quả xử lý bụi qua hệ thống cyclone và bể dập bụi ướt của công ty.

2. Nồng độ các chất khí ô nhiễm:

   • CO: 505,9 ± 58,4 mg/Nm³
   • CO2: 33.573 ± 3.590 mg/Nm³
   • SO2: 5,56 ± 4,25 mg/Nm³
   • NO2: 3,46 ± 1,3 mg/Nm³
   • NO: 94,66 ± 11,12 mg/Nm³
     Tất cả đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 19:2009/BTNMT.

3. Hệ số phát thải: Được tính dựa trên lượng nhiên liệu tiêu thụ và lượng chất ô nhiễm phát thải, cung cấp dữ liệu tham khảo cho các cơ sở sử dụng nhiên liệu sinh khối tương tự.

4. Mức độ phát tán: Mô hình SCREENView 4.0 cho thấy nồng độ ô nhiễm giảm dần theo khoảng cách từ ống khói, với sự phân bố nồng độ khác nhau giữa mùa mưa và mùa khô. Bản đồ phân bố ô nhiễm do ArcView GIS 3.3 thể hiện rõ vùng ảnh hưởng ô nhiễm trong bán kính 3 km quanh công ty.

Thảo luận kết quả

Kết quả nồng độ bụi và khí ô nhiễm phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về phát thải từ lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối. Nồng độ bụi thấp hơn giới hạn quy chuẩn nhờ hệ thống xử lý bụi hiệu quả. Nồng độ CO và CO2 cao phản ánh quá trình đốt cháy hiệu quả của nhiên liệu sinh khối với hàm lượng cacbon 42-45%. Nồng độ SO2 thấp do hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu chỉ khoảng 0,18-0,2%. Tỷ lệ NO2/NO thấp (~3,65%) phù hợp với điều kiện đốt cháy và hệ số cấp khí dư 1,2, phản ánh chủ yếu NOx là NO nhiệt.

Mô hình phát tán cho thấy ảnh hưởng rõ rệt của điều kiện khí tượng và địa hình bằng phẳng tại Thái Nguyên đến sự phân bố ô nhiễm. Kết quả mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ nồng độ theo khoảng cách và bản đồ phân bố ô nhiễm, giúp nhà quản lý đánh giá tác động môi trường và lập kế hoạch kiểm soát phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cao hiệu quả xử lý bụi: Cải tiến và bảo trì định kỳ hệ thống cyclone và bể dập bụi ướt nhằm duy trì nồng độ bụi trong khí thải dưới mức quy chuẩn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2. Tối ưu quá trình đốt: Điều chỉnh hệ số cấp khí dư và kiểm soát nhiệt độ lò đốt để giảm phát thải NOx, đồng thời duy trì hiệu suất đốt cháy cao, giảm lượng CO phát thải.

3. Xây dựng bộ dữ liệu hệ số phát thải: Áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng cơ sở dữ liệu hệ số phát thải cho các lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối, phục vụ công tác kiểm kê phát thải quốc gia và quản lý môi trường.

4. Giám sát và đánh giá liên tục: Thiết lập hệ thống quan trắc khí thải liên tục tại các cơ sở sử dụng nhiên liệu sinh khối để phát hiện kịp thời các biến động phát thải, đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường.

5. Đào tạo và nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ kỹ thuật và công nhân về kỹ thuật vận hành lò hơi và xử lý khí thải, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường: Sử dụng dữ liệu và kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách kiểm soát ô nhiễm không khí, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp sử dụng nhiên liệu sinh khối.

2. Doanh nghiệp sản xuất giấy và công nghiệp sử dụng lò hơi sinh khối: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật và hệ số phát thải để cải thiện quy trình sản xuất, giảm thiểu ô nhiễm.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật môi trường: Tham khảo phương pháp lấy mẫu, phân tích và mô hình phát tán để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm không khí.

4. Cơ quan kiểm định và giám sát môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở tham chiếu trong công tác kiểm tra, đánh giá chất lượng khí thải tại các cơ sở công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ số phát thải là gì và tại sao quan trọng?
   Hệ số phát thải là lượng chất ô nhiễm phát thải trên một đơn vị nhiên liệu hoặc sản phẩm. Nó giúp ước tính phát thải khi không có dữ liệu quan trắc trực tiếp, hỗ trợ quản lý và kiểm kê ô nhiễm.

2. Phương pháp lấy mẫu isokinetic có ưu điểm gì?
   Phương pháp này đảm bảo vận tốc hút mẫu bằng vận tốc dòng khí, giúp mẫu thu được đại diện, tránh sai lệch do phân bố hạt bụi không đồng đều, nâng cao độ chính xác kết quả.

3. Mô hình SCREENView 4.0 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Mô hình này mô phỏng sự phát tán chất ô nhiễm dựa trên các yếu tố khí tượng và địa hình, giúp dự báo nồng độ ô nhiễm tại các vị trí khác nhau quanh nguồn thải, hỗ trợ đánh giá tác động môi trường.

4. Tại sao nồng độ NO2 thấp hơn nhiều so với NO trong khí thải?
   Do điều kiện đốt cháy và thành phần nhiên liệu, NO chủ yếu là NO nhiệt được tạo ra nhanh chóng, trong khi NO2 hình thành chậm hơn qua phản ứng hóa học trong không khí, dẫn đến tỷ lệ NO2/NO thấp.

5. Làm thế nào để giảm phát thải bụi từ lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối?
   Áp dụng hệ thống xử lý bụi hiệu quả như cyclone và bể dập bụi ướt, bảo trì định kỳ, kiểm soát vận hành lò hơi và giảm phát thải bụi trong quá trình vận chuyển nhiên liệu.

Kết luận

• Đã xác định được hệ số phát thải các chất ô nhiễm chính (bụi, CO, CO2, SO2, NO, NO2) từ lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối tại Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ với độ chính xác cao.
• Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam.
• Mô hình SCREENView 4.0 kết hợp ArcView GIS 3.3 hiệu quả trong việc đánh giá và bản đồ hóa mức độ phát tán ô nhiễm không khí.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác quản lý môi trường và kiểm kê phát thải tại các cơ sở sử dụng nhiên liệu sinh khối.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu phát thải và nâng cao hiệu quả xử lý khí thải trong thời gian tới.

Khuyến nghị các nhà quản lý và doanh nghiệp áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả kiểm soát ô nhiễm không khí, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và đối tượng để hoàn thiện bộ dữ liệu phát thải quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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. 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. 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. 1 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Hệ số phát thải 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].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].

Quan hệ giữa chi phí và độ tin cậy của các phương pháp đánh giá phát thải Nguồn: [4] 1. 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 3 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].

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.

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]. 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 A/D và B/D [5]. Xác định số điểm lấy mẫu tối thiểu đƣợc xác định dựa theo Hình 1. 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.