HoangAirfiltech
Thành Viên [LV 1]
Giới thiệu
Ô nhiễm phân tử đang là vấn đề quan tâm trong các lĩnh vực IAQ cũng như trong các quy trình sản xuất công nghiệp. Xử lý mùi là phương pháp dễ nhận biết nhất đầu tiên trong yêu cầu xử lý ô nhiễm phân tử.. Hệ thống xử lý khí,xử lý nước của các nhà máy công nghiệp ở gần khu vực dân cư là một vấn đề đáng quan tâm và liên quan đến quy định quản lý môi trường nếu những nhà máy này không quan tâm biện pháp “xử lý mùi”. Một trạm xử lý và hệ thống thu gom nước thải, những chất hóa học hoặc enzyme có thể được dùng để hạn chế mùi cho nước thải. Những cải tiến về máy móc ngày nay cho các thiết bị sử dụng cũng làm giảm bớt được mùi. Khi các biệt pháp xử lý pha lỏng không triệt để thì một hệ thống xử lý pha khí cần thiết để ứng dụng.
Bài viết này sẽ thảo luận về các chất gây mùi và hướng dẫn đánh giá sơ bộ để xác định phương hướng xử lý. Mùi sinh ra nhiều nhất mà chúng ta dễ thấy là các trạm, bể xử lý nước thải ở các nhà máy. Vì thế các thiết bị xử lý được đưa ra nhằm ứng dụng cho mục đích xử lý này. Bài viết cũng đưa ra phương pháp xử lý mùi mà đặc biệt quan tâm đến ứng dụng của Carbon hoạt tính, mà đang được sử dụng rộng rãi, ứng dụng dễ dàng và mang tính kinh tế.
Nguyên Nhân Sinh ra Mùi
Những chất đóng vai trò sinh ra mùi phát tán trong khí quyển thông thường là những chất vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ ở thể khí. hình thành từ sự hoạt động vi sinh trên các chất thải. Những ghi nhận được biết mùi xấu thoát ra từ các bể xử lý nước thải gồm: Mercaptan, skatlole, indole, axit vô cơ, aldehide, ketone và những hợp chất hữu cơ chữa nguyên tố Nitơ hoặc phân tử Sulfur. Những chất này bắt nguồn từ sự phân hủy kỵ khí từ các hợp chất có khối lượng phân tử cao đặc biệt là protein.
Trong các hợp chất vô cơ thì ammoniac và hydrogen sulfide được xem là nguyên nhân chính gây ra mùi (mùi cống rãnh ở từng hộ gia đình).
Cấp độ mùi thông thường trong không khí được đưa ra ở bảng sau:
Bảng 1: Cấp độ mùi một số chất gây ra trong môi trường xung quanh
Các phương pháp xử lý mùi:
Xử lý mùi ở thể hơi có thể đưa ra ba lựa chọn sau:
- Hấp thụ khí bằng chất lỏng, oxy hóa học
- Xử lý khí bằng oxy hóa nhiệt, đốt cháy
- Hấp thụ khí bằng vật liệu rắn
Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình chuyển cấu tử khí từ pha khí vào trong pha lỏng thông qua quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau.
Hấp thụ chia ra làm hai dạng chính: hấp thu vật lý không tương tác hóa học là quá trình thuận nghịch và hấp thụ hoá học- giữa chúng có phản ứng hóa học sinh ra chất khác (absorption).
Các chất hập thụ phổ biết thường dùng gồm: Nước (H2O), dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3,… MonoEtanolAmin (OHCH2CH2NH2), Dietanolamin (R2NH), trietanolamin (R3N)
Xử lý mùi bằng quá trình thiêu đốt hoặc còn gọi là đốt cháy sau (after-burning) có thể dùng ngọn lửa đốt cháy trực tiếp hoặc sử dụng thêm xúc tác. Phương pháp này thường được ứng dụng trong trường hợp lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm rất nhỏ, đặc biệt là những những hợp chất hữu cơ có mùi rất khó chịu.
Các quá trình thường thích hợp cho ứng dụng thiêu đốt được đánh giá như:
Các chất ô nhiễm nặng mùi đều cháy được hoặc thay đổi hóa học thành chất có mùi ít hơn.
