​Phương pháp xử lý khí thải hiện đại và an toàn nhất

Theo ghi nhận từ IEA, năm 2018 lĩnh vực giao thông vận tải đã thải ra môi trường 24,34% trên tổng số lượng carbon được thải ra. Các phương tiện này sử dụng nhiên liệu hóa thạch cho quá trình hoạt động như xăng và dầu diesel. Sự đốt cháy các chất này sẽ dẫn đến phát sinh các loại khí độc hại như SO2, NO2, CO, khói bụi,... Điều này chính là một trong những nguyên nhân lớn nhất gây ra tình trạng ô nhiễm không khí tại nước ta hiện nay. Năm 2020, cả nước có 3.553.700 xe máy và 45 triệu xe ô tô đang được sử dụng. Tình trạng các phương tiện lưu thông với số lượng lớn và liên tục gây ra sức ép rất lớn đến môi trường không khí.

Trong hoạt động sản xuất công nghiệp, lượng khí thải và khói bụi từ các nhà máy, xí nghiệp , công trình xây dựng khiến cho nồng độ khí bẩn và độc hại cao ngất ngưỡng tại các trung tâm công nghiệp và thành phố lớn. Nồng độ khói bụi và khí độc trong không khí ở nước ta ( điển hình là Hà Nội) hiện tại chỉ đứng sau New Delhi, Ấn Độ, nơi ô nhiễm không khí nặng nề nhất thế giới.

Ở khu vực nông thôn, nhìn chung vấn đề ô nhiễm do khí thải vẫn chưa quá nghiêm trọng. Tuy nhiên hiện trạng này vẫn có xảy ra do các hoạt động đun nấu, đốt rác thải, rơm rạ, phế phẩm nông nghiệp chưa đúng cách,...

Thực trạng khí thải hiện nay

Tác nhân gây ra khí thải

Có rất nhiều nguyên nhân sinh ra khí thải trên thế giới. Tuy nhiên, ở đây chúng ta sẽ liệt kê những nguyên nhân chính, có ảnh hưởng lớn nhất. Cụ thể như sau:

Khí thải từ sinh hoạt

Hàng ngày hoạt động sinh hoạt thải ra một lượng khí thải không lớn bằng hoạt động sản xuất, nhưng vẫn đủ gây ảnh hưởng đến môi trường. Khí thải sinh hoạt chủ yếu đến từ đun nấu, sử dụng các nguyên liệu như than củi. Bên cạnh đó, người dân còn có thói quen đốt rác tại nhà hoặc các bãi tập kết rác mà không qua thu gom, xử lý. Những hành động này sinh ra một lượng khí độc và bụi khá lớn vào môi trường.

Khí thải sinh hoạt

Khí thải từ hoạt động sản xuất, kinh doanh

Khí thải từ sản xuất chính là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí hàng đầu hiện nay. Các nhà máy công nghiệp tại Việt Nam hiện nay xuất hiện và hoạt động với tần suất dày đặc. Các cơ sở này thải ra môi trường lượng lớn khí độc như CO2, CO, SO2, NO,... Cùng với nước thải và các chất thải rắn. Chưa hết, quá trình sản xuất còn thải ra không khí một lượng lớn muội than, bụi với nồng độ cực cao. Nếu không có phương pháp xử lý khí thải đúng quy trình sẽ gây ra những tác động rất xấu đến môi trường và sức khỏe con người.

Khí thải từ hoạt động sản xuất

Khí thải sinh ra từ tự nhiên

Ngoài các tác nhân do con người gây ra, khí thải cũng được sinh ra từ chính tự nhiên. Điển hình là từ các thiên tai. Cụ thể là cháy rừng tự phát, gió bụi, bão, lốc xoáy, sự phun trào núi lửa,... Ngoài ra, còn có phóng xạ tự nhiên, quá trình phân hủy của các sinh vật chết,...Tất cả tạo ra rất nhiều chất độc, khói bụi và các thành phần gây ô nhiễm.
 

Khí thải sinh ra từ tự nhiên

Khí thải từ giao thông vận tải

Việc sử dụng các nhiên liệu khí đốt để hoạt động động chính là nguyên nhân sinh ra một lượng khí thải lớn từ các phương tiện. Đặc biệt là các phương tiện đã cũ kỹ và bị lỗi thời thì quá trình đốt nhiên liệu và thải ra khí độc càng nghiêm trọng hơn.
 

Khí thải từ giao thông vận tải

>>> Xem thêm: Nguyên nhân hậu quả và biện pháp khắc phục ô nhiễm không khí

Tác động của khí thải

Ở đây chúng ta sẽ cụ thể hóa những tác động của khí thải đến con người và những sinh vật sống khác.

