Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu thực trạng phát thải tro bay từ các nhà máy nhiệt điện trên địa bàn tỉnhthái nguyên và định hướng giải pháp thu gom tái sử dụng trong việc cải tạo đất và bảo vệ môi trường

Nghiên cứu thực trạng phát thải tro bay từ nhà máy nhiệt điện Thái Nguyên và giải pháp tái sử dụng trong cải tạo đất, bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Bạch Đình Linh
• Người hướng dẫn: GS.TS Đặng Văn Minh
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Thải Tro Bay Từ Nhà Máy Nhiệt Điện Tại Thái Nguyên Và Giải Pháp Tái Sử Dụng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
• 2.1.1. Cơ sở khoa học
• 2.1.2. Khái niệm chung
• 2.2. Sản lượng tro bay và tình hình sử dụng tro bay trên thế giới
• 2.3. Tình hình nghiên cứu xử lý và ứng dụng tro bay ở nước ngoài và nước ta
• 2.3.1. Các nghiên cứu nước ngoài
• 2.3.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.4. Các ứng dụng đối với tro bay
• 2.4.1. Ứng dụng tro bay trong một số lĩnh vực công nghiệp trên thế giới
• 2.4.2. Tại Việt Nam
• 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa truyền thống
• 3.4.2. Phương pháp điều tra sự phát tán tro bay và tác động tới môi trường, sức khỏe cộng đồng
• 3.4.3. Phương pháp xử lý và tổng hợp số liệu
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của tỉnh Thái Nguyên
• 4.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 4.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 4.2. Đánh giá nguồn phát thải và thực trạng thu gom tro bay tại các nhà máy nhiệt điện ở Thái Nguyên
• 4.2.1. Đánh giá nguồn phát thải và thành phần tro bay tại các nhà máy nhiệt điện ở Thái Nguyên
• 4.2.2. Đánh giá tác động của tro bay tới sức khỏe và môi trường
• 4.2.2.1. Hoạt động phát sinh chất thải tro bay của nhà máy ảnh hưởng tới môi trường không khí, nước và đất
• 4.2.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của tro bay tới chất lượng của không khí tại các vị trí quan trắc khác nhau
• 4.2.2.3. Đánh giá tác động của tro bay đến môi trường và sức khỏe người dân
• 4.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất thu gom và tái sử dụng tro bay
• 4.3.1. Các giải pháp nâng cao hiệu suất thu hồi tro bay
• 4.3.2. Đề xuất các giải pháp tái sử dụng tro bay
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về phát thải tro bay từ nhà máy nhiệt điện

Phát thải tro bay từ các nhà máy nhiệt điện là một vấn đề nghiêm trọng tại Thái Nguyên. Tro bay được hình thành từ quá trình đốt than, là một loại chất thải rắn có thể gây ô nhiễm môi trường không khí, nước và đất. Theo thống kê, mỗi năm, các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam thải ra khoảng 10 triệu tấn tro bay. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng không khí mà còn tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng. Việc quản lý và tái sử dụng tro bay là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe con người.

1.1. Tác động của tro bay đến môi trường

Tro bay có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường. Các hạt tro bay nhỏ có thể bay xa và lắng đọng trên bề mặt đất, ảnh hưởng đến chất lượng đất và nước. Nghiên cứu cho thấy, tro bay chứa nhiều kim loại nặng như Pb, Cd, và Zn, có thể xâm nhập vào chuỗi thực phẩm và gây hại cho sức khỏe con người. Việc phát thải tro bay không được kiểm soát có thể dẫn đến ô nhiễm không khí nghiêm trọng, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh hô hấp và các bệnh liên quan đến ô nhiễm môi trường.