- Các dòng khí có hạt (particle) mà có thể nhìn thấy được ví dụ như khói từ lò rang cafe, sản xuất thịt hun khói, lò nung nem nướng...
- Một số khí hữu cơ, hơi khí thải trực tiếp sẽ phản ứng với sương mù gây hại cho môi trường. Quá trình thiêu đốt sẽ phân hủy các chất này hiệu quả.
- Một số công nghệ như khai thác, lọc dầu thải ra các khí có thể cháy được và các hợp chất hữu cơ rất độc hại. Thiêu đốt là phương pháp hiệu quả và an toàn khi dùng ngọn lửa trực tiếp thiêu đốt ngay trên ống khói hoặc trong buồng đốt riêng biệt.
Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn là ứng dụng dựa vào lực lôi cuốn (ái lực) các phân tử khí, hơi (adsorbate) bởi bề mặt chất rắn (adsorbent). Ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Trong công nghiệp thường tiến hành quá trình hấp phụ để làm sạch và sấy khô không khí, tách các hỗn hợp khí hay hơi thành từng cấu tử, tiến hành quá trình xúc tác dị thể trên bề mặt phân chia pha.
Các dạng chất rắn thường được ứng dụng xử lý ô nhiễm không khí gồm carbon hoạt tính, ziolite , polymer tống hợp và các loại khác như là silica gel, nhôm hoạt tính ứng dụng cho các dòng khí mang tính khử cao.
Bảng 2: Đặc tính vật lý một số chất hấp phụ
Phương Pháp Hấp Phụ Bằng Vật Liệu Rắn- Carbon Hoạt Tính
Carbon hoạt tính đã được sử dụng sớm từ những năm 1950. Phương pháp này cho hiệu suất rất cao đối với các khí hữu cơ và một vài dạng khí vô cơ.Gần đây Carbon hoạt tính cũng đang được mở rộng và cải tiết phát triển đặc tính carbon cũng như các hệ thống lọc hấp thụ mới.
Hệ thống hấp thụ ứng dụng cho việc xử lý mùi và nồng độ ô nhiễm thấp (<10ppm) thì tương đối đơn giản. Trong trường hợp này vật liệu carbon sẽ được bỏ đi khi đã bão hòa gọi là hệ thống lọc không hoàn nguyên.
Trong trường hợp hơi hòa tan với nồng độ cao (từ 10 đến 10.000 ppm) phải sử dụng hệ thống hấp thụ hoàn nguyên. Bởi vì hệ thống sử dụng lượng lớn carbon hoạt tính. Hệ thống hoàn nguyên bao gồm các dạng như: hệ thống bệ cố định (fixed- bed), bệ xoay (rotary-bed) và dạng sôi (fluidized-bed). Tùy vào từng trường hợp mà chúng có ưu điểm và nhược điểm khác nhau.
Đặc tính vật lý của vật liệu carbon sẽ tác động đến công suất hấp thụ, tốc độ hấp thụ và cả áp suất rớt khi dòng khí đi qua lớp vật liệu. Đặc tính vật lý của carbon so với một số chất hấp thụ khác được đưa ra trong bảng 2 ở trên.
Thông thường có thể hiểu vật liệu có diện tích bề mặt lớn hơn thì có công suất hấp thụ cao hơn. Nhưng diện tích bề mặt phải có giá trị về những kích thước lỗ rỗng (pore size) hút bám hiệu quả. Các lỗ rỗng trong carbon hoạt tính được phân thành micropore, macropore và transitional pore. Micropore có đường kính từ 10 đến 100 Angstrom hoặc nhỏ hơn, đường kính lỗ rỗng lớn hơn 1.000 Å và lỗ rỗng từ 100 Å đến 1.000 Å là transitional.
Quá trình hấp phụ giữa thể khí và chất rắn:
Theo định luật về khí thì phân tử sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Các phân tử khí sẽ đi vào và phân phối theo các lỗ rỗng của vật liệu gọi là quá trình khuếch tán- diffusion. Tốc độ khuếch tán tăng khi nhiệt độ tăng. Qúa trình khuếch tán sẽ diễn ra nhanh chóng đối với hạt carbon nhỏ hơn vì bề mặt ngoài lớn dễ dàng tiếp xúc. Khi phân tử khí đã vào các lỗ rỗng chúng sẽ di chuyển hỗn loạn (Brownian).