Khí thải gây hại đến sức khỏe

Tác động của khí thải đối với con người rất lớn, chúng là nguyên nhân hàng đầu gây ra những vấn đề về hệ hô hấp. Những hạt bụi có kích thước nhỏ (0.01 - 5 micromet) có thể dễ dàng xâm nhập vào cơ thể con người và gây ra rất nhiều bệnh về khí quản, phổi,... Cơ quan Nghiên cứu Ung thư cũng đề cập đến khí thải như một trong những chất gây ung thư hàng đầu hiện nay.

Ngoài ra, khí thải độc hại cũng gây ra các bệnh về da liễu, hen suyễn, tim mạch và các bệnh về mắt.

Tác động của khí thải đến con người

Khí thải ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên

Ngoài những ảnh hưởng đối với con người, tác động của khí thải đến hệ sinh thái cũng không hề nhỏ. Các chất độc có trong không khí ô nhiễm như Flo, chì, SO2, CO2, ozon,...ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức khỏe và sự sinh tồn của các loài sinh vật. Chúng khiến cho hệ thống kháng bệnh của các sinh vật bị suy giảm và trực tiếp gây ra cái chết cho rất nhiều loài động - thực vật khác.

Hiện nay khí thải cũng là nguyên nhân lớn nhất gây ra hiệu ứng nhà kính, làm thay đổi khí hậu toàn cầu. Khí hậu trái đất đang ấm dần lên, kéo theo những thiên tai như sóng thần, lũ lụt, hạn hán,.. . Đặc biệt, nó còn gây ra hiện tượng mưa axit. Từ đó, khiến các loài động thực vật bị kìm hãm sự phát triển và dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng.

Tác động của khí thải đến môi trường

Phương pháp xử lý khí thải hiện đại, an toàn

Sau khi đi qua những kiến thức cơ bản nhất về khí thải, các nguyên nhân cũng như tác hại của nó. Chúng ta cùng đến với những phương pháp xử lý khí thải hiệu quả nhất nhé.

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Phương pháp này chủ yếu dùng để xử lý khí thải trong công nghiệp, trong phòng thí nghiệm và khí SO2.

Các tháp dùng trong phương pháp hấp thụ bao gồm:

Tháp hấp thụ khí thải sủi bọt: tháp này được dùng cho những trường hợp xử lý khí thải có tải lượng cao và áp suất khi lớn. Tháp này sẽ áp dụng phương pháp sủi bọt qua lưới xen kẽ với các đĩa chụp.

Tháp phun: tháp này có thiết kế đơn giản nhất. Nguyên lý hoạt động của tháp là phun chất lỏng thành bụi đi từ phía trên xuống và chất khí đi từ phía dưới lên. Điều này giúp làm tăng diện tích tiếp xúc đồng thời giảm nồng độ thực tế của khí thải.

Tháp hấp thụ có lớp đệm vật liệu rỗng: tháp này cho phép làm việc với các dòng khi lớn mà không lo tình trạng tắc nghẽn. Ngoài ra, người ta có thể nhồi thêm sành sứ, lò xo kim loại, vụn than ốc vào bên trong để tăng sự ma sát giữa 2 pha.

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

Đây là phương pháp dùng than hoạt tính để hấp phụ khí thải. Phương pháp này được áp dụng để xử lý khí trong phòng thí nghiệm, lò đốt, khí SO2, CO,... Nguyên tắc chính của phương pháp này là dùng chất hấp phụ dạng rắn để giữ lại khí và hơi độc trên bề mặt khi cho khí ô nhiễm đi qua. Có 2 nhóm thiết bị thực hiện quá trình này:

Nhóm hấp phụ không tái sinh: thiết bị này dùng để xử lý khí thải quy mô nhỏ hoặc có thể dùng để lọc không khí máy điều hòa. 

Nhóm hấp phụ tái sinh: Nhóm này được dùng để xử lý các chất thải có quy mô lớn và có giá trị cần thu hồi để sử dụng lại.
 

Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

>>> Xem thêm: Công nghệ xử lý bụi xi măng

Xử lý khí thải bằng sinh học

Công nghệ sinh học được áp dụng trong xử lý khí thải được áp dụng thông qua các vi sinh vật. Các sinh vật này sẽ phân hủy và tiêu thụ chất độc có trong khí bị ô nhiễm. Qua quá trình này, các chất vô cơ, hữu cơ độc hại trong khí thải sẽ được đồng hóa và thải ra khí CO2. Phương pháp này được áp dụng chủ yếu trong xử lý khí thải công nghiệp. 3 phương pháp xử lý sinh học:

Công nghệ biofilter: đây là công nghệ lọc sinh học, áp dụng cho các hợp chất khí bay hơi có nồng độ thấp và mùi hôi. Phương pháp này có giá thành khá thấp, hệ thống lọc sinh động và có hiệu suất cao. Nhược điểm của nó là thời gian xử lý rất lâu do phải chờ các vi sinh vật thích nghi với môi trường.

