Bai giang ky thuat moi truong environmental engineering dh brvt

BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Giáo trình cơ sở kỹ thuật môi trường, Tăng Văn Đoàn, Trần Đức
Hạ, NXB Giáo dục, 2009
- Kỹ thuật môi trường, Hoàng Kim Cơ và các tác giả, NXB KH-KT
Hà Nội, 2001
- Giáo trình Kỹ thuật môi trường, Trần Kim Cương, ĐH Đà Lạt,
2005
- Kỹ thuật môi trường, Lâm Minh Triết và các tác giả, NXB Đại học
1

ĐH BRVT Environmental Engineering Slide 2 of
CHƯƠNG I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ
MÔI TRƯỜNG VÀ BVMT (5t)
1.1. Môi trường và tài nguyên
1.1.1. Môi trường (MT)
1.1.2. Tài nguyên
1.2. Hệ sinh thái (HST) và sự phát triển
1.2.1. Hệ sinh thái (HST)
1.2.2. Sự phát triển của HST và cân bằng sinh thái
1.2.3. Nguồn năng lượng và cấu trúc dinh dưỡng
1.3. Những vấn đề về bảo vệ môi trường
1.3.1. Tác động đối với môi trường
1.3.2. Đánh giá tác động môi trường (ĐTM)
1.4. Chiến lược quốc gia và pháp luật

CHƯƠNG II. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ BẢO
VỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ (MTKK) (8t)
2.1. Khái quát chung
2.1.1. Thành phần của khí quyển
2.1.2. Cấu trúc của khí quyển
2.1.3. Sự ô nhiễm MTKK
2.2. Các nguồn gây ÔNKK
2.2.1. Nguồn ô nhiễm do thiên nhiên
2.2.2. Nguồn ô nhiễm nhân tạo
2.3. Các chất gây ÔNKK
2.3.1. Các chất ÔN sơ cấp
2.3.2. Các chất ÔN thứ cấp
2.4. Giải pháp phòng - chống ONMTKK

2.1.1. Thành phần của khí quyển
- Khí quyển là hỗn hợp
không khí khô và hơi nước

2.1.2. Cấu trúc của khí quyển
• Khí quyển: Lớp vỏ khí bao quanh Trái đất, 500 – 1000 km
từ mặt đất.
• Phân tầng theo sự biến đổi của nhiệt độ:
+ Tầng đối lưu (Troposphere)
+ Tầng bình lưu (Stratosphere)
+ Tầng trung lưu (Mesosphere)
+ Tầng nhiệt (Thermosphere)
+Tầng ngoài (Exosphere)
Tầng đối lưu chiếm >70%
khối lượng khí quyển

2.1.2. Cấu trúc của
khí quyển
+ Tầng đối lưu
(Troposphere):
- 0 ÷ 10km
- Nhiệt độ giảm
theo độ cao (giảm
đến – 50oC)

khí quyển
+ Tầng bình lưu
(Stratosphere):
- 10 ÷ 50km
- Tập trung O3
- Nhiệt độ tăng
theo độ cao

khí quyển
+ Tầng trung lưu
(Mesosphere):
- 50 ÷ 80/90km
- Tầng ion/ đly
- Nhiệt độ giảm
theo độ cao

khí quyển
+ Tầng nhiệt
(Thermosphere):
- > 90km
- Là tầng ngoài
cùng của KQ
- Nhiệt độ tăng
theo độ cao

2.1.3. Sự ô nhiễm MTKK
- Là quá trình thải các chất ON vào KK
→ nồng độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép
=> Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người,
động thực vật, cảnh quan và hệ sinh thái

- Theo nguồn gốc phát sinh:
• Nguồn tự nhiên: do thiên nhiên hình thành
• Nguồn nhân tạo: do hoạt động của con
người gây nên
- Theo đặc tính hình học:
• Nguồn điểm: ống khói
• Nguồn đường: tuyến giao thông
• Nguồn mặt: bãi rác, hồ ô nhiễm

- Theo nhiệt độ:
• Nguồn nóng: nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi
trường xung quanh
• Nguồn lạnh: Nhiệt độ thấp hơn hoặc xấp xỉ
bằng nhiệt độ môi trường xung quanh

- Gió thổi bụi đất đá, vi sinh vật từ bề mặt đất
vào KK
→ mang chất ÔN đi rất xa, gây ÔN cho nhiều
khu vực, các vấn đề về da, hô hấp,…
- Núi lửa hoạt động: mang nhiều nham thạch và
hơi khí độc từ lòng đất vào MT: SO2, CH4, H2S