Các phân tử chắc chắn sẽ va chạm vào bề mặt bên trong của vật liệu. Phân tử sẽ bị giữ lại bởi một lực yếu gọi là hấp phụ vật lý, lực hấp phụ là lực Van der Waals là hiện tượng tương tác thuận nghịch của các lực hút giữa các phân tử của chất rắn và của chất bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch hoàn toàn. Carbon cơ bản hoạt động theo tính hấp phụ vật lý (Camfil gọi loại này là Broad Spectrum) chúng hấp phụ được một dải rất rộng các hơi và khí (xem bảng phụ lục cuối bài).
Một số phân tử quá nhẹ hoặc dễ bay hơi để bị giữ lại bề mặt bên trong vật liệu. Với những khí này bề mặt vật liệu có thể được xử lý hóa học trong quy trình sản xuất để làm tăng hiệu suất bám giữ. Những xử lý hóa học này sẽ phản ứng và tương tác mạnh với các phân tử ô nhiễm hình thành lực hấp phụ hóa học. (Camfil sản xuất loại này với tên impregnated carbon, impregnated aluminas, impregnated zeolites và vật liệu trao đổi ion.).
Vật liệu trao đổi ion là những cấu trúc polymer xốp làm từ sự lưu hóa styrene divinylbenzene.
Do bài viết còn dài và số lượng kí tự của diễn đàn có hạn nên anh/chị có thể tham khảo thông tin đầy đủ tại web của 27MEE Corp:
http://27mee.com.vn/tin-tuc-goc-ky-...-nuoc-thai-nha-may-cong-nghiep-camfil-27.html
Hoặc liên hệ trực tiếp cho em để được tư vấn, hỗ trợ kĩ thuật cụ thể theo thông tin:
Nguyen Viet Hoang
Sales Department.
27 MEE Corp
Cell: + 84 937.644.666
Fax: + 84 862568463
Email: [email protected]
Address: 340 Truong Chinh street, District 12, HCM city, Vietnam
Website: www.27mee.com.vn
Ô nhiễm phân tử đang là vấn đề quan tâm trong các lĩnh vực IAQ cũng như trong các quy trình sản xuất công nghiệp. Xử lý mùi là phương pháp dễ nhận biết nhất đầu tiên trong yêu cầu xử lý ô nhiễm phân tử.. Hệ thống xử lý khí,xử lý nước của các nhà máy công nghiệp ở gần khu vực dân cư là một vấn đề đáng quan tâm và liên quan đến quy định quản lý môi trường nếu những nhà máy này không quan tâm biện pháp “xử lý mùi”. Một trạm xử lý và hệ thống thu gom nước thải, những chất hóa học hoặc enzyme có thể được dùng để hạn chế mùi cho nước thải. Những cải tiến về máy móc ngày nay cho các thiết bị sử dụng cũng làm giảm bớt được mùi. Khi các biệt pháp xử lý pha lỏng không triệt để thì một hệ thống xử lý pha khí cần thiết để ứng dụng.
Bài viết này sẽ thảo luận về các chất gây mùi và hướng dẫn đánh giá sơ bộ để xác định phương hướng xử lý. Mùi sinh ra nhiều nhất mà chúng ta dễ thấy là các trạm, bể xử lý nước thải ở các nhà máy. Vì thế các thiết bị xử lý được đưa ra nhằm ứng dụng cho mục đích xử lý này. Bài viết cũng đưa ra phương pháp xử lý mùi mà đặc biệt quan tâm đến ứng dụng của Carbon hoạt tính, mà đang được sử dụng rộng rãi, ứng dụng dễ dàng và mang tính kinh tế.
Nguyên Nhân Sinh ra Mùi
Những chất đóng vai trò sinh ra mùi phát tán trong khí quyển thông thường là những chất vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ ở thể khí. hình thành từ sự hoạt động vi sinh trên các chất thải. Những ghi nhận được biết mùi xấu thoát ra từ các bể xử lý nước thải gồm: Mercaptan, skatlole, indole, axit vô cơ, aldehide, ketone và những hợp chất hữu cơ chữa nguyên tố Nitơ hoặc phân tử Sulfur. Những chất này bắt nguồn từ sự phân hủy kỵ khí từ các hợp chất có khối lượng phân tử cao đặc biệt là protein.