Công nghệ bio - scrubber: công nghệ này sử dụng các thiết bị làm sạch sinh học và phụ thuộc nhiều vào nơi trao đổi giữa khí thải nhiễm bẩn và chất hấp thụ.

Công nghệ Biocreactor chứa màng lọc polymer: đây là công nghệ xử lý khí thải hiện đại nhất hiện nay. Nó có mức độ tân tiến rất cao và ổn định.

Xử lý khí thải bằng sinh học

Xử lý khí thải bằng phương pháp ướt

Đây là một trong những phương pháp xử lý khí thải hiệu quả và được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Phương pháp này cho phép các luồng khí chứa bụi và chất độc hại đi qua chất lỏng để lọc những hạt bụi siêu nhỏ, siêu mịn chỉ khoảng 3,5 micromet. Sau đó, những hạt bụi này sẽ được thải ra dưới dạng bùn. Hiện tại phương pháp này được áp dụng cho xử lý khí trong các lò đốt hơi, lò đúc, công nghiệp pha chế hóa học, luyện kim, sơn tĩnh điện,...
 

Xử lý khí thải bằng phương pháp ướt

Xử lý khí thải bằng nhiệt

Phương pháp xử lý bằng nhiệt được dùng nhiều trong quá trình xử lý không khí có chứa CO và khí thải công nghiệp. Phương pháp này sẽ trải qua 2 giai đoạn. Đầu tiên, khí ô nhiễm sẽ được hút vào một hệ thống sau đó được cho vào bình nén khí để đốt. Sau khi trải qua quá trình đốt , chúng ta sẽ thu hồi lại được nước và các loại khí sạch hoặc chứa ít độc tố hơn.

Có 2 cách đốt phổ biến và được áp dụng nhiều nhất hiện nay. Chúng gồm đốt không sử dụng xúc tác và đốt có sử dụng xúc tác. Đốt không sử dụng chất xúc tác thường áp dụng với các khí thải có nồng độ cao và vượt qua giới hạn bắt lửa. Đốt xúc tác là dùng các chất xúc tác có nhiệt độ thiêu đốt thấp như niken, đồng, bạch kim. Phương pháp này áp dụng với các khí thải độc hại có nồng độ thấp và gần với giới hạn bắt lửa.

Xử lý khí thảy bằng nhiệt

Xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện

Đây là phương pháp sử dụng điện trường lớn để loại bỏ các hạt bụi có trong không khí bằng nguyên lý ion hóa. Phương pháp này là một kỹ thuật mới và được dùng nhiều trong xử lý khí thải trong công nghiệp và sinh hoạt. Nguyên tắc lọc như sau:

Bước 1: Sử dụng năng lượng điện một chiều, trực tiếp lọc bụi.

Bước 2:  Đưa không khí bị ô nhiễm vào các thiết bị lọc tĩnh điện. Tại đây, các thiết bị lọc bụi tĩnh điện sẽ khiến cho các hạt bụi lắng xuống. Sau đó bụi sẽ được đưa vào boong chứa và thải ra ngoài sau quá trình xử lý.
 

Xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện

Xử lý khí thải bằng chất xúc tác

Phương pháp xử lý khí thải này được áp dụng cho các phương tiện giao thông. Chúng giúp chuyển hóa các khí thải của xe máy, ô tô thành khí sạch và ít gây ô nhiễm hơn. Phương pháp này hoạt động bằng cách hấp thu khí thải của phương tiện ngay khi chúng vừa thoát ra khỏi động cơ sau đó đưa chúng vào thiết bị chuyển hóa để xử lý. Sau khi lọc xong, khí sạch sẽ được thải trực tiếp ra môi trường. Đây là một ứng dụng công nghệ mới và chưa được áp dụng rộng rãi. Trong tương lai, nếu được phổ biến rộng rãi đây sẽ là một trong những nhân tố giải quyết vấn đề ô nhiễm hàng đầu.
 

Xử lý khí thải bằng chất xúc tác

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu về một số kiến thức cũng như các phương pháp xử lý khí thải hiện đại, an toàn nhất hiện nay. Hy vọng bài viết này đã giúp ích được cho các bạn trong việc đề ra một kế hoạch hành động để góp phần giảm lượng khí ô nhiễm cũng như để bảo vệ môi trường và cuộc sống của chính mình.