II. Thực trạng phát thải tro bay tại Thái Nguyên

Tại Thái Nguyên, các nhà máy nhiệt điện đang hoạt động với công suất lớn, dẫn đến lượng tro bay phát thải ngày càng tăng. Theo báo cáo, lượng tro bay thải ra từ các nhà máy này chiếm khoảng 70% tổng lượng chất thải rắn. Tuy nhiên, việc thu gom và tái sử dụng tro bay vẫn còn nhiều hạn chế. Công nghệ xử lý tro bay chưa được áp dụng rộng rãi, và ý thức bảo vệ môi trường của các nhà máy còn thấp. Điều này đặt ra thách thức lớn trong việc quản lý chất thải và bảo vệ môi trường tại địa phương.

2.1. Đánh giá nguồn phát thải tro bay

Đánh giá nguồn phát thải tro bay từ các nhà máy nhiệt điện cho thấy rằng, lượng tro bay phát sinh chủ yếu từ quá trình đốt than. Các nhà máy như Nhiệt điện An Khánh và Nhiệt điện Cao Ngạn là những nguồn phát thải chính. Việc thiếu các biện pháp thu gom hiệu quả đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí và đất xung quanh. Nghiên cứu cho thấy, nồng độ bụi và các chất ô nhiễm khác tại khu vực gần các nhà máy này vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân sống xung quanh.

III. Giải pháp tái sử dụng tro bay

Để giảm thiểu ô nhiễm từ tro bay, việc tái sử dụng là một giải pháp khả thi. Tro bay có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, cải tạo đất và sản xuất vật liệu xây dựng. Việc áp dụng công nghệ xử lý hiện đại có thể giúp nâng cao hiệu suất thu gom và tái sử dụng tro bay. Các giải pháp như sử dụng tro bay làm nguyên liệu trong sản xuất xi măng hoặc làm vật liệu xây dựng không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên.

3.1. Đề xuất các giải pháp tái sử dụng

Các giải pháp tái sử dụng tro bay cần được triển khai đồng bộ và hiệu quả. Cần có các chính sách khuyến khích các nhà máy nhiệt điện áp dụng công nghệ xử lý tro bay tiên tiến. Đồng thời, việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về lợi ích của việc tái sử dụng tro bay cũng rất quan trọng. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng tro bay trong xây dựng có thể giảm thiểu chi phí và cải thiện chất lượng công trình. Hơn nữa, việc tái sử dụng tro bay còn góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Thái Nguyên, với diện tích 3.562,64 km² và dân số khoảng 1 triệu người, là một trung tâm kinh tế - xã hội quan trọng của vùng trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam. Nơi đây có nhiều mỏ than và các nhà máy nhiệt điện sử dụng than làm nguyên liệu chính, dẫn đến lượng phát thải tro bay rất lớn. Mỗi năm, các nhà máy nhiệt điện Việt Nam tiêu thụ khoảng 30 triệu tấn than, thải ra khoảng 10 triệu tấn tro bay. Theo quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020, tổng công suất nhiệt điện dự kiến đạt 36.000 MW vào năm 2020, với lượng than tiêu thụ khoảng 67,3 triệu tấn, tương ứng lượng tro xỉ thải ra từ 20 đến 25 triệu tấn, trong đó tro bay chiếm khoảng 70%. Dự kiến đến năm 2030, lượng tro xỉ sẽ tăng lên 45 triệu tấn.

