Top 9 hệ thống xử lý khí thải phổ biến nhất hiện nay

Các kỹ thuật xử lý khí thải an toàn, hiệu quả cùng khả năng tự động hóa cao luôn được doanh nghiệp ưu tiên sử dụng. Do đó, bài viết dưới đây, Công ty môi trường Hợp Nhất sẽ tổng hợp một số hệ thống xử lý khí thải tiêu biểu.

1. Hệ thống lọc bụi túi vải

Lọc bụi túi vải là phương pháp tách bụi khỏi dòng khí thải bằng cách cho dòng khí đi qua các túi vải có khả năng giữ lại hạt bụi. Đây là công nghệ rất hiệu quả với hiệu suất lọc bụi cao, thường lên tới 99% kể cả với bụi mịn. 

Quy trình lọc bụi diễn ra như sau:

• Khí thải chứa bụi được hút vào buồng lọc.
• Dòng khí đi xuyên qua các túi vải (thường làm từ polyester, acrylic, nomex, v.v.).
• Các hạt bụi bị giữ lại trên bề mặt túi, còn khí sạch đi ra ngoài.
• Lớp bụi bám trên túi sẽ được làm sạch định kỳ bằng các phương pháp như rung lắc túi hoặc thổi khí ngược (reverse air hoặc pulse jet).
• Bụi sau khi tách ra được gom vào phễu và đưa ra ngoài để xử lý tiếp.

Ứng dụng: Xử lý khí thải, bụi mịn từ ngành sản xuất xi măng, ngành sản xuất, chế biến gỗ, sản xuất gạch, gốm, nhà máy nhiệt ddiejn, luyện kim, phân bón, dệt nhuộm, v.v....

2. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Phương pháp lọc bụi tĩnh điện (ESP – Electrostatic Precipitator) là một trong những giải pháp xử lý khí thải hiệu quả cao, thân thiện với môi trường và rất phổ biến trong các hệ thống xử lý khí thải công nghiệp hiện đại.

Quá trình lọc bụi diễn ra như sau: 

• Khí thải mang bụi đi qua buồng lọc có hệ thống dây phóng điện.
• Hệ thống này tạo ra điện áp cao (có thể lên đến hàng chục ngàn volt), làm ion hóa không khí xung quanh.
• Các hạt bụi nhỏ bị ion hóa (mang điện tích âm) và sẽ bị hút vào các bản cực mang điện tích dương.
• Bụi bám vào các tấm thu và được loại bỏ định kỳ bằng cơ cấu rung hoặc gõ bụi để rơi xuống phễu thu.

Ứng dụng: Phương pháp này thường được dùng trong các nhà máy sản xuất công nghiệp như xi măng, nhiệt điện, thép, hóa chất, gỗ MDF... 

3. Hệ thống hấp thụ khô

Phương pháp hấp thụ khô dựa trên phản ứng hóa học giữa khí ô nhiễm và chất hấp thụ rắn (thường là các chất kiềm như Ca(OH)₂, NaHCO₃,...). Khi khí thải đi qua buồng hấp thụ, các chất ô nhiễm sẽ phản ứng với chất hấp thụ rắn tạo thành muối rắn, sau đó được thu gom bằng cyclon hoặc hệ thống lọc bụi túi vải.

Đặc điểm của phương pháp hấp thụ khô:

• Chủ yếu khử các khí có tính axit ăn mòn như HCl, HF và SO2 được trung hòa với sự trợ giúp chất hấp thụ.
• Chất thấp thụ thường dùng như vôi, natri bicacbonat.
• Quy trình hấp thụ khô có ưu điểm chi phí vận hành, bảo trì thấp nhờ thiết kế và khả năng vận hành đơn giản. Khả năng đầu tư quy trình thấp, chi phí cho cơ sở hạ tầng tối thiểu nhờ thiết kế nhỏ gọn.
• Các loại chất hấp thụ thường dùng: Canxi hydroxit (Ca(OH)₂): giá thành rẻ, dễ sử dụng, natri bicarbonat (NaHCO₃): hiệu quả cao, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ thấp, hỗn hợp hoạt tính: đôi khi được sử dụng để tăng hiệu suất hấp thụ.