- Sự phân hủy các chất hữu cơ, xác chết ĐTV:
→ tạo ra nhiều mùi hôi và khí độc cho con người:
H2S, NH3, CO2, CH4 và sunfua
- Sự phát tán phấn hoa, bụi muối biển, bụi
phóng xạ trong tự nhiên,…
- ÔN do các chất có nguồn gốc từ vũ trụ,…

* Nguồn thải do sinh hoạt
- Đốt nhiên liệu như than, củi, khí đốt,…→ tạo ra
nhiều khói bụi, khí CO, CO2,…
- Rác thải, thức ăn dư thừa,…: môi trường thuận
lợi cho các VSV gây bệnh → tạo ra mùi hôi

* Nguồn giao thông
- Đốt nhiên liệu như xăng dầu,…→ tạo ra nhiều
khói bụi, khí CO, CO2, NO và HC…
- Tung bụi đất đá từ bề mặt đường vào MTKK

* Nguồn công nghiệp
- NM nhiệt điện: dùng than và dầu để chuyển
nhiệt năng thành điện năng → sinh ra khí độc và
lượng lớn tro bụi
- NM hóa chất, phân bón: qt sx H2SO4 và HNO3
→ SO2 và NO2

- NM luyện kim màu: → CO2 và SO2, bụi,…
- NM sx vật liệu xây dựng: khói, bụi đất đá và
các khí CO, SO2, NOx,…
- NM gang thép: bụi, khói nâu, SO2, CO hoặc có
thể có các hợp chất của flo,…

- NM sx giấy: SO2, H2S, mùi hôi thối gây ra buồn
nôn,…
- NM sx đồ nhựa: các phụ gia có tính độc hại
cao với cơ thể con người như các khoáng chất gốc
chì, cadimi

Phân loại:
- Dựa vào nguồn gốc phát sinh:
• Chất ÔN sơ cấp (primary pollutant): SO2,
H2S, NO2,…
• Chất ÔN thứ cấp (secondary pollutant) – tạo
ra từ các tác nhân sơ cấp: SO3, H2SO4, HNO3,…
- Dựa vào tính chất vật lý:
• Khí: SOx, NOx, COx, H2S,… và các hơi độc
• Rắn: tro, bụi, khói và các Sol khí

Phân loại:
- Dựa vào nguồn gốc sử dụng:
• Chất ÔN từ quá trình đốt
• Chất ÔN sinh ra từ các quá trình công nghệ
khác nhau

2.3.1. Chất ÔN sơ cấp

2.3.2. Chất ÔN thứ cấp
* Mưa axit
- Nước không ÔN: pH ~ 5,6 do CO2 hòa tan.
- Khi nước mưa có pH < 5: mưa axit
- Các chất ÔN đóng góp vào mưa axit:
+ ÔN sơ cấp: SO2, NO2:
SO2(g) + 2H2O(aq) HSO3
-
(aq) + H3O+
(aq)
+ ÔN thứ cấp: SO3, H2SO4, HNO3


* Mưa axit
+ ÔN thứ cấp: SO3, H2SO4, HNO3

* Mưa axit

* Mưa axit
Các tác động của mưa axit:
- Ảnh hưởng đa dạng SH trong các thủy vực:
• pH giảm: thay đổi môi trường sống →
thay đổi thành phần loài sinh vật
• pH giảm → tăng khả năng hòa tan kim
loại độc → độc với các loài thủy sinh

* Mưa axit
Các tác động của mưa axit:
- Tăng độ chua của đất → ảnh hưởng muà
màng
- Phá hoại cây trồng, rừng
- Ăn mòn, phá hỏng công trình xây dựng
bằng đá, kim loại,…

* Hiệu ứng nhà kính
• Bình thường, một số khí - đặc biệt là CO2 -
trong khí quyển có khả năng giữ lại một phần bức
xạ phát đi từ mặt đất tạo ra nhiệt độ đủ ấm cho Trái
đất (giống như nhà kính trồng cây) → hiệu ứng hiệu
ứng nhà kính (greenhouse effect).

• Do hoạt động con người, CO2 thải vào khí
quyển ngày càng tăng → bức xạ bị giữ lại nhiều
hơn → nhiệt độ trung bình của trái đất ngày càng
tăng lên. Đó là hiện tượng "ấm lên toàn cầu" được
quan tâm nhiều trong thời gian gần đây.

• Các khí nhà kính chủ yếu:
+ Tự nhiên: H2O, CO2, CH4, N2O
+ Nhân tạo: CFCs

CO2 là loại có khả năng hấp thụ năng lượng
bức xạ kém hơn nhưng do nồng độ trong tầng đối
lưu lớn nên đóng góp vào hiệu ứng nhà kính là cao
nhất.
H2O có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại
nhiều hơn nhưng nồng độ ít thay đổi nên phần
đóng góp của nó không được xem là yếu tố chính.