Tro bay là loại chất thải dạng hạt mịn, có thể bay xa theo khí thải từ ống khói nhà máy, gây ô nhiễm không khí, đất và nước, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng. Tại Thái Nguyên, mặc dù lượng tro bay phát thải lớn, công tác thu gom, quản lý và tái sử dụng còn nhiều hạn chế. Do đó, nghiên cứu thực trạng phát thải tro bay, đánh giá tác động môi trường và sức khỏe, đồng thời đề xuất các giải pháp thu gom và tái sử dụng tro bay trong cải tạo đất và bảo vệ môi trường là rất cần thiết. Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào đánh giá thực trạng phát thải, tác động môi trường và sức khỏe, cũng như đề xuất các giải pháp quản lý và ứng dụng tro bay hiệu quả tại các nhà máy nhiệt điện trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trong giai đoạn từ tháng 4/2019 đến tháng 4/2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các khái niệm và quy định pháp luật về môi trường, đặc biệt là Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, trong đó định nghĩa môi trường, ô nhiễm môi trường, hoạt động bảo vệ môi trường, tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật môi trường. Tro bay được xem là một loại chất thải công nghiệp có thành phần chủ yếu gồm các oxit kim loại như SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, cùng với các kim loại nặng như Pb, Zn, Cd. Tro bay được phân loại theo tiêu chuẩn ASTM C618 thành loại F (CaO < 5%) và loại C (CaO ≥ 5%), với các đặc tính vật lý như kích thước hạt từ 0,5 đến 300 µm, mật độ 1,9-2,3 g/cm³ và tính chất hóa học alkali.

Các lý thuyết về phát tán ô nhiễm không khí trong tầng đối lưu khí quyển, ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng và địa hình đến sự phân tán tro bay cũng được áp dụng để đánh giá tác động môi trường. Ngoài ra, các mô hình ứng dụng tro bay trong cải tạo đất, làm vật liệu xây dựng và xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất cũng được tham khảo để đề xuất giải pháp tái sử dụng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê kế thừa truyền thống, thu thập số liệu từ các báo cáo của sở ngành, các nghiên cứu trước đây và tài liệu khoa học liên quan. Phương pháp điều tra thực địa được áp dụng tại hai nhà máy nhiệt điện An Khánh và Cao Ngạn, với việc lấy mẫu tro bay tại hệ thống lọc bụi tĩnh điện, khảo sát phát tán tro bay theo khoảng cách từ 100 m đến 1 km, mỗi khoảng cách lấy 3 vị trí quan trắc.

Phân tích các chỉ tiêu môi trường gồm pH, điện dẫn (EC), độ oxy hóa khử (Eh), hàm lượng N, P, K tổng số và kim loại nặng Pb, Zn, Cd được thực hiện tại phòng thí nghiệm môi trường của Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên theo các phương pháp chuẩn. Phỏng vấn 200 hộ dân và 15 cán bộ quản lý, bảo vệ môi trường nhằm đánh giá tác động sức khỏe và môi trường xung quanh nhà máy.

Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel và SPSS, sử dụng phương pháp trung bình số học để phân tích và tổng hợp kết quả. Cỡ mẫu điều tra gồm 100 hộ dân quanh mỗi nhà máy, chọn ngẫu nhiên theo tiêu chí địa lý và dân cư.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khối lượng phát thải tro bay: Hai nhà máy nhiệt điện An Khánh và Cao Ngạn thải ra lượng tro bay lớn, ước tính khoảng vài nghìn tấn mỗi năm. Tro bay chiếm khoảng 70-75% tổng lượng tro thải ra từ quá trình đốt than.

2. Thành phần hóa học tro bay: Tro bay chủ yếu chứa SiO2 (35-60%), Al2O3 (15-30%), Fe2O3 (5-15%) và CaO (1-20%), phù hợp với loại F và C theo tiêu chuẩn ASTM C618. Hàm lượng kim loại nặng Pb, Zn, Cd trong tro bay được phát hiện ở mức thấp nhưng có khả năng di động và ảnh hưởng đến môi trường đất và nước.

3. Phát tán tro bay và tác động môi trường: Tro bay phát tán theo khoảng cách giảm dần từ trung tâm nhà máy, với mức độ bụi và che phủ bề mặt giảm khoảng 60% khi cách xa 1 km. Mùa đông có mức phát tán cao hơn mùa hè do điều kiện khí tượng. Chất lượng không khí tại các điểm quan trắc gần nhà máy có nồng độ bụi tro bay vượt mức quy chuẩn kỹ thuật môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.

