Trong thời đại các ngành công nghiệp phát triển bùng nổ, khí thải công nghiệp là vấn đề báo động phải được xử lý bởi nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và chất lượng cuộc sống của con người. Khi có quá nhiều cơ sở sản xuất, khu công nghiệp tạo ra lượng lớn khí thải độc hại, không chỉ làm ô nhiễm môi trường mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe lao động công nhân trong nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Trong bài viết này, NAKOFAN sẽ cùng tìm hiểu tác động của khí thải công nghiệp và các phương pháp xử lý hiệu quả.

 

Khí thải công nghiệp là gì?

Khí thải công nghiệp là các chất khí được sinh ra từ quá trình sản xuất và hoạt động của các nhà máy, nhà xưởng công nghiệp. Khí thải này chứa nhiều chất độc hại và ô nhiễm môi trường. Tác động của khí thải công nghiệp không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và các hệ sinh thái xung quanh.

Hình ảnh: Khí thải công nghiệp trong nhà máy

Tác động của khí thải công nghiệp đến môi trường và con người

 

Khí thải công nghiệp có tác động đáng kể đến môi trường bao gồm ô nhiễm không khí, nước, đất và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Khí độc trước khi thải ra ngoài môi trường không qua quá trình xử lý sẽ gây ra tác động nghiêm trọng như dưới đây:

• Ô nhiễm không khí: Khí thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm như oxy hòa tan, khí nitơ oxit (NO2), khí sunfua oxit (SO2), khí cacbon oxit (CO2), chất ô nhiễm hữu cơ bay hơi (VOC2) và các hạt nhỏ. Khi được thải ra không khí mà không được xử lý, các chất này gây ra ô nhiễm không khí, làm tăng nồng độ các chất độc hại và gây hại cho sức khỏe con người. Ngoài ra, khí thải công nghiệp cũng góp phần vào hiện tượng sương khói, khói bụi và khói mù.
• Ô nhiễm nước: Qua quá trình xả thải hoặc thoát nước từ các hệ thống xử lý nước xả thải công nghiệp, khí thải công nghiệp có thể gây ô nhiễm nguồn nước bề mặt và nguồn nước ngầm. Các chất ô nhiễm trong khí thải như kim loại nặng, hợp chất hữu cơ bay hơi và chất hóa học có thể gây hại cho hệ sinh thái nước, gây ảnh hưởng tiêu cực đến các loài sinh vật thủy sinh và cả con người khi tiếp xúc hoặc sử dụng nước ô nhiễm.
• Ô nhiễm đất: Khí thải công nghiệp có thể chứa các chất ô nhiễm như kim loại nặng, chất hữu cơ bay hơi và chất ô nhiễm khác. Khi khí thải này tiếp xúc với đất, nó có thể gây nhiễm độc đất, làm giảm chất lượng đất và gây hại cho hệ sinh thái đất. Điều này có thể ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, gây suy thoái đất và gây khó khăn cho việc tái tạo môi trường.
• Ảnh hưởng đến sức khỏe con người: Khí thải công nghiệp có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho con người. Các chất ô nhiễm trong khí thải như khí độc, hợp chất hữu cơ bay hơi và các hạt nhỏ có thể gây ra các vấn đề hô hấp, như viêm phổi, hen suyễn và các bệnh về đường hô hấp. Ngoài ra, các chất ô nhiễm trong khí thải công nghiệp cũng có thể gây ra các vấn đề về hệ thần kinh, tim mạch và hệ miễn dịch.

 

Các nguồn khí thải công nghiệp sinh ra hình thành từ đâu?

Trong cuộc sống có rất nhiều loại nguyên nhân gây ra khí thải công nghiệp và các loại khí thải này có thể được phân chia dựa trên nguồn gốc của chúng, và dưới đây là một số loại khí thải chính được hình thành:

• Khí thải từ quá trình sản xuất:

Quá trình sản xuất sẽ sinh ra lượng khí thải độc như:

Khí CO2 (Carbon Dioxide): Phát sinh chủ yếu từ quá trình đốt cháy nhiên liệu fossil như than, dầu, và khí đốt để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sản xuất.

Khí CH4 (Methane): Hình thành trong quá trình sản xuất và vận chuyển dầu mỏ và khí tự nhiên, cũng như từ các hoạt động trong nông nghiệp.