4. Hệ thống hấp thụ bán khô

Hấp thụ bán khô (Semi-dry absorption) là phương pháp xử lý khí thải bằng cách phun sương dung dịch hấp thụ (thường là vôi sữa – Ca(OH)₂) vào dòng khí nóng. Dung dịch này sẽ bay hơi một phần, để lại các hạt rắn phản ứng với khí ô nhiễm (như SO₂, HCl, HF,...) để tạo thành muối rắn. Các chất rắn này sau đó được thu gom bằng hệ thống lọc bụi, thường là lọc túi vải (bag filter).

Nguyên lý hoạt động:

• Khí thải nóng được dẫn vào buồng phản ứng.
• Dung dịch vôi sữa hoặc hóa chất hấp thụ được phun sương mịn vào dòng khí.
• Nhiệt độ khí thải làm nước trong dung dịch bay hơi, để lại lớp hấp thụ rắn.
• Khí ô nhiễm phản ứng với chất hấp thụ → tạo muối rắn (ví dụ: CaSO₃, CaCl₂,...).
• Sản phẩm rắn được thu hồi bằng lọc bụi túi vải.

Đặc điểm của hệ thống hấp thụ bán khô

• Quá trình hấp thụ nửa khô hoạt động dựa trên nguyên tắc của tầng sôi tuần hoàn. Vôi được thêm vào thiết bị để trung hòa khí axit ăn mòn
• Nhiệt độ giữ vai trò quan trọng (khoảng 145 độ C), nước được phun vào lò phản ứng
• Ưu điểm của quy trình phát thải thấp, hiệu suất, hiệu quả năng lượng cao, chi phí vận hành, bảo trì thấp.

5. Hệ thống xử lý ướt

Đây là công nghệ sử dụng dung dịch hấp thụ (thường là nước, dung dịch kiềm như NaOH, vôi sữa hoặc axit nhẹ) để hấp thụ và trung hòa các khí độc hại trong dòng khí thải. Khí thải sẽ được dẫn qua buồng tiếp xúc với dung dịch, nơi các phản ứng hóa học diễn ra và loại bỏ các chất ô nhiễm.

• Việc áp dụng phương pháp ướt có hiệu quả trong việc loại bỏ khí axit, tách bụi và sol khí
• Thiết bị lọc ướt bao gồm nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đáp ứng mục đích cụ thể như tách chất ô nhiễm, trung hòa khí thải và tách nhiệt
• Dung dịch nước được dùng để thu giữ và phân tách các chất ô nhiễm triệt để
• Các giai đoạn xử lý bao gồm hệ thống phân phối nước đảm bảo các công đoạn được cung cấp đủ nước và chất ô nhiễm được phân tách thông qua xả đáy thiết bị.

Cấu tạo của hệ thống xử lý ướt bao gồm các bộ phận như: 

• Tháp rửa khí (scrubber) – nơi khí thải tiếp xúc với dung dịch hấp thụ.
• Bơm tuần hoàn – đưa dung dịch lên các tầng phun.
• Vòi phun – tạo lớp sương để tăng diện tích tiếp xúc giữa khí và dung dịch.
• Bể chứa dung dịch hấp thụ – chứa hóa chất và nước phục vụ quá trình xử lý.
• Quạt hút – ống khói – đưa khí sạch thoát ra môi trường.

Hệ thống này thường được dùng để xử lý các loại khí như SO₂, HCl, NH₃, Cl₂,...trong các nhà máy hóa chất, luyện kim, phân bón, xi mạ, khí thải lò đốt rác, phòng thí nghiệm, những nơi có phát sinh khí độc vô cơ hoặc có mùi cần xử lý. 