4. Tác động sức khỏe cộng đồng: Qua khảo sát 200 hộ dân, khoảng 35% người dân sống gần nhà máy có các triệu chứng liên quan đến hô hấp như ho, khó thở, dị ứng da, tỷ lệ mắc bệnh liên quan đến bụi cao hơn so với khu vực xa nhà máy khoảng 20%.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tro bay từ các nhà máy nhiệt điện tại Thái Nguyên có thành phần hóa học và kích thước hạt tương tự các nghiên cứu quốc tế, đồng thời có khả năng phát tán xa, gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng. Mức độ phát tán tro bay phụ thuộc vào điều kiện khí tượng, đặc biệt là mùa đông với gió yếu và nhiệt độ thấp làm giảm khả năng khuếch tán.

So sánh với các nghiên cứu ở Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ, tỷ lệ phát thải và tác động môi trường tại Thái Nguyên tương đối cao do công nghệ xử lý khí thải chưa đồng bộ và ý thức bảo vệ môi trường còn hạn chế. Việc thu gom tro bay hiện nay chưa hiệu quả, dẫn đến lượng tro bay tồn đọng lớn tại các bãi chứa, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm đất và nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố nồng độ tro bay theo khoảng cách và mùa, bảng thống kê thành phần hóa học tro bay và tỷ lệ mắc bệnh liên quan đến bụi của người dân quanh nhà máy, giúp minh họa rõ ràng mức độ ảnh hưởng và xu hướng phát tán.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cao hiệu quả thu gom tro bay: Áp dụng công nghệ lọc bụi hiện đại, tăng cường bảo trì hệ thống thu gom tại các nhà máy nhiệt điện nhằm giảm lượng tro bay phát tán ra môi trường. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý nhà máy, thời gian: 1-2 năm.

2. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát môi trường: Thiết lập mạng lưới quan trắc không khí và đất xung quanh nhà máy, cập nhật dữ liệu thường xuyên để kịp thời phát hiện và xử lý ô nhiễm. Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, thời gian: 6-12 tháng.

3. Tái sử dụng tro bay trong cải tạo đất: Phát triển các dự án ứng dụng tro bay làm vật liệu cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng, tăng độ phì nhiêu và cải thiện cấu trúc đất, giảm thiểu tác động môi trường. Chủ thể: Các viện nghiên cứu, doanh nghiệp nông nghiệp, thời gian: 2-3 năm.

4. Khuyến khích ứng dụng tro bay trong xây dựng và công nghiệp: Hỗ trợ doanh nghiệp sử dụng tro bay làm phụ gia bê tông, vật liệu xây dựng nhẹ, gạch không nung nhằm giảm lượng tro bay tồn đọng và tiết kiệm tài nguyên. Chủ thể: Bộ Xây dựng, doanh nghiệp, thời gian: liên tục.

5. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, truyền thông về tác hại của tro bay và lợi ích của việc thu gom, tái sử dụng nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường. Chủ thể: UBND tỉnh, các tổ chức xã hội, thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường và chính sách: Luận văn cung cấp số liệu thực trạng và giải pháp cụ thể giúp hoạch định chính sách quản lý chất thải tro bay hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành khoa học môi trường: Tài liệu tham khảo chi tiết về thành phần, tác động và ứng dụng tro bay, phương pháp nghiên cứu thực địa và phân tích môi trường.

3. Doanh nghiệp ngành nhiệt điện và xây dựng: Cung cấp cơ sở khoa học để cải tiến công nghệ thu gom, xử lý tro bay và phát triển sản phẩm tái chế từ tro bay, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

4. Cộng đồng dân cư sống gần các nhà máy nhiệt điện: Hiểu rõ tác động của tro bay đến sức khỏe và môi trường, từ đó có biện pháp phòng tránh và tham gia giám sát môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Tro bay là gì và tại sao nó gây ô nhiễm?
   Tro bay là các hạt mịn phát sinh từ quá trình đốt than trong nhà máy nhiệt điện, có kích thước nhỏ và chứa các oxit kim loại cùng kim loại nặng. Do tính chất nhẹ và kích thước nhỏ, tro bay dễ phát tán trong không khí, gây ô nhiễm không khí, đất và nước, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

2. Thành phần hóa học của tro bay gồm những gì?
   Tro bay chủ yếu gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3 và CaO, cùng với một số kim loại nặng như Pb, Zn, Cd. Thành phần này phụ thuộc vào loại than sử dụng và điều kiện đốt cháy, ảnh hưởng đến tính chất vật lý và khả năng tái sử dụng của tro bay.