CFCs: là chất chính dùng trong các hệ thống
làm lạnh trong một khoảng tg 60 năm nay. Trong
quá trình vận hành hệ thống lạnh, một lượng không
nhỏ CFCs bị rò rỉ.
CH4 là một chất có khả năng hấp thụ bức xạ
gấp 20 lần CO2. Sinh ra từ nhiều quá trình, có vai
trò thứ 2 trong việc gây nên hiệu ứng nhà kính.

N2O: không gây ảnh hưởng trực tiếp đến con
người nhưng là khí góp phần gây hiệu ứng nhà
kính, hiệu quả hấp thụ bức xạ mạnh gấp khoảng
200 lần CO2.

* Khói quang hóa
Chất ÔN sơ cấp: NO (trong giao thông và
công nghiệp), CH4,… (trong nhiên liệu chưa cháy
hết)
Chất ÔN thứ cấp: NO pứ với CH4 dưới tác
dụng của MT tạo ra chất ÔN thứ cấp là “khói quang
hóa”

* Khói quang hóa

* Khói quang hóa
Hậu quả:
- Gây cay, nhứt mắt, đau đầu, rát cổ họng và
khó thở
- Làm cho lá cây chuyển từ xanh sang đỏ, rụng
lá hang loạt, cây khô và chết
- Gây bệnh tật cho gia súc,…

* Sương khói (smog)
• Smog = smoke + fog: kết hợp giữa khói,
sương và một số chất ô nhiễm khác

(1) Sương khói kiểu London
- Xảy ra ở London từ 5 – 10/12/1952 (gần 5.000ng chết)
- Bản chất: Sương + khói + SO2
- Cơ chế:
+ Do sự đảo nhiệt (tempe-
rature inversion): Vào mùa Đông,
ban đêm khối KK lạnh tập trung
gần mặt đất và một khối KK ấm
hơn ở bên trên → hạn chế sự di
chuyển của lớp KK gần MĐ
+ Buổi sáng: Mặt trời phá vỡ sự đảo nhiệt, tạo sương dày
+ Sương kết hợp lượng lớn khói than bị giữ lại.

(1) Sương khói kiểu London
+ SO2 trong khí thải đốt than tan vào lớp nước và tham gia
phản ứng tạo acid sulfuric; nồng độ SO2 ~ 10 mg/m3 (TC ~ 0,3
mg/m3)
- Smog gây hại cho hệ hô hấp → số tử vong tăng liên tục trong 4
ngày.
- Sau sự cố, chính phủ Anh ban hành Luật không khi sạch
(Clean Air Act, 1956)

Sương khói năm 1952 tại London

(2) Sương khói kiểu Los Angeles
- Xảy ra vào ban
ngày khi có nắng
ấm với mật độ
giao thông cao

Các hydrocacbon + NOx → Sương khói quang hóa
Các phản ứng tạo thành sương khói

Các hydrocacbon + NOx → Sương khói quang hóa
Các phản ứng tạo thành PAN

- Tác nhân ÔN: ozon, PANs, NO2 và các hạt keo khí.
- Màu sắc: khói lờ mờ màu nâu (NO2) (- sương khói London có
màu đen).
- Tác hại:
+ Con người và động vật: gây bỏng mắt, khí quản, phổi
và đường hô hấp nói chung.
+ Thực vật: ngăn cản quá trình quang hợp, giảm năng
suất cây trồng.
+ Gây lão hóa, cắt mạch cao su, ăn mòn KL,…

* Sự suy giảm tầng ozon
Vai trò của tầng ozon:
• Bảo vệ sự sống trên trái đất – chặn các tia
bức xạ UV từ Mặt trời, nhất là UV-B và UV-C.
• Ước tính: giảm 1% tầng ozon → UV chiếu
xuống Trái đất tăng 2% → số ca ung thư da tăng 5
– 7%

Các phản ứng tạo thành và phân hủy ozon
trong tầng bình lưu:
• Phản ứng tạo thành ozon:
Phản ứng này xảy ra nhiều hơn ở lớp không khí
phía trên vùng xích đạo, do tại đây ánh sáng Mặt
trời chứa nhiều bức xạ UV-C hơn ở hai vùng cực.
2
2 3
2( )O h UV C O
O O M O M
  
   

• Phản ứng phân hủy ozon:
Ngoài ra, ozon còn bị phân hủy do tác nhân khác:
X có thể là Cl, NO, OH hay H
3 2
3 2
2
( )O h UV B O O
O O O
   