Trong các hợp chất vô cơ thì ammoniac và hydrogen sulfide được xem là nguyên nhân chính gây ra mùi (mùi cống rãnh ở từng hộ gia đình).
Cấp độ mùi thông thường trong không khí được đưa ra ở bảng sau:
Bảng 1: Cấp độ mùi một số chất gây ra trong môi trường xung quanh
Các phương pháp xử lý mùi:
Xử lý mùi ở thể hơi có thể đưa ra ba lựa chọn sau:
- Hấp thụ khí bằng chất lỏng, oxy hóa học
- Xử lý khí bằng oxy hóa nhiệt, đốt cháy
- Hấp thụ khí bằng vật liệu rắn
Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình chuyển cấu tử khí từ pha khí vào trong pha lỏng thông qua quá trình hòa tan chất khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau.
Hấp thụ chia ra làm hai dạng chính: hấp thu vật lý không tương tác hóa học là quá trình thuận nghịch và hấp thụ hoá học- giữa chúng có phản ứng hóa học sinh ra chất khác (absorption).
Các chất hập thụ phổ biết thường dùng gồm: Nước (H2O), dung dịch bazơ: KOH, NaOH, Na2CO3, K2CO3, Ca(OH)2, CaCO3,… MonoEtanolAmin (OHCH2CH2NH2), Dietanolamin (R2NH), trietanolamin (R3N)
Xử lý mùi bằng quá trình thiêu đốt hoặc còn gọi là đốt cháy sau (after-burning) có thể dùng ngọn lửa đốt cháy trực tiếp hoặc sử dụng thêm xúc tác. Phương pháp này thường được ứng dụng trong trường hợp lượng khí thải lớn mà nồng độ chất ô nhiễm rất nhỏ, đặc biệt là những những hợp chất hữu cơ có mùi rất khó chịu.
Các quá trình thường thích hợp cho ứng dụng thiêu đốt được đánh giá như:
Các chất ô nhiễm nặng mùi đều cháy được hoặc thay đổi hóa học thành chất có mùi ít hơn.
- Các dòng khí có hạt (particle) mà có thể nhìn thấy được ví dụ như khói từ lò rang cafe, sản xuất thịt hun khói, lò nung nem nướng...
- Một số khí hữu cơ, hơi khí thải trực tiếp sẽ phản ứng với sương mù gây hại cho môi trường. Quá trình thiêu đốt sẽ phân hủy các chất này hiệu quả.
- Một số công nghệ như khai thác, lọc dầu thải ra các khí có thể cháy được và các hợp chất hữu cơ rất độc hại. Thiêu đốt là phương pháp hiệu quả và an toàn khi dùng ngọn lửa trực tiếp thiêu đốt ngay trên ống khói hoặc trong buồng đốt riêng biệt.
Hấp phụ khí bằng vật liệu rắn là ứng dụng dựa vào lực lôi cuốn (ái lực) các phân tử khí, hơi (adsorbate) bởi bề mặt chất rắn (adsorbent). Ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Trong công nghiệp thường tiến hành quá trình hấp phụ để làm sạch và sấy khô không khí, tách các hỗn hợp khí hay hơi thành từng cấu tử, tiến hành quá trình xúc tác dị thể trên bề mặt phân chia pha.
Các dạng chất rắn thường được ứng dụng xử lý ô nhiễm không khí gồm carbon hoạt tính, ziolite , polymer tống hợp và các loại khác như là silica gel, nhôm hoạt tính ứng dụng cho các dòng khí mang tính khử cao.
Bảng 2: Đặc tính vật lý một số chất hấp phụ
Phương Pháp Hấp Phụ Bằng Vật Liệu Rắn- Carbon Hoạt Tính
Carbon hoạt tính đã được sử dụng sớm từ những năm 1950. Phương pháp này cho hiệu suất rất cao đối với các khí hữu cơ và một vài dạng khí vô cơ.Gần đây Carbon hoạt tính cũng đang được mở rộng và cải tiết phát triển đặc tính carbon cũng như các hệ thống lọc hấp thụ mới.