3. Tro bay ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe người dân?
   Tro bay có thể gây các bệnh về hô hấp như viêm phế quản, hen suyễn, dị ứng da và các vấn đề sức khỏe khác do hít phải bụi mịn chứa kim loại nặng. Nghiên cứu tại Thái Nguyên cho thấy tỷ lệ mắc các bệnh liên quan đến bụi cao hơn khoảng 20% ở khu vực gần nhà máy.

4. Có thể tái sử dụng tro bay như thế nào?
   Tro bay có thể được sử dụng làm phụ gia trong bê tông, vật liệu xây dựng nhẹ, gạch không nung, cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng và làm chất độn trong sản xuất vật liệu compozit. Việc tái sử dụng giúp giảm lượng chất thải tồn đọng và tiết kiệm tài nguyên.

5. Giải pháp nào hiệu quả để giảm ô nhiễm do tro bay?
   Nâng cao công nghệ thu gom, xây dựng hệ thống giám sát môi trường, phát triển các dự án tái sử dụng tro bay trong xây dựng và cải tạo đất, đồng thời tăng cường tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm do tro bay.

Kết luận

• Tro bay từ các nhà máy nhiệt điện tại Thái Nguyên phát thải với khối lượng lớn, có thành phần hóa học đa dạng và khả năng phát tán xa, gây ô nhiễm môi trường không khí, đất và ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng.
• Mức độ phát tán và tác động phụ thuộc vào điều kiện khí tượng, công nghệ xử lý khí thải và quản lý thu gom tro bay hiện tại còn nhiều hạn chế.
• Việc tái sử dụng tro bay trong cải tạo đất và sản xuất vật liệu xây dựng là hướng đi bền vững, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm tài nguyên.
• Các giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom, giám sát môi trường, phát triển ứng dụng tro bay và nâng cao nhận thức cộng đồng cần được triển khai đồng bộ.
• Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để các nhà quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng cùng phối hợp bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững tại Thái Nguyên.

Triển khai các đề xuất giải pháp trong vòng 1-3 năm tới, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng tro bay tại các khu vực khác để nhân rộng hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 1.Cơ sở khoa học 1.1 Khái niệm chung - Môi trường: Theo khoản 1 điều 3 “Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014”, môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật” (Snellings, R. - Ô nhiễm môi trường : Theo khoản 6 điều 3 “Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014” : “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. - Hoạt động bảo vệ môi trường: Theo khoản 3 điều 3 “Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2014” : “Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành”.

- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 6 điều 3 “Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2014”: “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường. Luan van 5 - Quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 “Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014” : “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường. Môi trường không khí và ô nhiễm môi trường không khí *Môi trường không khí: Môi trường không khí là lớp không khí bao quanh trái đất. *Ô nhiễm môi trường không khí: "Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)".