6. Hấp phụ than hoạt tính

Hệ thống hấp phụ than hoạt tính hoạt động dựa trên cơ chế hấp phụ bề mặt. Khí thải sau khi được xử lý bụi sẽ đi qua lớp than hoạt tính. Nhờ cấu trúc rỗng, diện tích bề mặt lớn và tính hoạt hóa cao, than hoạt tính sẽ giữ lại các phân tử khí độc hại và mùi hôi trên bề mặt của nó.

• Than hoạt tính có tính năng hấp phụ đồng thời nito, dioxin, furan, tùy thuộc vào từng phương pháp mà nó được dùng ở từng giai đoạn
• Ưu điểm: dễ dàng tích hợp vào nhiều quy trình khác nhau để loại bỏ khí axit, hệ thống vận hành đơn giản, tiết kiệm năng lượng.

Cấu tạo của hệ thống hấp phụ than hoạt tính bao gồm các bộ phận như sau: 

• Buồng hấp phụ: chứa than hoạt tính (dạng hộp/lớp rời).
• Quạt hút: tạo dòng khí qua lớp than.
• Bộ tiền xử lý (nếu cần): cyclon, lọc bụi, hoặc thiết bị làm mát khí.
• Ống xả đạt chuẩn ra môi trường.

Ứng dụng:

• Sơn, mạ điện, in ấn, sản xuất bao bì: xử lý hơi dung môi như toluen, xylene,...
• Đốt rác y tế, lò đốt chất thải nguy hại: hấp phụ dioxin, furan,...
• Ngành hóa chất, dược phẩm: xử lý mùi, VOCs,...
• Trạm xử lý nước thải: xử lý mùi hôi từ khí H₂S, NH₃,…

7. Hệ thống SNCR

SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) là hệ thống khử NOx chọn lọc không dùng xúc tác. Đây là một công nghệ xử lý khí thải chuyên dùng để giảm khí độc NOx (oxit nitơ) sinh ra từ quá trình đốt cháy than, dầu, rác thải, hoặc nhiên liệu khác trong lò đốt.

• Hệ thống khử xúc tác chọn lọc (SNCR) có hiệu quả loại bỏ NOx, nito khi phản ứng với amoniac.
• Quy trình này được chứng minh khử hiệu quả nito phải được vận hành ở nhiệt độ thích hợp.
• Ngay ở phạm vi nhiệt độ tối ưu, tỷ lệ tách NOx với quy trình SNCR thường bị hạn chế. Để đạt được hiệu quả loại bỏ NOx cao đòi hỏi phải tăng lượng amoniac. Phần dư thừa có thể được loại bỏ ở hạ lưu trong quá trình xử lý ướt
• Ưu điểm: chi phí đầu tư thấp vì công nghệ xử lý tiên tiến, kiểm soát đơn giản, chính xác bằng modun thiết bị linh hoạt.

Cơ chế hoạt động của hệ thống SNCR

• Phun hóa chất vào lò đốt: Hệ thống SNCR sẽ phun dung dịch amoniac (NH₃) hoặc urê (CO(NH₂)₂) trực tiếp vào vùng nhiệt độ cao (khoảng 850–1100°C) trong buồng đốt.
• Phản ứng hóa học: Trong điều kiện nhiệt độ lý tưởng, NH₃ hoặc urê sẽ phản ứng với NOx, tạo thành khí N₂ (nitơ) và H₂O (hơi nước) – hoàn toàn vô hại. Ví dụ phản ứng: 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O
• Không dùng chất xúc tác: Khác với hệ thống SCR (Selective Catalytic Reduction), SNCR không cần xúc tác nên chi phí đầu tư và bảo trì thấp hơn.