 

• Khí thải từ quá trình công nghiệp hóa học:

Một số khí thải sinh ra trong công nghiệp hóa học cần lưu ý như

Khí SO2 (Sulfur Dioxide): Hình thành từ đốt cháy than và dầu, đặc biệt là trong các nhà máy sản xuất giấy, xi măng, và chế biến quặng kim loại.

Khí NOx (Nitrogen Oxides): Phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong các nhà máy điện, nhà máy sản xuất, và phương tiện giao thông.

Các chất hữu cơ không mong muốn (Volatile Organic Compounds - VOCs): Phát sinh từ quá trình sản xuất và sử dụng hóa chất hữu cơ trong ngành công nghiệp hóa chất.

 

• Khí thải từ nguyên liệu và quá trình sản xuất:

Khí NH3 (Ammonia): Phát sinh chủ yếu từ ngành chăn nuôi và các hoạt động nông nghiệp.

Khí H2S (Hydrogen Sulfide): Hình thành trong quá trình chế biến dầu mỏ và khí tự nhiên.

 

• Khí thải từ quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng:

Khí CO (Carbon Monoxide): Phát sinh từ quá trình đốt cháy không đầy đủ của nhiên liệu.

Các hạt bụi và chất hữu cơ bay hơi: Phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu và quá trình sản xuất năng lượng.

 

Tóm lại, việc phân loại và xác định khí thải theo nguồn gốc cụ thể của vấn đề ô nhiễm từ đó có thể biết biện pháp kiểm soát và giảm thiểu tác động của các chất khí độc hại ra môi trường và sức khỏe con người.
 

Hệ thống xử lý khí thải và tầm quan trọng của xử lý khí thải ngày nay

 

Hệ thống xử lý khí thải là một tập hợp các công nghệ và quy trình được sử dụng để loại bỏ hoặc giảm thiểu các chất ô nhiễm có trong khí thải công nghiệp trước khi thải ra môi trường. Hệ thống xử lý khí thải thường được lắp trong các nhà máy, xí nghiệp để lọc sạch không khí chứa nhiều bụi bẩn, hóa chất trước khi ra môi trường. Mục tiêu của hệ thống xử lý khí thải là bảo vệ môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến con người và hệ sinh thái.

Việc thiết kế hệ thống xử lý khí thải thực sự cần thiết trong cuộc sống bởi nó đem lại nhiều lợi ích như:

• Bảo vệ môi trường sống: Hệ thống xử lý khí thải giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí, nước và đất. Điều này giúp bảo vệ môi trường tự nhiên, duy trì sự cân bằng sinh thái và bảo vệ đa dạng sinh học.
• Bảo vệ sức khỏe:  Xử lý khí thải giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí, giảm nguy cơ các vấn đề sức khỏe như bệnh đường hô hấp, bệnh tim mạch và các vấn đề hệ miễn dịch.
• Cải thiện chất lượng cuộc sống: Xử lý khí thải giúp làm giảm mùi hôi và các tác động không mong muốn khác từ khí thải công nghiệp, cải thiện chất lượng không khí và môi trường sống xung quanh.
• Tuân thủ quy định môi trường:  Xử lý khí thải là yêu cầu pháp lý và quy định môi trường. Các doanh nghiệp phải tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định môi trường về khí thải công nghiệp để đảm bảo sự bền vững và tuân thủ quyền lợi của cộng đồng.

Giải pháp hiệu quả cho hệ thống xử lý khí thải công nghiệp

1. Phương pháp xử lý khí thải bằng tháp hấp phụ than hoạt tính

Hình ảnh: Hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp than hoạt tính

Phương pháp hệ thống xử lý khí thải bằng tháp hấp phụ than hoạt tính là một trong những phương pháp xử lý khí thải công nghiệp phổ biến. Tháp hấp phụ than hoạt tính sử dụng vật liệu hấp phụ như than hoạt tính để loại bỏ các chất ô nhiễm trong khí thải. Dưới đây là cách thức hoạt động của phương pháp này:

• Thiết kế tháp hấp phụ: Tháp hấp phụ than hoạt tính thường có cấu trúc dạng tháp và được chia thành nhiều tầng. Mỗi tầng chứa lớp vật liệu hấp phụ, thông thường là than hoạt tính, có diện tích bề mặt lớn để tiếp xúc với khí thải.
• Tiếp xúc với khí thải: Khí thải được đẩy vào tháp từ dưới lên thông qua hệ thống quạt hoặc bơm. Trong quá trình tiếp xúc với than hoạt tính, các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ bị hấp phụ và hấp thụ bởi vật liệu.
• Loại bỏ chất ô nhiễm: Khi khí thải tiếp xúc với than hoạt tính, các chất ô nhiễm như hợp chất hữu cơ bay hơi, khí nitơ oxit (NOx), khí sunfur oxit (SOx) và các chất hóa học khác sẽ bị hấp phụ bởi vật liệu. Các chất ô nhiễm này được gắn kết với bề mặt của than hoạt tính có tác dụng lọc khí, khử mùi và các chất khí độc. Sau đó, khí thải đã được làm sạch được hướng ra khỏi tháp.