Vấn đề ô nhiễm không khí có thể chia một cách đơn giản thành 3 phần cơ bản sau đây: Nguồn ô nhiễm → Khí quyển → Nguồn tiếp nhận - Nguồn ô nhiễm là nguồn thải ra các chất ô nhiễm.Chất thải từ nguồn ô nhiễm phải được khống chế tại chỗ trước khi thải vào khí quyển.Các hệ thống khống chế ô nhiễm tại nguồn thải bao gồm: Thay đổi nguyên liệu, nhiên liệu gây ô nhiễm nhiều bằng nguyên nhiên liệu gây ô nhiễm ít hoặc không gây ô nhiễm, cải tiến dây chuyền sản xuất để hạn chế ô nhiễm, nâng cao ống khói, thiết bị làm sạch khí thải. - Khí quyển là môi trường trung gian để vận chuyển các chất ô nhiễm từ nguồn phát thải đến nơi tiếp nhận.Khí quyển được chia làm 4 tầng dựa trên sự biến thiên nhiệt độ theo độ cao: + Tầng đối lưu: Lớp khí quyển tiến giáp mặt đất có bề dày 10 – 12km ở vĩ độ trung bình và khoảng 16 – 18km ở các cực.Tầng đối lưu hầu như hoàn toàn trong suốt với các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời nhưng thành phần Luan van 6 hơi nước trong phần đối lưu hấp thụ rất mạnh bức xạ sóng dài của mặt đất, do đó tầng đối lưu được nung nóng chủ yếu từ mặt đất.Từ đó phát sinh ra sự xáo trộn không khí theo chiều đứng, hình thành ngưng tụ hơi nước và kkeos theo là mây, mưa.Trong tầng đối lưu nhiệt độ giảm theo chiều cao trung bình khoảng 0,5 – 0,6 0C/100m. + Tầng bình lưu có độ cao từ 12 – 15km trên mặt đất, trong tầng bình lưu có chứa tầng ozon nhờ đó các tia cực tím trong thành phần bức xạ của mặt trời bị hấp thụ mạnh nên nhiệt độ ở tầng này tăng theo độ cao đến 00C ở độ cao 55km. + Tầng giữa của khí quyển ở phía trên tầng bình lưu có độ cao 50 – 55km đến 85km.Nhiệt độ không khí giảm gần như tỉ lệ nghịch bậc nhất với độ cao và đạt trị số gần -1000C.

+ Tầng nhiệt quyển là tầng trên cùng của khí quyển có lớp không khí loãng.Nhiệt độ trong tầng nhiệt quyển tăng và đạt đến trị số gần 12000C ở độ cao 700km. Hầu như các hiện tượng khí tượng chi phối đặc điểm thời tiết đều xảy ra trên tầng đối lưu do đó tầng đối lưu có ý nghĩa rất lớn trong sự phát tán chất ô nhiễm.Ở tầng đối lưu các yếu tố khí tượng (tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ khí quyển, độ ẩm, không khí, bức xạ mặt trời, độ mây che phủ và độ ổn định của khí quyển), các yếu tố về nguồn thải từ các hoạt động sản xuất của con người (nhiệt độ khí thải, chiều cao ống khói, vận tốc khí thải, lưu lượng khí thải) và các yếu tố về địa hình (chiều cao, chiều rộng của các công trình, đồi núi, thung lũng), chất ô nhiễm sẽ phát tán, pha loãng, biến đổi hóa học hay xảy ra các quá trěnh sa lắng khô, sa lắng ướt.Các chất ô nhiễm sơ cấp sinh ra từ nguồn có thể biến đổi thành các chất ô nhiễm thứ cấp.Cuối cùng các chất ô nhiễm sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn tiếp nhận. - Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm là con người, động, thực vật… Luan van 7 1. Tro bay là gì * Khái niệm Tro bay là loại phụ gia khoáng, hoạt tính nhân tạo, là các sản phẩm phụ hoặc phế thải thu được trong các quá trình sản xuất công nghiệp, bao gồm silicafum, tro xỉ nhiệt điện, xỉ hạt lò cao… Trong các nhà máy điện hiện đại, tro bay thường được bắt bởi tĩnh điện hoặc các thiết bị lọc hạt khác trước khi khí được thải ra từ các ống khói.