 
3 2
2
3 2
2
O X O XO
XO O X O
O O O
  
  
 

Sự suy giảm nồng độ ozon ở tầng bình lưu:
• Các chất làm suy giảm:
+ Các dẫn xuất halogen của HC như: chloro-
fluorocarbons (CFCs), halons, hydrochlorofluoro-
carbons (HCFCs), hydrobromofluorocarbons (HBFCs),
carbon tetrachloride (CTC), …..
+ N2O, NO2, NO,…
Các hợp chất này là X, XO hoặc chuyển hóa để tạo

2.4. Giải pháp phòng - chống ÔN MTKK
2.4.1. Giải pháp qui hoạch

2.4.1. Giải pháp qui hoạch
- Đánh giá tác động môi trường các cơ sở cũ và
các công trình mới.
→ Cần xem xét các điều kiện khí tượng, địa
hình và thủy văn để bố trí các công trình cho hợp
lý.

2.4.2. Giải pháp cách li vệ sinh
- Phải quy định vành đai bảo vệ xung quanh
KCN – là khoảng cách từ nguồn thải đến KDC.
- Cần có tường bao che hoặc dùng cây xanh để
ngăn cản sự phát tán bụi và tiếng ồn trong → giảm
thiểu tối đa sự ÔNMT đến nơi sinh sống

2.4.3. Giải pháp công nghệ kỹ thuật
- Hoàn thiện công nghệ SX, sd CN tiên tiến, hiện
đại, SX kín, giảm thủ công, áp dụng cơ giới hóa,…
- Thay thế chất độc hại bằng các chất không/ít
độc hại hơn
- Tận dụng phế thải của CN này cho các CN
khác,…

2.4.4. Giải pháp xử lý chất thải ngay tại nguồn
- Khí thải cần phải đi qua các thiết bị xử lý để
giảm nồng độ trước khi ra ngoài MT

* Các phương pháp xử lý bụi
- Nguyên tắc chung: Các hạt bụi chuyển động
trong không khí có khối lượng và vận tốc nào đó,
khi thay đổi vận tốc và hướng chuyển động của
dòng khí, theo định luật quán tính, các hạt bụi sẽ
tách ra khỏi hỗn hợp khí và bụi…

• Sử dụng lưới lọc bụi
- Cấu tạo: Lưới được làm bằng thép đan
- Tách rác, lá cây, các vật có
kích thước lớn

• Sử dụng buồng lắng bụi (hs 50 ÷ 60%)
- Cấu tạo: gồm các
khối hình chữ nhật
- Tốc độ bụi bị
giảm, lắng xuống
theo quán tính

• Sử dụng cyclon tách bụi
- Gồm 2 hình trụ lồng vào nhau,
hình trụ ngoài được bọc kín,
hình trụ trong hai đầu rỗng
- Áp dụng các loại hạt > 5μm;
nồng độ bụi cao (> 20 g/m3)
(Hs 65-75%)

• Sử dụng cyclon tách bụi
- Dòng khí thải chuyển động theo
phương tiếp tuyến với thành
thiết bị, lực ly tâm làm hạt bụi va
chạm thành cyclon mất động
năng và rơi xuống theo trọng lực

• Sử dụng thiết bị lọc vải
- Nguyên tắc: khí thải qua
vl lọc, hạt bụi được giữ lại
- Vật liệu (vl) lọc: vải bông,
len, dạ, sợi tổng hợp,…

- Tách bụi bám vào túi
bằng cách:
+ Rung túi → phổ biến
+ Thổi không khí
+ Làm co giãn túi

- Áp dụng: xử lý hiệu quả
với hạt > 0,5 μm
- Hạn chế: ảnh hưởng bởi
độ ẩm, hóa chất trong khí
thải lên vl túi lọc,…

• Lọc bụi bằng thiết bị tĩnh điện

- Nguyên tắc: khi cho khí
thải qua điện trường
(đthế 30.000 – 50.000 V),
hạt bụi tích điện âm và bị
tách khỏi dòng khí thải
do lực hút tĩnh điện.

- Thiết bị dạng ống hay
tấm phẳng:
+ Cực (-): sợi dây ở giữa
+ Cực (+): thành thbị
+ Hạt bụi tích điện bị hút
vào bề mặt cực (+) rồi được thu gom định kì.