8. Hệ thống SCR

SCR là viết tắt của Selective Catalytic Reduction – tạm dịch là "Hệ thống khử chọn lọc có xúc tác". Hệ thống này được sử dụng để giảm lượng khí NOx (oxit nitơ) phát thải ra môi trường – một trong những chất gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng, đặc biệt là từ nồi hơi, lò đốt, động cơ diesel và các nhà máy nhiệt điện.

Nguyên lý hoạt động:

• Phun dung dịch Urea (NH₃) hoặc Amoniac (NH₃) vào dòng khí thải nóng.
• Hơi NH₃ này phản ứng với NOx khi đi qua một lớp xúc tác đặc biệt (thường làm từ Titanium dioxide, Vanadium hoặc Zeolite).
• Kết quả: NOx được biến đổi thành khí Nitơ (N₂) và hơi nước (H₂O) – cả hai đều vô hại với môi trường. Phản ứng hóa học đơn giản: NOx + NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O

Đặc điểm của hệ thống SCR

• Khử xúc tác chọn lọc (SCR) giúp chuyển NOx thành khí nito và hơi nước trên bề mặt xúc tác với ure và amoniac làm chất khử
• Thiết bị chuyển đổi xúc tác cho phép khử NOx ở nhiệt độ thấp và tốc độ nhanh hơn SNCR, đạt đến 90%.
• Ưu điểm của hệ thống SCR: tiêu thụ ít amoniac, linh hoạt về nhiệt độ và khử một phần dioxin, furan.
• Ứng dụng của hệ thống SCR: Xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện than, đốt rác, nhà máy xi măng, lò hơi công nghiệp,...

9. Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học trong xử lý khí thải là việc dùng vi sinh vật (thường là vi khuẩn) để phân hủy các chất ô nhiễm trong khí thải thành các chất không độc hại như CO₂, nước, hoặc muối khoáng. Đây là giải pháp thân thiện với môi trường, hiệu quả cao, đặc biệt với những khí thải chứa hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) hoặc hợp chất lưu huỳnh, nitơ. Sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs), H₂S, NH₃... Phù hợp với khí thải có nồng độ thấp và liên tục.

Nguyên lý hoạt động: Vi sinh vật được nuôi trong một môi trường ẩm, có chất dinh dưỡng, thường nằm trên một lớp vật liệu đệm (như than hoạt tính, xơ dừa, đá bọt…). Khi khí thải đi qua hệ thống, các chất ô nhiễm sẽ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu, nơi vi sinh vật sẽ hấp thụ và phân hủy chúng.

Các phương pháp sinh học phổ biến: Biofilter (lọc sinh học), Bbiotrickling filter (tháp nhỏ giọt sinh học), bioscrubber (thiết bị hấp thụ sinh học)

Một số lưu ý khi xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học: 

• Cần kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, pH để vi sinh vật sống tốt;
• Không phù hợp với khí thải có nhiệt độ cao hoặc chứa kim loại nặng.
• Cần bảo trì định kỳ để đảm bảo hệ vi sinh hoạt động ổn định.

Trên đây là 9 giải pháp xử lý khí thải phổ biến. Việc thiết kế công nghệ và lựa chọn phương pháp xử lý khí thải sẽ được tính toán tỉ mỉ và thiết kế cho phù hợp với hiên trạng của mỗi doanh nghiệp dựa vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Quy mô, công suất hoạt động của doanh nghiệp;
• Lưu lượng khí thải cần xử lý;
• Tính chất, mức độ ô nhiễm của khí thải;
• Yêu cầu về chất lượng khí thải sau xử lý;
• Diện tích thi công, lắp đặt hệ thống;
• Chi phí đầu tư hệ thống. 

Quý khách hàng cần tư vấn phương pháp xử lý khí thải hiệu quả phù hợp với loại hình hoạt động của doanh nghiệp mình hãy liên hệ qua Hotline: 0938.857.768 (call/SMS/Zalo) để được hỗ trợ nhanh chóng!