Tùy vào tính chất, mức độ ô nhiễm của mỗi loại khí thải mà mỗi nơi sẽ có quy trình xử lý khác nhau. Việc thiết kế quy trình xử lý được thực hiện căn cứ vào nhiều yếu tố. Dưới đây là hai quy trình xử lý khí thải công nghiệp phổ biến được ứng dụng cho nhiều dự án.
Nội dung bài viết:
1. Quy trình xử lý khí thải công nghiệp bằng phương pháp ướt
Phương pháp xử lý khí thải bằng phương pháp ướt là quá trình dẫn dòng khí thải tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng hấp thụ (thường là nước hoặc dung dịch kiềm/axit) để loại bỏ các chất ô nhiễm hòa tan hoặc có thể trung hòa trong dung dịch.
Các tạp chất trong khí thải sẽ bị giữ lại, hòa tan hoặc phản ứng hóa học với dung dịch rửa khí, giúp làm sạch khí trước khi xả ra môi trường.
Quy trình xử lý khí thải công nghiệp bằng phương pháp ướt được thực hiện qua các bước như sau:
- Bước 1: Thu gom khí thải: Khí thải được thu gom từ các ống, chụp hút hoặc hệ thống đường ống của dây chuyền sản xuất.
- Bước 2: Tách bụi sơ cấp (nếu có): Sử dụng cyclone hoặc buồng lắng bụi để loại bỏ hạt bụi lớn, tránh làm nghẹt thiết bị hấp thụ.
- Bước 3: Sử dụng tháp rửa khí (tháp hấp thụ): Đây là bộ phận chính của hệ thống. Khí thải đi ngược chiều hoặc xuôi chiều với dòng dung dịch rửa. Dung dịch hấp thụ có thể là nước, dung dịch NaOH, Ca(OH)₂, dung dịch H₂SO₄, HCl loãng. Khí sau khi rửa thường mang theo sương và hơi nước.
- Bước 4: Thoát khí sạch: Khí sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải được thoát ra môi trường qua ống khói cao.
- Bước 5: Xử lý nước thải rửa khí: Dung dịch hấp thụ sau thời gian sử dụng bị nhiễm bẩn (chứa muối, kim loại, cặn, bùn) được thu hồi và xử lý riêng.
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp ướt:
- Ưu điểm: Hiệu quả cao với khí axit/kiềm; cấu tạo đơn giản; có thể xử lý đồng thời khí và bụi.
- Nhược điểm: Phát sinh nước thải cần xử lý; không phù hợp với khí không tan trong nước.
Ví dụ về quy trình xử lý khí thải bằng phương pháp ướt
Dưới đây là quy trình xử lý khí thải công nghiệp thực tế bằng phương pháp ướt tại một nhà máy
Sơ đồ công nghệ
Bụi, khí thải > Cyclone tách bụi > Quạt hút > Tháp hấp thụ > Ống khói
.jpg)
Thuyết minh quy trình xử lý
- Thu gom khí thải: Khí thải, bụi từ các công đoạn phát sinh trong quá trình sản xuất được thu gom bằng chụp hút và ống dẫn khí để đưa vào thiết bị tách bụi cyclone.
- Thiết bị tách bụi cyclone: Luồng khí chứa bụi khí thải đi vào thân của cyclone theo hướng vuông góc với thân của cyclone ở phần trên. Sau đó, luồng khí thải xoáy xuống dần dọc theo chiều cao của thiết bị gặp thân ống hình phễu. Bụi đi chiều xoắn ốc nhờ tác động của quạt gió. Dưới tác dụng của lực ly tâm, bụi bị văng vào thành ống khiến chúng mất dần vận tốc và rơi xuống dưới.