- Áp dụng:
+ Loại hạt ~ 0,01 μm
+ Hiệu suất cao (99%)
+ Sử dụng phổ biến

• Lọc bụi kiểu ướt (sd tb rửa khí– wet scrubber)
- Áp dụng:

- Nguyên tắc: Khí thải tiếp xúc với
chất lỏng, bụi bị giữ lại và thải ra
ngoài dưới dạng bùn cặn
Chỉ loại bụi: H2O;
Bụi + khí khác: dùng dung dịch hóa chất
- Loại hạt < 0,1 μm

- Dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu
quả lọc cao (99%)
- Ưu: lviệc được với khí thải có độ
ẩm cao, nhiệt độ cao
- Hạn chế: phải xử lý bùn cặn tạo thành; khí sau xử
lý có độ ẩm cao

* Các phương pháp xử lý khí thải
Mức độ tác hại của các khí thải khác nhau tùy
thuộc vào từng loại khí, từng loại nồng độ của
chúng trong môi trường. Hai nhóm:
- Nhóm vô cơ: SO2, SO3, H2S, CO, CO2, NOx, HCl,..
- Nhóm hữu cơ: benzene, butan, axeton, axetylen,
các axit hữu cơ, …

Hấp thụ Hấp phụ Oxy hóa
Khái niệm: ? ? ?
Ví dụ: ? ? ?

• Hấp thụ
- Áp dụng: khi nồng độ của khí độc trong khí thải
khá cao (>1% theo thể tích)
- Hấp thụ chọn lọc môt hay một số chất khí ô nhiễm
bằng dung môi lỏng/ dd hóa chất (dịch thể hấp thụ)
Nếu chỉ hòa tan: hấp thụ vlý
Có pư hóa học: hấp thụ hóa học

• Hấp thụ
- Tháp hấp thu:
+ tháp phun rỗng: chất lỏng
được phun thành giọt nhỏ trong
thể tích rỗng thiết bị và cho dòng
khí đi qua (ngược dòng) – có thể
kết hợp loại bụi.

• Hấp thụ
- Tháp hấp thu:
+ tháp có lớp đệm: chất
Lỏng được tưới trên lớp đệm và
chảy xuống dưới tạo ra bề mặt
ướt của lớp đệm để dòng khí
tiếp xúc đi qua.

• Hấp thụ
- Tháp hấp thu:
+ tháp có các đĩa tiếp xúc:
khí đi qua các tấm đục lỗ (đĩa)
bên trên có màng mỏng chất lỏng.

• Hấp thụ
- Tháp có lớp đệm được áp dụng phổ biến nhất:
+ Ưu điểm: tăng bề mặt tiếp xúc khí-lỏng
+ Vật liệu đệm: đá, sành sứ, kim loại, plastic,..;
+ Các yếu tố ảnh hưởng: tốc độ khí thải, tốc
độ phun chất lỏng, kích cỡ vật liệu đệm, chiều cao
tháp.

• Hấp phụ
- Sử dụng chất hấp phụ dạng rắn giữ lại các khí và
hơi độc hại trên bề mặt khi cho khí thải đi qua.
- Các chất hấp phụ: than hoạt tính (PAC, GAC);
silicagel; nhôm oxit hoạt tính;...
- Đối tượng xử lý: các VOC, H2S, Cl2, NH3,…

• Hấp phụ
- Phạm vi áp dụng:
+ Khí ÔN không cháy được hoặc khó đốt cháy
+ Khí cần khử có giá trị cần được thu hồi
+ Khí ÔN có nồng độ thấp trong khí thải mà
các quá trình khử khí khác không thể áp dụng

• Hấp phụ
- Yêu cầu của vật liệu hấp phụ:
+ Khả năng hấp phụ cao
+ Phạm vi tác dụng rộng
+ Có độ bền cơ học cần thiết
+ Khả năng hoàn nguyên dễ
+ Rẻ

• Hấp phụ
- 3 nhóm vật liệu hấp phụ:
+ VL không có cực: hấp phụ vật lý
+ VL có cực: hấp phụ hóa học (không thay đổi
cấu trúc ptử khí và bề mặt vliệu hấp phụ)
+ VL xảy ra hấp phụ hóa học mà có thay đổi
cấu trúc ptử khí và bề mặt vliệu hấp phụ

• Thiêu đốt

2.4.5. Giải pháp sinh học
2.4.6. Giải pháp quản lý – luật bảo vệ MT KK
- SV đọc tài liệu

Bai giang ky thuat moi truong environmental engineering dh brvt

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Bai giang ky thuat moi truong environmental engineering dh brvt

Similar to Bai giang ky thuat moi truong environmental engineering dh brvt (20)

More from Nguyen Thanh Tu Collection

More from Nguyen Thanh Tu Collection (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Bai giang ky thuat moi truong environmental engineering dh brvt