>>> Xem thêm Tháp hấp phụ than hoạt tính xử lý khí

• Tái sử dụng hoặc xử lý chất ô nhiễm: Sau khi than hoạt tính hấp phụ đủ lượng chất ô nhiễm, nó có thể được tái sử dụng hoặc xử lý. Quá trình tái sử dụng hoặc xử lý than hoạt tính thường bao gồm việc thiết kế hệ thống để tách chất ô nhiễm ra khỏi than hoạt tính và đưa vào các quá trình xử lý hoặc đốt cháy.

2. Phương pháp xử lý khí thải bằng máy tia UV và than hoạt tính

Phương pháp xử lý khí thải bằng máy tia UV và than hoạt tính là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong khí thải công nghiệp. Dưới đây là cách thức hoạt động của phương pháp này:

Thiết bị máy tia UV được sử dụng để tạo ra ánh sáng cực tím có bước sóng ngắn, thường là 254nm. Ánh sáng UV có khả năng phá hủy và làm giảm hoạt tính của các hợp chất hữu cơ có trong khí thải.

Quá trình tia UV: Khí thải được hướng vào khu vực tia UV trong thiết bị. Trong quá trình này, các hợp chất hữu cơ có trong khí thải sẽ hấp thụ ánh sáng UV. Ánh sáng UV tác động lên các liên kết hóa học của các chất ô nhiễm, gây ra các quá trình phá hủy chúng.

Than hoạt tính: Sau khi khí thải đã trải qua quá trình tia UV, nó được đi qua một lớp than hoạt tính. Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ còn lại trong khí thải, nhưng không bị tác động bởi ánh sáng UV. Các chất ô nhiễm hữu cơ có trong khí thải sẽ bị hấp phụ bởi than hoạt tính. Các chất ô nhiễm này được gắn kết với bề mặt của than hoạt tính thông qua quá trình hấp phụ. Nhờ đó, khí thải đã được làm sạch được hướng ra khỏi hệ thống.

Phương pháp xử lý khí thải bằng máy tia UV và than hoạt tính có nhiều ưu điểm, bao gồm hiệu suất cao trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, khả năng xử lý nhanh chóng và không tạo ra chất thải phụ. Tuy nhiên, nó chỉ áp dụng cho các chất ô nhiễm hữu cơ và không thể loại bỏ các chất ô nhiễm không hữu cơ trong khí thải. Ngoài ra, cần lưu ý về việc quản lý và xử lý than hoạt tính đã hấp thụ chất ô nhiễm để đảm bảo an toàn môi trường và sức khỏe con người

3. Phương pháp xử lý khí thải bằng nhiệt

Phương pháp sinh học xử lý khí thải sử dụng các vi sinh vật và các quá trình sinh học để loại bỏ chất ô nhiễm trong khí thải. 

Quá trình phân hủy vi sinh (Biodegradation): Sử dụng vi khuẩn, nấm hoặc các vi sinh vật khác để phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ trong khí thải. Vi sinh vật sẽ tiêu hủy các chất hữu cơ bằng cách sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và sản sinh các enzyme để phân giải chúng thành các chất không độc hoặc ít độc.

Quá trình sinh học lọc (Biofiltration): Sử dụng một lớp chất chủ vật (substrate) có chứa vi sinh vật để lọc và phân hủy các chất ô nhiễm trong khí thải. Khí thải được thông qua lớp chất chủ vật và vi sinh vật trong đó sẽ tiêu hủy các chất ô nhiễm. Quá trình này thường được sử dụng để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ như hydrocacbon, hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất hóa học khác.

Phương pháp sinh học xử lý khí thải có nhiều ưu điểm, bao gồm hiệu quả cao, không gây ô nhiễm phụ và có thể được áp dụng cho nhiều loại chất ô nhiễm khác nhau. Tuy nhiên, việc triển khai và vận hành phương pháp này đòi hỏi kiến thức chuyên môn và quản lý cẩn thận để đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định.