Hệ thống hấp thụ ứng dụng cho việc xử lý mùi và nồng độ ô nhiễm thấp (<10ppm) thì tương đối đơn giản. Trong trường hợp này vật liệu carbon sẽ được bỏ đi khi đã bão hòa gọi là hệ thống lọc không hoàn nguyên.
Trong trường hợp hơi hòa tan với nồng độ cao (từ 10 đến 10.000 ppm) phải sử dụng hệ thống hấp thụ hoàn nguyên. Bởi vì hệ thống sử dụng lượng lớn carbon hoạt tính. Hệ thống hoàn nguyên bao gồm các dạng như: hệ thống bệ cố định (fixed- bed), bệ xoay (rotary-bed) và dạng sôi (fluidized-bed). Tùy vào từng trường hợp mà chúng có ưu điểm và nhược điểm khác nhau.
Đặc tính vật lý của vật liệu carbon sẽ tác động đến công suất hấp thụ, tốc độ hấp thụ và cả áp suất rớt khi dòng khí đi qua lớp vật liệu. Đặc tính vật lý của carbon so với một số chất hấp thụ khác được đưa ra trong bảng 2 ở trên.
Thông thường có thể hiểu vật liệu có diện tích bề mặt lớn hơn thì có công suất hấp thụ cao hơn. Nhưng diện tích bề mặt phải có giá trị về những kích thước lỗ rỗng (pore size) hút bám hiệu quả. Các lỗ rỗng trong carbon hoạt tính được phân thành micropore, macropore và transitional pore. Micropore có đường kính từ 10 đến 100 Angstrom hoặc nhỏ hơn, đường kính lỗ rỗng lớn hơn 1.000 Å và lỗ rỗng từ 100 Å đến 1.000 Å là transitional.
Quá trình hấp phụ giữa thể khí và chất rắn:
Theo định luật về khí thì phân tử sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Các phân tử khí sẽ đi vào và phân phối theo các lỗ rỗng của vật liệu gọi là quá trình khuếch tán- diffusion. Tốc độ khuếch tán tăng khi nhiệt độ tăng. Qúa trình khuếch tán sẽ diễn ra nhanh chóng đối với hạt carbon nhỏ hơn vì bề mặt ngoài lớn dễ dàng tiếp xúc. Khi phân tử khí đã vào các lỗ rỗng chúng sẽ di chuyển hỗn loạn (Brownian).
Các phân tử chắc chắn sẽ va chạm vào bề mặt bên trong của vật liệu. Phân tử sẽ bị giữ lại bởi một lực yếu gọi là hấp phụ vật lý, lực hấp phụ là lực Van der Waals là hiện tượng tương tác thuận nghịch của các lực hút giữa các phân tử của chất rắn và của chất bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch hoàn toàn. Carbon cơ bản hoạt động theo tính hấp phụ vật lý (Camfil gọi loại này là Broad Spectrum) chúng hấp phụ được một dải rất rộng các hơi và khí (xem bảng phụ lục cuối bài).
Một số phân tử quá nhẹ hoặc dễ bay hơi để bị giữ lại bề mặt bên trong vật liệu. Với những khí này bề mặt vật liệu có thể được xử lý hóa học trong quy trình sản xuất để làm tăng hiệu suất bám giữ. Những xử lý hóa học này sẽ phản ứng và tương tác mạnh với các phân tử ô nhiễm hình thành lực hấp phụ hóa học. (Camfil sản xuất loại này với tên impregnated carbon, impregnated aluminas, impregnated zeolites và vật liệu trao đổi ion.).
Vật liệu trao đổi ion là những cấu trúc polymer xốp làm từ sự lưu hóa styrene divinylbenzene.
Do bài viết còn dài và số lượng kí tự của diễn đàn có hạn nên anh/chị có thể tham khảo thông tin đầy đủ tại web của 27MEE Corp:
http://27mee.com.vn/tin-tuc-goc-ky-...-nuoc-thai-nha-may-cong-nghiep-camfil-27.html
Hoặc liên hệ trực tiếp cho em để được tư vấn, hỗ trợ kĩ thuật cụ thể theo thông tin:
Nguyen Viet Hoang
Sales Department.
27 MEE Corp
Cell: + 84 937.644.666
Fax: + 84 862568463
Email: [email protected]
Address: 340 Truong Chinh street, District 12, HCM city, Vietnam
Website: www.27mee.com.vn