Cùng với tro đáy lấy ra từ đáy lò hơi, chúng được biết đến như tro than.Tùy thuộc vào nguồn và quá trình của than được đốt cháy, các thành phần của tro bay thay đổi đáng kể, nhưng phần lớn trong tro bay là silic đioxit (SiO2) (cả hai đều vô định hình và tinh thể), oxit nhôm (Al2O3) và oxit canxi (CaO), các hợp chất khoáng chính trong chứa than đá. * Phân loại - Tro bay thường được phân ra thành hai loại tùy theo nguồn than đốt: + Loại C có hàm lượng CaO ≥ 5% và thường bằng 15-35%. Đó là sản phẩm đốt than ligrit hoặc than chứa bitum; chứa ít than chưa cháy, thường < 2%. + Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu được từ việc đốt than antraxit hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2- 10%.

Tro bay Phả Lại thuộc loại F. Do đốt không tốt, nên hàm lượng than chưa cháy khá cao. Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618. Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro bay được phân làm hai loại là loại C và loại F.

* Tính chất vật lý - Hình thái: Tro bay là phân tử khối cầu thủy tinh - Mật độ: 1,9 ~ 2,3 (Chiếm khoảng 65% trọng lượng riêng của xi măng) - Kích thước phân tử: 1,0 ~ 120/μm (Bình quân kích thước đầu vào: 20 ~30/μm Luan van 8 - Độ mịn: 2400 ~ 4000 cm2 /g (Độ mịn Blaine) Tro bay khi lơ lửng trong khí thải được thu thập bằng cách lọc bụi tĩnh điện hoặc túi lọc. Kể từ khi các hạt củng cố nhanh chóng trong khi lơ lửng trong khí thải, hạt tro bay nói chung có dạng hình cầu và có kích thước từ 0,5 mm đến 300 mm. Hậu quả chính của việc làm mát nhanh chóng là rất ít khoáng sản có thời gian để kết tinh, và chủ yếu là vô định hình. Các khoáng chất ANORTHIT chưa nhiều canxi, gehlenit, akermanite, silicat canxi khác nhau và canxi aluminat giống với những người tìm thấy trong xi măng có thể được xác định trong tro bay giàu Canxi.

Các hàm lượng thuỷ ngân có thể đạt 1 ppm, nhưng thường được bao gồm trong phạm vi 0,01-1 ppm đối với than bitum. Nồng độ của các nguyên tố vi lượng khác nhau cũng theo các loại than đốt để tạo thành nó. Trong thực tế, trong trường hợp của than bitum, với ngoại lệ đáng chú ý của nguyên tố bo, nồng độ yếu tố vi lượng nói chung là tương tự để theo dõi nồng độ yếu tố trong đất không bị ô nhiễm. * Tính chất hóa học - Thành phần chính: SiO2, Al2O3, Fe2O3 - Tính chất: Alkali - Thành phần hóa học: Tro của các nhà máy nhiệt điện gồm chủ yếu các sản phẩm tạo thành từ quá trình phân hủy và biến đổi của các chất khoáng có trong than đá (EPRI (Project Manager K.

Thông thường, tro ở đáy lò chiếm khoảng 25% và tro bay chiếm khoảng 75% tổng lượng tro thải ra. Hầu hết các loại tro bay đều là các hợp chất silicat bao gồm các oxit kim loại như SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, CaO,… với hàm lượng than chưa cháy chỉ chiếm một phần nhỏ so với tổng hàm lượng tro, ngoài ra còn có một số kim loại nặng như Cd, Ba, Pb, Cu, Zn,. Thành phần hóa học của tro bay phụ thuộc Luan van 9 vào nguồn nguyên liệu than đá sử dụng để đốt và điều kiện đốt cháy trong các nhà máy nhiệt điện. Hai lớp học của tro bay được xác định bởi ASTM (American Society for Testing and Materials) C618: tro bay loại F và loại C.

Sự khác biệt chính giữa các lớp này là lượng canxi, silic, nhôm, và hàm lượng sắt trong tro. Các tính chất hóa học của tro bụi đều bị ảnh hưởng nhiều bởi phần hoá học của than đốt (tức là, than bitum và than non).