- Tháp hấp thụ: Tiếp theo dòng khói được dẫn qua tháp hấp phụ bằng dung dịch kiềm NaOH, được thiết kế theo dạng hình trụ. Tháp sử dụng chất lỏng để loại bỏ các chất ô nhiễm của khí thải. Dòng khí chứa bụi và khí thông qua quạt hút được dẫn từ dưới lên trên, dung dịch hấp thụ được phun từ trên xuống trong tháp. Khi khí thải tiếp xúc với dung dịch hấp thụ, các thành phần ô nhiễm sẽ bị giữ lại thông qua việc hòa tan, còn khí sạch thoát ra ngoài. Phần bụi và khí bị hấp phụ sẽ theo dòng dung dịch chảy xuống bể lắng phía dưới.
- Trong bể lắng, cặn và nước chuyển động với tốc độ thấp - theo phương nằm ngang làm cho các hạt cặn lắng xuống đáy. Hỗn hợp nước sau khi được lắng cặn qua ngăn chứa và được bổ sung thêm dung dịch kiềm. Tại đây, dung dịch kiềm được bơm tuần hoàn vào tháp hấp phụ để tiếp tục quá trình xử lý. Định kỳ, dung dịch hấp phụ được thải bỏ khi hàm lượng cặn lớn và không còn khả năng hấp phụ các khi. Dung dịch hấp phụ thải ra được dẫn về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy để xử lý.
- Khí sạch sau khi xử lý: Dòng khí thải sau khi qua tháp hấp phụ theo ống khói phát tán ra môi trường không khí xung quanh, hí thải sau xử lý đạt QCVN 19:2009/BTNMT, cột B với hệ số Kp = 0,9 và Kv = 1,2
2. Quy trình xử lý khí thải công nghiệp bằng phương pháp khô
Phương pháp xử lý khí thải bằng phương pháp khô là quá trình dẫn dòng khí thải đi qua lớp vật liệu rắn (chất hấp phụ hoặc chất xúc tác) để giữ lại, hấp phụ hoặc phân hủy các chất ô nhiễm trong khí thải mà không sử dụng dung dịch lỏng.
Đây là phương pháp xử lý sạch, không phát sinh nước thải, thường dùng cho khí thải chứa hơi dung môi, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), hoặc khí độc hại không tan trong nước.
Khí thải đi qua lớp vật liệu rắn (than hoạt tính, zeolit, oxit kim loại...) để hấp phụ hoặc xúc tác phân hủy các chất ô nhiễm.
Các bước chính:
- Bước 1: Thu gom khí thải: Khí thải từ nguồn phát sinh (phòng sơn, bồn dung môi, lò sấy, in ấn, hóa chất...) được thu gom qua đường ống.
- Bước 2: Lọc bụi sơ cấp: Dùng lọc bụi túi vải hoặc cyclone để loại bỏ hạt bụi lớn, tránh làm tắc lớp vật liệu hấp phụ.
- Bước 3: Thiết bị hấp phụ: Khí thải đi qua tháp hấp phụ, bên trong tháp là lớp vật liệu rắn có khả năng hấp phụ mạnh (than hoạt tính, zeolit, alumina...), nhờ vậy các ác phân tử ô nhiễm (VOC, mùi, hơi dung môi) bị giữ lại trên bề mặt vật liệu và khí sạch được thoát ra môi trường qua ống khói.
- Bước 4: Tái sinh hoặc thay vật liệu: Khi vật liệu hấp phụ bão hòa, có thể tái sinh bằng nhiệt hoặc thay mới định kỳ để đảm bảo hiệu suất xử lý.
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này:
- Ưu điểm: Không tạo nước thải; hiệu quả cao với khí hữu cơ và mùi.
- Nhược điểm: Chi phí vật liệu hấp phụ cao; cần thay định kỳ; không phù hợp với khí có hàm lượng bụi cao.
Dưới đây là quy trình xử lý khí thải công nghiệp bằng phương pháp khô tại một nhà máy
Sơ đồ công nghệ
Hơi dung môi > Đường ống thu gom > Tháp hấp phụ > Quạt hút > Ống thải > Môi trường
Thuyết minh quy trình xử lý
Hơi dung môi từ quá trình sản xuất được thu gom bằng các miệng hút, thu gom về ống dẫn chính đi vào tháp hấp phụ (vật liệu hấp phụ than hoạt tính). Than hoạt tính có kết cấu bề mặt rỗng, xốp, có khả năng kết dính các chất hữu cơ lên bề mặt than hoạt tính khi dòng khí chứa các chất hữu cơ đi ngang qua lớp than hoạt tính, các chất hữu cơ được giữ trên bề mặt than hoạt tính. Sau một thời gian sử dụng than hoạt tính bão hòa khả năng hấp phụ chất hữu cơ cần thay thế than hoạt tính để tăng cường khả năng hấp phụ trở lại.
Khí thải sau khi xử lý được quạt hút qua ống thải, thoát ra môi trường.
3. Các quy trình xử lý khác
Ngoài hai quy trình xử lý khí thải công nghiệp trên, còn rất nhiều quy trình khác. Chẳng hạn như dưới đây là quy trình xử lý bụi, hơi dung môi, công suất 27.000 m3/giờ tại một nhà máy:
Sơ đồ công nghệ
Bụi, hơi dung môi > Thiết bị lọc bụi túi vải > Quạt hút > Đường ống thu gom > Tháp hấp phụ > Quạt hút > Ống thải > Môi trường
Thuyết minh quy trình xử lý
Bụi, hơi dung môi từ quá trình sản xuất được thu gom bằng các miệng hút, thu gom về ống dẫn chính đi vào thiết bị lọc túi vải. Không khí lẫn bụi đi qua tấm vải lọc, các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại trên bề mặt vải, dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ. Hiệu quả lọc đạt tới 99,8% và lọc được cả các hạt rất nhỏ là nhờ có lớp trợ lọc. Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải. Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả năng lọc.
Để làm sạch túi lọc, túi lọc được thực hiện rung giũ bụi. Phương pháp sử dụng là rung giũ bụi bằng khí nén. Các xung khí nén được thổi trực tiếp vào các túi lọc bụi (thổi ngược đảm bảo bụi kết dính rơi xuống túi thu gom bụi). Các hạt bụi bám trên bề mặt túi rơi xuống dưới túi chứa nguyên liệu. Lượng bụi này được giao cho đơn vị có chức năng. Khí thải sau khi qua thiết bị lọc túi vải được đưa qua tháp hấp phụ (vật liệu hấp phụ than hoạt tính).
Than hoạt tính có kết cấu bề mặt rỗng, xốp, có khả năng kết dính các chất hữu cơ lên bề mặt than hoạt tính khi dòng khí chứa các chất hữu cơ đi ngang qua lớp than hoạt tính, các chất hữu cơ được giữ trên bề mặt than hoạt tính. Sau một thời gian sử dụng than hoạt tính bão hòa khả năng hấp phụ chất hữu cơ cần thay thế than hoạt tính để tăng cường khả năng hấp phụ trở lại.
Khí thải sau khi xử lý được quạt hút qua ống thải, thoát ra môi trường
Việc thiết kế sơ đồ, quy trình xử lý khí thải tại mỗi nhà máy được thực hiện khác nhau sau khi có sự khảo sát và tính toán tỉ mỉ, căn cứ vào nhiều yếu tố như sau:
- Loại khí thải
- Lưu lượng cần xử lý
- Tính chất, mức độ ô nhiễm của khí thải
- Yêu cầu về chất lượng khí thải sau khi xử lý
- Diện tích thi công, lắp đặt hệ thống
- Chi phí đầu tư hệ thống xử lý khí thải
- Các yếu tố khác.
Trên đây là một số thông tin về hai quy trình xử lý khí thải công nghiệp phổ biến hiện nay. Quý Khách có nhu cầu tư vấn, thiết kế, thi công và lắp đặt hệ thống xử lý khí thải công nghiệp xin vui lòng liên hệ trực tiếp Zalo/Hotline: 0938.857.768 để được tư vấn giải pháp hiệu quả, phù hợp với chi phí đầu tư.
